(三)地下水的補(bǔ)、徑、排條件
井田奧灰?guī)r溶水屬區(qū)域巖溶水的徑流區(qū),奧灰?guī)r溶水向北西排向區(qū)外柳林泉,井田距柳林泉群排泄區(qū)較近,水力坡度小,柳林泉群出露標(biāo)高790—801m。
石炭系和二疊系含水層在裸露區(qū)接受大氣降水及季節(jié)性河流補(bǔ)給,順巖層傾向方向運(yùn)動(dòng)。上部含水層(主要是下石盒子組含水層)在溝谷中以侵蝕下降泉的形式排泄。泉流量一般不大。下部含水層順巖層向西南排出井田外,礦坑排水量是主要排泄途徑。
(四)主要隔水層
1、山西組隔水層
山西組4號(hào)煤層以下到太原組是以泥巖為主砂泥巖互層的一套地層,厚度近10m,泥巖及粘土巖隔水性好,砂巖富水性弱,可視為山西組和太原組間較好隔水層。
2、本溪組隔水層
本溪組厚31.89m,巖性主要為泥巖、粘土巖、粉砂巖夾薄層石灰?guī)r和中砂巖,隔水性能好,區(qū)域穩(wěn)定,加之10號(hào)煤到本溪組頂界以泥巖為主的無煤段(厚35.29m)一同構(gòu)成了奧灰?guī)r與9、10號(hào)煤間的重要隔水層。
四、對(duì)奧陶系灰?guī)r水帶壓開采的可行性分析
奧陶系在井田內(nèi)全部被覆蓋,根據(jù)水文勘探資料,奧陶系峰峰組上部巖性主要為深灰色層狀石灰?guī)r,本區(qū)峰峰組厚約100m,富水性弱;奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組,巖性主要為厚層狀石灰?guī)r,豹皮狀灰?guī)r、泥灰?guī)r和角礫狀泥灰?guī)r,巖溶裂隙發(fā)育,含水層富水性中等—強(qiáng)。本井田奧陶系灰?guī)r含水層水位標(biāo)高為801m左右。
井田內(nèi)各可采煤層在井田西南部均低于奧陶系灰?guī)r水靜止水位標(biāo)高,在開采過程中,由北向南帶壓程度逐步加大,奧灰水對(duì)我礦安全生產(chǎn)是否構(gòu)成嚴(yán)重的安全威脅,我礦能否進(jìn)行帶壓開采,是我們首先需要進(jìn)行分析研究的問題。
我礦4#煤層最低底板標(biāo)高720m,8上#煤層最低底板標(biāo)高650m,9號(hào)煤層最低底板標(biāo)高640m,10#煤層(合并區(qū)內(nèi))最低底板標(biāo)高660m,均低于奧陶系灰?guī)r含水層水位標(biāo)高。4#煤層與奧陶系灰?guī)r之間厚度為140.03m ,8上#煤層與奧陶系灰?guī)r之間厚度為87.87m ,9#煤層與奧陶系灰?guī)r之間厚度為76.43m ,10#煤層與奧陶系灰?guī)r之間厚度為67.18m 。
根據(jù)突水計(jì)算公式:?
