矿井防治水课程设计

目录

1、工程设计的目的和意义 (2)

2、工程背景 (3)

2.1工作面情况 (3)

2.2矿井水文地质状况 (5)

3、工程设计 (6)

3.1依据的国家标准 (6)

3.2依据的行业标准 (6)

3.3工程布置方法 (7)

3.3.1............................................................ 技术要求7

3.3.2 注浆改造的原理及指导思想 (8)

3.3.3 注浆材料 (8)

3.3.4 施工前准备工作 (9)

3.3.5 设备和材料准备 (9)

3.3.6 施工顺序要求 (10)

4、工程进度安排 (11)

5、避灾要求 (11)

6、工程费用预算 (12)

7、工程评价 (13)

7.1注浆效果检验 (13)

7.2总结 (13)

1、工程设计的目的和意义

煤矿水害是影响煤矿安全生产的主要灾害之一, 北方太原群、石灰岩煤系底盘的奥陶纪石灰岩、南方龙潭组煤层顶板的长兴灰岩和底板的茅口灰岩往往岩溶发育含水丰富, 一旦受采动影响突出井下, 都会出现严重的矿井水害, 最大突水量每分钟可以从几十立方到几百立方, 极易淹井。影响底板突水的因素是多方面的, 其中主要的因素是: 煤层底部的岩溶承压水、矿压地质构造及底板隔水层厚度和强度。其中岩溶承压水是造成突水的主导因素, 是基础, 矿压是造成突水的诱发因素, 地质构造是造成突水的内在条件, 煤层底板是阻抗突水的唯一因素。要预防底板突水, 就必须强化阻抗突水的因素, 削弱造成突水的条件。

根据《煤矿安全规程》规定, 凡是在突水系数> 0.7 的采区回采前, 必须制定措施, 防止突水事故的发生, 做到防患于未然, 而做到这一点, 目前有二种方法。一是通过打排水钻孔, 采取疏水降压的方法, 但这是有条件的: ①含水层富水性小, 疏降排水费用不高或疏降排水费用虽高, 但可以排供结合。②不会因疏降严重影响工农业用水，造成地下水的浪费。③不会因疏降造成地面大面积沉降和环境污染。④含水层的补给边界, 水量已经查明, 可以合理疏降到一定的安全水平。另一种是通过打钻孔到预定层位, 然后注浆改造煤层底板含水层, 使本来是强含水层变成弱含水层或者成为隔水层。

通过此次地板改造增加隔水层厚度，为矿井安全生产提供前提保证。2、工程背景

2.1工作面情况

n 665工作面平均走向长886m，平均倾向宽183m,工作面回采上限标高-570m,下限标高-660m。该面地质储量79.78万吨, 可采储量75.80万吨。

工作面机巷、风巷、切眼揭露断裂构造的具体位置及产状详见表1和图1

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表1 n 665工作面断层情况统计表

图1 n 665工作面底板钻孔柱状

n 665工作面平均走向长886m，平均倾向宽183m,工作面回采上限标高-

570m,下限标高-660m。该面地质储量79.78万吨，可采储量75.80万吨。

影响n 665工作面安全回采的水文地质因素主要为煤底板太原组灰岩岩溶水。

据离工作面最近的水23孔水位资料，太灰水位为-380m,煤层底板至太灰顶板间距分别为49.55m和50.48 m；工作面回采下限标高为-660m。底板综合柱状见图2。

太灰水突水系数Ts=P/M

式中：Ts-突水系数(MPa/m)

P —底板隔水层承受的水头压力为3.3 MPa

M —底板隔水厚度(m)取50m

以上参数代入公式：Ts=P/M=3.3/50=0.066 MPa/m。

物探发现n 665里段工作面存在多处底板富水区，存在着突水的危险，需要对下伏含水层进行注浆改造。

2.2 矿井水文地质状况

可溶性岩石，如石灰岩、白云岩等水溶蚀后产生的空隙称为岩溶，赋存于其中的地下水称为岩溶水。岩溶水的形态是多样的，小到溶洞、溶隙、溶槽，大到溶洞，溶沟以及暗河。所以岩溶水的发育是不均匀的，岩溶水的不均匀、集中性、方向性更加突出。许多灰岩含水层多是承压水，存在着水量大，水压高、危害大的特点，已经成为威胁矿井生产的最主要的水源。本次工作面底板下方主要是太原组灰岩岩溶水。

碎屑岩类裂隙含水岩组；碎屑岩类、碳酸盐类裂隙岩溶含水岩组；碳酸盐类岩溶裂隙含水岩组。

井田内主要的隔水层：井田内除上述的含水层外，其余均可视为隔水层。分析其富水性，隔水性能较好的有：煤层底板至太原组灰岩之间的海相泥岩和沙泥质泥岩隔水层，岩性致密均匀，隔水性较好。海相泥岩的厚度和致密程度决定其隔水性能。太原组中段的砂质泥岩隔水层，起到了隔离灰岩与灰岩之间的水力联系。还有就是铝土质泥岩、砂质泥岩，同样可以有效地起到隔水的作用。

但是由于煤层底板突水引发的突水事故还是不断发生，尤其是采矿工作面的底板以及工作面后采空区底板滞后突水，水量大水压高，轻者淹没工作面重者淹没整个采区，给矿井安全带来很大的影响。

3、工程设计

3.1 依据的国家标准

（1）《中华人民共和国安全生产法》

（2）《中华人民共和国劳动法》

（3）《中华人民共和国煤炭法》

（4）《煤矿安全监察条例》

（5）《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》

（6）《煤矿安全规程》

3.2 依据的行业标准

1）《矿井水文地质规程》

2）《煤矿矿井水害防治工作条例》

3）《矿井地质工作手册》

4）《煤矿安全规程》实施手册

5）《煤矿安全管理规范与强制性措施实务全书》

(6)《煤矿安全生产基本条件》

3.3工程布置方法

按照“预测预报，有异必探，先探后掘，先治后采”指导方针，超前勘探，