带水压开采专项安全技术措施.doc

带水压开采专项安全技术措施 　　一、矿井概况　　 河南大有能源股份有限公司新安煤矿位于新安县城以北15㎞处，石寺镇境内东以 F29及F2断层为界，西以第三勘探线为界，浅部以二1煤层底板+180m等高线及小煤窑下部边界为界，深部以二l煤层底板-230m等高线为界井田走向长15.5km，倾向宽3.5km，面积50.27km2新安井田位于新安倾伏向斜之北翼，为一平缓的单斜构造，向斜轴向近东西，向东倾伏，北翼倾角平缓，一般为7°～11°1995年11月5日12161掘进工作面底板奥陶系灰岩发生突水事故，最大涌水量4257m3/h，2010年矿井水文地质类型划分为极复杂　　 新安煤矿于1978年筹建，1988年建成投产2011年核定生产能力180万吨/年矿井开拓方式为斜井双水平上下山开拓，Ⅰ水平为+150m～-50m，Ⅱ水平为-50m～-200m目前开采+25水平，有 12、13、14、15四个生产采区及16开掘准备采区；计划2012年开始施工二水平开拓工程　　 二、主要承压含水层　　 新安井田主要承压充水含水层为奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层，其具有富水性强而不均一，水压高，个别断层带岩溶裂隙发育，补给充足等特点。

　　 1、奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层　　 奥陶系灰岩含水层由白云质灰岩、角砾状灰岩、硅质白云岩和白云岩组成，地层总厚度500m地表出露广泛，面积约32km2，补给量丰富，井田北缘灰岩裸露区和浅埋区岩溶较发育，岩溶形态主要是溶孔和溶蚀裂隙，溶洞较少见岩溶发育程度由浅往深逐渐减弱，富水性不均一根据历年12次抽水试验结果，单位涌水量q=0.00061～4.03L/s·m，渗透系数K=0.00045～9.02m/d岩溶发育规律受岩性、构造、埋深、水循环条件等因素影响和控制，总体评价该含水层富水性属含水丰富的含水层，水化学类型呈HCO3-Ca-Mg型奥灰地下水动态变化主要受气象因素控制，距二1煤层底板43.77～74.50m，平均53.76m，与L7灰岩间其中有两层隔水层阻止地下水进入矿井，属具有突水威胁的间接充水含水层　　 2、奥灰水动力条件　　 本区奥灰岩溶含水层原有的补给水量，主要来自矿区西北部寒武--奥陶系地表裸露区的大气降水和河道的岩溶漏水区段，地下水的总流向是由西向东，流经新安矿井田并继续向东，最终排泄入黄河小浪底水库蓄水后，这一带的黄河水位已由原来的+210m标高提高到目前的+263m，奥灰水地下径流的排泄点标高相应地抬升了53m，水力梯度和流速也相应地变小，从而对奥灰水的补给、排泄和突水量的大小产生一定的影响。

　　 3、突水危险性　　 根据《煤矿防治水规定》突水系数计算公式　　 T=P/M　　 式中 Ｔ--突水系数，MPa/m；　　 P--底板隔水层承受的水压，MPa；　　 M--底板隔水层厚度，m　　 该公式适用于回采和掘进工作面，就全国实际资料看，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06 MPa/m，正常块段不大于0.1 MPa/m　　 矿井各采区突水系数计算表　　 采区16下山16上山14下山12下山11下山21采区13下山15上山15下山　　 最大P3.22.43.22.6 (12201)2.9 (11241)4.62.6 (13171)1.92.9　　 M5344 (水文孔)5353535346.5 (2004)5353　　 T0.060.0550.060.0490.0550.0870.0560.0360.055　　 根据公式计算，当隔水层厚度取平均值53m时，我矿一水平突水系数最大为0.06 MPa/m，二水平最大突水系数估算为0.087 MPa/m，在地层无构造破坏的情况下，可有效地阻止奥灰水进入矿井如果煤层底板有穿透奥灰层的断裂存在，同时又处在奥灰水径流带时，将有可能造成煤层底板突水。

