炭窯峪煤業(yè)有限公司礦井防治水方案

根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布的《煤礦防治水規(guī)定》和《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤礦企業(yè)、礦井應(yīng)當(dāng)編制本單位的防治水方案，并組織實(shí)施。我煤業(yè)公司組織編制了本礦防治水規(guī)劃方案。
礦井概況：
山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)炭窯峪煤業(yè)有限公司井田位于大同市市區(qū)N45°E，直距28 km，行政區(qū)劃屬大同市南郊區(qū)口泉鄉(xiāng)管轄，其地理坐標(biāo):
東經(jīng) 113°01′39″－ 113°02′46″,
北緯 39°56′01″－39°56′31″。
該公司井田范圍二00九年十二月九日，由山西省國土資源廳頒發(fā)采礦許可證，證號C1400002009121220047236，批準(zhǔn)開采18-25號煤層，礦區(qū)面積1.6421km2,礦井生產(chǎn)規(guī)模60萬t/a。井田為一不規(guī)則的多邊形，東西長約1400m，南北寬1200m。批復(fù)劃定礦區(qū)范圍由9個拐點(diǎn)坐標(biāo)（1980西安坐標(biāo)系）圈定：
井田地處晉北高原，屬于黃土高原丘陵地帶，基巖出露面積較大，溝谷較發(fā)育。地形最高點(diǎn)位于井田西南部的山頂標(biāo)高為1656.70m，最低點(diǎn)在井田的東北角標(biāo)高為1375.00m，最大相對高差為281.70m。地形總的走向為西南高東北低，井田內(nèi)覆蓋的黃土，由于長期受水流的沖蝕切割，區(qū)內(nèi)溝谷較發(fā)育，多呈樹枝狀展布。
二、水文
本區(qū)屬于海河流域永定河水系,桑干河支系，井田內(nèi)無大的地表水體，只有一條黃土沖溝與口泉河相通，但常年無水，只有在雨季才有短暫洪水排泄。
口泉河為本區(qū)域的主要河流，全長54km。流域面積216 km2，河寬
100-300m，平日干涸無水，為滲漏層河床，雨季時最大洪水量可達(dá)600m3/s。
三、氣象
本區(qū)域?qū)儆诒睖貛О敫珊导撅L(fēng)氣候，以冬季較長，寒冷干燥，夏無酷暑，春秋多風(fēng)，氣溫干燥，風(fēng)沙大，風(fēng)期長，四季分明，溫差顯著為本地區(qū)氣候特點(diǎn)。
現(xiàn)將大同氣象臺2000～2006年氣象資料分述如下：
1、氣溫：一般較低，以年溫差大為特點(diǎn)， 年平均氣溫為6．8～8．8°C，年極端最高氣溫35．4°C，年極端最低氣溫-26．5℃，季溫和晝夜溫差顯著。
2、降水量：歷年降水量280．8～43 1．5mm，降雨多集中在7、8、9三個月，約占全年降水的75～80％。
3、蒸發(fā)量：歷年年蒸發(fā)量l 885．1～2386．3mm，其中5～7月蒸發(fā)量最多，約占全年蒸發(fā)量的50～60％。
4、風(fēng)：大同地區(qū)一向以風(fēng)沙多而著稱，西北風(fēng)幾乎貫穿全年，每年有風(fēng)時間占全年總時間的70％，多集中于冬春季節(jié)，年平均風(fēng)速為3．2m／s，最大可達(dá)17m／s。
5、濕度：歷年平均相對濕度為53％，最大相對濕度l00％，最小相對濕度為0。
6、凍土：歷年凍土月份為ll月至第二年4月。最大凍土深度l610mm。
7、霜凍期：歷年年霜凍期為177-2 1 8天，一般為每年的9月至翌年的4月。
8、年結(jié)冰期：歷年年結(jié)冰期為177-209天，一般為每年的10月至翌年的4月。
9、降雪量：2009年降雪量超過9cm,最大降雪量為26cm。
四、礦井地質(zhì)
