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水害防治计划
贵州青利荔波分公司平寨煤矿
水害防治计划
(2012年度)
2012年4月编
第一章矿井概况
平寨煤矿是贵州青利集团有限公司荔波分公司下属的一对生产矿井,,井田面积约为8平方公里,目前尚拥有地质储量1159万吨,可采储量1009万吨,矿井核定生产能力为15万吨/年,可采煤层有三层,自下而上依次分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ煤,主采煤层为Ⅱ煤,平均厚度为1.5米,为低灰、中硫、高发热值优质无烟煤。
矿井采用斜井开拓,主要运输大巷为+400水平大巷,长度有1800米;目前的开采区主要集中在四采区,并均为独立通风。
矿井的通风方式为中央对角式,主井和副井总进风量为3212m3/min,二号风井总回风量2312m3/min,六号风井总回风量1382m3/min,均为双回路供电,矿井的正常涌水量为33.6m3/h,最大涌水量为52.3m3/h,涌水集中到主运输大巷流入中央泵房,在中央泵房共安装有4台150D30×9级清水主排水泵,全矿共有6台主排水泵每台每小时排水为量150m3/h,配套电机功率为225KW两台,180KW两台,主排水管路为两趟,一趟管径为Φ272mm,另一趟管径为Φ250mm,中央水仓全长350米,总容积为1400m3,增容水仓容量为800m3,目前矿井的正常排水能力在300m3/h以上,完全能满足矿井在雨季期间的排水要求。
地面安装有四台高低负压瓦斯抽放泵,两台高负压,两台低负压,抽放量:
6750m3/h,监测监控系统升级,回采工作面使用单体液压支柱,采、掘、机、运、通都已达到安全生产条件。
矿井为煤与瓦斯突出矿井,煤尘经鉴定无爆炸性危险,煤层自燃倾向性为三类即不易自燃。
矿井安全生产许可证正在申请办理,申请资料已交窗口。
现有职工505人,设有矿长一人,副矿长三人,总工程师一人,各类管理人员68人,特种作业人员128人,从业人员每年进行一次培训,全部持证上岗,有采、掘、机、运、通、生产、调度、安检、供应、劳资、工会组织等机构。
第二章地质特征
本煤田为一轴向北北东向南南西倾斜,没有开阔的对称面,向斜轴向北东20°,轴西倾向北西,长30km,东西宽17km,总面积360km2,区内断裂构造较发育,主要由北北东向斜的主干断层及其派生断层组成,多为正断层,逆断层分布于东翼中部附近。
平寨矿的井田构造较为简单,为一面倾单斜构造,具微波起伏,一般地表倾角在5-20°之间,浅部500-600m的标高地带为5-10°之间,向下侧变陡而大于20°。
第三章目前开采情况
该矿井+630m平峒水平(即西大巷)采用斜井开拓方式,现井田范围内上山采区已全部采完,在四、五、十采区深部+200m以上布置采掘面。
第一节矿井充水的水源情况
一、地面水:
地面水包括降雪、降雨、河流、湖、池塘以及山洪等,这些水源一旦进入井下都可能形成水灾,威胁矿井的安全生产。
为防水害发生,我矿对地面水作了调查分析,取得了第一手资料,地面注入和渗入井下的水量较少,山坡上没有河流、湖、池,只是降雨时间长而较大时,少量水通过地表裂隙渗入井下,水量不大;根据平寨矿的开采情况分析,在煤层上覆盖岩层透水性差,也没有构造断裂破坏的情况,实践表明,平寨矿区范围内的地面水对井下作业没有多大影响,不会对井下形成水害。
二、顶、底岩石含水层水情况:
根据已开采揭露的煤层顶部岩层情况分析,顶部岩层无强含水层,其主要是由石灰岩、页岩、泥岩、砂岩组成,而且矿井地面是在地形较陡的山坡下面,地面水容易排走,补给的水量很少,不会对矿井安全生产构成威胁很大。
三、断层水情况:
平寨煤矿从开采情况看,大的断层很少,而小的断层较发育。
而在断层较发育地带,没有发现过充水现象,其断层裂隙也没有发育到山坡地表。
加上山坡无河流、湖泊、地表水积存不了,因此,矿井断层水很微弱。
四、小煤窑老塘积水情况:
目前平寨矿周边的小煤窑已在四年前全部关闭和封闭。
以前所开的小煤窑井口有10个,而且都在浅部,对小煤窑开采过的老巷、老塘,矿都进行测量,上图标出小煤窑巷道的具体位置。
其开采标高均在+670-680m之间,离矿井开采地点有(垂直)300m远,再者小煤窑开采的巷道、老塘都已冒顶垮落充填,不会存在积水现象,地面井口矿也对其进行充填封闭。
