巷道帶壓掘進(jìn)防治水安全技術(shù)措施
萬峰煤礦巷道掘進(jìn)，受石炭紀(jì)太原組灰?guī)r水、奧陶紀(jì)灰?guī)r水的壓力影響為帶壓掘進(jìn)，為了確保巷道安全掘進(jìn)，特制定了巷道掘進(jìn)安全技術(shù)措施。
一、萬峰煤礦水文地質(zhì)概況
㈠石灰?guī)r巖溶裂隙含水層
1、太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層
K4石灰?guī)r含水層是7號(hào)煤的間接頂板，為直接充水含水層，厚度4.00-6.60m，平均4.99m，巖性為生物屑泥晶灰?guī)r，本礦在基建時(shí)，清理撒煤斜巷通過斷層F3后遇K4石灰?guī)r時(shí)突水，2008年2月1日該礦取K4灰?guī)r水委托山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心進(jìn)行水樣測(cè)試，水質(zhì)類型為HCO3·Cl— K·Na，礦化度902mg/l(見附件);K3石灰?guī)r含水層是8號(hào)煤的間接頂板，為直接充水含水層，厚度4.00—8.58m，平均5.87m，巖性為生物屑泥晶灰?guī)r;K2石灰?guī)r含水層是9號(hào)煤的直接頂板，為直接充水含水層，厚度4.80—10.88m，平均8.52m，為生物屑泥晶灰?guī)r，中、上部含有燧石結(jié)核或透鏡體，局部溶孔及裂隙發(fā)育。
據(jù)興躍井田及義棠煤礦師屯區(qū)鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量0.059—1.695 L/s·M，水位標(biāo)高559.70—553.47m，太原組含水層富水性弱-中等。
2、奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層段
奧陶系石灰?guī)r是煤系地層的基底，是煤層的間接充水含水層。以下敘述簡(jiǎn)稱為“奧灰”。
根據(jù)區(qū)域鉆孔揭露資料，奧灰裂隙及巖溶現(xiàn)象比較發(fā)育。其中峰峰組上段主要為深灰—青灰色厚層狀灰?guī)r并夾有黃鐵礦層及厚層鈣質(zhì)泥巖，見裂隙與溶洞，以裂隙為主;一段主要為灰—灰黑色角礫狀灰?guī)r夾石膏層互層，裂隙及溶洞發(fā)育，裂隙多為石膏所充填。上馬家溝組主要為黃褐色角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r、豹皮狀灰?guī)r，溶洞與裂隙極為發(fā)育。鉆孔探至此層位時(shí)，均見較大的溶洞或溶洞充填物。奧灰?guī)r溶發(fā)育呈現(xiàn)垂直方向上的不均一性，峰峰組比較微弱，由峰峰組進(jìn)入馬家溝組，巖溶發(fā)育情況由上而下，由裂隙較發(fā)育過渡到巖溶發(fā)育趨勢(shì)。
奧灰?guī)r溶裂隙含水層水位埋藏較深，一般均大于227m。據(jù)區(qū)域資料南部富家灘2號(hào)勘探孔抽水結(jié)果單位涌水量為14.3L/s·m，1號(hào)勘探孔抽水結(jié)果單位涌水量為40.0L/s·m，霍縣白龍區(qū)823號(hào)孔抽水結(jié)果單位涌水量為2.13L/s·m，張家莊2號(hào)勘探孔抽水結(jié)果單位涌水量為53.64L/s·m，由此可見區(qū)域奧灰?guī)r溶含水層水量極為豐富。
本井田位于區(qū)域奧灰水的徑流區(qū)，推斷其富水性也應(yīng)類似上述地區(qū)，屬?gòu)?qiáng)含水層。
(1)峰峰組二段石灰?guī)r含水層段
該含水層屬于開采10+11號(hào)煤的間接充水含水層，其厚41.83—80.80m，一般50m，巖性為較純的粉晶石灰?guī)r，有時(shí)夾有晶?；?guī)r，裂隙發(fā)育，但多被方解石充填，局部有小溶洞。據(jù)義棠煤礦師屯區(qū)鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量0.00042—0.117 L/s·m，水位標(biāo)高546.46-548.56m(見表4-1、表4-2)。
(2)上馬家溝組三、二段石灰?guī)r巖溶裂隙含水層段
從區(qū)域及井田資料來看，該層段的主要巖性為石灰?guī)r夾薄層泥灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，其中二段主要為豹皮狀灰?guī)r，巖溶裂隙發(fā)育，是奧陶系中統(tǒng)主要含水層段。井田W3鉆孔峰峰組、上馬家溝組混合抽水試驗(yàn)表明，單位涌水量0.01 L/s·m，水位標(biāo)高+533.60m，井田處于地下水逕流區(qū)，由西北向東南流動(dòng)，水位呈下降趨勢(shì)。
