钱家营矿区

钱家营矿区（通用7篇）

钱家营矿区 篇1

开滦矿区钱家营矿开拓采掘至今, 构造对矿井开采的影响程度逐渐增大, 故本文主要结合矿井资料对钱家营矿区构造特征进行分析, 以期为煤矿安全生产提供有效的地质信息。

1 矿区地质

1.1 地层

钱家营矿隶属开平煤田, 位于开平向斜的东南翼。开平煤田地层属华北型沉积, 古生代地层广泛分布, 含煤地层为石炭系上统和二叠系下统, 基底为中奥陶统马家沟组灰岩, 含煤地层总厚度约为500m。各系、统间多以整合或假整合接触。含煤地层大多为第四系黄土覆盖, 但也有零星出露。

1.2 构造

开平煤田位于燕山南麓, 是一个北东向的大型复式含煤向斜构造[1], 钱家营矿位于开平向斜东南翼南段, 占据了从毕各庄向斜到刘唐保背斜约15km的地段。井田构造以褶曲为主, 断裂为辅。在构造单元上可划分3个不同的构造地段, 东北部褶曲区、中部单斜区和西南部褶曲区以及东北部—中部、中部—西南部2个过渡区 (图1) 。东部为毕各庄向斜西翼和小张各庄向斜西翼, 向西依次为南阳庄背斜、高各庄向斜, 再向西逐渐过渡到井田中部的单斜区, 此单斜构造向西南延展约12 km, 又开始出现褶曲, 自东向西依次为李辛庄向斜、刘唐保背斜, 西部为深港向斜的东翼。井田内褶曲线性排列明显, 各褶曲轴向都与主向斜轴 (开平向斜) 斜交。褶曲多呈不对称状, 背斜东南翼倾角较大, 一般20°左右, 西北翼倾角平缓, 一般10°左右;向斜则相反, 东南翼倾角缓, 西北翼倾角大。断层以倾向或斜交为主, 且大中型断层多伴生在褶曲轴部和褶曲区与单斜区过渡带。

2 构造特征分析

2.1 数学统计分析

基于勘探资料与矿井开采实际, 从数学统计角度综合分析各构造区块, 发现存在较大的差异。

(1) 北部区域。钱家营矿的北区, 褶曲构造异常发育, 发育了一系列轴向NW的背、向斜, 地壳变形以褶曲为主, 而规模相对较大的断裂偏少, 并发育一定数量的逆断层, 小断层明显较发育, 特别是断距在5 m以下的以NE与NW的2组走向为主;零星有些呈岩脉状岩浆岩侵入, 但对煤层的破坏不大。而对开采区断层发育程度的统计表明, 该区域断层平均发育密度为110条/km2;较大的断层 (落差≥5m) 密度为19条/km2;而落差<5 m的断层密度为90条/km2。

(2) 中部区域。前人多认为, 钱家营矿的中部属单斜区, 褶曲构造不发育, 构造相对简单[2,3,4]。但多年的生产、勘探实践表明, 该区域构造并不简单, 主要是褶曲不发育, 但断层相对较发育, 特别是六、八采区一带多处发现有岩浆岩侵入, 使煤层开采复杂化。统计分析显示, 该区域的断层规模明显较北部区域大, 虽然整体断层发育密度不及北区, 平均为62条/km2;但较大的断层 (落差≥5 m) 发育程度明显高, 达32条/km2;而落差<5 m的断层则较少, 仅为30条/km2, 同时, 必须认识到该区域开采力度不及北部, 因此对断层的揭露还不够。随着开采力度的增加, 落差<5 m的断层发育密度将有明显增大;同时与北部相比, 该区的断层NW向展布的断层明显占主导地位, 且主要为正断层 (图2, 据开采揭露与三维地震勘探结果综合绘制) 。

据-850 m水平的实测地应力表示, 目前主应力方向呈NWW—SEE向, 在这种地应力状态下, 中部地区的NW—NWW向断层处于拉张应力场, 同时该区发育的断层又以NW向为主, 这些断层的导水性会明显高于北区, 这将明显使煤层开采变得复杂化, 特别是使地下各含水层之间的水力联系复杂化, 造成矿井充水水源的复杂性。

(3) 南部区域。研究表明, 钱家营矿的南部区域不仅褶曲构造发育, 同时断层也较发育, 特别是落差≥10 m的大断层较发育, 明显比中、北部大 (图3) , 同时在宋家营区勘探中还发现有较多岩浆岩侵入。

因此, 纵观钱家营矿区的构造, 断层发育程度 (断层落差) 有由NE向SW逐渐变大的趋势。

2.2 趋势面分析

针对钱家营矿资料较丰富的7煤层底板标高进行趋势面分析, 运用趋势面分析软件作出7煤层底板标高的1~3次趋势面图和相应的残差图, 从而分析钱家营矿的地质构造特征情况。

通过分区对比1~3次趋势面图, 南、中、北分区都是2次趋势面图, 与煤层的总体形态吻合程度最好, 能够反映煤层的总体变化趋势, 因此二次残差图能够去掉煤层总体形态背景的影响, 反映出构造的细节, 可作为构造推断的主要图件。由于一次残差图能反映主体构造, 故将一次、二次残差图结合进行构造推断。钱家营井田构造分区如图4所示。

(1) 北部区。根据一次、二次趋势面的对比分析, 一次趋势面整体反映出煤层的整体埋深特征:自东向西埋深逐渐增大, 呈现出一个单斜特征。在一次残差图中的残差零值线可以反映出北部区域断裂构造的整体发育特征:断裂主要沿着近NW向和近EW向发育 (图5) 。

从一次、二次残差图中可以看出, 北部区的残差零值线形状比较复杂。构造迹线的主要方向为近NW向和近EW向, 与实际揭露的褶曲构造迹线的方向较接近。由于褶皱构造核部的钻孔数据较少, 在自动进行插值的情况下, 褶皱的位置和形态与实际有一定的差异, 但背斜的轮廓还是比较明显的。

(2) 南部区。南部区的二次趋势面与实际煤体发育特征比较吻合。从南部分区的二次残差图分析可知, 构造迹线的主要方向为近NW向和近NE向, 与实际揭露的NW向李新庄向斜的构造迹线方向较接近。褶皱的位置和形态与实际有一定的差异, 但向斜的轮廓还是比较明显的 (图6) 。

(3) 中部区。根据一次、二次趋势面的对比分析, 得出中部区煤层的整体发育特征:从北东往南西埋深逐渐增加, 呈现出单斜构造的特征。一次、二次残差图均显示中部分区的中部及西北区域为负剩余区 (负性构造区) , 东南及西南区域为正剩余区 (正性构造区) 。正、负性构造区的连续变化及残差零值线的复杂性表明该区域构造较为复杂。构造迹线的主要方向为近NW向和近NE向。根据中部分区整体特征为单斜构造, 可以推测出中部主要发育一些近NW向和近NE向的断裂 (图7) 。

