观山坳煤矿水害调查及治理方案 - 图文

耒阳市大义乡观山坳煤矿水害调查暨治理方案

1 . 前言

国家煤矿安全监察局《2012年煤矿安全工作要点》（煤安监办〔2012〕3号）第24项工作要点是：开展煤矿重大灾害专项整治，推动地方政府组织开展专项整治行动，全面落实灾害防治计划和防范措施，督促煤矿企业认真抓好煤矿瓦斯、水害、火灾和冲击地压等重大灾害防治工作，并开展专项督查，对整治效果进行评价，确保整治到位。

湖南煤矿安全监察局《关于印发煤矿隐患排查整治攻坚纵深战重点排查整治内容及处理处罚指导意见的通知》（湘煤安监察〔2012〕24号）第25项整治内容是：对没有进行水文地质普查，没有编制煤矿水文地质图，水害情况未查明前进行采掘活动的必须进行重点排 查整治。

《国家安监总局关于开展煤矿防治水专项治理的通知》（[2012]29号），决定于2012年3月至11月开展煤矿防治水专项治理，治理目的是：加强煤矿防治水基础工作，排查整治水害隐患，推广先进适用技术、工艺和设备，督促煤矿企业落实水害防治主体责任，有效防范和坚决遏制重特大水害事故的发生。

《国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于近期三起煤矿透水事故的通报》（安监总煤调〔2012〕54号）要求是：煤矿企业必须切实加强老空水探放工作。要采用物探、钻探、化探等综合探测技术，查明煤矿或采区水文地质条件，收集、调查和核对相邻煤矿及废弃老窑的情况。水患严重、开采破坏严重的整合技改煤矿，必须切实加强探

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放水工作，查清本煤矿和相邻煤矿的老空积水情况，否则不得进行生产和施工。凡未按要求建立防治水机构、没有编制和落实探放水措施以及没有配备探放水设备的煤矿，矿区（井）水文地质条件复杂、水源不清、周边老窑位置不清的煤矿，以及开采煤层上部存有老窑水、未按规定留足隔离煤柱、未进行探放水设计和采取探放水措施的煤矿，必须立即停产整顿；对整改不合格的煤矿，要坚决提请地方政府依法予以关闭。

大义乡观山坳煤矿处于田心矿区，是湖南煤矿安全监察局及衡阳煤矿安全监察分局挂名的水患矿区，亦是耒阳市及大义乡各级领导的心腹之患。由于该田心矿区范围内老窑和废弃井口不计其数，且矿矿相通，巷巷相连，地表百孔千疮，加之矿区的中北部地表还有一个朱家水库，库底煤层赋存相对较好，引诱库区周边煤矿深入开采，致使田心矿区内各煤矿的水文地质条件极为复杂，水害威胁极为严重。

为了认真落实7月10日耒阳市安全生产紧急会议上唐文峰书记“要深化水情普查，每个乡镇党政一把手是水情普查的第一责任人，要按照责任状的要求，一矿不漏、一窑不留进行水患排查”的讲话精神，耒阳市大义乡人民政府聘请湖南省煤业集团白沙工程设计有限公司技术专家对辖区内的所有煤矿进行水情调查。2012年8月4日，湖南省煤业集团白沙工程设计有限公司组织了采矿、地质、机电专业技术人员，对观山坳煤矿井上、下的水害情况进行了全面的调查并进行综合分析，在此基础上编制了《耒阳市大义乡观山坳煤矿水害调查及治理方案》，为耒阳市大义乡人民政府开展防治水专项督查和监管提供依据，并为观山坳煤矿的水害治理提出有针对性和科学性的建议

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方案。

本次水害调查工作得到了耒阳市大义乡人民政府领导和同仁的大力支持，在此表示谢意。 1.1调查内容

1）调查观山坳煤矿防治水制度制定情况及机构人员配备情况。 2）调查观山坳煤矿防治水基础资料编制情况。 3）调查观山坳煤矿探放水制度落实情况。 4）调查观山坳煤煤矿井下防治水措施落实情况。 5）调查观山坳煤矿地面防治水措施落实情况。 6）调查观山坳煤矿水害应急救援措施落实情况。