本井田W3號(hào)水文鉆孔水位標(biāo)高為+533.60m，按本區(qū)域水力坡度約1.0‰推測(cè)井田內(nèi)奧灰水水位標(biāo)高在528-536m之間，各可采煤層最高底板標(biāo)高均不同程度低于奧灰水水位標(biāo)高，所有煤層全部處于帶壓區(qū)，1號(hào)煤層最低底板標(biāo)高為100m，5號(hào)煤層最低底板標(biāo)高為60m，9號(hào)煤層最低底板標(biāo)高為0m，10+11號(hào)煤層最低底板標(biāo)高為-10m，有奧灰突水危險(xiǎn)，開采時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。
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井田內(nèi)各含水層之間都有良好的隔水層，當(dāng)其完整性，連續(xù)性未被破壞時(shí)，完全可以隔離上下含水層之間的水力聯(lián)系。區(qū)內(nèi)各含水層之間基本上都有隔水層相間，但主要的有以下三層：
1.石炭、二疊系含水層之間的隔水層
由泥巖、砂質(zhì)泥巖，細(xì)—粉砂巖組成，夾少量中—粗粒砂巖，特別是在下石盒子組頂部及上石盒子組下部各有一層分布全區(qū)且厚度穩(wěn)定的鋁土泥巖。是煤系地層上部較好的隔水層，本隔水層將極為有效地阻止上部裂隙水向下滲透補(bǔ)給煤系地層中的含水層。
2.10+11號(hào)煤層底板至奧灰頂面之間的隔水層
井田內(nèi)10+11號(hào)煤層至奧灰頂面正常地段間距為21.85-88.15m，平均厚度為45.00m。其中本溪組厚8.14—28.65m，平均19.79m，其巖性為灰—淺灰色粘土質(zhì)泥巖、中砂巖、灰?guī)r偶夾薄煤層，下部為鋁質(zhì)泥巖組成，隔水性能較好，10+11號(hào)煤層底板至本溪組上界面平均間距為36.20m，由粘土質(zhì)泥巖、粉—細(xì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖組成，這一套地層是9、10+11號(hào)煤層與奧灰頂面之間較好的隔水層。
3.峰峰組一段隔水層
由泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r及石膏組成。據(jù)鄰區(qū)資料，該隔水層段能起到良好的隔水作用。
本工作面掘進(jìn)面臨來自下覆太原組石灰?guī)r水及奧陶紀(jì)灰?guī)r水的威脅，有可能通過斷層等地質(zhì)構(gòu)造帶涌入礦井，釀成事故。
為了保證煤礦安全生產(chǎn)，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第269條和《煤礦防治水規(guī)定》第77條規(guī)定，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)際水頭值時(shí)，可以“帶壓開采”，但必須編制帶壓掘進(jìn)防治水安全技術(shù)措施。
三、探放水設(shè)備
目前擁有探放水設(shè)備為：
1、ZDJ-1900型液壓鉆機(jī)兩臺(tái)
2、ZLJ-537型液壓鉆機(jī)兩臺(tái)
四、建立完善的排水系統(tǒng)
1、礦井排水系統(tǒng)
一水平中央水倉(cāng)容積2000m3，排水設(shè)備為3臺(tái)PJ150-11型排水泵，排水能力300m3/h，排水管Φ273×13無縫鋼管,，兩趟并列布置在副立井井筒。符合《煤礦安全規(guī)程》要求。
2、各掘進(jìn)工作面排水系統(tǒng)
掘進(jìn)工作面配備22KW水泵兩臺(tái)，配備Φ127mm排水管，排至軌道巷水溝，由軌道巷水溝排至中央水倉(cāng)。
五、帶壓開采的主要防治水安全技術(shù)措施
根據(jù)帶壓開采危害程度分析，防治水的關(guān)鍵是防治導(dǎo)水?dāng)鄬印⒌装逄宜?、奧灰水導(dǎo)入發(fā)生突水事故。為此制定如下主要防治水安全技術(shù)措施：
1、生產(chǎn)技術(shù)部、防治水科對(duì)此區(qū)域有針對(duì)性地開展礦井地質(zhì)和礦井水文地質(zhì)工作，建立健全礦井防治水有關(guān)的水文地質(zhì)資料，做好水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，做好防探水設(shè)計(jì)工作，堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探，先探后掘”。