基于上述构造分析, 可以将钱家营矿区划分为3个构造发育区, 分别是北部区、中部区、南部区, 且3个构造区的构造特征存在明显的差异性。

3 结论

通过对钱家营矿区构造发育情况的分析, 获得以下结论。

(1) 钱家营矿区井田构造组合样式整体上以宽缓的褶曲为主, 以伴生断层为辅。褶曲区与单斜区过渡带大、中型断层密集, 断层落差较大, 地质条件复杂;单斜区构造整体比较简单, 但采掘揭露的小断层较为发育。

(2) 钱家营矿的构造、断层发育程度 (断层落差) 有自NE向SW方向逐渐变大的趋势。

参考文献

[1]曹代勇, 高文泰, 王桂梁, 等.华北聚煤区南部地壳结构与构造层次[J].中国矿业大学学报, 1992, 21 (4) :65-71.

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[3]袁伟.开平煤田构造特征及其控煤作用研究[D].徐州:中国矿业大学, 2008.

[4]朱红青, 常文杰, 郭达, 等.钱家营矿引起风流温升热源分析及降温措施[J].煤炭科学技术, 2004, 32 (2) :27-30.

钱家营矿区山西组煤层稳定性分析 篇2

在煤炭勘查中, 煤层稳定性一般采用传统的定性的方法进行评价, 如矿井构造、岩浆岩侵入等等。仅把煤层的稳定程度划分为稳定煤层、较稳定煤层、不稳定煤层和极不稳定煤层, 在实际工作中由于没有确切的量化指标评价煤层的稳定程度, 使得勘查工程的布置存在一定的随意性, 与此同时也对采掘工程的合理布置、“三量”管理、煤炭回采及提高资源回收率均有很大的影响。

煤层稳定性包括煤层厚度、煤质和结构等变化的情况。其中, 煤层厚度的变化直接影响勘查工程的密度和开采方法, 是划分煤层稳定性的主要因素。基于前人的研究工作[1～3], 结合矿井实际, 从沉积环境分析角度对钱家营矿区可采煤层稳定性进行定量的评价。

1 矿井概述

钱家营煤矿是开滦 (集团) 公司的一座特大型现代化矿井, 是中国最大的肥煤生产基地, 始建于1978年, 设计年产原煤400万t, 近年来实际年产原煤达500多万t。该矿距唐山市约15 km、位于开平煤田之开平向斜的东南翼, 断裂与褶皱均发育, 主要开采煤层为二叠系山西组, 厚70 m, 含主采煤层4层, 分别是5、7、8、9层。

2 山西组沉积环境特征

山西组的沉积层序旋回性明显, 沉积环境鉴定标志清楚, 主体形成在三角洲沉积环境, 自下而上大致可划分为3个明显的沉积旋回[4], 如图1所示。

第Ⅰ旋回:由山西组底部砂岩至9煤层顶板海相层 (K9) , 主体是在区域海退背景上发育起来的浅水三角洲沉积。垂向上, 沉积物的颗粒大小构成向上变细的旋回, 代表了地层基准面持续下沉、水体逐渐变深的过程。在9煤顶灰白色钙质砂岩中含钙质透镜体, 见动物化石碎片。

第Ⅱ旋回:由K9顶至7煤层顶板海相层 (K10) 。该旋回主要为三角洲前缘沉积, 河口坝砂体自南而北呈透镜体展布, 7煤层在分流间湾充填变浅基础上发育起来的泥炭沼泽环境, 其顶板K10灰-暗灰色泥岩或含钙质砂岩, 在钻孔中见腕足类、棘皮类、软体类化石。

第Ⅲ旋回:由K10顶至5煤顶板海相层 (K12) 。是三角洲平原沉积, 分流河道砂体由南而北连续展布, 全区发育, 横向上与泛滥盆地细粒沉积过渡。5煤形成于三角洲平原岸后泥炭沼泽环境中, 在研究区北部的唐山矿区, 5煤常为河流冲蚀。而在5煤顶板含菱铁质结核的泥岩 (K11、K12) 中见有舌形贝、海百合、双壳类化石。

由于属于三角洲相沉积, 煤系中标志层较多, 煤层空间上的稳定性较好, 煤层对比容易。

3 煤层空间结构分析

上述沉积环境分析显示, 本区山西组沉积属于三角洲相, 煤层在空间上的赋存相对比较稳定, 主采煤层5、8为薄煤层, 7、9为中厚-厚煤层, 属复杂结构。

5煤:时而变薄出现不可采地段, 煤层空间上稳定性较差, 在钱34、47、51、18、64孔及林88孔附近均不可采, NE部仅局部可采, 由NE向SW稳定性加强, SW部煤层稳定在1.39～2.00 m, 一般为简单结构, 仅局部有夹矸1～2层, 为复杂结构, 如图2 (a) 所示。

7煤:煤层虽厚度也有一定的变化, 但均为可采煤层, 平均煤厚3.24m, 属复杂结构, 含粘土岩夹矸2～3层, 属稳定煤层, 如图2 (b) 所示。

8煤:为矿区局部可采煤层, 平均煤厚1.25m, 也存在NE部薄、零星可采, 吕53孔～钱44、16、51孔和林88孔等及中部的钱64附近不可采, 如图3 (a) 所示;向SW煤厚变大, 一般为简单结构, 仅局部有夹矸1～2层, 多为粉砂岩或为粘土岩, 呈复杂结构。

9煤:钱55孔和苗4孔附近出现零星不可采点, 多为中厚煤层, 向北和东方向有变薄的趋势, 如图3 (b) 所示, 平均煤厚2.2 m, 多为简单结构, 仅局部含夹矸1～2层, 属复杂结构。

矿区含主采煤层4层, 山西组地层总厚度约70 m, 含煤6余层, 煤层总厚达9.18 m, 含煤系数13.11%。矿区可采煤层均为局部含夹矸, 煤层结构属复杂结构, 如表1所示。