7）调查观山坳煤矿在防治水管理、供电、排水、和井上下存在的主要水害隐患或工作缺陷，提出水害治理方案建议。 1.2调查范围

对观山坳煤矿采矿权范围内井上、下可能存在水害的地点或区域，进行全方位调查。 1.3调查方法

根据观山坳煤矿的水文地质特点,采用现场检查、现场询问、现场观测、专家意见等方法来开展水害调查。 1.4调查依据

（1）《中华人民共和国安全生产法》 （2）《中华人民共和国矿山安全法》 （3）《中华人民共和国煤炭法》 （4）《煤矿安全规程》2011年修订版

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（5）《煤矿安全规程》专家解读本 （6）《煤矿防治水规定》 （7）《“三下”开采规程》

（8）《2012年煤矿安全工作要点》（煤安监办〔2012〕3号） （9）《关于印发煤矿隐患排查整治攻坚纵深战重点排查整治内容及处理处罚指导意见的通知》（湘煤安监察〔2012〕24号）

（10）《国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于近期三起煤矿透水事故的通报》（安监总煤调〔2012〕54号）

（11）《耒阳市煤炭局转发（衡阳市煤炭局关于及时加强防治水工作的通知）的通知》（耒煤通[2012]7号）

（12）观山坳煤矿提供的采掘工程平面图、井上、下对照图及相关防治水资料

（13）湖南省煤业集团白沙工程设计有限公司与耒阳市大义乡技术服务合同。 2.煤矿慨况 2.1位置及交通

观山坳煤矿位于耒阳市城区132°方位，直距约21.3km，行政区划隶属耒阳市大义乡泥湾村与合建村管辖，矿山地理坐标范围：东经112°59′54″ ～ 113°00′23″ ，北纬 26°16′10″～26°16′42″。

矿山有简易公路直通大义乡，往北西距耒阳市城区公路里程47km，可通过矿山西部的京珠高速公路、107国道和京广铁路将煤运往全国或全省各地；水路到耒水河最近的陶州煤码头仅6km，北可经耒阳通衡阳市，南可达永兴县城，交通较为方便

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2.2矿井范围

该矿于2009年12月由省国土资源厅颁发了采矿许可证，采矿许可证号：C4300002009121110055120，有效期：2009年12月至2014年12月。开采上限+190m，下限-150m，矿区面积0.5347km2。

矿井范围由8个拐点坐标圈定，拐点坐标表： 点号 1 2 3 4 X Y 点号 5 6 7 8 X 2907544.58 2907234.58 2907074.58 2907584.58 Y 38400701.29 38400481.29 38399961.28 38399881.28 2907744.58 38399951.28 2907804.59 384000131.28 2908049.59 38400061.28 2908049.59 38400441.29 开采标高：+190～-150m 面积：0.5347km2 2.3矿山开发状况

观山坳煤矿为大义乡办集体企业，1985年建矿，年产无烟煤2万吨。矿井位于永耒向斜田心井田内。该矿是一个证照齐全的矿井，该煤矿于2006年根据原《衡阳市关闭煤矿资源整合方案》（衡煤安整[2006]6号文）要求，已将原耒阳市大义乡红生煤矿整合入本矿，整合后的煤矿即为2008年耒阳市规划保留的大义乡观山坳煤矿。设计生产能力为6万吨/年。

观山坳煤矿现采用斜井开拓方式，矿井建有主、副、南、北风井四个井筒，±0m标高以上煤层已基本采完。主斜井井口标高+152.119 m，井筒倾角为30o，斜长312.4m，落底标高-4.05m，主提升绞车为Ф1.2 m绞车，单钩串车提升。副斜井井口标高+184.798 m，井筒倾角为30o，斜长205.4m，落底标高+82.08m，提升绞车为Ф1.2 m

