1、目 錄一、基建井礦井設計及基建概況1、采區概況2、礦井地質與水文地質3、6#煤一采區概況二、首采區帶壓開采情況1、奧灰水對6#煤層開采影響2、導水通道對6#煤層開采影響三、帶壓開采安全技術措施1、地質保障措施2、采礦保障措施3、建立避災系統四、礦井排水1、礦井涌水量2、礦井排水系統3、水倉布置及容量五、探放水措施1、探放水原則2、探放水方法3、探放水安全措施六、礦井防止水安全技術措施七、災害預防與處理1、透水預兆2、透水時的措施3、被淹井巷恢復期間措施晉中紫金煤業有限公司首采區（16采區）帶壓開采設計預計2013年底晉中紫金煤業有限公司6#煤一采區作為首采面進行試生產。根據二一年八月山西地科勘

2、察有限公司提交的山西煤炭運銷集團晉中紫金煤業有限公司兼并重組整合礦井地質報告，第四章第三節礦井充水因素分析及水害防治措施中巖溶水對開采煤層的影響評價，本井田屬巖溶水徑流區，6#煤層屬巖溶水帶壓開采煤層。為保障安全生產起見，特編制6#煤一采區帶壓開采設計。一、概 況1、采區概況紫金煤業礦井位于榆次區城北約20km處的烏金山鎮東蒜峪，設計開采6#、15#兩層煤，礦井資源儲量147.54mt，礦井建設生產能力為3.0mt/a。礦井采用立井單水平開拓方式。工業場地布置有主立井、副立井及回風立井3個井筒。主、副井井口標高+1136.5m，井底車場水平標高+450m，落底于15#煤層。回風立井井口標高+1

3、152.0m，落底于6#煤層中，設計井底標高+522.5m，實際標高待定。6#、15#煤層層間距平均82m，采用分層布置、分采分運的方式，煤炭運輸系統和輔助運輸系統，相互獨立。6#煤開采方式為：通過+450m水平主要石門聯系6#煤層，在井田中部布置6#煤軌道上山、膠帶上山和2條回風上山及采區接力下山開拓全井田6號煤層。+450m標高以上至井田邊界為一采區，依次向下劃分為二、三、四采區。礦井首采區選定為6#煤一采區。四條開拓上山作為采區準備巷道，在其側布置走向長壁式采煤工作面。6#煤層厚度為1.40-3.71m，平均2.41m，設計確定采用綜合機械化走向長壁一次采全高采煤方法。工作面采用一面四巷

4、布置方式。2、礦井地質與水文地質本井田位于沁水煤田北部邊緣的東山找煤區內，地層由老至新依次為奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系及新生界上第三系、第四系，含煤地層為石炭系上統太原組和二疊系下統山西組，主要可采煤層為山西組的6#煤層和太原組的15#煤層。井田被f160區域性大斷層分成兩塊，西部為原澤森煤業有限公司井田，東部為新增區，總體構造為單斜構造，地層傾向南，傾角5-14。井田內無明顯褶曲構造，沒有發現明顯大斷層。井田內地表發現有陷落柱x26，地表層位石千峰組，形狀為橢園形，長軸170m短軸100m。在主井南馬頭門側井下揭露陷落柱，面積不詳，無含水跡象。區域主要含水層組有三層：（1）奧陶系碳酸鹽巖

5、類巖溶裂隙含水層：井田內沒有出露，屬埋藏型，含水層巖性主要以石灰巖、白云質灰巖為主，一般情況下奧陶系中統上、下馬家溝組巖溶發育。據推測本井田奧灰水水位在770-774m左右。（2）石炭系上統太原組碎屑巖類夾碳酸巖類巖溶裂隙含水層含水層主要是太原組的三層灰巖和砂巖，灰巖總厚度平均為7.52m，灰巖裂隙、溶隙較發育，富水性中等。（3）二疊系下統山西組、石盒子組碎屑巖類裂隙含水層含水層以中-粗粒砂巖為主，厚度較大，但區內變化大，補給條件差，富水性弱。井田主要隔水層：井田內的隔水層主要為各含水層間的泥巖、砂質泥巖隔水層以及石炭系中統本溪組泥巖隔水層。煤系地層底部的本溪組巖性由鋁土質泥巖、砂質泥巖、粘土

