#/32目錄前言3第一章、礦井概況與開發現狀4第一節、礦井概況4一、礦井位置4二、礦井地形地貌4三、礦井交通條件4四、礦井氣象4五、礦井采礦圍4六、礦井開采煤層5七、礦井開采煤層頂底板5八、礦井地質構造5九、礦井瓦斯、煤塵、煤層自燃傾向性、地溫6第二節、礦井生產現狀6一、礦井開拓系統6二、礦井通風系統7三、礦井運輸系統8四、礦井供電系統8五、礦井供水、消防、防塵灑水系統9六、礦井安全監控系統9七、礦井通訊聯絡系統9八、礦井人員定位系統9九、礦井壓風系統9十、礦井緊急避險系統9十一、礦井防滅火系統9第二章、礦井水文地質的基本情況10第一節、礦井水文地質概況10一、礦井區域水文地質10二、礦井水文地質12三、斷層含、導水特征14四、礦井涌水量14五、礦井水文地質類型15第二節、井下排水系統15一、礦井排水系統15二、地面沉淀池排水16第三章、礦井主要水害16第一節、礦井充水因素分析16一、充水水源16二、充水通道17三、充水方式18第二節、礦井主要水害類型19一、大氣降水和地表水水害隱患19二、頂板水水害威脅19三、老空水水害威脅19四、封堵不良鉆孔20第四章、礦井主要水害治理方案21第一節、礦井發生突水的原因分析21第二節、礦井水防治的整體規劃21一、礦井水防治整體思路21二、礦井水防治整體規劃的確定23第三節、井下水害治理方案24一、留設防水煤巖柱24二、井下探放水25三、疏干降壓25四、安全技術措施26第五章、礦井防治水實施計劃與預期效果29第一節、礦井防治水實施計劃29一、組織機構29二、資金管理30三、實施保障措施30四、實施計劃30第二節、礦井防治水實施后的預期效果31一、預期效果31二、應加強的工作31礦井水災是煤礦常見的一種災害。隨著我礦步入礦井機械化改造聯合試運轉，轉入正式生產，礦井水害成為繼火災、瓦斯事故后影響我礦生產安全的第三主要災害。為了貫徹落實好《煤礦安全規程》第二百八十四條、《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》、國家安監總局的《煤礦防治水規定》和上級主管部門的相關規定，杜絕水害事故的發生，保障從業人員生命與財產的安全，結合我礦的水文地質情況實際與礦井五年生產規劃，堅持“預防為主，防治結合”的方針，按照當前與長遠、局部與整體、地面與井下、防治與利用相結合的原則，根據不同的水文地質條件，落實“探、防、堵、截、排”等相應的措施。編制防治水中長期（五年）規劃。同時要在整體規劃的基礎上，根據輕重緩急，抓好年度防治水工作，要嚴格檢查，堵塞漏洞，防患于未然，確保礦井防治水工作按計劃有條不紊地進行，使防治水規劃落到實處，水害得到有效防治。第一章、礦井概況與開發現狀第一節、礦井概況一、礦井位置礦井位于彬縣新民鎮百子溝家山，隸屬新民鎮管轄。礦井地理坐標：東經108°9,32〃?109°10’32",北緯35°02,49〃?35°03'15〃。二、礦井地形地貌礦井地處隴東黃土高原南部，亦屬陜北黃土高原南部塬梁溝壑區的一部分。井田塬梁破碎，溝壑縱橫，地表起伏較大，地形輪廓為北高南低，東高西低，塬面高程一般為1120米左右，溝谷標高為+912米，相對高差208米左右。三、礦井交通條件礦井距彬縣縣城19km,距176km,南西距312國道、福銀高速18km,彬縣-礦山-旬邑公路從礦井東側通過，道路平坦，交通運輸便利。四、礦井氣象本區為大陸性半干旱氣候,年平均氣溫11.1℃,一月份最低平均9.1℃；七月份最高平均31.5℃。霜凍期為十月至次年四月。凍土層厚度最大50cm。年平均降雨量553mm，多集中在七、八、九月份，七月份最多，平均128.66mm。十二月最少，平均3.5山山。三至五月為西北季風期，最大風速為17m/s。五、礦井采礦圍井田圍由10個拐點圈定，井田東西長約1.5Km,南北寬約0.8km,面積約為0.7599km2,井田大致呈倒三角形狀。開采煤層為5號、8號煤層，采礦許可證號：C6100002009091120037258,煤層開采標高+871?+740m；截止2017年底,剩余保有資源/儲量477.6萬噸（其中5號煤層保有資源量1.503Mt,8號煤層保有資源量3.273乂土），礦井剩余可采儲量252.02萬噸。六、礦井開采煤層井田含煤地層為中生代中侏羅統組，厚度一般57—115m,最大厚度158.83m,含8個煤層。本礦井煤層分布有三層，編號3、5、8煤層，其中以8、5號煤層可采。煤層傾向，南部北傾，北部南傾，煤層傾角5~8°8煤層為最下部煤層，厚度3.00—5.97m,平均厚度為3.44mm,屬低?中灰、低?中硫、低磷、中高發熱量、高揮發分、含油、高熔灰分的不粘結煤?弱粘結煤。5煤層其下與8煤層相距40.16m,煤層厚度變化0.10—4.00m,平均厚度1.65山，屬富灰、中硫、高揮發分、含油、高熔灰分的不粘結煤?弱粘結煤。七、礦井開采煤層頂底板5號煤層頂板為灰色泥巖、砂質泥巖并見炭質泥巖偽頂。底板為含根土的鋁土質砂巖、泥巖與薄層炭質泥巖。8號煤層直接頂板為深灰色泥巖、砂質頁巖與粉砂巖,并常見炭質泥巖偽頂,基本頂板為灰色細粒砂巖。