防隔水煤柱设计
风氧化带 防隔水煤柱宽度
风氧化带是指煤矿井下煤柱周围可能存在的一种氧化带,主要由于煤与空气接触而导致的。
在煤矿生产中,如果没有采取有效的防治措施,风氧化带会对煤柱的稳定性和矿井的安全性产生很大影响。
为了加强煤柱的防隔水能力,需要合理设置煤柱宽度。
本文将从以下几个方面分析煤柱宽度的重要性和如何进行合理设置。
一、煤柱宽度的作用煤柱宽度是指在采煤工作面两侧留置的未采区域,也是煤柱的支撑范围。
煤柱宽度的大小会对煤柱的稳定性和防隔水能力产生重要影响。
具体作用如下:1.保证煤柱的稳定性煤柱宽度越大,煤柱受到的压力就越小,煤柱的稳定性就越好。
当地质条件比较复杂或者采动高压煤层时,需要设置较大的煤柱宽度,以保证煤柱的稳定性。
2.提高煤柱的防隔水能力风氧化带会对煤柱的防隔水能力产生很大影响。
如果煤柱宽度设置得合理,可以有效减少风氧化带对煤柱的侵蚀,提高煤柱的防隔水能力。
二、煤柱宽度的合理设置煤柱宽度的合理设置需要考虑多种因素,包括地质条件、采矿工艺、支护方式等。
具体如下:1.地质条件地质条件是煤柱宽度设置的主要考虑因素之一。
在地质条件比较简单的情况下,煤柱宽度可以适当缩小。
但在地质条件复杂的情况下,需要设置较大的煤柱宽度。
2.采矿工艺采矿工艺也是煤柱宽度设置的重要因素之一。
不同采矿工艺对煤柱宽度的要求不同。
例如,在长壁采煤工艺中,由于需要留置足够宽度的煤柱,煤柱宽度需要设置得比较大。
3.支护方式支护方式也会对煤柱宽度的设置产生影响。
如果采用了强力支护方式,可以适当缩小煤柱宽度。
但如果采用了较为薄弱的支护方式,需要设置较大的煤柱宽度。
三、结论合理设置煤柱宽度对于加强煤柱的防隔水能力和保证煤柱的稳定性有着重要的作用。
在设置煤柱宽度时,需要综合考虑地质条件、采矿工艺、支护方式等多种因素,以达到最优的效果。
同时,在煤矿生产中,还需要采取有效措施,对风氧化带进行防治,保证矿井的安全生产。
防水煤柱留设设计
贵州赤天化能源有限责任公司桐梓县花秋镇花秋二矿防隔水煤(岩)柱留设设计编制单位:地测部编制日期:2018年11月8日会审表桐梓县花秋二矿防隔水煤(岩)柱留设设计为进一步加强矿井防隔水煤(岩)柱的管理,夯实矿井安全生产,使各项规程、安全防隔水煤(岩)柱的措施既有现场施工、作业针对性,又具有科学实用、可操作及规范延续性,使其更好地指导作业现场,更好地服务于矿井安全生产,特制定防隔水煤(岩)柱设计,望各相关单位严格遵照执行:一、防隔水煤(岩)柱的确定在受水害威胁的地方,预留一定宽度和高度的煤层不采,使工作面和水体保持一定的距离,以防止地下水或其它水源溃入工作面,所留的煤(岩)柱就叫防水煤(岩)柱。
㈠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。
根据该矿井的实际情况,需留设以下防水煤(岩)柱:1、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,为防止含水层溃入井下而留设的煤柱。
2、导水钻孔防水煤柱勘探阶段施工的钻孔,往往能贯穿若干含水层,若封孔质量不好,则人为地沟通了本来没有水力联系的含水层,使煤层开采的充水条件复杂化,为防止上覆含水层中的水溃入井下而留设的煤柱称为钻孔防水煤柱。
3、相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱。
相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱主要是防止相邻水平、采区的积水进入本区而留设的保护煤柱。
4、矿井边界煤(岩)柱。
矿井边界防水煤(岩)柱主要是防止相邻矿井的积水进入本矿井而留设的保护煤柱。
5、老窑积水区防水煤(岩)柱。
老窑积水区防水煤(岩)柱主要是防止老窑、采空区的积水进入本区而留设的保护煤柱。
㈡防水煤(岩)柱的留设1、断层防水煤(岩)柱的留设断层破坏了岩层的完整性,常常成为含水层间的联系通道。
断层的某一区段是否导水,导水性强弱等情况取决于两侧岩层的接触关系、含水层的水压以及采矿活动对断层的重复破坏作用。
因此,在没有掌握断层各区段的导水性时,应把整个断层作为导水断层对待。
防隔水煤柱留设规定
防隔水煤柱留设规定隔水煤柱是煤矿安全生产中的紧要设施,用于减小采空区域的面积,支撑地层,稳定采空区域,并防止地面塌陷。
隔水煤柱的留设规定是指在隔水煤柱的设计、选择、布设、稳定、监测等方面的一系列规定和引导。
本文将防隔水煤柱留设规定划分为设计规定、工程实施规定、监测规定、维护保养规定四个方面进行详述。
一、设计规定1.煤柱尺寸的设计。
煤柱所需的规模和尺寸应当认真计算和掌控,应依据煤柱所处地层的性质、煤层赋存规律,还应依据煤柱所处地质地貌、开采方式等因素定量确定其大小。
同时应当依据不同地质条件、地质地貌、开采方式,进行煤柱的强度设计和稳定评估。
2.煤柱材料的选择。
煤柱材料的选择应依据地质条件、地质地貌、开采方式、煤层类型等多种因素合理选择。
应当选择凭借良好机械性能的天然岩石,由于它具有良好的刚性和完美的稳定性。
选用材料应具有良好的耐水性和耐腐蚀性,能够在地下水和酸性环境中长期稳定,避开败坏。
3.煤柱留设密度与间距的掌控。
煤柱应依据煤层稳定性和煤柱的载荷特性,尽可能实现最大限度的留设密度,缩短煤柱间距,防止采空区域开裂、变形,从而使煤柱稳定。
但是,当煤矿埋深较大或其特定地质条件不同时,煤柱的留设密度需相应减小,以确保煤矿的稳定性。
二、工程实施规定1.煤柱安装的工艺。
安装煤柱应尽可能削减对地下扰动和对原生地层的破坏,在遵守安全规定和环保要求的情况下,应运用多种安装工艺,如吊装、支架、顶板修筑等。
在安装煤柱的工艺过程中,应注意防止煤柱的损坏和质量问题。
2.施工现场应急预案。
在煤柱的施工过程中,可能会显现多种突发情况,这些情况有可能会对施工安全和质量造成影响,因此,必需订立完善的应急预案,在紧急情况下实行措施紧急处理事态,保障煤矿的生产安全。
三、监测规定1.煤柱稳定性监测。
在煤柱留设后,应用科学技术对其进行稳定性监测,如使用应变测量装置、应力计、震动计等工具对煤柱进行长期监测和数据记录,依据实际情况适时调整煤柱的设计和留设标准。
防隔水煤柱设计
陈兴远煤矿防隔水煤柱设计一、矿井概况1.基本概况矿井建于1958年,1978年改造规模为年产9万t/a,“十五”期间,该矿井被列为新疆煤炭工业“十五”结构调整规划保留矿井。
