968带压开采安全技术措施(XXXX年终改)2813.docx
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1、带压开采采安全技技术措施施一、概况况渑池县九九六八煤煤业有限限责任公公司是由由原九六六八煤矿矿、原宏宏源煤矿矿以及经经深部扩扩界经资资源整合合而成的的矿井。该该矿开采采二1煤层,目目前保有有地质储储量13340.5万tt,可采采储量为为7599.8万万t,设设计矿井井生产能能力为00.455Mt/a。矿矿井服务务年限为为14.6a。二、 矿矿区水文文地质条条件1 矿区区主要含含水层组组1、奥陶陶系灰岩岩含水层层岩性主要要为青灰灰色,厚厚层块状状灰岩,夹夹泥灰岩岩及角砾砾状灰岩岩,厚444m左左右,据据煤炭部部水源开开发队抽抽水试验验资料,降降深122.099200.977m,涌涌水量66.28
2、8133.488L/ss,单位位涌水量量0.33001.1115Lsm。该该层局部部岩溶较较发育,含含水性、导导水性不不均一,属属岩溶裂裂隙承压压水。该该层上距距二1煤层约约54mm。为底底板间接接充水含含水层,正正常情况况下该层层水不会会直接进进入矿井井,如遇遇断层使使该层水水涌入矿矿井,对对矿井安安全影响响极大,需需要特别别指出的的是900年代以以后,由由于义马马市在洪洪阳、渑渑池县第第二电厂厂在坻坞坞大量抽抽水,致致使本层层水位大大幅度下下降,目目前水位位标高+5000m左右右。2、石炭炭系太原原组下段段灰岩含含水层由L1L4灰岩组组成,厚厚7.550m,岩岩溶裂隙隙不发育育,含水水性较
3、弱弱,为极极不均匀匀的岩溶溶裂隙承承压水。3、石炭炭系太原原组上段段灰岩含含水层据煤炭部部水源开开发队资资料,该该段由LL6L8灰岩组组成,以以L6、L7为主,厚厚4.550m,最最大降深深41.54mm,涌水水量05L/ss,单位位涌水量量0.0112Lsm,渗渗透系数数0.09902mmd。根根据钻孔孔L7灰岩抽抽水资料料,L77灰岩水水位为+6000m,单单位涌水水量较小小。本层层岩溶裂裂隙发育育较差,含含水性及及导水性性极不均均匀。属属岩溶裂裂隙承压压水,为为二1煤层底底板直接接充水含含水层。4、山西西组砂岩岩含水层层由中、粗粗粒砂岩岩组成,以以香炭砂砂岩和大大占砂岩岩为主要要含水层层
4、。平均均厚155m左右右。岩石石较完整整,裂隙隙不发育育。为二二1煤层顶顶板直接接充水含含水层,属属孔隙-裂隙承承压水,含含水性弱弱,导水水性差。据据水源开开发队资资料,水水位标高高为+5580mm。5、第四四系含水水层主要由冲冲积、洪洪积、坡坡积成因因的砾石石层组成成,本区区厚9441228.113m,平平均厚1100mm,上部部为黄土土层夹钙钙质结核核,底部部有砾石石133层,农农民饮用用水井均均在此层层中,水水位受大大气降水水影响显显著,季季节性变变化大,属属孔隙潜潜水型含含水层。由由于有多多个煤矿矿井下排排水,使使水位下下降,现现民井多多己干涸涸。2 矿区区主要隔隔水层组组1、本溪溪组
