矿井防治水安全设计及措施.doc

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1、瓮安煤矿有限公司永宏煤矿矿井防治水安全设计及措施二一三年矿 会 审 意 见本设计及措施于二一三年 月 日在 进行了集体会审。通过集体会审、讨论研究， 本设计及措施所编写的内容，并要求在现场施工中严格遵照执行，并提出如下审批意见：会审单位及人员签字负责人审 批 意 见签 字时 间机电矿长安全矿长 生产矿长工 程 师矿 长公 司 审 批 意 见本设计及措施于二一三年 月 日在 进行了集体会审。通过集体会审、讨论研究， 本设计及措施所编写的内容，并要求在现场施工中严格遵照执行，并提出如下审批意见：会审单位及人员签字部 门审 批 意 见签字 时间安全部 机电部工程技术部通防部生产部总工程师永宏煤矿矿井

2、防治水安全设计及措施一、安全设计说明永宏煤矿为生产能力为3万t/a技改9万t/a矿井，根据最新修改的开采设计方案，采区划分与煤层赋存条件、开采方式及采煤机械化程度有直接的关系，为了使采区划分能够做到全井田合理开采，前后期统筹兼顾，均衡开采。白沙乡永宏煤矿设计两个水平，一水平标高+952.0m，上、下山开拓。上山设计一个采区，下山设计一个采区，二水平标高+855.0m，下山开拓。在+952m设计有井底车场及运输大巷。采区间开采顺序：先采一采区，再采二采区，最后开采三采区；区段间的开采顺序为区段下行式。煤层的开采顺序：根据煤层、资源/储量和开采现状分析结果，本矿井全区范围内可采煤层1层即开采D煤层

3、。矿井初期设计一采区。一采区位于+952m标高水平以上。一采区设计在采区中部布置两条上山，两条上山平行布置，水平间距30m，均位于煤层中，采区上山在上部+1051m标高贯通，连接回风大巷。形成首采区准备系统。工作面运输顺槽和回风顺槽沿煤层走向布置，均为单巷布置，巷道采用锚杆支护，矿井采用区段下行式开采。截止2008年9月维财煤矿技改时，+1456m标高以上M8煤层已采空。截止2010年5月底，+1558m标高以上M10煤层已采空，+1549m标高以上M9煤层已采空，+1583m标高以上M4煤层部分被小窑开采破坏。M3煤层下距茅口组灰岩（强含水层）3040m，井筒层位实际与茅口组灰岩距离约为10

4、20m左右，为了保证施工安全，编制本安全设计。本安全设计编制依据：1. 瓮安县白沙乡永宏煤矿安全设施设计；2. 瓮安县白沙乡永宏煤矿开采方案设计（技改）；3. 寻访百姓及其煤矿现存的地质资料；二、设计的指导思想1.安全责任，重于泰山。本着对职工生命安全及身体健康高度负责的原则，严格执行国家有关安全生产法规。安全设施设计的编制针对矿井采掘活动中存在的各种不安全因素，设计采用的各类安全措施、设施均依据煤炭法、矿山安全法和煤矿安全监察条例以及国家有关安全生产法律、法规、设计规范、安全装备标准等进行编制，其目的是为了保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿事故发生，使矿井的安全生产装备符合国家有关法律

5、、法规、设计规范、安全装备标准规定，使矿井在实施安全生产管理中有据可查，为矿井的安全生产管理营造良好的硬件、软件环境，使其具备良好的安全生产条件。2.为认真贯彻执行煤矿安全监察条例、煤矿安全规程（2010版）及有关规定，规范煤矿安全设施设计审查与竣工验收工作，合理指导矿井安全生产。3.根据国家煤矿安全监察局文件煤安监监字200265号关于印发煤矿（井工、露天）初步设计安全设施设计编制内容的通知精神和瓮安县白沙乡永宏煤矿开采方案设计，编制永宏煤矿井筒防突水安全设施设计，结合维财煤矿实际，尽量利用现有现有生产技术，优化矿井生产系统，不仅使矿井能正常生产，并能增加抵御自然灾害的能力。4.在“安全第一