4 煤质分析

矿区以肥煤为主, 气肥煤及焦煤极少, 仅个别点出现, 且分布无规律。

各煤层均属腐植质煤, 通过肉眼鉴定, 颜色一般为黑色, 条痕褐灰色, 呈眼球状断口, 呈条带状及片状结构, 少数为粉状。

煤岩组分以亮煤为主, 镜煤及丝炭少见, 煤岩类型一般为光亮型, 次为半暗型, 煤质较为稳定。煤物理特性如表2所示。

5 聚煤作用的演化

对研究区的沉积环境分析与煤层厚度分析表明, 山西组聚煤作用及煤层展布主要受沉积环境控制, 并与海侵密切相关。

煤层的厚度与空间展布主要受沉积环境和古地理的控制, 而研究区的煤层主要形成于浅水三角洲废弃朵叶及三角洲间湾充填变浅背景上形成的泥炭沼泽环境。

研究区山西组发育了3个较完整的旋回, 代表3次三角洲的变迁, 而水深在逐渐变浅, 整体构成了一个更大的海退旋回。

在上述沉积环境的控制下, 山西组的聚煤作用也明显具有一定的规律性, 虽然山西组煤的硫含量较低, 但底部的9煤含硫略高些, 为低硫煤, 平均含硫量1.33%, 而其余3层煤均小于1.0%, 指示受海水的影响逐渐减少。

9煤形成于三角州平原环境, 煤层区域的稳定性相对较好;而7煤形成于分流间湾基础上, 煤层厚度最大, 稳定性最好;5煤形成于三角州岸后平原环境, 煤质好, 但受河流的冲蚀作用, 导致煤层的稳定性变差[5]。

基于煤层的稳定性评价标准, 对影响煤层稳定性的各种参数进行了定量研究, 结果表明, 矿区内的7煤为稳定煤层和9煤为较稳定煤层, 5煤、8煤为不稳定煤层如表3所示。

6 结论

钱家营矿区的山西组形成于三角洲环境, 其含主采煤层5、7、8和9四层, 各煤层结构均含有夹矸, 较复杂;煤质为腐植型肥煤, 煤岩类型一般为光亮型, 比较稳定;各煤层厚度稳定性有所差异, 7煤为稳定煤层, 9煤为较稳定煤层, 5、8煤为不稳定煤层。

摘要：在煤炭地质勘查工作中, 煤层稳定性的评价是确定勘探类型、合理布置勘探工程量的主要因素之一。从沉积环境分析角度, 结合钱家营矿井的实际, 对影响煤层稳定性的各种参数进行了定量研究, 得出钱家营矿煤层厚度稳定性的定量评价结果, 进而更加有效得指导后期的煤矿生产实践活动, 提高经济效益。

关键词：煤层稳定性,钱家营煤矿,数理统计,可采厚度,山西组

参考文献

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[2]李永雷, 王显民, 别立珍.煤层稳定性判别主要参数选用的探讨[J].山东煤炭科技, 2008, (2) :34-36.

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钱家营矿井涌水特征及涌水量预测 篇3

矿井涌水量是指在矿山建设和生产过程中单位时间内涌入井巷中的水量, 可靠的涌水量数据是制定矿井防治水措施的主要依据和评价矿井安全的重要指标。矿井涌水严重影响着煤矿的正常开采, 因此对矿井涌水特征及规律进行全面的分析和研究是煤矿开采过程中不可缺少的基础工作, 对矿井涌水量进行科学的预测可以有效地指导煤矿的开采。

1 地质概况

钱家营井田位于河北省唐山市东南约15 km处, 有沙河、老牛河、幸福河三条河流穿越, 地形东北高西南低, 海拔标高介于+7～+26 m之间, 地形坡度为1‰。东部于新古河道两侧有高度1～3 m呈NE-SW向排列的小型沙丘。井田内可采和部分可采煤层共8层, 其中主要可采煤层为7、9、12-1煤, 均属复杂结构的中厚-厚煤层。

1.1 地层及构造发育

井田地层属华北型沉积, 古生代地层广泛分布, 其中石炭-二叠系为含煤岩系, 各系、统间多以整合或假整合接触。含煤地层大多为第四系黄土覆盖, 但也有零星出露。井田隶属于开平煤田, 位于开平向斜的东南翼的南段, 占据了从毕各庄向斜到刘唐保背斜约15 km的地段。井田构造以宽缓的褶曲为主, 以伴生的断层为辅。在构造上可划分三个不同的构造地段, 东北部褶曲区、中部单斜区和西南部褶曲区以及东北部-中部、中部-西南部两个过渡区, 如图1所示。褶曲轴线都具有向东、向北凸出的弧形特征, 而且都有向北撒开向南收敛的趋势, 构成了旋扭构造中的“帚状构造”型式。褶曲多呈不对称状, 背斜东南翼倾角较大, 一般20°左右, 西北翼倾角平缓, 一般10°左右;向斜则相反, 东南翼倾角缓, 西北翼倾角大。断层以倾向或斜交的正断层为主, 大中型断层多伴生在褶曲轴部和褶曲区与单斜区过渡带。

1.2 水文地质特征

井田水文地质条件复杂, 矿井防治水难度较高。矿区年降水量在350～800 mm之间, 由于巨厚冲积层的存在, 阻隔了大气降水与矿井涌水之间的联系, 导致矿井涌水量基本不受季节影响。矿区地表水系主要包括沙河、老牛河、幸福河、矿井采动塌陷积水坑以及一些人工排水灌溉沟渠等。所有地表水体均直接补给潜水层, 但与煤系含水层均无直接水力联系。根据矿井开采以来涌水量观测数据分析, 地表水与矿井涌水量无联系。

本区地下水以层间流动为主, 由于隔水层的存在, 越层的水力联系甚弱。井田范围内共分7个含水层, 从剖面上看, 具有相互间水力联系密切的多层孔隙、裂隙和岩溶裂隙充水含水层组可划分为3个主要充水含水层组: (1) 煤系充水含水层组; (2) 中奥陶统巨厚层碳酸盐岩充水含水层; (3) 第四系松散孔隙充水含水层组。地下水以裂隙水的形式主要赋存于钙质和硅质胶结的刚性厚层砂岩之中。煤层直接顶、底板均为砂岩裂隙含水层, 其中5煤顶板以及12煤底板局部含水性较强。

综合钱家营井田的受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性, 补给条件, 单井年平均涌水量和最大涌水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程度等项的研究, 可以确定钱家营井田水文地质条件为复杂型。

2 矿井涌水特征

2.1 矿井涌水形式及特征

2.1.1 涌水形式

钱家营矿区涌水以底板突水和顶板淋水为主的动态涌水形式。当巷道沿同一含水层掘进, 与走向延长和构造裂隙关系密切, 与倾向巷道延长关系不大。当巷道垂直走向做石门揭露含水层时, 一般都有涌水量增加。

2.1.2 涌水特征

矿井涌水量从投产至今无明显变化, 涌水量的大小主要受区域裂隙发育程度以及矿井开采随地层走向长度的变化影响。

2.2 影响矿井涌水量的因素

自然地理因素、地质构造因素和人为因素等是影响矿井涌水量的主要因素。钱家营矿地表水和大气降水对矿井涌水量没有直接影响, 矿井涌水量与地质构造和采矿因素关系比较显著。

