防治水方案

防 治 水 方 案

编制日期：2007年元月

光富煤矿防治水方案

第一节 矿区概况及矿井水害调查

一、矿区概况 1、地形地貌

光富煤矿位于贵州高原北部，属剥蚀型中低山地地貌，地势中部高四围低，区内最高点位于矿区中部，海拔为+801.5m，最低点位于北部边界附近，海拔约为+693.0m，相对高差108.5m。

2、河流

矿区属于长江水系的乌江流域，有一条溪流从矿区东部边界外通过，平均流量80m3/h，溪流距井口工业场地约250m。矿区内地表水系不发育，有季节性流水的冲沟，其流量随季节变化而变化。

3、气象及地震

区内属亚热带温暖湿润气候，年平均气温15.1℃，区内年平均降水量为1057mm,每年降水分布不均,5～10月为雨季, 11月至次年4月为枯水季节。

二、矿井水害调查

根据《贵州省仁怀市光富煤矿地质报告》和《矿井水文地质规程》分类，本矿水文地质条件属于简单类型，现作如下简述：

㈠、矿井水文地质情况

贵州煤炭设计院2002年7月编制的《仁怀市中枢镇光富煤矿生产地质报告》，矿区范围内的主要含隔水层分析如下：

1. 地层含水性 （1）茅口组(P1m)

浅灰、灰色中—厚层状石灰岩，颁布在矿区之外，出露厚度165～210m。为中等含水层。

（2）龙潭组(P2l)

岩性以灰、黄灰、深灰色泥岩、粉砂岩为主，断续夹薄层菱铁质石灰岩、泥岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩。厚度80～105m。地下水循环微弱，地表无泉点出露为弱富水段。

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（3）长兴组（P2 c）

岩性以灰、深灰色中—厚层状细晶灰岩，断续夹燧石结核及泥质条带，厚度50～65m。该组地层内有一定的地下水。地下水循环微弱，地表无泉水出露。为中等含水层。

（4）夜郎组（T1y）

灰—灰黄色薄层状泥岩，厚度8～10m。该组灰岩岩溶裂隙发育，含有一定的地下水，为中等含水层。

（5）第四系(Ｑ)

主要为坡积物，厚度较薄，一般小于5m。其覆盖物孔隙度大，透水性好，接受降雨补给条件良好。

2. 矿井充水因素分析

矿井充水的主要因素为大气降水、老空积水和地表水。 （1）大气降水：

大气降水多沿基岩裂隙溶入矿井，矿井浅部裂隙发育地段其涌水量会有所增加，一般随开采深度的增加，水量会越来越小。

（2）地表水

矿区属于长江水系的乌江流域，有一条溪流从矿区南部边界外通过，平均流量80m3/h，溪流距井口工业场地约250m，而且其位于煤层底板中。矿区内地表水系不发育，有季节性流水的冲沟，其流量随季节变化而变化。故地表水对矿井的影响不大。

（3）老空积水

矿区有煤层出露，小窑一般沿露头布置。而区内已关闭的老窑较多。因此老窑存在大量的采空区积水，它是矿井充水水源的主要因素之一。

综上所述，本矿属于以大气降水和地表水为主要为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件初步定为简单类型。初步预计矿井初期正常涌水量为为10m3/h，最大涌水量为30m3/h。

3. 邻近矿井和小窑涌水和积水情况以及废弃的矿井、小窑老塘积水情况 矿区周边有较多老窑，大多都沿煤层的露头分布，长期以来，一些地方小煤窑在可采煤层露头线及其附近，小规模、季节性的开采，自用为主，开采深度一

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般在斜深30～50m左右。现非法开采小煤窑已经全部关闭，老窑多因停采时间较长，已垮塌封闭，现无法取得实测材料。因此矿山应掌握本矿区范围和邻区范围内的老窑情况，在掘进和回采过程中，随时要注意探放老窑水，防止透水事故的发生。矿井必须在井田边界留设足够的防水煤柱，且坚决不能破坏该煤柱。

随着采空面积的增大，上覆含水层的裂隙水进入采空区形成老空水，在开采老空区本层下部煤层时要注意老空水涌入工作面。煤层露头附近小窑采空区估计积水较多，生产中必须查清其开采范围和积水情况，留设足够的风氧化带防水煤柱，防止水灾事故的发生。