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1.95m，平均0.95m。 3.煤矿水害调查 3.1煤矿充水水源调查

煤矿充水水源是井下坑道涌水的来源，查明其补给途径及部位，对有效防治煤矿水害至关重要。

一）大气降水对煤矿的影响

经地面野外实地蹋勘调查，矿山属低山丘陵地形，地表无大的水体和水流，迳流条件好，植被发育，矿井开采对周围环境影响小。

区内全年气候湿润，雨量充沛，属亚热带湿润型气候，据耒阳市气象站资料，年最高气温39.8℃，最低-7℃，平均为18.2℃。年最大降雨量为1797.7mm，历年平均为1395.0mm。日最大降雨量可达144.7mm。历年平均降雨160天，雨量充沛，雨季多出现在3～5月。历年平均相对湿度为80%。年平均蒸发量为1080～1802mm，最大月蒸发量229.1mm。大气降水通过地表岩层裂隙渗入矿井坑道，故是矿坑主要充水因素。

二）老窑水体对煤矿充水的影响

矿区范围内存有老窑开采迹象，采空区存在有老窿水。通过有空区、空隙及裂隙渗入矿井，是矿井充水的另一因素。

三）地下含水层对煤矿充水的影响

矿区位于龙潭组上段，由中粒、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层所组成，无灰岩含水层，6煤层和5煤层顶、底板粉砂岩和细砂岩，受采动影响裂隙较发育，属弱含水层，本身含水性弱，但存在一定的导水性，煤层和砂质泥岩具一定的隔水性，因此，地下含

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水层对煤矿充水影响较小。

四）地表水体对煤矿充水的影响

查矿区地形地质图和通过野外蹋勘调查，矿井处于低山丘陵地貌,最高峰位于矿井西侧山峰,海拔185m,最低标高位于矿井西部冲沟,海拔113m,相对高差约70m。山势较陡,冲沟发育,地表水迳流条件好,矿井地表水系不发育,仅山间小溪沿冲沟分布,流量一般很小，矿区范围内无大型水体。地表水系对煤矿无影响。 3.2朱家桥水库调查

朱家桥水库是位于田心矿区的中部，北距观山坳煤矿主井口1000m，距观山坳煤矿南部边界60m，库底呈南高北低，标高一般为128 m，最低120m（北端接近水库坝位置），基底由龙潭组上段地层组成。历年最高水位标高为149.37m、最大水域面积21.5万m2、最大蓄水量达385万m3（田心矿区开发之前）。近二年来，我公司在雨季和旱季时期多次前往朱家桥水库进行实地勘查，发现朱家桥水库接近干涸。最近一次勘查时间为2012年7月10日，见朱家桥水库的上段野草丛生，库底泥土干裂，已长期未接受水的浸泡，仅见北端接近水库坝的位置存在小量积水，积水区域东西方向宽约80m、南北方向长约120m，水域面积9600m2、水位标高为+123m、平均水深约2.5m，实际蓄水量约2.4万m2。

调查人员仔细对朱家桥水库四周及库底进行勘查，未发现有塌陷和裂缝存在，亦无暴露的古窑井口。分析认为，朱家桥水库的干涸原因，一是水库四周及下伏地层无含水层，且受周边煤矿的采动破坏，潜水位急剧下降，井泉全部干涸，无地下水的补给；二是水库的补给

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水源全部来自四周山体和沟谷大气降雨的汇集，但四周地表受采动影响，植被遭受破坏，废矸石覆盖的地表成了一个大型“筛状滤雨器”，大气降雨被这一大型“筛状滤雨器”吸收并渗漏至水库周边煤矿井下，只有部分雨水流入朱家桥水库，补给水量小于蒸发量；三是不排除水库周边煤矿人为泄闸、不让水库蓄水，以从源头上消除煤矿的水患威胁。