2.2.1 地质构造因素

地质构造是影响矿井涌水量的最主要因素, 它控制着含水层的分布, 富水性和边界条件。钱家营井田位于开平向斜东南翼的西南段, 从东向西依次包括毕各庄和小张各庄两向斜的西翼, 南阳庄背斜、高各庄向斜、李辛庄向斜、刘唐保背斜以及深港向斜, 井田内中小型断裂构造发育, 已揭露的断裂构造富水性均较弱, 导水性不强, 不致成为含水层的联系通道, 但受采动影响后, 承压强含水层承压水通过断层带或受断层影响的脆弱部位突入矿井的可能性是存在的, 矿区断裂构造发育, 大型断裂构造可能是强含水层水突入矿井的通道, 丰富的奥陶系岩溶水通过断层带或其破坏的脆弱部位突入矿井。此外, 可能存在的陷落柱以及火成岩侵入部位也可能是奥陶系灰岩水与含煤地层联系的通道。

2.2.2 采矿因素

影响矿井涌水量的采矿因素, 主要有开拓巷道长度、开采强度等。开拓巷道长度在开拓初期, 涌水量很小, 以后随开拓长度的增加, 涌水量增大, 当开拓长度继续增加时, 涌水量稳定在一个数值, 除非巷道揭露新的含水层, 否则涌水量是比较稳定的。当巷道开拓长度结束时, 涌水量达到一个高峰值, 然后随着含水层的逐渐疏干, 涌水量逐渐减小, 有的甚至干涸。开采强度与涌水量关系也较密切, 开采强度大的区域, 涌水量也大, 开采强度小的区域, 涌水量相对较小。

3 矿井涌水量预测

钱家营矿水文地质条件为复杂型, 对矿区的涌水特征及涌水规律的分析研究表明, 钱家营矿属大水矿井, 矿井涌水对煤矿生产安全产生了较大的影响。为确保煤矿的正常开采, 必需对矿井的涌水量进行预测, 指导安全生产。

常用的矿井涌水量预测方法很多, 大致分为两类[1,2,3,4,5]:第一类为确定性的数学模型法, 其中具有代表性的方法为水均衡法、解析法、数值法;另一类为统计分析方法, 如水文地质比拟法、涌水量降深曲线方程法、相关分析法、时间序列分析等。根据以往预测矿井涌水量的经验, 在涌水量预测中, 着重分析预测区的水文地质条件, 弄清含水层的水位, 富水性的差异和边界条件, 补给、径流、排泄条件, 有目的地选用适合本区域的预测方法和计算公式。

钱家营矿井以往涌水量预测采用的方法主要有双面进水廊道法, 单位涌水量估算法以及水文地质比拟法。其中双面进水廊道法计算过程中参数选取理由不充分, 计算结果与实际涌水量相差甚多, 如经查地质报告中使用双面进水廊道法预计-600 m水平正常涌水量为40 m3/min, 而目前实际情况仅为约12 m3/min, 单位涌水量估算法也难以符合实际情况。水文地质比拟法相对比较准确, 与实际涌水量较为接近, 但参照对象的选取难度较大。因本井田水文地质条件区域变化大, 所以选用水文地质比拟法预计涌水量时, 必须选取最临近的条件相似的工作面作为参照对象。

水文比拟法是一种传统涌水量预计方法。它利用地质和水文地质条件相似, 开采条件基本相同的生产矿井排水或涌水量观测资料, 来预测新建矿井的涌水量。当相似矿井拥有长期的水量观测资料, 可以保证涌水量与各影响因素之间相关关系的可靠程度。钱家营矿井各水平的涌水量预测过程如下。

3.1 -600 m水平

根据矿井水文地质条件和矿井开采-600 m和-1 100 m水平涌水量观测资料, 用水文地质比拟法进行预测, 结果为正常涌水量10 m3/min, 最大涌水量13.77 m3/min。

3.2 -850 m水平

根据水文地质条件和矿井开采-850 m水平涌水量观测资料, 用水文地质比拟法进行预测, 结果为正常涌水量20.9 m3/min, 最大涌水量23.9m3/min。

3.3 -1 100 m水平

-1 100 m水平与-600 m水平地质和水文地质条件相似, 开采条件基本相同, -1 100 m水平与-600 m水平比拟计算得出结果为正常涌水量18 m3/min, 最大涌水量24.2 m3/min

根据以往的涌水量记录, 与以上预测结果比较得出, 矿井涌水量在各水平仍将有上升趋势, 其中以-800 m水平变化趋势最大, 在今后的煤矿开采中应及时采取相应措施进行防范。

4 结论

(1) 井田水文地质条件复杂, 矿井防治水难度较高, 工作量大, 采、掘、开工程受水害威胁均较大, 水文地质条件为复杂型;

(2) 本区地表水体均直接补给潜水层, 但与煤系含水层均无直接水力联系。地下水以层间流动为主, 由于隔水层的存在, 越层的水力联系甚弱;

(3) 矿区涌水以底板突水和顶板淋水为主的动态涌水形式, 涌水量的大小主要受区域裂隙发育程度以及矿井开采随地层走向长度的变化影响;

(4) 全矿区矿井涌水量基本维持在一个比较稳定的小波浪式水平, 一般为10～12 m3/min。各水平涌水量趋势有所不同, -450 m水平涌水量呈下降趋势, -600 m水平涌水量则先增大, 在1999年后减小;-850 m水平的涌水量一直在增大;

(5) 地表水和大气降水对矿井涌水量没有直接影响, 矿井涌水量与地质构造和采矿因素关系比较显著;

(6) 钱家营矿井涌水量预测采用水文比拟法, 矿井涌水量在各水平仍将有上升趋势, 在今后的煤矿开采中应及时采取相应措施进行矿井水防治工作。

参考文献

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钱家营矿区 篇4

1.1 工作面概况及地质情况

2074E工作面位于钱家营矿井田第十采区东翼, 标高为-664.8~-622.2, 走向长度为1027m, 倾向长度为215.6m, 平均煤厚4.5m, 平均倾角8°。工作面煤层厚度2.0m-7.0m, 平均4.5m, 煤层厚度变化较大。以亮煤为主, 玻璃光泽。煤层上部有一层厚为0-1.0m的不稳定粉砂岩夹矸。煤层走向在75°-105°之间。

1.2 工作面设备概况

2074E综采工作面共安装120组ZY9200-27/58D型掩护式液压支架和6组ZY9200-25/52D过渡型加长梁式掩护式过渡支架。选用MG750/1900-GWD型电牵引采煤机SZZ-800/2*200型刮板运输机。

2 工作面收尾技术措施

2.1 准备工作

准备收尾绳5800m (7分以上钢丝绳) ;金属经纬网500捆, 菱形网600㎡;2.4mΦ20mm等强锚杆1200根, 1.8mΦ20的等强锚杆1200根, 锚索100根;准备足够的4.5m钢梁, 半圆、大板、塑料网。