由于提供的水文地质资料过于简单，应尽快补作水文地质工作，切实掌握含隔水层情况、含水层含水情况、顶底板导水情况、井下最低侵蚀基准面、断层含水情况、涌水量等资料及矿区内小窑分布情况（小窑个数、位置、积水情况）。

㈡、水患类型及威胁程度 4. 水患分析 1）顶底板裂隙水

提供的资料没有对顶底板裂隙水进行叙述，应尽快补充水文地质的勘查工作。

2）老窑及采空区积水

矿区沿矿区外围煤层露头附近，曾有一些采煤小窑分布，积水客观存在。未来矿山开采过程中，可能遇老窑，并产生突水，矿井开采时如与之贯通亦将成水矿井充水隐患。

5. 主要水患

经上述分析，大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿井，小煤窑采空区积水是本矿的主要水患。

㈢ 、矿井充水及老窑采空区调查情况：

本矿属于以大气降水和地表水为主要为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件初步定为简单类型。初步预计矿井初期正常涌水量为为10m/h，最大涌水量为30m3/h。

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矿区内各含水层之间一般没有水力联系，地下水一般只限一顺层运

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动，水源的补给一般只限于大气降水及少量溪流水通过上层的渗透补给，其补给

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量具有季节性，补给水量与降水量受水面积及裂隙发育程度相关。

2、

小窑开采情况：区域内地层出露较好，因此在矿区的煤层露头线一

带，小窑分布较广，老窑的采空区积水，是矿井充水水源的主要因素之一 小窑调查一览表：

小窑开拓方位角 坡度 开采煤层 30° 45° 89° 256° 305° 40° 40 38 40° 38° 12 12 13 13 13 沿煤层走向开掘60M， 井长50M 井长50M 井长50M 沿煤层露头开掘50M 开采情况 编号 方式 小窑1 斜井 小窑2 斜井 小窑3 斜井 小窑4 斜井 小窑5 斜井 小窑开采煤层主要为C12、C13煤层，其中开采C12煤层有2个，开采C13煤层有3个；小窑开采方式一般为斜井开拓，主要受季节影响，农忙时产量低，农闲时产量高，煤层厚度一般在1.2—1.6M之间，倾角38—42°，C12、C13煤层结构简单，偶含一层夹矸，一般开采深度沿煤层倾斜向不超过50M。

3、采空区水：目前光富煤矿11201首采工作面已回采1200㎡，随着开采面积的增大和深度增加，浅部老空水及上覆煤层老空水可能导入井下，在开采覆盖煤层时，注意老空水侵入，必须加强“有凝必探，先探后掘”的原则。

第二节 地面防治水

一、 地表防治水措施 1、地表水防治设计依据

1）防洪标准及防洪坝墙设计要求

(1)井口和工业场地内建筑物的高程必须高于当地历年最高洪水位，保证任何情况下不致于被洪水淹没；

(2)在井口修筑坚实的高台或在井口附近修筑可靠的防洪堤和防洪沟，防止洪水灌入井下；

(3)防洪堤坝应选在水文地质、工程地质条件较好的地段，力求长度最短，

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阻水作用最大；

(4)一般在工业场地四周修筑沟渠，截洪泄洪，沟渠应避开煤层露头、裂缝、透水层和建筑群。

2）地形、水系和汇水面积

矿区属碳酸盐岩溶高原低山地貌，地势最高处位于井田北东部，海拔标高923m，最低处在井田南西端边缘岩溶洼地，海拔标高670m，相对高差约253m。

地形切割较大，岭谷起伏，山脉走向与区域构造线方向一致，因位处乌江与赤水河的分水岭地带，地表河流不发育。

地质报告未提供汇水面积资料。

3）开采塌陷、裂隙对地表水系和降雨渗漏的影响

由于地下煤层的开采，使得采空区上方的地表有不同程度的移动和变形。其影响范围将略大于采空区范围。而当开采深度越大时，对地表的影响将越小。本矿井地处山区，地形高差较大，采空区引起的地表塌陷，可能会引起地形陡峭的地方发生崩塌、滑坡。对于地表沉陷形成的塌陷坑，要尽量整平，回填造地，易产生滑坡的地方应提前修筑挡土墙，打抗滑桩或削坡减载等，另外，平时应经常有巡视人员，发现问题及时处理。该矿地处山区单坡荒山地带，无特殊自然景观及人文景观。因此，采取以上措施后，因煤层开采而引起的地表塌陷不会给周围环境造成大的影响。 2、地表水防治