6、巖組成，巖性致密、細膩，厚度27.85-74.55m井田內連續穩定，隔水性能好，為井田及區域內煤系地層與奧灰水間良好的隔水層。3、6#煤一采區概況6#煤層一采區開采的6#煤層位于山西組下部，煤層厚度平均2.41m，含0-2層夾矸，結構簡單，頂板及底板均為泥巖，屬穩定的全區可采煤層。無上覆開采煤層，向下開采煤層為15#煤層，與15#煤層間距較穩定，平均層間距為82.60m，與奧陶紀灰巖石平均層間距為146m。采區北部邊界、東部邊界為礦井邊界煤柱，南部邊界為礦井工廣煤柱，下部邊界為二采區采區煤柱，均為沒有開采活動。采區開采上限標高+700m,下限標高+450m，采區內地質構造簡單，地質勘探中沒有發

7、現大的斷層、褶曲、陷落柱等導水構造。煤層傾角8-14。礦井首采面預計為1601工作面，工作面長度定為180m工作面走向長度2060m，工作面采用綜合機械化走向長壁一次采全高采煤方法采煤法。采煤機選用mg300/700-wd型采煤機，配套刮板輸送機型號為sgz764/400，綜采液壓支架選用為zy4000/15/32型號支架。在一采區開采期間，除本采區采掘活動外，僅在礦井中部有礦井延伸開拓活動。二、首采區帶壓開采情況1、奧灰水對6#煤層開采影響根據礦井地質報告，礦井井田范圍內奧灰水位標高為770-774m。井田內6#煤層處于奧灰水水位之下。為評價其帶壓開采的安全性，計算井田開采6#煤層時的巖溶水

8、突水系數。計算公式選用國家安全生產監督管理總局、國家煤礦安全監察局發布的煤礦防治水規定中確定的計算公式： t=p/m 式中： t突水系數(mpa/m)p水頭壓力(mpa)m隔水層厚度(m)根據地質報告6號煤層最低底板標高為-20m，其隔水層厚度為6號煤層底板至奧灰界面間的距離146m。巖溶水水頭差從奧灰巖頂界面為938m計，對6號煤層底板壓力為9.571mpa。經計算6號煤層最低點的突水系數為0.065mpa/m，小于巖層完整塊段突水系數臨界值0.10mpa/m。6#煤一采區采區下開采界限標高為+450m，其隔水層厚度為6#煤層底板至奧灰界面間的距離146m，巖溶水水頭差從奧灰巖頂界面為478

9、m計，對6#煤層底板壓力為4.87mpa。突水系數為0.033 mpa/m, 小于巖層復雜塊段突水系數臨界值0.06mpa/m，根據地質報告井田內無明顯褶曲構造，沒有發現明顯大斷層。僅有陷落柱出現，按照煤礦防治水規定，“底板受構造破壞段突水系數一般不大于0.06 mpa/m，正常塊段不大于0.1 mpa/m”，在沒有構造導水的情況下，開采6#煤不會發生巖溶水突水問題。2、導水通道對6#煤層開采影響1、封孔質量不佳鉆孔可能變成人為導水通道，當掘進巷道或采區工作面經過沒有封好的鉆孔時，頂、底板含水層地下水將沿著鉆孔補給礦層，造成涌（突）水事故。據以往勘查資料，本區施工的鉆孔封孔后均未進行啟封檢查，

10、具體封孔質量不詳。因此其中未封好的鉆孔也可能成為礦井開采的導水通道。圖1 煤層與奧灰巖對接關系圖2、本區內f160、f161斷層落差分別為300m、150m，為較大斷層，該斷層的發育使新增區的煤層直接與奧灰巖接觸（見圖1）。同時也與奧灰水直接聯通。井田內發育有8條斷層和16個陷落柱，這些斷層性質為張性正斷層，其破碎帶具有一定的儲水性和導水性。井下采掘接近陷落柱，有時有涌水量增大的情況，進入陷落柱內部后，涌水量減少，僅見柱內充填物發濕，穿過陷落柱后，涌水量恢復正常。顯示陷落柱具有一定的儲水性和導水性。3、6#煤一采區在實際施工中，將揭露小型斷層、巖石裂隙帶，同時采區位于巖溶水存在區域，或有陷落柱