现矿井已完成60万t/a 规模技术改造,2010年自治区煤炭工作管理局年核定生产能力60万t/a。
该矿井目前运输水平为+432m水平,回风水平为+560m水平。
开采上限为+777m,开采下限为+432m。
矿井共划分两个采区,45号煤层为一个采区,42-43号煤层为一个采区。
在42-43号煤与45号煤层中间布置一条轨道上山,两采区共用一条轨道上山。
分别在42-43号煤层顶板岩层及45号煤层底板岩层布置回风上山。
分别在42-43号煤层和45号煤层中布置采区煤仓,用于采区煤炭运输。
开拓方式为立井开拓,采用立井上山中央两翼分段开采布局,水平分段综采放顶煤采煤方法。
一采一备两掘。
2、交通位置新疆乌鲁木齐市米东区陈兴远煤矿位于乌鲁木齐市米东区,西北距米泉市13km,西距乌鲁木齐市34km,行政区划属乌鲁木齐市管辖。
井田中心地理坐标:东经87°44′36.5″,北纬43°54′10.5″。
井田内有沥青公路与乌奇公路相通,井田以西2km有通往乌鲁木齐火车西站至铁厂沟露天矿和石化总厂的铁路专线,交通十分便利。
3、井田地层及构造井田内主要出露地层为侏罗系下统三工河组一部分,中统西山窑组一部分及第四系,现由老至新简述如下:3.1下侏罗统三工河组(J1s)出露于井田南部,岩性以灰绿、灰黄色泥质、钙质中砂岩、粗砂岩为主,夹灰色泥岩、粉砂岩,井田内控制约300米,与下伏八道湾组地层整合接触。
3.2中侏罗统西山窑组(J2x)主要出露于井田北部,为主要含煤地层,岩性一般由灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩组成,含泥岩、炭质泥岩及煤层,含2-46号煤层。
本井田内只出露42-43煤、45号煤一般厚约400米,含化石:Eqnisetites ferganensisC.tatangensis Pseudocardinia Ovalis等。
防水煤柱设计
第一章概况第一节目的和任务为认真贯彻落实《国家安监总局,国家煤矿安监局关于进一步加强煤矿水害防治工作的通知》的通知,进一步加强水害防治工作,采取切实有效措施,杜绝透水事故的发生,确保安全生产。
一、主要地质依据:1、1990年山西省煤炭地质144勘察院(原山西煤田地质勘探144队)编制的《山西省沁源县详查勘探地质报告》;2、2009年2月山西省煤炭地质144勘查院编制的《山西黄土坡煤焦有限责任公司一矿矿井调查报告》;3、2010年3月,山西省煤炭地质114勘查院编制的《山西黄土坡鑫能煤业有限公司水文补充勘探报告》;4、依据《煤矿防治水规定》、《煤矿安全规程》二、编制设计的技术要求1、符合矿井实际,科学合理。
2、对不同的水文地质区域及地质构造进行防水隔离煤柱设计。
第二节煤矿位置一、位置黄土坡鑫能公司位于山西省沁源县小岭底村以东500m处,行政区录属聪子峪乡管辖。
地理坐标为:北纬:36°48′47″--------36°50′20″=东经:112°11′16″------112°13′01″矿区范围由以下5个坐标连线圈定:(1980西安坐标系)1、X=4080372.23 Y=19612080.952、X=4076481.39 Y=19612080.953、X=4076481.36 Y=19605930.964、X=4078651.36 Y=19605930.955、X= 4079441.38 Y=19608480.95矿区形态为一直角梯形,南北长2170--3891m,东西宽6150m,面积18.8723Km2,开采矿井2#—11#号煤,开采深度由1480m至1020m标高。
二、交通汾(阳)-屯(留)公路线从矿区西部通过,向北60K m可达南同蒲铁路的平遥车站,也可与大(同)-运(城)高速公路接运,向南经郭道镇可达沁县城关与太焦铁路线相连。
本矿交通比较方便(见1-2-1交通位置图)。
《昌恒煤矿F9断层防隔水煤柱留设研究》范文
《昌恒煤矿F9断层防隔水煤柱留设研究》篇一一、引言煤炭作为我国主要的能源资源,其开采安全与高效利用显得尤为重要。
然而,在煤炭开采过程中,地质构造如断层等对矿井安全构成重大威胁。
昌恒煤矿地处地质条件复杂的地区,其中F9断层是矿区内的主要构造之一。
为确保矿井安全、高效生产,本文对昌恒煤矿F9断层防隔水煤柱的留设进行了深入研究。
二、研究背景及意义随着煤炭开采深度的不断增加,地质条件日益复杂,断层等地质构造对矿井安全生产的影响日益显著。
在煤炭开采过程中,断层区域的煤柱留设对于保障矿井安全、防止水害、瓦斯突出等具有重要意义。
昌恒煤矿F9断层区域煤柱留设的研究,不仅有助于提高矿井生产安全水平,还可以为类似地质条件的矿区提供参考和借鉴。
三、研究方法与内容本研究采用理论分析、现场调研和数值模拟相结合的方法,对昌恒煤矿F9断层防隔水煤柱的留设进行了系统研究。
具体研究内容包括:1. 地质条件分析:对F9断层的地质特征、分布范围、岩性、厚度等进行详细分析,为煤柱留设提供基础数据。
2. 煤柱留设原则:根据矿井安全生产要求、地质条件、开采方法等因素,确定煤柱留设的原则和要求。
3. 理论计算:采用弹塑性力学、岩体力学等理论,对煤柱的稳定性、承载能力等进行理论计算,为数值模拟提供依据。
4. 现场调研:对昌恒煤矿F9断层区域进行现场调研,了解矿井生产现状、存在的问题及煤柱留设的实际情况。
5. 数值模拟:采用数值模拟软件,对不同煤柱留设方案进行模拟分析,比较各种方案的优缺点,为实际生产提供指导。
四、研究结果与分析1. 地质条件分析结果:F9断层为近南北走向,倾向东,具有一定的倾角和落差。
岩性主要为砂岩、泥岩等,厚度变化较大。
2. 煤柱留设原则:根据研究,确定煤柱留设应遵循安全、经济、环保的原则,同时考虑矿井生产实际需求。
3. 理论计算结果:通过理论计算,得出煤柱的稳定性、承载能力等数据,为数值模拟提供依据。
4. 现场调研结果:发现F9断层区域存在煤柱留设不合理、水害隐患等问题,需要进一步优化煤柱留设方案。
济煤九矿防隔水煤柱的设计
济源煤业有限责任公司九矿防隔水煤(岩)柱设计地测科二〇一四年元月济源煤业有限责任公司九矿防隔水煤(岩)柱设计《煤矿防治水规定》规定矿井防隔水煤(岩)柱应当由矿井地测机构组织编制专门设计,经矿井总工程师组织有关单位审查批准后实施,矿井防隔水煤(岩)柱一经确定,不得随意变动,严禁在各类防隔水煤(岩)柱中进行采掘活动。
