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1、 辽源矿业集团公司梅河煤矿四井地测防治水中、长期规划（2015年2017年） 井 长： 工程师： 编 制： 二一七年元月 目 录前 言1第一章 井田概况及开发现状2 第一节 井田地理概况2 第二节 井田开发现状4第二章 矿井水文地质的基本情况4第一节 矿井水文地质概况4第二节 井下排水设施6第三章 矿井充水因素分析6第四章 矿井主要水害及治理方案7第一节 矿井发生突水的原因分析7第二节 矿井水防治的整体规划7第三节 井下水害治理方案12第五章 实施计划及预期效果12第一节 项目实施计划12第二节 项目实施后的预期效果13前 言矿井水灾是煤矿常见的一种灾害。随着煤矿企业工作进一步深入，矿井水害成
2、为继瓦斯事故后影响煤矿安全生产的另一主要灾害。为了贯彻落实好煤矿安全规程和国家煤监局出台的煤矿防治水规定，杜绝水害事故的发生，保障从业人员生命及财产的安全，特结合我矿的水文地质情况，坚持“预防为主，防治结合”的方针，按照当前与长远、地面与井下、防治与利用相结合的原则，根据不同的水文地质条件，制定“探、防、堵、截、排”等相应的措施。因此编制地质防治水中长期规划。同时要在整体规划的基础上，根据轻重缓急，抓好防治水工作，要严格检查，堵塞漏洞，防患于未然，确保整个防治水工作按计划有条不紊地进行，使防治水规划落到实处，水害得到有效防治。第一章 井田概况及开发现状第一节 井田地理概况一、地理位置辽源矿业集
3、团公司梅河矿四井位于吉林省梅河口市红梅镇境内，行政区划属梅河口市红梅镇管辖。矿井地理坐标为：东经 1253752.31253943.0，北纬 422537.6 422640.7。二、地形地貌该区地处大柳河南岸的二级阶地上，地表为丘陵地貌，标高为+340m+370m之间。其北部为大柳河冲积平原的一级阶地，地势低洼平坦，地面标高为+340m，其南北两岸为低山区地势，标高+400m左右，坡度为30。主、副井筒井口标高分别为+344.4和+344.5m。工业广场标高为+336.4m+354.m，历年来最高洪水位为341.4m。三、交通条件矿井距矿区本部4.0km,北部矿区专用铁路线与沈吉线黑山头车站相
4、连通，距梅河车站15km，距辽源车站 80km。主要干线公路有两条：一条是沈梅公路（202国道）；另一条是井田北部的矿区混凝土公路，交通极为方便。四、河流水系矿井位于矿区东部，地表有磨盘山水库之人工水渠、海龙水渠和白石沟河，从本区西北及西南部经37、36、39等勘探线流出本区。东北部西太平水库，与东部井田边界相距150m。由于几年来的开采，地表出现大面积下沉，现均已回填完毕。个别地势较低地点雨季设水泵进行抽排，对新出现的裂隙及塌陷坑及时进行回填，防止地表水导入井下。对曙光湖拦水坝进行不断加固，防止湖水倒流进入采空区上方威胁井下安全生产。从地貌可分为两级阶地：大柳河谷为一级阶地，地势较平坦，阶地
5、宽23km。四井矿区为二级阶地。大柳河上游标高350m357m，下游标高333m340m，大柳河在矿区2.5km处大致与矿区走向平行向东流，河面宽100m150m，其流量为10 m3/min15m3/min。矿区阶地宽3Km里左右，为缓丘陵地带。阶地上游标高357m382m，下游标高340m353m。矿区地下水主要有第四系冲积砂砾石孔隙水、下第三系古新统梅河组砂砾岩孔隙、裂隙水和构造断裂带脉状裂隙水。五、气象1、气候概况年平均气温5.4，7月最暖平均气温22.4，1月最冷平均气温-16.4，极端最高气温36.1，极端最低气温-38.4。每年月下旬结冻，来年月解冻，冻层深度.6m。每年月是雨量集
