第一節(jié) ?礦井水文安全條件分析一、礦井概況

某煤礦于2004年4月正式開始建井。礦井開拓方式為斜井開拓，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬噸/年，服務(wù)年限為23年。

礦井位于地理坐標(biāo)東經(jīng)106°09′29″-106°10′22″，北緯26°53′22″-26°54′59″。井田東西寬1.43公里，南北長2.97公里，面積4.247平方公里,地處XX北面。其拐點(diǎn)坐標(biāo)見表1。本地分別居住著苗、彝、漢等民族。

表1 某煤礦拐點(diǎn)坐標(biāo)表

拐點(diǎn)號(hào)XY

A

B

C

D

礦區(qū)內(nèi)目前尚無鐵路,交通運(yùn)輸以公路為主，321國道由礦井西邊界經(jīng)過。礦區(qū)至黔西縣城29公里，至清鎮(zhèn)、貴陽市分別為70、80、99公里。交通比較方便。

區(qū)內(nèi)氣候溫和濕潤，雨量充沛，常年以東南風(fēng)為主。地勢(shì)總體趨勢(shì)為西高東低，最高點(diǎn)位于礦井南西部，海拔為+1431.5m，最低點(diǎn)位于礦井南東角，海拔高為+1165m，相對(duì)高差266.5m。地表以丘陵及侵蝕盆地為主，有顯著的喀斯特地貌特征。礦區(qū)內(nèi)植被以灌木為主，覆蓋率較高。

二、礦井開采水文地質(zhì)條件

1. 水文地質(zhì)特征

1）區(qū)域水文地質(zhì)特征

本煤礦區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖層與碎屑巖層相間展布，碳酸鹽巖含豐富的巖溶水，碎屑巖含少量裂隙水，第四系松散層零星分布，微含孔隙水。

本區(qū)主要巖溶含水層為下三疊統(tǒng)夜郎組玉龍山段灰?guī)r含水層（T1y2）、上二疊統(tǒng)長興組灰?guī)r含水層（P2c）及下二疊統(tǒng)茅口組灰?guī)r含水層（P1m）。其中下三疊統(tǒng)夜郎組玉龍山段灰?guī)r含水層（T1y2）在本區(qū)域范圍內(nèi)出露面積大，出露面積占95%以上，含較豐富的巖溶水，其補(bǔ)給的面積較大，主要靠大氣降水通過巖溶漏斗、落水洞及溶隙等補(bǔ)給出，徑流的途徑較長。

本區(qū)主要隔水層為下三疊統(tǒng)夜郎組沙堡灣段泥巖（T1y1）；而龍?zhí)睹合抵械幕規(guī)r屬層間裂隙含水層，富水性弱，是礦井直接充水弱含水層，其煤層及其頂?shù)装逵质橇己玫母羲畬印?/p>

2）礦區(qū)水文地質(zhì)特征

⑴ 地層含隔水性

區(qū)內(nèi)出露的地層為下三疊統(tǒng)夜郎組玉龍山段（T1y2）、沙堡灣段（T1y1）、上二疊統(tǒng)長興組（P2c）、龍?zhí)督M（P2l），根據(jù)其巖性組合，含、隔水性等特征劃分，主要含水層為夜郎組玉龍山灰?guī)r段（T1y2）、長興組灰?guī)r（P2c），隔水層為夜郎組沙堡灣段泥巖（T1y1）、龍?zhí)督M泥巖及煤層（P2l），其含隔水性與礦井可采煤層位置關(guān)系見礦井綜合水文柱狀圖。現(xiàn)把各含隔水性地層分述如下：

① 夜郎組玉龍山段灰?guī)r巖溶含水層（T1y2）

以石灰?guī)r為主，中、上部為中厚至巨厚層石灰?guī)r，底部為薄層泥灰?guī)r夾鈣質(zhì)泥巖，總厚為323米，大面積分布于礦井范圍內(nèi)，占礦井面積的95%以上，地表落水洞、洼地、漏斗等喀斯特巖溶現(xiàn)象較多，本組含水性好，含豐富的巖溶水。

由于該組分布面積廣，喀斯特巖溶發(fā)育，因此其巖溶水具有補(bǔ)給面積大，徑流長及導(dǎo)水性強(qiáng)等特點(diǎn)。

其巖溶水主要靠大氣降水通過落水洞、巖溶漏斗及溶隙等補(bǔ)給。

② 夜郎組沙堡灣段泥巖隔水層（T1y1）

灰黑色泥巖、夾淺灰色泥灰?guī)r，總厚8.5米，呈條帶狀分布于礦井西部，本組含水性弱，為較好的隔水層。

③ 長興組灰?guī)r巖溶含水層（P2C）

灰色、灰黑色中厚至巨厚層狀燧石灰?guī)r，總厚36.7米，分布于礦井西部。本組含水性好，其巖溶水主要靠大氣降水補(bǔ)給，由于受其分布特點(diǎn)的限制，其接受補(bǔ)給的量有限。