为确保我矿安全生产,特对我矿的防隔水煤柱进行设计。
一、煤矿简介济源煤业有限责任公司九矿为生产矿井,隶属济源煤业有限责任公司,设计年产量30万吨,于2011年9月与公司储量分割并取得采矿许可证(证号:C4100002009101120045505),有效期10年。
我矿开拓方式为双立井单水平上下山开拓,开采煤层为二1煤层,井田内煤层赋存比较稳定,地质构造简单,煤层厚度为5.5m,煤层倾角浅部位6°~16°,深部16°~30°向南倾角变小、向北倾角变大。
煤层不自燃,煤尘不具爆炸性,煤尘瓦斯不突出,无冲击地压。
我矿通风系统、排水系统以及六大系统已经完善,目前我矿已六证齐全,并在2012年10月22日通过了市煤炭局的综合验收,予与竣工投产批复。
井田范围及邻区关系:济源煤业有限责任公司九矿北靠太行山,东邻鹤济磨庄煤业公司,西南邻济源煤业有限责任公司七矿,西邻济源煤业有限公司六矿。
济源煤业有限责任公司九矿矿区范围由表2-1-1所列的12个拐点依次连接圈定,矿井开采标高为+120~-180m,开采煤层为二1煤层,矿区面积1.1463Km2。
根据济源煤业有限公司编制的《矿井水文地质类型划分报告》,矿井水文地质类型属中等型。
二、煤矿水文地质条件根据周边生产矿井资料证实,对二1煤层开采影响最大的含水层为二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层,次为石炭系上统太原组石灰岩含水层。
(一)含水层1、奥陶系中统马家沟组石灰岩含水层奥陶系石灰岩含水层,厚度580m,在矿区北部及西部山区广泛出露。
各类防隔水煤(岩)柱的留设
各类防隔水煤(岩)柱的留设一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设,按以下公式计算: 1、煤层露头无覆盖或被粘土类微透水松散层覆盖时: H防=H冒+H保2、煤层露头被松散富含水层覆盖时(见附图7-1): H防=H裂+H保根据上两式计算的值,不得小于20m 。
式中冒高(H 冒)、裂高(H 裂)的计算参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
式中:H 防-----防隔水煤(岩)柱高度(m ); H 冒-----采后冒落带高度(m );H 裂-----垂直煤层的导水裂隙带最大高度(m ); H 保-----保护层厚度(m ); α------煤层倾角(°)。
附图 6-1附图7-1二、含水或导水断层防隔水煤柱的留设(附图7-2)可参照以下经验公式计算:0.5L 20m 式中:L----煤柱留设的宽度(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(kgf/cm 2); K P ----煤的抗张强度(kgf/cm 2)。
附图 8-2附图7-2三、煤层与强含水层或导水断层接触,并局部被覆盖时(附图7-3),防水煤柱的留设:(b)附图8-3(c)(a)附图7-31.当含水层顶面高于最高导水裂隙带上限时,防水煤柱可按附图7-3a、b留设。
计算公式为:123cosL L L L H H ctg H ctgθθα=++=++安裂裂2.最高裂隙带上限高于断层上盘含水层时,防水煤柱按附图7-3c留设。
计算公式为:()()() 123sin cos cosL L L L H ctg H M ctg ctgααθαθα=++=-++⋅+安安≥20m以上两式中:L-----防隔水煤(岩)柱宽度(m),L1、L2、L3为分段宽度;H裂-----最大导水裂隙带高度(m);θ----断层倾角(°);α ----岩层塌陷角(°);M-----断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度(m);H安----导水裂隙带至含水层间防水岩柱的厚度(m)。
防隔水煤岩柱的尺寸要求-最新《煤矿防治水规定》煤矿防治水工作条例试行
附录三防隔水煤(岩)柱的尺寸要求(摘自《煤矿防治水规定点此查看全文》)一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设,按下列公式计算:1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时:Hf= Hk+Hb (3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时(图3-1):Hf=HL+Hb (3-2)式中 Hf--防隔水煤(岩)柱高度,m;Hk--采后垮落带高度,m;HL--导水裂缝带最大高度,m;Hb--保护层厚度,m;α--煤层倾角,(°)。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值,不得小于20 m。
式中Hk、HL的计算,参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤(岩)柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设(图3-2)可参照下列经验公式计算:≥20 m式中 L--煤柱留设的宽度,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,MPa;Kp--煤的抗拉强度,MPa。
图3-2 含水或导水断层防隔水煤(岩)柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤(岩)柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触,并局部被覆盖时(图3-3),防隔水煤(岩)柱的留设要求如下:图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤(岩)柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时,防隔水煤(岩)柱可按图3-3a、图3-3b留设。