地面水渗不入井下,因此,对矿井范围内已开过的小煤窑矿井充水量不大,对矿井安全生产不会构成威胁。
五、斜井开拓开采及水害情况:
平寨煤矿+400大巷,其上山采区已全部采完。
上部的老塘水及地面水在有微量渗入井下时,全部水都截在水平大巷水沟自然排出井口,无须动用其他方式进行排放,故对矿井水害防治较为简单。
六、矿井水文地质情况在2010年11月“贵州省水利电勘设计研究院”调查清楚并出具积水布置图,矿山进行采掘活动时,有比较好的参考价值。
第二节矿井排水情况
全矿共有4台主排水泵每台每小时排水为量150m3/h,配套电机功率为225KW两台,180KW两台,主排水管路为两趟,一趟管径为Φ272mm,另一趟管径为Φ250mm,中央水仓全长350米,总容积为1400m3,增容水仓容量为800m3,目前矿井的正常排水能力在300m3/h以上,完全能满足矿井在雨季期间的排水要求。
第四章2012年度主要防治水措施
第一节组织措施及人员分工
(1)水害防治工作机构
矿成立水害防治工作领导小组
组长:
矿长蔺珍忠
副组长:
总工程师孔令生、副总工程师谭树坚、安全副矿长许光耀、生产副矿长文振克,机电副矿长王中文
成员:
掘进、机电、通风、办公室主要负责人为成员。
领导小组下设水害防治工作办公室,与矿生产调度合署办公,由蔺珍忠兼任办公室主任,蒙福掌兼任办公室副主任,负责水害防治的日常管理工作。
(2)人员分工及职责
蔺珍忠:
负责水害防治工作的全面组织领导协调工作,负责水害防治工作的资金落实和物资材料的保证供应。
负责水灾发生时人、财、物的统一调度。
并负责水害防治办公室的日常管理工作。
孔令生、谭树坚:
全面负责水害防治的技术工作。
负责水文地质资料、相邻矿井采掘动态资料的收集、分析和处理,负责编制矿井水害防治计划和应急预案,负责探放水设计和安全技术措施的制定。
王中文:
负责防治雷电工作,负责防治水安全培训教育工作,负责监督各项水害防治安全技术措施的具体执行并按照有关规定进行奖惩。
文振克:
负责组织对地面防洪沟渠、设施的日常管理与隐患整改,负责对矿井水仓、抽排水工作的全面领导,负责督导和指挥探放水工作的具体实施。
许光耀:
负责掘进工作面的水害防治及掘进职工水害教育培训、避灾救灾演练。
蒙福掌:
负责防灾救灾设备的安装、调试和运行管理。
谭树坚:
负责测量工作。
韦善鹏:
负责水害防治办公室的日常工作,认真作好有关资料、信息的收集与管理,协调有关救治单位,加强日常水害防治工作调度。
周文华:
负责水害防治资金的具体落实和物资的采购、储存和管理工作。
周业昌:
负责地面煤坪及生活区的水害防治,负责安全保卫,负责义务抢险队伍的组建并积极参加抢险救灾。
第二节地表水的防治
(1)防治重点:
工业广场,二风井、六风井。
(2)防治措施:
在雨季到来之前工业广场排洪沟,风井排洪沟彻底清理。
第三节矿井水的防治
目前平寨矿周边的小煤窑已在四年前全部关闭和封闭。
以前所开的小煤窑井口有10个,而且都在浅部,对小煤窑开采过的老巷、老塘,矿都进行测量上图,标出小煤窑巷道的具体位置。
其开采标高均在+670-680m之间,离矿井开采地点有(垂直)300m远,再说小煤窑开采的巷道、老塘都已冒顶垮落充填,不会存在积水现象,地面井口矿也对其进行充填封闭。
地面水渗不到井下,因此,对矿井范围内已开过的小煤窑矿井充水量不大,对矿井安全生产不会构成威胁。
(1)掘进工程所采取的防治水措施
1)每月收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况,并在井上、下对照图上标出其位置、开采范围、开采年限、积水情况等。
2)井下各个涌水点设立水情观测站,4-10月间每月进行地下水动态观测、水害预报,根据情况制定相应的“探、堵、疏、截、排”综合防治措施。
3)必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,必须坚持有疑必停。
4)井巷在掘进过程中必须边探边掘,掌握前方及上方采空区的水文情况,若发现有水患时,应及时采取措施,待确定安全后再向前掘进,并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程图上。