④ 龍?zhí)督M層間灰?guī)r含水層及碎屑巖、煤層隔水層（P2L）：

灰、深灰色泥巖、石灰?guī)r、炭質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖及煤層，總厚169.8米，呈條帶狀分布于礦井西部，層間含裂隙水，本組總體含水性弱，泥巖及煤層是較好的隔水層。

⑵ 地下水的埋藏條件及補(bǔ)、徑、排條件

表層風(fēng)化裂隙水（包括土壤孔隙水）：接受地表補(bǔ)給，賦存于地表土壤及基巖表層風(fēng)化裂隙帶內(nèi)成為上層滯水，在地形低洼處或匯水沖溝中以泉井形式排出地表。

基巖裂隙水、巖溶裂隙溶洞水主要接受大氣降雨補(bǔ)給，并以潛水形成埋藏。夜郎組玉龍山段一部份在地形低洼處或匯水沖溝中以泉井形式排泄出地表，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民飲用水源；玉龍山組大部份和長興組由于發(fā)育巖溶裂隙、落水洞、溶洞、巖溶洼地等，大氣降水在地表會(huì)迅速沿這些通道流入地下成為管道形式運(yùn)移的溶洞水，沿巖層傾向向遠(yuǎn)處、低處流動(dòng)，并在鴨池河邊排泄出地表，由于夜郎組沙堡灣段、龍?zhí)督M泥巖為相對(duì)隔水層，含水層之間無水力聯(lián)系，地下水各自以自己的裂隙、管道系統(tǒng)向下方河邊徑流并排泄。

含水層各泉井點(diǎn)水流量觀測(cè)見下表。

落水洞、泉、井點(diǎn)水文觀測(cè)匯總表

觀測(cè)

點(diǎn)號(hào)點(diǎn)位

（X/Y/H）層

位類

別流量（最小-最大）

（L/S）觀測(cè)日期備 ?注

W12977935T1y井0.10-0.5003.5-03.12村民飲用水源

35615655

1275

W22977565T1y泉0.28-5.5603.5-03.12

35615850

1278

W32977805T1y泉0.08-2.7803.5-03.12

35616425

1298

W42977360T1y井0.06-0.5603.5-03.12村民飲用水源

35615890

1315

W52976855T1y井0.05-0.2803.5-03.12

35616180

1340

K12977210T1y落

水

洞0-5.6003.5-03.12山水匯積

35615060

1218

K22978000T1y落

水

洞0.38-8.3303.5-03.12山水、泉井水匯積

35616010

1258

⑶ 地下水理化性質(zhì)

未取樣分析，從泉井觀察，地下水為無色、清澈透明、無味，與鄰近礦區(qū)水樣化驗(yàn)對(duì)比，應(yīng)屬HCO3-Ca2+、Mg2+型低礦化度弱堿性水。

3）構(gòu)造

礦井所在的大地構(gòu)造位置在“黔中隆起”。礦區(qū)構(gòu)造總體呈單斜構(gòu)造，區(qū)內(nèi)地層大致傾向東，局部為南東向，傾角5°-30°，一般10°。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，次一級(jí)構(gòu)造發(fā)育。斷層性質(zhì)多為正斷層，逆斷層較少。目前共發(fā)現(xiàn)的斷層有32條，其落差大于15m的有8條。其特征見下表

斷 ?層 特 ?征 一 覽 表

斷層

編號(hào)斷層

性質(zhì)斷層產(chǎn)狀（°）落差

（m）備 ?注

走向傾向傾角

F1正斷層NSW90150對(duì)開采無影響

F2正斷層12821880100對(duì)開采無影響

F3正斷層2181287025對(duì)開采有一定影響

F4正斷層2301407550對(duì)開采有很大影響

F5正斷層230320°7540對(duì)開采有很大影響

F6正斷層25016080200-300致使礦井南東角無價(jià)值

F7正斷層110207515對(duì)開采有一定影響

F8正斷層282988035對(duì)開休有較大影響

4）礦床充水因素分析礦區(qū)為中低山侵蝕剝蝕和巖溶地貌，以南10公里為鴨池河，河面標(biāo)高約為830米，為區(qū)域最低侵蝕基準(zhǔn)面。礦區(qū)最高山頂高程1431.5米，最低高程為1165米，與河面高差分別為531.5米和265米。區(qū)內(nèi)無水庫、湖泊、河流，只有季節(jié)性溪溝。區(qū)內(nèi)為亞熱帶溫濕氣候，年平均降雨量1006mm，4-10月為豐水季節(jié)。降雨量達(dá)858.5mm，占全年降雨量的81%。

根據(jù)地表勘探及臨近生產(chǎn)礦井收集的資料，礦井水主要為煤層頂板裂隙水、斷層水、生產(chǎn)中的老空水、巖溶溶洞水?，F(xiàn)分述如下：

⑴ 頂板裂隙水

主要是指在礦井采掘活動(dòng)中，由工作面頂板裂隙進(jìn)入礦井的水，頂板裂隙水是礦井的直接充水因素，由于煤系中層間灰?guī)r含水性較弱，因此進(jìn)入礦井的水量較小，在礦井突水防治中要注意收集資料。