其计算公式为:L=L1+L2+L3=Hacscθ+HLcotθ+HLcotδ (3-3)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时,防隔水煤(岩)柱按图3-3c 留设。
其计算公式为:L=L1+L2+L3=Ha(sinδ-cosδcotθ)+(Hacosδ+M)(cotθ+cotδ) ≥20 m (3-4)式中 L--防隔水煤(岩)柱宽度,m;L1,L2,L3--防隔水煤(岩)柱各分段宽度,m;HL--最大导水裂缝带高度,m;θ--断层倾角,(°);δ--岩层塌陷角,(°);M--断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度,m;Ha--断层安全防隔水煤(岩)柱的宽度,m。
防隔水煤柱留设规定
防隔水煤柱留设规定隔水煤柱是指在煤矿采掘中,为了提高煤矿的采煤率而设立的一种保障设施。
随着煤矿的深入开采,隔水煤柱的作用越来越重要。
因此,建立一套完整的隔水煤柱留设规定是十分必要的。
一、隔水煤柱选取原则1. 选取合适的煤柱:隔水煤柱的选取应根据采矿区域的地质条件、工程条件、煤层性质和采煤技术特点,选择经济合理、稳定可靠、易于管理的煤柱。
2. 合理安排煤柱留设:隔水煤柱留设应该合理分配,尽可能减小采矿后的偏移变形。
3. 隔水煤柱尺寸:隔水煤柱的尺寸应按照《煤矿安全规程》(GB25965-2010)中规定的各项要求来选取,不能出现质量问题。
4. 临近区煤柱留设合理性:隔水煤柱的设置应根据矿压分析、灾害预测等科技手段,确定临近区域的隔水煤柱留设合理性。
二、隔水煤柱留设规定1. 煤柱留设原则(1)安全第一,无论什么情况都不能牺牲隔水煤柱的安全。
(2)合理使用隔水煤柱,避免浪费。
(3)煤柱留设必须符合相关的规范,不能超出规范范围。
2. 煤柱留设区域管理(1)在隔水煤柱留设区域,应该制定相应的管理规定,并加强监管。
(2)应该留设相应的警示牌,划定警戒线,禁止非采煤人员进入。
3. 煤柱留设标准(1)煤柱留设必须符合煤矿安全规程所提出的各项标准要求,以保障采掘过程的安全。
(2)隔水煤柱应尽可能选择无石、无裂、密度高、强度大、易处理的煤柱。
(3)煤柱留设必须密实,不得留有空洞或裂缝。
4. 煤柱留设技术(1)煤柱留设技术应有严格的监督和管理,确保煤柱的质量。
(2)留设过程中必须设立监测点,实时监测隔水煤柱的变化情况,及时预警。
(3)考虑到隔水煤柱留设对煤矿采掘后期的管理和治理,要对煤柱留设的管理、监测、维护和治理保持长效性。
三、隔水煤柱留设的管理和维护1. 隔水煤柱留设后,应设立监测点,实时监测隔水煤柱的变化情况,及时预警。
2. 隔水煤柱留设区域应定期进行巡查,确保煤柱的安全性。
3. 隔水煤柱留设发现偏移或变形,应及时采取措施加固或更换煤柱。
防隔水煤(岩)柱7.20
防隔水煤( 第一节 防隔水煤(岩)柱的种类和留设原则
二、防隔水煤(岩)柱的留设原则 防隔水煤( 7.多煤层地区、各煤层的防隔水煤(岩)柱必须统一考虑确 定,以免某一煤层开采影响和破坏另一煤层的煤柱。 8.防隔水煤(岩)柱中必须要有一定厚度的粘土质隔水岩层 或含导性能弱的岩层,否则防隔水煤(岩)柱将无隔水作用。 9.严禁在水体下通过留设防隔水煤(岩)柱的方法开采急倾 斜煤层,以避免发生煤层抽冒。造成重大透水事故。 10.相邻井田的分界处,应当留设防隔水煤(岩)柱,防隔水 煤(岩)柱的尺寸在矿井设计时确定。
防隔水煤( 第二节 防隔水煤(岩)柱的留设和计算
三、 煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤(岩)柱的留设 煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤( 煤层与强含水层或导水断层接触,并局部被覆盖时(图17-3), 防隔水煤(岩)柱的留设要求如下:
图17-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤(岩)柱 留设图
防隔水煤( 第一节 防隔水煤(岩)柱的种类和留设原则
二、防隔水煤(岩)柱的留设原则 防隔水煤( 1.煤矿防隔水煤(岩)柱的留设必须与矿井地质构造、水文 地质条件、煤层赋存条件及其组合结构方式、围岩物理力学性 质等自然因素密切结合,还应与开采方法、开采强度和顶板管 理方法等人为因素一致。 2.煤矿防隔水煤(岩)柱留设应在开采设计中确定。应当与 开采方式和井巷布局以及防水闸门的留设相适应,否则会给以 后煤柱的留设造成极大困难,甚至造成无法留设的后果。 3.在受突水威胁,但又不宜采用疏放或注浆封堵等其它防 治水方法的地区采掘时,必须留设防隔水煤(岩)柱。
防隔水煤( 第二节 防隔水煤(岩)柱的留设和计算
防隔水煤(岩)柱的留设和尺寸计算方法主要有四种: 一、经验类比法,参照工程地质和水文地质条件相似的 矿井安全采掘的防隔水煤(岩)柱尺寸,作为本矿区开 采防隔水煤(岩)柱的留设依据; 二、利用理论公式进行计算,如匈牙利的埃斯茨公式 和查姆保公式等; 三、依据《煤矿防治水规定》中的传统方法留设; 四、利用数值法计算或相似模拟试验确定煤柱的合理尺寸。 本节采用《煤矿防治水规定》中提出的关于防隔水煤(岩)柱 的留设和计算方法。
各类防隔水煤(岩)柱的尺寸要求计算
各类防隔水煤(岩)柱的尺寸要求一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设,按下列公式计算:1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时:H f =Hk+Hb(3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时(图3-1):H f =HL+Hb(3-2)式中Hf—防隔水煤(岩)柱高度,m;Hk—采后垮落带高度,m;HL—导水裂缝带最大高度,m;Hb—保护层厚度,m;α—煤层倾角,(°)。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值,不得小于20m。