当隔水层厚度取最小值44m时，一水平最大突水系数为0.073 MPa/m　　 新安井田奥灰承压含水层埋藏深、水压大，补给水源充沛，富水性不均匀分布，根据《煤矿安全规程》，矿井不具备疏水降压条件时，只有坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，采用注浆加固底板、留设防水煤柱、增加抗灾强排能力等防水措施进行带压开采　　 三、带压开采安全技术措施　　 1、矿成立防治水工作领导机构，具体设置如下：　　 总 指 挥：贺志强 马泰山　　 副总指挥：李书文 张松军 崔笃峰 郭俊才 陈 龙　　 刘 超 蒋二保 段洛义 司洙霖 刘建中　　 陈国立 任怀宝 董顺喜　　 成 员：李强凡 曾聚子 武长青 潘有才 刘延召 刘战军　　 任建伟 拓文富 高广亮 段金炼 张 辉 张向东　　 李红杰 杨伟峰 杨红伟 李 华 王文峰 司耀卿　　 张喜斌 郝光华 许淑军 白建新 裴俊昌 程相伟　　 指挥中心设在调度室，中心主任：李强凡（兼）；　　 防治水办公室设在地测科，办公室主任：刘战军（兼）　　 2、超前钻探，加强编录　　 在探查钻孔施工过程中，观测钻孔见水和煤岩变化情况，按质量标准化要求做好日常水文地质工作。

加强地质资料编录，特别是断层、褶曲发育地区，坚持预测预报，及时收集采掘工作面现场水文地质资料，综合运用物探、钻探和水质化验等手段，查明采掘过程中涌水点的水量、位置、来源及补给关系加强工作面基础资料的整理、分析，建立完善关于奥灰水情的基础台账和图纸，为工作面防治水工作提供参考依据　　 加强对16采区和二水平的补充勘探与调查，查明新区域煤层底板隔水层厚度、导水构造发育程度、奥灰岩溶富水性及其动力条件，为新区域带压开采的安全评价和生产设计提供基础数据支撑　　 3、治理底板异常区　　 针对超前钻探和物探查出的富水异常区，以及揭露的隐伏导水通道，约请有资质防治水队伍开展异常区钻探查证，对存在的底板裂隙注浆加固工程施工过程中，及时收集整理有关资料，并用钻探与物探等手段验证注浆效果，复查不合格的区域要重新注浆，直至达到预期注浆效果然后编写异常区治理总结报告，进行效果评价　　 结合井下现场条件，有针对性地将工作面奥灰探查水文孔留作水源孔，同时发挥局部疏水降压、生产供水、科研观测和节支降耗的作用，实现矿井水资源化的设想　　 4、留设防隔水煤柱　　 查明导水构造分布范围，并根据矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩性质及岩层移动规律等因素，按有关规定留设防水保护煤柱，避免深部奥灰水沿断层、陷落柱等通道涌出，降低采掘工作面突水的风险。

　　 实行分区隔离开采，在相邻采区之间留设防水隔离保护煤柱，防止一个采区涌水波及其他采区因优化采区设计而需要变动隔离煤柱的，必须制定配套防突水方案，并报集团公司审批　　 5、优化工作面设计，采用合理采煤方法，减小底板破坏深度　　 根据矿压对底板破坏突水规律，可采用合理布置巷道，尽可能避开构造发育区或对其提前进行注浆加固，提高工作面推进速度，在工作面初次来压、周期来压、初停采线附近及时放顶，在时间和空间上采取措施，减小采动对底板的扰动破坏，降低突水几率　　 6、强化抗灾强排水系统建设　　 新安煤矿主排水系统为单水平中央主排水系统，东、西翼矿井涌水经东、西翼水平运输大巷水沟流至主水仓东、西大巷水沟分别长3800m，主排水泵房现安装使用MD600-55×7主排水泵6台，拖动电机型号为YB630S1-4/800 6kv工作方式为两台工作、三台备用、一台检修，最大总排水量能力为2713m3/h每年3、4月份对6台主排水泵进行检修和性能测试，保证水泵的各项技术指标符合有关规定　　 主排水泵房标高为+25m，出水口标高为+357m，扬程为335m；排水管三趟，管径为Φ377×14；其中副一斜井一趟，副二斜井两趟。

