平煤四矿充水因素分析及建议
浅析矿井水文地质特征及充水因素
浅析矿井水文地质特征及充水因素摘要:矿井水作为威胁煤矿安全生产的五大灾害之一,多年来不同程度地威胁着煤矿企业的安全生产,不仅危及采矿工人的生命安全,还会严重影响开采进度,同时也大大提高了煤矿的开采成本,基于煤矿企业及科研人员在矿井水害领域开展的大量工作,目前因矿井水害所造成的较大人员财产损失的事故案例已大幅减少,但仍在一定程度上制约着我国煤炭事业的发展。
因此,分析矿井水文地质特征和充水因素,制定充水防治措施,是煤矿安全生产的重要保障。
关键词:矿井充水因素;水文地质;含水层;充水水源;充水通道引言由于矿井建设之初水文地质资料有限,勘探预测矿井涌水量均与投产后实际涌水量有较大差异,由此引发多个系统性风险和问题,该区域多个其他矿井也存在类似情况。
为此在矿井建设至生产逐步正常化的过程中,针对矿井水害问题,在井下给排水系统建设方面采取了多项措施,有效控制了矿井涌水量突增带来的多个风险隐患,降低了矿井在水害防治、系统运行方面的成本消耗,确保了矿井生产组织的安全高效开展。
1对于矿山井下防治水特征的探究和分析其一,在最近几年中,相关部门结合矿井施工环境勘察状况以及施工流程制定了一系列的规章体系,对矿井开采阶段加以监督和管理,以此为后期作业实施提供良好的依据,另外,在防治的过程中,依据实际的状态对矿井水文地质存在的特征进行提取汇总,结合井下水自身特点,创建相应的防治模式,通过特定的处理手段,提前制定预防计划,方可在问题出现时积极应对。
其二,在矿井开采作业期间,需要有效实施井下水治理作业,通过大型的探测设备以及处理仪器,对矿井的水文环境作出调研,与此同时,依据相应的防治方案,划分矿井水文地质的类型,可进行防治预测训练,将整体效果体现出来,促使防治水工作朝着良好趋势迈进。
其三,井下水可控排放技术和防喷技术等工艺由于其极高的实用性而被广泛应用在矿井开采阶段。
不同的工艺最终得出的效果也存在较大的差异,并且需要在合理的范围之内实施,发挥出最大的作用。
矿井充水条件分析及防治水措施
,
最大 8 4 . 5 0 %。
2 . 2 充 水 通 道
矿井充水条件分析 及防治水措施
王 国瑞 冯书顺 马 自强 翟延 亮 张小明 ( 中国矿业大学 ( 北京 )地球科学与测绘工程学 院 , 北京 1 0 0 0 8 3 ) 摘 要: 随着我 国煤炭开采强度的加大 , 煤层开采深度和速度 随之增大 , 煤矿水害 问题 也日趋严重。因此 , 在 煤矿 水文地质条件 分析中对矿 井充水条件 的分析尤为重要 。文章以东北某矿为例 , 从充水水 源、 充水通道和充水 强度三个方 面对煤层开 采时的充水条 件进 行分析 , 并提出水害防治措施 , 为煤矿的安全开采提供了水文地质基础条件。 关键词 : 矿井 ; 充水条件 ; 水害防治
1研 究 区概 况
2 . 1 . 3煤 层顶板 城子 河组 砂岩裂 隙含 水层
根据地质勘探资料 , 6 样 煤层顶板 以上主 要含水层 为城子 河组 砂 岩 裂 隙 含 水 层 。根 据 钻 孔 资 料 , 含 水 层 平 均厚 度 1 4 3 . 2 5 m, 最 大厚度 1 6 9 . 6 5 m。单位涌 水量 平 均 0 . 5 8 m。 / d ,最 大 2 . 1 6 6 9 m / d 。 渗 透 系 数 平 均
b si a c h y d r o g e o l o i g c a l c o n d i t i o n s f o r c o l a m i n e s a f e t y m i n i n g .
煤矿充水因素分析及水害防治措施
山西水土保持科 技
S o i l a n d Wa t e r C o n s e r v a t i o n S c i o g y i n S h a n x i
No . 1
《 建筑物 、 水体 、 铁 路 及 主要 井 巷 煤 柱 留设 与 压
煤开采规程》 给出的导水带计算公式为:
Hl i = 3 0 ( ∑ ) + 1 0 ( 2 )
2 矿井充水 因素及分析
2 . 1 充水来 源 及其 影响 程度
3 号煤层按一次采全高 , 据( 1 ) 式计算 , 冒落导水 裂隙带高度为5 6 . 7 6 — 1 3 0 . 0 9 m, 平均高度为9 4 . 7 6 i n ; 按( 2 ) 式计算 , 冒( 垮) 落带与导水裂隙带高度之和为 6 3 . 8 O 一 1 0 1 . 5 3 m, 平 均高 度 为 8 2 . 6 0 I l l 。3 号煤 层 在 井 田北部及东南部埋深较浅处仅2 0 r f l 左右 ,小于导水 裂 隙带 的高度 ,因此 导水裂 隙带 会在该 区域 的大部
2 . 1 . 1 大气降水与地表水对矿坑充水的影响
收稿 日期 : 2 0 1 7 — 0 1 — 1 5
山西水土保持科技
2 o 1 7年第 1 期
地段 导通 基 岩顶 部风 化带 及煤 层 、 采 区, 甚 至发 育 至
为5 8 6 . 1 mm, 主要集 中在7 — 9 月。 在汛 期较 大暴 雨时 ,
沟谷 内可形成地表洪水 。据勘查资料计算并结合地 区经 验分 析 , 1 5 号、 9 号 和3 号煤 层 ,矿坑 顶 部 冒落导
水 裂 隙带之 间在多数 地 段可相 互 沟通 。 特 别是 主采 3 号 煤层 ,矿 坑顶 板 冒裂带 在部 分地 段 已与基 岩风 化 带 沟通 , 甚 至发 育到 地表 。此类 地段 , 在 汛期 降水 集 中时 , 大气 降水 、 季节 性地 表水 将 与矿坑 之 间产生 直 接 或 间接 的导水 联 系 , 从 而使矿 坑 产生充 水 。 2 . 1 . 2 冒落导 水裂 隙带 的裂 隙水对矿 坑 充水 的影 响 据 该矿 勘查 资料 ,按 相关 规范 分别 计算 导水 裂
平煤四矿庚一采区探放水技术
