2014年度防治水规划

宁阳县南宁矿业有限公司

中长期防治水规划（2014－2019）

宁阳县南宁矿业有限公司

二0一四年一月

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审 批 意 见

本规划于2014年 1月 1日在矿井调度室进行了集体会审，通过集体会审，讨论研究，同意所编写的内容，并提出如下审批意见：

会审单位及人员签字 地测科： 年 月 日 安全科： 年 月 日 生产科： 年 月 日 机电科： 年 月 日 通防科： 年 月 日 技术科： 年 月 日 地测副总： 年 月 日 安全矿长： 年 月 日 总 工 程 师： 年 月 日 矿 长： 年 月 日

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宁阳县南宁矿业有限公司

中 长 期 防 治 水 规 划

一、编制规划的必要性和完成规划的可能性

1、根据《煤矿安全规程》第252条的规定要求:煤矿企业、矿井应当编制本单位的防治水中长期规划（5—10年）和年度计划，并认真组织实施。查明矿区和矿井的水文地质条件。因为在矿井生产建设过程中，各种类型的地下水通过

各种涌水通道进入采掘工作面，当矿井涌水量超过排水能力 时，就会发生水灾，其危害极大，不仅可能淹没工作面、巷道，甚至可能淹没整个矿井，许多伤亡事故都曾造成沉痛的教训，所以为防止水灾事故的发生，保证矿井建设和生产的安全，做好防治水工作，编制防治水规划具有十分重要的意义。

2、为了防止水害事故的发生，就必须贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，坚持当前与长远、局部与整体、地面与井下、防治与利用相结合的原则，根据不同的水文地质条件，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施，进行整体规划，根据井下现实的开拓开采情况和防治水工程计划，完善防治水规划是完全可能的。

二、生产计划

2014-2016年矿井掘进工作面计划表 巷道巷道名称 长度（m） 工队巷道断面㎡支护形区 别 掘类别 （荒） 式 开工时间 竣工时间 一3202采煤工作面进 队 回风巷 300 回采 5.83 架棚 2014.1.1 2014.3.31 3

维修3300采区主下山、排水 —130主副下山联络巷 维修3300采区主下山 3300采区下部车场 3300采区水仓上部绞车房、进水巷 3300采区水仓、配水井 3300采区3301采煤运输巷 3301采面切眼 —162片口石门、3303采面运输巷 3302采面切眼 —193片口石门、3305采面运输巷 3305采面切眼 10 开拓 5.83 架棚 2014.4.1 2014.4.15 23 开拓 5.83 架棚 2014.4.16 2014.4.30 270 开拓 5.83 架棚 2014.5.1 2015.6.15 40 开拓 10.8 锚网喷 2015.6.16 2015.8.15 38 开拓 6.2 锚网喷 2015.8.16 2015.9.15 180 开拓 6.8 锚网喷 2015.9.16 2015.12.31 470 准备 5.83 架棚 2016.1.1 2016.5.31 80 回采 5.83 架棚 2016.6.1 2016.6.30 550 准备 5.83 架棚 2016.7.1 2016.12.31 80 回采 5.83 架棚 2016.11.6 2016.12.5 380 准备 5.83 架棚 2016.8.1 2016.11.30 80 回采 5.83 架棚 2016.12.1 2016.12.31 2014-2016年矿井掘进工作面计划表

工队巷道长度巷道断面㎡支护形区 别 巷道名称 类别 （荒） 式 开工时间 竣工时间 4

（m） 维修-80偏口、下山 3300采区副下山回风巷、排水 3300采区副下山维修排水 3300采区泵房、变电所进风巷 3300采区泵房 100 开拓 5.2 锚网喷 2014.1.1 2014.2.28 20 开拓 5.2 锚网喷 2014.3.1 2014.3.31 270 开拓 5.83 架棚 2014.4.1 2015.5.15 30 开拓 6.2 锚喷 2015.5.16 2015.6.16 18 开拓 12.2 锚喷 2015.7.17 2015.8.17 3300采区变电所 掘二3301工作面回风25 开拓 11.4 锚喷 2015.8.18 2015.8.19 进 队 巷 —131偏口石门、3302采面运输巷 3302采面切眼 300 回采 5.83 架棚 2015.8.20 2015.11.20 550 准备 5.83 架棚 2015.11.21 2016.6.21 80 回采 5.83 架棚 2016.6.22 2016.7.22 —162运输下山 3306工作面运输巷 160 准备 6.2 架棚 2016.7.23 2016.9.30 300 准备 5.83 架棚 2016.10.1 2016.12.31 2014-2016年矿井掘进工作面计划表

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工队巷道巷道名称 长度（m） 3202采煤工作面回风巷 维修3300采区主下山、排水 —130主副下山联络巷 维修3300采区主下山 3300采区下部车场 3300采区水仓上部绞车房、进水38 巷道断面㎡支护形区 别 类别 （荒） 式 开工时间 竣工时间 300 回采 5.83 架棚 2014.1.1 2014.3.31 10 开拓 5.83 架棚 2014.4.1 2014.4.15 23 开拓 5.83 架棚 2014.4.16 2014.4.30 270 开拓 5.83 架棚 2014.5.1 2015.6.15 40 开拓 10.8 锚网喷 2015.6.16 2015.8.15 开拓 6.2 锚网喷 2015.8.16 2015.9.15 掘三巷 3300采区水仓、配水井 3300采区3301采煤运输巷 3301采面切眼 —162片口石门、3303采面运输巷 3302采面切眼 —193片口石门、3305采面运输巷 3305采面切眼 180 开拓 6.8 锚网喷 2015.9.16 2015.12.31 进 队 470 准备 5.83 架棚 2016.1.1 2016.5.31 80 回采 5.83 架棚 2016.6.1 2016.6.30 550 准备 5.83 架棚 2016.7.1 2016.12.31 80 回采 5.83 架棚 2016.11.6 2016.12.5 380 准备 5.83 架棚 2016.8.1 2016.11.30 80 回采 5.83 架棚 2016.12.1 2016.12.31 6