三趟主排水管路在主排水泵房内通过闸阀相互联通，即能独立工作，又能并联运行六台主排水泵和三趟主排水管正常运行方式为循环方式主水仓分为内、外两个水仓，总有效容量为8000m3　　 新安煤矿现三个生产采区12、13、14采区下山排水系统完善，各采区排水泵房现安装使用MD155-30×6主排水泵4台，电机功率为132kw工作方式为两台工作、一台备用、一台检修，最大额定排水能力为620m3/h排水管两趟，管径为Φ200mm，水仓分为内、外两个水仓，有效容量为1000m3　　 矿井井底和各采区泵房、水仓设专人定期进行检查、维修和清淤，水仓进水口设置了箅子，避免杂物流入2011年4月在东大巷380m段施工了一处沉淀池，可兼作临时强排水仓；确定2012年完成对西大巷水沟的重新扩修16采区水仓目前正在施工，建成后将增加西区排水能力，降低西大巷水沟排水负荷　　 加强对工作面的水情观测及排水工作，在工作面上下巷的低洼处施工足够容积的水仓，增设大功率潜水泵，安装足够排量的排水泵及排水管路接至车场水沟，配备有工作泵和完好的备用泵，加强排水设备的维护管理，确保排水系统能随时投入使用回采时严密观察工作面水情，防止溃水。

　　 7、加强水闸门建设管理　　 全矿共建水闸门三座，其中东西大巷250m处两对水闸门对矿井东西两翼进行隔离，16大巷水闸门对16采区进行隔离　　 要求运输队加强水闸门日常维护管理，关闭水闸门所用的工具和零配件设专人保管，专门地点存放，不得擅自挪用、丢失按照规定矿组织相关单位，每年对水闸门和水阀至少进行两次关闭试验，其中一次在雨季前，确保水闸门性能合格、灵活可靠当小浪底库区水位超过+260m或井下底板异常涌水时，要排专人24小时值班，随时准备关闭水闸门　　 8、加强现场管理和队伍建设　　 要求各采掘工作面每班设有专人接听、专人排水；加强职工防治水培训，宣贯奥灰突水征兆与规律，深化“两述两化”工作，明确避灾路线；加强备灾物资管理，认真组织开展防水演习；推进干部走动管理，深入贯彻落实各项安全措施；大力引进正规院校水文地质专业毕业生，保障防治水技术人员接续；加强探放队的组织管理和探放水工的专业培训，壮大矿井防治水队伍知识力量　　 9、优化防治水装备　　 矿井配置有便携式地质探测仪、直流电法仪、高密度电法仪、无线电波坑透仪、音频电穿透仪等物探仪器，联合防水研究所瞬变电磁、震波勘探等方法，对井下各工作面进行物探；矿建有注浆加固系统一套，探放水钻机杭钻300和SGZ-100分别三台、SGZ-1A四台，利用井上下水文监测系统对奥灰水压进行实时监测，并装备大量水灾抢险的物资设备，全力保障矿井防治水工作顺利开展。

　　 10、互动联防　　 与周边矿井（新义、义安和孟津）开展奥灰水情的互动交流，总结学习其带压开采成功经验，联合共享奥灰水文孔数据资料，全面分析奥灰水径流带发育情况　　 加强与科研院所的合作攻关，努力开展底板奥灰水危险性分区研究，探索矿井奥灰水防治的新途径和新方法，不断吸取失利教训，总结延伸切实可行的理论成果　　　　 11、加强底板突水应急管理工作　　 为确保在发生底板奥灰突水情况下，最大限度减少人员伤亡和财产损失，要继续加强矿井水灾应急管理工作要求所有采掘工作面在施工前编制完善的防治水措施和水灾应急预案，并加以贯彻落实定期组织职能科室对避水灾路线进行隐患排查，及时处理冒顶片帮区段，确保路线畅通及时检修维护风水管路、监测系统、定位系统和井上下通讯系统，确保紧急情况下“生命线”完好正常加强对出入井人数的掌控力度，确保紧急救援有序开展　　　　 新 安 煤 矿　　 2011年11月08日　　　　。