平煤四矿庚一采区探放水技术摘要:平煤集团四矿在开采庚组煤层过程中,煤层底板下覆石炭系灰岩承压水和寒武系灰岩水给安全生产带来水患威胁。
通过分析研究矿井水文地质条件,研究了适合该矿的探放水技术,消除了安全隐患,保证了矿井安全生产。
关键词:水灾;探放水设计;钻探;安全生产水灾是煤矿生产中比较常见的事故,这类事故突发性强,对矿井危害严重,水灾的发生可以在极短的时间内给矿井造成毁灭性的灾难[1]。
当采掘工作面接近充水的小窑老空、断层以及富含水层时,就有可能造成地下水突然涌入巷道,造成矿井事故。
四矿现有两个生产水平,即一水平和二水平,生产采区有丁九、戊九、己三、庚一采区;井田最大范围(己组煤层),东西走向宽5.4Km,南北倾向长11.41Km,面积19.29Km2。
现阶段矿井水文地质类型为中等型矿井,随着庚组煤和深部煤层的投产,煤层底板下覆石炭系灰岩承压水和寒武系灰岩水将是今后的主要威胁性水源。
因此,针对威胁性水源提出防治水害技术措施,有计划、有步骤地进行防治水工作,对安全生产、避免重大水害的发生具有重要意义。
1 充水因素1)庚组煤层上部灰岩含水层。
含水层厚1.6~23m,平均6.8m,主要由L2~L5灰岩及砂岩、砂质泥岩及煤层组成,单位涌水量0.00035~0.00736L/s.m(-150m 以下),渗透系数为0.00033~0.189m/d,属富水性弱的含水层。
丁、戊、己组煤层顶板砂岩水由于冒导水裂隙带的水进入采面,水量不大。
2)庚组煤层下部灰岩含水层。
石炭系灰岩及寒武系灰岩水是未来矿井充水的主要水源,将可能沿断层、裂隙、溶洞等以突水方式涌入巷道,其水量、补给范围均较大,开采不排除石炭系与寒武系发生水力联系,其中寒武系灰岩由于厚度大、富水性强,给庚20煤层的开采造成严重威胁,一旦发生突水,则突水量较大,可能造成淹没采区事故。
在承压水区以及铝土质泥岩隔水层较薄或构造裂隙发育地段,若导通与寒武系灰岩含水层的水力联系,将对矿井充水产生较大影响,因此,加强对庚20煤层底板寒武系灰岩水的防治是避免矿井水患发生的首要技术措施。
矿井充水因素分析
矿井充水因素分析(1)矿井充水因素本矿为小涌水量矿井,各主要充水含水层的静储量有限,以动储量为主,主要补给水源为大气降水、地表水、地下潜水等,通过含水层露头、裂隙带等不同导水通道涌入矿井。
矿井充水决定于地下水的补给、径流及含水层(带)的富水性等许多水文地质因素,充水因素比较复杂。
矿区含水层(带)除富水性不均一外,其特征:浅部裂隙岩溶发育,涌水量大,随深度增加而涌水逐渐变小。
位于垂深170 m以上的井巷受大气降水影响明显,特别在雨季尤为突出,涌水量增大1-4倍,但随井巷深度的增加,大气降水对井巷影响则逐渐减弱。
据历年观测资料及井下放水试验取得的涌水量与深度曲线,在垂深170 m以上者涌水量为递增,以下者为递减。
(2)地下水循环规律的认识根据附近区域专门水文地质钻孔试验,相邻矿井涌水特征和对含水层实际揭露观测资料,进行综合分析研究,扩大区地下水运动的循环规律如下:①垂直循环带:此带与第四系冲积层相接,大气降水及地表水,通过第四系直接渗透到该带内。
此带风化裂隙、岩溶裂隙发育、灰岩溶蚀破坏现象严重,钻孔冲洗液大量消耗。
水的循环方式主要是垂直运动,矿井涌水量与大气降水极为密切。
②积极交替循环带:该带地下水的循环运动方式既有垂直运动又有水平运动,对灰岩溶岩化起着主导作用,裂隙岩溶连通性较好。
动储量和静储量均很大,与大气降水、地表水有一定联系和影响。
③缓慢循环带:此带位于积极循环带下部,水的循环方式以水平运动为主,由于埋藏较深,受大气降水影响小,循环较弱,动储量和静储量较少,矿化度较高。
裂隙带被方解石脉充填,矿井涌水量不是很大。
④微弱循环带:由于此带埋藏较深,裂隙岩溶不发育,地下水循环微弱,矿化度高,常含有多量硫化物。
大气降水影响微乎其微,矿井涌水量很小。
3、涌水量估算根据本矿开采经验,井下涌水量实际测算数据按照《水文地质规程》和《煤矿安全规程》的有关规定,运用矿井涌水量预测办法—相关比拟法,测算矿井涌水量,含水层裂隙岩溶水、断层带渗漏水等因素,结合邻近采区涌水量资料,对本区涌水量预计如下:(1)预计正常涌水量计算公式:Q=F·q式中:Q—预计正常涌水量(m3/h)F—预计年度累计开采面积(m2):123900m2q—单位面积正常涌水量,取1.85×10-4m3/m2分(矿井实际生产经验数据)Q=123900×1.85×10-4=22.9m3/h(2)预计最大涌水量根据本矿充水特征,采区最大涌水量为正常涌水量的1.5-2倍。
平煤四矿充水因素分析及建议
定性 分析 中可 以得 出, 扩大稳 定 运行范 围和 提 高 电力 系统 来保 证送端 系统供 电安 全。 功 率极 限可 以使 用 自动励磁调 节器 , 实践 证 明它有着 很 好 ( 动 态无 功补 偿技 术。 目前 , 动态 无功 补偿 技术 得 到
与煤层 顶底 板含 水层 间 无水力 联 系 , 因此地 表水体 基 本 对 水 的入 渗补 给 条件相 对较差 。 ② 地 下水 径流 条件 差 , 径 流速 度滞 缓 , 循 环 深度较 大 , 矿 井 充水没 有影 响。 循 环 时 间长 , 地 下水补 给量 有 限。 2 . 3 老 空 水 ⑧ 矿 井涌水 量 基 本稳 定 , 季 节 性 变化 不 突 出 , 矿 井 长 四矿 自 1 9 5 8年投 产至 今 , 已有 近 5 0年 的开采 历 史 ,
电抗 后 的输 电系统 , 输 电线 路 已经采 取相 应地 措 施 , 使 变 应 能 力 。
压 器 的 电抗减 小 可 以使用 自耦 变压 器 。因为它 不仅价 格 便 宜与
参 考文 献 : 【 1 】 韩祯 祥 . 电力 系统 稳 定 【 M] . 北京 : 中 国 电力 出 版社 , 1 9 9 5
