開采設(shè)計之防治水設(shè)計篇

開采設(shè)計之防治水設(shè)計篇
本礦主要水患是以裂隙水、采空積水為主的礦床，水文地質(zhì)復(fù)雜程度屬中等復(fù)雜類型。礦井涌水量主要取決于大氣降水及開采范圍，老窯積水為直接充水因素。
在開采過程中值得注意的是地表水倒灌、斷層導(dǎo)水、滑坡積水及老窯積水將會對礦井開采帶來影響，開采時要嚴加防范。
礦井建設(shè)和生產(chǎn)中，需進一步查明直接充水含水層、間接充水含水層、地表水三者的水力聯(lián)系，以及間接充水含水層對直接含水層的補給途徑、部位與補給量，并對礦井的涌水量進一步作出預(yù)計。礦井生產(chǎn)中應(yīng)加強對老窯水的探放工作，堅持“預(yù)測預(yù)報、有掘必探，先探后掘,先治后采、有疑必停”的探放水原則，留足防水安全煤柱，杜絕隱患，在回風(fēng)巷水平施工時更應(yīng)注意原有老窯、老空積水，揭斷層時亦應(yīng)加強探放水工作，雨季來臨時，應(yīng)及時采取地面綜合性防排水措施，嚴防地表水滲透到井下。必須隨時保持井下排水設(shè)施完好、排水暢通。
本礦區(qū)老窯開采歷史悠久，老窯較多，根據(jù)本礦的資源/儲量報告結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，在礦區(qū)有六個老窯，井口全部集中在煤層露頭線附近。老窯的具體情況調(diào)查如下：
（1）LD1老窯：位于礦區(qū)東北部煤層露頭附近，采用一條斜井，沿煤層布置；井筒傾長200m，井口標(biāo)高+1285m，該老窯僅開采+1285m標(biāo)高以上的塊段。礦方對該老窯已經(jīng)進行清理，測量。本老窯情況較準(zhǔn)確，由于采用上山平硐開采，水災(zāi)害隱患基本排除。
（2）LD2老窯：位于新主平硐南約200m處煤層露頭附近，采用一條平硐，沿煤層布置；井筒長200m，本老窯于2007年關(guān)閉，關(guān)閉時間短，根據(jù)參與該老窯開采的礦工回憶，情況相對準(zhǔn)確，由于平硐開采，采空區(qū)積水小，對礦井建設(shè)影響較大。
（3）LD3老窯：位于LD2老窯南部約800m處煤層露頭附近（礦區(qū)南部煤層露頭附近），采用一條平硐，沿煤層布置；本老窯關(guān)閉時間長，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該老窯開采的范圍小，平硐開采，采空區(qū)無積水，災(zāi)害隱患不大，對礦井建設(shè)影響不大。
（4）LD4老窯：位于LD3老窯南部約300m處煤層露頭附近，采用一條平硐，沿煤層布置；本老窯于2006年關(guān)閉，關(guān)閉時間短，根據(jù)參與該老窯開采的礦工回憶，情況相對準(zhǔn)確，由于采空區(qū)積水小，災(zāi)害隱患較小，對礦井建設(shè)影響較小。
（5）LD5老窯：位于井田西南部邊界處煤層露頭附近（礦區(qū)南部煤層露頭附近），采用一條平硐，沿煤層布置；本老窯關(guān)閉時間長，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該老窯開采的范圍大，平硐開采，采空區(qū)無積水，災(zāi)害隱患不大，對礦井建設(shè)影響不大。
（6）LD6老窯：位于井田西部邊界處煤層露頭附近（礦區(qū)南部煤層露頭附近），采用一條平硐，沿煤層布置；本老窯關(guān)閉時間長，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該老窯開采的范圍小，平硐開采，采空區(qū)無積水，災(zāi)害隱患不大，對礦井建設(shè)影響不大。
探放水措施如下：
（一）探放水原則
本煤礦在生產(chǎn)過程中，遇下列情況之一時，必須進行探放水。
在接近水淹區(qū)域情況不明的老巷、采空區(qū)時。
接近小窯采空區(qū)及廢棄井巷時。
接近導(dǎo)水?dāng)鄬訒r。
遇到透水預(yù)兆時。
（二） 探放水設(shè)備
(1)探放水設(shè)備選擇依據(jù)
礦井用一個采煤工作面保證礦井年生產(chǎn)能力，正常生產(chǎn)期間配備二個掘進頭。根據(jù)本煤礦煤層賦存、隔水性等因素，確定超前探放水距離為不小于20m。
(2)探放水設(shè)備型號及數(shù)量
配備，TXU-75A探水鉆。有條件時，聯(lián)合周邊相同水文地質(zhì)條件的礦井，盡可能聯(lián)合裝備KDL—2型防爆地質(zhì)雷達儀（探測深度30～40m）、WKT—F型防爆型坑透儀（探測距離150～250m）及槽波地震儀，用于探測井下斷層、陷落柱及其它地質(zhì)構(gòu)造。
（三）探放水措施
1、探水起點
①本礦井造成的水害清楚、壓力不小于1Mpa時，探水線至積水區(qū)的最小距離：煤層中不小于30m，巖層不小于20m；情況不清楚，探水線至推斷積水區(qū)的距離不小于60m；
巷道附近有斷層或陷落柱時，探水線至預(yù)計煤柱線的距離不小于60m；
2、鉆孔深度及超前距離