式中Hk 、HL的计算,参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤(岩)柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设(图3-2)可参照下列经验公式计算:L=0.5KMP3K P ≥20m 式中:L —煤柱留设的宽度(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(MPa );K P —煤的抗拉强度(MPa )。
图3-2含水或导水断层防隔水煤(岩)柱留设图三、煤层与强含水层或导水断层接触防隔水煤(岩)柱的留设煤层与强含水层或导水断层接触,并局部被覆盖时(图3-3),防隔水煤(岩)柱的留设要求如下:图3-3煤层与富水性强的含水层或导水断层接触时防隔水煤(岩)柱留设图1.当含水层顶面高于最高导水裂缝带上限时,防隔水煤(岩)柱可按图3-3a 、图3-3b 留设。
其计算公式为:L=L1+L2+L3=Hacsc θ+HLcot θ+HLcot δ(3-3)2.最高导水裂缝带上限高于断层上盘含水层时,防隔水煤(岩)柱按图3-3c留设。
其计算公式为:L=L1+L2+L3=Ha(sin δ-cos δcot θ)+(Hacos δ+M)(cot θ+cot δ)≥20m(3-4)式中 L —防隔水煤(岩)柱宽度,m ;L1,L2,L3—防隔水煤(岩)柱各分段宽度,m ;HL —最大导水裂缝带高度,m ;θ—断层倾角,(°);δ—岩层塌陷角,(°);M —-断层上盘含水层层面高出下盘煤层底板的高度,m ;Ha--断层安全防隔水煤(岩)柱的宽度,m 。
防隔水煤柱设计
长治县雄山振义煤业有限公司留设防隔水煤(岩)柱设计一、矿井简介山西长治县雄山振义煤业有限公司为兼并重组整合矿井,隶属于山西长治县雄山煤炭集团,采矿许可证证号:C1400002009111220045752。
井田面积3.753k㎡,批准开采3、9、14、15号煤层,现采3号煤层,生产规模90万t/a,开采深度:1049.97—730m。
依据本矿生产现状,本矿需留设的保安煤柱种类包括各类防隔水煤柱、井田边界保护煤柱、村庄保护煤柱、地面工业场地保护煤柱、井筒保护煤柱、主要大巷保护煤柱等。
二、设计依据1、《矿井初步设计》2、《矿井初步设计安全专篇》3、《煤矿防治水细则》4、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》三、防隔水煤柱设计防隔水煤(岩)柱指的是:为确保近水体下安全采煤而留设的煤层开采上(下)限至水体底(顶)界之间的煤岩层区段。
《煤矿防治水细则》规定矿井防隔水煤(岩)柱应当由矿井地测机构组织编制专门设计,经煤炭企业总工程师组织有关单位审批后实施。
矿井防隔水煤(岩)柱一经确定,不得随意变动,严禁在各类防隔水煤(岩)柱中进行采掘活动。
为确保安全生产,特对本矿的防隔水煤(岩)柱进行设计。
有下列情况之一的,应当留设防隔水煤(岩)柱:(1)煤层露头风化带;(2)在地表水体、含水冲积层下和水淹区邻近地带;(3)与富水性强的含水层间存在水力联系的断层、裂隙带或者强导水断层接触的煤层;(4)有大量积水的老窑和采空区;(5)导水、充水陷落柱与岩溶洞穴或地下暗河;(6)分区隔离开采边界;(7)受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。
当上部水体的水量大或底部含水层富水性强并且补给条件较好时,应留设以防水为主要目的的防水安全煤柱,一般地,防水安全煤柱的留设高度应等于导水裂隙带的最大高度加上一定厚度的保护层,即:H安≥H导+H保井田内断层及陷落柱较发育,对矿井采区合理分布和采煤工作面的连续推进有一定影响,未发现岩浆侵入,导水性也不大;但在煤矿开采中仍要继续注意断层、陷落柱的导水性,靠近断层、陷落柱采掘时,必须进行钻探调查,充分探明导水性,根据现场调查实际情况确定防隔水煤(岩)柱的距离。
东江煤业防隔水煤(岩)柱留设设计
山西东江煤业集团有限公司防隔水煤(岩)柱设计山西东江煤业有限公司二〇一三年四月东江煤业防隔水煤(岩)柱设计《煤矿防治水规定》规定矿井防隔水煤(岩)柱应当由矿井地测机构组织编制专门设计,经矿井总工程师组织有关单位审查批准后实施,矿井防隔水煤(岩)柱一经确定,不得随意变动,严禁在各类防隔水煤(岩)柱中进行采掘活动。
为确保我矿安全生产,特对我矿的防隔水煤柱进行设计。
一、煤矿简介及相关水文地质情况山西东江煤业集团有限公司是经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件《关于吕梁市离石区煤矿企业兼并重组整合方案(部分)的批复》(晋煤重组办发[2009]25号)批准,为单独保留矿井,企业名称由原山西吕梁东江煤业有限责任公司更名为山西东江煤业集团有限公司(简称“东江煤业”), 2009年11月13日山西省国土资源厅为该矿换发采矿许可证,证号:C1400002009111220044960,批准开采煤层为4、5、8、9号煤层,井田面积4.7345km 2,生产规模90.00万t/a。
2009年11月13日山西省国土资源厅为该矿换发采矿许可证,证号:C1400002009111220044960,批准开采煤层为4、5、8、9号煤层,生产规模90.00万t/a,井田面积4.7345km2,开采深度:由950m至600m标高。
根据山西地宝能源有限公司编制的《矿井水文地质类型划分报告》,矿井5#煤层水文地质类型属中等型。
二、防隔水煤(岩)柱的留设设计根据煤矿防治水规定中第二章第四节“防隔水煤(岩)柱的留设”规定及附录三“防隔水煤(岩)柱的尺寸要求”,具体对我矿的防隔水煤岩柱留设设计如下:1、《煤矿防治水规定》第五十一条规定:相邻矿井的分界处,应当留防隔水煤(岩)柱。
矿井以断层分界的,应当在断层两侧留有防隔水煤(岩)柱。
根据《煤矿防治水规定》附录三第八条第一点规定:水文地质简单型到中等型的矿井,可采用垂直法留设,但总宽度不得小于40m。
留设防隔水煤(岩)柱设计方案
留设防隔水煤柱设计方案山西陆合集团基安达煤业有限公司二〇一四年二月基安达煤业留设防隔水煤(岩)柱设计方案一、巷道防隔水煤柱留设(一)、可采煤层概况根据《山西陆合集团基安达煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》第三章资料显示:井田内共含有11层煤,其中含可采煤层3层。