1、2014年生产计划

全矿井现有三个掘进队，每月计划掘进煤巷进尺100米，岩巷进尺50米。 2014年采煤工作面为3202采煤工作面计划产煤12万吨，采面出煤10.4万吨，掘进煤量1.6万吨，采面回收率达到95%。计划进尺2325米，其中开拓进尺700米，准备进尺650米，回采进尺975米。

2014年底矿井开拓煤量39.6万吨，准备煤量14.4万吨，回采煤量16.3万吨。

开拓煤量39.6万吨，计算基础12万吨/年，可采期3.3年。 准备煤量14.4万吨，计算基础12万吨/年，可采期1.2年。 回采煤量11.05万吨，计算基础0.87万吨/月，可采期12.7月。

2、2015年生产计划

2015年采煤工作面为3203采煤工作面，计划产量为12万吨，其中回采煤量为11万吨，掘进煤量为1万吨；全年掘进总进尺为1930米，其中开拓进尺810米，准备进尺为750米，回采进尺为370米。截止2015年底矿井开拓煤量78.2万吨，准备煤量24.2万吨，回采煤量10.2万吨。

可采期：开拓煤量78.2万吨，计算基础12万吨/年，可采6.5年。

准备煤量24.2万吨，计算基础12万吨/年，可采2.0年。 回采煤量10.2万吨，计算基础0.93万吨/月，可采10月。

3、2016年生产计划

2016年采煤工作面为3204采煤工作面，计划产量为12万吨，其中回采煤量为11万吨，掘进煤量为1万吨；全年掘进总进尺为2000米，其中开拓进尺820米，准备进尺为760米，回采进尺为420米。截止2016年底矿井开拓煤量77.1万吨，准备煤量25.1万吨，回采煤量11万吨。

可采期：开拓煤量77.1万吨，计算基础12万吨/年，可采6.4年。

准备煤量25.1万吨，计算基础12万吨/年，可采2.1年。 回采煤量11万吨，计算基础0.93万吨/月，可采11月。

三、矿井水文地质情况

㈠ 水文地质资料

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1、矿井水文地质类型

南宁矿业矿井水文地质类型为中等类型。

2、其变化规律：井下各涌水点基本不受雨季期间的影响。

㈡ 采空区、断层、裂隙、陷落柱等构造的导水性

由于矿井的采掘活动会破坏地下水

的平衡，从而导致断层导水发生改变，原来不导水的断层可能成为导水断层。因此，对边界大断层的导水性，应引起足够的重视，在矿井采掘过程中，要坚持“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”的原则。对过断层的巷道，要先查明断层的具体位置及其导水性，必要时超前对断层带进行预注浆加固或调整开拓部署避开断层带。

1、采空区：本井田内3煤层为原葛

石煤矿开采遗留煤炭资源，其开采上限标高+6m，下限标高为-350m，已形成大面积采空区，区内存有大量积水，积水面积约28万23

m，动水量约60m/h。

2、断层：1993年5月22日，南宁

煤矿东翼-170m运输巷，奥灰水通过F4支断层与十下灰导通，进入17煤层采煤工作面，一度造成淹井，后通过地面钻孔注浆封堵，方根治水患。石屯煤矿在其东翼石门穿过F4

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号断层，过断层巷道标高-128m。F4断层以西位于三煤顶板之上的2煤附近岩层，过断层后则进入15煤附近层位。断层落差为150m左右，该处断层带宽度为20m，充填物为中细砂岩、泥质粉砂岩碎屑，滴流淋水贯穿整个断层破碎带。从七十年代末过断层进入东区至今，历时二十几年，滴流一直存在，

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实际测定涌水量小于2m/h。经观测分析，断层下降盘的2煤附近中砂岩为一弱含水层，并呈层流性导水，其浅部与地表第四系砂层直接接触，深部则延伸至F4号断层带，从而对断层带造成了间接的补给作用。由于矿井的开采活动会破坏地下水的平衡，从而导致断层导水性发生改变，原来不导水的断层可能成为导水断层。

3、裂隙：3煤层的充水因素是顶板

裂隙较发育的地方，可能有顶板淋水出现。由于3煤层已开采，顶板砂岩已冒落，不存在顶板砂岩水。

4、陷落柱：经相关资料分析和采掘

工程实际揭露未发现有陷落柱。

5、地表：矿区范围内有一季节性河

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流长年无水，雨季间水由东向西流。本区最高历史洪水位+66m，工业广场标高+80.0m，井口标高+82.0m，均高于历史洪水位，洪水不会对矿井造成不良影响。

6、相邻矿井：由于井田边界均留设

50m保护煤柱，因此，其采矿活动对本矿无影响。

7、钻孔：本井田内无封闭不良钻孔。 8、第四系：第四系厚度1.00～

10.38m，平均厚度4.70m，由砂质粘土、砂、砂砾石层组成，含砂1～2层，含水较丰富。由于3煤层被原葛石矿已开采，上部岩层受采动有影响，为防止开采波及第四系地表水通过采动裂隙进入矿井，严格按3煤层复采区开采安全性论证报告开采，原葛石煤矿的采空区积水除3煤层顶板砂岩裂隙水以外，主要是第四系含水层水。

