一、礦井概況
??????? 河南大有能源股份有限公司新安煤礦位于新安縣城以北15㎞處,石寺鎮(zhèn)境內(nèi)。東以 F29及F2斷層為界,西以第三勘探線為界,淺部以二1煤層底板+180m等高線及小煤窯下部邊界為界,深部以二l煤層底板-230m等高線為界。井田走向長15.5km,傾向?qū)?.5km,面積50.27km2。新安井田位于新安傾伏向斜之北翼,為一平緩的單斜構造,向斜軸向近東西,向東傾伏,北翼傾角平緩,一般為7°~11°。1995年11月5日12161掘進工作面底板奧陶系灰?guī)r發(fā)生突水事故,最大涌水量4257m3/h,2010年礦井水文地質(zhì)類型劃分為極復雜。
??????? 新安煤礦于1978年籌建,1988年建成投產(chǎn)。2011年核定生產(chǎn)能力180萬噸/年。礦井開拓方式為斜井雙水平上下山開拓,Ⅰ水平為+150m~-50m,Ⅱ水平為-50m~-200m。目前開采+25水平,有 12、13、14、15四個生產(chǎn)采區(qū)及16開掘準備采區(qū);計劃2012年開始施工二水平開拓工程。
??????? 二、主要承壓含水層
??????? 新安井田主要承壓充水含水層為奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層,其具有富水性強而不均一,水壓高,個別斷層帶巖溶裂隙發(fā)育,補給充足等特點。
??????? 1、奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層
??????? 奧陶系灰?guī)r含水層由白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r、硅質(zhì)白云巖和白云巖組成,地層總厚度500m。地表出露廣泛,面積約32km2,補給量豐富,井田北緣灰?guī)r裸露區(qū)和淺埋區(qū)巖溶較發(fā)育,巖溶形態(tài)主要是溶孔和溶蝕裂隙,溶洞較少見。巖溶發(fā)育程度由淺往深逐漸減弱,富水性不均一。根據(jù)歷年12次抽水試驗結(jié)果,單位涌水量q=0.00061~4.03L/s·m,滲透系數(shù)K=0.00045~9.02m/d。巖溶發(fā)育規(guī)律受巖性、構造、埋深、水循環(huán)條件等因素影響和控制,總體評價該含水層富水性屬含水豐富的含水層,水化學類型呈HCO3-Ca-Mg型。奧灰地下水動態(tài)變化主要受氣象因素控制,距二1煤層底板43.77~74.50m,平均53.76m,與L7灰?guī)r間其中有兩層隔水層阻止地下水進入礦井,屬具有突水威脅的間接充水含水層。
??????? 2、奧灰水動力條件
??????? 本區(qū)奧灰?guī)r溶含水層原有的補給水量,主要來自礦區(qū)西北部寒武--奧陶系地表裸露區(qū)的大氣降水和河道的巖溶漏水區(qū)段,地下水的總流向是由西向東,流經(jīng)新安礦井田并繼續(xù)向東,最終排泄入黃河。小浪底水庫蓄水后,這一帶的黃河水位已由原來的+210m標高提高到目前的+263m,奧灰水地下徑流的排泄點標高相應地抬升了53m,水力梯度和流速也相應地變小,從而對奧灰水的補給、排泄和突水量的大小產(chǎn)生一定的影響。
??????? 3、突水危險性
??????? 根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》突水系數(shù)計算公式
??????? T=P/M?
??????? 式中 T--突水系數(shù),MPa/m;
???????? P--底板隔水層承受的水壓,MPa;
???????? M--底板隔水層厚度,m。
??????? 該公式適用于回采和掘進工作面,就全國實際資料看,底板受構造破壞塊段突水系數(shù)一般不大于0.06 MPa/m,正常塊段不大于0.1 MPa/m。
??????? 礦井各采區(qū)突水系數(shù)計算表
??????? 采區(qū)?16下山?16上山?14下山?12下山?11下山?21采區(qū)?13下山?15上山?15下山?
??????? 最大P?3.2?2.4?3.2?2.6 (12201)?2.9 (11241)?4.6?2.6 (13171)?1.9?2.9?
??????? M?53?44 (水文孔)?53?53?53?53?46.5 (2004)?53?53?
??????? T?0.06?0.055?0.06?0.049?0.055?0.087?0.056?0.036?0.055?
??????? 根據(jù)公式計算,當隔水層厚度取平均值53m時,我礦一水平突水系數(shù)最大為0.06 MPa/m,二水平最大突水系數(shù)估算為0.087 MPa/m,在地層無構造破壞的情況下,可有效地阻止奧灰水進入礦井。如果煤層底板有穿透奧灰層的斷裂存在,同時又處在奧灰水徑流帶時,將有可能造成煤層底板突水。當隔水層厚度取最小值44m時,一水平最大突水系數(shù)為0.073 MPa/m。
??????? 新安井田奧灰承壓含水層埋藏深、水壓大,補給水源充沛,富水性不均勻分布,根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》,礦井不具備疏水降壓條件時,只有堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則,采用注漿加固底板、留設防水煤柱、增加抗災強排能力等防水措施進行帶壓開采。
??????? 三、帶壓開采安全技術措施
??????? 1、礦成立防治水工作領導機構,具體設置如下:
??????? 總 指 揮:賀志強? 馬泰山?
??????? 副總指揮:李書文? 張松軍? 崔篤峰? 郭俊才? 陳? 龍
????????? 劉? 超? 蔣二保? 段洛義? 司洙霖? 劉建中
????????? 陳國立? 任懷寶? 董順喜
??????? 成??? 員:李強凡? 曾聚子? 武長青? 潘有才? 劉延召? 劉戰(zhàn)軍
????????????????? 任建偉? 拓文富? 高廣亮? 段金煉? 張? 輝? 張向東
????????????????? 李紅杰? 楊偉峰? 楊紅偉? 李? 華? 王文峰? 司耀卿
??????? 張喜斌? 郝光華? 許淑軍? 白建新? 裴俊昌? 程相偉?
??????? 指揮中心設在調(diào)度室,中心主任:李強凡(兼);
??????? 防治水辦公室設在地測科,辦公室主任:劉戰(zhàn)軍(兼)。