根据勘探程度及井田开拓布置根据勘探程度及井田开拓布置,3号煤层作为矿井的一个辅助水平,划分为一个采区;10号煤层划分为两个采区;井下11号煤层根据巷道布置共分为四个采区。
矿井首期开采地段位于井田西部的11号煤层,将该区域划为一采区(1101采区)。
全井田共划分为7个采区,采区编号为0301(3号煤层);1001、1002(10号煤层);1101、1102、1103、1104(11号煤层)。
采区接替顺序如下:1101采区(先期开采地段)→1001采区→1102采区→1002采区→1103采区→0301采区→1104采区。
①山西组的3号煤层为稳定全区可采煤层。
②太原组的10号煤层为较稳定大部可采煤层。
③太原组的11号煤层为稳定全区可采煤层。
现分述如下:1、3号煤层下距K7砂岩底5.30—10.70m,平均8.92m左右。
煤层厚度1.28—2.80m,平均2.39m;不含夹矸,结构简单。
属全区稳定可采煤层。
煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、局部为粉、细砂岩;底板大都为泥岩、砂质泥岩,局部为粉砂岩。
2、10号煤层位于太原组下部,上距7号煤层35.30—44.20m,平均39.06m。
厚度0—1.60m,平均1.29m,一般不含夹矸,结构简单。
煤层顶板为砂质泥岩、细砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩。
在603号钻孔见该煤层,井田东南部矿井在开拓11号煤层时见该煤层,厚度在1.20—1.30m左右,属较稳定大部可采煤层。
3、11号煤层位于太原组下部,上距10号煤层5.32—9.83m,平均7.36m。
厚度2.60—3.65m,平均3.17m,一般不含夹矸,局部含1层夹矸,结构简单。
防隔水煤柱设计
山西和顺正邦煤业有限公司防隔水煤柱设计一、矿井概况山西和顺正邦煤业有限公司位于和顺县城西南约1。
5km的义兴镇黄狮垴村至串村一带,行政区划隶属于和顺县义兴镇管辖。
其地理坐标为:东经113°31′37″-113°33′07″,北纬37°19′13″—37°21′25″。
井田位于太行山中段西侧,属中山侵蚀区,基岩裸露,沟谷纵横发育,切割剧烈。
区内基岩大面积裸露,少部分被黄土及冲积物所覆盖,冲沟发育。
井田内地势总体为北西高、南东低,最高点在井田中部偏西的摩天垴山顶上,标高1547.9m,最低点在井田北部的清漳东源的河床中,标高1264。
9m,最大相对高差为283。
0m。
地形坡度一般在30°~45°之间。
二.水文地质条件1、河流水系本井田属海河流域漳河水系,清漳河支流。
井田北部为清漳河东源,以西又称张翼河,俗称北河,清漳河发源于昔阳县少山大龟谷.据蔡家庄水文站资料:清漳河东源流量平均为1。
55m3/s,最大流量为694m3/s.此外,井田内还发育一些走向北东—北西向的冲沟,平时干涸无水,仅雨季有短暂洪水通过。
2、气象和顺县地处高寒山区,气温比同纬度太原盆地区域偏低较多,属北暖温带大陆性季风气候。
其气候特点是春季干旱多风,夏季温和多雨,秋季气候凉爽,冬季寒冷少雪,全年夏短冬长.根据和顺县气象站2001—2011年观测资料,主要气象要素特征如下:降水量:多年平均降水量为537.5mm,2002年最大为697。
7mm,2004年最小为429.4mm,降水量年内差异悬殊,主要集中在7、8、9三个月,占年总降水量的60%。
日最大降水量163。
8mm,每小时最大降水量45。
8mm,10分钟最大降水量24.3mm。
(四)井田含水层1、碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩层由奥陶系中统的深灰色厚层状石灰岩、角砾状石灰岩、薄层泥灰岩及白云岩和石膏等组成。
裂隙岩溶主要发育于上马家沟组二段下部及其以下的灰岩之中,富水性较强,为区域主要岩溶含水层.含水层的补给来源以南部区域岩溶水的侧向补给为主,次为东南部奥灰岩浅埋地段的上部地下水、地表水等沿断层或岩石裂隙的垂向渗透补给。
防隔水煤岩柱的尺寸要求
防隔水煤(岩)柱的尺寸要求一、煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设煤层露头防隔水煤(岩)柱的留设,按下列公式计算:1.煤层露头无覆盖或被黏土类微透水松散层覆盖时:H f= H k+H b(3-1)2.煤层露头被松散富水性强的含水层覆盖时(图3-1):H f=H L+H b (3-2) 式中H f--防隔水煤(岩)柱高度,m;H k--采后垮落带高度,m;H L--导水裂缝带最大高度,m;H b--保护层厚度,m;α--煤层倾角,(°)。
根据式(3-1)、式(3-2)计算的值,不得小于20 m。
式中H k、H L 的计算,参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的相关规定。
图3-1 煤层露头被松散富水性强含水层覆盖时防隔水煤(岩)柱留设图二、含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设(图3-2)可参照下列经验公式计算:P35.0K p KML ≥20 m 式中 L --煤柱留设的宽度,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,MPa ;K p --煤的抗拉强度,MPa 。
图3-2 含水或导水断层防隔水煤(岩)柱留设图三、水淹区或老窑积水区下采掘时防隔水煤(岩)柱的留设1.巷道在水淹区下或老窑积水区下掘进时,巷道与水体之间的最小距离,不得小于巷道高度的10倍。
2.在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中进行开采时,若水淹区或老窑积水区的界线已基本查明,防隔水煤(岩)柱的尺寸应当按附录三之二的规定留设。
3.在水淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时,防隔水煤(岩)柱的尺寸,不得小于导水裂缝带最大高度与保护带高度之和。
四、相邻矿(井)人为边界防隔水煤(岩)柱的留设1.水文地质简单型到中等型的矿井,可采用垂直法留设,但总宽度不得小于40 m 。
2.水文地质复杂型到极复杂型的矿井,应当根据煤层赋存条件、地质构造、静水压力、开采上覆岩层移动角、导水裂缝带高度等因素确定。