直接底板為砂質粘土,多見炭質泥巖偽底。偽底之下多為灰色含鮞狀小結核的鋁土質泥巖夾細砂巖,遇水膨脹,有底鼓現象。八、礦井地質構造礦井位于近東西向次級向斜軸部,向斜南翼傾角8°,北翼傾角5°,在井田南部與二號井邊界之間發育一條近東西向的正斷層尸2,向東延至旬邑百子煤礦，向西延伸至二號井田圍，斷距3~21m,長約300m?400m,除此之外，再未發現斷層。由于尸2斷層分布于礦井南部邊界，對少部分煤層開采有所影響,對整個礦井煤層破壞影響不大,總體來說,礦井構造簡單。從目前已有資料和該區已有礦井的開采情況來看,未發現有火成巖侵入,也未發現煤層有風化現象。九、礦井瓦斯、煤塵、煤層自燃傾向性、地溫1、瓦斯依據省煤炭生產安全監督管理局關于2014-2015年度第二批礦井瓦斯等級鑒定結果的通知“陜煤局發[2015]48號”文，礦井絕對瓦斯涌出量為0.54m3/min,相對瓦斯涌出量為3.97m3/t；絕對二氧化碳涌出量為1.19山3/山皿，相對二氧化碳涌出量為8.74m3/t,屬低瓦斯礦井，2、煤塵根據煤礦安全裝備檢測中心2012年1月17日出具的《煤塵爆炸性、煤層自燃傾向性鑒定檢驗報告》，煤塵火焰長度＞400山山，抑制煤塵爆炸最低巖粉量為75%，開采煤層煤塵有爆炸性。3、煤層自燃傾向性根據煤礦安全裝備檢測中心2012年1月17日出具的《煤塵爆炸性、煤層自燃傾向性鑒定檢驗報告》，開采煤層自燃傾向性等級為I類容易自燃煤層。4、地溫、沖擊地壓根據我礦多年開采以與鄰近礦區開采煤層情況，我礦煤層無地溫、沖擊地壓現象。第二節、礦井生產現狀彬縣家坪煤炭##公司三號屬鎮辦煤礦，1985年籌建，1987年投產，生產能力6萬噸。2015年9月開始進行30萬噸/年機械化改造工作，2017年12月完成了礦井聯合試運轉驗收工作。一、礦井開拓系統1、礦井井筒礦井采用主、副、風三個井筒布置，單水平開拓，盤區開采。主斜井乂：3880754.135,Y：36515865.212,H：+939.860，方位61°，坡度22°,斜長380m；副立井乂：3880623.248,Y：36515796.840,H：+921.414,垂深137m；風立井乂：3880595.182,Y：36515741.276,H：+935.664，垂深143m。主斜井采用錨噴半圓拱支護,副立井、風立井為料石砌碹支護。2、礦井硐室中央泵房、水倉：布置在8號煤層副井底布置，中央水倉（主倉長56m,副倉長46m,水倉斷面10.2m2,容積分別為485.5m3、398.8m3,合計容積為884.3m3）。中央泵房43m,斷面12m2,中央水倉、泵房均采用錨噴半圓拱支護，支護厚度為300mm。中央變電所：布置在5煤北機軌合一大巷和5煤北回風大巷之間的聯絡巷中。長度28m,斷面積9.6m2,采用錨網噴支護，采用獨立回風。自救器接力站：布置在五煤西翼專用回風巷與五煤層西翼機軌合一巷之間的聯絡巷，長度28m,斷面積9.6m2,采用錨網噴支護。3、礦井水平（盤區）大巷五煤機軌合一大巷：布置在5煤層中,采用工字鋼支護,巷道斷面變更為7.8m2,支護間距0.7m,上口凈寬2.8m,下口凈寬4.0m,凈高2.3m。五煤回風大巷：布置在5煤層中，采用工字鋼支護，斷面變更為6.0m2,支護間距0.7m,上口凈寬2.2m,下口凈寬3.1m,凈高2.3m。4、采掘工作布置回采工作面采用傾向長壁一次采全高采煤方法,機械化采煤,單體液壓支柱配n型鋼梁控制頂板，全部跨落式管理頂板。掘進工作面采用爆破破煤,刮板輸送機運煤,工字鋼梁梯形支護。二、礦井通風系統礦井通風方式：中央并列式；礦井通風方法：機械抽出式。主斜井、副立井進風，回風立井回風，地面安裝FBCDZ-N016A型防爆軸流對旋式通風機二臺，一臺工作，一臺備用，電機功率：2X55KW,風量1600m3/min,反風率：60%。回采工作面采用“U”型通風，掘進工作面采用局部通風機壓入式通風。三、礦井運輸系統1、主斜井安裝一臺DTL-1000/20/2x110膠帶運輸機運輸煤（矸），電機功率2x110kW,帶寬B=1000m*帶速V=1.6m/s,輸送量Q=150t/h,輸送長度390米。2、副立井安裝2JTPT.6X0.9P型礦用提升絞車，配備1t普通標準罐籠，提升人員、材料、矸石，電機功率132KW,選用24.5mm鋼絲繩。3、采煤工作面運煤（矸）經工作面刮板運輸機一運輸順槽刮板運輸機一運輸順槽帶式輸送機一五煤機軌合一巷一、二部帶式輸送機一主斜井煤倉一主斜井膠帶運輸機一地面。4、掘進工作面運煤（矸）經跟迎頭刮板運輸機一巷道型帶式輸送機一五煤機軌合一巷一、二部帶式輸送機一主斜井煤倉一主斜井膠帶運輸機一地面。5、采掘工作面材料運輸地面一副立井一副立井五煤車場一五煤機軌合一巷一采掘工作面。四、礦井供電系統1、地面供電礦井生產區建有一座10/0.4KV變電所，其中一回電源以LGJ-150/10km的10KV線路引自洪35/10KV變電站，另一回電源以LGJ-150/5Km的10KV線路引炭店35/10KV變電站。