6、中季节，年平均降水量701mm，59月平均降水量571.1mm，占全年降水量的72%，年湿润系数为1.09，属湿润区。2、气象资料（19522008）历年年最大降水量1027.6mm，出现在1954年，历年年最少降水量448.5mm，出现在1997年，历年一日最大降水量119.5mm，出现在2001年8月2日，历年年平均气温5.4，历年平均最高气温11.8，历年平均最低气温0.1，历年日最高气温极值36.1，出现在1962年6月16日和2000年7月9日，历年日最低气温极值-38.4，出现在1956年1月21日。历年最高洪水位41.4，出现在1995年8月18日，海龙水渠沿线多处水面与坝堤面一
7、平，有决堤现象。矿区段水面距堤面最小距离0.5。水深中和段至上游平均2.3深，中和段至下游平均水深1.9，矿区段沿途没有水文观测站，无法考证水位标高。水渠正常春季灌溉时水深平均在1.52.0之间，均没有超出坝堤。从地形图上看出矿井井筒口门标高高于海龙水渠坝堤面标高。第二节 井田开发现状现开采12号煤层，井下有1个采煤工作面、1个掘进面第二章 矿井水文地质的基本情况第一节 矿井水文地质概况一、矿井水文地质类型1、矿井受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙补给条件一般，有一定的补给水源。单位涌水量0.1q=0.561.0，符合矿井水文地质类型中的中等类别；2、矿井存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚，符
8、合矿井水文地质类型中的中等类别； 3、矿井涌水量，180 m3/hQ=243 m3/h600 m3/h，符合矿井水文地质类型中的中等类别；4、矿井没有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全，符合矿井水文地质类型中的中等类别；5、防治水工作简单易于进行。符合矿井水文地质类型中的中等类别。因此根据矿井水文地质划分类别规定，矿井符合水文地质类型中的中等类别。二、含水层1、第四系冲积砂、砾石孔隙含水层该层主要由砂、砾石及亚粘土组成，分布于整个矿区。砂砾层由粗、中、细砂及砾石组成，砂成分主要由石英、长石等组成。水位标高+330m+335m,一级阶地砂砾层厚度15m20m，二级阶地厚度10m18.65
9、m。井田内砂砾层底部普遍发育有厚度约0.2m0.5m的砾石层，其砾径10m400mm，分选较好，磨圆度好。砂砾层含水丰富，透水性较强，与煤层露头直接接触，是矿井充水的主要来源。砂层水的补给靠大气降水的间接补给，单位涌水量为0.56L/ms。2、新生界下第三系古新统梅河组砂、砾岩孔隙、裂隙含水层该层主要由砂岩、砾岩、泥岩及工业煤层组成，厚度150m300m。泥岩呈块状,含粉砂质及少量炭屑。砂岩成份以石英、长石为主，含少量绿色矿物，分选较好, 胶结较差，极松散，层理不发育。该层主要以风化裂隙水为主。3、砂、砾岩孔隙、裂隙微承压含水层厚度40m150m，由灰黑色、褐色泥岩夹薄层灰、浅绿色粉砂岩、灰白
10、色砂岩和煤层组成。层理不发育，胶结较差。4、构造断裂带脉状裂隙含水层该矿井地质构造较发育，大小断层较多，孔隙裂隙含水沿断层进入采区。三、井田内的主要隔水层泥岩隔水层厚30m150m，由灰褐色、茶褐色的块状泥岩组成，局部夹白色砂岩、砾岩,结构致密，破碎面呈贝壳状、参差状和平坦。四、矿井涌水量矿井正常涌水量为98m3/h，近几年最大涌水量为135m3/h。第二节 井下排水设施井下排水系统矿井排水系统两套： 第一套排水系统为一段排水，排水路线：+170m水平水仓（水泵型号：200D436）地面。第二套排水系统为两段排水，排水路线：采区 -180m水平水仓 +55m水平水仓(水泵型号：200D439）
