??????? (2)礦井防水煤柱
??????? 目前礦井主要采掘頭面集中在三水平延深采區(qū),F(xiàn)40-1斷層位于采區(qū)南部,落差140~200m,F(xiàn)20斷層位于采區(qū)北部,落差75~110m,兩條斷層均屬于導(dǎo)水?dāng)鄬樱瑖?yán)重威脅我礦下山采區(qū)安全生產(chǎn),鶴煤科便[2006]81號文對F20、F40-1礦井?dāng)鄬舆M(jìn)行防水煤柱批復(fù),確認(rèn)防水煤柱留設(shè)。
??????? 由于ⅡF01、ⅡF02、ⅡF03斷層落差較大,自然將馬莊采區(qū)分割成三個塊段,為了確保安全生產(chǎn),鶴煤科便[2006]30號文對F41、ⅡF01、ⅡF02、ⅡF03防水煤柱進(jìn)行了批復(fù)。
??????? 4.礦井充水因素
??????? (1)充水水源
??????? ①大氣降水
??????? 大氣降水對礦井涌水量有一定影響,但影響幅度不大,一般不影響礦井的正常生產(chǎn),且隨著礦井開采深度的加大,大氣降水對礦井的充水強(qiáng)度將逐漸減弱。
??????? ②地表水
??????? 本礦井位于太行山東麓,鶴壁礦區(qū)中部,海撥標(biāo)高+212.9~+144.2m,相對高差68.7m,屬低山丘陵區(qū)。區(qū)內(nèi)的湯河由礦井西部自北而南流過,流量1033.2m3/h(2000年6月28日),東部有羅村河自北向南流過,并形成一小型水庫,羅村河最大流量1317.6m3/h(2001年3月9日),2014年五環(huán)分公司測量其流量為1140.76 m3/h。羅村水庫庫容量小,河床基底為50~80m的新近系粘土,阻水性能較強(qiáng),使得地表水與基巖地下水不發(fā)生水力聯(lián)系,對礦床開發(fā)無影響。
??????? ③地下水
??????? 依據(jù)礦井內(nèi)突水資料,二1煤頂、底板砂巖(S9、S10、S11)裂隙水和C2tL8灰?guī)r巖溶裂隙水是開采二1煤的直接充水含水層,該含水層地下水可通過構(gòu)造裂隙、井下放水孔,地面封閉不良鉆孔等通道充入礦井。二1煤頂?shù)装迳皫r水一般在單元采空區(qū)初次放頂后,通過回采工作面或井巷工程揭露構(gòu)造破碎帶及裂隙進(jìn)入井巷,一般水量不大,且補(bǔ)給量小,容易疏干。
??????? C2tL8灰?guī)r水主要通過巷道直接揭露構(gòu)造裂隙(斷層為主)涌出,突水時,初期出水量較大,水壓較高,但水量、水壓衰減很快。C2tL8灰?guī)r突水點(diǎn)大部分布在南翼地區(qū),且水量較大,而北翼水量相對較小,顯示出C2tL8富水的不均一性,且隨開采深度延深有下部發(fā)生突水時,上部出水點(diǎn)顯示出被逐漸疏干的特點(diǎn)。C2tL8灰?guī)r水經(jīng)長期疏放,水位已降至-600m,現(xiàn)對礦井無威脅。
??????? ④老空水
??????? 該礦井南翼二水平下部F41斷層附近原來的石林礦于1981年5月16日發(fā)生大突水(13507m3/h)淹井,估算其附近老空區(qū)集水約612966m3,對本礦井ⅡF01、ⅡF02斷層與F41大斷層交叉附近開采有一定影響。而本礦井在采掘過程中也形成了一些小范圍積水,這些積水區(qū)隨著礦井開采情況而出現(xiàn)動態(tài)變化。
??????? 老空水是影響本礦井安全的一個重要因素。對于原石林礦形成的有穩(wěn)定補(bǔ)給水源的老空積水區(qū)要按規(guī)定留設(shè)防水煤柱,嚴(yán)禁進(jìn)入防水煤柱進(jìn)行采掘活動。對于本礦采掘過程中形成的積水,必須嚴(yán)格按照“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的基本原則做好探放水工作。
??????? (2)充水通道
??????? ①裂隙通道:能夠向礦井充水的裂隙包括構(gòu)造裂隙、人工裂隙和風(fēng)化裂隙。
??????? 構(gòu)造裂隙:這里主要指構(gòu)造運(yùn)動過程中生成的斷裂裂隙和褶曲軸部的張性裂隙,其中在斷層轉(zhuǎn)折部位、斷層尖滅端以及褶曲揚(yáng)起端軸部的裂隙比較發(fā)育,往往形成向礦井充水的潰入性通道,它可把不同層理的地下水導(dǎo)入礦井,對礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成較大威脅。