礦井生產區10KV變電所安裝2臺S11-800/10/0.4KVA型電力變壓器，以380/220V電壓供地面用電。2、井下供電井下供電采用兩回10KV直接下井的供電方式。五煤機軌合一巷布置中央變電所一座（電壓660丫），向采掘工作面、輔助設備、排水設備供電。布置工作面配電點一座，向采煤工作面供電（電壓1140V）五、礦井供水、消防、防塵灑水系統礦井地面修建設200m3靜壓水池一座，供水、消防、防塵主管路采用①50無縫鋼管，支管e25無縫鋼管。管路已全部鋪設至礦井所有巷道與采掘工作面。六、礦井安全監控系統礦井安裝了J73N型煤礦綜合監控系統。井下安裝了3組分站，配備26個探頭，對井下采、掘、運各環節的瓦斯、風速、負壓、溫度、一氧化碳等進行安全環境監測。七、礦井通訊聯絡系統礦井調度室安有程控，確保礦外聯系方便；在地面調度室設置有JSY-2000-03D型數字程控交換機一臺，井下各采掘工作面、運輸點與主要硐室均安設有防爆，確保了井上下通訊暢通。八、礦井人員定位系統礦井配置了一套J237型人員定位系統，井下安裝3臺JF82型分站，12個接收器，對入井人員實現全覆蓋檢測。九、礦井壓風系統礦井地面配備兩臺DH-175A型噴油螺桿式空壓機，一臺工作，一臺備用。壓風主管選用①108X4mm無縫鋼管，支管“50X4。壓風自救系統管路已全部輻射各避災路線和采掘工作面。十、礦井緊急避險系統礦井在5號煤西翼機軌合一巷與5號煤西翼總回風巷之間聯絡巷建設、安裝了自救器接力站，并配套了相關設備和材料。十一、礦井防滅火系統礦井在工業廣場辦公樓北側設黃泥灌漿攪拌站、泥漿池。黃土經攪拌機攪拌均勻后，經管路輸送至回風立井，通過重力進入五煤機軌合一巷、工作面運輸順槽，對采空區進行灌漿。第二章、礦井水文地質的基本情況第一節、礦井水文地質概況一、礦井區域水文地質1、地形地表水礦區位處涇河流域中游，地表水呈樹枝狀分布，涇河與其支流流量隨季節而動態變化。涇河幾個較大支流如四郎河、紅星河、西孔河、水簾河、南溝河、大路河等年均流量不大，多為0.2—0.8m3/s。區百子溝河自北向南穿過礦井東南部邊界，流入涇河，為常年流水，平均流量0.2m3/s,最小流量0.0667m3/s，流量甚小且受季節影響明顯2、區域含、隔水層（1）、孔隙潛水含水層①、第四系沖洪積孔隙潛水含水層分布于涇河與支流河谷和部分荒溪中，上部為砂質粘土與粉砂為主，下部為砂與泥砂填隙的卵礫石層，厚度幾米~18米。據涇河灘A4水文普查鉆孔抽水資料：單位涌水量為2.96L/s-m；涇河支流簡易抽水試驗：單位涌水量0.65L/s-m。在不同的溝谷中礦化度不一，可從0.29g/L變化至4.58g/L。主要受大氣降水補給，其次為基巖裂隙水補給，潛水面因季節動態變化。②、第四系黃土孔隙潛水含水層廣泛分布于殘塬、梁峁與溝谷斜坡地帶，上部為馬蘭組（Q3m）黃土，厚度0—15m,為淺黃色砂質粉土，發育垂直節理，多見陡壁、落水洞（孔）和土柱等獨特地貌景觀，透水而不含水；中部為組（Q2L）黃土，其中夾有10余層古土壤層，最大厚度120m左右。該層中上部孔隙性稍好，可見民用水井，是相對弱的含水層，據水文地質普查，鄰區彬縣境五眼井抽水實驗，單位涌水量0.04—0.58L/s?m,由大氣降水補給，礦化度一般在0.5g/L;下部午城組（Q1W）粘土質黃土，致密堅硬程度略高于夾有的古土壤層與鈣質結核層，厚度約50m左右，有相對隔水作用。③、新近系保德組粘土隔水層彬一旬地區廣泛分布，厚度變化大可由0—80m左右。上部為淺棕一桔紅色石化粘土和砂質粘土，具隔水作用；下部夾有不穩定淺棕—淺灰褐色礫石層，最厚可與10m,是厚度不大的含水層，泉涌流量大者5L/s,小者僅0.005L/s,礦化度一般0.3g/L。補給源以降水滲入為主。此含水層常與下伏含水層接觸（白堊系下統碎屑巖）局部形成聯合蓄水構造，其水質、補給和排泄出現多樣化。（2）、基巖裂隙承壓含、隔水層①、白堊系下統洛河組和宜君組含水層分布較廣,以中粗粒砂巖和礫巖為主,砂巖約占20—30%,礫巖約占70—80%,砂質泥巖甚少。粗碎屑巖類分選差,孔隙接觸,砂質填隙,泥質膠結。據統計單位涌水量平均0.3305L/S?m。富水性中等。②、侏羅系中統安定組相對隔水層區域分布普遍，厚度30—12向，變化大。巖性以泥巖為主夾有含礫粗砂巖，兩者比例3：1,富水性極弱，可視為相對隔水層。③、侏羅系中統直羅組弱含水層分布普遍,巖性以中—細粒砂巖為主,泥質膠結。鄰區彬縣聚煤盆地,巖性、結構、膠結物與其類型與本區可以對比,鉆孔抽水實驗單位涌水量0.00005—0.0026L/s.m,滲透系數0.0035—0.01646m/d,礦化度為2.37—20.45g/L,富水性弱。④、侏羅系中統組弱含水層該組為煤系地層,上部為灰白色中—粗粒砂巖間夾泥巖,中下部為炭質泥巖，粉砂質、炭質泥巖與煤層，涌水量0.00046—0.000741/s.m,滲透系數0.00038—0.001274m/d,富水性微弱。⑤、侏羅系下統富縣組為相對隔水層主要由鋁土質粘土巖和細砂巖組成，為較好的隔水層。