???????? T=P/M
其中:?? T—突水系數(shù)(MPa/m)
???????? P—底板隔水層承受的水頭壓力(MPa)
???????? M—底板隔水層厚度(m)。
4#煤層突水系數(shù):
T=(801-720+140.03)×9.8×10-3/140.03=0.015(MPa/m)
8上#煤層突水系數(shù):
T=(801-650+87.87)×9.8×10-3/87.87=0.027(MPa/m)
9#煤層突水系數(shù):
T=(801-640+76.43)×9.8×10-3/76.43=0.031(MPa/m)
10#煤層突水系數(shù):
T=(801-660+67.18)×9.8×10-3/67.18=0.030(MPa/m)
由以上計(jì)算結(jié)果可知,井田內(nèi)4、8上、9、10號(hào)煤層突水系數(shù)均小于受構(gòu)造破壞段臨界突水系數(shù)0.06MPa/m,承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能承受的水頭值大于實(shí)際水頭值,根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》269條規(guī)定,我礦可以“帶水壓開采”,但必須制訂安全措施。
五、帶壓開采的安全技術(shù)措施
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦防治水規(guī)定釋義》及我礦實(shí)際,特制訂以下安全技術(shù)措施:
(一)做好日常水文地質(zhì)工作
1、建立地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng),并堅(jiān)持長(zhǎng)期觀測(cè),逐步掌握地下水動(dòng)態(tài)的可靠資料,為確定防治水方法及確保礦井的安全提供保障。
2、在實(shí)際生產(chǎn)過程中,堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘(采)、先治后采”的探放水原則,及時(shí)處理生產(chǎn)中遇到的水害隱患。
3、認(rèn)真收集各類相關(guān)資料,并進(jìn)行整理,完善礦井有關(guān)的水文地質(zhì)圖件,并在生產(chǎn)中不斷分析、不斷總結(jié),為逐步進(jìn)入低水平的安全開采奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4、在日常工作中嚴(yán)格執(zhí)行水文地質(zhì)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)定、操作規(guī)范以及上級(jí)部門下發(fā)的給類有關(guān)水文地質(zhì)工作的文件、決定、決議,確保我礦的水文地質(zhì)工作全面、順利地開展。
(二)斷層的處理
在歷年的采掘活動(dòng)或勘探過程中,我礦尚未發(fā)現(xiàn)或揭露斷層,但不排除隱伏斷層存在,應(yīng)采用鉆探、物探、化探等手段進(jìn)行探測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)斷層,首先對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)水性定論,并從以下兩方面著手,進(jìn)行防治水:
1、在導(dǎo)水或易于突水的斷層帶按照《煤礦防治水規(guī)定釋義》對(duì)其進(jìn)行隔水保安煤柱的留設(shè)。防隔水煤柱一經(jīng)留設(shè),嚴(yán)禁在煤柱內(nèi)進(jìn)行采掘活動(dòng)。
2、巷道必須穿越導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí),必須先采用地面或井下預(yù)注漿的方法堵住導(dǎo)水通道和補(bǔ)給水源后方可揭露。
(三)巖溶陷落柱的處理
1、利用綜合勘探的手段,對(duì)開采區(qū)(一般是掘進(jìn)區(qū)域)內(nèi)有征兆或是有疑問的地點(diǎn)進(jìn)行探查,查清陷落柱是否存在,以及存在時(shí)對(duì)其位置進(jìn)行精確定位,并用水文地質(zhì)試驗(yàn)方法對(duì)其含水性、導(dǎo)水性進(jìn)行確定。
2、如果陷落柱不導(dǎo)水,且陷落柱密實(shí),柱體內(nèi)充填物膠結(jié)性好,可以不處理;陷落柱內(nèi)裂隙發(fā)育,柱體內(nèi)充填物膠結(jié)性差,在工作面巷道內(nèi)的陷落柱進(jìn)行簡(jiǎn)單注漿或在采掘區(qū)域加強(qiáng)永久性支護(hù)。