9、三灰：三灰上距3煤层40m左右，

下距8煤层10m左右。三灰平均厚度3.40m，为薄层灰岩，其溶裂隙发育较差，为一弱含水层，井田浅部有三灰隐伏露头，在一定程度上接受第四系水的补给。8煤层上距三灰

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仅有10m左右，是8煤层的直接充水含水层，对8煤层的开采有一定的影响，但不会威胁矿井安全。

10、涌水量：矿井正常涌水量

115m3/h，最大涌水量173m3/h。

今后在开拓开采过程中，对一些揭露不详的构造不能掉以轻心，必须严格执行《煤矿防治水规定》。

四、防、堵、疏、排、截防治水工程

查清水文地质条件

（一）、 含水层

1、第四系砂及砂砾石层孔隙型潜水

第四系由砂质粘土、砂、砂砾石层组成，井田内第四系砂层孔隙型潜水夹于第四系砂质粘土或粘土质砂中，整个井田内沉积分布程度不同，局部层次有1～2层，厚度2m，根据271、272、501、515、8401、8402、8405、8501、8502等钻孔柱状资料显示，在井田北部有局部厚砂层外，其它范围均没有砂层，第四系平均厚度4.70m。原农田灌溉用地表水井，现基本已干枯无水，本层为弱含水层；区内工农业用水的主要水源来自深部水井。目前，两斜井筒淋水量很小，一直维持在5m3/h左右。

2、山西组3煤层顶板砂岩含水层

山西组3煤层顶板砂岩累计厚度约20m，以灰白色中砂岩为主，其次为灰色细砂岩，3煤层与3下煤层之间则为厚度10m左右的灰白色中砂岩，为砂岩裂隙型承压含水层，单位涌水量为0.0741/s/m，矿化度为0.79g/l，水质类型HCO3•CL•SO4-Na•Ca该含水层为原葛石煤矿3煤层开采时的主要直接充水含水层。

石集煤矿在建井前，为确保建井顺利安全，在主井以北约70m处施工J-1号井筒检查钻孔，孔深462.00m，孔径110mm，终孔层位为二灰以下。终孔后，曾对该孔进行全孔抽水试验，抽水时间于19年9月23日8时30分开始，24日17时结束，延续时间32时30分，抽水前的静止水位为+7.45m，27日14时的恢

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复稳定水位+26.55m，抽水时水位降深62.44m，测定钻孔涌水量0.0025l/s，单位涌水量0.00004l/sm，钻探时通过泥浆消耗观测，该孔没发现漏水现象。

伏山煤矿在开采浅部3煤层时，其顶板砂岩有淋水、滴水现象，但水量不大，采至-150m水平时，仅在断层带附近砂岩有滴水，采面则干燥无水，一般可以不再视本层砂岩为含水层。

3煤层受到分层开采后，顶部砂岩冒落、裂隙发育，采空区充水、含水，其含水性有待于进一步探明。

3、太原组第三层灰岩含水层

太原组第三层石灰岩（简称三灰）位于太原组的上部，浅灰～灰色或灰白色，致密、坚硬，厚1.95～4.55m，层位稳定，顶、底部泥质含量增高，浅部溶穴、裂隙较发育，富水性较好。深部裂隙被方解石充填或半充填，富水性差，属岩溶裂隙型承压含水层，以静水量为主，易于疏干，其富水性与其埋藏深度呈反比。单位涌水量0.001～0.55L/s.m，矿化度为0.78g/L，水质类型HCO3•CL-Na•Ca。

原葛石煤矿-130m水平大巷中，揭露三灰，厚度3.70m，层间发育着虫洞型细水溶洞，形状各异，揭露点常年涌水量为5～15m3/h，夏秋季增大，春冬季减少，随大气降水的多少而呈现周期性变化。经过分析和实地勘察，葛石矿井田内的三灰地层在浅部露头处与第四系砂土含水层直接接触，地表水通过灰岩内细小溶洞导入井下。由此看来，三灰在与第四系地表水接触时能够使地表水对三灰产生补给作用。

在邻近石集井田井下一采区西翼-350m运输大巷过F13断层时，巷道穿过了三灰，厚度3.40m，灰黑色，裂隙发育，但全被方解石脉充填，块状结构，巨厚层状层理，偶见腕足类动物化石，为典型的浅海相石炭系沉积地层。整个岩层没发现溶洞，干燥、坚硬、不含水。由于该处埋藏深，上覆全被厚度巨大的侏罗系隔水层覆盖，没有补给来源，所以不含水。这一深度上的含水特征证明该含水层的富水性由浅到深逐渐减弱。三灰为宁阳煤田建井期间的主要充水含水层，一般当井筒揭露本含水层时，会发生涌水，但涌水量不大，一般不致形成水患。该含水层对矿井建设生产影响不大。综合确定三灰为弱含水层。

4、第十下层石灰岩含水层

第十下层石灰岩（简称十下灰）厚度为1.55～7.78m，平均厚度4.34m，灰～深灰色、质纯、致密、坚硬、厚度稳定，其下部或底部多为炭质或泥质条带状薄

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层石灰岩。浅部或构造附近裂隙较发育，富水性较强。深部裂隙多被方解石充填，属溶穴裂隙型承压水。根据121、553孔抽水试验，单位涌水量为0.037～1.061/s．m，矿化度为0.72g/l，水质类型为HCO3•CL-Na•Ca。本矿主斜井在斜长110m（垂深46m）处揭露十下层石灰岩时，其涌水量为20.78m3/h，单位涌水量为0.47l/s.m。该含水层其富水性不均匀，煤田中部和西部富水性较强，东部富水性较弱。这与煤田西部第四系含水砂层厚，含水丰富，对十下灰岩含水层的补给量较大有关。但是煤田东部在采掘之后，造成水头差的情况下，奥灰水可通过断层补给本含水层。十下层石灰岩为矿井开采16、17层煤时的直接充水含水层。目前，十下灰涌水主要流入16、17采空区，其涌水量稳定在20m3/h左右。