⑥、三疊系上統胡家村組相對隔水層為煤系地層基底，砂質泥巖、泥巖與細—粉砂巖間層。該層埋藏深，裂隙不發育，水量極少。3、區域地下水補給、徑流與排泄條件淺析由于本區有獨特的地質地貌條件，決定了不同類型地下水的補、徑、排條件的一般性和特殊性。地下水主要受大氣降水補給，補給量受降水形式、降水強度、含水層巖性特征、地形地勢與地貌等多種因素控制。淺層地下水承受補給后由地勢高處向低處流動，被溝谷切開后以滲流或泉涌的形式排泄于地表。基巖裂隙水承受潛水、地表水與大氣降水補給，向深部運移，溝谷切出地表后，以泉的形式排泄于地表，部分向深部運移形成高礦化度的承壓水。本區基巖裂隙水頂托補給不太明顯。二、礦井水文地質1、地表水礦井井田僅有一條百子溝河自北而南從井田東部穿過，向下游匯入涇河。百子溝河為長年流水，春冬季節流量小，夏秋季節流量較大，主要靠大氣降水補給，一般流量0.2m3/s,最大流量10.7m3/s,最小流量0.0667m3/s,除此外，井田其它溝谷均為季節性流水。2、含水層根據礦區詳勘地質報告與礦井水文地質類型劃分報告分析,該礦井田共有以下幾個含水層組,由上至下簡述如下：(1)、第四系松散沉積物孔隙含水層(Q)該層為溝谷帶狀分布的全新統洪沖積物,上部以淺棕色砂質粘土為主,下部為含泥沙的卵礫石層。富水性中等，補給來源以大氣降水為主。水質為HCO3-Ca-Na型，民用水井以此含水層為取水層。(2)、下白堊統洛河組砂巖含水層(K11)該層巖性以棕紅色中粒砂巖為主，局部夾灰色礫巖，泥鈣質膠結，松散，具有大型交錯層理，裂隙發育，水質為HCO3-Ca-Mg與HCO3-Na-Mg型，為基巖中等富水性含水層。據鄰近燕家河井田水Y4號鉆孔對洛河組砂巖含水層抽水試驗，單位涌水量0.16751/$.山，滲透系數0.1137m/d,水化學類型HCO3-Ca?Mg型，礦化度0.4858/1,為中等富水含水層。(3)、中侏羅統直羅組下段含水層(J2Z1)該層巖性主要由中粗粒砂巖組成，底部粒度變粗，為含礫粗砂巖。泉水出露較多，最大流量為0.78L/s，水質為HCO3-Na-Mg型淡水。據鄰近燕家河井田水Y4號鉆孔對直羅組、組含水層混合抽水試驗，單位涌水量0.0002435L/S?山，滲透系數0.000476m/d,為極弱含水層。(4)、中侏羅統組砂巖含水層(J2y)該層普遍分布，巖性以泥巖、砂質泥巖、粉砂巖互層為主，夾炭質泥巖和煤層，厚度14.18-64.4m。除部分砂巖層弱含水外，其余均為相對隔水層。由于含水層是處于封閉狀態的裂隙承壓含水層，對組進行抽水試驗后，確定該組為富水性微弱的含水層。3、隔水層根據礦區詳勘地質報告與礦井水文地質類型劃分報告分析，該礦井田共有以下幾個隔水層組：(1)、新近統保德組紅色粘土隔水層(N2b)該層分布于百子溝谷兩岸基巖之上。上部以淺棕紅色砂質粘土為主、致密、塑性強，含鈣質結核，厚0?70m,為良好的隔水層。(2)、下白堊統宜君組礫巖隔水層(K1y)該層巖性為灰色礫巖，礫巖成分有石英巖、砂巖等，鈣質膠結，致密堅硬，視為隔水層。(3)、中侏羅統直羅組上段隔水層(J2Z2)該層巖性由紫雜色泥巖、粉砂巖組成，厚度27.94?64.36m,該段因厚度大，分布較穩定，為上、下含水層之間的相對隔水層。(4)、下侏羅統富縣組隔水層(Jf)該層一般分布不均勻，巖性以雜色泥巖、砂質泥巖為主，局部夾薄層粉砂巖，泥質膠結，視為局部隔水層。4、地下水補給、徑流、排泄條件(1)、第四系松散沉積層孔隙潛水主要受大氣降水補給，其次為地表涇流補給，潛水由北向南，由高處向低處流動，最終以下降泉的形式在低洼或溝谷地帶排泄于地表；同時地表水體沿下部基巖風化裂隙或其它節理、裂隙下滲補給。(2)、碎屑巖類孔隙、裂隙水露頭區直承受地表水與大氣降水滲透補給，埋藏區受區域側向補給和上部地下水滲透補給，形成深層承壓水，含水基巖巖層被溝谷切割其水以泉的形式(具承壓水性質為上升泉)排泄于地表。三、斷層含、導水特征礦井位于近東西向次級向斜軸部，向斜南翼傾角8°，北翼傾角5°，在井田南部與二號井邊界之間發育一條近東西向的正斷層尸2，向東延至旬邑百子煤礦，向西延伸至二號井田圍，斷距3?21m，長約300m?400山。由于F2斷層分布于礦井南部邊界，對少部分煤層開采有所影響，對整個礦井煤層破壞影響不大，除此之外，在513工作面掘進時遇2.5m小斷層，但無水涌出，總體來說，礦井構造簡單導水性較弱。四、礦井涌水量1、礦井目前涌水情況目前，礦井正常涌水量一直穩定在50?80m3/h左右，涌水主要來自斜井和井底車場越界的百子溝礦老巷長流水。由于近兩年礦井一直進行技術改造，工作面無涌水。根據調查，井下巷道掘井過程很少遇到煤層出水現象，8號煤以上的含水層富水性較弱，工作面回采后頂板僅有少量淋水與底板滲水現象發生，出水量約5?6m3/h。2、近五年礦井涌水量預測礦井計劃未來5年開采5號煤層、8號煤層。513首采工作面于2016年9月份掘成，掘進期間雖然無水，但由于5號、8號煤層（以往開采資料）采后導水裂隙帶溝通了組與直羅組含水層，預計礦井涌水量會有一定量的增加。