6、，预防为主、综合治理”的方针下，为今后的安全施工及生产创造良好的条件。第一章 概 况1、矿井位置永宏煤矿地处瓮安县城以西平距约26km，属瓮安县白沙乡所辖。305省道瓮安至三支岩段公路里程33公里，三支岩至煤矿有矿山公路通达，公路里程约10公里；距白沙乡3 km，距305省道3km。 2、地形地貌矿区地处贵州高原第二梯级地带，属黔中北部溶丘洼地高原区，地形切割中等，地势总体东高西低，北高南低。地貌受河流侵蚀作用而形成，属侵蚀切割地形，中低山地貌。区内最高海拔1229.1m，最低点位于西南角沟底825m，相对高差404m。矿区总体上属中低山丘陵地貌，矿区峰丛、洼地等喀斯特地貌较发育，在逆向坡地带

7、易形成陡崖、陡坡，含煤地层经多次风化剥蚀形成低凹或缓坡地形。3、气象本区气候属亚热带季风湿气候区，常年气候温和，雨量充沛，据瓮安县气象局提供资料，区内年最高气温34.40C，最低气温-7.30C，年平均气温140C。年平均降雨量1043.2mm，年最大降雨量1503.1mm，年最小降雨量974.0mm，月最大降雨量412.8mm，日最大降雨量124.5mm；年平均蒸发量为1118.7mm；年平均日照1034h，年最多日照1209.6h，年最少日照873.4h；年平均相对湿度82%；每年1012月为枯季，46月为雨季，其它月份为平水期；风向以北风为主。4、地表水瓮安县白沙乡永宏煤矿地处长江流域乌

8、江水系。位于黔中高原中部，区内地形以中低山为主，无明显地表水体。矿区中部有一条季节性溪沟，沟水由北流向南，下雨有水，久旱即涸，流量随降雨量的变化而变化。冲沟水沿途接受泉水及煤窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带直接接触，冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。第二章 矿井现状及小窑情况第一节、矿井现状1、矿井开采现状技改前永宏煤矿生产能力为3万t/a。老系统与技改系统由于受F5断层的阻隔无任何关联。现今技改9万t/a新系统开拓巷道、准备巷道已施工完毕，进入首采工

9、作面运输、回风顺槽的施工。第二节 小窑调查情况1、小窑分布情况经过调查走访，目前矿区内老硐已全部废弃或封闭，井口垮塌，无法取得详细资料，面积及储水空间不明确。采空区面积约272808m2，采空区高度按煤层平均厚度0.86m计，采空30%计，估算储水空间为70383m3，对煤矿的开采存在一定的威胁。根据现场调查及其寻访当地百姓，本矿井井田内有废弃的老窑，矿井在建设过程中，需进一步加强对本矿井矿区内的老窑和相邻矿井的调查工作，并在相关的矿图上标出其具体位置、开采范围、积水情况等，划定探水线。第三章 地质构造第一节 区域构造区域大地构造位置为扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区南部。构造总体

10、呈北北东向展布，局部表现为北东向偏转。区域内发育高坪向斜，其总体呈南北向展布，北部受断层拖拉而向北东方向弯曲。核部为下三叠统地层（大冶组），褶曲两翼为寒武系-二叠系地层。东翼地层倾角14-34，一般为20-25，西翼为15-60，一般为30左右。该向斜构造为一聚煤盆地，是瓮安县境内主要产煤区之一。区域内断裂构造发育，有北东东向、北东向、北西向及北北东向四组断层。第二节 井田构造1、褶皱矿区位于高坪向斜东翼，总体为单斜地层，地层总体走向近北东向，倾向南东，倾角5-25，一般1015。但由于F1、F2、F5等断层的影响，致使在接近断层的地方，岩层产状发生了一定的变化，主要表现为：在2线西段南侧龙马

11、昭一带表浅部发育一个短轴状向斜；其之北发育一个北北东向的宽缓背斜；在1线东段高梁槽一带发育一个轴向向北北东、长750m的向斜；在2线东段F1之西侧附近发育一系列无规律的牵引褶曲。在矿区北东部大土一带F1、F2所狭持的断块内，由于断层的影响，产状有一定的变化。岩层总体倾向南,局部向南西、南南东方向倾斜，岩层倾角10-35，一般为20左右。2、断层矿区断层发育，除发育F1断层外，还发育F2、 F3、 F4、 F5、 F6、 F7六条有一定规模的断层。现将各条断层分述如下：F1断层：分布于矿区东部，其被F2断层错切成两段。断层总体倾向南东东，局部出现反倾，断层倾角40-86。断层性质总体为角度较陡的