⑵ 斷層水

由于區(qū)內(nèi)斷層均為張性正斷層，有一定的含水性和導(dǎo)水性，因此在采掘過程中，巷道過斷層時(shí)，斷層水和上覆地層的水將會(huì)沿?cái)鄬悠扑閹нM(jìn)入礦井，是礦井突水防治的重點(diǎn)。

⑶溶洞水

由于溶洞本身含水，其補(bǔ)給、排泄好，采掘過程中，一旦透穿其大量的水將沿溶洞進(jìn)入礦井，是礦井突水防治的重點(diǎn)。

⑶ 老空水

隨著礦井采掘活動(dòng)的正常進(jìn)行，上覆含水層的水將會(huì)沿垮塌裂隙進(jìn)入采空區(qū)，形成老空水，并隨著采空面積的增大，進(jìn)入礦井的老空水也隨之增大，是礦井突水防治的重點(diǎn)。

⑷ 老窯水

根據(jù)礦井煤層賦存條件，礦區(qū)范圍內(nèi)可采煤層埋藏較深，未出露地表。在建井過程中，本礦工程技術(shù)人員對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)小窯進(jìn)行了調(diào)查，通過采取走訪當(dāng)?shù)鼐用窦艾F(xiàn)場(chǎng)踏勘等方法，礦區(qū)范圍內(nèi)未有當(dāng)?shù)赝跓鹈憾鴱U棄的老窯，僅有2002年林東礦務(wù)局林建一公司為某煤礦施工的一條井筒。該井筒參數(shù)為：X=2977032.159，Y=35615321.726，Z=+1237.867，α=258°，β=25°，斜長172m，由于未揭露煤層，因此停工廢棄。所以對(duì)于老窯水的防治，在我礦顯得并不重要。

綜上所述，礦床充水水源主要為大氣降水、斷層水、巖溶溶洞水、龍?zhí)督M裂隙水構(gòu)成礦井充水直接因素。長興組、夜郎組玉龍山段巖溶水可通過采礦垮塌裂隙進(jìn)入礦井，威脅礦井安全。根據(jù)地質(zhì)資料、開采設(shè)計(jì)及安全專篇，由于我礦煤層資源量在侵蝕基準(zhǔn)面之上，礦床水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦床地下水類型為頂板直接進(jìn)水的裂隙充水礦床。

5）礦井涌水量預(yù)算

⑴ 礦井涌水實(shí)測(cè)情況

某煤礦為新建煤礦，在建井過程中，某煤礦2005年、2006年均對(duì)礦井涌水量進(jìn)行實(shí)測(cè)，目前，礦井正常涌水量為5m3/h，最大涌水量為12m3/h。

⑵ 礦井涌水量預(yù)計(jì)

根據(jù)某煤礦涌水情況，參考太來煤礦富水系數(shù)（太來礦富水系數(shù)為0.000041），采用水文地質(zhì)比擬法預(yù)計(jì)礦井涌水量。由此礦井涌水量預(yù)計(jì)情況如下：

礦井一采區(qū)：正常涌水量Q1= 295092×0.000041= 12.1m3/h。

礦井二采區(qū)：正常涌力量Q2= 1189186×0.000041= 48.76m3/h。

礦井正常涌水量Q= Q1+ Q2= 60.86m3/h。

最大涌水量為正常涌水量的3-4倍，即最大涌水量為182.58-243.44m3/h。上述涌水量預(yù)計(jì)，均為各采區(qū)采終時(shí)的涌水量，在開采前、中期小于預(yù)計(jì)涌水量。

三、礦井水文安全條件評(píng)價(jià)1. 對(duì)水文地質(zhì)基礎(chǔ)資料來源及可靠性評(píng)價(jià)林東礦務(wù)局2003年7月提交的《某煤礦勘查地質(zhì)報(bào)告》，通過1：5000水文地質(zhì)填圖，對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)情況、地層的富水性、礦井的充水進(jìn)行分析，對(duì)老窯的分布、礦井涌水量進(jìn)行調(diào)查。初步查明了區(qū)內(nèi)含（隔）水層的分布、埋藏特征；初步分析了區(qū)內(nèi)地表水、地下水的補(bǔ)、徑、排關(guān)系和礦床充水因素；并根據(jù)鄰區(qū)資料的類比，大致分析了礦床工程地質(zhì)條件及開采技術(shù)條件，確定了礦井水文地質(zhì)條件為簡(jiǎn)單類型?；静榍辶说V區(qū)煤層地質(zhì)特征、礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量和煤層賦存條件，為礦井設(shè)計(jì)提供了一定依據(jù)，對(duì)礦井的生產(chǎn)能起到一定的指導(dǎo)作用。