借鑒鄰近礦井5號、8號煤層水文資料，采用比擬法，按礦井30萬噸/a的生產能力，計算礦井一般涌水量為88.75m3/h,最大涌水量為139.5m3/h。五、礦井水文地質類型礦井涌水主要來自煤層以上的砂巖孔隙裂隙水。根據《彬縣家坪煤炭##公司三號礦井水文地質類型劃分報告》，礦井一般涌水量為88.75m3/h,最大涌水量為139.5m3/h。現礦井實際一般涌水量為30m3/h,最大涌水量為50m3/h。水文地質勘探類型為二類一型，即5號煤層水文地質為簡單型，8號煤層水文地質為中等型。第二節、井下排水系統一、礦井排水系統礦井中央泵房、水倉布置在8號煤層副井底布置，中央水倉（主倉長56m,副倉長46m,水倉斷面10.2m2,容積分別為485.5m3、398.8m3,合計容積為884.3m3）。泵房安裝4臺150D30X6型礦用離心式水泵，正常涌水時1臺工作,2臺備用,1臺檢修,最大涌水時2臺同時工作；兩趟排水管路由副立井底水泵房經管子道,沿副立井井筒敷設至地面,礦井涌水全部排至地面污水處理站。盤區不設置水倉，工作面涌水通過聚集到臨時水窩，采用潛水泵抽排至大巷水溝，自流至中央水倉。二、地面沉淀池排水礦井水經地面沉淀池沉淀，再進入凈化處理系統后，通過水溝排入百子溝。第三章、礦井主要水害第一節、礦井充水因素分析一、充水水源1、大氣降水據彬縣氣象站資料，井田平均降雨量553mm,多集中在七、八、九月份，而蒸發量遠大于降雨量，加之地表泄水條件較好，大氣降水以面流和片流的形式很快排泄到溝谷流走，只有少量降雨下滲補給水層。礦井涌水量與大氣降雨沒有關系。2、地表水區地表水系只有百子溝屬常年流水，在井田東部自北而南穿過井田，年均流量0.2m3/s,流速1.3m/s,其他均為季節性溝谷流水。地表水只在局部基巖出露區域與含水層存在較弱的水力聯系，與礦井涌水不存在水力聯系。礦井未來5年開采位于西南部的5號煤層與西南部的8號煤層，遠離河流，百子溝河不對礦井充水造成威脅。3、地下含水層水8號煤層位于組底部，其開采期間直接充水含水層為組砂巖含水層。由于組含水層富水性極弱，裂隙不甚發育，加之煤礦工作面較短，頂板冒裂帶發育不高，含水層對開采影響不大，生產過程涌水量不大，未發生過集中出水現象，采后頂板冒落區有少量淋水現象，底板有慢慢向外滲水現象發生。5號煤層位于組中部，其直接充水含水層將不僅來自組砂巖含水層，還將來自直羅組下段含水層水。4、采空區積水礦井井主體構造為一向斜，8號煤層開采以來，已經形成一定面積的采空區，采空區主要位于向斜的兩翼。從礦井水文地質觀測資料反映，礦井采空區沒有積水現象。但從礦井安全管理角度，在準備8號煤層盤區巷道，對采空區留設40m的隔水煤柱，巷道留設排水溝，一旦采空區有涌水，可以自行流入盤區水倉，再由盤區水倉水泵、中央水倉水泵接續排至地表。5、構造水513工作面掘進時遇2.5m小斷層，但無水涌出，以往開采東南部8號煤層時，未揭露斷層，井田暫未發現構造水的存在。6、廢棄礦井水目前礦井涌水主要來自東部百子溝煤礦越界巷道涌水。二、充水通道1、采動裂隙礦井斷裂構造不甚發育，通過調查，礦井的充水通道主要為煤層采空頂板冒裂所形成的導水裂隙。即將開采的5、8號煤層屬緩傾斜煤層，采用全部垮落法管理頂板，上覆巖層主要為泥質膠結的砂巖和砂質泥巖。根據鄰近礦井巖石力學試驗結果，屬于中硬巖石，分別選取原國家煤炭工業局（2000年）頒布的《建筑物、水體、鐵路與主要井巷煤柱留設與壓煤開采規》中介紹的導水裂隙帶計算公式一與公式二對導水裂隙帶高度進行了計算：公式一：10（￡M用=1.6^M+3.6+56公式二：Hf=20.\ZM+10式中Hf—導水裂隙帶最大高度，m￡M一累計采厚，取采高1.65m公式一計算結果Hf=32.04m，公式二計算結果Hf=35.69m由以上兩個經驗公式計算出的導水裂隙帶基本相近。為安全其間，采用數值較大的公式二估算結果。礦井5、8號煤層位于組中部，與下白堊統洛河組砂巖中等富水性含水層之間有中侏羅統直羅組上端隔水層（厚27.94?64.36m）和下白堊統宜君組礫巖隔水層（厚30?60m）,5、8號煤導水裂隙帶一般不會溝通到洛河組砂巖含水層，導水裂隙帶高度僅發育至中侏羅統直羅組下段弱含水層，未來直羅組砂巖含水層與組砂巖砂巖將會成為礦井的直接充水水源。2、封堵不良鉆孔井田僅有的51號一個鉆孔，由于時間久遠，雖已封孔，但不能保證全部封閉質量合格，封閉不良的鉆孔會成為煤層上下各含水層的聯系通道，采動過程中一旦被揭露，煤層頂底板充水含水層地下水將沿著鉆孔補給采掘工作面，造成礦井的涌（突）水事故。3、其他導水通道煤層上覆基巖以細粒砂巖、粉砂巖、泥巖為主。含水層、隔水層呈互層結構，相互間隔，煤系地層天然狀態下地層裂隙不發育，垂向補給極差，側向補給由于其滲透性差而微弱，故其為弱的充水通道。三、充水方式礦井充水通道主要來自井筒淋水、采掘工作面頂板淋水和目東部百子溝煤礦越界巷道涌水，因此本礦井充水方式主要以滲水、滴水、淋水為主，局部（老空與日后灌水滅火遺留下的巷道積水）可能發生突水。