??????? 人工裂隙:主要指采空區(qū)頂板陷落后在其上形成的導(dǎo)水裂隙帶,它可把二1煤層頂板巖砂含水層的地下水導(dǎo)入礦井;其次為回采過程中在煤層底板隔水層中形成的擾動破壞裂隙。人工裂隙一般為滲入性通道,充水強(qiáng)度較低,一般不影響安全生產(chǎn)。
??????? 風(fēng)化裂隙:該種裂隙對于淺部煤層有一定充水作用,一般將上覆的新生界孔隙水導(dǎo)入礦井。
??????? ②封閉不良鉆孔:本區(qū)歷經(jīng)多次生產(chǎn)地質(zhì)勘探,區(qū)內(nèi)施工鉆孔多達(dá)82個。而封閉不良鉆孔有2個,屬于潰入性通道,往往對安全生產(chǎn)造成很大威脅。今后在采掘過程中應(yīng)謹(jǐn)防封閉不良或未封閉鉆孔作為導(dǎo)水通道向礦井突水,采掘活動接近封閉不良的鉆孔時,首先對其進(jìn)行注漿加固后,方可進(jìn)行采掘活動。
??????? ③陷落柱:目前,在礦井范圍共揭露陷落柱6處,其中3號陷落柱位于向斜軸東南側(cè),長50m寬25m,標(biāo)高-120m;4號陷落柱位于向斜軸西北側(cè),長50m寬20m,標(biāo)高-240~-260m;5號陷落柱位于向斜軸西北側(cè),近圓形半徑約27m,標(biāo)高-340m;6號陷落柱位于向斜軸部,長80m寛60m,標(biāo)高-380m;另外,1、2號陷落柱位于礦井外淺部。陷落柱被上部地層密實(shí)充填,無透水現(xiàn)象。-450m~-600m勘探鉆孔未發(fā)現(xiàn)陷落柱,但不能排除其存在的可能性,在開采中應(yīng)注意探索。
??????? 四、水害威脅分析
??????? 1. 斷層導(dǎo)水性評價
??????? 井田內(nèi)以NE~NNE向壓性、壓扭性正斷層為主,落差大于20m的有8條。由84~85年補(bǔ)勘的29個鉆孔統(tǒng)計,鉆孔見斷層36次,巖芯破碎,沖洗液消耗量除584-12孔為1.35m3/h外,其余見斷層點(diǎn)消耗量均小于0.3m3/h,說明在正常情況下,區(qū)內(nèi)小斷層的導(dǎo)水性是微弱的,但在開采過程中,由于礦壓及水頭壓力的作用,可使原不導(dǎo)水的斷層轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)水?dāng)鄬樱ㄈ缍侥弦碇虚g下山12號突水點(diǎn))。
??????? 井田東部F40、F41使O2m與C2tL2、C2tL8,C2tL2與C2tL8接近或?qū)?,并使其發(fā)生水力聯(lián)系,構(gòu)成礦井東南部補(bǔ)給邊界。但在其間向礦井流通過程中,由于多處受斷層切割而受到阻礙,使涇流條件變差,從而出現(xiàn)C2tL8灰?guī)r含水層突水點(diǎn)水量穩(wěn)定且不大的情況。礦區(qū)北部F20、F20-1斷層導(dǎo)水性較差,鉆孔漏失量?。ㄈ?84-16、584-17孔等),切斷了C2tL8與外界的水力聯(lián)系,構(gòu)成井田北部相對隔水邊界。
??????? 另外,受構(gòu)造控制,井田南部斷層發(fā)育,二1煤層距C2tL8灰?guī)r含水層間距相對較小,巖溶裂隙發(fā)育,加之C2tL8通過斷層與C2tL2灰?guī)r對接,充水條件較北翼復(fù)雜,給開采帶來較大威脅。
??????? 2.周邊小煤礦
??????? 五環(huán)分公司井田內(nèi)和周邊現(xiàn)不存在生產(chǎn)小煤窯。井田內(nèi)有一個廢棄小煤窯為石林煤礦,周邊有一個廢棄小煤窯為山城煤礦。
??????? ①原山城煤礦于2007年3月已報廢回填,回填前該礦經(jīng)查無水;2007年12月20日對井筒進(jìn)行了再次回填平整;該礦的采空區(qū)與五環(huán)分公司相連,經(jīng)查無水,該關(guān)閉廢棄小煤窯對五環(huán)分公司無水害威脅。
??????? ②按鶴煤五環(huán)分公司2006年取得的最新采礦許可證劃定的邊界,原石林煤礦現(xiàn)位于五環(huán)分公司井田之內(nèi),該礦于1981年5月16日突水淹井,至今沒有恢復(fù),積水量達(dá)612966 m3。我礦23采區(qū)與原石林礦積水區(qū)之間留設(shè)有防隔水煤柱(批復(fù)文件“鶴煤科便[2006]30號文”)。我礦嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦防治水規(guī)定》,現(xiàn)在防水煤柱內(nèi)無一切采掘活動。