5、隔水水层由铝质岩岩与铝质质泥岩组组成,厚厚约9.50mm。隔水水性能好好,一般般情况下下,能阻阻隔奥陶陶系与太太原组含含水层发发生水力力联系。但但在该层层薄弱地地带或遇遇构造破破坏将失失去隔水水作用。2、太原原组中段段隔水层层主要由泥泥岩、砂砂质泥岩岩及细粒粒砂岩组组成。厚厚约122.5mm,正常常情况下下,具有有良好的的隔水性性能,可可以阻止止太原组组上、下下段灰岩岩含水层层发生水水力联系系。3、二11煤层底底板隔水水层由太原组组灰岩顶顶界至二二1煤层底底之间的的泥岩、砂砂质泥岩岩与细粒粒砂岩组组成。厚厚20mm左右,具具有一定定隔水性性,正常常情况下下可以阻阻止山西西组砂岩岩含水层层与太原
6、原组灰岩岩含水层层发生水水力联系系。4、二11煤层顶顶板隔水水层由二1煤煤层以上上至砂锅锅窑砂岩岩间的泥泥岩、砂砂质泥岩岩、粉砂砂岩组成成。层位位稳定,一一般可阻阻止山西西组砂岩岩含水层层与其以以上砂岩岩含水层层发生水水力联系系。3、 地地表水、地地下水之之水力联联系井田内无无常年性性地表水水体,矿矿区地表表径流主主要为洪洪流,由由于排泄泄较畅,一一般情况况不会直直接进入入矿井。开采二11煤层时时进入矿矿井的地地下水,主主要来自自顶板直直接充水水含水层层。奥陶陶灰岩水水与太原原组灰岩岩水在断断层破碎碎带附近近、底板板隔水层层较薄等等地段有有可能涌涌入到矿矿坑。因因此在开开采过程程中应对对底板水
7、水引起重重视。三、 矿井充充水因素素1 矿井井充水因因素(1)大大气降水水大气降水水是引起起矿井充充水的主主要因素素之一。大大气降水水主要通通过补给给各含水水层使矿矿井涌水水量增大大,还可可沿断裂裂、及其其断裂带带和采矿矿引起的的地表裂裂隙等直直接进入入矿井。据据生产矿矿井调查查,雨季季矿井涌涌水量要要比枯水水季节明明显增大大。因此此,雨季季应特别别加强防防水与排排疏工作作。(2)地地表水井田内无无常年性性地表水水体。矿矿区地表表径流主主要为雨雨季产生生的洪流流,由于于排泄较较畅,一一般情况况不会直直接进入入矿井。(3)地地下水开采二11煤层时时进入矿矿井的地地下水,主主要来自自顶板直直接充水
8、水含水层层。奥陶陶灰岩水水与太原原组灰岩岩水在断断层破碎碎带附近近、底板板隔水层层较薄等等地段有有可能涌涌入到矿矿坑,此此在开采采过程中中应对底底板水引引起重视视。(4)断断层水通过本次次勘查,未未见深部部有落差差大于110m的的断层,但但不能排排除小断断层出现现的可能能性。小小断层破破碎带即即是地下下水赋存存空间,又又是地下下水活动动的主要要通道之之一,一一般富水水性较强强,且比比较复杂杂。断层层的存在在一是沟沟通上下下含水层层的水力力联系;二是地地表水可可通过断断裂带直直接进入入矿井。故故开采中中需特别别警惕,以以免突水水事故的的发生。(5)老老窑水矿井属于于资源整整合矿井井,整合合前原九
9、九六八煤煤矿和宏宏远煤矿矿均在浅浅部不同同程度的的开采过过,矿井井浅部+5000m以上上为采空空区,采采空区内内是否有有水还未未查清,还还需进一一步调查查,并在在井下采采掘中注注意老窑窑水,坚坚持“有掘必必探,先先探后掘掘”的探放放水原则则。2、 二二1煤层顶顶板砂岩岩裂隙承承压水本矿二11煤层顶顶板直接接含水层层为山西西组砂岩岩含水层层,该含含水层属属孔隙裂隙承承压水,含含水性弱弱,导水水性差。易易于排疏疏,生产产中以顶顶板淋水水的方式式进入矿矿坑,对对矿井安安全生产产威胁不不大。3、二11煤层底底板灰岩岩岩溶裂裂隙承压压水二1煤层层底板直直接含水水层为石石炭系太太原组上上段灰岩岩含水层层,