2.2 工程量及技术要求

(1) 当工作面回采到距离停采线15m开始上单网, 根据顶板情况, 破碎的地方铺双网, 距停采线12m时开始上双网并上绳, 预计一共上绳28根~30根, 绳距400mm, 扣距100mm。网沿倾向搭接不小于500mm, 沿走向搭接不小于200mm, 网扣距100mm, 网采用双层金属网, 网与网鱼鳞式搭接, 连接使用18#~20#铅丝, 双丝单扣。

(2) 收尾完毕后采高净高要求不低于3.7m, 活柱量不低于1.0m, 前梁尖收回的状态时距煤壁贴帮柱3.0m。距离支架定位500mm~700mm时, 沿每组支架前梁液压支架缝先打一排锚杆。定位后沿走向锚杆布置5排, 第一排距前梁尖不大于200mm。最后一排锚杆距煤壁不大于200mm。上顶采用3排锚索固定, 第1排打在距梁尖不大于800mm, 第2排、第3排均匀布置。

(3) 在上出口做抹角, 规格为沿倾向3.0m, 沿走向3.0m, 高度不低于3.0m。

2.3 施工方法

(1) 在采面上网前, 要先调整工作面液压支架和面溜, 一要走齐拉直, 保证平、直、顺, 并且根据现场实际情况确定打锚杆或者上板收尾的位置。

开始建网时先上一根绳利于吃网, 钢丝绳采用从一头开始上绳的方式, 严禁多处一起上绳, 绳要拉平拉直, 绳距要均匀, 联绳短时, 绳的搭接不得小于10m, 用卡子卡好, 卡子不得小于6个, 并用18#~20#铅丝联好, 扣距为100mm, 双丝单扣。

上绳的时候, 上、下机头两端要留出4m~5m的余量。当第一根钢丝绳到液压支架尾梁后, 液压支架定位, 此时仍正常推溜、联网。

(2) 液压支架定位后, 开始从前梁尖位置打锚杆、锚索。割完第一刀后, 机组司机停机, 面溜子闭锁, 开始打锚杆, 并且支架工配合收支架前梁、护帮板。割完第二刀后, 液压支架护帮板全部拍出, 联网、打锚杆, 同时跟打一排锚索。割第三刀时, 每走30m, 就停机组等待打锚杆, 割第四刀时, 重复第三刀的循环, 第四刀割完后, 前梁尖距离煤壁3.0m。待所有顶锚杆打完后, 开始打帮锚杆当煤壁松软发生片帮, 控顶大于顶、帮锚杆的间排距要求时, 必须及时加打顶、帮锚杆。若上顶条件不能打锚杆时, 上板收尾。

2.4 上钢梁收尾

若局部上顶条件破碎不能打锚杆时, 使用4.5m水柱配合4.5m钢梁打好贴帮柱。贴帮柱底跟偏煤壁侧85°角。钢梁和钢梁之间间距均为550mm±100mm。

支架定位后继续上双网, 上绳, 并将绳锁在收尾的锚杆和钢带上, 割完第一刀时, 在每组支架顶梁上窝3块4.5m钢梁, 并顶住煤壁, 割煤距离可根据顶板情况而定, 一般以5组-8组距离为宜, 板与板之间间距均匀。第一刀割过后, 支架推溜至推溜顶全部伸出后, 将支架与面溜之间的连接横轴摘掉, 并且用单体柱将溜子顶至煤壁。支架随割煤随串梁的同时控制好顶板, 如果局部顶板破碎, 上顶先插严背实, 并打好贴帮柱, 柱顶要用铁丝拴好。割第四刀煤时, 不顶溜, 随割煤随串梁。机组割至有贴帮柱处时, 要停机闭溜, 机组管制器打零位后, 摘除帮柱。机组过后, 及时串梁, 打好贴帮柱, 柱顶要用铁丝拴好, 保证梁端头到贴帮柱的距离不小于3.0m, 帮柱底根靠近煤壁, 并有5°-10°的扎角, 底根打在实底上, 迎山有劲。

(1) 若采面劈帮较远, 顶板破碎, 无法动机组割煤时, 采取响炮崩底根, 人工攉机道顶溜子走液压支架。

(2) 支架定位后每组支架上3块4.5m钢梁, 均匀布置, 钢梁全部顶帮。响完炮后, 顶板铺双层金属网, 先打倾向板, 一板两柱, 板距不大于800mm, 然后再串梁。

(3) 当人工做超前深度达到0.8m时, 把网及钢丝绳铺过去, 降架将3块钢梁串顶帮后打好贴帮柱, 用10#以上铁丝拴好, 护好帮后人员方可进入采面攉煤, 响下一炮。如此反复, 直到超前深度达到支架前梁尖3.0m。若顶板压力特别大, 钢梁串不出来, 则采取直接前探加钢梁打柱的方式支护顶板。

(4) 若顶板成型, 可以打锚杆、锚索, 则选择一处顶板较好处开口, 支护好后, 向下开缺口打锚杆、锚索, 打锚杆锚索按规定打。

(5) 定位后开口爆破, 一次爆破范围不超过10组支架, 打腰眼和底眼或只打底眼, 三花眼布置, 腰眼装药量0.5个-1个药每眼, 底眼装药量1个-2个药每眼。眼距0.8m-1.0m, 排距0.6m-0.8m。眼深1.0m-1.2m。上下出口加强顶板支护, 保证不少于三趟托梁, 托梁要一板四柱。在上出口对着上机头上帮处做一个绞车窝, 绞车窝外帮与煤壁齐, 规格深×宽×高=4m×4.5m×3m。

2.5 上出口做抹角

抹角规格为沿倾向3.0m, 沿走向3.0m, 高度不低于3.0m。具体做法如下:采用打眼响炮、人工手镐攉煤的方法, 打眼时, 从采面侧向外进行。眼深及装药量见爆破图表, 装药量要根据现场条件适当增减, 严禁崩冒。响炮完毕后先采用点柱和4.5m钢梁配合单体柱支护好悬露的顶板清理攉煤, 要一梁三柱, 柱顶用铁丝拴好, 上顶及煤壁侧用小板背好, 并用一层塑料网铺开逼好帮, 然后清理攉煤, 使抹角达到预定规格。抹角做好后要求满足沿倾向3.0m, 沿走向3.0m, 高度不低于3.0m。

3 总结

工作面收尾是回采作业的最后一步, 也是最重要的一个步骤, 需要我们在一定范围内对回采工作面的质量和顶板压力进行控制, 为下步顺利拆除工作面的设备做准备。通过本次综采工作面收尾的实践, 总结经验和不足, 随着支护技术的不断进步, 综采工作面收尾工艺将更趋向科学合理。

参考文献

[1]王继林, 李建平.大倾角综采工作面收尾与回撤技术[J].煤, 2005, 02.