本井田位于大同煤田中東部邊緣地區(qū)，井田內(nèi)西部部分被第四系黃土覆蓋，南部和東部地層出露明顯，南部靠近地層出露地區(qū)地層傾角較大，根據(jù)以往勘探資料，本井田內(nèi)發(fā)育的地層由老到新為：古生界的寒武系、奧陶系、石炭系和二迭系地層，中生界的侏羅系地層及新生界的第四系地層?，F(xiàn)自下而上敘述如下：
構(gòu)造：
本井田內(nèi)基本為一單斜構(gòu)造，地層走向為N11°E，傾向NW，傾角在西部一般為7-10°，在東部露頭線附近可以達(dá)到55°以上。總的來說在靠近煤層露頭部分地層的傾角變大。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有斷裂構(gòu)造，無陷落柱，也沒有發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入煤系地層。
綜上所述，本井田為一單斜構(gòu)造，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，構(gòu)造類型屬簡單類型。
五、礦井水文地質(zhì)
㈠、地表水
該礦井田位于大同煤田的中東部邊緣地帶，大同向斜的東南翼，口泉山脈西部高坡，半高坡地段，北部大部分地區(qū)為黃土覆蓋，東南部基巖出露明顯，沖溝較為發(fā)育而無地表水體。地表逕流主要來源于雨季山洪瀑發(fā)，且時間短暫，雨后排泄很快，入滲量小。據(jù)調(diào)查主井口附近最高洪水位標(biāo)高為 1290.00 m，主井口標(biāo)高為1360.00 m，風(fēng)井口附近最高洪水位標(biāo)高為 1300.00 m，風(fēng)井口標(biāo)高為1399.00 m，現(xiàn)在設(shè)計的副井口（平垌）附近最高洪水位標(biāo)高為 1186.00 m，副井井口標(biāo)高為1243.00m，主、副、風(fēng)井井口位置均位于最高洪水位線之上，洪水對井口一般情況下沒有影響。
㈡、含水層
（1）.奧陶系灰?guī)r含水層
該礦南部有大部分石灰?guī)r出露，是奧灰水的補(bǔ)給區(qū)。奧灰?guī)r地層厚50.00-130.00 m,巖性主要為石灰?guī)r，巖溶裂隙不太發(fā)育，可溶巖性很少，富水性弱。單位涌水量小于0.10L/s.m，水質(zhì)類型為HSO4—Ca.Mg型。
（2）．太原組砂巖裂隙含水巖組
該組巖性由灰、灰白色石英砂礫巖、粗砂巖、細(xì)砂巖及黑色砂質(zhì)泥巖、煤組成。巖石埋藏深，膠結(jié)致密，裂隙發(fā)育甚微，單位涌水量0.0047L/s.m，滲透系數(shù)0.004m/d，含水性弱。
（3）山西組，上下石盒子組砂巖裂隙含水巖組：
巖性由灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、中、細(xì)砂巖組成，巖石埋藏深，膠結(jié)致密，滲透性不良，裂隙不發(fā)育，補(bǔ)給條件差，含水性極弱-弱，地下水不會補(bǔ)給井下。
（4）永定莊組砂巖裂隙含水巖層
巖性為灰、灰黃色砂巖、砂質(zhì)泥巖、中粗砂巖及薄層灰色鋁土泥巖，裂隙少，埋藏較深，含水性極弱。
（5）大同組砂巖裂隙含水巖層
本組地層巖性主要由灰白色、灰色、深灰色，砂質(zhì)泥巖、中細(xì)砂巖及煤組成。據(jù)鄰區(qū)云崗礦對該層做的抽水試驗，單位涌水量在0.00138-0.022 L/s.m之間，水質(zhì)類型一般為SO4.HCO3-Ca.Mg，SO4-Ca.Mg，礦化度0.312-1.992g/L，總硬度5.1-79.53德國度，PH值6.8-6.9。
（6）第四系沖積層
巖性主要由砂礫石、砂土組成，過去有些民井取用該層地下水，由于煤層大面積開采，地下水滲入井下，水量已十分微弱。
㈢、隔水層
本溪組：為本區(qū)煤系地層主要隔水層，巖性以灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，底部有紫紅色山西式鐵礦（不穩(wěn)定）及1-2層灰色鋁土泥巖，中間夾1-2層泥灰?guī)r，其中K1較穩(wěn)定。巖石膠結(jié)致密，厚17.10-33.63m，平均24.20m。是一良好的隔水層。