【 2 1 黄 新华 . 小 发 电机 组 对 系统 安 全 的影 响 及 解 决措 施 的探 讨 【 【 J 1 材料节省外 , 而 且相 对来 说 它 的 电抗 也较 小 , 对 于 提 高稳 电网技 术 , 2 0 0 2 , 2 6 ( 6 ) : 6 8 — 7 0 . 定 性 有着 良好 的作 用。如 果使 用 自耦 变压 器 可 能 会 导致
开展 及 预 防 水 害 事 故 发 生提 供 了重 要 的参 考 依 据 。 关键词 : 充 水 因素 水 文地 质 水源 裂 隙通 道 四矿
平煤四矿庚一采区探放水技术
裂隙及其 出水发育情况 , 针对性地选择几个重点部位 做钻窝子 , 进行放水。把风巷和机巷均做成微小的上 坡, 以便水能 自动地流出, 不至于形成积水淹没机头。
含水层 。 丁、 戊、 己组煤层顶板砂岩水 由于冒导水裂隙
带 的水 进入 采 面 , 水 量不 大 。
时间内给矿井造成毁灭性的灾难【 ¨ 。当采掘工作面接
近充 水 的小 窑 老 空 、 断层 以及 富含 水 层 时 , 就有 可 能
造成地下水突然涌人巷道 , 造成矿井事故 。四矿现有 两个生产水平 , 即一水平和二水平 , 生产采区有 丁九 、 戊九 、 己三、 庚一采 区; 井 田最大范 围( 己组煤层 ) , 东
续提高或改进产品质量和服务质量 ”的解决方案 , 而
且具有 自动化处理的能力。因此 , 一是分析、 梳理产 品 生产流程 、 客户服务流程 , 按 照“ 树型” 结构描述各个 节点时间的属性值 、 产 品规格要求的属性值 、 制造工 艺 的属性值 、 问题 等级 的属性值 , 以及 服务标准 的属
关键词 : 水灾; 探放水设计 ; 钻探 ; 安全生产
水灾是煤矿生产 中比较常见 的事故 , 这类事故突 发性强 , 对矿井危害严重 , 水灾 的发生可 以在极短的
层组 成 ,单位 涌水 量 0 . 0 0 0 3 5~ 0 . 0 0 7 3 6 L / s . m( 一 1 5 0 m 以下 ) , 渗透系数为 0 . 0 0 0 3 3 ~ 0 . 1 8 9 m / d , 属富水性弱的
规律。
性值 ; 并建立 出现问题的概率或权重 的属性值 。具有
联想功能和知识推理表达形式。 二是产品质量问题和
客户服务 问题 的分析 、 表述 , 实现每一个问题都可 以 在上述第一步的“ 树 型” 中找到对应“ 节点 ” 及 可能关
矿井充水因素
矿井充水因素(一)自然地理:梯子岩煤矿位于贵州高原中部,为构造侵蚀的低中山岩溶地貌,地形起伏大,切割深局部有陡峭的绝壁,区内最高海拔1360m,(位于苏家田北东部平距约400m处的高山)最低海拔1000m(矿区西南部不大风岩),相对高差360m,区域上水系较发育,矿区内则仅有季节性的沟流分布。
本区属亚热带湿润气候,雨量充沛,平均气温13.1度,极端最低气温-8.3度极端最高气温34.4度,年均降雨量1150mm,日最大降雨量178.8mm,全年以W风为最多,夏季盛行SE风,年平均风速1.5m/s.(二)原矿井生产情况:梯子岩煤矿是原宏发·梯子岩煤矿的整合后的矿井,1017水平以上已采空,其他煤层均未开采。
(三)矿区水文地质:区域内水文地质条件简单。
区内以及周边属长江流域赤水河水系补给区,局部分水岭呈东—西向,大致分布于岩子坪—梯子岩一带,以南地表水均汇入五马河,以北汇入桐梓河,均注入赤水河。
次级溪流北部发育,其流向于坡向一致,南部不发育,均为季节性溪流。
矿区范围无河流·山塘,地表溪流位于矿区北侧,汇集泉水·洪水,常年有水,流量在4.2l/s左右,洪水时水量较大。
地下含水岩层有长兴灰岩·夜郎组中部灰岩。
隔水层有龙滩组砂页岩·夜郎组下部页岩。
(四)矿井充水因素:1.顶板裂隙水:主要指采掘过程中,由巷道顶板裂隙进入矿井的水,由于煤系中间灰岩薄含水较弱,因此,进入矿井的水量较小,煤层顶板裂隙水是进入矿井的直接充水原因。
2.。
老窑水:1017m水平以上已采空,上覆含水层的裂隙水将会沿导水裂隙进入采空区形成老窑水。
因此在布置首采面11201和11202时留足了保安煤柱.。
在布置二采7号煤时也相应留足了60m的保安煤柱。
3.小窑水:矿区内有一些小窑及废井老窑分布,现已查明,小窑均沿露头线分布,开采时技术及设备条件不足,开采深度不大,都在保护煤柱以内,对新的开采构不成威胁。
矿井充水因素分析及水害防治措施
2 矿井 充水 因素分析 及水 害防治 措施
根 据井 田水文地 质条件和该矿 目前涌水情况 综合分 析 , 本 矿井充水 因素主要有以下几个方面 。
2 . 1 充水 水 源
2 . 1 . 1 地 袁 水
本 区地表无大的水体 , 对煤层开采没有充水影 响。
煤层上覆砂岩裂 隙含 水层 、 采 空区积水 、 奥灰 水等 4个 方面; 矿 井充水通道 包括 导水断 层、 岩层 裂隙、 采空导水裂隙带、 封 闭不 良的钻孔等 4个方 面; 本井 田主要水 害是 来 自
矿井采空区积水 、 古空区积水和周边矿 井采 空区积水。基于以上结论 , 采取 了相应的矿
表 1 各煤层带压开采最大突水 系数
煤层号 最低底板标高, 、 5 号煤层形成部分采空区 , 煤层采 空对
I T I 、 4 5 . 7 0 m、 4 3 . 9 0 m。
本 区中西部二叠系下石盒子组砂岩裂隙水基本 以泉 和潜流 形 式排人河道和沟谷 , 对矿井无充水作用。东部上石盒子组的隔 水层及 含水 层互层 出现 , 其 中的地下水对矿井充 水作用也不大 , 二叠系 山西 组砂岩 , 特别是 l ( 2 砂岩 , 厚度大 , 含水 多 , 对 2号煤 层有直接 的充水作用 。2 ~ 5 号煤层之间有一层砂岩 , 单位 涌水量
2 . 1 . 3 采 空 区积 水
式 中: 为突水 系数 , M P a / m; J P为底板 隔水层 承受 的水 压 ,
MP a ; M为底板隔水层厚度 , m。