朱家桥水库积水

朱家桥水库上游

查煤矿采掘工程平面图，煤矿-115m有西一运输巷已接近朱家桥

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水库Ⅵ煤北端煤柱线。 3.3含水层和隔水层调查

查田心矿区地质和地层资料，矿区出露地层有第四系（Q）、二叠系上统大隆组（P2d）及二叠系上统龙潭组上段（P2l2）。

1）第四系(Q)：分布于山间洼地,主要为冲积、残坡积之砂质粘土、亚粘土、卵石及砂砾石组成,厚0～10m。仅在山前洼地处有少量泉水出露,流量一般0.01～0.04L/S。地下水主要受大气降雨补给,属含水性极弱的孔隙潜水。

2）二叠系上统大隆组(P2d)：主要分布于矿井东、西两侧,为硅质灰岩、硅质泥岩及硅质岩组成。厚度105m。硅质灰岩、硅质岩致密、坚硬,裂隙、节理较发育。浅部风化带层含微弱裂隙水,地下水呈下降泉出露,泉流量0.05～0.19L/S,最大0.33L/S,水质属重碳酸钙镁型水,PH值5.1～6.0,矿化度39～362mg/L。

本层中硅质泥岩、钙质泥岩岩性致密,为不透水岩层。 3）三叠系上统龙潭组上段(P２l２)

矿井内广泛出露,地层总厚250m。按岩性特征自上而下分为三个层段。

①一层段

为大隆组底界至5煤层顶板,主要由细～粉砂岩、砂质泥岩、薄层状泥岩及2～4煤层组成,厚约60～130m。该段岩性致密,质地坚硬,裂隙不甚发育,抽水试验单位涌水量qcp=0.00151L/s.m;渗透系数Kcp=0.0255m/d,岩层富水性极弱,为不含水岩层。

②二层段

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为5煤至6煤顶板,主要由砂岩、砂质泥岩、粉砂岩及煤组成,厚度35～110m。含水层为中～细粒砂岩,风化后疏松,裂隙节理发育。钻探中常因裂隙而发生漏水和涌水现象。地下水将主要受大气降雨补给,多以老窑溢水形式出露地表。一般与其它含水层无水力联系,属含水性中等岩层裂隙水。

③三层段

为6煤至龙潭组下段之间的龟形泥岩顶界,由细砂岩、砂质泥岩、粉砂岩、泥岩及煤组成,厚度65～115m。岩性致密,质地坚硬,透水性极弱,一般为不含水层。由于受浅部1煤层老窿开采影响,浅部风化裂隙层多以老窿溢出泉水出露。

4）二叠系上统龙潭组下段(P２l1)

矿井内没有出露,主要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、夹砂岩等组成,厚度大于300m，岩性致密不透水,是可采6煤层下部的良好隔水层。

3.4断层的富水性与导水性调查

查矿区地质和水文地质资料，断裂发育，矿井构造复杂,其中F7、F8、F15断层与矿山开采关系较为密切。通过断层性质及出露情况观察钻探剖面的控制,断层两盘均属富水性弱岩层,钻孔穿过断层时一般均未发现有严重漏(涌)水现象。 3.5区内老窿调查

查矿区地形地质图和通过野外蹋勘调查，矿区范围内无其它生产井。但存有老窑开采迹象，开采范围小，由于老窑开采年代久远，开采垂深无法考证。因围岩绝大部分为微弱含水岩层，渗透性差，故采

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空区存在有老窿水。 3.6煤矿涌水量调查

煤矿井下无测水站，无专人对矿井涌水量进行观测，因此涌水量只能通过水泵的排水时间来进行反算。根据调查，最大涌水量为177m3/h，一般涌水量为80 m3/h。 3.7煤矿积水区突（涌）水点调查

