高庄矿己四采区涌水分析及水患防治措施.docxVIP

PAGE PAGE 1 高庄矿己四采区涌水分析及水患防治措施 1　矿井概况  平煤集团公司高庄矿于1968年12月底投产,分两个水平开采戊、己煤层,一水平开采戊组煤层,设计生产能力0145Mt/a,于1991年报废。二水平开采己组煤,在一水平井筒基础上延深,开拓方式为立斜联合开拓,中央并列压入式通风,设计生产能力为0145Mt/a。  二水平共分四个生产采区,分别是己一上山采区,己一下山采区,己三采区和己四采区,其中己一上山采区,己一下山采区,己三采区己经停采,现主采区为己四采区,该采区正规采面基本回采完毕,采掘工作面为下分层。矿井大面积为采空区,来自顶板砂岩水,断层水,底板水及火成岩裂隙水,形成大面积采空区积水。  高庄矿存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板等诸多的自然灾难中,水患问题是高庄矿采掘生产所面对的首要问题,现高庄矿全部采掘工程均为下分层开采,如何解决上分层采空区老空水对下分层开采的水害威逼,避免水害事故的发生,确保安全生产,为高庄矿在生产中要解决的头等大事,采空区积水是影响安全的水害因素,具有一定的静储量,水量大,并伴有大量的有害气体,一旦透水来势猛且破坏力极大,其经济损失是无法估算的。因此,了解矿水来源,制定水害防治措施,解放采空区积水下的呆滞煤炭资源,延长矿井服务年限是一项当务之急的工作。  2　采空区积水充水因素  （1）大面积采空区积水  在采动产生的矿山压力与地应力共同作用下,采动破坏加剧,破坏力加大,采动后产生顶板冒落带、裂隙带、沉降带和底板破坏带、完整岩层带、原始导高带。顶板砂岩裂隙水下渗到工作面。在采面局部地段,由于受构造影响,在地应力作用下,局部底板隔水层变薄,底板水涌出。己四采区于1994年开采,历时12年,其下山两翼工作面己基本采完(包括下分层)。为珍惜节省矿产资源,在布置下分层采面时将上分层的阶段煤柱全部套采,致使上下各采空区相互联通,而且在布置24052、24072、24092、24112、24152、24162工作面掘进期间均对上分层采空区进行过探放水,上述工作面除24092仍在开采外,其它工作面均己采完封闭,采空区积水又开头聚积,水位上升到一定标高后便开头沿采空区向下阶段渗透,当地下水查找到自然通道后便由高向低畅通无阻的自然下泄,由此己四采区下部采空区大量积水,甚至向外自流,其涌水量约为40m3/h。  （2）火成岩边界裂隙水  1)己四采区地表均为厚层状的火成岩,由于火成岩岩性很脆,采掘时,破坏了地应力的平衡状态,随地应力的释放,导致裂隙张开。当下部煤层采空下沉时,煤层顶部厚达300多米的火成岩会因下沉而产生裂隙,将由下而上全部火成岩裂隙水连通下渗至采空区。  2)火成岩与沉积岩接触面边界水。由于岩浆活动时,侵入体对原岩层产生巨大的挤压撑开作用,当侵入的岩体温度渐渐降低时,原岩层冷缩出现开裂,从而形成大量张性裂隙,尤其在接触带裂隙极为发育,常形成密集的裂隙破裂带,这些裂隙一方面成为地下水活动的空间,另一方面也成为沟通邻近含水层的导水通道。加之矿山生产活动的开采卸压,在岩浆侵入体和围岩四周产生裂隙带,为水的贯穿供应了条件。  （3）小窑老空水  己四采区范围内地方煤矿即永兴煤矿因采矿许可证到期,于20XX年元月末被彻底关闭,据调查,该矿在生产期间每月排水电费高达16万元之多(因该矿无水文地质人员无法计算矿井涌水量),由于该矿在生产期间有多处于我矿四采区西翼24120、24140、24160等采空区联通,从而导致我矿己四采区西翼采空区积水量增大,积水位上升。直接威逼24120、24140、24160等采面密闭的安全。目前,依据24162风巷口及24160停采线四周观测状况:密闭及密闭口上部老空水顺24160采空外涌,两处涌水量观看约30m3/h。  通过以上综合分析,估计己四采区采空区积水约62万m3,此外有约100m3/h动水量补充。因此,需从管理和技术上采取措施,解决上分层采空区老空水对下分层开采的水害威逼,避免水害事故的发生,确保安全生产。  3　防治水害的详细措施  依据以上对高庄矿水文地质条件全面系统分析与评估,针对高庄矿己四采区水害问题,高庄矿计划在下部布置己16-17-24172掘进工作面,其目的是:①可以解放24172这块受水害威逼的呆滞煤量,增加储量,延长矿井寿命,并总结经验,探索矿井后期防治水途径;②对下一步成功回收己四采区大巷煤柱打下良好基础,基本上解除水害对回收大巷煤柱的威逼,使工作超前运转。广阔工程技术人员集思广义,群策群力,充分论证,制定出探放水设计。建立健全煤矿防治水责任和工作体系,成立特地的防治水机构,明确责任,任务量化。各业务科