[2]申晓东.综采工作面收尾新工艺的探讨[J].山西焦煤科技, 2004, 11.

钱家营锚网巷道矿压监测技术应用 篇5

本文结合现场多年实践经验, 提出了采用“十”字测点布置法对巷道表面位移进行监测;采用顶板离层仪对顶板离层情况进行监测, 应用效果明显。

1 煤巷支护设计

钱家营矿可采煤层为五层分别为5s、7s、8s、9s、12s, 顶底板岩体以粉砂岩、砂岩、细砂岩、粘土岩、泥岩为多, 煤巷掘进巷道为锚、网、索支护形式。经计算, 顶锚杆采用高强锚杆支护, 锚杆长度为2.4m, 每孔装药量3卷, 配150×150×10mm3的托盘, 正顶配菱形金属网加钢筋梯子, 风道、运道两帮采用1.8m长的右旋等强锚杆, 每眼装药2卷, 配120×120×10mm3或150×150×10mm3的托盘, 帮上配塑料网或菱形金属网加钢筋梯子支护, 所有锚网支护巷道联网间距不大于100mm/道, 网搭接不少于100mm。风、运道在巷道内沿走向布置双趟8m顶锚索, 排距3.5m, 间距1.5m;巷道两帮居中各布置一趟4m帮锚索, 排距3.5m。

2 矿压监测方案

2.1 监测站点的设置

1) 按锚网支护设计的规定距离及要求设立监测站点。2) 台棚处必须设立监测站点。3) 架棚巷道与锚网巷道交接处必须及时设立监测站点。4) 现场测站必须醒目, 易于查找。“十”字测点要求统一用夜光条注明位置;顶板离层仪要求刻度清晰, 无煤尘、水渍。5) 监测站附近必须无障碍物, 各种物料的堆放不得影响测站观测。

2.2“十”字测点布置法监测

1) 监测内容:顶板下沉量、下沉速度、底鼓量、两帮移近量及移近速度。2) 监测周期:掘进中按锚杆设计的规定及时设点, 设点起10d内, 每d观测一次。如果10d内顶板累计下沉量小于50mm, 且在10d内顶板下沉速度平均小于2mm/d, 则监测站点设立20~50d内, 每3d观测一次。如果自设点起50d内顶板累计下沉量小于150mm, 且连续6d顶板下沉速度小于1mm/d, 则监测站点设立50d后, 每周监测一次。以后如果发现顶板下沉速度大于1mm/d时, 要求每d监测一次。连续监测一个周期, 如果顶板下沉速度小于1mm/d, 可以恢复为每周监测一次。如果巷道受动压影响, 要求每d安排专人进行位移监测, 并及时分析数据。

2.3 顶板离层仪监测

1) 观测内容:内离层值、外离层值 (锚固段的变化) 。2) 监测周期:所有锚杆支护的巷道都应进行日常观测:顶板离层的监测采用顶板离层指示仪, 每d监测一次。顶板离层指示仪每隔30m~50m安设一个, 在地质构造带与巷道交叉点内都应适当安设, 指示仪应设在巷道的中部, 紧跟迎头, 发现顶板离层超限立即停止作业, 人员全部撤至安全地带, 并汇报矿领导。待采取相应措施后再继续掘进。掘进初期 (一个月) 和回采影响范围内 (200m) , 每d观测一次。巷道掘进期间受动压影响, 每d观测一次。其他观测周期为每周一次。

2.4 矿压监测牌板的管理

每个矿压监测站都必须设立矿压监测牌板。矿压监测牌板由公司统一制作, 使用单位根据使用数量到矿压组领取。锚网巷道回收后矿压监测牌板必须交回矿压组。矿压监测牌板必须悬挂在监测站点附近醒目地点, 无淋水、挤压现象, 且保持清洁。测站测量完毕后, 必须立即填写矿压监测牌板。矿压监测牌板数据填写要按规定内容及时、准确、清楚、规范, 观测人签字要填全名。

2.5 矿压监测数据的管理

1) 矿压监测工必须按每个监测站点的监测周期及时进行观测, 并保证数据的准确性。2) 每次观测数据必须及时填写现场观测记录、矿压监测牌板, 上井后填写监测数据报表及矿压监测情况分析总结, 并保证三者数据统一, 严禁弄虚作假。3) 矿压监测工必须保存完整的原始记录、报表及矿压监测牌板卡片, 并按时间顺序装订成册。4) 工作面移交时, 矿压资料的交接和管理。

掘进工作面开始掘进时, 必须设围岩观测点以及顶板离层仪。掘进工作面掘进结束后交安装时, 必须在交接当日由掘进工作面观测人及时把台帐及各种矿压仪器, 仪表交安装工作面观测人员。

安装完毕时, 必须在交接当日由安装工作面观测人及时把台帐及各种矿压仪器, 仪表交回采工作面观测人员。回采完毕后, 必须在交接当日由回采工作面观测人及时把台帐及各种矿压仪器, 仪表交安装工作面观测人员。安装单位回收结束后, 由安装观测人员及时将矿压台帐及资料交矿压组资料员妥善保管。

矿压组对观测工监测的数据进行整理, 每周把监测情况上网发布。

2.6 安全预警值

1) 掘进期间:当发现表面位移监测 (十字测点) 在监测周期10d内, 顶板累计下沉量超过50mm, 最大下沉速度超过6mm/d;50d内, 顶板累计下沉量超过150mm, 最大下沉速度超过3mm/d;两帮移近量日变速超过10mm/d。要立即报告主管副总和主管副经理。主管副总要立即组织有关单位及人员分析原因, 采取措施, 防止发生冒顶事故。顶板离层监测 (离层仪) , 其离层值累计超过20mm, 要立即报告主管副总和主管副经理, 以便及时采取措施。

2) 回采期间:工作面回采超前支撑压力影响期间, 顶板下沉量与下沉速度允许值同掘进前10d。

3) 在监测周期为7d的期间, 顶板最大下沉速度超过2mm/d, 要立即报告主管部门。主管部门要立即组织有关单位及人员分析原因, 采取措施, 防止发生冒顶事故。

3 结论

钱家营矿各煤层巷道采用“十”字测点布置法对巷道表面位移进行监测;采用顶板离层仪对顶板离层情况进行监测。通过工程实践找出了煤巷顶板及两帮变形位移规律。工程实践证明该监测方法实用有效, 规律明显易于理解, 可在类似工程中推广使用。

摘要：钱家营矿煤巷大多采用锚、网、索支护方式, 为了防止顶板及大面积片帮事故的发生就需要对顶板及煤壁进行监控量测, 目前钱家营矿采用“十”字测点布置法对巷道表面位移进行监测;采用顶板离层仪对顶板离层情况进行监测。通过工程实践找出了煤巷顶板及两帮变形位移规律, 应用效果明显。

关键词：矿压监测,顶板离层仪,“十”字测点

参考文献

[1]何满潮, 京海河, 孙晓明.软岩工程力学[J]煤炭科学技术, 2003.