12、逆推断层，局部地段出现反倾，证明是经历多期构造运动的结果。断层错切了娄山关组至三叠系大冶组第三段地层，并使娄山关组与大冶组第三段等地层以断层接触，由此可见断层断距很大，其铅直断距大于700m。该断层由南至北有Tc17、Tc15、Tc27、Tc32四条探槽及一些自然露头揭露控制，破碎带水平宽2-51.5m，一般宽5-10m，破碎带主要由白云质角砾岩、破裂白云岩及柔皱的泥质岩石组成，角砾胶结物主要为铁质。断层两侧岩石岩性差异较大，断层标志明显，具体位置可靠。永宏煤矿矿区就是高坪向斜西翼被该断层切错造成地层重复形成的，该断层对煤层向东的延伸起着限制作用。F1断层经光谱分析样证实，未见矿化显示（详见附

13、表7）。F2断层：位于矿区北东部，出露长度大于2.6km，有Tc28、Tc29两条探槽控制。断层总体走向北北西向，局部地段走向变化较大而呈波状出露，断层倾向南西西，倾角67。断层性质为正断层，其错切了娄山关组至大冶组第二段地层及F1断层。断层水平断距55m左右，铅垂断距15m左右，南段因后期剥蚀作用的影响，造成断层水平断距很大的假象。破碎带水平宽4-5.5m，主要为白云质角砾岩组成，角砾呈棱角状，胶结物为铁质。F3断层：位于矿区北东部，发育在娄山关组地层内，呈北北西向延伸，属正断层，断层倾向56左右，倾角77。破碎带水平宽11m左右，为断层角砾岩及破碎白云岩组成，角砾呈棱角状，胶结物为铁质、泥

14、质。F4断层：位于矿区北部，呈北西向延伸，南东端交于F1，北西端交于F5，走向长1000m。断层地表未直接见即，主要根据两盘地层错动推之，但在PD2坑道内可见该断层，断层倾向40，倾角77，断层破碎带宽1m，由棱角状玄武岩角砾组成，胶结物为泥质。断层水平断距40m，铅垂断距15m。断层地表出露位置附近有褐铁矿产出，推测断层局部地段产生黄铁矿热液成矿作用。F5断层：位于矿区北西部，走向北东向，走向长大于2.8km，有Tc31及两个自然露头控制。断层总体走向50，倾向140，倾角74-87。断层性质属正断层，其错切了茅口组至吴家坪第三段地层。断层南西段断距较小且清楚，其水平断距100m左右，铅直断

15、距40m；北东段地层错切复杂，断距判定较困难，但根据吴家坪组第三段与峨嵋山玄武岩直接以断层接触的事实，估计其铅垂断距可达100m以上。断层破碎带水平宽5m左右，主要为两盘岩石形成的张性断层角砾岩、两盘岩石的破碎岩石及柔皱的泥质岩石组成，角砾胶结松散，胶结物主要为泥质、铁质。F6断层：位于矿区北西角，大致呈北北东向延伸，往南交于F5，往北延伸出图。断层走向变化很大，地表断层线呈波状出露，推测为构造应力沿节理、裂隙追踪形成的断层。断层总体向北西西倾斜，倾角73左右。断层性质属正断层，水平断距130余m，铅垂断距80余m。据Tc22揭露反映，破碎带水平宽4.5m，由两盘岩石破碎岩及角砾岩组成，胶结物

16、主要为泥质。F7断层：位于矿区北西角，大致呈北北东向延伸，往北延伸出图，往南交于F6。断层总体倾向北北西，倾角82。断层性质属正断层，水平断距190余m，铅垂断距65余m。据Tc23探槽揭露反映，破碎带水平宽1.5m，主要为两盘岩石破碎形成。总之，矿区断层较发育，并对煤层产生了较大的错切破坏，煤系地层在地表被断层错切而失去连续性，故矿区构造复杂程度为中等类型。第四章 环境地质第一节 滑坡本区无滑坡。第二节 崩塌及剥蚀带、泥石流矿区范围内未发现崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等地质灾害，工业广场及其周边也未发现潜在的地质灾害。矿井开采后，随着采空区扩大和开采深度增加，地表会出现下沉、裂缝、井泉断流等地