5、本溪组十三、十四灰含水层

十三灰俗称徐家庄灰岩，位于本溪组的上部，上距太原组十下灰35m左右，厚度1.60～13.57m，平均9.00m，灰～浅灰色，质纯，含海百合茎，腕足类化石。

十四灰俗称草埠沟灰岩，位于本溪组中部，平均上距十三灰5.0m左右，厚度0.00～1.60m，平均1.30m，为浅灰～乳白色，质不纯，灰岩砾块与粘土岩混杂沉积，具砾状结构（俗称疙瘩状灰岩）。十三灰与十四灰之间为灰绿色，杂色粘土岩。资源勘探及生产阶段对十三、十四灰未开展水文地质工作。

6、奥陶系石灰岩含水层

奥陶系石灰岩（简称奥灰）为煤系基底，岩性为茶褐灰、肉红色厚层状石灰岩，间夹薄层状泥岩及白云质灰岩、白云岩等，含珠角石化石，多见缝合线，裂隙发育，一般被方解石充填，少量未充填裂隙发育成小溶洞，最大直径1～2cm。井田内无钻孔揭露奥灰。

奥灰富水性主要取决于其裂隙溶洞的发育程度、埋藏深度、距露头带的远近以及排泄高程等因素，富水性在水平方向和垂直方向上均表现为极不均衡。宁阳煤田内一般自西而东、由浅而深其富水性变弱。究其原因，一是自西而东第四系潜水的富水性变弱，其补给来源欠佳；二是由浅而深奥灰的风化程度变弱。南宁煤矿位于宁阳煤田东区西段的浅部，奥灰上距17煤层一般在50.79m左右，由于断层的切错，奥灰可与16、17煤层形成对口。1993年5月22日，-170m运输巷，奥灰水通过F4支断层与十下灰导通，进入矿井16煤层采煤工作面，一度造成淹井，后通过地面钻孔注浆封堵，解除了水患。因此，奥灰水是矿井开采16、17煤层时的主要水害威胁。

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邻近保安煤矿先后抽奥灰水5次，其中F26断层以北2次，单位涌水量0.012～1.6988l/s.m，属强至弱含水区；以南3次，单位涌水量0.00006～0.0413l/s.m，属弱含水区。矿化度均在0.4g/l左右，水质类型均为重碳酸钙型。这说明无论是强区（F26断层以北）还是弱区（F26断层以南）其补给水源近，水循环条件好，矿井不可能用疏水的方式降低奥灰水压。

邻近伏山煤矿先后抽奥灰水2次，单位涌水量0.017～0.052l/s.m，渗透性系数0.105～0.299m/d，水质类型HCO3-CaMg、HCO3-KNa。其水质类型、水循环条件比南宁煤矿差。

（二）隔水层

1．太原组泥岩、页岩、粘土岩隔水岩组

太原组三灰至十下灰平均间隔约在92m，这套地层为典型的海陆交互型沉积。主要由灰～深灰色粉砂岩，棕灰～深灰色泥岩、粘土岩和灰～灰绿色中砂岩、细砂岩组成，并夹薄层不稳定石灰岩三层和薄层不可采煤层多层，其中的粉砂岩、泥岩及粘土岩为良好的隔水层组，可有效地阻隔三灰与十下灰之间的水力联系。

2、本溪组泥岩、粘土岩的隔水层组

厚约30m，其岩性为杂色粘土岩，泥岩、G层铝土岩、石灰岩和煤层，其中粘土岩、泥岩、铝土岩均具有很强的隔水消压性能。但是隔水性能虽与岩性、岩石强度、含水层水头高度、构造发育、开采深度、开采方法等多种因素有关，然而与隔水层厚度的关系最为重要。正常情况下，该隔水岩组可以有效地阻隔奥灰与上部灰岩间的水力联系。但由于本溪组地层厚度较小，而且本井田断裂构造发育，导致该隔水层组隔水性降低。

石灰岩岩溶承压水上开采底板突水与承压水水源（水量和水压）、地质构造、底板隔水岩层的隔水能力、受采动影响底板的破坏深度等因素有关。保安煤矿于1998年9月与原山东矿院合作，在3501试采工作面(采深450m左右)中进行了采后底板岩

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层破坏最大深度和沿工作面倾斜方向底板破坏带的形态观测研究。通过在3501试采面运输巷外侧施工观测巷道和不同俯角8个钻孔，采用单孔发射～双孔接收声速测量技术，弹性波CT成象和全方位钻孔分段注水测量技术，通过采前、采中、采后三个阶段的观测，经综合分析得出其底板破坏深度的最大值为14m。

南宁矿业3、8煤层开采距奥灰较远，不受底板水害威胁；16、17煤层现仅剩余-80m以上井筒煤柱，因此开采16、17煤层时所形成的底板破坏深度最大值按10m选取。

3、安全开采评价 ① 突水系数法

承压水上安全开采评价常采用突水

系数法，亦即单位隔水层厚度所能抵抗的水压值。对于有断层存在时，突水系数不大于0.06MPa/m视为安全；对于正常岩层段，突水系数不大于0.10MPa/m，则为安全。