探水鉆孔眼底至采掘工作面的距離不得小于20m的超前距離，鉆孔深一般在40m左右，如此一次打孔后可連續(xù)采掘20左右。
3、鉆孔直徑
從探、排有效又防止沖垮煤壁和放水過大的原則出發(fā)，孔徑以不大于75mm為宜。
4、鉆孔布置與孔數(shù)
①根據(jù)地質(zhì)條件和積水區(qū)的位置，以能保持安全巖柱厚度，防止漏探和實現(xiàn)安全、經(jīng)濟、快速為原則來確定鉆孔布置方式和孔數(shù)。
②對于工作面前方和左右兩側(cè)均受水威脅的傾斜薄煤層，鉆孔按扇形布置，當(dāng)積水區(qū)肯定在一側(cè)時，鉆可按半扇形布置。薄煤層掘進探水，同時要考慮垂直方向和密度，使鉆孔進入頂板圍巖。
③探老塘水，探后掘進停掘處的鉆孔眼距不得超過3m，以防漏探。
④探斷層水，開孔位置必須在防水煤柱外和斷層應(yīng)力影響帶以外，以防煤巖破碎出水后不易控制。
⑤鉆孔個數(shù)以保證必要在密度為原則，一般不得少于3個。
探放水鉆孔布置見附圖
5、探放水的安全措施
①探水前應(yīng)加固探水工作區(qū)支架，背好幫頂，以免壓力水沖垮煤壁和支架。
②清理巷道，保證安全撤退路線暢通無阻。
③保證水溝暢通，并有適當(dāng)?shù)钠露群蛿嗝妫畟}和排水設(shè)備要有足夠的容量和能力。
④探水地點安裝電話，與所有可能受水威脅的工作地點連通，并事先擬定好撤退路線，以防探意外事故的發(fā)生。
⑤打鉆過程中，如發(fā)現(xiàn)煤、巖松軟或沿鉆桿向外流水超過打鉆正常供水量時，要立即停鉆（不要移動或拔出鉆桿），派人監(jiān)視水情并報告礦調(diào)度室，如果情況危急，要立即通知所有受威脅地點撤人，并采取應(yīng)急措施。
⑥鉆孔接近采空區(qū)，可能有有害氣體涌出，必須隨時進行有害氣體監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)有害氣體超限時，要立即停鉆、停電、撤人，并報告調(diào)度室處理；探水點通風(fēng)工作必須按規(guī)定進行。
⑦預(yù)計水壓較大時，孔口要用套管加固，使鉆桿通過套管內(nèi)打鉆，套管上要裝水壓表和水閘閥，探到水源后，即利用套管放水。
5、采空區(qū)積水涌入采、掘面的治理
本礦井采空區(qū)較多，所以在新系統(tǒng)開采時，面臨上覆采空區(qū)積水量大，容易誤穿采空區(qū)，導(dǎo)致采空區(qū)積水突然涌出的透水災(zāi)害，所以必須采取相應(yīng)措施。
(1) 因?qū)严稁Х秶鷥?nèi)的老空積水影響安全開采，必須超前探放水并建立疏排水系統(tǒng)。
(2) 井巷在掘進過程中必須邊探邊掘，掌握前方水文情況，若發(fā)現(xiàn)有水患時，應(yīng)及時采取措施，待確定安全后再向前掘進，并將出水點位置標(biāo)于井上下對照圖或采掘工程圖上。井巷揭露的主要出水點或地段，必須進行水溫、水量、水質(zhì)等地下水動態(tài)和松散含水層涌水含砂量綜合觀測和分析，防止滯后突水。
(3) 在采掘工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等突水預(yù)兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，立即報告礦調(diào)度室，發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。
(4) 井下和地面排水設(shè)施保證完好，井下主、副水倉、沉淀池、水溝要及時進行清理，每年雨季前對礦井防治水工作進行一次全面檢查，成立防洪搶險隊伍，并儲備足夠的防洪搶險物資。
(5) 接近水淹或可能積水的井巷、老空時，井巷出水點的位置及其水量、有積水的的井巷及采空區(qū)積水范圍、標(biāo)高和積水量，必須繪制在采掘工程平面圖上。在水淹區(qū)域應(yīng)標(biāo)出探水線位置。采掘到探水線位置時，必須探水前進。
(6) 每年雨季后，上部采空區(qū)的積水情況都在變化，一定要堅持“預(yù)測預(yù)報、有掘必探，先探后掘,先治后采”，的原則。
(7) 掘進巷道時，必須嚴格沿煤層掘進，先探后掘，通過探放水孔孔解決水患問題，防止誤貫通采空區(qū)。
（四）隔水密閉
1.有突水危險的所有巷道都應(yīng)設(shè)置隔水密閉；
2. 隔水密閉的前后5m內(nèi)支架完好，門墻厚不小于0.6m，四周掏槽深0.3～0.5m；見硬幫硬底。
3. 隔水密閉嚴密，不出現(xiàn)漏縫；
4. 突水危險大的隔水密閉要求設(shè)置兩組以上；
6. 隔水密閉構(gòu)筑物的設(shè)置應(yīng)堅固穩(wěn)定。
7. 隔水密閉構(gòu)筑物的砌墻必須采用錯口方式，不得采用齊口。

6、頂板、底板災(zāi)害的防治
井田內(nèi)可采煤層為A1煤層。其頂板多為灰?guī)r，堅硬；底板多為粘土泥巖及泥巖，軟巖，易底鼓。
本礦井采用炮采，工作面支護選用適應(yīng)能力較強的單體液壓支柱支護，其型號為DW系列。
本井田主采煤層頂板較完整，節(jié)理、裂隙發(fā)育，其穩(wěn)定性較差，應(yīng)對頂板加強