17、灾问题，均应及时采取预防措施并合理处置。第三节 小煤矿老窑及采空区塌陷矿区范围煤系地层出露一带，小煤窑较多，开采年限不详。同时，矿井开采过程中易形成瓦斯突出、突水等威胁。第四节 矿井疏、排地下水对井泉的影响虽然煤矿床与地表水体联系不密切，直接充水含水层与煤层之间的岩层较稳定，但矿山开采后将疏干浅部地层泉水。将引起当地居民生活用水及农田灌溉困难。由于地下水水位的变化，有可能使滑坡复活、地面塌陷、崩塌、水土流失等。第五节 陷落柱矿区内暂未发现陷落柱，生产中应采取措施预测。第六节 历年最高洪水位矿区内无大的地表水体通过，但区内冲沟发育，地表水、地下水接受大气降补给后，通过岩溶、漏斗、落水洞、裂隙、导

18、水断裂等形式径流，一部分渗入地下溶蚀裂隙含水层中，另一部分则以岩溶泉的形式流出矿区外，但其距矿井工业场地约500m，较场地低约30m，最大洪峰时不会对场区安全构成威胁。第五章 安全措施第一节 措施基本依据为了确保施工安全，现根据煤矿安全规程、永宏煤矿安全设施设计、永宏煤矿开采设计方案以及煤矿相关安全技术文件规定，在施工过程必须认真进行防水工作，同时工程技术人员要根据现场地质情况及时更新安全措施。第六章 矿井防治水第一节 矿井水文安全条件分析一、受采掘破坏或影响的含水层及水体瓮安县白沙乡永宏煤矿煤层所处位置地势相对较低，煤矿所在区域相对最低侵蚀基准面标高为+871.30m，准许开采范围部份位于当

19、地相对最低侵蚀基准面以上，调查时地表溪沟与地下水没有明显的水力联系，矿区地形较陡，有利于地表水的排泄，矿井涌水较小。矿井开采主要破坏或影响的含水层为吴家坪组第一段弱含水层、吴家坪组二、三段中等含水层；含煤地层下伏地层峨眉山玄武岩为一隔水层，峨眉山玄武岩与下伏地层茅口组呈角度不整合接触，与上覆地层吴家坪组第一段呈假整合接触。在一定的开采条件下可形成间接充水含水层。峨眉山玄武岩厚度较大，富水性弱，作为煤系地层与茅口组强含水层之间的相对隔水层，煤矿开采过程中，若开采贯通强含水层，则产生突水的可能性大，其对煤矿开采影响大。矿区内断层发育，若断层错切煤层、吴家坪组、长兴组，造成地表水、地下水与矿坑的水力

20、联系，是矿区未来矿坑的主要充水因素；断层呈近南北向错切煤层和地层，可能会造成地表水、地下水与未来矿坑有水力联系，是矿区未来矿坑充水影响较大的因素。预测（估算）矿井采空区积水量较大，开采中应注意防止揭穿采空区而产生矿井突水。二、开采受水害影响程度瓮安县白沙乡永宏煤矿地表水与地下水没有明显的水力联系，矿井主要由大气降水补给，以及通过采掘破坏或岩石原生节理、裂隙的渗入，局部顶底板进水，其补给条件一般，补给水源一般；永宏煤矿采空区面积约272808m2，估算采空区积水70383m3；预测矿井涌水量Q正常为30m3/h，Q最大为80m3/h。矿井采煤部分位于当地相对最低侵蚀基准面以下，采掘工程、矿井安全

21、主要受掘进过程中揭穿底板顶板导致透水突水影响的可能性大。综上所述，矿井充水水源主要有地下水、地表水、采空区积水、断层导水、茅口组岩溶水，以及大气降水。茅口组灰岩富水性强、长兴组灰岩富水性中等。由于充水水源较多，充水通道复杂，因此采掘工程对矿井安全受水害影响较大。第二节 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.矿井开拓工程位置及层位选择根据区域水文地质资料，区域内最低侵蚀基准面标高为+871.30m。根据矿井现状、地形地貌及煤层的赋存情况，本矿井采用斜井开拓方案。在井田南部地形较平缓处布置主斜井以21布置在煤层顶板，在 +952m标高落平。在井田北部地形较平缓处布置回风斜井，回风