经计算 , 各煤层最大突水系数 0 . 0 2 1 M P a / m 一 0 . 0 5 6 MP M m, 见 表1 。本 区各煤层 突水系数均 小于正 常块段 临界 突水系 数 0 . 1 MP a / m, 基本处于奥灰水带压开采的安全 区。但考 虑奥 陶岩溶含 水层单位涌水量 0 . 6 4 44 ( s ・ m) , 属 中等富水性 , 故岩溶水对南 部5 、 6号煤层底板有突水的可能 。
煤矿水文地质条件及充水因素
当代化工研究Modern Chemical R esearch 432019•06综述与专论煤矿水文地质条件及充水因素*马妍(山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局山西030045)摘耍:本文首先介绍了我国矿井水文地质和地层富水性现状及特征,重点分析了采用物探法进行水文地质探查的方式以及施工装置,同时提出了防治水的措施.采用瞬变电磁方法进行水文地质探查可以测出区域含水层富水区情况以及断层富水性.通过对煤矿水文地质条件及充水因素的分析,以期促进我国煤矿事业的发展.关键词:水文地质;煤矿防治水;富水层中图分类号:P文献标识码:AHydrogeological Conditions and Water Filling Factors in Coal MinesMa Yan(Shanxi Coal Industry Department Coal Resources Geological Bureau,Shanxi,030045) Abstract z Firstly,this paper introduces the present situation and characteristics of mine hydrogeology and f ormation water-rich in our country,emphatically analyses the method of hydrogeological exploration by geophysical prospecting and the construction equipment,and puts forward measures to prevent and control ing transient electromagnetic method to carry out hydrogeological exploration can detect the situation of w ater-rich area in regional aquifer andfault water-rich area.Through the analysis of h ydrogeological conditions and w ater-filling f actors of c oal mines,we hope it can p romote the development of c oal mines in China.Key words z hydrogeology^coal mine water p revention and control;water-rich layer1.矿井水文地质条件及充水因素由于我国大部分煤矿区域水文地质条件较为复杂,因此随着开采深度的增加,矿井突水问题时有发生,其会危害矿井顶板以及加大水害的影响范围。
煤矿矿井涌水量突增原因分析及对策
煤矿矿井涌水量突增原因分析及对策平顶山煤业集团十一矿胡国勇摘要通过案例分析大气降水造成矿井涌水量突增的原因,并制定了防治对策,收到了良好效果。
关键词渗水原理对策对于矿井涌水量与大气降水量关系十分密切的生产矿井来说,如何防止大气降水顺层或沿采动裂隙充入井下,避免矿井因此停产甚至被淹,是煤炭企业在雨季“三防”工作中的重要工作之一。
平煤集团十一矿,在2000年雨季治理大气降水渗入井下的过程中,探索出了一套行之有效的防治水方法,并在以后的几年内不断改进和完善,确保了我矿在雨季时能够安全生产。
1矿区自然环境及地质概况平煤集团十一矿位于平顶山煤田西部、李口向斜西南翼,地处伏牛山东端与华北大平原西南缘的交接部位。
主体构造为浅部陡、深部缓、北东倾向的单斜构造。
井田东西走向长6.03km南北倾斜宽3.9km,面积23.5km2。
受古老基底和北东向应力挤压影响,在井田南端形成紧密褶皱带,地层倾角高达80°,局部出现直立或倒转,并出露于地表。
井田北部为三叠系和二叠系所形成的低山丘陵。
其走向均与地层走向一致。
1.1矿区降水量本区属暖温带季风区半干旱大陆气候,年最大降水量1322.6mm,最小降水量373.9mm,年均降水量723.9mm,日最大降水量525mm,主要集中在每年的7、8、9三个月内。
1.2矿井水文地质依据地层岩性、含水层充水空间和地下水类型,本区含水层(组)可归并为四大含水岩组。
即松散岩类孔隙含水层(组)(第四纪),渗透系数为0.0021 ̄193.5m/d;碎屑岩类裂隙含水层(组)(二叠系个煤层顶板砂岩),渗透系数为0.0951~1.457m/d;碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层(组)(石炭系上统太原组),渗透系数为0.0251~64.8m/d和碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层(组)(第三系泥灰岩和寒武系白云质灰岩,渗透系数分别为0.487~2.90m/d和0.000402~0.726m/d)。
其中,第四系含水层接受大气降水强烈,是矿井最主要的间接充水水源,太原组石灰岩为矿井最主要的直接充水水源。
新华四矿矿井水处理方案
4.2 深度处理制水工艺流程及说明 B、后续矿井水深度处理:处理量按 Q2=50m3/h 的系统进水计算, 运行方式:连续工作
絮凝加药装置
阻垢剂加药装置
源水池
原水泵
