煤矿带压开采安全技术措施方案

整体解决方案系列

煤矿带压开采安全技术措

施

（标准、完整、实用、可修改）

编号：FS-QG-15664煤矿带压开采安全技术措施

Safety technical measures for coal mining under pressure

说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定

一、矿井地质及水文地质概况

1.矿井地质概况

告成井田位于颖阳-芦店向斜的南翼东段，处在北西向的嵩山与五指岭平移断层之间，大部地段受到了芦店-大金店滑动构造的影响。

井田东南部大致以石淙河断层(郜f1)为界，北部以翟门断层(郜f5)为界，东北部始于一1煤层露头。

告成煤矿主要开采煤层为二叠系山西组二1煤层，煤层平均厚度为4.86m。煤层顶板大部分为滑动构造，滑动构造上盘位于朝阳沟背斜的南翼，基本为一单斜构造。以朝阳沟河为界，以东地层呈北东走向，倾向北西，倾角8~32°，与下盘地层产状基本一致。朝阳沟河以西，地层走向近东西，倾向南偏西，地层倾角10~49°，与下盘地层相对而倾。

因受滑动构造影响，告成矿地质构造较为复杂。据勘探资料显示本井田落差大于100m的断层3条，50~100m的1条，30~50m的1条，小于30m的12条。25采区目前新发现落差介于5~20m的断层3条，对煤层开采影响较大。

2.矿井水文地质概况

告成井田位于颖阳-芦店向斜东段登封~告成水文地质区。该单元南北分别以箕山、嵩山两分水岭为界，西部和东北部分别以颖河与白降河、双洎河分水岭为界。从构造上为一不对称向斜，南翼地层出露完整，北翼被月湾断层破坏，构成阻水边界。

据现有资料分析，告成煤矿二1煤层主要为底板太原组上段灰岩岩溶充水及二1煤层顶板滑体构造破碎带及上覆碎屑岩类含水层的孔隙-裂隙水。各含水层以缓慢渗入为主，并且动态补给水量不够充分，随着埋深的增加补给条件变差，富水性变弱，因此告成煤矿顶、底板含水层虽有一定的补给水源，但补给条件一般。

告成煤矿二1煤层底板承压含水层为石炭系太原组l7-8灰岩、l1-4灰岩(l5-6灰岩不稳定)、o2灰岩含水层。其

中:

l7-8灰岩含水层为煤层底板直接充水含水层，厚度0~23.48m，平均厚度8.55m，距二1煤层平均为11.4m，岩溶裂隙发育不均匀，富水性强，联通性差，补给水源不足，易疏干，对矿井开采影响小，通常是矿井的疏放对象;

l1-4灰岩含水层，厚度13.51~31.82m，平均厚度22.09m。该含水层富水、导水性强，为一1煤层顶板直接充水含水层，距二1煤层底平均50.03m，为二1煤层底板间接充水含水层;

o2灰岩含水层最大厚度48.50m，距二1煤层平均为81.62m，岩溶裂隙发育，富水性好，连通性较好，为矿井间接充水含水层，是矿井充水主要的补给水源。

目前我矿有3个o2水文观测孔，井3不能正常观测，其中井1、井2水位标高为+168m、+159.5m，矿井采掘最低标高为-600m，远低于o2水位，因此属于承压水带压开采。

自告成矿建矿以来，建井十年来矿井平均涌水量为665m3/h，近三年来平均涌水量为937.6m3/h，最大矿井涌水量为1121.7m3/h。原因是由于我矿加强顶板水疏放工作，造

成近三年平均矿井涌水量偏大。

涌水水源的构成:从1999年建矿前三年主要是l7-8灰岩水，随着人为对顶板水合底板l7-8灰岩水的疏放，顶板水所占比例逐渐增大，20xx年以后顶板水约占60%，l7-8灰岩水约占30%，l1-4灰岩水约占10%。

据矿井开采资料统计，建井以来底板含水层突水27次，最大突水810m3/h(20xx年10月9日)，2007~20xx年矿井突水4次，全部为顶板突水。

二、二1煤层“带压开采”可行性计算

根据上述对矿井水文地质条件分析，依据《煤矿防治水规定》下面对l1-4灰岩含水层进行带压开采评价。

(一)安全隔水层厚度和突水系数计算公式:

1、安全隔水层厚度计算公式:

(该公式适用于掘进工作面)①

式中:-安全隔水层厚度，m;

-底板隔水层的平均抗拉强度，mpa。取4mpa;

l-巷道底板宽度，m;

γ-底板隔水层的平均重度，mn/m3。取值为

0.0265(mn/m3);

p-底板隔水层承受的水头压力，mpa。

根据《煤矿防治水规定》之规定，以上式计算出的安全隔水层厚度，与矿井实际隔水层厚度比较:

(1)实际的底板隔水层厚度大于安全隔水层厚度，则可认为是安全的，一般可正常采掘;但在岩石破碎地段，要采取一定的安全措施;

(2)实际的底板隔水层厚度小于安全隔水层厚度，则可认为是不安全的，要保证安全生产，必须采取安全措施。

2、突水系数计算公式:

②

式中:t-突水系数，mpa/m;

p-底板隔水层承受的水头压力，mpa;

m-底板隔水层厚度，m。

计算实际突水系数值t与本矿区临界突水系数值t临进行比较。根据《煤矿防治水规定》，在具有构造破坏的地段临界突水系数值t临取0.06mpa/m，正常块段t临取0.01mpa/m。

(二)根据以上公式分别计算t、t

(1)参数确定

二1煤底板以下主要隔水岩性多为泥岩、砂质泥岩及砂岩，结合现有开采情况，依据《告成煤矿地质报告》公式中主要参数分别为:

t实:实际隔水层厚度为50.03m(取本矿区隔水层平均厚度);

kp:煤层底板隔水层平均抗拉强度0.4mpa;

l:分别为5.0m(巷道宽度);

h实:取600+50.03+168)=8.18mpa(矿井最低开采标高为-600m);

:取底板隔水层岩石平均容重0.0265mn/m3。

m:底板隔水层实际厚度(m)，同t实。

1、掘进巷道t计算:

(1)安全隔水层厚度计算

①当在二1煤层中掘进时，l取5.0m，h实取8.18mpa，t实=50.03m代入公式(1)计算得:

t=5.02m

②当在l7-8灰岩中掘进时，l取5.0m，h实取8.18mpa，