10、本层层岩溶裂裂隙发育育较差,含含水性及及导水性性极不均均匀,属属岩溶裂裂隙承压压水。本本层含水水性弱,二二1煤层与与下部太太原组上上段灰岩岩含水层层之间有有20mm的隔水水层相隔隔,能阻阻止下部部含水层层进入到到矿井。本本层对矿矿井威胁胁不大。石炭系太太原组下下段含水水层为二二1煤层底底板间接接含水层层,该含含水层由由L1L4灰岩组组成厚77.500m,岩岩溶裂隙隙不发育育,含水水性较弱弱,为极极不均匀匀的岩溶溶裂隙承承压水。太原组中中段隔水水层主要要由泥岩岩。砂质质泥岩及及细粒砂砂岩组成成。厚约约12.5m,正正常情况况下,具具有良好好的隔水水性能,可可以阻止止太原组组上、下下段灰岩岩含水层
11、层发生水水力联系系。因此此,正常常情况下下,石炭炭系太原原组下段段灰岩含含水层对对矿井威威胁也不不大。二1煤层层下部强强含水层层主要为为奥陶系系灰岩含含水层。该该含水层层上距二二1煤层约约54mm。为底底板间接接充水含含水层。990年代代以后,由由于义马马市在洪洪阳、渑渑池县第第二电厂厂在坻坞坞大量抽抽水,致致使本层层水位大大幅度下下降,目目前水位位标高+5000m左右右。本矿矿+5000m以以浅为采采空区,开开采标高高均在+5000m以下下,故本本矿存在在带压开开采。+5000m0m范围围内的水水头压力力为05Mppa。根据国家家安全生生产监督督管理局局09年年第288号令所所公布的的煤矿矿
12、防治水水规程附附录四中中的计算算公式:式中:T突突水系数数。P底底板隔水水层承受受的水头头压力,MMpa。M底底板隔水水岩层厚厚度,为为54mm。奥陶系灰灰岩水上上距二11煤层底底板约554m,根根据煤煤矿防治治水工作作条例试试行规定定,突水水系数应应根据本本区资料料确定,一一般情况况下,在在具有构构造破坏坏地区按按0.006Mppa/mm计算,隔隔水层完完整无断断裂构造造破坏地地区按00.100Mpa/mm计算。本本矿隔水水层比较较完整,故故突水系系数取00.1MMpa/mm。P=TM=00.154=5.44Mpa矿井开采采+5000m0m时,按按奥灰水水位标高高+5000m计计算,实实际水
13、头头压力为为055Mpa。故故+5000m0m开采采时,实实际水压压值小于于底板隔隔水层承承受的水水头压力力,故认认为正常常情况下下可以带带压开采采。但在在断层附附近或底底板隔水水层厚度度较薄地地段,不不排除有有突水可可能,矿矿井深部部开采时时更应加加强防范范。井田+5500mm以浅为为采空区区,采空空区内积积水情况况不清,在在接近采采空区附附近开采采时,采采空区突突水对矿矿井威胁胁较大。因因此,矿矿井在开采采上山浅浅部的回回采工作作面时,除除留设足足够的防防水煤柱柱,还要要加强防防水措施施,坚持持执行“预测预预报、有有掘必探探、先探探后掘、先先治后采采”的探放放水原则则,防止止采空区区突水事
14、事故的发发生。四、矿区区主要隔隔水层组组1、本溪溪组隔水水层由铝质岩岩与铝质质泥岩组组成,厚厚约9.50mm。隔水水性能好好,一般般情况下下,能阻阻隔奥陶陶系与太太原组含含水层发发生水力力联系。但但在该层层薄弱地地带或遇遇构造破破坏将失失去隔水水作用。2、太原原组中段段隔水层层主要由泥泥岩、砂砂质泥岩岩及细粒粒砂岩组组成。厚厚约122.5mm,正常常情况下下,具有有良好的的隔水性性能,可可以阻止止太原组组上、下下段灰岩岩含水层层发生水水力联系系。3、二11煤层底底板隔水水层由太原组组灰岩顶顶界至二二1煤层底底之间的的泥岩、砂砂质泥岩岩与细粒粒砂岩组组成。厚厚20mm左右,具具有一定定隔水性性,
