矿井水文自动监测系统技术

平煤集团科技进步奖励申报书

成果名称：矿井水文自动监测系统的

研究与应用

任务来源：朝川矿

主要完成单位：朝川矿一井

主要协作单位：矿地测科

工作起止时间：2010年4月至今

申报单位：一井生产科

申报日期：2011 年 4 月1 日

一、项目简介

二、详细内容及推荐理由

三、本项目曾获科技奖励情况

四、申请、获得专利情况表

五、申报、评审意见

六、主要完成人员情况表

附件

成果应用证明

目录

1水文自动监测系统研究与应用项目计划任务书

2水文自动监测系统研究与应用项目研究报告

3水文自动监测系统研究与应用实施报告

4水文自动监测系统研究与应用经济与社会效益分析报告

项目编号：

平煤（股份）

科研项目计划任务书

项目名称：水文自动监测系统研究与应用

承担单位：朝川矿一井

开发机构：朝川矿

起止年月： 2010年4月至今

项目负责人：陈卫国

附表2：开发用需自制或新购设备情况

附表3：开发用主要材料情况（不含中间试验）

水文自动监测系统研究与应用

项目研究报告

平煤集团朝川矿

二O一一年四月

水文自动监测系统研究与应用

项目研究报告

一、概况：

朝川矿一井，属斜井多水平分区式开拓，主要开采己16-17煤层，根据勘探工程、三维地震勘探资料，矿井地质报告，瞬变电磁及朝川矿区己组煤底部灰岩岩落水分布规律研究与治理及二水平揭露等已掌握资料分析，区内大中型构造较多，地质及水文地质条件复杂，煤层顶板砂岩水及底部灰岩岩溶水对采掘生产影响较大，特别是底部灰岩岩溶水。由于长期受底板灰岩承压水影响，工作面向下布置困难。目前一井二水平东翼泄水巷、-300东、西翼泄水巷、-390东、西翼泄水巷正在探水、泄水阶段，及时掌握这些地点的水位、水压的变化，对于下一步的探水、泄水工作显得尤为重要。

二、一井水害情况

朝川矿一井回采煤层为己16-17煤层，煤层底板直接充水层为太原组薄层灰岩岩溶发育，富含岩溶水。寒武系白云岩岩溶发育，岩溶水较丰富，是己16-17煤底板间接充水层。太原组薄层灰岩与寒武系白云岩两含水层水力联系密切，太灰岩溶水接受寒灰岩溶水的补给。太原组薄层灰岩顶板至己16-17煤底板之间的隔水层厚度平均只有8.37m，底板岩溶水水压较大，对己16-17煤生产构成威胁。一井建井以及生产过程中，多次发生以煤层底板岩溶水为水源的突水。建井过程中发生的大型突水事故主要有：

（1）1973年4月8日，东风井巷道掘进过程中，遇到小断层，使煤层缺失，断层错动使煤层底板与石炭系灰岩含水层之间的距离减小至2m，岩溶水水压为0.75Mpa,薄弱隔水层在水压作用下发生底鼓，底板岩溶水突破隔水层突入矿井，突水量为380m3/h，淹没了东风井。

（2）1973年10月西风井工作面掘进过程中，多次发生突水。掘进至8-8孔时，因钻孔封闭不良，底板灰岩突水，突水量90m3/h，出水点标高+90m，水压0.78Mpa。1973年9月15日在+50m水平的四横贯，空气变凉，有水泡声，第三天底鼓出水50m3/h。1973年9月29日掘进到+44m水平时，煤层变薄，产状紊乱，又出现了水泡声，比+50m水平的响声还大，连响四天，停了工作面，改掘+44m横贯。1973年10月24日在斜井+44m水平巷道掘进时，发生底鼓突水，底鼓段长20～30m，水压1.34Mpa，突水量为720m3/h，导致西风井被淹。

（3）1980年12月9日一水平东翼运输大巷从己组煤层顶板砂岩中掘进过程中，遇到落差28m的断层，揭露石炭系灰岩含水层，造成突水。突水量314m3/h,最大达到943 m3/h，水压0.5Mpa。

表1 朝川一井二水平突水点统计表

水害水源来看，10次突水其水源来自于煤层底板太原组薄层灰岩和寒武系白云岩岩溶水，1次属于煤层顶板砂岩裂隙水。从突水强度上看，特大型突水一次，突水量为1996m3/h，中等突水一次，突水量为109.8m3/h。单纯以太原组灰岩岩溶水为水源的突水其水量较小，一般小于60m3/h，寒武系白云岩岩溶水补给或参与的突水其水量较大。以煤层底板灰岩岩溶水为水源的突水，突水时往往伴有底鼓现象，水从底鼓周围裂隙带中流出来，大型突水水

压较大，表现在水从突水口喷射而出形成水柱。

2001年12月26日，21030里工作面机巷在掘进过程中，发生底板突水事故。突水点标高-106m，估计水压为0.5MPa，最大突水量为1996m3/h，稳定水量为300m3/h。直接水源为石炭系岩溶水。这次突水淹没了-86标高以下的3000m巷道以及-150m临时排水阵地的所有设备，至到2002年3月15日才恢复-150m泄水，造成重大经济损失。

三、矿井水害防治措施

朝川矿一井属于水文地质条件复杂的矿井，底板石炭系和寒武系岩溶水水害是威胁着矿井安全生产的最不利因素。在多年的防治水工作中，通过不断摸索和总结，把泄水降压作为防治煤层底板岩溶水水害的关键措施，并大幅度提高矿井排水能力。安全生产实践表明，疏水降压效果显著，保证了安全生产。自2001年12月26日，21030里工作面机巷掘进过程中发生大型底板岩溶水突水事故后，没有发生突水事故，岩溶水水压已经降至-210m。

1、疏水降压工程措施

（1）-10水平泄水工程。

（2）-250m水平泄水工程。2003年7月，一井－250水平主排水系统形成后，分期实施了泄水工程。

(3)东翼泄水巷布置在煤层底板灰岩中，长度720m,其中320m在灰岩中，掘进过程中未揭露大的溶洞，水量稳定在130m3/h。至2005年11月，-250m