2. 水文地質(zhì)勘探程度及存在的問題

（1）、《某煤礦勘查地質(zhì)報(bào)告》，對(duì)溶洞分布、積水量的調(diào)查分析不夠深入。

（2）、按要求對(duì)鉆孔進(jìn)行了封孔止水，但未進(jìn)行啟封試驗(yàn)，實(shí)為工作中的不足。因此礦井巷道掘進(jìn)至鉆孔附近時(shí)，一定要監(jiān)測(cè)礦井水量變化，防止意外事故發(fā)生。

（3）、區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，對(duì)斷層含水性及導(dǎo)水性未查清，因此在巷道掘進(jìn)至大斷層附近時(shí)，要采取探放水措施，以防突（透）水事故發(fā)生。

（4）、勘探工作做得不足，未進(jìn)行相應(yīng)勘探階段水、工、環(huán)地質(zhì)研究和評(píng)價(jià)等。因此礦井在開采過程中必須加強(qiáng)水文地質(zhì)勘探工作，及時(shí)掌握礦井充水水源，充水因素，涌水量，主要涌水和突出點(diǎn)等，從而更好地為生產(chǎn)服務(wù)。

第二節(jié) ?礦井防治水措施一、礦井開拓、開采所采取的安全保證措施㈠ 礦井開拓工程位置及層位選擇

本礦為斜井開拓，主斜井、風(fēng)井均從M9煤層頂板穿層掘進(jìn)，開拓系統(tǒng)形成后，再進(jìn)行采區(qū)巷道布置；本礦地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，由于斷層的影響，致使一采區(qū)的煤層傾角較?。ń剑?，因此，向南布置一采區(qū)回風(fēng)大巷和運(yùn)輸大巷，最后形成采煤工作面進(jìn)行回采。劃分為一個(gè)水平，二個(gè)采區(qū)開拓全井田。 (具體見采區(qū)巷道布置及機(jī)械設(shè)備配備平、剖面圖)。

在1100m水平布置水泵房和主、副水倉。

㈡ 采掘工程所采取的防水措施1. 防治水計(jì)劃⑴ 查明礦區(qū)和礦井的水文地質(zhì)條件，編制中長期防治水規(guī)劃和年度防治水計(jì)劃，并組織實(shí)施。

⑵定期收集、調(diào)查和核對(duì)相鄰煤礦和廢棄的老窯情況，并在井上、下工程對(duì)照?qǐng)D上標(biāo)出其井田位置、開采范圍、開采年限、積水情況。

⑶ 每年雨季前，對(duì)防治水工作進(jìn)行全面檢查。制定雨季防治水措施，并組織搶險(xiǎn)隊(duì)伍，儲(chǔ)備足夠的防洪搶險(xiǎn)物資。

2. 地面防治水

⑴查清了礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水、滲漏情況，掌握當(dāng)?shù)貧v年降水量和最高洪水水位資料，建立疏水、防水和排水系統(tǒng)。

⑵ 工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)建筑物，修筑了防洪溝渠或采取其它防、排水措施。

⑶ 鑒于井口附近及塌陷區(qū)內(nèi)的地表水體有可能潰入井下，因此，應(yīng)遵守下列規(guī)定：

① 嚴(yán)禁開采煤層露頭線的防水煤柱。

② 容易積水的地點(diǎn)均修筑溝渠排泄積水。修筑溝渠時(shí)，避開了露頭、裂隙和導(dǎo)水巖層，特別是低洼地點(diǎn)不能修筑溝渠排水時(shí)，采取了填平壓實(shí)，防止積水進(jìn)入井下。

③ 排到地面的礦井水，經(jīng)妥善處理，避免了再次滲入井下。

④ 對(duì)漏水的排洪溝，作了及時(shí)堵漏，地面裂縫和塌陷均作了填塞。

二、防水煤（巖）柱留設(shè)

在受水害威脅的地方，預(yù)留一定寬度和高度的煤層不采，使工作面和水體保持一定的距離，以防止地下水或其它水源潰入工作面，所留的煤（巖）柱就叫防水煤（巖）柱。

㈠ 防水煤（巖）柱的種類

根據(jù)防水煤（巖）柱所處的位置，可以分成不同的種類。根據(jù)該礦井的實(shí)際情況，需留設(shè)以下防水煤（巖）柱：

1. 斷層防水煤（巖）柱

在導(dǎo)水或含水?dāng)鄬觾蓚?cè)，為防止斷層水潰入井下而留設(shè)的煤柱；當(dāng)斷層使煤層與強(qiáng)含水層接觸或接近時(shí)，為防止含水層水潰入井下而留設(shè)的煤柱。

2. 導(dǎo)水鉆孔防水煤柱

勘探階段施工的鉆孔，往往能貫穿若干含水層，若封孔質(zhì)量不好，則人為地溝通了本來沒有水力聯(lián)系的含水層，使煤層開采的充水條件復(fù)雜化，為防止上覆含水層中的水潰入井下而留設(shè)的煤柱稱為鉆孔防水煤柱。在本區(qū)域內(nèi)暫無導(dǎo)水鉆孔存在。