下井实地调查，煤矿主要有以下涌水点：

（1）主井筒上段帮壁有裂隙水涌出，流量为5m3/h。 （2）-155m水平东二采空区有一股水涌出，流量为3m3/h。 （3）-155m水平东二探煤岩巷裂隙水，流量为2m3/h。 （4）-155m水平南运输巷采空区有一股水涌出，流量为2m3/h。 （5）-155m水平西二运输巷密闭有水涌出，流量为1m3/h。 （6）-160m水平运输巷裂隙水，流量为1m3/h。 矿井水源主要来源于大气降水和地表水的渗漏。

主井筒裂隙水

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东二采空区水流

东二探煤岩巷裂隙水

南运输巷水流

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-160m运输巷裂隙水

3.8煤矿井下作业地点调查

现场调查，煤矿现有8个作业地点，分别为： （1）-155m水平东一暗斜井岩掘工作面。 （2）-155m水平东二探煤上山岩掘工作面。 （3）-155m水平东二探煤运输巷岩掘工作面。 （4）-155m水平西一运输巷岩掘工作面。 （5）-155m水平西二残采工作面。 （6）-160m水平1#残采工作面。 （7）-160m水平2#残采工作面。 （8）-160m水平3#残采工作面。 3.9地表及开采沉陷调查

矿区范围内地表有老窑开采迹象，老窑口均已填实，地表山冲和矿区中部地势低洼地带在雨季时漏水较严重，地表井泉在旱季时大都干涸。未发现明显塌陷、裂缝。 3.10与相邻煤矿的水力联系调查

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查煤矿井上下对照图和井下实地勘察调查，煤矿在南部与汤家凹煤矿-145m水平相穿，东南部-155m水平与皂塘煤矿相穿。矿井边界未留设煤柱，矿井在边界处已设置有挡墙，但挡墙强度达不到要求，均为料石砌筑的单墙，并留有孔洞，不能有效阻挡水流，故存在水力联系。

3.11矿井井下积水调查

现场调查，煤矿-155m东二暗斜井在上平台设置一道密闭墙，目前暗斜井已淹至-170m左右，积水量达720m3；另风井-50mm水平被淹，水深达300mm，积水量达30m3。 3.12历年来的水害事故调查

据对煤矿管理人员进行调查，煤矿共发生过二次淹井事故，未发生局部透水事故。

（1）第一次：2007年7月15日被淹，无人员伤亡。淹井原因是遭受暴雨袭击，整个田心矿区的井口被淹。

（2）第二次：2010年5月28日被淹，无人员伤亡。淹井原因是皂塘煤矿涌水量大于一水平的排水能力，人为将水放至二水平（-170m），积水水位上涨沿采空区进入观山坳煤矿造成矿井被淹。 3.13煤矿排水系统调查 3.13.1 系统现状

矿井现采用二级排水方式，主井（-155m水平）、风井（-160m水平）→风井（-50m水平）→地面。 主井-155m水平

编 号 水泵型号

D46-50×4 一台 19

流量（m3/h） 46 扬程（m） 200 电压（V） 380 功率（KW） 45 排水管路 Φ80mm 一趟 正常涌水量 35m3/h 最大涌水量 81m3/h 风井-160m水平

编 号 水泵型号 D12-25×7 一台 流量（m3/h） 12.5 扬程（m） 175 电压（V） 380 功率（KW） 15 排水管路 Φ40mm 一趟 正常涌水量 5m3/h 最大涌水量 10m3/h 风井-50m水平

编 号 主泵 备用泵 水泵型号 D46-50×5 一台 D80-30×6 一台 流量（m3/h） 46 43 扬程（m） 250 180 电压（V） 380 380 功率（KW） 75 75 排水管路 Φ80mm 一趟 正常涌水量 40m3/h 最大涌水量 91m3/h 风井筒上段

编 号 水泵型号 D25-30×2 一台 流量（m3/h） 25 扬程（m） 60 电压（V） 380 功率（KW） 11 排水管路 Φ80mm 一趟 主井筒上段

编 号 水泵型号 D12-25×7 一台 流量（m3/h） 12.5 扬程（m） 210

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