(1)及时进行地表水文地质调查：必须及时查清矿区及其附近地面水流系统及渗漏情况，掌握当地历年降水量、山洪分布和最高洪水位资料，建立疏水、防水、排水系统。

(2)井口附近或塌陷区内外的地表水体可能溃入井下必须采取措施：容易积水的地点应修筑沟渠，排泄积水，对较低洼地点、塌陷区及地面裂隙应及时进行充填压实；排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再渗入井下；每次降大到暴雨时和降雨后，必须派专人检查矿区及其附近地面有无型缝、老窑陷落及岩溶塌陷等现象，发现漏水情况，必须及时处理。

(3)为了防止雨水渗入到井下，在矿区内采取填坑、补凹、整平地表、修筑排洪沟等措施。另外为防止山洪爆发及地表水不至冲垮地面建筑物，应及时清理

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河床。

(4)井口上方，地面工业广场建筑物周围等修筑排截水沟，进行防排水。 (5)严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段。 (6)井口标高是否高于历年最高洪水位需进一步进行实际了解，并采取相应措施，防止地表水涌入井下。 3、地表水防治工程及设备 4）防洪道工程

井口上方及工业场地四周修筑截水沟，拦截山洪水，截水沟断面0.5×0.5m，沟坡度不小于3‰。

5）防洪堤坝工程

在风井的上部的溪沟设一道防洪挡墙，拦截溪沟水，挡墙高4.0m，厚1.0m，挡墙下设1.0m×1.0m的暗沟通道。

6）排涝工程

建筑物周围设排水沟，排水沟为0.5m×0.5m钢筋混凝土盖板沟，排水沟汇集后排入在矸石挡墙下方排入小溪沟。

另在工业场地内沿原溪沟修1.0m×1.0m排水暗沟，上部接防洪堤坝下的暗沟通道，下部经煤场、矸石场于矸石挡墙下方汇于溪沟中。

7）地面水体必须留设的安全煤柱

地表无大的水体，无需留设地表水体煤柱。 8）其他地表水防治工程

在矿区范围内存在的边坡上沿设截水沟，坡脚排水沟。

第三节 井下防治水

一、 矿井开拓、开采所采取的安全保证措施 1、 矿井开拓工程位置及层位选择

矿井采用斜井开拓，各个斜井均为顶板穿层斜井。 2 、采掘工程所采取的防治水措施

1)定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图

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及采掘工程图上标出其位置、开采范围、积水情况、探水红线等。

2)针对主要含水层(段)建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。

3)井巷在掘进过程中必须边探边掘，先探后掘，掌握前方水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确认安全后才向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图及采掘工程图上。井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。

4)采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突出预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

5)井下和地面排水设施保证完好，所设沉淀池、水沟要及时进行清理，每年雨季前必须清理一次。每年雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。

6)对于斜井及巷道，对于破碎和淋水段特别加强支护，并采取导水等措施以免淋水直接淋至电缆上腐蚀电缆，巷道排水沟按规定设置并及时清理，巷道要保证排水坡度，对于巷道局部地段低洼集水段要设潜水泵或泥浆泵及时排水。

7)以后掘进的开拓、准备巷道应根据井下地层情况选择稳定、淋水小的岩层，尽量避免穿过断层等构造带。

二、防水安全煤岩柱留设

在矿井可能受到水害威胁的地段留设一定宽度或高度的煤(岩)柱，可以堵截水源流入矿井巷道，这段煤(岩)柱称之为防水煤(岩)柱。

1. 防水煤(岩)柱的种类

根据防水煤(岩)柱所处的位置，可以分成不同的种类。对于本矿井而言主要有：主要巷道煤柱、井田边界煤柱、相邻采区防水煤(岩)柱、采空区防水煤(岩)柱。

2. 留设防水煤(岩)柱的条件

通常在下列情况下都应留设防水煤(岩)柱：

1). 煤层直接被疏松含水层覆盖或位于疏松含水层以及地表水体之下，而含

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水层或地表水体又无法疏干时，应留设防水煤柱，以保证开采后顶板冒落及其产生的导水裂隙不波及到含水层或地表水体。