3. 相鄰水平或采區(qū)邊界防水煤（巖）柱。

㈡ 防水煤（巖）柱的留設(shè)

1. 斷層防水煤（巖）柱的留設(shè)

斷層破壞了巖層的完整性，常常成為含水層間的聯(lián)系通道。斷層的某一區(qū)段是否導(dǎo)水，導(dǎo)水性強(qiáng)弱等情況取決于兩側(cè)巖層的接觸關(guān)系、含水層的水壓以及采礦活動(dòng)對(duì)斷層的重復(fù)破壞作用。因此，在沒有掌握斷層各區(qū)段的導(dǎo)水性時(shí)，應(yīng)把整個(gè)斷層作為導(dǎo)水?dāng)鄬訉?duì)待。煤層直接和富含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬咏佑|，頂?shù)装鍩o突水可能，即煤柱主要是順層受壓時(shí)，常以下述計(jì)算公式計(jì)算煤柱寬度：

L=0.5KM

式中：L——順層防水煤柱寬度（m）；

M——煤厚或采高（m），M9煤層為2.6m。

KP——煤的抗張強(qiáng)度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2；

P——水頭壓力（kgf/cm2），P=50kgf/cm2；

K——安全系數(shù)，一般取2～5，本設(shè)計(jì)取5。

則： L=0.5×5×2.6 =25.2（m）

根據(jù)上述計(jì)算，開采時(shí)斷層兩側(cè)我礦規(guī)定各留25m防水煤柱。

2. 相鄰水平或采區(qū)邊界防水煤（巖）柱的留設(shè)

水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單到中等型的礦井，可用下述公式計(jì)算煤柱寬度：

L=0.5KM

式中：L——順層防水煤柱寬度（m）；

M——煤厚或采高（m），M9煤層為2.6m。

KP——煤的抗張強(qiáng)度（kgf/cm2），KP=10kgf/cm2；

P——水頭壓力（kgf/cm2），P=50kgf/cm2；

K——安全系數(shù)，一般取4～10，本設(shè)計(jì)取7。

則： L=0.5×7×2.6 =35.2（m）

根據(jù)上述公式，我礦相鄰水平或采區(qū)邊界留35m煤柱。

三.井下探放水措施

㈠ 探放水原則

某煤礦在生產(chǎn)過程中，遇下列情況之一時(shí)，首先劃定探水紅線，進(jìn)行探放水。

1. 接近水淹區(qū)域時(shí)。

2. 接近廢棄井巷、老空時(shí)。

3. 接近導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)。

4. 接近溶洞時(shí)。

㈡ 探放水設(shè)備

⑴ 探放水設(shè)備選擇依據(jù)

礦井用一個(gè)采煤工作面保證礦井年生產(chǎn)能力，正常生產(chǎn)期間配備三個(gè)掘進(jìn)頭。根據(jù)隔水性好等因素，確定超前探放水距離為不小于20m。

因我國井下探放設(shè)備正處于試驗(yàn)階段，故本礦井配備目前國內(nèi)較先進(jìn)的ZYG-150D型全液壓鉆機(jī)及配套設(shè)備。

⑵ 井下探放水設(shè)備型號(hào)及數(shù)量

井下鉆探設(shè)備選用ZYG-150D型全液壓鉆機(jī)3臺(tái)，配備金剛石復(fù)合片（PDC）鉆頭，其主要技術(shù)參數(shù)：

鉆孔深度（m）：120-150；

鉆桿直徑（mm）：42. 50；

鉆孔傾角（°）：0～90；

輸出轉(zhuǎn)速（r/min）：110. 300；

輸出鈕矩（N.m）：530；

功率（kw）：15；

主機(jī)外形尺寸（mm）：2107×410×460。

㈢ 探放水措施

1. 探水起點(diǎn)

⑴ 根據(jù)開采設(shè)計(jì)、安全專篇，礦井水害清楚，壓力不小于1Mpa時(shí)，探水線至積水區(qū)的最小距離：煤層中不小于30m，巖層不小于20m；情況不清楚，探水線至推斷積水區(qū)的距離不小于60m；

⑵ 掘進(jìn)巷道附近有斷層或陷落柱時(shí)，探水線至預(yù)計(jì)煤柱線的距離不小于60m；

2. 鉆孔深度及超前距離

探水鉆孔眼底至采掘工作面的距離不得小于20m的超前距離（薄煤層不得小于6m，巖層中不得小于5-10m），鉆孔深一般在40m左右，如此一次打孔后可連續(xù)采掘20-30m。

⑴ 鉆孔直徑

從探、排有效又防止沖垮煤壁和放水過大的原則出發(fā)，孔徑以不大于75mm為宜。

⑵ 鉆孔布置與孔數(shù)

根據(jù)地質(zhì)條件和積水區(qū)的位置，以能保持安全巖柱厚度，防止漏探和實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、快速為原則來確定鉆孔布置方式和孔數(shù)。