3、對(duì)于導(dǎo)水陷落柱必須進(jìn)行注漿處理。
4、在生產(chǎn)過程中,在沒有明顯征兆的情況下揭露陷落柱后,首先停止生產(chǎn),按照以上方法進(jìn)行處理。
(四)開采技術(shù)管理
1、在承壓開采區(qū),開拓巷道設(shè)計(jì)和布置時(shí),必須認(rèn)真分析地質(zhì)資料,按照先易后難,由淺入深,先簡(jiǎn)單后復(fù)雜的原則進(jìn)行開采,并在4#煤層二采區(qū)先布置4203工作面進(jìn)行試采,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),找出規(guī)律,在逐步推廣應(yīng)用。
2、工作面布置時(shí)應(yīng)盡量縮短工作面長(zhǎng)度,并在采煤方法上要控制采高、均勻、間歇開采,減小工作面對(duì)底板的破環(huán)程度。
3、合理確定工作面邊界和推采方向,盡可能減輕或避免開采對(duì)斷層的擾動(dòng)作用。
4、采區(qū)巷道布置應(yīng)減少過斷層,減少巷道及交叉點(diǎn)數(shù)目,縮小巷道交叉點(diǎn)面積,巷道交叉點(diǎn)和采煤工作面上下出口要盡量避開小斷層,無法避開時(shí)要對(duì)小斷層進(jìn)行加固。
(五)防治水設(shè)施的設(shè)置
由于受到奧灰水的影響,礦井一旦發(fā)生突水,將面臨全井淹沒的威脅,因此,必須考慮泄水巷道、防水閘門、閘墻等防水設(shè)施的設(shè)置,以便在必要時(shí)封閉整個(gè)采掘工作面或采區(qū)。
(六)防排水系統(tǒng)
我礦8上、9、10號(hào)煤層主排水系統(tǒng)設(shè)在副斜井井底車場(chǎng),設(shè)有主、副水倉,長(zhǎng)度分別為100m、 70m,容積 470m3、329 m3,合計(jì)為799m3,選用3臺(tái)MD85-67×3型水泵,該型水泵額定流量為85m3/h,正常涌水時(shí)為1臺(tái)工作,1臺(tái)備用,1臺(tái)檢修;最大涌水時(shí)為2臺(tái)工作,1臺(tái)備用,排水管選用兩趟Φ159×4.5型無縫鋼管,dp=150mm,一趟工作,一趟備用;4#煤層主排水系統(tǒng)設(shè)在舊副斜井底,水倉容量200m3,配備D46—30×4型水泵三臺(tái),一臺(tái)工作,一臺(tái)備用,一臺(tái)檢修,配套電機(jī)功率均為30kw,排水系統(tǒng)為兩趟無縫三寸管路,一趟工作,一趟備用;排水系統(tǒng)均滿足設(shè)計(jì)要求。
隨著采掘工作面的推進(jìn),在巷道低洼處挖好相當(dāng)容積的水倉,安設(shè)兩臺(tái)37kw,型號(hào)為IS80-50-315ZF的離心泵排放水,一臺(tái)使用,一臺(tái)備用,安設(shè)兩趟3寸鋼管排到主水倉,再由主水倉管路排到地面。排水溝、水倉要及時(shí)清理,空倉容量必須經(jīng)常保持在總?cè)萘康?0﹪以上。
(七)做到防治水工作“五?!?/b>
1、配備防治水專業(yè)技術(shù)人員:我礦配備有受過正規(guī)院校地質(zhì)專業(yè)教育的技術(shù)人員3名,滿足工作需要。
2、配齊探放水設(shè)備和專業(yè)隊(duì)伍:我礦配備有2臺(tái)ZLJ-700型、兩臺(tái)ZLJ-400型探放水鉆機(jī)和兩臺(tái)YD32(A)高分辨電法儀,并已成立專職探放水隊(duì)。
3、設(shè)置專門防治水機(jī)構(gòu):本礦已成立專門的地測(cè)防治水科,并是在總工程師和地測(cè)副總的直屬領(lǐng)導(dǎo)下。
4、建立健全防治水制度:制定各項(xiàng)防治水制度,并組織宣傳學(xué)習(xí)。
5、裝備必要的防治水搶險(xiǎn)救災(zāi)設(shè)備:各項(xiàng)防治水搶險(xiǎn)救災(zāi)設(shè)備必須到位,并設(shè)專人定期檢查。
(八)避災(zāi)與信號(hào)聯(lián)系
1、建立通訊系統(tǒng)
通訊系統(tǒng)是保障水災(zāi)應(yīng)急救援工作正常開展的一個(gè)關(guān)鍵。水災(zāi)應(yīng)急救援體系必須有可靠的通訊保障系統(tǒng),保證整個(gè)水災(zāi)應(yīng)急救援組織內(nèi)部以及內(nèi)部與外部之間暢通的通訊網(wǎng)絡(luò)。為此,我礦設(shè)有專用的地面、井下通訊網(wǎng)絡(luò),井下安裝防爆電話與地面各部門相連,遇到緊急情況時(shí),及時(shí)通知受水威脅地區(qū)的人員及礦調(diào)度室。
2、避災(zāi)路線?