井巷揭露的主要出水点或地段,必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析,防止滞后突水。
5)在掘进工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时,必须停止作业,采取措施,立即报告矿调度室,发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。
6)井下和地面排水沟保持畅通,及时进行清理,雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查,成立防洪抢险队伍,并储备足够的防洪抢险物资。
(2)各类煤柱的留设汇总如下表所列:
序号
煤柱类型
煤柱宽度
1
断层防水煤(岩)柱
断层两侧各25m
2
导水钻孔防水煤柱
无
3
相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱
20m
4
矿井边界煤柱
20m
(3)井下探放水措施
(一)探放水原则
必须做好水害分析报告,坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。
在掘进和接近积水地区掘进前或排放被淹井巷和积水前,必须编制探放水设计,并采取防止瓦斯和其它有害气体危害等安全措施。
探水眼的布置和超前距离,应根据水头高低、煤(岩)层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。
探放水设计包含以下方面:
1、探水起点的确定:
为了确保采掘工作和人身安全,将水淹区的积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上,经过分析划出三条界线。
(1)积水线:
积水边界线(小窑采空区范围),其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定。
(2)探水线:
根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定,具体规定如下:
1)对采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区,如边界准确,水压不超过10kPa时(该矿小窑开采深度小)探水线至积水区的最小距离:
煤层中不得小于30m,岩层中小于20m。
2)对虽有图纸资料,但不能确定积水区边界位置的积水区,探水线至推断积水区边界的最小距离不得小于60m。
3)对有图纸资料的小窑,探水线至积水区边界的最小距离不得小于60m;对没有图纸资料可查的小窑,必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,防止发生透水事故。
4)掘进巷道附近有断层或陷落柱时,探水线至最大摆动范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60m。
5)石门揭开含水层前,探水线至含水层的最小距离不得小于20m。
(3)警戒线:
沿探水线外推50-150m(在上山掘进时指倾斜距离)即为警戒线。
(4)钻孔深度及超前距离
探水钻孔眼底至采掘工作面的距离不得小于20m的超前距离,钻孔深一般在40m左右。
(5)钻孔直径
从探、排有效又防止冲垮煤壁和放水过大的原则出发,孔径以不大于60mm为宜。
(6)探放水钻孔布置方式:
1)根据地质条件和积水区的位置,以能保持安全岩柱厚度,防止漏探和实现安全、经济、快速为原则来确定钻孔布置方式和孔数。
2)对于工作面前方和左右两侧均受水威胁的倾斜薄煤层,钻孔按扇形布置,当积水区肯定在一侧时,钻可按半扇形布置。
薄煤层掘进探水,同时要考虑垂直方向和密度,使钻孔进入顶板围岩。
3)探老塘水,探后掘进停掘处的钻孔眼距不得超过3m,以防漏探。
4)探断层水,开孔位置必须在防水煤柱外和断层应力影响带以外,以防煤岩破碎出水后不易控制。
5)钻孔个数以保证必要在密度为原则,一般不得少于3个。
钻孔布置方式见下图:
2、掘进工作面遇下列情况之一时,必须确定探水线进行探水。