根據(jù)我礦水文地質(zhì)情況，對(duì)于工作面前方和左右兩側(cè)均受水威脅時(shí)，鉆孔按扇形布置，當(dāng)積水區(qū)肯定在一側(cè)時(shí)，鉆可按半扇形布置。

探老塘水，探后掘進(jìn)停掘處的鉆孔眼距不得超過3m，以防漏探。

探斷層水，開孔位置必須在防水煤柱外和斷層應(yīng)力影響帶以外，以防煤巖破碎出水后不易控制。

鉆孔個(gè)數(shù)以保證必要在密度為原則，一般不得少于3個(gè)。

3. 探放水的安全措施⑴ 探水前應(yīng)加固探水工作區(qū)支架，背好幫頂，以免壓力水沖垮煤壁和支架。

⑵ 清理巷道，保證安全撤退路線暢通無阻。

⑶ 保證水溝暢通，并有適當(dāng)?shù)钠露群蛿嗝?，水倉和排水設(shè)備要有足夠的容量和能力。

⑷ 探水地點(diǎn)安裝電話，與所有可能受水威脅的工作地點(diǎn)連通，并事先擬定好撤退路線，以防意外事故的發(fā)生。

⑸ 打鉆過程中，如發(fā)現(xiàn)煤、巖松軟或沿鉆桿向外流水超過打鉆正常供水量時(shí)，要立即停鉆（不要移動(dòng)或拔出鉆桿），派人監(jiān)視水情并報(bào)告礦調(diào)度室，如果情況危急，要立即通知所有受威脅地點(diǎn)撤人，并采取應(yīng)急措施。

⑹ 鉆孔接近采空區(qū)，可能有有害氣體涌出，必須隨時(shí)進(jìn)行有害氣體監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)有害氣體超限時(shí)，要立即停鉆、停電、撤人，并報(bào)告調(diào)度室處理；探水點(diǎn)通風(fēng)工作必須按規(guī)定進(jìn)行。

預(yù)計(jì)水壓較大時(shí)，孔口要用套管加固，使鉆桿通過套管內(nèi)打鉆，套管上要裝水壓表和水閘閥，探到水源后，即利用套管放水。

四、疏水降壓措施

疏水降壓是指煤層頂板或煤層含水層的疏干，以及煤層底板含水層的降壓，使底板含水層水壓降低至采煤安全時(shí)的水壓。

根據(jù)礦井的水文地質(zhì)條件，礦井建設(shè)和生產(chǎn)中不需采用疏水降壓措施。

五、注漿堵水措施

注漿堵水廣泛應(yīng)用于封堵突水點(diǎn)恢復(fù)被淹礦井，截流堵水減少礦井涌水量，井巷堵水過含水層或?qū)當(dāng)鄬拥取?/p>

因礦區(qū)范圍內(nèi)斷層較多，因此應(yīng)根據(jù)采掘工程的實(shí)際情況，配備注漿堵水設(shè)備。

六、地表防治水措施

㈠ 地表水防治設(shè)計(jì)依據(jù)

1. 防洪標(biāo)準(zhǔn)及防洪壩墻設(shè)計(jì)頻率要求

由于工業(yè)場(chǎng)地布置在緩坡地帶，為滿足工業(yè)場(chǎng)地防洪要求，需在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)修筑截水溝和防拱排水溝，排出上部來的山坡水，防止洪水進(jìn)入井下造成淹井事故。地面儲(chǔ)煤場(chǎng)修筑擋水墻及排水溝，矸石場(chǎng)下方修筑矸石擋墻及排水溝。

2. 地形、水系和匯水面積

某煤礦位于云貴高原西北，區(qū)內(nèi)以丘陵及巖溶洼地為主，地勢(shì)西高東低，區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)位于礦井南西部，海拔為+1431.5m，最低點(diǎn)位于礦井南東角(拐點(diǎn)C處)，海拔為+1165m，相對(duì)高差266.5m。

礦區(qū)內(nèi)無山塘、河流等，只有季節(jié)性溪溝。礦區(qū)南面約10公里為烏江上游鴨池河段，河面高程約830米，是區(qū)域最低侵蝕基準(zhǔn)面。

3. 開采塌陷、裂隙對(duì)地表水系和降雨滲漏影響。

淺部可能形成有地表塌陷和裂隙，需采取填坑、補(bǔ)凹、整平等措施，以防止其對(duì)地表水系和降雨滲漏的影響。

隨著煤礦開采的進(jìn)行，某些地段的穩(wěn)定性將會(huì)受到破壞，有可能產(chǎn)生現(xiàn)代滑坡、地表塌陷和開采裂隙，對(duì)地表水系和降雨有一定的影響。

㈡ 地表水防治

1.降雨和春季冰雪融化是地表水的主要來源，在開采淺部煤層時(shí)，由于地表形成塌陷區(qū)，地表水可能沿開采塌陷裂縫涌入井下，另外，雨季降雨量大，在不能及時(shí)排出礦區(qū)的情況下，雨水可能通過土層的孔隙和巖層的細(xì)小裂縫滲透到井下，為了防止水滲入井下，在礦區(qū)內(nèi)采取填坑、補(bǔ)凹、整平地表、修筑排洪溝等措施。

