山西中煤华晋能源有限责任公司
王家岭煤矿掘进工作面防治水方案
二0一一年十月二十日
山西中煤华晋能源有限责任公司
王家岭煤矿掘进工作面防治水方案
王家岭煤矿项目是经国家发改委核准（发改能源1563号），国务院第100次常务会议批准，由华晋焦煤有限责任公司投资开发的国家和山西省重点项目。井田位于山西省乡宁县和河津市境内，面积118.48km2，地质储量14.24亿吨，主采2号、10号煤层。2010年3月28日，井下20101工作面回风巷发生透水后，项目建设停建。2011年10月15日，经上级主管部门批准，王家岭煤矿项目开始复建，为确保复建后的防治水安全，根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》及上级文件规定要求，特编制王家岭煤矿掘进工作面防治水方案。
一、地质概况
（一）自然地理
王家岭矿区属强烈侵蚀的低—中山地貌，地面标高+1312～+680m，高差632m。低山区地形坡度在15～25°之间，山坡有基岩出露。梁、峁区山坡较陡，坡度在25～40°之间，多呈“V”形山谷，大部为黄土覆盖，区内黄土喀斯特发育。
地表水属黄河水系，黄河流经井田西部边缘，区内均为季节性河流。 （二）地质和水文地质简况
根据地层出露和钻孔揭露，地层自上而下有第四系、第三系、二叠系、石炭系、奥陶系。地层总体倾向北西，倾角一般在5～10°之间。
井田构造较简单，为大致向西和西北倾向的单倾构造。褶曲、挠曲和断层发育，首采区三维地震发现有陷落柱异常，未见岩浆岩。
本区主要含水层有第四系孔隙含水层、石炭—二叠系砂岩裂隙含水层、石炭系岩溶裂隙含水层以及奥陶系岩溶裂隙含水层。
区内主要隔水层有新生界底部隔水层、石炭二叠系层间泥岩隔水层以及10#煤底板隔水层。其中，10#煤底板隔水层为下组煤带压开采的主要隔水层。
（三）主采煤层及其顶底板特征
区内主采煤层为2#煤和10#煤。2#煤层位于山西组下部，层位稳定。煤层厚度3.09～8.5m，平均厚度6.20m。一般含2～3层夹矸，最多含5层夹矸。煤层顶板大部为泥岩，粉砂岩，其老顶为一层中细粒砂岩。底板大部分为粉砂岩和泥岩，个别为细砂岩和石英砂岩。10#煤层位于太原组下段，煤层厚度0.79～6.67m，平
均厚2.34m。煤层中夹石一般为1～2层。顶板以K2石灰岩为主，常有厚约0.20m左右的泥岩或粉砂岩直接顶。底板多为泥岩或粉砂岩，局部为炭质泥岩、粘土泥岩或细砂岩。
（四）小煤窑
井田周边老窑和小煤矿较多，主要分布于埋藏较浅的东、南部，开采历史悠久，越层越界严重，开采煤层均为2#煤层，采煤方法多为房柱式。
二、水文地质条件和水害类型分析
（一）主采煤层顶底板含水层富水性分析
根据水文地质补充勘探资料，主采煤层顶板裂隙含水层补给条件一般，富水性不均一，单位涌水量在0.0027～0.0478l/s.m之间，渗透系数为0.0047～0.1376m/d，水位标高为+772.04～+952.69m，采掘生产活动受水害影响不大，防治水工作易于进行。煤层底板奥灰岩溶含水层补给条件一般，补给水源不丰富，单位涌水量0.0004～0.0585l/s.m，渗透系数0.0025～0.057m/d，水位标高+442.43～+560.00m，但局部地段（主要指分布于井田中西部断层附近）岩溶水带压高度较大，构造发育，采掘工程将受到一定程度威胁。
（二）充水水源分析
地表水、石炭—二叠系裂隙水、奥灰岩溶水、老空区积水为矿井主要充水水源。
1、地表水：为雨季形成的地表径流及其在沟谷地带形成的积水。由于本区基岩风化带底界距2#煤层顶板距离均在100m以上，而导水裂隙带高度平均为82.31m，正常地段对2#煤开采不会构成威胁，但局部沟谷低洼处，长年存在少量流水，雨季汇水，局部地带地表水可以通过导水裂隙带涌入井下，开采时要引起足够重视。
2、石炭—二叠系裂隙水：包括2#煤顶板砂岩含水层和10#煤顶板石灰岩含水层。2#煤层顶板埋藏深度为240.42～723.69 m，平均511.17m，导水裂隙带高度45.80～105.80，平均82.31m，大部分地段沟通K8、K9砂岩，局部地段沟通K10砂岩。10#煤层顶板埋藏深度为290.12～790.76 m，平均567.01m，导水裂隙带高度37.87～153.42，平均87.27m，大部分地段沟通K2、K3、K4石灰岩及K8砂岩，局部地段沟通K9砂岩。勘探资料表明，石炭—二叠系裂隙水富水性一般较差，采掘工程受其影响较小。
