礦井水災(zāi)事故,直接威脅著礦工的生命安全以及造成較大的經(jīng)濟(jì)損失,更為嚴(yán)重的是,可能會造成淹沒采區(qū)或礦井。
為預(yù)防礦井水災(zāi)事故的發(fā)生,在采掘施工過程中,隨時(shí)掌握礦井水災(zāi)的自然規(guī)律和摸清礦井水文地質(zhì)情況,以利于控制和杜絕各種水災(zāi)事故的發(fā)生。
12402運(yùn)輸上山,沿C24煤層布置,由一采區(qū)1930運(yùn)輸石門里頭揭露C24煤層處北幫(上幫)開口,按356°方位坡度25°(沿煤層)掘,到井田邊界為止,預(yù)計(jì)工程量100米。采用11#工字鋼支護(hù)、頂梁2.0米、棚腿2.2米、柱窩不小于0.2米,棚距0.7米。梯形斷面上凈寬1.8米、下凈寬2.8米、凈高2.0m,毛斷面5.94㎡,凈斷面積4.6㎡。
C24煤層位于宣威組下含煤組(P2x1),煤層頂?shù)装鍨榉凵皫r、細(xì)砂巖,頂板較穩(wěn)定;底板為泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖,穩(wěn)定性較差。煤層均褐黑色、黑色,光澤暗淡,條痕黑色或褐灰色,斷口階梯狀,具水平層理及塊狀結(jié)構(gòu),易燃,煤層較硬。煤巖類型主要為半暗型——半亮型,少量為暗淡型或光亮型,煤質(zhì)好,全區(qū)可采,是煤礦的主采煤層,煤層厚度1.8~3.5m,平均2.0m。
區(qū)內(nèi)出露地層從老到新為:二疊系上統(tǒng)峨嵋山玄武巖組、宣威組、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組及第四系,分述如下:
1、二疊系上統(tǒng)(P2)
峨嵋山玄武巖組(P2β):為一套基性火山噴發(fā)巖系。由集塊巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r、玄武巖、砂頁巖組成,厚320m左右,分布于礦界外西部邊緣。
2、宣威組(P2x)
位于峨嵋山玄武組假整合面之上,巖性由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及煤層組成。厚度170~320m,分下、中、上三個(gè)含煤組。
下含煤組(P2x1):由砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾石組成,含煤厚度一般40m,含主要可采煤層C24、C24上、C29。
中含煤組(P2x2):由泥巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。主要可采煤層有C12、C17、C20、C21煤層。煤組厚度一般75m左右。
上含煤組(P2x3):由粉砂巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。煤組厚度一般70m左右。煤層有C1、C3、C5煤層。
3、飛仙關(guān)組(T1f)
巖性主要為粉砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r等。厚度246~550m。
4、第四系(Q)
以浮土、粘土、砂土為主,一般厚0~15m。
爛泥田礦井位于平關(guān)向斜南東翼,楊梅山-小達(dá)村斷層的西側(cè),地層走向NEE,傾向SSE,傾角20~35°,平均25°左右。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告井田范圍內(nèi)有3條(原F12、原F13、原F3)斷層,構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。
原F3(正斷層):位于井田北西部,走向北東,傾向南東,傾角75°,北部為煤系地層與峨嵋山玄武巖組中部相接觸,南部為煤系地層與飛仙關(guān)組相接觸,該斷層南北延伸出礦界外。
原F12(正斷層):位于井田西南部,斷層走向NNW、傾向NE,傾角70°左右,北部為煤系地層與峨嵋山組相接觸,該斷層向東延伸交于F3。
原F13(正斷層):位于井田南部,斷層走向NW,傾向NE,傾角70°,斷層北部為煤系地層與峨嵋山玄武巖相接觸,南部為煤系地層底部與煤系地層中下部相接觸,該斷層向南東延伸交于F3。