根据公式 T式中：Ts－突水系数，MPa/m；

sPM0Cp

P－水压，MPa；

M0－等效隔水层厚度，m； Cp－底板破坏深度，m。

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计算取最大水压P=3.0MPa，底板破

坏深度C=10m，则要满足突水系数T<0.06，则

ps

M0PCpTs＝15.0m。

因此，根据突水系数法评价，要保证

安全开采，等效隔水层厚度必须大于15.0m。

② 安全隔水层厚度评价法

根据公式

式中：t安－安全隔水层厚度，m；

t安L(2L28KpHL)4Kph

L－工作面最大控顶距，m；

－煤层底板隔水层平均容重，MN/m3，

Kp－隔水层岩石的抗张强度，MPa；

p－隔水层底板承受的水压，MPa。

取L＝4m，γ＝2.4MN/m，p＝3.50MPa, K＝1.08MPa(据济宁煤田)

则 t安＝10.24m。

因此，要保证安全开采，其安全隔水

厚度必须大于10.24m。

③ 阻水系数评价法

由于煤层底板主要岩性为粉砂岩、中

砂岩，参考经验值，平均岩体破裂压力Pb取为10MPa，破坏半径R为50m(据《保安煤

p3

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矿直接受奥灰承压水威胁的厚煤层带压开采研究总结报告》)，则阻水系数Z=Pb/R=0.20MPa/m

因此要阻抗3MPa的水压，则有效隔

水层厚度：

t＝3.0/0.2=15m。

经采用突水系数法、安全隔水厚度评价法和阻水系数评价法综合分析知，3、8煤层远离底板含水层，不受底板承压水威胁；开采-80m以上16、17煤层井筒保护煤柱时，为确保其底部十三、十四灰及奥灰水不突入矿井，必须保证有效隔水层厚度大于15.0m。在该井田内，17煤层距十三灰25.70m，奥灰40.70m，正常情况下能够达到安全开采的要求。

（三）、断层导水性

断层对矿井充水条件的影响，取决于

断层的性质、力学性质、规模、密度、被切割岩层的岩性特点以及水文地质条件。由于断层本身是非均质的，在其形成过程中可能经历多期活动，断层力学性质难以确定，断裂带或断层面特点可能具多变性。因而断层导水性、富水性可能具有很大的差异。一般规律是，在不同的断裂构造交汇部位，易形成构造破碎带，岩石破碎带内裂隙较多且大，导水性和富水性较强，但如果断裂带内的空隙已被充填或胶结牢固，则导水性和富水性较弱。在断层两盘为塑性岩层如泥岩、

17

粉砂岩、砂质泥岩、粘土岩等，破碎带很窄或不发育，其导水性可能很差。因此，断层的导水性要根据具体情况做具体分析。而且，对某一具体断层的不同部位的导水性也应做出不同的判断，以便比较准确的掌握断层的导水情况，从而指导安全生产。

1993年5月22日，南宁矿业东翼

-170m运输巷，奥灰水通过F4支断层与十下灰导通，进入17煤层采煤工作面，一度造成淹井，后通过地面钻孔注浆封堵，方根治水患。因此，F4为导水断层。

石集煤矿在其西翼运输大巷和总回

风巷内，先后由3煤直接顶板穿过F13断层，进入三灰层位附近，并揭露三灰。F13号断层为一张性正断层，走向130～150°，倾向40～60°，倾角65～70°，落差30～60m，两个揭露点落差均在48m左右，揭露点处的断层破碎带宽度为4～5m，充填物多为破碎的砂岩、粘土质砂岩、泥质岩、并含少量粘土岩碎屑，松软易冒落，干燥无水。二采区的总进风巷及总回风巷穿过F4断层，穿过断层处的断层落差为120m，走向0～10°，

18

倾向270～280°，倾角40～45°。巷道由井田西翼进入东翼时，为了避免与下组含水层对口，巷道由西翼的-350m水平采用一对上山将标高升至-250m水平，断层西侧层位为石盒子组杂色粘土岩，东侧层位为3煤。断层带为破碎的杂色粘土岩，松软易碎，擦痕滑面较多，干燥无水，从2000年见断层至今未见出水征兆。

石屯煤矿在其东翼石门穿过F4号断

层，过断层巷道标高-128m。F4断层以西位于三煤顶板之上的2煤附近岩层，过断层后则进入15煤附近层位。根据断层两盘的岩层对比推断，断层落差为150m左右。该处断层带宽度为20m，充填物为中细砂岩，泥质粉砂岩碎屑。滴流淋水贯穿整个断层破碎带。从七十年代末过断层进入东区至今，历时二十几年，滴流一直存在，实际测定涌水量小于2m3/小时。经观测分析，断层下降盘的2煤附近中砂岩,为一弱含水层，并呈层流性导水，其浅部与地表第四系砂层直接接触，深部则延伸至F4号断层带，从而对断层带造成了间接的补给作用。

19

南宁煤矿二号井主副斜井、+8m及

-50m平巷穿过F1断层；主副斜井、-80m平巷及辅助水平工作面平巷穿过F49-1、F19断层，断点擦痕滑面较多，干燥无水。

由此可见，在断层两盘岩石较坚硬、

脆性大的层位上，断裂构造形成时，断层两盘岩石中极易形成伴生构造和裂隙面，断层带内的充填物也多为坚硬岩石的碎屑棱角明显，压实性差，从而形成断层带中的孔隙带。这些孔隙带即能储水，也能导水。反之，在断层两盘岩石较松软、颗粒细、塑性大的层位上，断裂构造形成时，两盘岩层层位则多发生弹性形变，形成牵拉变形，裂隙相对很少。断层带内的充填物也多为塑性岩石所充填，由于充填物松软易碎，极易在断层带内充填压实，而形成新的胶结物，断层带内已基本无孔隙，所以不导水。