制定井下人員遭遇水險(xiǎn)的撤退路線,并掛牌管理,在沿線特別是分岔點(diǎn)都要懸掛牌板,并使井下作業(yè)人員對(duì)此熟悉。具體如下
4#煤采掘面→回風(fēng)下山→南軌道巷→總回風(fēng)巷→副斜井→地面
4#煤采掘面→皮帶下山→主運(yùn)輸巷→主立井→地面
8上、9、10#煤采掘面→運(yùn)輸大巷/軌道大巷→主斜井/副斜井→地面
六、防突安全與組織措施
加強(qiáng)我礦井下防治水工作需要礦、隊(duì)、組各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及各相關(guān)部門齊抓共管,認(rèn)真做好每一次防治水工作,防止突水事故發(fā)生。措施如下:
1、成立防治水工作領(lǐng)導(dǎo)組:
組?長(zhǎng):礦長(zhǎng)
?副組長(zhǎng):總工程師??? 生產(chǎn)礦長(zhǎng)??? 安全礦長(zhǎng)???
????????? 礦長(zhǎng)助理??? 機(jī)電礦長(zhǎng)??? 地測(cè)副總
?成?員:技術(shù)科長(zhǎng)??? 安監(jiān)站長(zhǎng)??? 機(jī)電科長(zhǎng)
????????? 通風(fēng)科長(zhǎng)??? 地測(cè)防治水科長(zhǎng)
??? 防治水辦公室設(shè)在地測(cè)防治水科,主要負(fù)責(zé)防治水工作的日常事務(wù),同時(shí)指定2-3人專管該項(xiàng)工作,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)處理。
2、防治水宣傳、教育工作
首先是要提高認(rèn)識(shí),使全礦各單位領(lǐng)導(dǎo)干部、基層員工認(rèn)識(shí)到我礦開采防治水工作的重要性和必要性,提高防治水意識(shí),其次是基本教育、培訓(xùn),全礦各生產(chǎn)、輔助隊(duì)組要充分認(rèn)識(shí)礦井水患威脅的嚴(yán)重性,利用班前學(xué)習(xí)培訓(xùn)認(rèn)真向工人介紹我礦的基本水文地質(zhì)情況及面臨的威脅,使工人自覺地投入防治水工作當(dāng)中來;職工學(xué)校在培訓(xùn)教育、崗前培訓(xùn)中務(wù)必加大水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)的培訓(xùn)量,提高我礦防治水的整體素質(zhì)。
3、井下防治水設(shè)施的管理
井下防治水設(shè)施是礦井防治水工作的一道重要關(guān)卡,每年必須按規(guī)程要求定期做相關(guān)試驗(yàn),如聯(lián)合排水試驗(yàn)、主要排水設(shè)施性能測(cè)試,以確保各類實(shí)施的可靠,除了做好以上工作外,必須經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行檢修、維護(hù)以確保各類實(shí)施的完好,只有這樣才能把好防治水工作的最后一道關(guān)。
5、技術(shù)保證
主要是在管理上,針對(duì)日常傳送資料和專項(xiàng)工作,建立嚴(yán)格的審批制度,層層把關(guān),確保防治水工作周密的布置安排。
6、物資保障
對(duì)于我礦的防治水,任重道遠(yuǎn),必須引起各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視,在人力、物力、資金上予以保證和支持,確保各項(xiàng)防治水工作的逐一落實(shí)。
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