11、 地面。第一段水仓设在+55m水平，分甲、乙两仓，容量分别为780 m3和612m3。沿副斜井敷设一趟217、长度1280m的铁管至地面贮水池，一趟159、长度200m的铁管到+170m水平。第三套水仓设在-180m标高（水泵型号：155D3010），分甲、乙两仓，容量分别为764 m3和1042 m3。沿-180+55m回风上山敷设两趟长1200m的铁管（其中一趟217、一趟159）至+55m水仓。第三章 矿井充水因素分析一、矿井充水来源矿井涌水量观测站主要有腰泵观测、+220m水平观测站、+170m水平观测站、+55m水平西异观测站、采区观测站和地表抽水井观测站组成。腰泵观测站涌水主要是主
12、、副井筒流砂水涌水量，通过近几年观测在1526m3/h，比较稳定。+220m水平观测站涌水和+170m水平观测站涌水主要为中心井（县矿）流砂水及老空水，涌水量受地面排水情况影响不稳定。+55m水平西异观测站涌水是旧采迹涌水，比较稳定。采区观测站涌水主要是上层旧迹积水，通过近几年观测在25-55m3/h，近一年有所减小，主要是水源流砂层水位下降所致。矿井现进入深部开采阶段，根据目前生产矿井涌水量统计结果，矿井涌水量最大242.6m3/h，最小95 m3/h，一般为110 m3/h左右。第四章 矿井主要水害及治理方案第一节 矿井发生突水的原因分析矿区充水水源，正常情况下为顶板的孔隙裂隙含水层，并受
13、地表水、大气降水影响，但因该含水层富水性极弱而水量较小，不会对矿井生产造成威胁。第二节 矿井水防治的整体规划一、矿井水防治整体思路矿井水防治工作的整体思路可分为两种，一种是以排为主，是将主要的资金和设备及管理重点放在对矿井水的抽排上，一种是以“截、堵”相结合，是将主要的资金和设备及管理重点放在对矿井水源头的控制上。现开采的采区水害威胁的主要水源为采空区积水，但现有采空区内积水量相对不大，威胁性较小，只要加强管理，严格执行煤矿防治水规定进行防治水，可以避免水害事故的发生。结合我矿水文地质情况，采取以排为主，辅以“截、堵”措施，基本上可以解决矿井防治水问题。二、矿井水防治整体规划的确定根据水文地质
14、资料可以看出，我井防治水工作重点和难点在于采空区积水的防治上，加强采空区积水的探放，就可以从根本上减少和降低水害的风险，同时再辅以各项地面水防治措施，基本上就可以解决我井的水害防治工作。由于我井地表为黄土覆盖，地形较为平坦。经过实地查看，发现地下采矿和疏干排水，对矿区的水文地质条件和地表形态影响较小。但随着矿井生产的进一步进行，采空区范围将进一步扩大。在采空区上部、断裂构造带附近及厚度适宜的地段上，局部可能形成了地面裂隙和塌陷。经查明，在井田周边无其它非法小窑进行开采。针对上述情况，特提出水害整体防治规划如下：一、在流沙层下开采或浅部开采时，必须制定安全技术措施，否则不准开采，在深部开采时，为
15、了避免或减少冒顶区和塌陷区在短时间内迭加而形成水泥集中洞室，威胁安全生产，在采煤方法上要采取适当措施，如综放采煤时，尽量均匀回采，不要集中某个区域，在回采过程中，也要有计划的进行探放水。二、在采空区下及附近开采时，必须预测采空区冒落带、破碎带、裂隙带发育高度及出水情况，当导水裂隙带范围内的老空积水影响安全开采时，必须请有资质部门作探放水设计，或留足煤岩柱，以防冒区与冒区沟通发生透水事故。三、采用有效的探水仪器（如便携式地震探测仪）超前探测井下积水区，如果发现水体，则采取超前探放水或做探放水设计。四、在开采井田西部残煤时，对白石沟河及海龙水渠制定安全技术措施，保证井下安全。五、对采区西部+170