2.在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，沿公路、邊坡腳、擋土墻下修筑一條長200m，斷面0.4×0.4m2的排水涵溝，將井下排出的礦井水及雨季洪水排出工業(yè)廣場(chǎng)以外。

3.在工業(yè)廣場(chǎng)各建筑物前后，均應(yīng)設(shè)置排水溝，防止雨水竄入室內(nèi)。

第三節(jié) ?井下防治水安全設(shè)施

一、排水設(shè)施

㈠ 設(shè)計(jì)依據(jù)

1. 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告、開采設(shè)計(jì)、建井資料，礦井正常涌水量為Qr=65m3/h，最大涌水量Qrm=195m3/h（取正常涌水量的3倍）；

2. ?需排水斜長321m，傾角25°，垂深h=135m。

㈡ 水泵排水能力選型計(jì)算

1. 按礦井正常涌水量確定工作泵最小排水能力QB

QB=24Qr/20=1.2Qr=1.2×65=78(m3/h)；

2. 按礦井最大涌水量確定工作泵最大排水能力QBm

QBm=24Qrm/20=1.2×195=234(m3/h)；

3. 所需水泵揚(yáng)程HB

HB=1.2(h+5.5)=1.25(135+5.5)=176(m)

4. 選用MD85-67×3型礦用耐磨離心泵3臺(tái)，1臺(tái)工作，1臺(tái)備用，1臺(tái)檢修，水泵流量100m3/h，揚(yáng)程183m，功率為90kw、660v防爆電機(jī)3臺(tái)滿足排水的需要。礦井投產(chǎn)初期可通過調(diào)整水泵級(jí)數(shù)來滿足排水的需要。

㈢ 排水管路選擇計(jì)算

1. 排水管路趟數(shù)的確定

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，設(shè)置兩趟管路，一趟工作，一趟備用。

2. 管徑計(jì)算：

D=

= =0.140 (m )

式中：d——排水管內(nèi)徑（m）

Q——通過管路的流量 ? m3/h

V——管中流速，取經(jīng)濟(jì)流速1.8m/s

選用直徑為DN159的無縫鋼管排水管二趟，一趟工作，一趟備用，排水管長450m。

㈣ 排水系統(tǒng)

礦井采用一級(jí)排水，在+1100m水平以下設(shè)置水泵房、主副水倉，經(jīng)水泵房直接排水至地面水處理池。

㈤ 水倉容積及斷面的確定

1. 水倉容積

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，水倉容積：

V= 8Qmin= 8×65= 520m3

2.水倉斷面及支護(hù)型式

根據(jù)巷道圍巖情況，水倉采用砌碹支護(hù)， 掘進(jìn)斷面積6.1m3，凈斷面積5.2m2。

3. 水倉長度及個(gè)數(shù)

水倉長度：L= V/S= 520/5.2= 100m

在+1100m水平設(shè)置水泵房和主、副水倉，采用料石砌碹支護(hù)，主水倉長度65m，容量338m3，副水倉長度40m，容量208m3，水倉長度合計(jì)105m，容量546m3。

二、防水設(shè)施

1. 在煤層風(fēng)氧化帶、小窯采空區(qū)、斷裂破碎帶周圍，開采水平和采區(qū)之間留設(shè)防水安全煤柱；

2. 防水閘門：根據(jù)《某煤礦勘查地質(zhì)報(bào)告》，某煤礦煤層資源量在侵蝕基準(zhǔn)面之上，礦床水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，礦床地下水類型為頂板直接進(jìn)水的裂隙充水礦床，因此在礦井井下暫不考慮設(shè)置防水閘門，但某礦在組織生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)預(yù)留防水閘門的位置。

三、水災(zāi)事故安全出口及避災(zāi)線路

當(dāng)采面工作面一旦發(fā)生透水事故時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)迅速往高處走，由采面→采面風(fēng)巷→采區(qū)回風(fēng)巷→風(fēng)井→人行道→地面撤離。

第四節(jié) ?礦井水害預(yù)測(cè)

一、 ? 礦井水害類型

根據(jù)第一節(jié)礦井水文安全條件分析，我礦礦井水害類型由地表水水害、裂隙水水害、巖溶水水害構(gòu)成。

二、礦井涌水量預(yù)測(cè)

⑴ 礦井涌水實(shí)測(cè)情況

某煤礦為新建煤礦，在建井過程中，某煤礦2005年、2006年均對(duì)礦井涌水量進(jìn)行實(shí)測(cè)，目前，礦井正常涌水量為5m3/h，最大涌水量為12m3/h。

⑵ 礦井涌水量預(yù)測(cè)

