矿遗留煤炭储量约有2万多吨,本巷道将穿过80余米的老空区,且该区域+1045m水平以上和+1020m水平以下可能都是老空区,因老空区图纸资料不全,水害情况不清楚,老空区可能存在积水,对本巷道施工威胁较大。
2、地下水:煤层开采至区域地下水位以下时,在人为因素和自然因素的共同作用下,可能导致灰岩岩溶水成为煤矿开采的充水水源。这种水一般有如下特点:水压高,水量大,来势猛,涌水量稳定,不易疏干,危害性较大。其突水规律受岩溶发育程度和规律的制约。地下水流入矿井通常包括静储量和动储量两部分,透水初期或水源补给不充沛的情况下,往往是以静储量为主,随着生产的发展,长期排水和采掘范围不断扩大,静储量逐渐被消耗,动储量的比例就相对增加。
3、地表水:矿区内没有发现大的地表水体及河流,地表水渗入井下,通常有以下几个途径:(1)、通过第四系松散沙砾层及基岩露头,先是渗入补给地下水,然后在适当条件下进入巷道(2)、通过构造破碎带或枯井渗入井下。(3)、洪水期间通过地势低洼处的井口直接灌入。(4)、在水体下采煤时,由于煤层开采后,顶板煤层冒落后产生裂隙,使地表水进入井下。
4、大气降水:降雨通过砂、泥岩浅部风化裂隙水及第四系残、坡积物孔隙直接补给矿井。大气降水的渗入量与该地区的气候、地形、岩石性质、地质构造等因素有关。当其成为矿井涌水水源时,有如下规律:(1)、矿井涌水的程度与地区降水量的强度、延续时间有相应关系。降水量大和持续时间长,对降水渗入有利,矿井的涌水量也相
应增大。(2)、矿井的涌水量随气候具有明显的季节性变化,但涌水量出现高峰的时间则往往比雨季后延。(3)、大气降水渗入量随开采深度的增加而减少,即同一矿井不同的开采深度,影响程度差别很大。
(二)、矿井充水通道
根据涌水途径的类型和地下水的水力特征,通常将通道分为如下几种:
1、岩层的孔隙:这种通道通常多存在于疏松未胶结成岩的岩石中。其透水性能取决于孔隙的大小和连通情况,而不取决于孔隙度。岩层的孔隙度大,连通程度好,则巷道穿过时涌水量大,否则涌水量就小。
2、岩层的裂隙:岩层的风化裂隙,成岩裂隙,构造裂隙都能构成矿井涌水通道。对矿井涌水量有着普遍而严重威胁的是构造裂隙(断裂),其中包括各种节理,断层破碎带。在开采过程中,当采掘工作面和它们相遇和接近时,与它有关的水源则往往会通过它们导入井下,造成突水。
3、岩层的溶隙:岩溶可以从细小的溶孔直到巨大的溶洞,可以是彼此连通,也可以形成单独的管道或似格架状岩溶体,其中可赋存大量的水或沟通其它水源,当巷道接近或揭露它们时造成灾害。岩溶多分布于含水层的浅部或顶部随深度增加而逐渐减弱。一般岩溶在可溶岩与非可溶岩的接触带附近,巷道突水点最大、水量也大。突水点常向地下水补给源移动。矿井总涌水量随主要巷道的增长和开拓面积的增大而有规律的增大。
4、人工作用对矿井涌水条件的影响:煤矿开采至灰岩地下水位
附近时,灰岩地下水的承压力与矿山压力综合作用,打破煤岩层的原始平衡,巷道内发生底鼓局部岩层产生裂隙形成突水通道,使水压力与矿山压力瞬间释放,造成矿井突水。
(三)、矿井涌水量:
矿井涌水量一般受下列因素的影响:
1、覆盖层的透水性及煤层围岩的出露条件:地表水和大气降水能否渗入地下,其渗入地下的数量多少与煤层上覆岩层的透水性及围岩出露条件有直接关系。
2、地形的影响:地形直接控制了含水层的出露部位和出露程度,控制着降水和地表水的汇集,因此矿区地形就直接的影响矿井涌水程度。当矿区位于当地侵蚀基准面以上时涌水量通常较小,而且易于排除。开采深度底于当地侵蚀基准面时,一般水文地质条件比较复杂,涌水量也大。
3、地质构造的影响:在煤层分布范围内,受构造体系控制的蓄水构造类型和它的规模,及决定了煤层的赋存规律,也决定了汇集地下水的条件,动、静储水量的比例和大小,所以地质构造直接影响着矿井涌水量的大小。
根据我矿历年开采掌握情况,矿井正常涌水量为25m3/h,雨季最大涌水量为60m3/h。矿井正常涌水量多为地下水直接补给,最大涌水量多为大气降水经过采空区渗入井下。
第二章 探水孔设计及施工设备的选择
(二)探放水设计及设备选择
1、探放水设备选择依据及设备型号及数量
为预防突水事故的发生,设计选用ZDY-650型探水钻1台,钻孔深度70m,电动机功率为5.5kW,钻杆直径为Φ65mm,钻孔倾角为0~+90°,配套设备:钻杆、钻头、岩心钻和NB1-100/20型泥浆泵。
(三)探放水措施 1、探水起点的确定
为了确保采掘工作和人生安全,将水淹区的积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上,经过分析划出三条界线。
1)积水线
积水边界线(小窑采空区范围),其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定。本矿为+1253m
2)探水线
根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定,具体规定如下:
⑴对采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区,如边界准确,水压不超过1MPa时(本矿小窑开采深度小)探水线至积水区的最小距离:煤层中不得小于30m,岩层中不小于20m。
⑵对虽有图纸资料,但不能确定积水区边界位置的积水区,探水线至推断积水区边界的最小距离不得小于60m。本矿为60m
⑶对有图纸资料的小窑,探水线至积水区边界的最小距离不
得小于60m;对没有图纸资料可查的小窑,必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,同时坚持“有疑必停”,防止发生透水事故。
掘进巷道附近有断层或陷落柱时,探水线至最大摆动范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60m。
⑷石门揭开含水层前,探水线至含水层的最小距离不得小于20m。
3) 警戒线
沿探水线外推50-150m(在上山掘进时指倾斜距离)即为警戒线。
2、探放水钻孔布置 (1)超前距
a=0.5AL
3P/KP
式中:a——超前距离(m);
A——安全系数,一般取2-5,本设计取3;
L——巷道跨度(宽或高取其大者),m KP——煤的抗张强度(Pa),KP取1MPa; P——水头压力(Pa),3.35MPa; 则:a=0.5×3×2.6
3?3.35/1=12.4(m)
经计算并结合实际情况确定,矿井探放水钻孔超前保护距离取25m。

