一、矿井概况
??????? 河南宏福煤业有限公司徐庄矿位于荥阳市南部,矿井设计生产能力为15万吨/年,核定生产能力为21万/年。开采石炭系太原组一1煤层,平均厚度1.15m,煤质为无烟煤,顶板L1-L2灰岩,底板本溪组铝土泥岩,下部奥陶系灰岩。不存在火成岩侵入情况。低瓦斯矿井,属低沼煤层,煤层倾角平均15°,煤层无自然发火和无煤尘爆炸危险。矿井采用立井单水平上下山开拓,中央边界式通风,通风方法为抽出式。目前主要采区为西翼12采区和东翼11采区。回采工作面采用走向长壁式采煤方法,炮采陷落法管理顶板,工作面采用单体液压支柱支护,刮板运输机运输。掘进巷道均为裸体巷道,采用点柱支护形式,人力推车运输。皮带下山采用胶带运输机运输,大巷采用7吨电机车,一吨标准矿车运输,井筒提升采用一吨标准罐笼提升。
??????? 1、主要含水层:
??????? (1)中寒武-奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层,奥陶系灰岩岩溶裂隙较发育,但不均匀,在断层破碎地段,岩溶裂隙发育,富水性强。奥陶系灰岩含水层富含岩溶承压水,上距一1煤层底板10m左右,是威胁煤矿安全开采的主要含水层。矿井正常涌水量444m3/h,最大涌水量为1332m3/h(新修编地质报告提供),充水水源主要以顶底板灰岩岩溶裂隙水为主,故将其矿床水文地质类型划归为复杂型,即以岩溶裂隙水充水为主的水文地质条件复杂的煤矿床类型。(2)石炭系太原组下段灰岩含水层(L1-3)由石炭系太原组L1-3灰岩构成,厚度为10.34~14.37m,平均10m左右。岩溶发育程度一般,除浅部风化带及断裂带附近岩溶较发育和富水性较强外,其余地区岩溶不太发育,富水性较差。L1-3灰岩距离奥陶系灰岩较近,与奥灰水水力联系密切。是矿井的另一主要含水层。(3)其他:石炭系太原组上段灰岩含水层(L7-9),二1煤顶板砂岩含水层、二叠系砂岩含水层,第四系松散沉积物孔隙水含水层。以上含水层有的因厚度不够,含水性不强;有的距本煤层较远,故均不做考虑。
??????? 2、主要隔水层:
??????? 由位于一1煤层底板的本溪组铝土泥岩组成,层位稳定,厚度一般为4.63-19.44m,平均厚度8.97m ,局部厚度较大。
??????? 该隔水层虽有一定隔水作用,但由于3方面的原因,隔水效果有限。主要原因是:(1)铝土泥岩厚度较小,抗压强度较低;(2)在采动影响下,隔水层受到破坏,有效隔水层厚度减小;(3)矿区构造裂隙发育,大裂隙常能将煤层及顶底板含水层相互沟通。
??????? 矿区的奥灰水经过多年的疏排,水位呈逐年下降趋势,自开采之初的+160米下降到现在的-20米左右,采掘工程范围内的水压为2-2.2Mpa。据矿井涌水量资料统计,矿井11采区涌水量正常为273m3/h,12采区涌水量正常为197m3/h,矿井总涌水量为470 m3/h,矿井水文地质条件复杂。
??????? 二、安全水头压力值计算
??????? 1、根据《煤矿防治水规定》和地质报告提供有关数据,现对采煤工作面安全水压计算如下:
??????? P=TsM=0.1×8.97=0.897Mpa
??????? 式中? M-底板隔水层厚度,平均8.97m;
????????????? P-安全水压,Mpa;
????????????? Ts-临界突水系数,Mpa/m。
????????????? Ts值应当根据本区资料确定,一般情况下,在具有构造破坏的地段按0.06 Mpa/m计算,隔水层完整无断裂构造破坏地段按0.1 Mpa/m计算。本区隔水层完好,所以按0.1 Mpa/m计算。
??????????? 2、根据近两年钻孔水文观测,目前水位在-20左右,开采标高在-160--240之间,开采区域水压1.4-2.2 Mpa,综上所述,安全水压为0.897 Mpa,开采区域水压大于安全水压,属带压开采,特制订带压开采安全技术措施如下:
??????? 三、矿井防治水安全技术措施
??????? 1、根据“防、排、疏、堵、截”矿井防治水原则
??????? (1)防水
??????? ①调查清楚矿井所在区域的水文地质情况,包括以下方面的内容:含水层与隔水层;岩溶水的补给、径流和排泄;岩溶发育特征及规律;矿井出水因素分析;富水性及分区。
??????? ②建立防水隔离设施,根据矿井生产地区布局,已在东西翼大巷分别各建筑了一道防水闸门,保证两翼水的隔离。
??????? ③根据《煤矿防治水规定》的要求,结合本矿井田地质、水文地质条件留设出足够的防水隔离煤柱。
??????? ④建立矿井地下水动态观测系统,在矿区井下设计奥灰水文观测孔3个,目前已施工完毕2个,及时了解奥灰水位的变化情况。
??????? ⑤搞好矿井水文地质预测预报工作,对所有采掘头面必须有月预报和临时预报,预报要求准确,能够指导生产。