F9(逆斷層):位于井田二采區(qū)中部,斷層走向SN,傾向W,傾角55~70°,落差大于20m。
經(jīng)整理,在礦井建設(shè)巷道布置、主斜井以東C24煤層探巷掘進(jìn)收集地質(zhì)資料,現(xiàn)在井田范圍內(nèi)共揭露中小型斷層14條。
礦區(qū)受以上斷層影響,斷層附近小斷層很發(fā)育,對煤層開采影響較大,礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等構(gòu)造類型。
該巷,北、東面為一采區(qū)1702運(yùn)、回風(fēng)上山,南面為一采區(qū)1930運(yùn)輸大巷,西面尚未開采。
水文地質(zhì)情況:
1、河流
井田內(nèi)河流有江浪河,由礦區(qū)南西端自北向西從井田流過。該河流為山區(qū)雨源性河流,流量變化幅度大,隨季節(jié)變化而變化,雨季暴漲,枯季流量較小,河水主要受大氣降水的影響。礦井開采煤層位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下,開采過程中,應(yīng)留有足夠的保護(hù)煤柱。礦井中西部為一干涸水庫,據(jù)爛泥田礦井在+2040.0m設(shè)點(diǎn)觀測,近十年來該點(diǎn)最高洪水位+2043.46m。
2、地層含水性
宣威組和飛仙關(guān)組主要由砂泥巖組成,該地層含淺部風(fēng)化裂隙水,有泉水點(diǎn)出露,愈往深部含水性愈微弱。井下煤層巷道中,頂板常見淋水現(xiàn)象。第四系主要為坡積物,厚度一般10m左右,透水性強(qiáng),含水性中等,主要受大氣降水的控制。
3、隔水層
主要是含煤巖組及上覆地層中的泥巖和粘土巖。
4、地下水
主要為煤系地層含水和江浪河滲水。
5、水文地質(zhì)類型
大氣降水、滑坡水、老窯積水是礦井充水的主要因素,本井田屬于以大氣降水為主要補(bǔ)給來源,風(fēng)化裂隙水以滲流為主,水文地質(zhì)條件屬中等偏復(fù)雜。地表水匯水標(biāo)高為+2050m。
6、礦井正常涌水量:30m3/h;最大涌水量:75m3/h。
為此,必須嚴(yán)格執(zhí)行“物探先行,鉆探驗(yàn)證”和“有掘必探,先探后掘”的探放水制度。
充水因素分析:
1、??????? 大氣降水:是地下水主要的補(bǔ)給水源。含煤地層裸露,直接接受大氣降水補(bǔ)給,其充水強(qiáng)度和降水的強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間有著密切聯(lián)系。降水成為礦井水的主要補(bǔ)給水源,對礦井涌水的影響較大。
2、??????? 地表水:區(qū)內(nèi)沖溝發(fā)育,切割較深,排泄條件好。有些沖溝常年有水,枯季流量較小,雨季暴漲。但地表水會沿地表斷層及裂隙滲入地下,進(jìn)入礦井巷道,增大礦井涌水量。
3、??????? 老窯、老巷及空區(qū)水:該巷位于現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域,由于老窯及采空區(qū)冒落造成地表開裂、塌陷,致使地表水及降雨由裂隙滲入老空蓄積,可能有局部積水。
4、??????? 第四系孔隙水:巖石破碎,透水性較強(qiáng),特別在雨季水量猛增。
5、??????? 礦井直接充水含水層:含煤地層與隔水段呈間互狀,雖富水性弱,但具一定的承壓性。
6、??????? 斷層帶水:斷層破壞了地層的完整性、連續(xù)性,降低了巖石的力學(xué)強(qiáng)度。含煤地層主要以塑性巖石為主,受力后發(fā)生塑性變形,破壞以剪斷為主,常形成微張開甚至閉合的裂隙,斷層帶巖石膠結(jié)性中等,缺少對地下水儲存和運(yùn)動(dòng)的有效空間,含水性和導(dǎo)水性不強(qiáng),但上覆地層斷層帶有一定含水性,導(dǎo)水性較好,可能連通含煤地層上部的中強(qiáng)含水層和地表水,加之礦床開采中,人工采礦裂隙大量出現(xiàn),改變了斷層帶附近應(yīng)力場和地下水的天然流場,地表水、地下水就有可能沿?cái)嗔褞Я魅氲V井。