第二節、礦井主要水害類型礦井從機械化改造以來，開采活動集中在井田5號煤層中，未來5年煤礦生產主要集中在礦井西南部的5、8號煤層，下面主要根據礦井采掘規劃，針對近5年開采情況分析開采受水害影響程度：一、大氣降水和地表水水害隱患礦井未來五年，工作面回采集中在井田西南部的5號、8號煤盤區，該地段遠離百子溝河流，煤層埋深在200m以上，大氣降水和地表水對開采的影響不明顯。二、頂板水水害威脅在未來五年，該礦井開采5、8號煤。5、8號煤層位于組中部，與下白堊統洛河組砂巖中等富水性含水層之間有中侏羅統直羅組上端隔水層（厚27.94?64.36m）和下白堊統宜君組礫巖隔水層（厚30?60m）,5號煤導水裂隙帶一般不會溝通到洛河組砂巖含水層，導水裂隙帶高度僅發育至中侏羅統直羅組下段弱含水層，未來直羅組砂巖含水層與組砂巖砂巖將會成為礦井的直接充水水源。直羅組、組裂隙含水層整體富水性為弱到極弱，但是存在新開采地段砂巖靜水儲量對開采的影響：在回采初期基本頂冒落后，涌水量可能較大，當涌水量達到穩定后逐漸變小，這部分水對礦井涌水影響有限。三、老空水水害威脅據記載，在明清時期礦井就有小窯采煤，東南邊界百子溝河西側曾有老窯分布，礦井采取過防護措施。礦井投產后在8號煤開采過程中未遇到過老窯。但井田周邊礦井越界開采現象嚴重，并有采掘巷道遇到越界巷道后涌水事故發生。井田圍東部百子煤礦主采8號煤層，5號煤層局部進行了開采，2013年關閉。盡管兩礦井田之間留有100米河床保安煤柱，礦井曾在井底車場附近施工與斜井施工中遇到百子溝煤礦的越界開采巷道，并先后發生了兩次透水現象，涌水量分別達8m3/h與45m34。由于百子溝煤礦地勢高，該兩處巷道一直為長流水，且水量一直較為穩定。井田北側百子溝五礦主采8號煤層，該井田西翼5號煤層厚度僅為1?1.2米左右，未開采，對家坪三號井5號煤層開采沒有影響，但8號煤層有越界開采形成的采空區。西南邊界家坪二號礦井已停產關閉，但存在越界采空區。礦井曾通過彬縣煤炭局與彬縣煤炭協調，對北部邊界的彬縣煤礦五號井與西南邊界的家坪二號井越界圍基本掌握。礦井未來幾年開采5、8號煤層，開采區域主要集中于井田西南部西翼下山區域，北側百子溝五礦5號煤層未開采；南側家坪二號井有越界開采現象，但是和該礦開采區之間有斷層阻隔，因此相鄰礦井采空區積水的威脅不大。四、封堵不良鉆孔井田僅有的51號一個鉆孔，由于時間久遠，雖已封孔，但不能保證全部封閉質量合格，封閉不良的鉆孔會成為煤層上下各含水層的聯系通道，采動過程中一旦被揭露，煤層頂底板充水含水層地下水將沿著鉆孔補給采掘工作面，造成礦井的涌（突）水事故。根據充水因素分析，該礦礦井主要水害類型為頂板砂巖水裂隙水、關閉的百子煤礦（空）水害構成，是該礦防治水的重點。礦井開采時的涌水量雖不大，但在準備礦井8號煤層盤區，會發生不明老（空）積水，影響礦井正常生產，甚至發生人身傷亡事故，會給礦井防治水工作帶來一定難度。在今后生產建設中采取以下防治水措施：加強礦井地測防治水的預測預報工作，建立和完善水害防治規章制度，編制完善年度防治水設計，建立水害防治的長效機制，建立合理完善的礦井防排水系統，按照“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針，堅持水害防治“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采（掘）”的十六字原則，加強地測防治水技術基礎資料的收集和管理，加強現場涌水量測量與水害預測預報，加強職工教育培訓，了解掌握突（透）水預兆知識。在今后生產和建設過程中，應采取“防、堵、疏、排、截、探、攔”七項水害綜合治理措施，提前對存在老（空）積水區域進行探放和疏導，加強對洛河組含水層的防，杜絕礦井透水事故發生，實現礦井安全生產。第四章、礦井主要水害治理方案第一節、礦井發生突水的原因分析礦區充水水源，正常情況下為頂板的孔隙裂隙含水層，并受地表水、大氣降水影響，但因該含水層富水性極弱而水量較小，不會對礦井生產造成威脅。根據礦區水文地質條件可能會發生的水害有：1、掘進時可能遇到小的地質構造，產生裂隙水；2、目前礦井采空區處于8號煤層東部，在西部準備施工過程中管理不善可能造成防塵與其他生產用水漏入采空區造成積聚而導致事故；3、鉆孔封孔不徹底，5號煤層、8號煤層在51號鉆孔附近回采或掘進時，導致礦井突水；4、礦井工業場地標高問題，目前工業場地標高雖較高，但下瀑雨時可能導致部分水流入井下造成事故。第二節、礦井水防治的整體規劃一、礦井水防治整體思路礦井水的防治是為了防止水害事故的發生，確保礦井建設和生產的安全，減少礦井正常涌水與降低生產成本，使煤礦資源得到充分合理的回收。為此，就必須做大量的防治水工作。根據礦區的主要水害類型，應采取相應的“探、防、堵、截、排”等綜合防治措施。1、探：必須配備相應的探放水設備，編制探放水設計，對采空區積水等情況不明的地段，堅持采取“有疑必探、探防結合”、“先探后掘、長探短掘”的原則。通常在下述情況下需要超前探水：①巷道掘進接近采空區;②巷道掘進接近51鉆孔；③巷道接近或需要穿過含水層；④采掘工作面接近各類防水煤柱時；⑤采掘工作面有明顯出水征兆時。