15、正常常情况下下可以阻阻止山西西组砂岩岩含水层层与太原原组灰岩岩含水层层发生水水力联系系。4、二11煤层顶顶板隔水水层由二1煤煤层以上上至砂锅锅窑砂岩岩间的泥泥岩、砂砂质泥岩岩、粉砂砂岩组成成。层位位稳定,一一般可阻阻止山西西组砂岩岩含水层层与其以以上砂岩岩含水层层发生水水力联系系。五、矿井井涌水量量预算根据矿井井生产资资料,九九六八煤煤业+3440m水水平以浅浅矿井正正常涌水水量为552m33/h,最最大涌水水量为1104mm3/h。现现预算九九六八煤煤矿井田田内二11煤层底底板标高高+3440m以以深、0m以浅浅的矿井井涌水量量,结果果如下:预计延深深水平涌涌水量的的比拟公公式为:式中:QQ
16、预算算涌水量量;Qi比拟矿矿井的涌涌水量(+3400m水平平以浅矿矿井正常常涌水量量为522m3/h,最最大涌水水量为1104mm3/h)K矿矿井涌水水变化系系数(11.911)A预预算矿井井面积(2351895m2)Ai比拟矿矿井面积积(155382259mm2)S预预算矿井井水位降降深(4400mm)Si比拟矿矿井水位位降深(130m)计算结果果得:=521.9911.22370.4488=60mm3/h=10441.9911.22370.4488=1200m3/h所以全矿矿井正常常涌水量量Q=552+660=1112mm3/h;最大涌涌水量QQ=1004+1120=2244m3/h。六、
17、 矿矿井水文文地质类类型矿区所采采二1煤层是是底板岩岩溶裂隙隙水充水水为主的的矿床,单单位涌水水量小于于0.11L/ssm。水水文地质质条件属属于简单单类型,水水文地质质勘探类类型属三三类二亚亚类一型型。七、 煤煤层及煤煤质1、 可可采煤层层本区含煤煤地层为为石炭二二叠系,含含煤地层层总厚2200mm,共计计含煤22层,即即二1煤层和和二5煤层,其其中二11煤层较较稳定,为为矿井开开采的对对象。二1煤层层层厚00.3006.03mm,平均均厚度22.777m,结结构简单单,没有有夹矸。二二1煤层属属较稳定定煤层,其其直接顶顶为大占占砂岩,直直接底为为灰黑色色泥岩。2、 煤煤质二1煤呈呈黑色,为
18、为土状及及鳞片状状。含黄黄铁矿结结核,镜镜面及揉揉褶镜面面发育,主主要粒度度在1毫毫米以下下,属于于以糜棱棱煤为主主的构造造煤。视视密度为为1.335t/m3。原煤灰分分(Add)产率率10.6521.89,平均均19.84,全硫硫(stt,d)含量11.6882.87,平均均2.445,收收到恒基基低位发发热量(Oneet,vv,arr)277.155311.100MJkg,平平均288.800MJkg:灰熔融融性软化化温度(ST)13660。浮煤煤挥发分分产率为为16.69,胶质质层最大大厚度(Y值)为122.2mmm,粘粘结指数数(G值值)722.6。依依据中中国煤炭炭国家分分类标准准(