钱家营矿区 篇6

因钱家营矿方安全的需要, 需对主井更换部分损坏罐道。该工程施工时间紧、工作量大、难度高并具有一定的风险性, 为了安全、优质、高效地完成这一工程特制定本施工新方法。井筒具体特征为:井筒直径6.5m, 井深-620m, 罐道间距3.6m, 主绳间距0.4m。

需更换损坏的罐道共计7根 (N勾6根, S勾1根) , 其中标准道 (12m/根) 6根 (均安装在交锋位置) ;特殊道 (4m/根) 1根 (安装在装载位置) ;具体安装位置如下:

N勾南码6根 (-300m位置处起) ;

S勾北码1根 (-600m位置处) 。

2 井筒吊运的措施

1) 每次吊运工作都要指定专人负责, 指定的负责人在开工前应组织全体参加做业的人员开好班前会, 明确分工并对现场检查后提出安全注意事项;

2) 井下信号准备2套, 机械信号一套, 对讲机一套;

3) 凡用箕斗吊运机件、器材、设备时, 必须由有经验的起重工在现场负责指挥;

4) 吊运前现场负责人应和信号工, 绞车司机进行联系, 将吊运件的规格、尺寸、重量及注意事项通知给他们。所吊运的物体的规格、尺寸、重量不得超过该井的极到限;

5) 主绳索的安全系数不得小于12倍;

6) 物件随箕斗吊起, 将绳扣拉紧时, 井口负责人 (或指定专人) 要详细检查物件是否正直, 钢丝绳有无打结、拧气现象。若钢丝绳打结, 各股受力不均、物体不稳不正、严禁发动车信号, 必须进行调整, 更换至被吊物确实不刮井筒设备时, 方能发信号开车;

7) 吊运时物体吊起或将至井底时, 速度必须要慢, 不准猛提、猛松。

对信号工的要求:

1) 在上井口吊运时, 要把每勾吊运的情况及注意事项, 通知绞车司机以保障吊运的安全;

2) 当被吊物体停稳后, 经检查确认无刮碰井筒设备的可能, 跟罐人员发来动罐信号时, 才允许信号工发动车信号;

3) 箕斗在井筒运行时, 密切注视提升绳的运行情况, 发现异常及时通过信号通知车房, 确认有危及安全的状态时, 可通知停车;

4) 保持井口四周的清洁和安全防护工作, 制止非操作人员接近井口等事项;

5) 由于这次是由箕斗吊运, 绞车司机为矿方人员, 因此要求信号工与矿方绞车司机同时参加班前会, 制定一致的信号。

防止坠物的措施:

1) 进入井口房及安装区域, 必须戴好安全帽并系好帽带;

2) 井筒作业时, 不允许在井筒附近从事作业, 如果必须作业时, 须经项目负责人同意并采取可靠的安全措施及安全员确认后方可进行;

3) 在井口、井架上及乘人平台上工作时所携带的工具, 必须装入专用工具袋内, 工具袋不允许有开线或漏洞;

4) 天轮平台上不准存放无用的机电用品, 零星杂物一律清理干净, 必须存放的物品, 体积较大的须与井架钢结构拴绑牢固, 零小物体装入专用容器, 容器与井架钢结构固定;

5) 乘人平台上作业时应遵守下述规定

(1) 乘人平台上的工具、材料要放在乘人平台中央集中存放, 零性物料放入专用的工具箱内;

(2) 乘人平台应封闭严密、牢固还应有不低于150毫米高的脚踢板;

6) 乘箕斗顶操作间作业时须遵守下述规定:

(1) 作业人员在操作间操作作业, 如必须登在栏杆上时, 必须在栏杆上搭设脚手板并栓挂好安全带, 保a险带要做到高挂低用;

(2) 乘人平台上的工具、材料放在专用工具箱内, 不允许零散放置;

(3) 乘人平台作业时, 使用的工具都必须带尾绳并把尾绳拴在手腕上, 防止滑跑失手坠落工具;

7) 进入井筒作业前, 为了防止做业面上方异物坠落, 需对作业面以上范围的遗留活动杂物进行清理。首先检查上井口附近、井架上, 其次是井筒内各层梁上面及一切可以积存浮物的地方。

3 施工方案

更换罐道时由下至上依次进行, 事先作一个两体的乘人平台 (因要将首绳卡到里面) , 卡到距箕斗顶12m高的首绳上。工作时乘人平台和箕斗顶均要站人, 并要在乘人平台上约1.8m~1.9m处卡一条绳爪上挂手拉葫芦。下到更换位置时, 上面的人用卡具, 将罐道卡住, 并用手拉葫芦吊住拆旧道, 旧道运至上井口后卸下, 同时用井口稳车吊上新道到更换位置, 安装方法同拆除。一勾换完后将乘人平台倒到另一勾进行更换。

4 具体施工方法

罐道更换:

1) 将准备先换罐道的一勾箕斗提到上井口以下合适位置, 以便于卡乘人平台为宜;2) 井口搭设临时脚手组装乘人平台, 并同首绳卡固, 卡固后的平台还要分四点同首绳进行斜拉加固。乘人平台距离箕斗顶部距离为12m;3) 在乘人平台上加装不低于1.2米的栏杆, 乘人平台上1.8m~1.9m处两侧首绳上各卡绳爪二条, 用于保险和吊装新、旧道用;4) 利用井口稳车将新道吊到箕斗顶上, 用绳爪保险, 罐道底部放在箕斗顶上, 并且底部用保险绳保险, 防止在运输时罐道左右前后摆动, 避免刮碰井壁及罐道梁。松箕斗至最下端更换位置;5) 箕斗到位后, 先松罐道中间两层梁上螺栓, 而后将乘人平台和箕斗顶停至罐道的上部, 利用罐道卡具卡住罐道, 用同一侧的另一个绳爪挂手拉葫芦吊住旧罐道保险, 同时利用罐道卡具卡住所换罐道的上面一条罐道。这时拆罐道两头的螺栓, 用手拉葫芦慢慢将旧道移出, 用绳爪处所挂的手拉葫芦将旧道接过来, 吊挂在箕斗顶部保险, 把新道同样利用手拉葫芦换上去。

换新道时为了保证罐道顺直、不绷劲, 再用一副罐道卡具卡到上面的罐道上, 挂手拉葫芦接一下。其它道的更换类同。铜皮保护。

5 技术要求

1) 罐道安装后螺栓紧固, 与上下道顺直, 其接口错动小于1mm;2) 罐道垂直度±7mm;3) 同一提升容器两罐道面的水平间距偏差±7mm;4) 罐道间隙2mm~4mm。

6 受力计算

吊罐道用绳扣选型:选用φ15-6*19钢丝绳叉制绳扣, 双股使用;选用钢丝绳型号φ15-6×19;破断力P=141kN×2=282kN;其终端最大载荷;罐道重T2=749kg考虑K1=1.1动载荷系数;终端负荷F=749×1.1×10=8239 (N) ;则安全系数K=P/F=282000/8239=34>6.5。

因此, 绳扣可安全使用。

参考文献

[1]李海峰, 郝强.千米立井井筒快速施工[D].全国矿山建设学术会议论文选集 (上册) , 2003.