根據(jù)某煤礦涌水情況，參考太來煤礦富水系數(shù)（太來礦富水系數(shù)為0.000041），采用水文地質(zhì)比擬法預(yù)計(jì)礦井涌水量。由此礦井涌水量預(yù)測(cè)情況如下：

礦井一采區(qū)：正常涌水量Q1= 295092×0.000041= 12.1m3/h。

礦井二采區(qū)：正常涌力量Q2= 1189186×0.000041= 48.76m3/h。

礦井正常涌水量Q= Q1+ Q2= 60.86m3/h。

最大涌水量為正常涌水量的3-4倍，即最大涌水量為182.58-243.44m3/h。上述涌水量預(yù)計(jì)，均為各采區(qū)采終時(shí)的涌水量，在開采前、中期小于預(yù)計(jì)涌水量。

三、 ? 礦井水害區(qū)的劃分

⑴、 ? ?礦井水害防治分析

我礦水害類型為地表水水害、裂隙水水害、巖溶水水害構(gòu)成。

地表水水害的防治：我礦地表水水害的水源為大氣降水，根據(jù)第一節(jié)礦井水文安全條件分析以及礦井水文地質(zhì)綜合柱狀圖和開采深度，地表水害水源進(jìn)入礦井的主要途徑為通過主、風(fēng)井口及斷層帶，因此對(duì)于此類型水害的防治亦做好主、風(fēng)井口地表水的截、排、堵和留好斷層煤柱、做好斷層的探放水就可。

裂隙水水害的防治：我礦裂隙水水害的水源為煤層頂板砂巖裂隙水，此類水害類型水源進(jìn)入礦井的途徑為通過采后冒裂帶及斷層帶，此類水害類型水源的水量有限，對(duì)礦井突水威脅不大，因此對(duì)于此類型水害的防治亦做好采、掘過程中的正常疏、排水就可。

巖溶水水害的防治：我礦巖溶水水害的水源為煤系地層內(nèi)的灰?guī)r含水層水和煤系頂部的長興組灰?guī)r、夜郎組玉龍山段灰?guī)r和煤系底部的茅口組灰?guī)r含水層水組成。此類水害類型水源進(jìn)入礦井的途徑為通過采后冒裂帶、斷層帶及巖溶塌陷坑。根據(jù)第一節(jié)礦井水文安全條件分析以及礦井水文地質(zhì)綜合柱狀圖和開采深度，此類水源通過采后冒裂帶進(jìn)入礦井的水量有限，不會(huì)造成大量突水，對(duì)礦井威脅不大，因此對(duì)于此類型水害的防治留好斷層煤柱、巖溶塌陷坑煤柱，做好斷層的探放水就可。

⑵、礦井水害區(qū)劃分

根據(jù)第一節(jié)礦井水文安全條件分析和礦井水害防治分析，不難得出，我礦水害威脅主要來自于主、風(fēng)井口區(qū)域的地表水和與各含水層有水力聯(lián)系、與地表水有聯(lián)系的斷層破碎帶，由此特把礦井水害區(qū)劃分列表如下：

分區(qū)編號(hào)分區(qū)名稱分區(qū)拐點(diǎn)坐標(biāo)分區(qū)面積

(m2）

X(m)Y(m)

Ⅰ區(qū)井口地表水害區(qū)2977521

2977521

2977542

2977542

2977391

297739135615373

35615303

35615303

35615433

35615433

3561537315248.0

Ⅱ區(qū)F8斷層帶水害區(qū)2978208.6

2977779.7

2977566.9

2976051.1

2977120.9

2977570.2

2977773.7

2978091.135616065.5

35615978.3

35615916.7

35615242.2

35615200.0

35615843.2

35615901.6

35615966.0

Ⅲ區(qū)F31斷層帶水害區(qū)2977852.6

2976594.6

2976677.5

2977689.435615764.0

35615203.6

35615175.0

35615625.5

Ⅳ區(qū)F4斷層帶水害區(qū)2977092.6

2976896.4

2976033.0

2977120.935616560.0

35616560.0

35615400.0

35615200.0

Ⅴ區(qū)F9斷層帶水害區(qū)2978837.4

2978790.8

2977462.1

2977508.835616560.0

35616560.0

35615433

35615433

水害區(qū)的分布見某煤礦水害區(qū)分布及探水紅線劃定界限圖。

四、探水紅線的確定

由以上分析資料，我礦礦井水害清楚。根據(jù)探放水有關(guān)規(guī)定，壓力不小于1Mpa時(shí)，探水線至積水區(qū)的最小距離：煤層中不小于30m，巖層不小于20m；情況不清楚，探水線至推斷積水區(qū)的距離不小于60m；由于我礦水害區(qū)的劃分是以斷層為主，雖然斷層產(chǎn)狀、位置清楚，但其次生小斷層的發(fā)育情況不明，為慎重起見，特確定我礦探水線至水害區(qū)的距離為60 m，因此探水紅線的劃定以水害區(qū)外推60 m為準(zhǔn)。探水紅線的具體位置見某煤礦水害區(qū)分布及探水紅線劃定界限圖。