2). 煤层局部位于强含水层之下时应留设防水煤柱，以免采空后顶板破坏冒落波及到含水层引起突水。

3). 煤层直接与强含水层接触或与强含水层接触又被它局部掩盖时，煤柱的作用前者主要是防止含水层水突入巷道，后者除防止含水层水直接进入巷道外，还应防止煤层采空后顶板冒落波及含水层。

4). 巷道接近底板承压含水层时，如有底板突破的危险，则应留设防水煤柱，以防止地下水沿断层或突破底板进入巷道。

5). 煤层与充水断层或岩溶陷落柱接触时应留设防水煤(岩)柱，以防止地下水沿断层或陷落柱进入巷道。

6). 巷道接近被淹井巷，积水量很大又不宜疏干时，应留设防水煤柱，使矿井生产巷道与被淹井巷隔离。

3. 防水煤(岩)柱的留设原则

1)在有突水威胁但又不宜疏放(疏放会造成成本大大提高时)的地区采掘时，必须留设防水煤(岩)柱。

2)防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低到最低限度，以提高资源利用率。

3)留设防水煤(岩)柱必须与当地的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素互相适应。

4)一个井田或一个水文地质单元的防水煤(岩)柱应该在它的总体设计中确定，即开采方式和井巷布局必须与各种煤柱的留设相适应，否则会给以后煤柱的留设造成极大的困难，甚至无法留设。

5)在多煤层地区，各煤层的防水煤(岩)柱必须统一考虑确定，以免某一煤层的开采破坏另一煤层的煤(岩)柱，致使整个防水煤柱失效。

6)在同一地点有两种或两种以上留设煤(岩)柱的条件时，所留设的煤(岩)柱必须满足各个留设煤(岩)柱的条件。

7)对防水留设煤(岩)柱的的维护要特别严格，因为煤(岩)柱的任何一处被破

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坏，必将造成整个煤(岩)柱无效。防水煤(岩)柱一经留设即不得破坏，巷道必须穿过煤柱时，必须采取加固巷道、修建防水闸门和其它防水设施，保护煤(岩)柱的完整性。

8)留设防水煤(岩)柱所需要的数据必须在本地区取得。邻区或外地的数据只能参考，如果需要采用，应适当加大安全系数。

9)防水煤(岩)柱中必须有一定厚度的粘土质隔水岩层或裂隙不发育、含水性极弱的岩层，否则防水岩柱将无隔水作用。

4. 防水煤(岩)柱的留设计算 1）井田边界煤柱的留设 按下式计算：

L=0.5KM3P/KP=0.551.4350/10=13.6m

式中：L——顺层防水煤柱宽度(m)；

M——煤层厚度或采高(m) 取M=1.4m；

KP——煤层的抗张强度(kgf/cm2)KP 取10kgf/cm2； P——水头压力(kgf/cm2)，P=50kgf/cm2； K——安全系数，一般取2—5，本次设计取5。 经计算，本井田边界煤柱宽度按20m留设。 2）主要巷道(大巷及上山)防水煤(岩)柱的留设

其留设计算方法与井田边界煤柱相同，但安全系数K取1-2.5，经计算若K取2.5则L为10.84m。

因此大巷一侧按20m留设、下山一侧按15m留设。 3）水淹区或老空积水区(采空区)防水煤(岩)柱的留设

(1)在水淹区或老空积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离不得小于巷道高度的25倍，经计算为25×1.4=35m。

(2)在水淹区或老空积水区下回采时，防水煤(岩)柱的尺寸不得小于导水裂隙带最大高度与保护带厚度之和，因此按下式计算：

H防=h导裂+h保=(1.1～2.0)h冒+h保

=(1.1～2.0)[m/((k-1)cosα)] + 3×m =2[1.4/((1.4-1)cos40)]+3×1.4

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=13.4m

式中：h导裂——导水裂隙带高度(m)；

h保 ——保护层厚度；

m——煤层厚度或采厚m，本矿C12煤层1.4m；

k——采空区顶板岩石的碎胀系数，其大小取决于岩性，本矿取1.4； α——煤层倾角，本矿为400。 本矿经计算按50m留设。 5. 防水安全煤柱留设宽度 见表6-2-1。