11、將奧陶紀灰巖與煤層貫通，形成導水通道，給煤層開采帶來水利危害。四、安全生產保障措施1、地質保障措施奧陶紀灰巖水主要通過導水通道對6#煤開采造成危害，為此必須加強地質工作，發揮地質尖兵的保障作用。（1）補充勘探： 礦井工作面采煤前，應當采用物探、鉆探、巷探和化探等方法查清工作面內斷層、陷落柱和含水層（體）富水性等情況。掌握導水通道，留足防水煤柱。（2）水情觀測：設立水位觀察井，進行地下水動態觀測。在未掌握地下水的動態規律前，應當每7-10日觀測1次；待掌握地下水的動態規律后，應當每月觀測1-3次；當雨季或者遇有異常情況時，應當適當增加觀測次數。水質監測每年不少于2次，豐、枯水期各1次。觀測內容包

12、括水位、水溫和水質等。對泉水的觀測，還應當觀測其流量。觀測點應當統一編號，設置固定觀測標志，測定坐標和標高，并標繪在綜合水文地質圖上。觀測點的標高應當每年復測1次；如有變動，應當隨時補測。2、采礦保障措施（1）有掘必探、先探后掘煤巖巷掘進必須采取有掘必探、先探后掘的防治水原則，掘進規程與防止水措施一并貫徹執行。探放水過程中發現有出水現象時，必須制定或檢查安全防護措施是否到位，并停止該區域與一切與探放水無關工作。（2）按規定留設煤柱（一）斷層保護煤柱按煤礦防治水規定要求核算含水或導水斷層煤柱寬度：20m 式中：l煤柱留設的寬度，m；k安全系數，一般取25，設計取5；m煤層厚度或采高，取6號煤最大

13、厚度3.71m，p水頭壓力，mpa；6#煤p=100010(774+20)10-6 =7.94mpa； kp煤的抗拉強度，取0.6mpa。經計算：6號煤，l=58.4m。考慮井田構造水壓影響，結合生產實際經驗，井田中的大斷層f160和f161每側留設100m防水煤柱，其它非導水斷層f129每側留設30m保護煤柱，其余小斷層每側均留設20m的構造保護煤柱。（二）陷落柱留設不少于20m的保護煤柱在巷道穿過地段，采用注漿加固圍巖方式加強圍巖強度。（三）煤層中巷道、石門保護煤柱煤柱寬度按下式計算(傾角小于35時)：；式中：s1巷道保護煤柱的寬度，m；h巷道的最大垂深，m；本礦井6煤取1150m。m煤厚

14、，m；本礦井6煤取最大3.71m。f煤的強度系數，；rc煤的單向抗壓強度，46mpa 。經計算：6號煤，s1=50.3m故此，本礦井大巷每側留設50m煤柱。（四）井田邊界煤柱留設20m，采空區留設20m保護煤柱。3、建立避災系統采區設立緊急避險硐室，硐室按照規定配備救生器材、裝備。采區上下山、大巷等行人路線必須設置路標，行人通道保持暢通無阻。五、礦井排水1、礦井涌水量石家莊設計院考慮礦井到礦井擴大生產能力為3.0mt/a時，礦井正常涌水量： 132.92 m3/h，最大涌水量： 201.75 m3/h，能夠滿足首采區災害排水需要。2、礦井排水系統根據礦井涌水量和排水高度，設計采用一級排水系統，

15、在+450水平設中央排水泵房，直接將井下礦井涌水排到地面。根據礦井涌水量、黃泥罐漿水量和井下生產灑水量，設計正常排水量為224.72m3/h、最大涌水量為293.55m3/h。所需的水泵排水能力： qz= 1.2224.72=269.66m3/h排水高度： hs1=1136.0-450.5+5=690.5m水泵揚程估算： h=1.1690.5=759.55m選用4臺md280-6511（p）型多級離心水泵，正常涌水時，2臺水泵、一趟管路工作；最大涌水時，3臺水泵、2趟管路工作。排水管路采用27313的無縫鋼管，由泵房經管子道沿副立井井筒敷設至地面。吸水管路采用3257的無縫鋼管。考慮到礦井水文