2、生產(chǎn)技術(shù)部、防治水科要加強(qiáng)過斷層時(shí)涌水量觀測(cè)，分析對(duì)比涌水量的變化原因，對(duì)于涌水量異常時(shí)必須進(jìn)行補(bǔ)充預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
3、探水隊(duì)要根據(jù)掘進(jìn)開拓地質(zhì)說明書中提供的水文地質(zhì)資料制定掘進(jìn)過程中防治水措施，必須配備超過最大涌水量的排水設(shè)施，并每班安排專人排水。
4、探水隊(duì)必須保證工作面配備2臺(tái)22KW水泵及兩趟內(nèi)徑127毫米的排水管，其中一臺(tái)22kw水泵和內(nèi)徑150毫米的排水管形成系統(tǒng)緊跟工作面，，放置于巷道內(nèi)支護(hù)完好、易于取用的地點(diǎn)，并且配備相應(yīng)的蛇形管、軟管等配套設(shè)施若干;另一臺(tái)22kw水泵和內(nèi)徑127毫米的排水管形成系統(tǒng)且處于熱備用狀態(tài)，放置于距工作面不大于50m的地方。沿途根據(jù)實(shí)際情況在水窩處增設(shè)排水點(diǎn)，每個(gè)排水點(diǎn)安裝一臺(tái)22KW潛水泵，并在備件處備此型號(hào)水泵、配套開關(guān)各一臺(tái)以便及時(shí)安裝更換。
6、在正常掘進(jìn)時(shí)鉆探隊(duì)必須嚴(yán)格執(zhí)行《探放水設(shè)計(jì)》和《探放水安全技術(shù)措施》進(jìn)行超前探。
7、對(duì)查明有突水可能的導(dǎo)水?dāng)鄬蛹皩?dǎo)水，要嚴(yán)格按《煤礦安全規(guī)程》及《煤礦防治水規(guī)定》，核實(shí)隔水層能承受含水層的最大水頭壓力值，計(jì)算突水系數(shù)，留設(shè)保安煤柱，必要時(shí)采取預(yù)注漿封堵斷層導(dǎo)水通道、導(dǎo)水通道或采取預(yù)注漿加固底板。
8、探水隊(duì)要加強(qiáng)突水時(shí)匯報(bào)，煤層底板突水之前，都有明顯的征兆，對(duì)出現(xiàn)的一系列反?，F(xiàn)象都應(yīng)高度重視，應(yīng)建立班組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，工人發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)向班組長(zhǎng)匯報(bào)，以便查明原因，及時(shí)處理，必要時(shí)電話向調(diào)度指揮部及時(shí)匯報(bào)，以采取緊急措施。
9、探水隊(duì)必須加強(qiáng)排水設(shè)備、管路的維護(hù)，供電的檢修、維護(hù)，確保排水設(shè)備的正常運(yùn)行。同時(shí)一旦觀察到涌水量增大、異常時(shí)，必須增開水泵加強(qiáng)排水，及時(shí)向礦調(diào)度指揮部匯報(bào)，并隨時(shí)觀察水位、水量變化。
10、機(jī)電科必須加強(qiáng)各排水設(shè)備、管路及配套設(shè)備的監(jiān)督、檢查，保證排水系統(tǒng)正常運(yùn)行，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)為事故單位提供排水設(shè)備及配件，負(fù)責(zé)通信暢通。
11、物資采供部負(fù)責(zé)搶險(xiǎn)救災(zāi)設(shè)備及配件的儲(chǔ)備工作。
12、一旦發(fā)生透水事故，根據(jù)情況應(yīng)立即啟動(dòng)《萬峰煤礦水災(zāi)事故專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案》。
13、施工探水隊(duì)要對(duì)以上措施認(rèn)真貫徹學(xué)習(xí)，并要求考試合格方可下井。
六、避水災(zāi)路線：
1、掘進(jìn)工作面→軌道巷→軌道大巷→副井→地面。
2、工作面發(fā)生透水事故后,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況按照以上避災(zāi)路線進(jìn)行逃生，并按要求匯報(bào)調(diào)度指揮部和生產(chǎn)技術(shù)部、防治水科。
