一、礦井概況
??????? 河南宏福煤業有限公司徐莊礦位于滎陽市南部,礦井設計生產能力為15萬噸/年,核定生產能力為21萬/年。開采石炭系太原組一1煤層,平均厚度1.15m,煤質為無煙煤,頂板L1-L2灰巖,底板本溪組鋁土泥巖,下部奧陶系灰巖。不存在火成巖侵入情況。低瓦斯礦井,屬低沼煤層,煤層傾角平均15°,煤層無自然發火和無煤塵爆炸危險。礦井采用立井單水平上下山開拓,中央邊界式通風,通風方法為抽出式。目前主要采區為西翼12采區和東翼11采區。回采工作面采用走向長壁式采煤方法,炮采陷落法管理頂板,工作面采用單體液壓支柱支護,刮板運輸機運輸。掘進巷道均為裸體巷道,采用點柱支護形式,人力推車運輸。皮帶下山采用膠帶運輸機運輸,大巷采用7噸電機車,一噸標準礦車運輸,井筒提升采用一噸標準罐籠提升。
??????? 1、主要含水層:
??????? (1)中寒武-奧陶系灰巖巖溶裂隙含水層,奧陶系灰巖巖溶裂隙較發育,但不均勻,在斷層破碎地段,巖溶裂隙發育,富水性強。奧陶系灰巖含水層富含巖溶承壓水,上距一1煤層底板10m左右,是威脅煤礦安全開采的主要含水層。礦井正常涌水量444m3/h,最大涌水量為1332m3/h(新修編地質報告提供),充水水源主要以頂底板灰巖巖溶裂隙水為主,故將其礦床水文地質類型劃歸為復雜型,即以巖溶裂隙水充水為主的水文地質條件復雜的煤礦床類型。(2)石炭系太原組下段灰巖含水層(L1-3)由石炭系太原組L1-3灰巖構成,厚度為10.34~14.37m,平均10m左右。巖溶發育程度一般,除淺部風化帶及斷裂帶附近巖溶較發育和富水性較強外,其余地區巖溶不太發育,富水性較差。L1-3灰巖距離奧陶系灰巖較近,與奧灰水水力聯系密切。是礦井的另一主要含水層。(3)其他:石炭系太原組上段灰巖含水層(L7-9),二1煤頂板砂巖含水層、二疊系砂巖含水層,第四系松散沉積物孔隙水含水層。以上含水層有的因厚度不夠,含水性不強;有的距本煤層較遠,故均不做考慮。
??????? 2、主要隔水層:
??????? 由位于一1煤層底板的本溪組鋁土泥巖組成,層位穩定,厚度一般為4.63-19.44m,平均厚度8.97m ,局部厚度較大。
??????? 該隔水層雖有一定隔水作用,但由于3方面的原因,隔水效果有限。主要原因是:(1)鋁土泥巖厚度較小,抗壓強度較低;(2)在采動影響下,隔水層受到破壞,有效隔水層厚度減小;(3)礦區構造裂隙發育,大裂隙常能將煤層及頂底板含水層相互溝通。
??????? 礦區的奧灰水經過多年的疏排,水位呈逐年下降趨勢,自開采之初的+160米下降到現在的-20米左右,采掘工程范圍內的水壓為2-2.2Mpa。據礦井涌水量資料統計,礦井11采區涌水量正常為273m3/h,12采區涌水量正常為197m3/h,礦井總涌水量為470 m3/h,礦井水文地質條件復雜。
??????? 二、安全水頭壓力值計算
??????? 1、根據《煤礦防治水規定》和地質報告提供有關數據,現對采煤工作面安全水壓計算如下:
??????? P=TsM=0.1×8.97=0.897Mpa
??????? 式中? M-底板隔水層厚度,平均8.97m;
????????????? P-安全水壓,Mpa;
????????????? Ts-臨界突水系數,Mpa/m。
????????????? Ts值應當根據本區資料確定,一般情況下,在具有構造破壞的地段按0.06 Mpa/m計算,隔水層完整無斷裂構造破壞地段按0.1 Mpa/m計算。本區隔水層完好,所以按0.1 Mpa/m計算。
??????????? 2、根據近兩年鉆孔水文觀測,目前水位在-20左右,開采標高在-160--240之間,開采區域水壓1.4-2.2 Mpa,綜上所述,安全水壓為0.897 Mpa,開采區域水壓大于安全水壓,屬帶壓開采,特制訂帶壓開采安全技術措施如下:
??????? 三、礦井防治水安全技術措施
??????? 1、根據“防、排、疏、堵、截”礦井防治水原則
??????? (1)防水
??????? ①調查清楚礦井所在區域的水文地質情況,包括以下方面的內容:含水層與隔水層;巖溶水的補給、徑流和排泄;巖溶發育特征及規律;礦井出水因素分析;富水性及分區。
??????? ②建立防水隔離設施,根據礦井生產地區布局,已在東西翼大巷分別各建筑了一道防水閘門,保證兩翼水的隔離。
??????? ③根據《煤礦防治水規定》的要求,結合本礦井田地質、水文地質條件留設出足夠的防水隔離煤柱。
??????? ④建立礦井地下水動態觀測系統,在礦區井下設計奧灰水文觀測孔3個,目前已施工完畢2個,及時了解奧灰水位的變化情況。
??????? ⑤搞好礦井水文地質預測預報工作,對所有采掘頭面必須有月預報和臨時預報,預報要求準確,能夠指導生產。