(该 水 池 为 矿 井 水 处 理全自动净水器后生 产中间水池)
石英砂过滤器
活性炭过滤器
5μ精密过滤器 生活用水池
4.2.1 制水工艺流程简要说明
限值
1
PH 值
6.5~8.5
2
浑浊度
<1NTU
三、设计、制造、检验标准及规范
1)、设备的设计、制造、安装标准
1、煤矿矿井初步设计、环境影响报告及其矿井原始水质资料;
2、《室外排水设计规范》GB 50014-2006
3、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92
4、《电力装置的电气测量仪表装置设计规范》GBJ63-90
2.4、设计依据及规模
1)根据建设方要求及现场情况,其规模按处理能力为每小时 50 m3/ h,故处理能力按 1200 m3/ d 设
计。
2)该工程是处理煤矿生产井产生的废水,整个污水处理的处理能力和处理阶段分以下部分:
A、煤井水预处理系统矿井水处理量为:Q1=50m3/h
B、后续矿井水深度处理:处理量按 Q2=50m3/h 的系统进水计算, 运行方式:定时冲洗。
3、所属区域管线一般较为复杂,为避免工程遇阻,应事先到现场勘查了解其布置及确认通畅情况。
对管径及衔接每一节点作出详细改造及安装设计。
4、整体工艺流程须采用自动化控制和监测,及在线监测仪表监控水质。
2.3、设计范围
煤矿矿井水深度处理工程主体工艺设计;相关非标设备、配套设备及辅助设备的功能设计;电气仪
矿井水文地质特征及充水因素浅析
矿井水文地质特征及充水因素浅析摘要:随着社会发展,我国的能源需求量逐渐增加。
现阶段,矿井充水威胁煤矿的安全生产,并不同程度地威胁矿井工人的生命安全,还影响着煤矿企业的经济效益,对国家安全生产也会造成巨大的经济损失。
本文以峰峰矿区一矿为例,通过分析概况水文地质特征,总结分析本矿井的充水因素情况,提出防治措施,给将来矿井防治水工作提供地质依据。
关键词:矿井;充水因素;水文地质;充水水源;充水通道引言矿井水作为威胁煤矿安全生产的五大灾害之一,多年来不同程度地威胁着煤矿企业的安全生产,不仅危及采矿工人的生命安全,还会严重影响开采进度,同时也大大提高了煤矿的开采成本,基于煤矿企业及科研人员在矿井水害领域开展的大量工作,目前因矿井水害所造成的较大人员财产损失的事故案例已大幅减少,但仍在一定程度上制约着我国煤炭事业的发展。
因此,分析矿井水文地质特征和充水因素,制定充水防治措施,是煤矿安全生产的重要保障。
本次研究以峰峰矿区某煤矿为例,通过系统的分析矿井水文地质特征,总结了目前影响煤矿开采的主要充水因素,为以后开展矿井防治水工作、消除水害威胁提供水文地质依据。
1矿井水文地质工程钻探现状很多矿井都存在复杂的水文地质条件,在钻井过程中会遇到各种复杂地形,特别是出现断层后,再对其进行管理时极易受人为因素影响,难度较大。
针对断层裂隙,岩层一般发育良好,仍会产生不同程度的损伤,导致内部水环境复杂,无法正常利用钻机,造成无法平均钻取的局面,甚至还会产生坠钻、卡钻等情况,无法合理钻进岩层。
钻井现场自然环境严峻,非常复杂,容易发生风险事故。
加上矿井水文地质条件存在较高的复杂性,使钻探困难系数增加,对钻探效率和质量产生了不利影响。
此外,在矿山水文地质建设过程中,工艺技术的选用是重要的技术前提。
随着科技的深入发展,使钻井技术开发、工艺选型等新技术手段逐渐增加,钻井工艺技术更加先进,也带来了技术选用困难。
在钻井施工中,最普遍的问题是工艺技术选用的不合理,当选用的工艺技术与实际采用的工艺技术不适应时,往往无法适应钻井工艺技术的现场实践要求,也就导致技术设备不断出现故障,对现场钻井施工产生了负面影响,得到的技术数据信息也不一定正确。
浅析煤矿注水方法方案及解决对策(全文)
浅析煤矿注水方法方案及解决对策XX:一、概况1、地表位置:3310工作面地面位于神洞子村以北,地表呈西北高东南低的趋势,为构造剥蚀山区,山腰和山顶大部分被黄土覆盖,沟谷及两侧基岩裸露,沟谷中有季节性流水。
地面高程742.5~863.9m,盖山厚度434~575m。
2、井下位置:井下位于南一采区南翼,已回采的3308工作面以北,上部2#煤工作面3210工作面下部。
南一南翼280中巷倾斜向上,370中巷倾斜向下。
3310工作面运顺内错3210Ⅰ号回顺5m,回顺与3210运顺重叠,切眼内错3210切眼30m。
工作面走向宽度135m,平均倾向可采长度750m。
3、煤层赋存情况3#煤层位于二叠系山西组的中下部,3#煤层与上伏的2#煤层层间距为10.0~13.0m,具体表现为工作面倾斜下部相对较小,倾斜上部相对较大的特征。
与下伏11#煤层层间距在57~62m之间。
由沉积构造期间应力的影响,煤层在切眼一带底板抬升,煤层变薄。
主要在工作面机尾一带形成薄煤区,向倾斜上方煤层变厚。
工作面平均煤厚4.61m。
煤层两极厚度0.6~7.43m4、地质构造工作面地层总的构造形态为一走向NNE,倾向NWW的单斜构造,在单斜面上分布有宽缓的褶曲及局部小构造,局部小断层或顶板裂隙可能断开2#煤层与3#煤层之间岩层导致上下两层煤层通过层间裂隙连通。
煤层倾角3~8°,平均5°左右。
从两顺揭露来看,煤层顶板挠曲及断裂构造比较发育,断层断距为0.6m~4.0m之间,一般1.0m,表现为顶断底不断形态,但煤层底板因构造挤压导致起伏较大,凹凸不平,引起煤层厚度变化较大,其次层间滑动构造也比较发育,煤体破坏程度大,煤体松软,煤体破坏类型一般为Ⅱ~Ⅴ类。
5、煤层顶底板:3#煤层直接顶板为泥岩、砂质泥岩,厚2.5m左右,抗压强度300Kg/cm2;基本顶为中粒砂岩,厚2.0~6.29m,平均厚5.0m,抗压强度420~640Kg/cm2。
煤矿充水条件分析及防治水措施建议
盒子组 下段 砂岩 裂 隙水 , 次在 煤层 浅埋 区也 可能 受 其 风化裂 隙水 的影 响 。 2 1 4 奥 灰水 对煤层 开 采 的影 响 ..
