[工程科技]4赵庄矿承压区带水压开采防水闸门设置条件论证1.docVIP

密 级 项目编号 机 晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 赵庄矿承压区带水压开采 防水闸门设置条件论证 晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 赵庄煤业有限责任公司 煤炭科学研究总院西安研究院 2010年11月 晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 赵庄矿承压区带水压开采 防水闸门设置条件论证 项目负责人西安项目组成员 西安报告编写绘 图审 核刘其声 目　录 0前言 1 1矿井概况 2 1.1矿区基本情况 2 1.2位置、交通 2 1.3地形、地貌 2 1.4气象、水文 2 1.5 地震概况 4 2 井田地质与水文地质概况 5 2.1井田地层 5 2.2井田构造 9 2.3 井田水文地质 12 2.3.1主要含水层 12 2.3.2主要隔水层 16 2.3.3地下水补给、径流和排泄条件 17 2.4 3#煤层开采主要突水影响因素分析 17 3防水闸门设置条件论证 20 3.1防水闸门设置规定 20 3.2防水闸门技术应用现状 21 3.3赵庄煤业防水闸门设置条件论证 23 3.4赵庄煤业防水闸门替代技术 26 3.5赵庄煤业综合防突水措施 30 0前言 赵庄煤业是山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司新建大型煤矿，设计生产能力600万t/a。井田地处太行山南段，沁水煤田东南部，面积144.1336km2，属华北型石炭二叠系煤田，山西组和太原组共含煤15层，其中山西组3＃和太原组15＃煤层为全区稳定可采煤层，目前开采3＃煤层。矿井采用主副斜井、副立井混合开拓方式，采煤方法采用长壁大采高综采一次采全厚，全部垮落法管理顶板。 赵庄煤业3＃煤层安全开采最大的威胁是构成煤系基底的奥灰岩溶裂隙水。通过对现有钻孔资料3#煤层底板及奥灰水位统计，3#煤属带水压开采，突水系数在0.009-0.042之间。奥灰含水层厚度大，岩溶裂隙发育，水量丰富，三维地震和建井过程揭露可知，井田内陷落柱、断层比较发育，奥灰水完全有可能通过这些地质异常体涌入矿井。所以在采掘过程中要采取必要的防治水设施、方案和措施来保证矿井生产安全，而井下防水闸门是防止或延缓突水淹井事故发生的防治水设施之一。 关于煤矿井下防水闸门的设置，《煤矿防治水规定》（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监督局，2009年12月1日起执行）第六十六条规定：“水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。”第六十七条规定：“在矿井有突水危险的采掘区域，应当在其附近设置防水闸门。不具备建筑防水闸门的隔离条件的，可以不建筑防水闸门，但应当制定严格的其他防治水措施，并经煤矿企业主要负责人审批同意。” 但是，防水闸门在实际使用中存在一些问题，比如建筑成本高、建设地点难以选择、维护困难、关闭试验难、耐压试验难等，许多煤矿都遇到了防水闸门设置与否的问题，在实际操作中处于两难的尴尬境地。鉴于此，赵庄煤业特委托煤炭科学研究总院西安研究院进行《赵庄矿承压区带水压开采防水闸门设置条件论证》专项研究。本报告为《赵庄矿3#煤层底板奥灰水带压开采防治技术研究》项目的研究内容之一。主要研究内容包括：防水闸门设置规定、防水闸门技术应用现状、赵庄矿防水闸门设置条件论证、防水闸门替代技术以及防突水技术措施。 1矿井概况 1.1矿区基本情况 赵庄煤业（原赵庄煤矿）是山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司新建大型煤矿，设计生产能力600万t/a。赵庄井田属华北型石炭二叠系煤田，山西组和太原组共含煤15层，自上而下山西组含1、2、3号共三层煤，太原组含5、6、7、8－1、8－2、9、11、12、13、14、15、16号共12层煤，其中3＃和15＃煤层为全区稳定可采煤层，目前开采3＃煤层。矿井采用主副斜井、副立井混合开拓方式，主要运输大巷沿3＃煤层底板布置，采煤方法采用长壁大采高综采一次采全高，全部垮落法管理顶板，综采工作面采、装、运、支工序全部机械化。 1.2位置、交通 赵庄煤业位于沁水煤田东南部，地处山西省晋城市北53km，高平市城北12km处，行政区划隶属于高平市、长子县管辖。其地理坐标为：东经112°48′10″～112°58′00″，北纬35°54′00″～36°00′14″，工业场地位于长子县慈林镇东范村北部，屯（留）—龙（泉）公路东侧，南距东范村约1km，西南距张店村约1km。井田北以41勘探线与长治矿区相连，南临长平井田，东起庄头正断层，西、北西至7－2孔西1140m一线，南北长约16.65km，东西宽14.80km，面积为144.1336km2。区内交通方便，太(原)－焦(作)铁路和长(治)－晋(城)省级公路贯穿全区，北有东田良站，中有赵庄车站，南临西阳车站，北经长治、南经高平可通往全国各地。详见交通