3、奥灰岩溶水：井田内奥灰埋藏相对较深（389.20～659.17m）。根据奥灰岩溶水水位标高和煤层底板标高，2#、10#煤层的带压范围均在井田的西北部，首采区暂不涉及带压影响。抽水试验资料表明，区内奥灰含水层厚度在12.60～30.95m之间，单位涌水量0.0035～0.015l/s.m，渗透系数0.0226～0.057m/d，为弱富水。
4、老空区积水：根据野外水文地质调查和地面综合物探探查，在井田南部、南西部和南东部相邻地段的地方煤矿均有2#煤开采区。其中在首采区F30断层北部已经发现有7个小煤窑竖井，综合物探探查发现首采区存在11个不等面积的采空区，并且巷道挖掘过程中多处发现有小煤窑废弃巷道的存在，但采空区范围和积水情况仍不清楚，必须高度防范，是今后矿井防治水工作的重中之重。
（三）充水途径分析
1、断裂导水：断层导水机理比较复杂，与水压、断层规模、开采扰动等多种因素有关。在井田的带压范围内存在有F30、F21、F34、F19断层，这四条断层的断距最小为5m，都有可能成为矿井的充水通道。
2、顶底板采动裂隙导水。由于本井田内煤层厚度较大，2#、10#煤层的导水裂隙带平均值高度分别为82.31m和87.27m，在该范围内的砂岩裂隙水和太原组石灰岩岩溶裂隙水将通过开采形成的导水裂隙进入矿井。
3、封闭不良钻孔导水。上世纪七、八十年代及前期施工的钻孔较多，有的钻孔虽已封闭，但封孔质量较差，采掘过程中一旦揭露，可能成为矿井的重要充水因素，尤其是揭露奥灰地层的钻孔，其水害隐患更大。
4、小煤窑采空区及废弃井筒导水。小煤窑私挖滥采，是国有煤矿安全生产的严重水灾隐患，采空区裂隙带不仅将地表水、煤层顶板含水层水直接导入井下，而且采空区和采空区之间形成密切的水力联系，是矿井开采最大的隐患。
（四） “3.28”透水事故分析
2010年3月28日13时40分，20101工作面回风巷掘至开口处向里797.80m时，与小煤窑老巷道相透发生透水事故，26分钟淹没18387 m3的巷道体积，峰值透水强度为42432m3/h，淹没水位标高+583.168m，透水总量约为30万m3。突水事故造成大量人员伤亡和财产损失。经专家调查组对突水原因分析，突水水源为老空区水。
综合以上分析，王家岭煤矿水文地质条件复杂，主要水害为周边老空区水，煤层顶底板砂岩水、薄层灰岩水对生产掘进有一定影响。老空区透水灾害隐蔽性
强、来势凶猛、瞬时水量大、破坏性强，对人员生命和财产威胁巨大，因此，预防老空区水任务十分艰巨。目前，尚无小煤窑开采详实资料，井下恢复生产后，依然存在老空区水威胁。
三、掘进工作面水害防治基本原则和工作流程
（一）基本思路
由于小煤窑开采巷道布置、开采层位、开采方式没有规律，水灾预防十分困难，很容易出现探查盲区而导致事故发生，一些老巷道甚至是躲避洞、绞车窝、临时水仓等，一旦揭露，都有可能大量出水。因此，老空区水防治技术手段不能单一，必须采用物探、钻探等综合探查，方可确保采掘施工安全。总体思路：以防治老空区水为重点，兼顾砂岩水和灰岩水；本着“有掘必探、有疑必钻，先探后掘，先治后采”的防治原则，积极探放，综合治理；以“防”、“堵”、“疏”、“排”、“截”五项措施为手段，确保矿井有序、高效、安全生产。
（二）工作流程
为提高防治水工作效率，更好地协调好物探、钻探、管理部门之间的工作关系，特制订综合物探、钻探、防治水技术管理工作流程。
1、井下所有掘进巷道必须采用综合物探（直流电和瑞利波方法）进行探查，井下物探施工结束后，物探队应该在一个工作日内向掘进施工单位、矿井项目管理部提交经审查签字的探测成果。
2、矿井项目管理部、31处项目部和物探队，结合施工区域水文地质资料，对物探成果进行分析、研究，审查探测成果的可靠性和危险性：
（1）如果物探成果显示掘进前方异常危险，巷道不能正常掘进，要求钻探队立即提交单个钻窝探放水设计，加强探放水。钻孔设计必须符合《防治水规定》。钻探队在探放水施工中，应经常向矿井项目管理部及分管领导反映钻孔施工情况，矿井项目管理部根据最终提交的钻探成果，判断巷道能否安全掘进或需采取其他措施。
（2）如果物探异常不明显，经钻探验证后（钻孔布置可以适当减少，一般为3～5个），水文条件简单，巷道可以掘进，矿井项目管理部就及时下发掘通知单。
（3）每段钻探施工结束后，一个工作日内，31处项目部应必须向矿井地质组提交钻探总结报告（一式8份，地质、安全、技术、生产副总、地测副总、总工、矿长、监理），再由地质组下发相关单位和人员。
3、掘进区队要积极配合物探、钻探工作，做好掘进巷道的防治水工作。对掘
水害防治实施方案（修改） - 图文