本井 田内推测奥 灰地 下水 位 标 高 6 7~ 6 2 5 6 6 m,
矿 井现 采井 田 内 2号煤 层 。二 叠 系 下 统 山西 组 及 K 砂 岩裂 隙含水 层组 为 2号 煤层 的直接 充水 含水
奥灰 岩溶 水水 位最 高标 高 ( o 6 6m。 H ) 6 井 田内 2号 煤层 底板 最低 处位 于西 北 角边 界 , 赋 存 标 高 5 0 m, 奥 陶系灰 岩 顶 面 约 9 奥 灰 水 位 6 距 6 m,
标 高 6 6m, 6 经计 算 2号煤 层 的突水 系 数为 0~ .2 001 MP/ 小 于底板 正 常块段 突 水 系数 临界 经 验 值 0 1 a m, . MP/ 也小 于受 构造 破坏 地段 突水 系 数 临界经 验值 a m,
0 0 a m, . 6MP / 一般 不会 发 生突 水 , 在 隔水 层 变 薄 的 但
一
底 板 隔水层 厚度 , m;
一
2 1 2 构 造对矿 井 充水作 用 和影 响 ..
煤层 底板 最低 标高 , m;
奥灰 岩溶 水水 位标 高 , m;
井 田总体为一 向北 西倾 斜 的单斜 构造 , 中西部有
收 稿 日期 :0 2— 6—0 21 0 6
一
作者简介: 郭恩珍 (9 3 ) 女 , 18 一 , 山西孝义人 ,0 0年毕业于中国石油大学 ( 21 北京 ) 硕士研究生 , , 助理工程师 , 主要从事煤炭基础地质研究工作
( E—ma ) o y u 3 6 q . o i yuo8 0 @ q cn l
矿井水文地质特征及充水因素浅析
矿井水文地质特征及充水因素浅析柳园古堡泉金属精选有限责任公司摘要:多年来,煤矿企业以及相关科研人员都在矿井水害问题上进行了大量的工作,他们采取了一系列的措施,并出台了一系列与防治水措施有关的政策及方案。
比如,引进先进的生产技术,利用水文实时观测系统,提前做好井下前期探测防治工作。
尽管近几年来,因矿山充水而导致的煤矿财产损失逐年减少,但仍对我国煤炭工业的发展产生了一定影响。
所以,对煤矿井下的水文地质特点和充水影响因素进行分析,并对其进行有效的预防和控制,是煤矿井下安全生产的重要保证。
关键词:矿井水文;地址特征;充水因素引言矿井水是对煤矿安全生产构成威胁的五种主要灾害中的一种,多年来,矿井水对煤矿的安全生产构成了不同程度的威胁,它不但对矿工的生命安全构成了极大的威胁,还会对矿山的开采进度产生很大的影响,而且还会使矿山的开采成本大大增加。
虽然,随着煤矿企业和科研人员在矿山水害方面所做的大量工作,近年来,由于矿山水害而导致的重大人身和财产损失事件已经有了很大的下降,但是,它仍然在某种程度上限制着我国煤炭工业的发展。
在此基础上,通过对矿区水文地质特点及充水影响因素的研究,提出了相应的防治对策。
1矿井水文地质条件该矿区发育向斜和背斜等多个构造,并发育在沟道底部的二煤。
在采煤场下,降雨对地表的侵蚀作用形成了一条大的侵蚀沟道,沟道的走向为南北方向,呈现出明显的季节性水流特征。
矿区二叠系下石盒组岩体大量出露于地表,为该区地下水提供了重要的补给渠道。
矿区地下水的排放是由地质构造所决定的,在条件合适的地方,将其作为地表明泉排放到地表。
含水层砂岩的分布特征表现为:含水层砂岩的分布极不稳定,相位变化频繁,尖灭频繁;该地区地表切面较大,地下水量较少,且容易排出。
该地区地形为中、低山区,受强烈侵蚀影响,煤层露头较多,沿露头开采的小型窑炉构成采空区,使得2、3煤在浅部与地面有很好的水力联系。
矿山周围的小窑洞等,有可能通过断裂、陷落柱等不利的地质结构,与10 (含9,11)煤层形成水动力关系。
浅谈煤矿防治水分析及治理对策
浅谈煤矿防治水分析及治理对策随着现代工业的快速发展,煤炭资源逐渐成为全球最为重要的能源之一。
然而,煤炭开采过程中的水问题一直是一个不容忽视的难题。
煤矿水分泄漏、挥发、渗透、逆渗、滞留等问题不但威胁安全生产,也对周边环境造成严重污染。
因此,对煤矿防治水分析及治理对策的探讨显得尤为重要。
一、煤矿防治水分析及存在问题煤矿水的来源主要分为以下几种:地下水、地表水、降雨水等。
随着矿井开采程度的不断加深,水流逐渐成为煤矿生产过程中的重要因素。
煤矿水不但会严重影响露天矿的生产状况,并可导致煤矿井下积水,煤层天然裂隙和煤层结构漏水等问题,变质煤气和火灾等灾害也增大了。
同时,煤气水相结合的存在也会造成井下瓦斯事故、井下高温和潜在煤层火灾的发生。
一般来说,煤矿水的质量主要受到以下因素的影响:开采水体的地质和地形条件,回采方法的不同引起水力压力和渗透渗流的差异、开采方式的细微差别和开采年限的差异等等。
在这些因素的综合作用下,引起了煤矿水质的复杂性和不稳定性,影响煤矿生产的稳定性和安全性。
目前,煤矿水防治面临的主要问题是:煤矿水量巨大,水质复杂;井下水难以收集和处理;已有的技术设备和治理方法难以适应煤矿水质复杂的特点。
二、煤矿水治理对策为了解决这些问题,煤矿水治理需要多方面共同努力。
下面,我们从以下几个方面来探讨其治理对策。
1、加强煤矿防治水的监测能力煤矿防治水监测是煤矿水治理的前提。
煤矿防治水监测应在煤矿生产过程中对煤矿的地下水、地表水及洪水敏感点等进行实时监测。
同时,还要根据煤矿水监测的结果来决定煤矿水治理的重点和方向,提高水质量的预测能力和预警能力。
此外,对于煤矿水质受灾害影响等突发事件的发生应根据煤矿防治水监测的结果及时确认并采取合理有效的应急措施。