表6-2-1 防水煤柱留设表 名 称 井田边界煤柱 下山一侧/两下山之间 采空区边界隔水煤柱 三、疏水降压措施

贵州煤炭设计院2002年7月编制的《仁怀市中枢镇光富煤矿生产地质报告》中无承压含水层资料。矿井必须采取探放水措施。并需进一步查明矿区水文地质情况，弄清楚矿区有无承压水，有的情况下应弄清楚承压水与煤层之间的水力联系，采取必要的措施，以保证采矿的安全进行。探放水措施见下面叙述。

四、井下探放水措施 1. 探放水原则

1）必须作好水害分析预报，坚持探放水原则

当采掘工程面接近含水层、被淹井巷、断层、溶洞、老空积水等地点或遇到可疑水源以及打开隔水煤柱时都必须“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”原则。

接近积水地区掘进前或排放被淹井巷和积水前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。

探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤(岩)层厚度和硬度以及安全

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煤(岩)柱尺寸(m) 20 15/20 50 光富煤矿防治水方案

措施等在探放水设计中具体规定。

2）采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水

(1)接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿时，井巷出水点的位置及其水量，有积水的井巷及采空区的积水范围、标高和积水量，必须绘制在采掘工程平面图上。在水淹区域应标出探水线的位置。采掘到探水线位置时，必须探水前进。

(2)有与溶洞、含水层及与之有水力联系的导水断层、裂隙(带)陷落柱时，必须查出其位置，并按规定留设防水煤柱。巷道必须穿过上述构造时，必须探水前进。如果前方有水，应超前预注浆封堵加固，必要时预先建筑防水闸门或采取其他防治措施。

(3)接近各类防水煤柱或打开隔离煤柱前必须探放水。

(4)接近有水的采煤工作面时；接近含水层、导水层和裂隙带等时必须探放水。

(5)接近未封闭或封闭不良可能突水的钻孔；接近不明井巷时必须探放水。 (6)煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。

(7)煤系底部有强承压含水层时以及采、掘工程接近其它可能突水段时必须探放水。经探水确认无突水危险后，方可向前掘进。每年雨季后，上部采空区的积水情况都在变化。一定要坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”。

(8)接近水文地质条件复杂的地段，采掘工作面有突(出)水征兆时。 (9)上层采空区有积水，在下层进行采掘工作，两层间垂直距离小于回采工作面采厚的40倍或小于掘进巷道高度的10倍时。

经探水确认无突水危险后，方可向前掘进。每年雨季后，上部采空区的积水情况都在变化。一定要坚持预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采。

区内采煤历史悠久。长期以来，由于矿区内存在过去采煤时形成的采空区或老硐，由于地质资料没有提供小煤窑及老空区开采深度和范围，因此无法确定小煤窑积水探水线位置。所以在工作中一定要收集有关资料，确定小煤窑积水探水线位置，以防开采上部煤层时和小窑、老窑穿透而产生透水事故。

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2. 探放水注意事项

(1)安装钻机探水前，要遵守下列规定：

① 加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。 ② 清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与

探放水量相适应的排水设备。

③ 在打钻地点或附近安设专用电话。

④ 测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位

置、方位、角度、深度以及钻孔数目。

(2)探水钻孔应保持适当的超前距、帮距和密度。

(3)预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。

(4)钻孔内水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。

(5)钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。

(6)在钻探过程中，如发现孔内显著变软，沿钻杆向外流水等透空征兆时，应立即停钻，旋紧安全套管上的钻杆卡，切勿移动和起拔，钻机后面严禁站人，以免有害气体和大量积水突然涌出或高压水将钻杆顶出伤人。待检查各项措施并加固迎头等工作进行完毕后再行放水。

(7)探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。

(8)钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。

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若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。放水过程中应经常检查孔内放出的瓦斯及其他有害气体的含量，以便采取措施。

(9)排除下山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。

(10)严格鉴定放水效果，放水工作应尽量避免在雨季进行。放水终了时将会出现下列一些现象：a、完全不淌水，向里进风或向外出风；b、水流始终不断，但没有压力；c、捅捣时有小水流，不捅捣时无水。这时可停止放水，继续进行掘进工作。

3. 探放水设计 1）探水起点的确定

为保证采掘工作和人员安全，防止误穿积水区，将水淹区的积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上，经过分析划出三条界线：即积水线、探水线、警戒线。探水线距积水线距离为60m，警戒线沿探水线外推50～150m。