16、地質條件變化，設計安裝2臺zq540-800/16-1900s型礦用增安防爆型潛水電泵，水泵流量540m3/h，水泵揚程800m，電動機功率1900kw。礦井應急排水設備與礦井中央水泵房布置在一起，排水管路選用兩趟27313的無縫鋼管經立風井敷設至地面，作為一套獨立的在地面控制的應急排水系統，可以保證礦井排水系統可靠。3、水倉布置及容量設計在副立井井底布置井底水倉。井底水倉布置在煤層底板巖石中，穩定堅固。井底水倉分為主、副水倉，水倉采用直墻半圓拱斷面，斷面規格3.8m3.3m，錨噴支護，支護厚度100mm，鋪底厚度100mm。主水倉有效長度92m，副水倉有效長度58m，水倉總有效長度150m，

17、經計算，水倉有效容量約1650m3，大于礦井8h的正常涌水量，滿足煤礦安全規程要求。水倉入口布置在軌道石門最低點附近，水倉進口處應設置箅子。井底水倉用水倉清理機進行清理，兩倉定期交替清理，清理方式采用人工清理。六、探放水措施1、探放水原則（1）必須嚴格執行煤礦安全規程和煤礦防治水規定相關規定，配齊探水鉆和專職水文地質人員。成立專門探放水隊伍，制定防探水制度，采掘工作面探水前，應當編制探放水設計，確定探水警戒線，并采取防止瓦斯和其他有害氣體危害等安全措施。(2)采掘工作面遇有下列情況之一的，應當進行探放水：1）接近水淹或者可能積水的井巷、老空或者相鄰煤礦;2）接近含水層、導水斷層、暗河、溶洞和導

18、水陷落柱;3）打開防隔水煤(巖)柱進行放水前;4）接近可能與河流、湖泊、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶;5）接近有出水可能的鉆孔;6）接近水文地質條件復雜的區域;7）采掘破壞影響范圍內有承壓含水層或者含水構造、煤層與含水層間的防隔水煤(巖)柱厚度不清楚可能發生突水;8）接近有積水的灌漿區;9）接近其他可能突水的地區。探水前，應當確定探水線并繪制在采掘工程平面圖上。 (3) 探測內容包括1）探查回采、掘進工作面是否有次生導水斷裂構造，以便采取措施防止突水。2）探查地質勘探鉆孔周圍地層的富水性。3）查明探水鉆孔在不同深度的水壓、水量或沖洗液漏水量，確定底板隔水層的導升高度。4）探水前應注意檢查排水

19、設施及系統的可靠性，檢查瓦斯濃度、巷道支護、安全撤退路線等，準備堵水材料。2、探放水方法待添加的隱藏文字內容31）探放水鉆孔的布置探水鉆孔沿掘進方向的前方布置。每組鉆孔不得少于5個;鉆孔控制巷幫凈垛寬度不小于20m，鉆孔落點間距不得大于10m，鉆孔超前距不得小于20m。上山探水時，一般進行雙巷掘進，其中一條超前探水和匯水，另一條用來安全撤人。雙巷間每隔30-50 m掘1個聯絡巷，并設擋水墻。當一個鉆孔發現有出水現象時，應根據情況適當加密鉆孔布置，加大鉆孔進尺長度，另行補充鉆孔。鉆孔孔徑根據煤層的堅硬程度，放水孔深度等因素確定。采用孔徑為42mm、54mm、60mm，一般不超過60mm。2）探放