(1)接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时,井巷出水点的位置及其水量、有积水的的井巷及采空区积水范围、标高和积水量,必须绘制在采掘工程平面图上。
在水淹区域应标出探水线位置。
采掘到探水线位置时,必须探水前进。
(2)有与溶洞、含水层及与之有水力联系的导水层、裂隙(带)、陷落柱时必须查出其位置,并按规定留设防水煤柱。
巷道必须穿过上述构造时,必须探水前进。
如果前方有水,应超前预注浆封堵加固,也可采取其它防治措施。
(3)打开隔离煤柱前必须探放水。
(4)接近有水的采煤工作面时必须探放水。
(5)接近未封闭又可能突水的钻孔时必须探放水。
(6)煤层顶板的含水层和水体存在时,应当观测“三带”发育高度。
当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时,必须超前探放水并建立疏排水系统。
(7)采、掘工程接近其它可能突水段时必须探放水。
3、探放水注意事项
探放水必须制定专项措施,探放水应有专人统一指挥调度,并应遵守以下规定:
(1)安装钻机探水前,要遵守下列规定:
1)加强钻场附近的支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。
2)清理巷道、挖好排水沟。
探水钻孔位于巷道低洼处时,必须配备与探放水量相适应的排水设备。
3)在打钻孔地点或附近安设专用电话。
4)测量和防探水人员必须亲临现场,依据设计,确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。
(2)预计水压较大的地区,探水钻进之前,必须安好孔口管和控制闸阀,进行耐压试验,达到设计承受的水压后,方可继续钻进。
特别危险的地区,应有躲避场所,并规定避灾路线。
(3)钻孔水压过大时,采用反压和有防喷装置的方法钻进,并有防止孔口管和煤(岩)避突然鼓出的措施。
(4)钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等异常状况时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,现场负责人应立即向调度室报告,并派人监测水情。
如果发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁的人员,然后采取措施,进行处理。
(5)探放老空水或采空区积水前,首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。
老空积水高于探放水点位置时,只准用钻机探放水。
探放水孔必须打中老空水体,并要监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。
钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时,必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。
如果瓦斯或其它有害气体浓度超过规程规定时,必须立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,及时处理。
(6)钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量;放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。
若水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室。
(7)排除上山的积水以及恢复被淹井巷前,必须有矿山救护队检查水面上的空气成分,发现有害气体,必须及时处理。
排水过程中,有害气体有突然涌出的可能,必须制定安全措施。
(二)探放水设备选择
配备TXU-75A探水钻3台,ZY650型钻机3台。
(三)发生水害时的应变措施
当发生水灾事故后,除按照各条巷道作业规程中制定的避灾路线撤退外,还必须采取以下措施:
1、矿井发生水灾事故后,应以最快的速度、分秒必争地组织排水抢救工作。
在抢救中要根据透水事故现场的实际情况,组织指挥救灾。