㈣、礦井充水因素分析
由于本井田位于口泉山脈西部高坡，半高坡地段，地表溝谷長年基本無水，地下水受東部大同斷陷盆地和西部大同向斜構(gòu)造體系的影響，也難以匯聚?？谌佑晌飨驏|匯入桑干河。
1．井田東部煤系地層露頭帶易于接受大氣降水，經(jīng)裂隙沿地層傾向進(jìn)行補(bǔ)給。但補(bǔ)給貧乏對礦井生產(chǎn)影響較小。
3．大氣降水及地表水、沖積層水順上覆地層裂隙滲入補(bǔ)給煤系地層。屬于散流地形泄流條件好，入滲量少。
4．奧陶系灰?guī)r由于巖溶發(fā)育不均，故其富水性不均一，井田內(nèi)未進(jìn)行過有關(guān)水文地質(zhì)試驗，依據(jù)西部相鄰?fù)捍筇扑?a href=http://m.haiwanghuyu.com target=_blank class=infotextkey>煤礦的奧灰水位曲線圖分析，該礦奧灰水位標(biāo)高在1061.00m-1057.00 m。均低于各煤層的底板標(biāo)高。
六、礦井的主要水害
1．采空區(qū)積水
大同市南郊區(qū)口泉郊城村炭窯峪煤礦經(jīng)過20多年的開采，又整合了原來的羊坊村炭窯峪煤礦（關(guān)閉礦井），各礦井生產(chǎn)歷史較長，在加上原始資料短缺，資料收集不全，未來礦井主要水害應(yīng)來自于原來各生產(chǎn)礦井采空區(qū)積水。據(jù)調(diào)查在原來郊城村炭窯峪煤礦井田中部18號煤層采空區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有采空區(qū)積水，采空積水面積約為0.013km2，采空區(qū)煤層平均厚度2.44m。

 QC——老窯積水量（m3）
 K——采空區(qū)或巷道的充水系數(shù)（取0.25）。
 M——采空區(qū)平均采高，m。
 F——采空積水區(qū)的水平投影面積m2。
 經(jīng)估算該采空區(qū)大約有7873立方米左右的積水。本礦在采掘18號煤層的過程中必須要注意留足防水煤柱，以免造成透水事故。
 2．由于18號煤層采空區(qū)有積水，所以在開采下部煤層（19-22）時采空區(qū)的水向下滲透直接影響下部煤層的開采?，F(xiàn)根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》有關(guān)的垮落帶、導(dǎo)水?dāng)嗔褞У淖畲蟾叨冉?jīng)驗公式 HL=來求的各煤層的導(dǎo)水裂隙最大高度：
 其中：HL——導(dǎo)水裂隙最大高度（m），
 ΣM——累計采厚（m），
 經(jīng)計算19-22號煤層的導(dǎo)水裂隙帶最大高度為86.38m（其中：
ΣM=22 .13），19-22號煤層距18號煤層最大高度為5.08 m；25號煤層的導(dǎo)水裂隙帶最大高度為69.20m（其中：ΣM=4 .36），25號煤層與19-22號煤層的最大層間距為57.64m；所以上部煤層采空區(qū)的積水一定會影響到下部煤層的開采。因此在開采下部煤層時要把上部18號煤層采空區(qū)的積水進(jìn)行疏干排放，保證安全生產(chǎn)。
 3．由于該井田內(nèi)東部有露頭煤，據(jù)調(diào)查走訪老礦工，在上世紀(jì)九十年代當(dāng)?shù)厝艘呀?jīng)開始開采露頭煤，到現(xiàn)在沿露頭煤上仍能看到挖的小山洞，小采場。后期原炭窯峪礦按設(shè)計沿露頭煤開掘井筒，向下延深，按設(shè)計水平開采傾斜煤層，開采煤層大部分是18#、19#—22#煤層，因此我們現(xiàn)在觀察到的露頭煤，到處都是私挖亂采遺留的山洞、采場。這些洞穴、凹槽，雨季洪水無法排出，沿凹槽從露頭煤層滲入井下，給井下帶來了一定的安全隱患，為此公司一定要先治理后開采。