16、m水平放水道等主要涌水点要施工挡水墙，并留设排水孔，保持正常排水，观察水位变化情况，发现涌水异常时，一定要查明原因进行处理。六、矿井对各种水灾隐患要登记、建档，组织有经验的工程技术人员进行水害分析，制定有针对性的防治措施，消除水灾隐患。七、对地表塌陷区及积水，要采取排干或回填处理，地面塌陷区排水泵房，要按设相同排水能力的备用水泵，并保证排水设施完好，定期进行检修、维护和保养。八、要派专人对采区对应地表进行检查、观测，发现塌陷、裂隙、积水区要及时汇报，并制定相应的安全技术措施。九、井口附近或塌陷区内外的地表水体可能溃入井下时，必须采取措施，并按照煤矿安全规程第256条的规定执行。十、查明矿井的水
17、文地质资料，编制中长期防治水规划和年度防治水计划，并组织实施。该矿井必须继续收集、调查和核对相邻煤矿和废弃小窑的采集迹及积水情况，及时报告有关单位并采取相应措施，在井上、下工程对照图上标出其位置、积水情况。十一、矿井必须针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预测分析，并制定相应的“探、防、堵、截、排、树、导”等综合防治措施。十二、每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查，制定雨季防治水措施，并相应组织抢险队伍，储备足够的防洪抢险物资。十三、必须查清矿井及其附近地面水流的汇水、渗透情况，疏水能力和有关水利工程情况，掌握党地里年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排
18、水系统。十四、井口标高必须高于当地历年最高洪水位；设置避开可能发生泥石流、滑坡的措施。十五、使用中的钻孔，必须安装孔口盖。报废的钻孔必须及时封孔。十六、相邻矿井的分界处，必须留防水煤柱，矿井以断层分界时必须在断层两侧留有防水煤柱。防水煤柱的尺寸，应根据相邻矿井的地质构造，水文地质条件、煤层赋存条件、围岩性质、开采方法及岩层移动规律等因素，在矿井设计中规定。严禁在各种方隔水煤注重采掘。十七、具体防治水工作1、地面防治水工作1）四井随着井下开采深度，面积不断加大，地面塌陷区面积也将增加。地面塌陷区主要采取水泵排水和回填的方式相结合来处理，四井地表塌陷坑已经回填完毕，并对塌陷区进行了大面积的预回填工
19、作。但随着采深增加，地表会形成新的塌陷坑，将在春夏两季设水泵进行排水，如果潜水泵排水能力不足时，及时设大泵进行抽排，管路长度和设泵位置根据实际情况而定，铺设地面排水管路时，必须将排水口引入不影响井下开采的水渠，保证排水管路的长度。对不能挖设排水沟进行排水的地点，设临时潜水泵进行抽排，预计继续回填塌陷区，保证采区上方无积水，不威胁采区安全生产。2）四井采区结束边距西太平水库平尺距离约150m左右，现已在水库边缘修筑了一条拦水坝，比较坚固，在雨季汛期要加强对拦水坝及地表塌区巡查工作，夜间由防汛人员进行巡查，白天由技术组人员进行巡查，拦水坝及地表出现较大裂隙及塌陷要及时对拦水坝进行加固，防止水流到采
20、空区上方。及时对地表裂隙及塌陷坑进行回填，防止裂隙导水威胁井下安全生产。3）原县矿抽水井要不间断的进行排水，使+220水平水源补给减小，减小对四井井下威胁。水泵运转不正常时，及时向井矿调度室汇报，及时更换水泵，保证水位不上涨，同时要加强水位及水量观测，发现异常及时分析原因，及时解决。雨季要在抽水井口设好拦水坝，防止积水从井口进入井内。2、井下防治水工作矿井防治水采取的主要措施是超前探放水和汛期地面设泵排水。1）开拓巷道时，如果发现有水害预兆时向上级汇报，并采取注浆封水等方式进行封闭巷道，开拓巷道为防止突水，可探眼先行，进行探水，确认安全后，方可继续施工。2）掘送准备巷道时，由于断层及构造影响，