2、防：巷道或工作面接近被淹井巷、積水老空時，應根據實際情況，應預留足夠的防水煤柱、隔水煤柱的措施，以防治透水事故的發生，以達到安全生產的目的。3、堵：在地表主要徑流地帶修建排水溝、防洪溝，將地表水引出礦區排泄，從源頭上減少地表水的入滲。4、截：根據礦井涌水量、突水量與透水量的大小，在礦井下修建水倉，截斷與緩沖礦井涌水、透水對工作場所的危害。5、排：井下應修建排水溝等設施，每次下大到暴雨時和降雨后，應與時觀測水情，查看井下涌水情況，應根據涌水量的大小，配足相應的抽排水設備與檢修和備用的抽排水設備，排水能力必須根椐礦井涌水量的大小滿足《防治水規定》、《煤礦安全規程》要求。以上所述防治措施都有一定的使用條件和局限性，在采掘過程進一步加強礦井水文地質工作，觀測礦井含水巖層出水性質與附近老空積水的位置，預測老空水量，總結活動規律。6、井下探水，在井下掘進工作面，接近老空區等可能積水地點，必須進行探水工作，堅持“先探后掘、有疑必探”的探放水原則。7、探明地下水源后，根據水量大小，有計劃的進行防水，將其疏干，消除水害對生命財產的威脅。8、排水時嚴格控制排水速度和排水量，以免引起地面的塌陷速度增快和地面建筑物的變形、傾斜、墻體開裂和井泉水位急劇下降。9、建立可靠的排水系統和排水設施，加強維護，必須具備應急備用水泵，保證正常排水不淹井。10、水倉的淤積每半年至少清挖兩次，雨季前必須清挖一次，保證正常儲水量，水溝的淤積要經常清挖，保證流水暢通。11、保證水泵正常運轉，備用泵保持良好狀態。水泵、水管、閘門、排水的電線路，必須經常檢查和維護，在雨季前，必須全面檢查一次，并對全部工作水泵和備用水泵進行一次聯合排水試驗，發現問題即時處理。12、水倉水位要經常保持在最低限度，排水泵工人要嚴守工作崗位，當出現停電或發生其它意外停泵時要即時向值班人員匯報水位上升情況。13、巷道的排水溝保證暢通，在采掘過程中對一些涌水點采取疏堵結合的原則進行防治，有水害威脅的區域要留設足夠的防水煤柱，保證安全。二、礦井水防治整體規劃的確定根據搜集、整理到的我礦水文地質資料可以看出，我礦的防治水工作重點和難點在于地層裂隙水與東部百子煤礦老空水防治上，從源頭上掐住或減少對地層、保安煤柱的破壞，加強的探放，就可以從根本上減少和降低水害的風險，同時再輔以各項地面水防治措施，基本上就可以解決我礦的水害防治工作。針對上述情況，特提出水害整體防治規劃如下：（一）、防治突水規劃1、因井田勘探工程較少，要進行補充勘探，與時修編水文地質報告，完善水文補勘，分析地層水的賦存規律，明確老空水的靜水位標高與水力聯系，對隔水層的厚度承壓進行專門的驗算，進一步查清老空水對8號煤層開采中的影響與能否造成大的水患，不斷完善老空水的防治水方案。2、對有51鉆孔必須留設合理的保護煤柱或進行探放水。3、進行開拓延伸井巷工程時，嚴格按照“有掘必探，先探后掘”的原則，特別是接近老空區時，必須采取有力措施，配備可靠的排水設施，嚴格按照作業規程、探放水設計、探放水措施進行探放水。禁止在沒有設立可靠的排水設施前，揭露和接近老空區。（二）、防地表水入井規劃1、對采空區上部形成了地面裂隙和塌陷，采用注漿充填的方法，堵死或減少采空區補給源頭，對發現的漏水溝渠和河床要與時堵漏,地面裂隙和塌陷地點必須與時填塞；2、在雨季時生產技術科要派專人定期對井田圍地表裂隙、陷落與積水情況進行摸底排查。對容易積水的地點應修筑溝渠，排泄積水；對圍大的無法填平的低洼地帶，應用水泵抽水，防止水滲入井下；在各井筒附近應修筑防洪壩，并每年汛期前必須將井筒周圍的導水渠挖好疏通，并由專人負責。（三）、防治空水規劃1、有計劃的進行物探等手段，分析研究老空水分布圍，保證正常生產。2、健全老空區探放水體制3、對老空區要按照規程的有關規定進行密閉，留設導水孔，加強觀測，與時將采空水排出；建立井田與相鄰已關閉的百子溝、家坪二號井、五號井采空區動態管理機制，掌握其采空圍、涌（積）水情況，防止采空區積水涌入礦井，造成涌（突）水事故的發生。第三節、井下水害治理方案目前用的防治水害措施主要有留設防水煤巖柱、井下探放水、疏干降壓、注漿堵水等措施。一、留設防水煤巖柱采用留設防水煤巖柱的方法把導水裂隙、老空區水、地表河流隔離，保證煤層工作面的安全生產。二、井下探放水采掘工作必須執行“有疑必探，先探后掘”的原則，在遇到以下情況之一時，必須探水：（1）接近水淹或情況不明的井巷、老空、老巷時；（2）接近含水層、導水斷層、含水裂隙密集帶時；（3）接近或需要穿過強含水層時；（4）接近未封閉或封閉不良的導水鉆孔時；（5）接近各類防水煤柱或打開隔離煤柱放水時；（6）接近水文地質條件復雜的地段，采掘工作有突（出）水征兆時；（7）接近有水或有稀泥的灌漿區時；（8）采掘地點受頂底板承壓含水層的威脅，其巖柱厚度小于計算的安全值時。三、疏干降壓疏干降壓是指借助于各種不同的排水工程（井筒、巷道、石門、鉆孔、溝渠等）和相應的排水設備，疏干煤層頂板或煤層含水層水，迫使煤層底板含水層水降低到一定水平，使采掘工作得以在水量盡可能小甚至完全疏干的條件下進行。