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帶水壓采掘安全技術(shù)措施

  
評論: 更新日期:2015年05月19日

一、礦井概況
??????? 河南宏福煤業(yè)有限公司徐莊礦位于滎陽市南部,礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為15萬噸/年,核定生產(chǎn)能力為21萬/年。開采石炭系太原組一1煤層,平均厚度1.15m,煤質(zhì)為無煙煤,頂板L1-L2灰?guī)r,底板本溪組鋁土泥巖,下部奧陶系灰?guī)r。不存在火成巖侵入情況。低瓦斯礦井,屬低沼煤層,煤層傾角平均15°,煤層無自然發(fā)火和無煤塵爆炸危險。礦井采用立井單水平上下山開拓,中央邊界式通風(fēng),通風(fēng)方法為抽出式。目前主要采區(qū)為西翼12采區(qū)和東翼11采區(qū)?;夭晒ぷ髅娌捎米呦蜷L壁式采煤方法,炮采陷落法管理頂板,工作面采用單體液壓支柱支護,刮板運輸機運輸。掘進巷道均為裸體巷道,采用點柱支護形式,人力推車運輸。皮帶下山采用膠帶運輸機運輸,大巷采用7噸電機車,一噸標(biāo)準(zhǔn)礦車運輸,井筒提升采用一噸標(biāo)準(zhǔn)罐籠提升。
??????? 1、主要含水層:
??????? (1)中寒武-奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層,奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育,但不均勻,在斷層破碎地段,巖溶裂隙發(fā)育,富水性強。奧陶系灰?guī)r含水層富含巖溶承壓水,上距一1煤層底板10m左右,是威脅煤礦安全開采的主要含水層。礦井正常涌水量444m3/h,最大涌水量為1332m3/h(新修編地質(zhì)報告提供),充水水源主要以頂?shù)装寤規(guī)r巖溶裂隙水為主,故將其礦床水文地質(zhì)類型劃歸為復(fù)雜型,即以巖溶裂隙水充水為主的水文地質(zhì)條件復(fù)雜的煤礦床類型。(2)石炭系太原組下段灰?guī)r含水層(L1-3)由石炭系太原組L1-3灰?guī)r構(gòu)成,厚度為10.34~14.37m,平均10m左右。巖溶發(fā)育程度一般,除淺部風(fēng)化帶及斷裂帶附近巖溶較發(fā)育和富水性較強外,其余地區(qū)巖溶不太發(fā)育,富水性較差。L1-3灰?guī)r距離奧陶系灰?guī)r較近,與奧灰水水力聯(lián)系密切。是礦井的另一主要含水層。(3)其他:石炭系太原組上段灰?guī)r含水層(L7-9),二1煤頂板砂巖含水層、二疊系砂巖含水層,第四系松散沉積物孔隙水含水層。以上含水層有的因厚度不夠,含水性不強;有的距本煤層較遠,故均不做考慮。
??????? 2、主要隔水層:
??????? 由位于一1煤層底板的本溪組鋁土泥巖組成,層位穩(wěn)定,厚度一般為4.63-19.44m,平均厚度8.97m ,局部厚度較大。
??????? 該隔水層雖有一定隔水作用,但由于3方面的原因,隔水效果有限。主要原因是:(1)鋁土泥巖厚度較小,抗壓強度較低;(2)在采動影響下,隔水層受到破壞,有效隔水層厚度減小;(3)礦區(qū)構(gòu)造裂隙發(fā)育,大裂隙常能將煤層及頂?shù)装搴畬酉嗷贤ā?br /> ??????? 礦區(qū)的奧灰水經(jīng)過多年的疏排,水位呈逐年下降趨勢,自開采之初的+160米下降到現(xiàn)在的-20米左右,采掘工程范圍內(nèi)的水壓為2-2.2Mpa。據(jù)礦井涌水量資料統(tǒng)計,礦井11采區(qū)涌水量正常為273m3/h,12采區(qū)涌水量正常為197m3/h,礦井總涌水量為470 m3/h,礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜。
??????? 二、安全水頭壓力值計算
??????? 1、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》和地質(zhì)報告提供有關(guān)數(shù)據(jù),現(xiàn)對采煤工作面安全水壓計算如下:
??????? P=TsM=0.1×8.97=0.897Mpa
??????? 式中? M-底板隔水層厚度,平均8.97m;
????????????? P-安全水壓,Mpa;
????????????? Ts-臨界突水系數(shù),Mpa/m。
????????????? Ts值應(yīng)當(dāng)根據(jù)本區(qū)資料確定,一般情況下,在具有構(gòu)造破壞的地段按0.06 Mpa/m計算,隔水層完整無斷裂構(gòu)造破壞地段按0.1 Mpa/m計算。本區(qū)隔水層完好,所以按0.1 Mpa/m計算。
??????????? 2、根據(jù)近兩年鉆孔水文觀測,目前水位在-20左右,開采標(biāo)高在-160--240之間,開采區(qū)域水壓1.4-2.2 Mpa,綜上所述,安全水壓為0.897 Mpa,開采區(qū)域水壓大于安全水壓,屬帶壓開采,特制訂帶壓開采安全技術(shù)措施如下:
??????? 三、礦井防治水安全技術(shù)措施
??????? 1、根據(jù)“防、排、疏、堵、截”礦井防治水原則
??????? (1)防水
??????? ①調(diào)查清楚礦井所在區(qū)域的水文地質(zhì)情況,包括以下方面的內(nèi)容:含水層與隔水層;巖溶水的補給、徑流和排泄;巖溶發(fā)育特征及規(guī)律;礦井出水因素分析;富水性及分區(qū)。
??????? ②建立防水隔離設(shè)施,根據(jù)礦井生產(chǎn)地區(qū)布局,已在東西翼大巷分別各建筑了一道防水閘門,保證兩翼水的隔離。
??????? ③根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》的要求,結(jié)合本礦井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件留設(shè)出足夠的防水隔離煤柱。
??????? ④建立礦井地下水動態(tài)觀測系統(tǒng),在礦區(qū)井下設(shè)計奧灰水文觀測孔3個,目前已施工完畢2個,及時了解奧灰水位的變化情況。
??????? ⑤搞好礦井水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報工作,對所有采掘頭面必須有月預(yù)報和臨時預(yù)報,預(yù)報要求準(zhǔn)確,能夠指導(dǎo)生產(chǎn)。

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