 4．根據(jù)調(diào)查礦方老工人，目前19-22號煤層采空區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)有積水，積氣等現(xiàn)象。
 三、水文地質(zhì)類型
 該礦位于大同煤田中東部邊緣地區(qū)，屬于低山丘陵區(qū)，大部分被黃土覆蓋，地表植被稀少，降雨量少且集中，不利于大氣降水的滲透補(bǔ)給。地下水補(bǔ)給貧乏，基巖富水性弱。受采掘破壞的裂隙含水層補(bǔ)給條件一般，且存在少量的老空積水區(qū)。就目前情況分析該礦水文地質(zhì)條件屬于中等類型。
七、礦井涌水量預(yù)算
 ㈠、礦井實(shí)際涌水量
 根據(jù)以往生產(chǎn)情況觀測，原南郊區(qū)郊城村炭窯峪煤礦涌水量較小，礦井正常涌水量10m3/d，最大涌水量為30m3/d。礦井最大含水系數(shù)為0.03m3/t，一般含水系數(shù)0.01 m3/t。
 ㈡、礦井涌水量預(yù)算
 本礦范圍以往未做過專門水文地質(zhì)工作和抽水試驗，根據(jù)原南郊區(qū)郊城村炭窯峪礦井涌水量資料，本次采用比擬法預(yù)算礦井涌水量。
 本礦重組后開采石炭系煤層（18、19-22、25號煤層），年產(chǎn)量增至60萬噸/a，日產(chǎn)量為1818噸，采用比擬法計算如下：
 計算公式為Kp= Q/P
 式中Kp——含水系數(shù)，指同一時期（一天）礦井的排水量Q（t）與開采量P（t）之比。
 Q最大=0.03×1818=54m3/d
 Q正常=0.01×1818=18m3/d
 該礦井重組后預(yù)計最大涌水量54m3/d，正常涌水量18m3/d。
八、防治水主要工作
 ㈠地面防治水
 1.成立防洪工作領(lǐng)導(dǎo)組，全面負(fù)責(zé)礦井雨季防洪工作。儲備一定的防洪物資，配備專人管理，并不得挪作他用。
 2.每年雨季前由防洪工作領(lǐng)導(dǎo)組負(fù)責(zé)組織相關(guān)部門對井口、工業(yè)廣場附近的防洪設(shè)施（包括攔水壩、橋涵、護(hù)坡、導(dǎo)水渠等）、生產(chǎn)、輔助、生活建筑物和設(shè)施進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時維修、清理。
 3.每年雨季前由安全副礦長負(fù)責(zé)組織地測、安檢、通風(fēng)等相關(guān)部門對井田范圍內(nèi)的地表裂縫進(jìn)行全面調(diào)查，重點(diǎn)是上一年度開采的范圍、采空區(qū)范圍，并將裂縫的分布情況、規(guī)模、范圍填繪在井上下對照圖上。對漏風(fēng)、溝谷內(nèi)可能向井下灌水的裂縫要及時組織人員進(jìn)行充填。
 4.由安全副礦長負(fù)責(zé)組織地測、安檢、通風(fēng)等相關(guān)部門對井田周邊的礦井進(jìn)行定期走訪、調(diào)查，互通信息，充分掌握周邊礦井的開采現(xiàn)狀，確保井田邊界安全隔離煤柱不受破壞。
 ㈡井下防治水
 1.做好水泵、水管、閘閥、排水用的配電設(shè)備和輸電線路的日常檢查和維護(hù)工作。每年雨季前，全面檢修1次，并對全部工作水泵和備用水泵進(jìn)行1次聯(lián)合排水試驗，做好記錄，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。
 2.及時清理沉淀池和水溝中的淤泥；每年雨季前清理1次水倉。
 3.采取以月報為主，結(jié)合臨時預(yù)報的方法，做好地質(zhì)及水害預(yù)報工作。
 4.依據(jù)“有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則做好探放水工作。在我礦的所有掘進(jìn)工作面堅持超前探放水，杜絕頂水采煤，防止前方采空區(qū)和上覆采空區(qū)積水威脅礦井安全生產(chǎn)。、