礦井范圍內(nèi)無大的河流、湖泊、水庫,溝谷小溪大部分具有季節(jié)性,主要靠泉水補(bǔ)給,對礦井無較大影響。
礦開采的是二疊系上統(tǒng)宣威組煤層,對礦井直接充水的含水層是二疊系上統(tǒng)宣威組,是裂隙水含水層,含水性弱,其上、下有隔水層與強(qiáng)含水層相隔,正常情況下與強(qiáng)含水層沒有水力聯(lián)系,不存在強(qiáng)含水層的威脅。
地表水和大氣降水:礦地表水系按地形條件排泄,礦區(qū)范圍內(nèi)排水溝暢通,地層又無大的裂隙,大氣降水是地下水的主要水源,對礦井涌水量的有一定的影響,據(jù)往年觀測,礦井正常涌水量在30m3/h ,雨季最大涌水量在75m3/h。
地下水:礦井直接充水的含水層是煤系地層本身的含水層,強(qiáng)含水層下有隔水層相隔,對礦井的影響較小,不會造成突水威脅。
斷層、鉆孔、巖溶水:礦區(qū)范圍有多條斷層,存在斷層水的威脅。地質(zhì)隊(duì)對礦區(qū)進(jìn)行了勘探,打鉆,封孔不好的大型鉆孔對礦井開采有突水威脅。
老窯、老巷及空區(qū)水:該巷位于現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域,由于老窯及采空區(qū)冒落造成地表開裂、塌陷,致使地表水及降雨由裂隙滲入老空蓄積。可能有局部積水,對礦井開采有突水威脅。
可采煤層有C3、C17、C20、C21、C24上、C24煤層六層。現(xiàn)開采C24上、C24煤層。12402運(yùn)輸上山沿C24煤層掘進(jìn),是煤礦的主采煤層,煤層厚1.80~3.50米,平均厚2.00米。重點(diǎn)探清C24煤層中的老空區(qū)及老巷積水情況。
一、礦成立探放水領(lǐng)導(dǎo)小組
組?? 長:葉學(xué)文
成?? 員:劉福榮、牛九文、蔡開政、陳忠誠、肖云華、葉廣合、劉富成、敖小本、唐廣元、劉江宏、肖燕平、尹兵、王長江、陳永。
成員分工:
1、葉學(xué)文為探放水領(lǐng)導(dǎo)小組總指揮,負(fù)責(zé)全盤指揮工作。
2、尹兵、牛九文負(fù)責(zé)探放水的具體施工。探放水隊(duì)等幾人協(xié)力完成。并負(fù)責(zé)打鉆地點(diǎn)的探放水牌板的填寫。
3、陳忠誠、肖云華負(fù)責(zé)將每天的打鉆情況在探放水臺帳上做好記錄。打鉆時(shí)間、地點(diǎn)、打眼方位、角度、孔深、煤巖層位、有無頂鉆、噴孔現(xiàn)象、瓦斯情況等,都要記錄清楚。
二、鉆探機(jī)具:
1、鉆機(jī)
型號:煤礦用坑道鉆機(jī)ZY-750、ZY-620
最大鉆深:150m
2、鉆桿直徑:42㎜
三、探放水設(shè)計(jì)及鉆孔參數(shù):
嚴(yán)格執(zhí)行“物探先行,鉆探驗(yàn)證”和“有掘必探,先探后掘”的原則。探放水鉆孔呈扇形布置,設(shè)計(jì)孔數(shù)為扇形5個(gè)以上,每次探深為60米,其中允掘距離為30米,超前距離為30米,依次循環(huán)進(jìn)行。實(shí)際工作中可根據(jù)巖(煤)層的變化及探水情況適當(dāng)調(diào)整。
四、工作面遇到下列情況之一,必須確定探水線進(jìn)行探水:
易造成礦井水災(zāi)的水源是地表水和地下水,對礦井威脅最為嚴(yán)重的是地下水,地下水有含水層水、斷層水和老空水,因此,在礦井施工過程,尤其是巷道掘進(jìn)施工應(yīng)注意透水事故的發(fā)生,為防止礦井水災(zāi)事故的發(fā)生,確保安全生產(chǎn)和財(cái)務(wù)不受損失,<<煤礦安全規(guī)程>>規(guī)定:礦井必須做好水害分析預(yù)報(bào),堅(jiān)持有疑必探,先探后掘的探放水原則,并規(guī)定采掘工作面遇到下列情況之一,必須確定探水線進(jìn)行探水。
1、接近水淹或可能積水的井巷、老窯或相鄰煤礦時(shí)。
2、接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí);
3、打開隔離煤柱放水時(shí);
4、接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時(shí);