2、采用合适的水资源利用方式在煤炭开采过程中,合理利用回采工艺,开采降雨水和地表水等成为煤矿水治理的有效方式之一。
采取节水措施,减少异质水的返加,推广“井地水转移”工程等等都有利于减少煤矿水排放量的同时、也能维护采矿生态环境的水源。
煤矿充水条件分析及防治水措施建议
2 . 1 . 1地 表 水体 、 大气 降水 石头 河从井 田外西部 穿过 , 由于井 田3 #煤层 直接 充水含 水层 南岭 砾岩上 覆第 四 系无连 续稳 定的 隔水层 , 因此大 气 降水 、 石 头河等地 表水 体可 通过砾 岩 含 水层 成为 3 #煤 层 的 间接充 水水 源大 。 2 . 1 . 2采 空 区积水 和 老窑 积 水 本井 田共 有2 3 层可 采或局 部可 采煤 层 , 特别 由于历 史原 因 , 井 田内及周 边 曾经 有大 量小煤 矿 开采 , 至 今仍有 个别 小煤 矿在开 采 , 形成 大量复 杂 的采空 区 和 多层 采空 区 , 空积 水对 煤矿 安 全生产 有 一定 的威胁 , 2 . 1 . 3地 下水 本 矿井地 下水 主要 包括 第四 系孔 隙水 、 东 山组裂 隙水 、 石头庙 子 组砾岩 裂 隙水 、 石 头河 子组含 煤 组砂岩 、 砾 岩裂 隙水 、 基 底前古 生界 裂 隙水 。 其 中石头 庙 子组砾 岩 裂 隙水和 石头 河 子组含 煤 组砂岩 、 砾岩水 为 主要 充水 水源 。 2 . 2 充水 通道 煤 层及 其 附近虽有 水体 存在 , 但 只有通 过某 种通道 , 才 能进入 采煤 巷道 形
影响矿井充水的因素
影响矿井充水的因素摘要影响矿井充水的因素包括自然因素和人为因素。
这些因素是综合分析矿井充水条件的主要依据,也是评价水文地质条件复杂程度的重要指标。
关键词矿井;充水中图分类号TD741 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)101-0234-011 自然因素1)气候。
降水为主,降水量多少决定了补给矿井水的动储量大小。
2)地形。
地形直接控制了含水层的出露部位和出露程度,控制着降水和地表水的汇集与渗入,地下水以水平运动为主。
因此矿区地形就间接地影响矿井涌水程度。
当矿区位于当地侵蚀基准面以上时,涌水量通常较小,而且易排除。
开采程度低于当地侵蚀基准面时,一般水文地质条件比较复杂,涌水量也大。
地表水和大气降水是否渗入地下,其渗入地下的数量多少,与煤层上覆岩层的透水性及围岩的出露条件有着直接关系。
覆岩的透水性好,则补给水量和井下涌水量也大。
一般认为矿区内若分布有一定厚度(大于5 m)的稳定透水层时,就可以有效地阻挡地表水和大气降水的下渗。
如煤层围岩是透水的,其出露地表的面积愈大,则接受降水和地表水下渗补给量就愈大,井下涌水量也大。
在地形平缓的情况下,厚度大的缓倾斜透水层最易得到补给,因此流入井巷水主要为动储量,其涌水量将长期稳定在某个数值上,且不易防治。
若缺乏补给水源或煤层上覆岩层透水性弱,则流入井巷的水量主要是静储量,这时涌水特征是水量由大变小,较易防治。
3)煤层上下岩层的组合形成了含水层赋存条件、含水层类型、水量、承压、以及充水方式。
4)地质构造的构成型式与规模决定了地下水天然储量的大小。
不同构造部位富水性存在差异,储水程度不同;断裂发育程度影响含水层之间以及含水层与地表水之间的水力联系,促使矿井充水条件复杂化。
5)地表水是充水的重要水源之一,矿井距离地表水体远近不同,充水影响程度也不同;当与地表水发生联系时,一般充水条件复杂,动储量大。
煤层上下岩层的组合形式主要有以下两种:泥岩、砂岩为主,夹煤层。
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平煤四矿充水因素分析及建议
摘要:通过对矿井的充水水源、导水通道以及影响矿井充水各种因素的全面分析,总结了本矿老空水和煤层顶底板含水层水是平煤四矿的主要充水水源,主要补给途径是裂隙通道,为矿井防治水工作开展及预防水害事故发生提供了重要的参考依据。
关键词:充水因素水文地质水源裂隙通道四矿
平煤四矿自1958年投产以来,随着生产规模不断扩大,现生产能力达280万吨/年。
开拓方式为分水平上下山盘区式开拓,主采煤层为五(丁组)煤、四(戊组)煤、二(己组)煤及一(庚组)煤。
采煤方法根据各煤层厚度,采用单一走向长壁式或倾斜分层走向长壁式开采。
1 矿井水文地质概况
四矿位于平顶山煤田东部水文地质单元,地表为一中部高,南北低的低山区。
擂鼓台、小擂鼓台一线为近东西向分水岭,分水岭以南坡度较陡,以北坡度较缓,基本呈单面山地形。
井田内无常年流水河流和水体,只有季节性沟流,以井田中部擂鼓台、小擂鼓台为分水岭,雨季汇集坡面水分别流向井田北部的汝河和南部的沙河。
其水文地质特征为:
①主要富水含水层中、上寒武系灰岩,露头区较小,大部分隐伏于第四系或二叠系砂泥岩之下,大气降水及地表水的入渗补给条件相对较差。
②地下水径流条件差,径流速度滞缓,循环深度较大,循环时间
长,地下水补给量有限。
③矿井涌水量基本稳定,季节性变化不突出,矿井长期疏干排水,以消耗静储量为主。
2 充水水源
四矿的充水水源包括:大气降水、地表水、老空水及煤层顶底板含水层水。
2.1 大气降水
大气降水是地下水的主要补给水源之一,也是矿井充水的间接水源。
区内属大陆性半湿润季风气候,雨季集中在7、8、9三个月,约占年总降水量的70%,大气降水补给地下水主要集中在夏秋季。