21、会有水进入巷道，发现见水后，要及时上报，并加强支护，如水量增大，必须进行封闭，方可掘送。掘送前在预计有水的地方，应先打探眼，确定安全，方可掘进。3）回采时，应随时掌握采区情况，发现水量异常，应立即汇报，并及时撤出所有人员，待确定无水害隐患后，方可进入继续作业。采区开采前要及时打好初采放水钻，严格按照探放水设计施工，待有关技术专家确定无水害隐患后，方可开采。根据以往开采经验，制定好初采措施，并严格执行，严格限制采放高和均匀放煤现场管理制度，并在采区工作面超前50米进行探放水工作，向上导旧采迹继续放水。同时要保证主要排水水平水仓有使用仓和备用仓。水泵房有使用水泵、备用水泵和检修水泵。在回采过程中加
22、强涌水量的观测，初采时每天观测一次涌水量，重点采区1天观测一次涌水量，正常回采时2天观测一次涌水量，5天观测一次全井涌水量。第五章 实施计划及预期效果第一节 项目实施计划一、项目组织机构梅河煤矿四井成立由井长任组长、工程师为副组长、机关各部门负责人为成员的领导小组，统一领导和协调矿井水害综合防治工作。同时，成立防治水工作领导小组，具体负责防治水的各项工作。对水害综合防治工作强化管理功能，实行全过程监督，确保水害综合防治工作的顺利完成。二、项目资金管理制定资金管理办法，确保水害综合防治工作资金足额到位；设立专门帐户，专款专用；资金要统一管理，统一调动，确保资金全部用于水害综合防治工程之中；总经理
23、要定期对水害综合防治资金的运作进行监督。三、项目实施保障措施1建立健全各项制度，抓好项目的实施和管理；2做好设备购置、到货验收、安装、调试到投入使用全过程的管理工作，确保项目投入的设备充分发挥效能；3制定施工安全技术措施。四、项目实施计划具体安排如下：1、井下动用采区水害分析情况根据2015年生产采区接续计划，动用的采区有： 10101-2区、10103-2区、11101-1区，10103-2区为掘进准备去，根据2016年生产采区接续计划，动用的采区有：11101-1区、11102-1区、11101-2区，11102-1区为掘进准备区。根据2017年生产采区接续计划，动用的采区有：11102-
24、1区、11103-1区、11102-2区，11103-1区为掘进准备区。第二节 项目实施后的预期效果一、预期效果通过对采空区上部地面裂隙和塌陷进行回填，可有效阻止地表积水渗入矿井。从根本上杜绝了发生透水淹井事故的可能性，即保证了矿井井下工作的安全条件，又减少了经济损失。可较大程度的减少矿井涌水量，矿井排水费用将大大降低。雨季加强防治水管理，减小了大气降水对矿井水害的影响；建立井田周边采空区动态管理机制，可有效防止采空区突水的发生。二、建议1.采用适合本矿井的物探、钻探等综合探测技术，查明矿井或采区水文地质条件；凡水文地质条件不清楚的区域，不得进行采掘活动。 2、在井下保证排水设备正常运作，主水泵必须保持完好，要定期检修；必须保证一台运行，一台备有，一台检修；3、凡井下采掘地点发现有透水征兆，必须严格执行探放水原则，先探后掘，并专门编制探水措施，要留设足够的安全保护煤柱，防止矿井突水事故的发生。密切观察采空区有积水，探放水要由专业人员使用专用探放水钻机进行施工，保证探放水钻孔的超前距离，探放水钻孔必须打中老空水体并要监视放水全过程，直到老空水放完为止；探放水时，要撤出探放水点位置以下受水害威胁区域的所有人员，发现有突水预兆时，必须立即撒出所有受威胁区域的人员并采取有效措施，水患消除后方可继续施工。辽源矿业集团公司梅河煤矿四井地测防治水中、长期规划