钱家营矿区 篇7

钱家营井田位于开平向斜东南翼的南段, 井田构造以褶曲为主, 断裂为辅。矿井共分7个含水层, 目前对于第一个主要可采煤层7煤来讲:主要受顶部5煤顶板至A层铝士岩底板砂岩裂隙含水层 (Ⅴ) 即5煤层顶板上0-50m段含水层水威胁。

八采区位于开滦 (集团) 有限责任公司钱家营矿业分公司矿井西部区域, 采区水文地质条件较复杂, 2875东工作面位于井田西翼八采区7煤层, 为矿井主力生产工作面, 工作面同煤层倾斜上方和下方均未设计工程, 上覆及下伏各煤层暂无工程, 西部有2873西泄水边眼、2875东回风边眼, 除此之外, 暂无其它工程。工作面标高-645.4~-763.7m。工作面平均走向长546.6m, 倾斜长209.9m, 面积118509.5m2, 工作面煤层厚度在2.3~4.2m之间变化, 平均煤厚3.1m, 煤层厚度变化不大, 煤层中含一层厚度0.05m~0.3m粉砂岩夹矸, 平均0.15m, 工作面局部煤层伪顶较为发育, 厚度0~0.3m, 平均0.2m。煤层倾角6°~20°, 平均11°, 煤层走向在45°左右变化。工作面最低标高-835.4m, 所承受的5煤层顶板含水层最大水压为3.50Mpa。

八采区已回采的7煤层几个工作面均出现了较大涌水量, 其中2871西、2871东、2872西、2873西工作面最大涌水量分别达到了2.0m3/min、1.75m3/min、2.3m3/min、4.0m3/min。通过比拟法预计2875东工作面正常涌水量在2.73m3/min, 工作面涌水量大对回采影响较大。据已回采的几个工作面分析, 7煤层工作面在开采过程中具有地温高、工作面涌水量大等特点, 为防治水工作带来了较大难度。

2875东运道走向长630余米, 高差约24.5米, 通过对2875东现场调查发现运道中间有一较大洼点, 将会给排水工作带来极大困难 (图1-1) 。

2 针对工作面本身特点制定合理的治理方案

2.1 超前施工区域疏水降压工程。

根据地面5煤顶板含水层观测孔钱水28资料初步判定该区域裂隙发育, 水位较高。在八采下部轨道平石门钻窝内施工疏水降压钻孔, 疏水降压孔从2012年1月1日终孔至2014年10月30日, 八采区深部区域地面煤5顶板含水层水位由-341.73m下降至-478.6m, 水位下降136.87m, 共计放出动水量约520000m3。对以八采下部疏水降压孔为中心形成了疏降漏斗, 疏水降压效果非常明显。2875东工作面位于疏水半径区域内, 较好的降低了工作面顶板水压。

2.2 对工作面超前施工音频电透视物探。

为了更清楚的了解工作面5煤层顶板含水层富水情况, 决定对2875东工作面实施音频电透视勘探, 2875东工作面音频电透视采用120Hz和15Hz;其中120Hz实际测量深度30到60米的范围, 共发现3处富水区, 分别为1号富水区、2号富水区和3号富水区;15Hz实际测量深度60到90米的范围, 共发现2处富水区, 分别为4号富水区和5号富水区。基于上述认识, 建议本工作面生产期间以5个富水区段为防治水重点区段, 如图2-1。

2.3 根据物探结果施工工作面疏水降压工程。

为了使施工目的更有针对性, 更好地达到疏水降压效果, 探清富水区的含富水情况, 采取了根据物探结果施工疏水降压工程 (如图2-2) , 2875东工作面煤5顶板含水层疏水降压孔共施工钻孔6个, 截至2014年5月21日累计共放出水量28770m3, 疏水效果不理想, 根据周边资料综合分析, 可能是受八采下部轨平2.3石门疏水降压孔长期以来的疏水及疏水半径影响, 导致2875东工作面西翼疏水降压效果不明显。

2.4 优化防排水设计, 降低防排水费用。

根据疏水降压钻孔施工效果可以判断2875东工作面顶板裂隙不是很发育, 涌水量基本不可能超过预计最大涌水量, 可以根据预计最大涌水量施工防排水工程, 极大的降低了防排水费用, 减少人力、物力的投入, 缩短了工期。

根据预计涌水量, 制定防排水设计。在2875E运道最大积水段施工一沉水巷, 将工作面出水引入沉水巷, 到一定水量漫出至绕巷外面的排水沟, 沿2875E运道下帮布设预制400×400mm的预制铁皮水沟一条;在运道下帮布设8寸排水管。在运道外口设计施工一沉淀池, 并将水沟和一趟φ159mm的排水管相连, 水沟和排水管直接通向-850西大巷。

2.5 综合治理成果。

通过对2875东工作面5煤层顶板含水层的综合防治, 工作面回采过程中并未出现顶板突水事故, 工作面最大涌水量1.3m3/min, 涌水均较好的排出, 保证了工作面安全高效生产。

3 结论

本文以该矿八采区2875东大水工作面5煤层顶板水害综合治理资料为依据, 分析了5煤层顶板水害综合防治的可行性及效果, 结果表明通过多种有效防治水措施综合利用, 从根本上解决5煤顶板水害防治难题, 极大的降低了防排水费用, 对今后深部区域煤5顶板水的防治有着一定的参考价值, 有利于矿井安全生产。

摘要：煤5顶板砂岩裂隙承压含水层是钱家营井田主要直接充水含水层, 局部富水性强, 对采掘影响较大, 因此加强5煤层顶板含水层水害治理显得尤为重要, 本文通对2875东工作面5煤顶板含水层水害的综合防治与研究的论述, 为今后矿井深部区域的防治水工作提供了治理经验, 最大限度的降低防排水费用, 保证矿井安全高效生产。