二、一(己、庚组)煤层底板主要充水含水层埋藏较深,被煤系地层与第四系地层覆盖,大气降水渗漏条件较差,通过上伏含水层越流补给水量有限。
由于井田范围内,煤层及其顶底板含水层埋藏较深,直接受大气降水的影响较小。
大气降水与矿井涌水量关系不明显,大气降水仅为矿井充水的间接水源。
2.2 地表水
在矿井井田范围内有姚孟电厂拦灰坝、同家水库、贺家水坝等水体,汇水面积均较小,见表1。
水体距煤层厚度均在600m以上,水体底部又有较厚的泥质沉积物,水体与煤层顶底板含水层间无水力联系,因此地表水体基本对矿井充水没有影响。
2.3 老空水
四矿自1958年投产至今,已有近50年的开采历史,结束的采区或工作面,在长期顶板滴淋水的补给下,产生了不同程度的积水,因此矿井各煤层上部的老空水对布置下部工作面时造成一定的威胁。
近年来,老空水已经成为影响我矿安全生产的因素之一,自2010年至今进行了以下探放水工作:己15-23120风巷探放己16、
17-23100采面老空水、丁56-19150风巷探放丁56-19130采面老空水、戊8-19070风巷探放戊8-19030采面老空水、己15-23160风巷探放己15-23140采面老空水、己16、17-231010风巷探放己16、17-21290采面老空水。
在四矿未来几年的生产中探放老空水工作还将是防治水工作的重点之一。
另井田内共有小井8座,部分矿井有越层越界行为,也很难对其做定量分析,但由于目前矿井工程均布置在深部,小窑采空区水对矿井涌水量影响较小。
2.4 煤层顶底板含水层水
2.4.1 寒武系灰岩岩溶裂隙水
通过对含水层特征、补给、径流条件等综合分析及井下水文孔揭露表明,寒武系灰岩岩溶裂隙含水层,在井田深部,尽管岩溶裂隙发育程度和富水性相对较弱,但具有不均一性,局部有富水区的存在。
一5(庚20)煤层下距太原组l7灰岩和寒武系灰岩含水层,平均距离为5.1m和21.2m,由四矿和相邻二矿、三矿采掘揭露表明,寒武系灰岩水为矿井充水的主要水源,因此,在承压水区,以及铝
土质泥岩隔水层较薄或构造裂隙发育地段,若导通与太原组灰岩含水层的水力联系,将对矿井充水产生较大影响。
二1(己16、17)煤层下距寒武系灰岩含水层平均距离为67.8m,四矿在开采二1(己16、17)煤层期间,在不破坏底板的情况下,一般构不成对矿井充水的影响。
2.4.2 太原组灰岩岩溶裂隙水
含水层主要由4~11层灰岩组成,其中,太原组顶部l2与底部l7两层灰岩,层位稳定,厚度相对较大,分别构成了二(己)煤段煤层底板直接和间接充水水源及一5(庚20)煤层顶底板直接充水水源。
但据抽水试验资料和实际揭露,灰岩含水层含水性较弱。
2.4.3 五、四和二(丁、戊和己)煤段砂岩孔隙、裂隙水
煤层顶板均有砂岩孔隙裂隙含水层,构成矿井直接充水水源,据矿井生产实际揭露,煤层顶板砂岩,虽厚度大、且较稳定,但由于孔隙裂隙不发育,补给条件差,均为弱富水性,在采掘过程中,常以滴水、淋水的形式进入矿井,很少形成突水,只是在回采放大顶时,水量可能较大。
2.4.4 第四系冲积层孔隙水
井田内各煤层埋藏较深,煤层顶板上有较厚的砂质泥岩和泥岩隔水层,第四系冲积层孔隙水对各开采煤层充水均无直接影响。
3 导水通道
断层裂隙带、岩溶裂隙、井田内浅部废弃小窑和废弃的巷道及采动裂隙等,均构成老空、老巷积水及煤层顶底板含水层进入矿井的
导水通道。
4 结语
本矿老空水和煤层顶底板含水层水是矿井充水的主要充水水源,也是矿井重要充水因素,裂隙通道为矿井涌水的主要补给途径。
为了以后更好的开展防治水工作和预防水害事故的发生,必须要坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”防治水方针,切实做好以下工作:
①四、五(丁、戊煤组)煤层。
主要充水水源是报废工作面老空水与煤层顶板砂岩孔隙裂隙含水层水。
老空水的充水原因主要是由回采放顶后导致顶板砂岩孔隙裂隙水下泄,进入采空区,汇聚面积可能随时间而增大,对下部工作面布置时产生一定威胁。
煤层顶板砂岩孔隙裂隙含水层水可能随顶板裂隙或构造裂隙进入采掘空间,涌水量开始可能较大,随时间而减小,一般对矿井正常生产和安全构不成威胁。
②二(己组)煤层。
主要充水水源是煤层顶板砂岩孔隙裂隙含水层水,其次为底板石炭系太原组灰岩水,老空水也是影响因素之一。
煤层顶板砂岩水为弱富水性,补给条件差,局部有突水现象,但突水量小,对矿井安全构不成威胁。
煤层底板直接充水含水层石炭系太原组灰岩岩溶裂隙水为弱富水性,局部富水,在承压水区,煤层底板隔水层较薄或构造发育地段,可能会产生突水,防治策略主要以疏水降压为主,并采取先探后掘。
③一5(庚20)煤层。
直接充水水源为煤层顶底板太原组灰岩岩
溶裂隙水,间接充水水源为寒武系灰岩水,顶板太原组灰岩岩溶裂隙水为弱富水性,局部富水,会随着顶板构造裂隙淋入、渗入采掘空间内。
经分析和井下水文孔观测表明,深部底板灰岩岩溶裂隙发育程度逐渐减弱,补给条件与充水性相对较差,以静储量水为主。
因此,矿井水的防治,主要以疏放降压为主,使采掘工作面不处于带压状态。
④坚持做好水文孔的长期观测,随时掌握水位及水压的动态变化特征,以便及时采取防治水对策。
⑤加强矿井各水平、采区排水设施的巡查检修工作,确保排水系统完善可靠,并及时完善各采掘工作面的排水系统。
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