 5.加強(qiáng)測量工作，保證井巷工程按照設(shè)計施工，防止與相鄰礦井、與相鄰巷道、采空區(qū)誤貫通。一旦發(fā)生誤貫通，由礦長負(fù)責(zé)，立即采取應(yīng)急措施，防止事故發(fā)生，及時密閉貫通口，查清事故原因，總結(jié)經(jīng)驗，吸取教訓(xùn)，防止類似事故發(fā)生。
 6.加強(qiáng)探放水隊伍建設(shè)、配備符合規(guī)范的探放水設(shè)備，保障探放水工作按照設(shè)計施工。
 7.認(rèn)真編制《年度防治水計劃》
 礦技術(shù)負(fù)責(zé)人每年組織編制《年度防治水計劃》，制定有針對性的礦井水害防治工作方案及安全技術(shù)措施。
 8.留足礦井保安煤柱
 9.認(rèn)真做好水害預(yù)測預(yù)報工作
 水害預(yù)測預(yù)報按年、季、月對每一采掘點(diǎn)逐一進(jìn)行，根據(jù)劃定的積水線、探水線、警戒線進(jìn)行探放水，尤其在掘進(jìn)井田邊界巷道時必須堅持“有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則，探放水鉆孔施工必須有現(xiàn)場監(jiān)督人，探放水報告單上施工負(fù)責(zé)人及監(jiān)督人必須簽字，嚴(yán)格執(zhí)行探放水方案。
 ㈢加強(qiáng)探放水設(shè)備的檢查維修
 礦井配備了ZY-1250煤礦全液壓鉆機(jī)，功率為22kw，配備了相應(yīng)的配件。設(shè)置專人對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查和維修，易損壞有足夠的備用量。
 ㈣制定礦井水害應(yīng)急預(yù)案
 礦井要制定水害應(yīng)急預(yù)案，技術(shù)負(fù)責(zé)人每年組織修訂一次；預(yù)案的內(nèi)容包括：預(yù)案編制的目的、工作原則、編制依據(jù)；明確各組織機(jī)構(gòu)的職責(zé)、權(quán)利和義務(wù)，以突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)全過程為主線，明確事件發(fā)生、報警、響應(yīng)、結(jié)束、善后處理處置等環(huán)節(jié)的主管部門與協(xié)商部門；以應(yīng)急準(zhǔn)備及保障機(jī)構(gòu)為支線，明確各參與部門的職責(zé)，建立預(yù)警和預(yù)防機(jī)制等；還應(yīng)包括：應(yīng)急響應(yīng)、后期處置、保障措施等。
 ㈤防治水管理工作
 1.加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，落實(shí)責(zé)任，確保礦井防治水工作的落實(shí)，成立礦井防治水領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對防治水工作的領(lǐng)導(dǎo)，組織專門的防治水隊伍。
 2.認(rèn)真開展水文地質(zhì)調(diào)查
 公司技術(shù)負(fù)責(zé)人每年雨季來臨前組織相關(guān)人員進(jìn)行一次水文地質(zhì)調(diào)查，并形成正式的文字報告，作為指導(dǎo)采掘生產(chǎn)依據(jù)；每月組織一次水害隱患排查會議，由技術(shù)科、探水隊、專業(yè)技術(shù)人員參加，并做好記錄。
 3.認(rèn)真做好井下水害隱患排查工作
 公司每季度至少組織一次礦井防治水隱患排查工作。每年雨季來臨前必須對地面排洪溝、井下排水溝進(jìn)行清理，根據(jù)季節(jié)不同，分別有重點(diǎn)的進(jìn)行水害隱患排查，對查出的隱患問題逐條制定整改措施。
 4.加強(qiáng)對職工的防治水安全教育，增強(qiáng)礦井抗擊水害的能力。
 5.建立健全各種防治水圖紙、臺賬、記錄，加強(qiáng)防治水標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作。