煤矿防治水工程设计和施工安全技术措施.doc

目录第一章 矿井概况3一、矿井概述3二、 水文地质概况4三、 矿井充水因素4四、 水害防治4第二章 矿井防治水措施5一、  矿井开拓开采所采取的安全保证措施 5二、防治水煤(岩)柱的留设5三、地表水防治 9四、小窑、老窑水防治 9五、井下透水事故的处理 10第三章  探水组织机构及岗位责任制 11第四章  应急救援预案 12 2015年陈兴远煤矿防治水工程设计方案和施工安全技术措施审批表单位审批意见审批人日期审批生产科安全科地测科通风科调度室机运科采掘副总通风副总工机电副总工安全副矿长批准总工程师 乌鲁木齐米东区陈兴远煤矿防治水工程设计方案和施工安全技术措施  第一章 矿井概况 一、矿井概述 1、矿井简述矿井建于1958年，1978年改造规模为年产9万t/a，“十五”期间，该矿井被列为新疆煤炭工业“十五”结构调整规划保留矿井。现矿井已完成60万t/a规模技术改造，2010年自治区煤炭工作管理局年核定生产能力60万t/a。该矿井目前运输水平为+432m水平,回风水平为+560m水平。开采上限为+777m，开采下限为+432m。矿井共划分两个采区，45号煤层为一个采区，42-43号煤层为一个采区。在42-43号煤与45号煤层中间布置一条轨道上山，两采区共用一条轨道上山。分别在42-43号煤层顶板岩层及45号煤层底板岩层布置回风上山。分别在42-43号煤层和45号煤层中布置采区煤仓，用于采区煤炭运输。开拓方式为立井开拓，采用立井上山中央两翼分段开采布局，水平分段综采放顶煤采煤方法。一采一备两掘。2、交通位置新疆某某煤矿位于乌鲁木齐市米东区，西北距米泉市13km，西距乌鲁木齐市34km，行政区划属乌鲁木齐市管辖。井田中心地理坐标：东经87°4436.5，北纬43°5410.5。井田内有沥青公路与乌奇公路相通，井田以西2km有通往乌鲁木齐火车西站至铁厂沟露天矿和石化总厂的铁路专线，交通十分便利。3、 井田地层及构造 井田内主要出露地层为侏罗系下统三工河组一部分，中统西山窑组一部分及第四系，现由老至新简述如下：3.1下侏罗统三工河组（J1s）出露于井田南部，岩性以灰绿、灰黄色泥质、钙质中砂岩、粗砂岩为主，夹灰色泥岩、粉砂岩，井田内控制约300米，与下伏八道湾组地层整合接触。3.2中侏罗统西山窑组（J2x）主要出露于井田北部，为主要含煤地层，岩性一般由灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩组成，含泥岩、炭质泥岩及煤层，含246号煤层。本井田内只出露4243煤、45号煤一般厚约400米，含化石：Eqnisetites ferganensis C.tatangensis Pseudocardinia Ovalis等。3.3第四系（Q）全区分布，主要为冰水沉积和洪积砾石、砂、黄土，成分复杂，有火成岩、变质岩及砂岩，分选差，粒径510厘米。厚约15米左右。 井田位于八道湾向斜南翼，区内表现为单斜构造，地层5558°，倾向南，倾角8689°，地层倒转，未发现断层，构造简单。二、 水文地质概况区域位于博格多山北坡褶皱带，准噶尔坳陷区南部之次一组坳陷乌鲁木齐山前的七道湾和八道湾向斜中。博格多山主峰海拔在4500米以上，而3600米以上即为常年积雪的冰川，每年冰雪融水和降水最终汇注于垂直山体的主干沟谷，构成区域内地下水主要补给源。井田内芦草沟河自南向北流经井田，为井田地下水的主要补给源。三、 矿井充水因素 由于冲积层间、煤系地层（特别是煤矿床）含水层间，无稳定的隔水层赋存，地下水以垂向补给为主。 井田内地表水体较丰富，芦草沟河为常年性流水河，第四系中的砂砾石含水层直接置于主采煤层之上，而煤层节理裂隙发育，基岩含水层由于人工采动而裂隙相对发育，煤系各含水层均在露头处接受这一含水层的补给。在煤系外围，第四系砾卵石也广泛与基岩直接接触，两含水层常成为互相补偿的统一体。另外，现生产矿井及邻区矿井采空区严重积水，且采空区位于地表水及第四系含水层之下，使老空水与地表水、第四系砂砾石含水层水力联系紧密，构成了煤矿床开采时的重要补给源，同时，对今后煤矿床的开采也构成了重大隐患。井田内地下水流向一般由南向北，煤系各含水层在北部及东北部接受大气降水（局部）和第四系含水层补给后，除垂向渗透外，即在层间迂回流动，在西南露头处再返回冲积层之中，所以在广阔的第四系分布范围内，处于向斜构造的煤系地层，可看作是第四系冲积层水的一个迂回通道。由于矿井的开拓，人为局部改变了地下水的循环特征，矿井即形成了一个个局部排泄区。四、 水害防治（一） 技术措施 根据井田地质水文资料和开采煤层的赋存状况，必须打超前钻孔探水，做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”，并采取其它防治水措施。  （1）巷道过断层或在其附近开采时，要采取探放水措施，探清其范围并留有足够的安全煤柱，采取“探、放、堵、截、排”综合防治措施。  1）必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则； 2）发现疑似积水区域，严格按规定对积水区域进行探放。  3）相邻矿井的分界处，必须留防水煤柱，在断层两侧留防水煤柱； 4）采掘到探水线位置时，必须探水前进； 5）每次降雨后，应及时观测井下水文变化情况；  6）采掘工作面或其他地点有突水预兆时，必须停止作业，采取措施，撤出所有受水威胁的人员； 7）矿井必须做好采区、工作面水文地质探查工作； 8）探放水工作必须有专人负责；  9）生产中对小型突水采用强排的方式进行排放，但也应建立对较大突水情况的封堵措施，以预防较大突水事故的发生。  