20、水設備井下探放水應使用專用的探放水鉆機。嚴禁使用煤電鉆探放水。綜采工作面共配有3臺探水鉆機，2臺使用，1臺備用。三個綜掘工作面共配有4臺探水鉆機，各綜掘工作面分別配備1臺；另有1臺備用。3）探放水避災探放水時必須采用管路放水，放水管路備有控制閘閥控制放水流量。鉆孔處于低洼處時，必須備有排水裝置。3、探放水安全措施（1）在探放水鉆進時，發現煤巖松軟、片幫、來壓或者鉆眼中水壓、水量突然增大和頂鉆等透水征兆時，應當立即停止鉆進，但不得拔出鉆桿;應當立即向礦井調度室匯報，派人監測水情。發現情況危急，應當立即撤出所有受水威脅區域的人員到安全地點，然后采取安全措施，進行處理。（2）在6號煤層積水區附近進行

21、巷道掘進前，應當采用鉆探、物探和化學探等方法查清水文地質條件。地質機構應當提出水文地質情況分析報告，并提出水害防范措施，經礦井總工程師組織生產、安監和地測有關單位審查批準后，方可進行施工。（3）在安裝鉆機進行探水前，應當符合下列規定：加強鉆孔附近的巷道支護，并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板;清理巷道，挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時，配備與探放水量相適應的排水設備;在打鉆地點或其附近安設專用電話;依據設計，確定主要探水孔位置時，由測量人員進行標定。負責探放水工作的人員親臨現場，共同確定鉆孔的方位、傾角、深度和鉆孔數量;在預計水壓大于0.1 mpa的地點探水時，預先固結套管。套管口安裝閘閥

22、，套管深度在探放水設計中規定。預先開掘安全躲避硐，制定包括撤人的避災路線等安全措施，并使每個作業人員了解和掌握;鉆孔內水壓大于1.5 mpa時，采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進，并制定防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施。（4）探水鉆孔超前距離和止水套管長度，應當符合下列規定：探放老空積水的超前鉆距，根據水壓、煤(巖)層厚度和強度及安全措施等情況確定，但最小水平鉆距不得小于30 m，止水套管長度不得小于10 m; 沿巖層探放含水層、斷層和陷落柱等含水體時，煤礦防治水規定要求確定探水鉆孔超前距離和止水套管長度。（5）配備注漿設備，一旦高壓水噴出，可立即注漿封孔，確保安全。（6）嚴格交接班制度，力爭

23、做到交接班時不停鉆，以防孔內事故發生及事故擴大。鉆孔終孔后，如有水應進行放水試驗。孔內無水應進行水壓試驗，檢查斷層帶的隔水性能。完成各項任務后立即進行全孔封閉注漿。（7）放水前盡量掌握水源的水量、水壓，并根據本礦排水工程的允許，控制放水量，避免放水量過大引起災害。（8）放水前先進行水壓、水量試驗，發現管壁漏水及其它效果不好情況及時處理。（9）放水過程中要指派專人管理，隨時觀察水量、水壓變化，出水清濁，放水孔有無雜物阻塞及有害氣體涌出等，發現異常情況及時處理。（10）放水前先規定好避災路線，通知好每個作業人員。六、礦井防止水安全技術措施1）建立礦井防止水專門機構，煤礦企業總經理是本單位防治水工作

24、的第一責任人，總工程師具體負責防治水的技術管理工作。2）防治水工作應當堅持預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采的原則，采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施。3)煤礦企業、礦井應當對職工進行防治水知識的教育和培訓，保證職工具備必要的防治水知識，提高防治水工作的技能和抵御水災的能力。4)礦井應當按照規定編制下列防治水圖件：（一）礦井充水性圖；（二）礦井涌水量與各種相關因素動態曲線圖；（三）礦井綜合水文地質圖；（四）礦井綜合水文地質柱狀圖；（五）礦井水文地質剖面圖。其他有關防治水圖件由礦井根據實際需要編制。5)礦井應當編制本單位的防治水中長期規劃和年度計劃，并組織實施。礦井排水設備按照規定進行檢查維護，水倉每年進行清理，保障防災救災能力。6）及時總結防止水工作經驗，根據現場實際及時修正技術措施，完善防止水工作。七、災害預防與處理1、透水預兆采掘工作面透水前一般都有預兆，井下工人熟悉這些預兆，就能及時采取對策，防止水災事故的發生。透水預兆有：煤層發潮發暗；巷道壁或煤壁“掛汗”；頂板淋水加大；有時透水前底板突然涌水；工作面溫度下降，空氣變冷，產生氣霧；