??????? 3.礦井歷年突水概況
??????? 五環(huán)分公司自建井以來,先后發(fā)生18次突水,較大的突水有10次(突水量>60m3/h),其中O2m灰?guī)r一次(鄰近的石林礦),C2tL8灰?guī)r8次,二1煤層頂板砂巖一次。O2m灰?guī)r最大突水量13507m3/h(石林煤礦),C2tL2灰?guī)r最大突水量79.8 m3/h(2105煤柱順槽),C2tL8灰?guī)r最大突水量1210m3/h(二水平南翼中下山),二1煤層頂板砂巖最大突水量80m3/h。
??????? 五、排水能力
??????? 礦井必須建立配套的防排水設(shè)施,水泵必須有工作、備用、檢修三套,工作水泵應(yīng)能在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水量,備用水泵的能力不小于工作水泵能力的70%,檢修水泵能力不小于工作水泵能力的25%。水管必須有工作和備用的兩套水管,其中工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水量。配電設(shè)備應(yīng)同工作、備用和檢修水泵相適應(yīng),并能同時開動工作和備用水泵。主、副水倉容積符合要求,并要及時清理,但必須保證一個水倉清理時,另一個水倉能正常使用。
??????? 六、安全技術(shù)措施
??????? 1.礦地測部門對落差超過20m的斷層必須留設(shè)斷層防水煤柱,防水煤柱的設(shè)計必須按照《礦井防治水規(guī)定》的要求,并上報公司批準(zhǔn)。
??????? 2.礦地測部門必須嚴(yán)格堅持 “預(yù)測預(yù)報、有疑必探,先探后探,先治后采”的原則,探明前方地質(zhì)及水文地質(zhì)情況,防止突水事故發(fā)生。
??????? 3.礦地測部門要按規(guī)定定期收集地面鉆孔水位,掌握奧灰、二灰水位動態(tài)。
??????? 4. 在礦井受水害威脅的區(qū)域,進(jìn)行巷道掘進(jìn)前,應(yīng)當(dāng)采用鉆探、物探和化探等方法查清水文地質(zhì)條件。礦地測部門應(yīng)當(dāng)提出水文地質(zhì)情況分析報告,并提出水害防范措施,經(jīng)礦井總工程師組織生產(chǎn)、安監(jiān)和地測等有關(guān)單位審查批準(zhǔn)后,方可進(jìn)行施工。施工過程中礦地測部門要利用各種手段探明施工地點(diǎn)附近斷層的走向、落差及斷層導(dǎo)水情況。
??????? 5、礦井工作面采煤前,應(yīng)當(dāng)采用物探、鉆探、巷探和化探等方法查清工作面內(nèi)斷層、陷落柱和含水層(體)富水性等情況。地測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)提出專門水文地質(zhì)情況報告,經(jīng)礦井總工程師組織生產(chǎn)、安監(jiān)和地測等有關(guān)單位審查批準(zhǔn)后,方可進(jìn)行回采。發(fā)現(xiàn)斷層、裂隙和陷落柱等構(gòu)造充水的,應(yīng)當(dāng)采取注漿加固或者留設(shè)防隔水煤(巖)柱等安全措施。否則,不得回采。
??????? 6.設(shè)計部門在巷道設(shè)計時,嚴(yán)格按地測部門提供的地質(zhì)圖紙設(shè)計,嚴(yán)禁超越斷層防水煤柱線,礦井不得以任何理由在防水煤柱內(nèi)進(jìn)行采掘活動。
??????? 7.編制礦井防治重大水害事故應(yīng)急救援預(yù)案,定期進(jìn)行預(yù)案演習(xí),熟練預(yù)案流程,協(xié)調(diào)各部門組織能力。一旦發(fā)生突水事故及時通知調(diào)度室,調(diào)度室要及時通知各水平泵房進(jìn)入緊急狀態(tài)并排水搶險,同時通知井下人員迅速按避災(zāi)路線撤出。地測科地質(zhì)人員要迅速到出水地點(diǎn),察看出水情況、涌水水源及水量大小,并及時向調(diào)度匯報,以便有利于調(diào)度指揮,搶險救災(zāi)。