22、斜井布置在煤层顶板，在 +1051m标高落平。矿井采用走向长壁采煤法，爆破落煤，全部垮落法处理顶板。所有主要巷道都布置在煤层顶板，不受高承压水影响。主要巷道布置在煤层顶板内，水仓等布置在煤层顶板岩石内。不受高承压水影响。2.采掘工程所采取的防治水措施1）定期收集、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）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、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。3）井巷在掘进过程中必须边探边掘，掌握前方水文情况，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

23、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。4）在采掘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。5）井下和地面排水设施保证完好，井下主、副水仓、沉淀池、水沟要及时进行清理，每年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。6）应加强对地面小窑、老窑的调查并标注在实测

24、的采掘工程图中，划定其探放水红线，在接近探放水线时，必须采取探放水措施。7）必须先查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立疏水、防水和排水系统。8）该矿最低侵蚀基准面不详，因此：在掘进过程中，必须采取“先探后掘，有掘必探”的防治水措施。要加强储量核实预测预报工作，提前预测和查清采掘工作面前方“断层、裂隙、陷落柱、溶洞等构造导水性”的基本情况，以便提前采取针对性的防治水措施。9）工业场地内建筑物，必须修筑防洪沟渠或采取其它防、排水措施。10）鉴于井口附近及塌陷区内的地表水体有可能溃入井下，因此，应遵守下列规定：严禁开采煤层露头线的防水煤柱。容易积水

25、的地点应修筑沟渠排泄积水。修筑沟渠时，应避开露头、裂隙和导水岩层，特别是低洼地点不能修筑沟渠排水时，应填平压实，防止积水进入井下。排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再次渗入井下。对漏水的排洪沟，应及时堵漏，地面裂缝和塌陷必须填塞，填塞工作必须有安全措施，防止人员陷入塌陷坑内。13）区内地下水补给主要来源为：老窑巷道的积水。为防止巷道掘进时误穿老窑巷道。不得随意改变设计，严格按设计井巷方向、坡度掘进。严格执行探放水，岩巷掘进时，探老窑水。根据钻孔探测，保持距离岩老窑最小为20m。必要时调正设计。遇构造破坏带，必须有防止岩溶水突出措施，方可继续掘进。二、防水安全煤柱留设在受水害威胁的地方，预留一

26、定宽度和高度的煤层不采，使工作面和水体保持一定的距离，以防止地下水或其它水源溃入工作面，所留的煤（岩）柱就叫防水煤（岩）柱。 防水煤（岩）柱的种类根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同的种类。根据该矿井的实际情况，需留设以下防水煤（岩）柱：1、断层防水煤（岩）柱在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃入井下而留设的煤柱；当断层使煤层与强含水层接触或接近时，为防止含水层溃入井下而留设的煤柱。2、导水钻孔防水煤柱勘探阶段施工的钻孔，往往能贯穿若干含水层，若封孔质量不好，则人为地沟通了本来没有水力联系的含水层，使煤层开采的充水条件复杂化，为防止上覆含水层中的水溃入井下而留设的煤柱称为钻孔防水煤柱。1

27、、 小窑或采空区防水煤（岩）柱。2、 煤层露头风氧化带隔水煤（岩）柱。3、 井田边界煤（岩）柱。4、 井筒煤（岩）柱。5、 工业场地煤（岩）柱。 防水煤（岩）柱的留设1、断层防水煤（岩）柱的留设断层破坏了岩层的完整性，常常成为含水层间的联系通道。断层的某一区段是否导水，导水性强弱等情况取决于两侧岩层的接触关系、含水层的水压以及采矿活动对断层的重复破坏作用。因此，本矿井后期若发现落差大于5m的断层时，本矿井的断层全部设计为导水断层。煤层直接和富含水层、导水断层接触，即煤柱主要是顺层受压时，常以下述计算公式计算煤柱宽度：L0.5KM式中：L顺层防水煤柱宽度（m）；M煤厚或采高，KP煤层的抗张强度（

