掘进工作面水文地质情况分析报告和水害防治措施

由天下分享时间：2025/1/14 9:26:29 加入收藏我要投稿点赞

共计1m）取5m；

γ-取底板隔水层中重度最小的泥岩重度m3。

Kp-底板隔水层的平均抗拉强度，巷道沿二1煤底板掘进时取～。取最小值；

①-④段设计巷道安全隔水层厚度计算为：

t=L〔(γ2 L2+8 KpP)1/2-γL〕/4 Kp =5×〔×52+8××1/×5〕÷（5×） ≈（m）

2、实际隔水层厚度选取

根据钻孔揭露资料进行综合对比分析，判断寒武系灰岩顶界上距二1煤层底板约为79m。太原组底部铝土质泥岩隔水层厚度较小，完整性和连续性差，往往失去隔水性能，使得寒灰与太原组下段L1～L3含水层导通，其他灰岩部分因易有岩溶发育，因此根据岩石强度比值系数工作面底板到寒灰含水层实际隔水层厚度t应取工作面底板到寒灰含水层的等值隔水层厚度36m。

3、工作面突水危险性分析 1）掘进巷道寒灰水突水危险性分析

经计算并对比分析，设计工作面标高大部分在寒灰水位以上，设计巷道实际隔水层厚度大于安全隔水层厚度，在做好老空水防治的前提下，巷道掘进过程中寒武系灰岩水突水可能性不大，但在接近断层处或裂隙发育地带不排除有突水的可能性。

2）工作面回采突水危险性分析

按照《煤矿防治水细则》中附录五公式（附5-2）计算突水系数。 T=P/M

式中P-底板隔水层承受的水头压力，取最大值；

M-底板隔水层厚度，取二1煤层底板至寒灰的距离76m与本区域工作面回采底板破坏深度18m的差值58m。 11011工作面突水系数为：

T=P/M =58

≈（MPa/m）

设计工作面标高大部分在寒灰水位以上，经计算并对比分析，该工作面突水系数远小于突水临界值m，在做好老空水防治的前提下，工作面回采突水可能性不大，但在接近断层处或裂隙发育地带不排除有突水的可能性。六、工作面涌水量预算

根据矿井涌水量随深度增加而增大的变化规律，11011工作面涌水量预算选用比拟法公式计算较为适宜，采用现生产工作面实际排水量来比拟11011工作面的设计涌水量，对于工作面正常涌水量的确定则采用现生产工作的正常排水量分别比拟计算。

预算工作面正常涌水量采用如下公式比拟计算： Q=Q1S

S1F·（1）

F1式中：Q、Q1—预算工作面正常涌水量及现生产工作面正常排水量（m3/h） S、S1—设计工作面水位降低及现生产工作面水位降低（m）

F、F1—设计工作面面积及现生产已采空面积。本区附近矿井均以顶板水为主，尚未发生底板出水。

①参数选取：现11051工作面正常排水量Q1=6m3/h，最深机巷标高–120m，设计11011工作面开采水平为-15m，静止水位采用顶、底板含水层水位平均值为+，因得S=，S1=，F=45411m2，F1=6371m2。

②涌水量预算结果：将上述选取的参数代入公式（1）得隆源煤矿矿井正常涌水量h；根据区域资料，矿井最大涌水量取正常值的2倍，矿井最大涌水量h。

11011工作面正常涌水量Q=Q1S=6F·××=h

S1F111011工作面最大涌水量Qmax=2Q=2×=h 七、水害防治措施

根据以上水文地质条件的分析，为了消除11011工作面在掘进、回采过程中受到的水害威胁，故提出以下防治水措施：

1、坚持水情水害预测预报制度，遇到水文地质异常情况必须及时下发临时

预报。

2、如果在施工过程中出现的顶板淋水影响正常生产时，必须停止掘进，待其自然卸压，确保安全后方可向前掘进。

3、施工队必须不间断的对11011工作面的老空区积水进行排放。 4、如果在施工过程中发现异常，施工队必须立即向矿调度室汇报，根据现场实际情况，有必要时必须撤出受水害威胁区域的所有人员，待其查明原因后方可向前掘进。

5、在掘进过程中施工队必须保证排水系统的安装紧跟工作面，使其排水能力达到100m3/h。

6、严格落实三专两探一撤措施，掘进过程中必须严格执行“有掘必探”的防治水原则，利用物探、钻探综合法积极探查区内的隐伏构造及水患威胁。

7、在掘进过程中一旦意外揭露小型构造及陷落柱，必须停止掘进，汇报矿调度室，查明区内的水文地质情况后方可继续掘进。八、防治水目的

为了消除工作面水害威胁，工作面在掘进（回采）过程中必须坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则，并根据《河南省煤矿防治水管理办法》兼并重组煤矿要做到“有掘必探”的探放水原则，全面推行“物探先行，提供目标，钻探验证，综合治理”的煤矿水害防治方法，尤其在综合分析异常区域，进行重点探测，杜绝水害事故的发生，为生产提供安全保障，确保该工作面的顺利采掘。九、防治水设计

11011工作面风、机巷，切眼掘进采取有掘必探，物探先行，钻探验证措施，每循环预留30m钻孔超前距。允许掘进距离内掘进时再执行短探措施。

11011工作面回采前采取瞬变电磁和电法勘探相互验证，探测工作面富水性。若存在异常区进行钻探验证。

（一）掘进过程中的防治水设计 1、物探设计 1）物探目的

11011工作面北部的采空区及其他水害对工作面的开采构成威胁，为了满足11011工作面掘进工作安全高效的进行，及做好11011工作面的防治水工作，采

用矿井瞬变电磁技术，对11011迎头迎头前方100m扇形区域范围内进行探测，查明探测范围内的视电阻率分布情况情况，对区内可能存在的富水区进行解释处

理。从而达到消除水患目的。

2）物探设计方案

探测使用仪器为YCS360A型瞬变电磁测深仪，在工作面迎头布置探测点，横向布置11个探测角度，纵向布置5个探测角度，角度示意图如图1所示。设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次电磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流，断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减。衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小，而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。

图1 瞬变电磁探测角度布置示意图

2、钻探设计

物探结束后，工作面掘进时采用超前循环探，根据物探结果，再对异常区再进行钻探验证。

1）单孔设计参数：

开孔选用φ113mm孔径钻进11m后，下一级φ108mm套管，下套管用海带、棉纱缠绕套管进行固管，进行耐压试验，试验压力不低于1Mpa，稳定时间不小于30分钟，合格后，孔口安设DN-100-16闸阀，采用φ75mm 三翼钻头钻

进至终孔，终孔验收后采取水泥浆封孔

2）钻孔布置

（1）超前循环探钻孔成组布置，每组5个钻孔，在水平面内呈扇形布置，钻孔按钻孔方位煤层伪倾角坡度进行施工。控帮距为20m，超前距30m。

（2）短探循环探钻孔成组布置，每组5个钻孔，在水平面内呈扇形布置，钻孔按钻孔方位煤层伪倾角坡度进行施工。控帮距为5m，超前距。

（3）对异常区钻探验证时，钻孔根据异常区范围大小成组布置，每组3个钻孔，在水平面上呈扇形布置，如异常区范围过大则适当加密钻孔，钻孔按煤岩层坡度进行施工，钻孔施工参数根据物探异常区的范围来确定。

3）循环超前探钻孔施工参数（1）超前循环探钻孔参数开孔位置：距巷道底板

钻孔方位：根据钻孔深度，控制1#、5#终孔距巷帮20m来确定钻孔方位，2#、4#终孔距巷帮10m来确定钻孔方位，3#孔按巷道掘进方位。