??????? 8. 礦井必須建立配套的防排水設(shè)施,水泵必須有工作、備用、檢修三套,工作水泵應(yīng)能在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水量,備用水泵的能力不小于工作水泵能力的70%,檢修水泵能力不小于工作水泵能力的25%。水管必須有工作和備用的兩套水管,其中工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水量。配電設(shè)備應(yīng)同工作、備用和檢修水泵相適應(yīng),并能同時開動工作和備用水泵。主、副水倉有效容積符合要求,并要及時清理,但必須保證一個水倉清理時,另一個水倉能正常使用。
??????? 9.三水平延深采區(qū)采掘頭面出水后,調(diào)度室要及時通知各水平泵房進(jìn)入緊急狀態(tài)并排水搶險。
??????? 10.編制避水災(zāi)路線圖,各施工工作面要懸掛避水災(zāi)路線圖,做到施工地點(diǎn)的每個人員都熟悉避災(zāi)路線。
??????? 11.有突水預(yù)兆或發(fā)生突水事故后,要本著“水往低處流,人往高處走” 的原則避災(zāi),并在沿途找最近的電話通知調(diào)度室,調(diào)度室接到電話后,要立即啟動重大水災(zāi)應(yīng)急救援預(yù)案,要所有受水害威脅地區(qū)的人員撤離。
??????? (1)近期各生產(chǎn)頭面工作人員的避災(zāi)路線如下,路上所遇人員隨同撤離。
??????? ① 2303工作面上順槽→2303輔助運(yùn)輸巷→2303中巷→三水平南翼軌道上山一車場→23采區(qū)運(yùn)輸平巷→23采區(qū)運(yùn)輸下山(向上)→23采區(qū)車場→二水平南大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? ②2303工作面下順槽→2303中巷→三水平南翼軌道上山一車場→23采區(qū)運(yùn)輸平巷→23采區(qū)運(yùn)輸下山(向上)→23采區(qū)車場→二水平南大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? ③3303工作面上順槽及切眼→3301一川→3301中巷→三水平延深軌道一車場→三水平延深軌道下山(向上)→三水平大巷→二部架空人車→二水平北大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? ④3303工作面下順槽→3303一川→-520南大巷→三水平延深軌道二車場→三水平延深軌道下山(向上)→三水平大巷→二部架空人車→二水平北大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? ⑤33采區(qū)運(yùn)輸下山(下段):施工地點(diǎn)→3307中巷→三水平延深軌道→三水平大巷→二部架空人車→二水平北大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? ⑥33采區(qū)運(yùn)輸下山(上段):施工地點(diǎn)→三水平大巷→二部架空人車→二水平北大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? ⑦3307中巷→延深四車場→延深軌道下山→延深三車場→延深皮帶下山(或延深軌道下山)→三水平大巷→二部架空人車→二水平北大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? ⑧3308中巷→延深四車場→延深軌道下山→延深三車場→延深皮帶下山(或延深軌道下山)→三水平大巷→二部架空人車→二水平北大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? ⑨3306一川→3306中巷→延深三車場→延深皮帶下山(或延深軌道下山)→三水平大巷→二部架空人車→二水平北大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? ⑩3305中巷→延深三車場→延深皮帶下山(或延深軌道下山)→三水平大巷→二部架空人車→二水平北大巷→一部架空人車→一水平人行道→副井底→地面
??????? (2)新增施工頭面的避災(zāi)路線以該頭面的作業(yè)規(guī)程和措施為準(zhǔn)。
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