28、kgf/cm2），煤块60kgf/cm2，考虑裂隙、层理、弱面等影响，KP按按煤块的5%，取3kgf/cm2。P水头压力（kgf/cm2），P32kgf/cm2； K安全系数，一般取25，本设计取5。则：开采时L0.550.8612.2（m）根据本矿的实际情况，根据上述计算，开采断层两侧煤层时各留20m防水煤柱。2、井田技术边界防水煤 (岩)柱留设与计算结果根据矿井水文地质规程“八、相邻矿（井）人为边界防隔水煤柱的留设：但总宽度不得小于40m。”的规定。经计算并结合实际情况确定，矿区边界防水留40m煤柱。3、煤层露头防水煤(岩)柱的留设本矿区煤层露头无覆盖，按下式计算：H防=H冒+ H保根据上

29、式计算的值，不得小于20米。式中 H防-防水煤（岩）柱高度（m） H冒-采报冒落带高度（m）； H保-保护层厚度（m）； H冒=8MM累计采厚（m）H冒：15.5m；D煤层H防：15.5+8=23.3m，取25m开采时，煤层露头及风氧化带防水煤（岩）柱留25m防水煤柱。4、水平或采区防水煤(岩)柱的留设与计算结果根据矿井水文地质规程，采用垂直法留设，水文地质条件中等型的矿井，可用下述公式计算采区或水平两侧煤柱宽度：L0.5KM式中：L顺层防水煤柱宽度（m）；M煤厚或采高，KP煤层的抗张强度（kgf/cm2），煤块60kgf/cm2，考虑裂隙、层理、弱面等影响，KP按按煤块的5%，取3kgf/c

30、m2。P水头压力（kgf/cm2），P32kgf/cm2； K安全系数，本设计取5。则：开采时L0.550.8612.2（m）经计算并结合实际情况确定，采区或水平两侧各防水留20m煤柱。5、水淹区四周留设防水煤(岩)柱。矿井水淹区主要为采空区和小窑、老硐所在范围，矿井必须做好探水工作，摸清采空区和小窑的积水量后留设足够的防水煤柱。积水区下掘进：根据在小煤矿或老窑积水区下掘进时，留设防水煤柱不少于所掘巷道高度的10倍的规定。本次设计掘进巷道的高度最大2.6m。所以在积水区下掘进巷道岩柱留26m岩柱。积水区同一煤层回采：用下述公式计算：LKM式中：L顺层防水煤柱宽度（m）；M煤厚或采高，KP煤层的

31、抗张强度（kgf/cm2），煤块60kgf/cm2，考虑裂隙、层理、弱面等影响，KP按按煤块的5%，取3kgf/cm2。P水头压力（kgf/cm2），P32kgf/cm2； K安全系数，本设计取5。则： L50.8624.4（m）经计算并结合实际情况确定，积水区同一煤层回采防水煤柱留25m煤柱积水区下部的煤层回采：一般煤层群开采，在程序上只要满足于开采煤层不影响破坏上部已经开采的煤层采空区，即具备了安全的技术条件。按上覆岩层为中硬岩计算导水裂缝高度：(开采D煤层开采时) H=100M（2.5M+5.6）7.6式中，M开采煤层采厚，代入上式，则：H=1001.3（2.51. 3+5.6）+7.6

32、=22.3m。经计算并结合实际情况确定，水淹区或老窑积水区下煤层回采防水岩柱留30m岩柱。6、导水钻孔防水煤柱的留设在该矿区域内有一个钻孔，由于钻孔施工的时间较早，对其具体情况无资料证明。考虑煤层上部长兴组灰岩、吴家坪组第二段、吴家坪组第三段均为中等强含水层。为安全起见，按钻孔充水进行设计。若采用留设钻孔防水煤柱的方式。本矿区仅一层可采煤层，按下述公式留设防水煤柱：L0.5KB式中：L防水煤柱宽度（m）；B导水钻孔的跨度（m），KP煤层的抗张强度（kgf/cm2），煤块60kgf/cm2，考虑裂隙、层理、弱面等影响，KP按按煤块的5%，取3kgf/cm2。P水头压力（kgf/cm2），根据钻孔

33、高度，1170923.56=246.44m；P=g h=10009.8246.44=2415112（pa）=24.6 kgf/cm2；K安全系数，一般取25，本设计取5。则： L0.55114.2（m）用上式计算后，再用下式计算结果进行校正。取其大值为半径，以钻孔中心点为圆心，所得圆面积即为导水钻孔的防水煤柱。LHcos+F=14.2cos8+8=22m 取30m式中：L导水钻孔防水煤柱宽度（m）；H导水裂隙带高度（m）；岩层塌陷角（）；F钻孔偏离系数。煤柱留设见表72。表7-2 防水煤柱留设表序号名 称煤柱尺寸(m)1断层202井田边界煤柱403煤层露头风氧化煤柱254水平和采区边界煤柱20

