轨道下山工作面探放水设计

黔南州龙里县永鑫煤矿

一采区轨道下山掘进工作面

探

放

水

设

计

2013年3月

会审签字

矿 长：

总工程师：

安全矿长：

生产矿长：

机电矿长：

会审意见

黔南州龙里县永鑫煤矿

轨道下山掘进工作面探放水设计

一、 编写依据

1. 贵州大学勘察设计研究院2011年3月编制的《黔南州龙里县永鑫煤矿开采方案设计（变更）》

2、贵州大学勘察设计研究院2011年6月编制的《黔南州龙里县永鑫煤矿安全专篇（变更）》

3. 贵州省地矿局一0四地质大队2009年12月编制的《贵州省黔南州龙里县永鑫煤矿水文地质调查报告》

4. 防治水有关规定。

二、 工作面位置及四邻关系

工作面位置及井上下关系，见表1。

表1工作面位置及井上下关系

三、矿井水文地质条件

根据地层岩性组合和含水介质特征，将区内划分为两个含水层（煤层的顶、底板）和一个相对隔水层单元（含煤岩系），含水层和隔水层单元具有相对独立而又相互联系的关系。

1) 地层富水性

根区内主要含水层为煤层顶板的下三叠统大冶组、煤层底板的上二叠统长兴组，岩性主要以碳酸盐岩为主。顶板含水岩组厚度大且分布范围广，含水丰富但不均匀，其富水性和导水性也较复杂。如下三叠统大冶组底部（T1d1）钙质泥岩夹灰岩，含水量弱，还可能相对隔水。矿区内构造简单，碳酸盐岩比较完整，裂隙和岩溶不发育，含水层之间水力联系较弱，天然条件下对煤床影响较小。只是当构造裂隙发育之处，加上岩溶发育，沟通了上覆下三叠统大冶组灰岩含水层与矿床之间的水力联系时，上覆含水层才会成为矿井的充水水源，从而威胁到煤矿的开采。

在煤层的底板发育有上二叠统长兴组的灰岩，出露位置相对较低，大部分位于最低侵蚀基准面之下，此层含水丰富且相对均匀，威胁到深部煤矿床的开采。

区内的相对隔水层为上二叠统长兴组含煤岩系，岩性为炭质页岩、泥质粉砂岩、粘土岩及煤层，含裂隙水，富水性弱，相对隔水。但在构造裂隙发育的情况下，或形成采空区，隔水性能被破坏后，即成为上下含水层水力联系的通道。

第四系（Q）松散堆积的残坡积层，含孔隙水，富水性弱，一般透水而不含水，对矿坑的充水不会造成威胁。

2) 水文地质类型

矿区地下水主要由大气降水补给，并沿岩层溶洞、裂隙向下渗透形成溶洞裂隙型潜水，一般具一定水量，受季节性影响大；其次老窑积水也是矿坑透水因素。矿床水文地质勘查类型属于第二类第一型，即以顶底板充水为主的岩溶充水矿床。

由于顶板含水岩组厚度大且分布范围广，含水丰富但不均匀，其富水性和导水性也较复杂，虽然现在开采煤层位于地下水位以上或季节变化带内，

但未来开采下山矿时，水文地质条件将趋于复杂，本矿床为水文地质条件中等至复杂的矿床。

2、 充水因素分析

（一）充水水源

⑴地表冲沟水

冲沟水沿途接受泉水及煤窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带直接接触，将来沿沟溪一带开采煤层时，冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。

⑵第四系孔隙水

矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。

（3）上二叠统长兴组弱裂隙含水层

该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，在构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量相对会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。

（4）老窑采空区积水

老窑内存在一定的积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。

（5）下三叠统大冶组、上二叠统长兴组的灰岩岩溶水

该组主要以碳酸盐岩为主，岩溶化作用强烈，易形成溶洞，大气降水可通过地表洼地的富集，经岩溶溶洞、溶隙、落水洞、采矿裂隙等渗入或突入

矿井，为矿井开采的直接充水水源。

（二）充水通道

（1）岩石天然节理裂隙

矿区内的长兴组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙、岩溶很发育，而深部则发育成岩溶管道或构造节理、裂隙，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层发生水力联系。

（2）人为采矿冒落裂隙

未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。

（3）老窑采空区

矿区内老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、部分地表水进入矿井的通道。

（三）充水方式

由于矿井直接充水含水层露头分布不广，接受大气降水补给不强，为中等～弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为老窑巷道、岩溶管道导水，因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。

3、 矿井涌水量

根据储量核实报告，此次设计矿井涌水量采用水文地质比拟法求出+650m标高的涌水量，方法如下：

水文地质比试法（富水系数法）

已开采的矿坑排出的总涌水量（Qo）与同时间期的矿体开采量（Po）之比，以Kp表示：Kp= Qo/ Po

Qo——矿坑涌水量（m3/d）。根据业主提供资料，最大涌水量700m3/d，平均120m3/d。

Po——矿体量（万吨）。根据历年的开采资料，计52万吨；+650米标高的保有资源量（50万吨，平铜石方5万吨），合计107万吨；

Kp——富水系数（m3/ d. 万吨）。用上式计算其最大值为6.95m3/d.万吨，平均值为1.12m3/d.万吨。

求出已开采矿井的富水系数Kp后，再用下式进行计算，即得矿坑未来开采的涌水量： Q=KpP

式中：

Q——矿坑预测涌水量（m3/ d）；

Kp——含义和数据同前；

P——矿体开采量。采用（+650米标高以上）的资源量（338万吨，平铜石方25万吨）参加计算。

预测结果：矿坑未来开采+650米标高的涌水量，最大涌水量2522.85m3/d，平均涌水量406.56m3/d。

根据计算结果，矿井未来涌水量为16.94～105.12m3/h，矿井涌水量较大。

本次设计按正常涌水量Q正常=16.94m3/h，Q最大=105.12m3/h进行计算考虑

四、巷道规格及支护方式

轨道下山掘进工作面巷道断面规格：宽3.0m，高2.0m；支护方式为：顶板：锚杆支护；巷邦：锚喷支护。

五、探放水钻孔布置方式：

1）、超前距、允许掘进距离、帮距和密度的确定

（1）超前距： a=0.5AL

式中：

a---超前距，m；

A---安全系数，一般取2～5；取4；

L---巷道跨度（宽或高取其大者），m；取3.0；

P---水头压力，（kgf/cm2）；取30（kgf/cm2）；

Kp---煤的抗张强度，取10（kgf/cm2）。 a=0.5 4 3.03 30

103pkp =18m，为安全起见，取20m。

（2）允许掘进距离

每次探放水钻孔完毕后，以最短的钻孔有效控制距离减去超前保护距离20M之后剩余的距离（根据每次施工钻空距离确定）。

（3）帮距

最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值应与超前距离相同，取20m。

（4）钻孔密度（钻孔 …… 此处隐藏：2184字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……