礦井疏干降壓主要有三個方法：方法一：地表疏干地表疏干主要用在預先疏干階段，是在地表鉆孔中用潛水泵預先降低含水層的水位或水壓的疏干方式，常用于煤層賦存淺的露天礦。隨著高揚程、大流量潛水泵的出現，井工礦也可采取此種方式。地表潛水泵預先疏干較之井下并行疏干方式，具有施工方便、速度快、投資和管理費用較低、安全可靠等優點，且排出的地下水水質未受煤層污染，便于綜合利用。方法二：地下疏干地下疏干主要用在并行疏干階段，通常采用巷道疏干和井下鉆孔疏干方式。方法三：聯合疏干聯合疏干常用于水文地質條件復雜的礦井，或水文地質條件趨向惡化的老礦井。由于經濟上和安全上的考慮，單純疏干或單一礦井的井下疏干不能滿足礦井生產要求時，應考慮采用井上下配合或多井的聯合疏干方式。四、安全技術措施(一)探放水安全技術措施1、在接近老空區、含水層、可能與河流等水體相通的斷層破碎帶時，應加強探水工作。2、打開水體隔離煤柱前要作好探水工作。3、接近斷層、未封閉又可能突水的鉆孔時應加強探水。4、在采動影響圍有承壓水等又存在隔水巖柱厚度不清，在接近水文復雜地段又情況不明時，要加強探水。5、在采、掘工程接近其它可能突水段時要加強探水。6、堅持做到“接近構造前與時探水”、“先探后掘”。7、在礦井建設和生產過程中，要高度重視小斷層導水性的探查工作，必要時應與時注漿預防突水。8、在具體地點探水之前，要認真編制探放設計和安全技術措施，并嚴格落實。9、探放水期間防止有害氣體溢出的措施(1)在進行打眼前，對鉆孔附近的有害氣體進行檢測，當氣體超限時停止作業，采取措施處理完畢后方可施工。(2)鉆孔接近積水區5m的位置，鉆孔速度減慢，并專人檢查有害氣體。(3)在鉆孔貫通積水區時，不要急于拔出鉆桿，觀察是否有有害氣體涌出現象，如果有有害氣體超限，要與時切斷電源，撤出人員，并采取有效的通風方式進行處理，只到有害氣體正常后方可進行其它作業。10、必須與時排查分析本礦井區域的老空區積水情況，定期收集、調查、核對相鄰礦井情況，并建立臺帳。本礦井積水區和礦井界外100m圍的相鄰礦井采掘工程積水區必須標繪在采掘工程平面圖等有關圖紙上；每半年至少核實一次積水區的積水量、積水上下限標高，修訂積水線、探水線和警戒線。11、對礦井新開拓的盤區、采掘工作面要進行水文地質條件分析，地質“三書”要說明新開拓的盤區、采掘工作面受水害威脅程度，并制定相應的防治水措施，確保生產安全。12、礦井接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰礦井時，不得直接使用巷探；情況不清或存在的可疑地點，應采用物探、化探或鉆探的方法，探查施工區域四周、上下方是否存在積水區。凡受井巷、老空或相鄰礦井積水威脅的作業地點，未進行探放的，不得進行采掘作業。13、掘進工作面接近探水線時，必須編制探放水設計，超前探放水，并制定和落實防治瓦斯與其他有害氣體危害等安全措施。采煤工作面受老空區積水威脅時，必須編制專門的探放水設計，嚴格按批準的措施執行。14、礦井探放水時，必須撤出受水害威脅區域的所有無關人員：有突水預兆時，必須立即撤出井下受水害威脅區域的所有人員。15、礦井探、放水工程必須由礦井總工程師組織地測、技術、安全、施工單位等有關人員，對工程質量進行驗收、評價。16、礦井在難以排除的水淹區積水面以下的煤巖層中進行采掘活動時，必須按有關規定編制開采設計，經上級主管部門批準后方可施工。17、相鄰采空區與本礦井相透，無法留設防水安全隔離煤（巖）柱的，應采取有效措施，確保安全。（二）疏水降壓安全技術措施1、回采工作面回采完畢時，應在封閉采空區的密閉上設出水孔，防止采空區積水。2、放水前應對水量、水壓與煤層透水性進行分析并預測，根據排水設備能力與水倉容量，制定放水的步驟并控制放水量，避免盲目性。3、放水過程中要注意水量的變化、出水清濁、有無雜質以與有無有害氣體等情況，發現異常時與時采取措施。4、疏放水前應成立疏放水領導小組，制定出疏放水措施，疏放水由經驗豐富的人員來操作，作業人員應熟知避災路線，在疏放水期間領導小組成員要現場跟班指揮。5、疏放水地點撤退路線上要有良好的照明，保證撤退路線暢通。6、為防止高壓水和碎石噴射或將鉆具壓出傷人，在水壓過大時，應采用反壓和防噴裝置，并用檔板背緊工作面以防止套管和煤壁突然鼓出，檔板后要安設頂柱或木垛，然后再進行放水。7、情況緊急時工作人員應立即撤出工作面。8、事先應制定好安全措施，并嚴格貫徹落實。（三）合理確定探水線，探水與掘進合理配合探水線，即開始探水的邊界線。《礦井水文地質規程》規定，積水老空區探水線（警戒線）是采掘工程平面圖上標注的積水區與其最洼點的具體位置和積水外緣標高，向外推60m所劃定的積水老空區的警戒線。工作面進入積水警戒線后，必須超前探放水，并在距積水實際邊界20m處停止采掘作業，進行打鉆放水，在確認積水已被基本放凈后，方可繼續進行采掘作業。但在生產過程中，有的煤礦根據“在老空積水區邊界位置準確，水壓不超過1MPa的情況下，探水線至積水區的最小距離，煤層中不小于30m,巖層中不小于20m。”確定探水線，且取下限值，這是不很可靠