当透水量较小,透水后淹没了矿井的部分采区或水平的巷道,使部分采区的人员被水堵或淹没在水下边。
应从两个方面组织抢救:
一是应迅速组织救护队,侦察水位上所有地点,寻找抢救被淹水位上的所有人员,查清被水淹堵的准确人数。
如果水位正在上升中,救护队进入独头平巷侦察或抢救人员时,一定要派人观察独头平巷外出口处水位的增长情况,防止水位增高堵住了救护人员的回路;二是应利用通往被淹采区的所有通道,组织力量,进行排水抢救。
2、在抢救水灾事故中,要认真分析、判断被水堵在里边遇险人员的位置,要详细调查被水淹没或被水堵住的巷道状况及遇险人员的工作地点,分析透水后可能逃避的方向,判断遇险人员是否有生存的条件。
指挥部必须以抢救活人为指导思想去部署各项抢救工作,不能看到水位己高于遇险者所在地点,就轻易地做出遇难人员已经死亡的结论,否则就会贻误战机,使本应得救人员死亡。
3、发生突水事故后的处理
①矿井采掘地点局部范围发生突水事故后,事故发生地点人员应立即汇报应急救援指挥部,事故地点负责施工的责任人应根据现场情况、应急救援指挥部安排及瑞祥煤矿年度灾害预防和处理计划规定的避灾路线立即组织人员撤离,将施工人员撤至安全地点。
②矿调度室根据事故汇报程序汇报值班领导及有关单位和人员。
生产科室及有关采掘区队接到通知后应立即携带有关资料等在调度室或指定地点待命。
③矿长是处理突水事故的全权指挥者,在矿总工程师、公司有关领导和矿山救护队队长的协助下,制订营救遇险人员和处理事故计划。
在矿长未赶到前,由值班副矿长(值班领导)负责指挥。
④矿总工程师在矿长的领导下,组织分析事故发生的原因、事故性质,危害程度、波及范围等因素,并制订营救遇险人员和处理事故的作战计划。
⑤副矿长根据营救遇险人员和处理事故的作战计划,负责组织为处理事故所必须的人员待命,及时调集救灾所必需的设备材料,并由指定的副矿长严格控制入井、升井人员,签发抢救事故用的入井特别许可证。
⑥其它单位人员根据矿长的命令和矿井重大事故的抢救过程中有关人员的职责的要求开展救护工作。
⑦突水事故发生期间或者其它情况造成井下涌水量超过正常涌水量有淹井可能时,排水值班人员应立即汇报应急救援指挥部。
安排机电科长及有关工程技术人员应立即到泵房指挥排水工作,并安排专人在井底指挥撤离人员。
同时对涌水区域进行全面停电,防止人员在水中触电。
4、矿井透水事故的自救和互救
(1)透水事故发生后,应尽可能撤出,按规定避灾路线迅速撤到水平最高点。
(2)被涌水围困无法退出人员应迅速进入避难硐室中避灾,并在硐室外留设明显标志。
(3)避灾期间,要不断发出呼救信号,等待营救。
5、矿井水灾应急要点(见附图)
(五)防止误穿煤层、断层、溶洞、积水的安全技术措施
我矿2012年掘进根据设计布置在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ煤层煤系岩层中,由于煤系地层在原生沉积时变异频繁,层理较乱,无可靠稳定的标志层可循,加上后期地质构造的影响,地层结构和构造变化较大,掘进时有存在误穿煤层、断层、溶洞和积水的可能。
为此,特制定本措施。
(1)原则上按照设计规定的方位进行掘进。
(2)无论岩层产状是否发生变化,巷道每掘进100米用钻机在巷道两侧垂直岩层走向方向进行钻探。
(3)矿成立技术分析小组,定期和不定期地研究分析掘进碛头变化情况,掌握其变化规律,确定掘进方向。
(4)矿生产技术科由谭树坚负责,不定期对掘进巷道和碛头进行测量、素描和编录,收集有关资料并绘制巷道和地质平面图、剖面图等有关图表,随时掌握掘进情况,发现异常及时汇报。
(5)掘进队的干部和职工当发现以下异常情况时,必须停止作业,及时向当班领导逐级汇报,在采取措施后方可恢复掘进:
1)揭穿煤层前的征兆:
岩层产状发生变化、岩性发生变化、岩层结构可能发生变化、瓦斯涌出量增加(该巷正常掘进中无瓦斯或很小)等。
2)揭穿断层前的征兆:
岩层产状突然变陡或变缓、岩性出现异常、岩层层理紊乱、或有断层泥(水)出现、围岩湿润等。
3)揭穿溶洞前的征兆:
围岩湿润、淋(滴)水增大、岩层层间有时有泥质或粉砂质充填物(其与围岩不整合或假整合,接触线明显)、碛头有时有漏风或吹风现象、炮烟被吹出或吸入、有时有异常气体涌出、有流水声或水叫声等。
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