7.3防水煤柱留设
7.3防水煤柱留设7.3.1断层防水煤柱留设因本矿井3号煤层开采时断层、陷落柱是奥陶灰突水的重要通道。
因此,必须对导水断层留设防水煤柱,防水煤柱的留设方法可依据《煤矿防治水规定》附录三的公式计算,本矿区含水或导水断层防隔水煤柱的留设方案如下:由于本井内没有发现较大的断层,因此,本报告只考虑小断层的煤柱留设情况。
当断层落差小于隔水层厚度(取3号煤层的99.09m )时,含水或导水断层防隔水煤柱的留设参照经验公式计算: L=0.5KM P3K P ≥20m (7-1) H a =ST P +10,L= αsin a H ≥20m (7-2) 式中:L —防隔水层煤柱宽度,m ;K —安全系数,一般取2~5;M —煤层厚度或采高,m ;P —煤层厚度或采高,m ;Kp —煤的抗拉强度,Mpa ;H a —导水裂隙带至含水层防水岩柱的厚度,m ;α—断层倾角,(°)经以上公式(7-1)和(7-2)计算,所得结果取较大值为留设的防水煤柱宽度。
今后如在地质勘探和采掘活动后,发现有新的断层,矿方应按照以上计算方法自行计算断层防水煤柱的宽度;对落差小于5m的断层应在探明去其导水性后,再确定是否留设防水煤柱或采取注浆加固措施。
7.3.2陷落柱保护煤柱留设目前本矿井内尚未发现陷落柱,但不排除存在隐伏陷落柱的可能。
陷落柱是奥灰突水的主要通道,为防止陷落柱突水事故,确保矿井安全生产,对导水陷落柱必须留设防水煤柱。
现分述如下:①导水陷落柱对于一些导水陷落柱,如果所处的位置对回采影响不大,可以只留设保护煤柱而不封堵。
这类落陷柱突水隐患很大,留设防水煤柱时一定要考虑其特征,做到万无一失。
首先,必须查明有无与陷落柱连通的导水断层。
如果存在断层,即使断层距很小,也会作为突水通道将陷落柱内的水导入矿井,从而导致断层突水事态扩大。
即使没有人为干扰的情况,突水通道也会在高压水作用下发生冲刷或扩容,随时有增大涌水、发生灾害的可能。
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峁底煤矿防隔水煤柱设计一、矿井概况山西兴县华润联盛茆底煤业有限公司井田位于兴县县城东南5km处,行政区划隶属于奥家湾乡。
地理坐标为北纬38°25′54″—38°27′39″,东经111°09′47″—111°11′23″。
本区属于中低山区,区内地形复杂,侵蚀冲刷剧烈,形成近南北向的山梁及沟谷。
井田总体地势南部高北部低,最高处位于井田中部,海拔1234.90m,最低处位于井田北部,海拔1028.00m,最大相对高差206.90m。
本矿设计生产能力90万吨,服务年限26年。
二.水文地质条件(一)水系、河流井田属于黄河流域蔚汾河水系,该河流发源于岚县大蛇头乡和尚沟村,全长81.8km,从恶虎滩乡下会村入兴县,由高家村镇张家湾村注入黄河,年径流量为0.621亿m3。
井田内无河流等地表水体,各沟谷平时干涸无水,为雨季泄洪通道。
(二)气象井田位于晋西北黄土高原,属温带大陆性气候,四季分明,昼夜温差大。
春季多风,夏季雨量集中,秋季凉爽,冬季寒冷少雪。
年平均气温6.8—10.6℃。
1月份最低平均气温-7.8—11.2℃。
极端最低—29.3℃;7月份最高平均气温22.3—25℃,极端最高38.4℃。
太阳辐射量平均为559080J/cm2,全年日照时数为2629.2h,无霜期在150—190d之间。
根据兴县气象局资料,该区近10年降水量231.4—688.9mm,年平均为475.16mm,60%以上集中在7、8、9月;年平均蒸发量为2090.8mm,为降水量的4倍。
年平均风速2.4m/s,最大风速20m/s。
(三)地表迳流蔚汾河从井田北部边界由东向西流过,该河流发源于岚县大蛇头乡和尚沟村,全长81.8km,从恶虎滩乡下会村入兴县,由高家村镇张家湾村注入黄河,水位标高1028m,年径流量为0.621亿m3。
(四)井田含水层1.奥陶系碳酸盐岩溶裂隙含水层组井田内无出露,西北方向距井田8km的关家崖煤矿K5供水井资料:孔深280.21m,静水位标高863.86m(1990年),单井出水量530.75m3/d,水质类型为HCO3·SO4—Ca,Mg型,奥陶系岩溶水水质类型一般为HCO3-Ca,Mg型。
据此推测井田内奥灰水静止水位标高866-867m,含水层时代为奥陶系中统上、下马家沟组,单井出水量>2000m3/d,水质类型为HCO3·S04-Ca·Mg型及HCO3-Ca·Mg型。
2.石炭系太原组砂岩裂隙含水层组含水层主要为S2粗砂岩及L3灰岩。
S2粗砂岩厚度31.55m,L3灰岩厚度为4.56m,该含水层接受补给差,富水性弱,根据斜沟ZK923孔抽水试验结果:单位涌水量0.004L/s.m,渗透系数0.0124m/d,水位标高据车家庄煤矿ZK21921孔观测结果为999.46m,水质类型为HCO3·S04-Ca·Mg型,矿化度0.77g/L。
3.二叠系下统下石盒子组与山西组砂岩裂隙含水层含水层主要为中、粗粒砂岩,含水层裂隙发育较差,富水性较弱,据斜沟煤矿ZK924水文孔抽水试验结果:单位涌水量(平均)0.024L/s.m,渗透系数0.0241m/d。
水位标高据车家庄煤矿ZK21921孔观测结果为1001.37m,水质类型为S04-Na·HCO3-Na·Ca·Mg型及HCO3·S04-Na·Ca·Mg型,矿化度为0.57-1.29g/L。
4.第四系、上第三系孔隙含水层组上第三系上新统厚度不稳定,富水性弱,单井出水量一般<5m3/d,水质类型为HCO3—Na型。
第四系上更新统分布于全井田,主要接受大气降水的补给,储水条件差,富水性极弱。
(五)井田隔水层井田隔水层主要为中石炭统本溪组泥质岩隔水层组,岩性由泥岩、铝土岩组成,厚度达8m以上,为井田及区域含煤地层和奥灰水之间的主要隔水层。
另外,相间于各灰岩、砂岩之间厚度不等的泥岩、砂质泥岩是含煤系地层含水层之间的隔水层。
(六)周边煤矿小窑及水患分析井田北部与山西华润联盛车家庄煤业有限公司相邻,西、东、南面无煤矿。
井田周边无小窑开采,我矿不受周边煤矿及小窑的水患影响。
山西兴县华润联盛峁底煤业有限公司是由原山西兴杭隆煤业有限公司、原山西峁底煤业有限公司、原山西兴县王家崖煤业有限公司整合而成,我矿井田内一共有八处采空区积,会水对矿的采掘造成造成一定的影响,现我矿的主要采掘活动在一采区和将要开拓的二采区,故只有原峁底煤矿和乔家沟煤矿的采空区积水对我矿的采掘有一定的影响。