探水起点：由于积水范围不可能掌握得很准，因此必须在离可疑水源75～150m以外开始打钻探水。

2）探放水钻孔布置（见下图）

图6-2-1 探水钻的超前距、帮距、孔间距、允许掘进距离示意图 (1) 超前距

为探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面的一段距离，一般采用20m，在

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厚度＜2m的中厚煤层中超前距可缩短，但不得小于8m。本设计取20m。

(2) 允许掘进距离

为经探水证实无水害威胁，可安全掘进的长度，取20m。 (3) 帮距

为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值一般与超前距相同，有时可略比超前距小1～2m，本设计取18m。

(4) 钻孔密度(孔间距)

指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的间距，一般不超过3m，以免漏掉积水区，本矿取3m。

(5) 钻孔孔径

本设计配备ZDK-280/80探水钻，最大钻进深度75m，开孔直径89mm，终孔直径50mm。

(6) 钻孔数目及布置 1. A、煤层平巷钻孔布置

主要是探巷道上帮小窑老空水，钻孔呈半扇形布置在巷道上帮。中厚煤层一般布置3组，每组1～2个孔；厚煤层一般布置3组，每组不少于3个孔。

本矿中厚煤层钻孔布置3组，每组2个孔。中厚煤层钻孔布置3组，每组3孔。

钻孔之间的夹角为7～15°为大夹角，1～3°为小夹角，视小窑老空的规模而定，规模大者取大夹角，规模小者取小夹角。

2. B、煤层上山巷道钻孔布置

钻孔呈扇形布置在巷道前方，中厚煤层一般布置5组，每组1～2个孔；厚煤层一般布置5组，每组不少于3个孔，且每组钻孔至少有一孔见顶或底。

本矿中厚煤层钻孔布置5组，每组2个孔，中厚煤层钻孔布置5组，每组3孔，每组钻孔有一孔见顶或底。

钻孔水平及倾斜之间的夹角要求与平巷钻孔相同。 探水钻钻孔布置见下图

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平巷、上山钻孔布置

探水钻孔布置方式图

4. 探放水设备选择 1）探放水设备选择依据

矿井用1个采煤工作面保证矿井年生产能力，正常生产期间配备2个掘进工作面。

2）探放水设备型号及数量

配备ZDK-280/80探水钻3台，ZDK-280/80探水钻的最大钻进深度80m，开孔直径89mm，终孔直径50mm，钻孔角度范围0～3600，配备动力4kw。

5. 探放水的安全措施

(1)探水前应加固探水工作区支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架； (2)清理巷道，保证安全撤退路线畅通无阻；

(3)保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面，水仓和排水设备要有足够的容量和能力。

(4)探水地点要安装电话，与所有可能受水威胁的工作地点连通，并事先制定好撤退路线，以防止意外事故的发生；

(5)打钻过程中，如发现煤、岩松软或沿钻杆向外流水超过打钻正常供水量

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时，要立即停止打钻(不能移动或拔出钻杆)，派人监视水情并报告矿调度室，如果情况危急，要立即通知所有受威胁地点撤人，并采取应急措施；

(6)钻孔接近采空区，可能有有害气体涌出，必须随时进行有害气体监测；探水点通风必须按有关规定进行。

五、注浆堵水措施

本设计不采用注浆堵水措施。

第四节

井下防治水安全设施

一、排水设施

光富煤矿为斜井开拓。以下计算选择开采过程中所需水泵，在开采深部采区时另选水泵或采取多级排水的方法。

1. 排水设施设计依据

本设计按正常涌水量10m3/h，最大涌水量30 m3/h考虑，正常生产后根据涌水量实测调整水泵。

采区水仓设于+600m标高，由回风斜井进行排水，井口标高+715m，排水高度115m。

按采矿许可证上规定井下采矿最低标高+300m。 2. 排水系统方案选择

排水方案：+600m标高设置采区临时水仓，由主排水泵排至地面，为一级排水。

排水系统：11201工作面→11201工作面运输顺槽(自流)→采区水仓（水泵）→联络巷→回风平巷→总回风巷→回风斜井→地面。

3. 采区水仓布置及容量 1）水仓布置

本矿设计在+600m标高运输下山与运输石门之间设置采区临时水仓，水仓设有主水仓和副水仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。主副水仓布置在C13煤层底板岩石中，水仓入口接运输下山，出口接采区水泵房吸水井。

