团柏矿防治水深度技术研究.docVIP

团柏矿防治水深度技术研究1 团柏煤矿生产和防治水现状 1.1 采掘现状 矿井采用斜井、竖井开拓方式，上、下山开采，生产水平标高为440和400两个开采水平，440水平开采山西组的1#、2#煤层，开采煤层标高+500水平以上。400水平开采太原组的9#、10#、11#3层可采煤层，目前只开采10#煤层，开采标高+400到+440m，底板承受水压0.8-1.2Mpa。年产煤210万吨。目前开采10#煤层。开采区域为400水平首采区、二采区，处于井田西南，首采区已开采接近尾声。 1.2 矿井排水系统 排水系统为二级排水，矿井目前共有三个泵房：井底中央泵房仓容3200m3，安装两趟325mm排水管路，两台D450-60×3和两台D280-60×3的水泵，主要排上组煤涌水。沟底泵房仓容1000m3，安装两趟216mm和一趟325mm排水管路，四台D450-60×5的排水泵，另外备用安装两台D580-60×5的水泵，主要将下组煤涌水排到地面。下组煤泵房三个水仓仓容5800m3，安装三趟325mm排水管路，四台14sh-60×3的水泵，主要将下组煤涌水排到443回风巷自流到沟底泵房。 矿井目前涌水量情况： 443水平正常涌水量350-380m3/h。（水源主要为采空积水和由于团-15钻孔封闭不良K2出水）；400水平正常涌水量650-700m3/h。（水源主要为K2水）；矿井正常涌水量1000-1100m3/h。 1.3 矿井充水现状 本区为以大泉排泄为主，自成补、径、排体系的独立水文地质单元，在井田西部沿北西方向存在奥灰岩溶水天然可移动分水岭，北东向水流向郭庄泉排泄，南西流向龙子祠泉，形成以郭庄泉和龙子祠泉为排泄基准的奥灰水文地质单元。 1.3.1 主要含水层：按含水层含水性质，可分为孔隙水、砂岩裂隙水、岩溶水三大类。 1.3.2 主要隔水层：煤至O2含水层之间隔水层，是由铝质泥岩、石英砂岩等致密岩层组成，一般厚度25.40m；煤层至K2石灰岩之间隔水层，是由致密的粉砂岩、泥岩组成，一般厚度68.39m，具有良好的隔水性能，在无断裂、贯通的情况下，垂直方向上2#煤层以上含水层与K2含水层不发生水力联系。 1.3.3 构造：团柏井田位于受汾渭断陷控制的上、下团柏断层之间，受其影响，其总体构造为走向北东，倾向北西的单斜构造。 断层：受上下团柏断层控制，本区断层有北北东及北东东向两组，与邻近矿井相比，构造较简单，断层基本为正断层，断层落差多在1.0m左右，断层密度130条/平方公里，受上团柏断层影响，靠近上团柏断层区域，断层较发育，落差较大。 陷落柱：受地下水影响，井田东部靠近郭庄泉排泄区陷落柱较发育，体积较大，向西陷落柱逐渐减少，据历年揭露情况，本区陷落柱平均密度29.6个/平方公里，长轴方向多为NW，长轴最长105m，最小3m。 1.4 矿井防治水措施 1.4.1 通过突水系数计算，进行开采可行性分析，确定安全程度分区。依据矿井水文地质规程和国内大水矿井的经验，计算了矿井突水系数，绘制了矿井10、11号煤层等水位线图。计算了危险区与相对安全可采区分界线的平均高程，10#煤层：Hs临=358.02m，11#煤层：Hs临=419.4m。 1.4.2 改造排水系统，提高矿井抗灾能力。依据规程要求，通过对下组煤开采涌水量计算，初期施工了仓容3200m3的水仓，排水能力2000m3/h的排水系统。近年经不断的改造，新施工了仓容2600m3的外水仓，使下组煤水仓总容量达5800m3，更换了4台单台泵排水能力达1250m3/h的水泵。目前矿井又利用新施工的疙瘩条立井进行排水能力改造，在原来二级排水系统不变的情况下，通过疙瘩条风井安装2趟直径500mm的排水管，安装排水能力1200-1500m3/h的水泵，使矿井立井一级排水能力达2800m3/h，提高矿井排水能力。 1.4.3 分析采动影响，合理确定工作面倾斜长度。根据北京开采所底板受采动影响，底板裂隙带最大深度和底板所能承受的极限压力计算公式，计算了下组煤开采的工作面合理倾斜长度。确定了下组煤开采底板隔水层小于25m，工作面最大倾斜宽度不得大于160m临界值。从而防止了由于工作面倾斜长度过宽，回采时底板发生突水，同时又减小了资源浪费，提高了生产能力。 1.4.4 利用物探技术，探测工作面构造及顶底板导水薄弱带。在下组煤施工期间，先后应用了高频直流电法、音频电透视和无线电坑透等物探技术，对工作面内部和顶、底板的构造及导水薄弱带进行探测，并对存在突水可能的地段进行注浆加固，对探测出的顶板富水带通过打钻提前进行放水。利用瞬变电磁和高频直流电法，完成了对下团柏断层位置及导水性的探测。 1.4.5 通