由于矿井开采活动会破坏地下水的

平衡，从而导致断层导水性发生改变，原来不导水的断层可能成为导水断层。因此，对断层导水性的研究，尤其是边界大断层的导水性，应引起足够的重视，在矿井采掘过程

20

中，要坚持有疑必探、先探后掘的原则。对过断层的巷道，要先查明断层的具体位置及其导水性。

（四）、相邻矿井的开采对本矿井的影响

石屯煤矿位于本井田以东，设计生产

能力15万吨/年，主采3、16、17煤层，其直接充水含水层为3煤层顶板砂岩及十下灰，间接充水含水层为第四系砂层及奥灰，

3

全矿井年均最大涌水量为35m/h，最小涌水

3

量为15m/h。由于与本矿井之间有F4断层存在，断层两盘各自留设了宽度为50m的煤柱，因而其采矿活动对本矿井影响不大。

（五）、3煤层采区积水情况

本井田内3煤层为原葛石煤矿开采

遗留煤炭资源，其开采上限标高为+20m，下限标高为-350m，已形成大面积采空区，区内存有大量积水，现复采区积水已排放至

2

-125m标高，积水面积约28万m，积水量

23

38万m，动水量约60m/h。

（六）、矿井水文地质类型

正常情况下，井田内受采掘破坏或影

响的三灰、十下灰岩溶裂隙含水层的补给条

21

件较差，虽仍有一定的补给水量，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全。宁阳县南宁煤矿矿井水文地质类型为中等。

（七）、 涌水量预计

宁阳县南宁煤矿的太原组16、17煤

层已基本回采完毕，正常情况下，其直接充水含水层为十下灰，矿井正常涌水量将会稳中有降，结合井田内东部块段煤层与含水层呈对口接触，构成水力联系的实际情况，本矿井开采16、17煤层时的正常涌水量为

33

80m/h，最大涌水量为120m/h。由于本矿井计划在16、17煤层回采完毕，封闭隔离采空区工程完成以后，再进行开采3煤层的开拓准备工作，葛石矿3煤层正常涌水量40m 33m/h，最大涌水量60 m/h，因此预计全矿井

3

正常涌水量为120m/h，最大涌水量为

3

180m/h。

为了确保矿井安全生产，不受地表水和地下水的危害，对矿井的水害要坚持“安全第一、预防为主”的方针，按照当前与长远、局部与整体、地面防治与井下防治、防治与利用相结合的原则，根据矿井的水文地质条件，除了对各种出水因素充分分析外，还应根据具体情况采取相应的措施加以预防。

五、防治水工程、设施 1、井上防治水

地面防洪、泄洪：为防止地表水渗入井下，把矿工业广场内3条排水沟进

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行整修，共计720m，净宽1.2m，深为1m。雨季期间矿区积水沿水沟排出矿外。为做好地面防排水工作，保证泄洪畅通，避免地面洪水灌入井下。雨季前，制定雨季三防计划，备足配齐防洪物资和排水设备，专管专用。安排专人对排水沟进行清挖疏通。该矿区地面地势基本平坦，为农田耕地，没有丘陵和洼地，地面没有形成塌陷坑，无论在干旱年份或是雨季，在采矿区的地表不存有积水，雨季间每次降暴雨前后，矿组织专人检查地面防治水工程，检查地面是否出现塌陷坑现象。

（1）堵塞通道

由于采矿活动而产生的地表塌陷坑、地表裂缝、基岩裂隙、老窑等，它们位于矿区汇水地形和底凹处时，往往是降水和地表水直接或间接的下渗通道。因此，在其下部以碎石充填，在其上部以粘土填实，都要将它们充填夯实。矿上派专人对本矿区内地面进行检查，发现存有塌陷坑时，立即采取措施，组织人员填平夯实。仔细检查引水干渠，发现漏水裂缝或小洞用水泥抹实，以防漏水。

由于原葛石煤矿开采上限已经至+50m标高，为防止其开采已波及第四系和地表水通过采动裂隙进入矿井，在今后的开采过程中，要加强地面塌陷区积水的疏放工作，不让露头区积水，发现塌陷坑要立即采取措施用土填平夯实，以防积水通过原采动裂隙区进入矿井。

（2）排洪导流

该矿井开采范围内地面较平坦，在井田南部有一条季节河流，常年无水。矿区西部有一条用石材水泥砌筑的石渠，在本井田西部穿过，用于灌溉农田，基本常年无水。在雨季到来之前，由行政办公室组织有关人员对地面进行检查，对矿内外的排水沟渠进行整修，凊挖疏通，防止雨季期间工业广场内积水。井下排到地面的水沿排水沟流到矿区外，防止在矿区内形成积水。清挖疏通矿区南部小河，使洪水及时排出矿区，保证矿井安全生产。

2、井下防排水设施

矿井为二级排水。-26m水平水泵房安设3台200D43×3排水泵，配用YB315M2-4型160kw防爆电动机，水泵扬程

23

136m，流量288m/h。敷设排水管Ф219mm无缝钢管2趟，沿主井筒直排地面，水仓容

3

积为1500m。本矿井开采16、17层煤时矿

33

井正常涌水量80 m/h，最大120m/h,-26m标高以上的水被开采16、17层煤时使用的总回风巷截住，沿水沟流入-26m水平水仓，

3

涌水量18 m/h。-26m水平以下的水经采空区底板流入到下部采空区。

为排16、17煤采空区的积水，在-55

标高两井筒之间设立了泵房。-55m标高泵房安设一台DA1-150×7型水泵，配YB315M-2

3

型电动机，水泵扬程191m，流量162 m/h，敷设一趟排水管φ159无缝钢管沿主井至地面。安设两台DA1-150×3型水泵配

3

YB250M-2型电动机，扬程81m，流量162 m/h在副斜井敷设φ159无缝钢管，排入-26水

3.