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2）水仓容量

按矿井正常涌水量10m3/h，按8小时正常涌水量计算，水仓有效容量为10×8=80m3，本设计水仓净断面为6.6m2，水仓设计长度主水仓为25m，副水仓为15m，工程量见表6-3-1。

表6-3-1 井底水仓工程量表

长度 水仓名称 煤岩类别 支护形式 (m) 主水仓 副水仓 岩 岩 锚喷 锚喷 60 25 断面(M2) 水仓容积(m3) 净 掘 288 120 4．8 5．4 4．8 5．4 工程量(m3) 掘 324 135 4. 水泵选择 1）设计依据

(1)矿井正常涌水量：QB=10m3/h (2)矿井最大涌水量：Qmax=30m3/h

(3)排水垂高：HP=115m(计算至+600m标高) 2）水泵选型 (1) 水泵参数计算 3. A、所需水泵最小流量

QB24QB241012.0(m3/h) 20204. B、所需水泵最大流量

QBm24Qmax243036.0(m3/h) 20205. C、水泵扬程

HBk(HP6)1.2(1156)145.2(m)

(2) 水泵型号及台数的确定

根据QBm和HB值，选择额定值接近的DF25-30×5型多级分段式离心泵，其流量为23～50m3/h，扬程为171～133m；电机功率30kw，电压380V；水泵的吸、

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排水管道管径Φ=80mm。

上述水泵选择三台（其中一台工作、一台备用、一台检修）作为主排水用。 5. 主要水泵房和通道布置及安全出口

井下水泵房布置按相关规程文件选用。水泵房净断面积8.9 m，掘进断面积9.5 m2,长度10m，为半园拱形锚喷巷道。3台水泵可共用一个吸水井，但其滤水器边缘间的距离不得小于吸水管直径的两倍。

井下排水泵房设有2个安全出口，1个出口与运输下山相连，作为水泵房进风及行人入口，另一出口与两下山联络巷相连，通道底板高出联络巷底板0.5m。另外水泵房设一条管子道与主斜井相连用于安设排水管，运输下山接口处标高高出水泵房底板7m。

各条通道的出口必须安设铁栅栏门，警示牌。 6. 排水管路趟数、规格选择

主排水管设两趟，即工作水管和备用水管，沿回风斜井敷设，直接敷设于回风斜井地面靠近墙壁。采用管接头或直接焊接连接。水泵的吸、排水管道选用φ80×4钢管两趟，正常涌水时期一趟工作，一趟备用，其中工作水管的能力在20h内排出矿井24h正常涌水量。最大涌水时期两趟同时工作，全部水管的能力在20h内排出矿井24h最大涌水量。

二、矿井透水时的措施 7. 透水预兆

采掘工作面透水前，一般有下列预兆： （1） 煤壁发潮、发暗； （2） 煤壁或巷道壁“挂汗”； （3） 巷道中气温降低；

（4） 顶板来压，顶板淋水加大或底板鼓起有渗水； （5） 出现压力水线，这是离水源很近的现象；

（6） 有水声，一种是受挤压发出的“嘶嘶”声，另一种是空洞泄水声，均

是离水体很近的预兆；

（7） 有硫化氢(H2S)或二氧化碳(CO2)气体出现。

当发现工作面有透水预兆时，说明已接近水体，此时应停止作业，并报告矿

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调度室，采取有效措施，以防止透水事故的发生。

8. 透水时的措施

(1)井下发生透水时，在现场的工作人员，报告调度室的同时，应就地取材积极封堵透水孔，加固工作面支护，防止事故继续扩大。如果情况紧急，来不及进行加固工作，现场售货员应按避灾线路撤退到上一水平进风巷或地面，切勿进入独头的下山巷道。如万一无法或来不及撤至上水平，可暂时找一独头上山避难待救。遇难人员要保持镇静，避免消耗体力过度。

(2)矿领导接到透水报告后，应立即报告上级有关部门和矿山救护队，同时通知受透水事故威胁的人员撤离危险区，关闭有关水闸门，开动井下排水设备，积极组织力量，进行抢险救灾，营救遇难人员。

三、 水灾避灾路线

11201回采工作面→工作面回风顺槽→回风斜石门→回风平巷→总回风巷→风井→安全出口→地面。

11202运输顺槽及回风顺槽掘进工作面→回风石门→总回风巷→风井→安全出口→地面。

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