三、矿井充水因素分析及水害防治措施(一)地表水对矿井充水影响井田内井口所在位置的最高洪水位线均远低于各井口标高,因此井田内井口一般不会到受洪水灌井的威胁。
根据导水裂隙带高度计算公式:1、10Hli30+=M∑式中:∑M-累计采厚13号煤层导水裂隙带高度为113.14-115.81m。
2、Hli=100∑M/(1.2∑M+2.0)±8.913号煤层导水裂隙带高度为:73.04-73.49m。
上述计算结果可知,井田东部煤层开采后导水裂隙带高度达到了地表。
因此,雨季井田东部地表水将会沿裂隙渗入井下工作面,增大矿井涌水量,严重者可能导致淹井事故的发生。
所以必须加强地表踏勘工作,发现地表裂隙或塌陷,及时填埋,防治水害发生。
同时要对井口和工业广场等进行排水,清理渠道淤泥和其它堆积物,保证排水畅通,防患于未然。
(二)构造对煤层矿井充水影响受区域构造的控制,井田为一单斜构造,未发现断层及陷落柱等构造。
井田内没有断裂破坏带对矿井充水的影响。
(三)采空区积水对矿井充水性影响该矿井充水的主要因素为其顶板以上砂岩裂隙含水层及第四系潜水层水沿顶板裂隙及塌陷裂隙向巷道的渗透。
井田内有多处采空区,共有5处积水。
原乔家沟煤矿采空区和巷道积水,来源于原山西兴杭隆煤业有限公司采空区及巷道渗滴水渗流汇聚而成;原山西峁底煤业有限公司处采空区积水来自顶板渗滴水;原山西兴县王家崖煤业有限公司处采空区和巷道积水来源于采空区顶板和巷道渗滴水汇集而成。
(具体位置详见13号煤层矿井充水性图)根据《煤矿安全手册》第五篇矿井防治水的采空区积水公式:Q =LB+K·M·S/cosα(m3);Q—相互连通的各积水区总积水量(m3);M—煤层厚度(实际采厚),m;L-积水巷道总长度,m;B-积水巷道平均断面,m2;S—采空区积水的水平面积,m2;α—煤层倾角,°;K—老空区的充水系数,本次采用0.30。
各处积水区积水量如下表。
采(古)区积水、积气情况表各处积水总量242800m3。
井田北部相邻矿井山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司井田边界与本井田边界相距300m以上,其采空区积水对本井田煤层开采无影响。
本井田内采空区积水对下水平煤层开采存在威胁。
因此,建议煤矿在临近采空区开采时,应进行探测和疏排,坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,密切注视井下水文地质条件变化等构造的出现,对井下逐日排水量作好观测、记录,若发现异常,立即采取有效措施,防止水害发生。
(四)地下水对矿井充水影响13号煤层其直接充水含水层是太原组砂岩裂隙含水层,据斜沟煤矿ZK923号水文孔抽水试验,单位涌水量为0.004L/s.m,富水性弱。
矿井充水的主要因素为其顶板以上砂岩裂隙含水层及第四系潜水层水沿顶板裂隙及塌陷裂隙向巷道的渗透,雨季矿井涌水量会增大。
井田内可采13煤层底板标高为800~1080m。
井田内奥陶系岩溶水水位标高为864~867m,岩溶水径流由东南向北西方向运移,井田内13号煤层大部分高于奥灰岩溶水水位,仅井田西部带压(见13号煤层矿井充水性图)。
根据奥灰水突水系数计算公式:K=P/M其中:K-突水系数(MPa/m);P-底板隔水层承受的静水压力(MPa);13号煤层的最大突水系数:Ts=(867-800.00+52.5)×0.0098/52.5=0.0223 MPa/m经计算可知,13号煤层最大突水系数为0.0223MPa/m,小于受构造破坏块段突水的临界值0.06MPa/m。
一般情况下,井田无奥灰水突水的危险。
井田内ZK21-2号钻孔位于西北部带压区,因此,采至该钻孔附近时,要进行探放水,防止奥灰水因钻孔封闭严造成奥灰突水。
同时,在带压区还要密切注意隐伏断层等构造的存在,加强水文地质工作,防止意外水害发生。
(五)井田水文地质类型井田内煤系地层各含水层对矿井充水影响较小,煤层局部带压,突水系数小于受构造破坏块段突水临界值,奥灰水对矿井充水影响不大。
但采空区有积水,对下山方向煤层开采存在突水威胁。
按《煤矿防治水规定》中矿井水文地质类型分类标准,本井田水文地质类型中等类型。
(六)矿井涌水量预测根据我矿近几年来的采掘活动,我矿正常涌水量为22m³/h,最大涌水量为25m³/h,预计在二采区开拓以后正常涌水量为16m³/h,最大涌水量为30m/h.二、防隔水煤(岩)柱的留设设计根据煤矿防治水规定中第二章第四节“防隔水煤(岩)柱的留设”规定及附录三“防隔水煤(岩)柱的尺寸要求”,具体对我矿的防隔水煤岩柱留设设计如下:1、《煤矿防治水规定》第五十一条规定:相邻矿井的分界处,应当留防隔水煤(岩)柱。
矿井以断层分界的,应当在断层两侧留有防隔水煤(岩)柱。
根据《煤矿防治水规定》附录三第八条第一点规定:水文地质简单型到中等型的矿井,可采用垂直法留设,但总宽度不得小于40m。
我矿13#煤层水文地质属中等型,矿井边界没有断层,因此采用垂直法留设,设计井田边界留设20m 的防水煤柱,但相邻矿井之间的井田边界煤(岩)总宽度不得小于40m 。
2、《煤矿防治水规定》第五十二条规定:受水害威胁的矿井,有下列情况之一的,应当留设防隔水煤(岩)柱:(一)煤层露头风化带;我矿的煤层露头区域已经采空,现在和今后的采掘活动不会涉及到煤层露头风化带,因此不需要对此进行设计。
(二)在地表水体、含水冲积层下和水淹区邻近地带;矿区内不存在地表水体及含水冲积层,此二项不进行设计。
根据附录三第五条第二项规定:本矿井无水淹区,老空积水区的界限已基本查明,防隔水煤柱的尺寸应按含水或导水断层的防隔水煤(岩)柱的留设方法进行留设。
《防治水规定》附录第二条规定:含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的留设(图3-2)可参照下列经验公式计算:≥20 m式中 L--煤柱留设的宽度,m ;K--安全系数,一般取2-5; 本设计取2M--煤层厚度或采高,m ; 本矿煤层厚度12米p--水头压力,MPa ; 设计取0.5Kp--煤的抗拉强度,MPa 。
设计取0.6计算结果约等于19.2米,不得低于20米,设计防隔水煤(岩)柱为20米。