平水仓，水仓容积960 m

原葛石矿采空区积水利用原葛石矿井筒抽排到地面，水位已控制在-125标高。井筒内安设两台DAF-150型水泵两趟管路，一台工作，一台备用。为提高矿井抗灾防灾能力，在-110水平建有排水泵房，安装型号MD155-30×8排水泵3台，排水管路为Ф159mm无缝钢管两趟，每趟管路长500m。水仓容积：1050m3 ，为内外环水仓。 排水系统设置： 排 设备编

3

水泵型号 流量m3/n 扬程m 吸程m 电动机型 效率 配用功24

水泵 号 1# MD155-30×8 MD155-30×8 MD155-30×8 155 245 7 YB2315l2-4 77% 率 200KW 2# 155 245 7 YB2315l2-4 77% 200KW 3# 155 245 7 YB2315l2-4 77% 200KW 排水管路 管径 mm 排高m 总长度m 管路辅设方式 排 水 管 路 第二趟 159 29 500 闭环 第一趟 159 190 500 闭环 序号 1 2 3、防水煤岩柱的留设

在受水害威胁的地段和有可能导水

断层附近，必须预留一定宽度和高度的煤(岩)柱，把工作面和水体隔离，以防止地下水或其他水源溃入工作面，造成水害事故。

⑴防水煤(岩)柱的种类

根据本井田的实际情况，需留设以下

防水煤(岩)柱：

a、断层防水煤(岩)柱 在导水或含水断层两侧，为防止断层

水溃入井下而留设的煤柱，当断层使煤层与强含水层接触或接近时，为防止含水层水溃

25

入井下而留设的煤柱。

b、相邻水平边界防水煤(岩)柱 c、相邻采区边界防水煤(岩)柱 d、井田边界保护煤(岩)柱

⑵ 防水煤(岩)柱的留设

1、断层防水煤(岩)柱的留设：井田

边界断层F4、F5、F7留设50m。

2、相邻水平边界防水煤(岩)柱的留

设：留设20m边界防水煤(岩)柱。

3、相邻采区边界防水煤(岩)柱的留

设：留设20m边界防水煤(岩)柱。

4、井田边界保护煤(岩)柱：留设50m

边界保护煤(岩)柱。

⑶ 防水煤柱计算

L0.5KM3P Kp式中：L——煤柱宽度，m；

K——安全系数，一般取2-5； M——煤层厚度或采高，m； P——水头压力，39.5kg/cm2； Kp——煤的抗张强度，3kg/cm2；

L0.53.52.5339.527.5m 3本矿井最大开采深度为-305 m，奥灰

水水位标高为+45 m；最大采高为2.5 m。

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本矿井开采的3煤层正常情况下均

不受底板承压水威胁，一般断层防水煤柱按地质报告规定留设，导水断层的煤柱留设50m。

（3）、超前钻探

采掘工作必须执行“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”的原则，根据本矿井的具体条件，遇到下列情况之一时，必须探水：

（1）、接近水淹区域或情况不明井

巷、老空时；

（2）、接近含水层、导水断层时，或

通过它们之前；

（3）、打开隔离煤柱放水前； （4）、接近未封闭又可能突水的钻孔

时；

（5）、接近水文复杂地段情况又不明

时；

（6）、采、掘工程接近其他可能突水

地段时。

4、 井下探放水

1、坚持“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”的原则，由于本矿井开采3煤层下分层，虽然已把采空区积水排到-125标高以下，为防止采空区低洼断

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存有积水，仍要坚持边探边掘，掘进工作面掘进前首先进行钻探，探60米掘进30米，超前距30米，循环进行，并且作好记录，钻探注意事项严格按探放水设计、措施要求执行。

本矿井现有两台ZLJ-250探水钻机和1台SGB—1型注浆泵。 探水地点：复采区各巷道、采煤工作面。

水源性质：充水水源主要为煤层顶板砂岩裂隙水，老空区积水。 2、钻机型号及配备设备。

井下探水钻机型号：ZLJ-250型探水钻机2台。

钻具配备：Ф42mm钻杆150根(每根1m)，液压泵2套，操作台2套，合金钻头30个，套管50m。 3、探水前的准备工作

（1）钻机必须安装牢固，确保施工钻进时不退钻、不摆动，钻杆、钻头、开关等设备材料到位。

（2）在搬运安装钻机过程中，安装运输人员应轻拿轻放，避免设备因受力碰撞而受损。

（3）钻机的各种液压连接要牢固可靠，接头连接要准确防止液压连接断路，开机前要检查液压油箱表上的指示针，看其是否在规定的指示位置，确保钻机安全施工。

（4）每次开钻前，检查钻杆接头的牢固情况，严防脱钻事故的发生；钻杆要达到不堵塞、不弯曲、丝扣不磨损。

（5）在探水前，要对钻机附近10米范围内的巷道支护进行检查，发现巷道支护受损的及时处理并加强支护，并打好立柱和挡板。 （6）保持钻场有足够的安全空间，便于施工。

（7）清理巷道浮煤和矸石,挖好排水沟；清理巷道和撤退路线畅通；在打钻地点或其附近安设专用电话。

（8）探水队技术人员要亲临现场，依据设计，确定探水钻孔位置、方位，深度以及钻孔数目。

（9）为了防止在打钻过程中有毒有害气体的集聚，当班安全员、瓦斯员必须在探水地点监督安全和随时检查空气成分。如果有害气体浓度超过《煤矿安全规程》第一百条规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度