34、5积水区下掘进266积水区同一煤层回采257积水区下部的煤层回采308钻孔30三、疏水降压措施该矿区可采煤层直接顶板近距离无强含水层（顶板长兴灰岩距离煤层160m左右；底板有15m泥岩，再下为1530m峨眉山玄武岩）。因此，矿山开采过程中揭穿含煤岩系底板粘土岩，引起矿井产生底板透水的可能性不大。依据矿区水文地质工程地质勘探规范（GB 1271991），该矿区属水文地质条件中等类型。本次设计暂不必设计疏水降压。应进行水文地质调查，查明茅口灰岩含水情况及与D煤层的水力联系，实际测试水压和底板承压强度。必须进行专项安全评价或技术论证,并根据结果采取相应的疏水降压措施。四、注浆堵水措施注浆堵水广泛应用

35、于封堵突水点恢复被淹矿井，截流堵水减少矿井涌水量，井巷堵水过含水层或导水断层等。巷道需穿过的导水断层时，在穿过前一定距离进行预注浆加固阻水。对影响采煤、掘进安全，有可能突水的其它地点，如巷道距离可能与突水断层距离较近，岩柱有可能不能抵抗水压或回采时由于采动影响，顶板垮落后可能造成突水等进行预注浆。由于断层导水性差，只有当井下遇强导水断层，疏水很不经济时才采取注浆措施。因矿井基建时期和投产初期巷道不过强含水层和大落差断层，因此本设计暂不配备注浆泵及配套设备。矿井投产后，业主应根据采掘工程的实际情况，配备注浆堵水设备。五、井下探放水措施(一)探放水原则矿井必须作好水害分析预报，坚持”预测预报、有掘

36、必探，先探后掘、先治后采”及“有疑必停”的探放水原则。在探水前，煤矿必须编制有针对性的探放水设计和安全措施。（二）探放水方法的确定1、探水起点(1)若本矿井造成的水灾清楚，压力不小于1MPa时，探水线至积水区的最小距离：煤层中不小于30m，岩层中不小于20m；造成的水灾不清楚时，探水线至推断积水区的距离不小于60m；(2)掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至预计煤柱线的距离不小于60m；2、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30m的超前距离，钻孔深度一般在60m左右。3、钻孔直径从探、排有效，又能防止冲垮煤壁和放水过大的原则出发，孔径不得大于58mm为宜。4、钻孔布置与

37、孔数(1)对于采煤工作面前方和左右两侧均受水害威胁的缓倾斜煤层，钻孔按扇形布置；当积水区肯定在一侧时，钻孔可按半扇形布置。中厚以上煤层掘进探水，同时要考虑垂直方向和密度，使钻孔进入顶板围岩；(2)老塘探水：探后掘进停掘处的钻孔眼距不得超过3m，以防漏探；(3)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，以防止煤岩破碎出水后，不易控制；（三）探放水措施(1)进行探放水施工作业前，矿技术负责人必须结合探水巷道的实际，另行编制安全技术措施，明确探放水作业人员一旦面临突水威胁时的避灾路线。(2) 进行探放水施工作业前，必须提前撤出可能受探水作业地点突水威胁的其它采掘工作面和其它工作地点的所

38、有作业人员。(3)安装钻机探水前，要遵守下列规定：1)加强钻场附近的巷道支护，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。(4)预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先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，方准继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。(5)钻孔内水压过大时，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)壁突然鼓出的措施。(6)

39、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，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，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地区的人员，然后采取措施，进行处理。(7)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规程规定时，必须立即停止钻进

40、，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。(8)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。(9)排除下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，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。(10)探水钻孔应保持适当的超前距、帮距和密度，见图7-1。探水工作采用“探水掘进探水”方式进行，探水钻孔为巷道掘进探明一段安全距离后，巷道允许掘进一段距离，然后再探再掘，确保掘进安全。探水