10）采区巷道沿煤层顶底板布置，受煤层起伏影响较大，巷道中会出现积水现象，在生产期间应根据实际情况，在巷道适当位置设置水窝，用小水泵将水排至水仓，保障采区巷道运输畅通。 11） 及时清理巷道水沟，保持其畅通与清洁。 （二）管理措施 平时加强防汛宣传，建立探放水管理制度；做好防水计划；成立“雨季”三防指挥部，组织雨季前“三防”大检查；加强职工培训，保证安全生产。  （三）物质措施 拨出专项资金，专款专用，保证防治水物资供应。 第二章 矿井防治水措施一、  矿井开拓开采所采取的安全保证措施  1、采、掘工程所采取的防治水措施 掘进工作面共配备有探水钻机，井下各积水点均设置了小水泵。 2、相邻矿界、采区边界、断层、无炭柱两侧、采空区边界、钻孔、煤层露头等，必须留防水煤柱，严禁在各种防水煤柱中采掘。 3、必须经常了解相邻矿井开采情况，掌握其采空范围，涌(积)水情况、防止越界开采，造成巷道相互贯通，采空区积水涌入矿井，造成涌(突)水事故的发生；一旦发现煤壁发潮、有水锈等透水预兆，立即采取措施，严防突水及事故的发生。 二、防治水煤(岩)柱的留设 1、防水煤(岩)柱种类 留设防水煤柱的目的是为了截止井上、下各种水源的通道。确定煤柱尺寸，必须考虑到水源的压力、流量、煤层的赋存状况等各种因素。 2. 防水安全煤(岩)柱的留设种类 主要有断层防水煤柱、井田边界煤柱和采空区边界煤柱等三种。 3、  防水煤(岩)柱留设    （1）采空区边界煤柱 开采前，必须查明采空区开采范围及积水情况，煤柱留设尺寸参考井田边界防水煤柱计算，并且不得小于20m。 （2） 导水钻孔煤柱本井田内未发现钻孔导水现象。但从安全角度考虑，应核实全部钻孔的封闭情况，如发现封闭不良钻孔，应重新封闭，避免钻孔与地面或含水层沟通造成导水。对不能有效封闭的钻孔，采取留设防水煤柱等有效防治水措施。煤柱留设尺寸参考导水断层煤柱计算，并且不得小于20m。 三、区域、局部探放水措施及设备 （一） 探放水原则  1、探放水原则  采掘工作必须执行“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，根据矿井的具体条件，遇到下列情况之一时，必须探水：  （1）接近不明井巷、老空时；  （2）接近含水层、导水层和裂隙带等时；  （3）接近未封闭、可能突水的钻孔时；  （4）采动影响范围内有隔水岩柱厚度不清时；  （5）接近水文地质条件复杂地段、情况不明时；采、掘工程接近其它可能突水地段时。 2、探放水方法的确定 （1）探水线的确定    老空的探水线  对开采所造成的老空、老巷、水窝等积水区，其边界位置准确，水压不超过1MPa，探水线至积水区的最小距离：在煤层中不得少于30m，在岩层中不得少于20m。  在巷道掘进特别是靠近采空区、褶曲、断层、陷落柱等构造时，应切实加强探放水工作，对积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置时，探水线至推断的积水区边界的最小距离不得小于60m。  井巷通过导水或可能导水断层前，必须超前探水。探水线（探水起点）至断层交面线的最小距离不得小于25m，水压大于2MPa时应按每增加0.1MPa增加0.51m。  （2）警戒线 沿探水线外推60100m为警戒线。 （3）探放水钻孔布置  1）超前距、允许掘进距离、帮距和密度的确定 超前距：按以下公式计算 =0.5ALPKP/3 式中： 超前距，m； A安全系数，一般取25，本设计取4； L巷道宽度（宽或高取大者），为5.0m； KP煤的抗张强度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2； P水头压力（kgf/cm2），P=40kgf/cm2。 则：=0.5×4×5×10/403´=34.64（m） 因此，超前距为30m。 允许掘进距离：每次探放水钻孔施工完毕后，以最短的钻孔长度（水平投影长度）减去超前保护距离之后所剩余的距离。 帮距：取20m。 钻孔密度（孔间距）：坚直扇形面内钻孔间的终孔垂直距不得超过1.5m；水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。  3） 钻孔布置与孔数 水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。  探水钻孔的最小超前距或帮距不得小于20m。  3、探水时采取的安全措施  (1)、探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准打钻孔探放水；探放水时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。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他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过煤矿安全规程规定时，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。  (2)、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。  (3)、探水前，必须加强探水附近巷道的支架，背好顶、帮，工作面打上坚固的顶柱，以防高压水冲跨煤（岩）壁和支架。  (4