28

室，及时处理。 4、探水钻孔设计

（1）、探水线起点的确定：

探水线起点设计为紧跟工作面，距离工作面1米左右。 （2）、警戒线的确定：沿探水线开孔位置外推30米。

（3）、允许掘进距离：经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离：探水中心钻孔深度减去30米。

（4）、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，布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离取30米。 （5）、根据要求，超前距为30米。 5、钻孔参数的确定

（1）、现采掘活动在-110水平以上，老矿区积水已排至-125m标高以下，为预防老空区局部或低洼处存有积水，根据《煤矿防治水规定》并结合我矿井下实际条件，逢掘必探，每次探水钻孔布置5个孔，为防地层倾角突然变化探水孔也兼有探明地质构造的作用，如果探眼向外流水、有异味等问题，可适当增加探水钻孔数量。

（2）、钻孔直径：50mm，钻孔深度根据设计及现场实际情况决定。 （3）、钻孔沿巷道煤层倾向呈扇形布置。

（4）、钻孔水平夹角：1、5号钻孔与巷道中线水平夹角为28°；2号与巷道中线平行；3、4号孔与巷道中线水平夹角为20°。由于该区域不存在较大的顶底板水患，因此探水钻孔均设计为顺层钻孔。

（5）、钻孔孔口要高于底板1.0米左右为宜，钻孔左右间距为0.3米。 （6）、每次施工钻孔倾角需根据煤层产状而进行适当调整。

（7）、在每次探水地点做好标记，每班必须记录清楚，记录悬挂于工作面明显位置。

（8）、附图：煤层探水钻孔布置图。 6、探水施工中的技术要求：

（1）、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次。

（2）、采用ZLJ-250型探水钻机，经安装合适，装上钻杆、钻头，接通电

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源、水源，方可开钻，在开孔时，工作压力不得超过2Mpa;停机时应可靠地关闭液压阀门，防止回转机构自动开启，尤其应严防液压推进机构自动伸展而造成人员伤亡事故。严禁干打眼，严格执行先供水，后开钻、先停钻，后停水的方法。

（3）、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、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。

（4）、钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦检员现场值班，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。 （5）、钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室，采取措施。

（6）、在探水施工中，遇到含水层、断层、陷落柱和积水区，应停止钻进，安好孔口装置后再继续钻进。

（7）、遇高压水顶钻杆时，不可将钻杆拨出，停留原位置，立即汇报矿调度室，采取措施进行处理（操作时禁止人员直对钻杆站立）。

（8）、探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大于断层所承受的静水压力。

（9）、探放水过程中必须设专人经常对钻孔进行瓦斯检查，瓦斯浓度达到0.8%时停止打钻，达到1.0%时切断电源，撤出人员，严禁瓦斯超限作业。

（1）0、探水地点必须安设专用电话。 7、超前探水的安全措施：

（1）、巷道中间不得有低洼积水段。

（2）、巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，倾斜巷有撑杆，使巷道有较强的抗水流冲击能力。

（3）、受水威胁地区的施工人员必须学习掌握报警信号及避灾路线。 （4）、探水巷道应加强出水征兆的观察，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掺水、水

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色发挥、有臭味等突水预兆时，一旦发现立即停止施工，采取措施，立即报告调度室，情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员。

（5）、探水人员必须按照批准的设计施工，未经审批单位允许，不得擅自改变设计。

8、钻机操作的安全措施：

（1）、探放水人员必须经过培训，学习作业规程并持证上岗。

（2）、钻孔必须严格按设计的方位、角度、深度施工，严禁私自变更钻孔参数。

（3）、操作钻机人员，要由班组长或有经验的工人担任，另一人跟前监护。钻机操作按扭，应设在距司机工作处不超过0.5m的地方,确保能及时停送电。

（4）、每次探水开钻前，钻机要先试正、反转。钻机开始运转后，任何人不准触摸钻杆及机器旋转部位，防止钻机绞人。

（5）、操作钻机要严格执行操作规程。在钻进中，掌握好钻进速度，压力要适当，注意孔内水循环，禁止干钻，避免损坏钻机和发生卡钻事故。

（6）、打钻过程中，要严格执行现场交制度，现场交清孔内情况和钻机运转情况。

（7）、钻机工作时严禁钻孔口附近站人，防治钻杆伤人。

（8）、打钻出水后，若水量较大，威胁到巷道内人员安全时，要通知巷道内所有人员和受威胁的其他人员及时撤出该地点，并迅速向调度室汇报

31

2

5、截源隔水

根据本矿井的水文地质条件分析，影响整个矿井的水害类型是第四系砂层孔隙潜水，开采16、17煤时，通过井田北部煤层露头的顶板裂隙渗入井下，以淋水的形式出现，况且淋水面积较大，顶板裂隙较发育， -26水平以上采空区涌水已被本矿开采16、17煤时的总回风巷截住，流入-26水平水仓，-26水平以下的涌水已沿底板渗入底部。根据井下实际情况，原葛石矿采空区的积水，利用葛石矿井筒排出.

结合矿井的开拓开采现状，在开拓开采过程中严格执行《煤矿安全规程》、和《煤矿防治水规定》有关要求，根据井下的实际变化情况，做好水文地质工作，坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，开展防治水工作，严格按照制定的防治水规划实施。

二0一四年一月