41、钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定：1）探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30 m，止水套管长度不得小于10 m；2）沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表7-3确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。表7-3 岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度水压（MPa）钻孔超前钻距（m）止水套管长（m）1.01.0-2.02.0-3.03.01015202551015201)超前距：为探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面的一段距离，一般采用30m。(关于加强小煤矿水害防治工作的通知) 。2)帮距：为使巷道两帮与可能存在的水体

42、之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，取30m。3)竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过1.5 m，水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。4)煤层平巷钻孔布置：主要是探巷道上帮和巷道前方小窑老空水，钻孔呈半扇形布置在巷道上帮和巷道前方。薄煤层一般布置3组，每组12个孔；厚煤层一般布置3组，每组不少于3个孔。5)倾斜煤层上山巷道钻孔布置：钻孔呈扇形布置在巷道前方，薄煤层一般布置5组，每组12个孔；厚煤层一般布置5组，每组不少于3个孔。由于本矿属于中厚煤层，故钻孔布置3组，每组3个孔。见图7-4。 图7-1探水钻孔的超前距、帮距、允许掘进距离示意

43、图图7-2 探水钻孔呈扇形布置在巷道两帮和前方示意图图7-3 探水钻孔呈半扇形布置在巷道上帮和前方示意图图7-4 探水钻孔布置断面图（11）采掘工作面探放水1)探老空水查明有无漏填、错填的积水老硐、老塘和废弃井巷。在采掘工程图上标明积水区及其最洼点的具体位置和积水外缘标高，并外推60米用红色圈出积水老空区的警戒线。以平面图、剖面图确切反映积水区与采掘工作面的空间关系。对于缓倾斜、近水平煤层或厚煤层分层回采的上覆采空区，应绘制小等高距的采空区底板等深线图，以表明积水区的构造和形状。要分析其主要的充水因素，预测可能的积水量和动水量。掘进工作面进入积水警戒线后，必须超前探放水，并在距积水实际边界20

44、米处停止掘进，进行打钻放水，在积水被放净后，方可继续掘进。2)探放顶板水倾斜长壁工作面探放顶板水：煤层顶板导水裂隙带范围内分布有含水层时，必须探放顶板水。采前应编制探放水设计，先期探放水孔，一般从开切眼起，可按10、30、50米间距布置，但要视具体情况而定。孔位应尽可能结合地质构造布设在疏水效果好的部位。预计涌水量，当涌水量较大可能影响安全时，应安设专门的排水管进行排放。走向长壁工作面探放顶板水：回采工作面顶板导水裂隙带范围内分布有含水层时，采前要查明充水因素，提出探放顶板水的措施，并预计涌水量；应重点做好新井、新水平，新区的首采工作面、充水断层或向斜、背斜的扭曲部位、地表水、老塘水、老硐水、

45、老窑水对回采有可能充水的地段的探放水。3)探放底板水当煤层底板以下赋存高水压岩溶或裂隙含水层时，必须预防底板突水或岩溶泥石流涌出。采掘前，必须具备勘探或补充勘探资料，水文地质条件要基本清楚。全面整理已有勘探、生产等各种数据资料，分析研究含水层的含水性特征和已采掘区的突水规律，并在采掘地质说明书中，对可能发生的水害及其预防措施提出建议。编制隔水层或相对隔水层等厚线图；预测有突水可能的危险区；预测最大涌水量，增大排水能力。底板隔水层厚度达不到安全开采要求和受底板承压水威胁的矿井，要进行疏水降压，保证安全开采；无法保证安全开采时，必须进行底板加固注浆。在可能有岩溶泥石流突出的地段采掘时，应加强探放，

46、如有异常，应及时采取措施。4)探放断层水核准断层产状、位置，分析断层带的富(导)水性，并在平面图、剖面图上确定断层与采掘工作面的空间几何关系。井巷通过导水或可能导水断层带前，必须超前探水，超前距执行第24条。当井巷通过含(导)水断层时，要严防来压冒顶突水或迟到突水。对强含水层连通的导水断层，必须按规定留设防隔水煤柱。采掘工作面接近断层煤柱前，要验证煤柱的可靠性。5)防钻孔水为防止钻孔突水，应于年初对本年度采掘范围内所有穿越煤层顶、底板富含水层的钻孔，核查其封孔报告书或封孔资料，分析判断封孔质量。对查出的封闭不良的钻孔，要建立台帐，并根据不同情况，在采掘工作面相遇前，分别采取井下探水、留设隔水煤柱等措施。在该矿