19、GBB57551-886),属属焦煤类类(JMMl5)。综上所述述,本矿矿区二11煤层属属低中灰灰、中高高硫、特特高热值值、高熔熔融性粉粉状焦煤煤(JMMl5)。由于于硫分偏偏高,不不易单独独炼焦,适适宜水泥泥厂及烧烧石灰使使用。如如能降低低硫含量量或可作作为工业业动力与与炼焦配配煤。八、对奥奥陶系灰灰岩水带带压开采采的可行行性分析析根据平煤煤勘探工工程处防防治水工工程队对对我公司司所建水水文观测测孔揭露露,本井井田奥灰灰水水位位标高为为5000-515mm。井田内二二1煤层在井井田南部部均低于于奥灰水水水位标标高,在在开采过过程中,由由北向南南带压程程度逐步步加大,奥奥灰水对对我矿安安全生产
20、产是否构构成严重重的安全全威胁,我我矿能否否进行带带压开采采,是我我矿首先需需要进行行分析研研究的问问题。 井田内内奥灰水水水位标标高在5500-5115mmm之间,高高于井田田南部煤层12201采采面的最最低标高高(+3345m),对对煤层开开采有充充水影响响,下面面计算煤煤层底板板最低点点奥灰水水突水系系数,以以预测112011采面煤煤层奥灰灰水突水水的可能能性。 突突水系数数计算:计算公式式:K=P/MM式中 K突水系系数(MMPa/m)M底板板隔水层层有效厚厚度(mm),取取二1煤层下下部地层层厚度,做做为有效效厚度。通过查阅相关资料,可知:二1煤层底板最低点标高为345m,对应的奥灰
21、水位为515m;煤层底板隔水层有效厚度为58m。 P隔水层层底板承承受的静静水压力力(MPPa) P=(HHo-HH1+MM)0.000988 二1 煤煤层隔水水层底板板承受的的静水压压力:P=(HHo-HH1+MM)0.000988=(515m-3455m+588)0.000988=2.24MPPa煤层隔水水层底板板承受的的静水压压力: 其中 Ho奥灰岩岩溶水水水位标高高(m) HH1煤层底底板最低低标高(mm)M底板板隔水层层有效厚厚度(mm)把以上参参数代入入公式进进行突水水系数计计算如下下:二1煤层层的突水水系数:K=P/M=22.244MPaa/588m=00.0338MPPa/mm
22、根据矿矿井防治治水规定定和我我矿实际际生产情情况看,具有构造破坏的地区,安全突水系数临界值按0.06MPa/m考虑,无构造破坏的地区,安全突水系数临界值按0.10MPa/m考虑。该井田为有构造破坏地区,安全突水系数临界值按0.06MPa/m考虑。根据以上上计算可可知,井井田内二二1煤层最最低点奥奥灰水突突水系数数为0.0388 MPPa/mm,根据据国家安安全生产产监督管管理总局局(20009)煤矿防防治水规规定底板受受构造破破坏块段段突水系系数一般般不大于于0.006MPPa/mm,正常常块段不不大于00.1MMPa/m,我我矿12201采采面小于于受构造造破坏区区临界突突水系数数值0.06
23、MMPa/m,因因此我矿矿现开采采时无突突水危险险,工作作面回采采是安全全的。根据以上上突水系系数计算算值可知知,工作作面采煤煤或巷道道掘进均均是安全全的,可可以带水水压开采采,但为为确保安安全,仍仍要制定定带压开开采安全全技术措措施。九、承压压水体上上开采技技术方案案1、深降降强排采用疏水水井巷、疏疏水钻孔孔,将含含水层水水位降低低至开采采水平以以下难度度大,但但可以适适当降低低水位标标高,以以保证安安全开采采。但疏疏水工程程量大,设设备多,电电耗大,投投资大;若井田田内有奥奥灰,水水量大、补补给充足足,难以以实现深深降强排排方案。2、外截截内排 先采用用帷幕注注浆,截截堵补给给水源。再再疏
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