一、工程水文地质
我单位施工的主斜井工程所在井田为低山黄土丘陵区,大部分面积被上更新统黄土覆盖,石炭、二叠系地层仅在沟谷中出露。
蔚汾河是与本井田关系密切的主要河流,它从东到西横穿本井田北部,区内有两条沟谷均为蔚汾河支流,属季节性河流,平时干枯无水,只在大雨过后才有洪流通过。
1、井田主要含水层 (1)奥陶系岩溶水含水层
奥陶系石灰岩从本井田东边开始全部倾没于石炭二叠系地层之下,属中等富水含水层。
(2)石炭系太原组碎屑岩夹碳酸岩类裂隙含水层 本组地层在区内全为埋藏型,含水层主要是砂岩裂隙,属弱富水含水层。该含水层在矿区东部浅埋区,补给条件好的部位富水性较好,否则富水性相对较弱。
(3)二叠系下统下石盒子组与山西组砂岩裂隙含水层 山西组地层在区内未见有出露,含水层以中、粗粒砂岩为主,属弱富水含水层。
(4)二叠系上统上石盒子组、石千峰组砂岩裂隙含水层。 该组地层在本井田中东部多被剥蚀,仅在该区中西部沟谷中见有出露。该组含水层以砂岩裂隙含水层为主,属弱富水含水层。
(5)上第三系、第四系孔隙含水层
上第三系上新统分布在沟谷两侧和沟顶的基岩顶面上,含水层以砾石为主,厚度不稳定,属弱富水含水层。第四系全新统分布在马尾沟和郭家圪台沟两条沟谷中,含水层为现代冲洪积砂砾石层,属中等富水含水层。
2、井田主要隔水层 (1)山西组以上泥岩隔水层
太原组13号煤层以上到8号煤层之间有一套以泥岩为主的地层,厚25.56~45.63m,平均厚33.60m,区内沉积连续稳定,是山西组8号煤与太原组13号煤层之间较好的隔水层。
(2)石炭系本溪组泥岩和太原组13号煤下至本溪组间的泥岩隔水层。
本溪组地层为一套泥岩、粘土岩、铁铝岩为主的地层,夹薄层灰岩和砂岩,砂岩一般为泥质胶结,隔水性很好。本溪组地层平均厚33.81m,太原组13号煤下至本溪组顶面也是一套以炭质泥岩为主的地层,平均厚37.04m,从13号煤底板至奥灰岩顶面平均厚70.85m,该段地层隔水性很好,是13号煤层和奥陶系地层之间重要的隔水层。
井田地下水的补给、迳流、排泄条件
奥陶系岩溶水的补给主要是基岩裸露区大气降水和地表水的入渗补给,井田属区域岩溶水迳流区,岩溶水由南东向北西运移,最终排向保德县天桥黄河峡谷中。矿区内岩溶水水位标高在862~910m之间。
石炭系和二叠系砂岩裂隙水,在裸露区接受大气降水和季节性河流补给后,顺岩层倾斜方向运移。上部含水层在沟谷中以
侵蚀下降泉的形式排泄;下部含水层顺层向西排出井田外。
第三系和第四系孔隙水的补给除大气降水的垂直入渗补给外,有地表水的渗入补给和较高基岩裂隙水的侧向补给。地下水的流向大致与地表水一致,排泄方式除蒸发和以泉的形式排泄外主要是人工开采。
二、井筒防治水安全技术措施
井筒防治水采取以疏排为主,疏排、截导、注浆封堵相结合的综合治理方法。
1、因松散层潜水含水层主要受大气降水补给,为加快施工进度,应在雨季到来之前通过该段地层,并做好井口排水沟截排水,防止地面水流入井内。
2、对井筒揭露的富水点及淋水段若疏干较困难,可采取直接堵漏注浆方法封堵。
3、当井筒掘进接近可疑层位时(奥陶系石灰岩层属富含水层,水头压力标高+880m — +910m)坚持“有疑必探、有水必注、先探后掘”的原则进行施工。井筒掘进中应长探短掘,每100m长探一次,每5m短探一次掘进3m。长探由矿方组织施工方配合探水,短探由施工队在掘进前用5m长钎用风钻进行钻探,在掘进迎头布置三个探眼,眼孔口间距1米,眼深为5米,两边钻孔与迎头面呈70度夹角,中间钻孔沿迎头掘进方向布置。
4、施工中探放水应注意预防突水,准确位置以及含导水情况,以杜绝安全隐患,保证掘进施工安全应采取以下措施:
(1)严格执行2009版《煤矿安全规程》和《煤矿安全技术操作规程》中有关掘进巷道探放水的安全技术规定,严格执行“有疑必探,先探后掘”的探放水原则。
(2)探放水前,必须检查排水系统,保证排水通畅。掘进巷道的最低点必须备齐有足够排水能力的两台排水泵,且保证两台水泵的正常运转,一台工作,一台备用,以便及时排出钻孔水。
一台水泵的排水能力要满足掘进迎头预计的最大涌水量。并布设6寸外排水管路。
(3)施工班组必须及时观察掘进前方及周围帮壁有无挂汗、挂红、水鸣、水叫、空气变冷、雾气、顶板淋水加大、底板涌水等出水征兆。若发现有出水征兆,水压较大时应立即停止作业,迅速撤出所有工作人员,及时汇报调度室,立即上报待分析研究后决定可否掘进。待采取相应措施后才能继续作业。
(4)打钻前,首先要加强钻孔附近巷道的支护。 (5)在钻进时,发现煤层松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等异常时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,现场负责人员应立即向调度室汇报,并派专人监测水情。以待分析研究后可否继续放炮掘进。如果发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁地区的人员,然后采取措施,进行处理。
(6)在探放水钻孔施工时,扶钻人不可正对钎杆方向,应站于钻机的侧后方。以免高压水将钎杆顶出伤人。
(7)从进入探水警戒线开始现场要备好木楔。施工人员要熟悉现场和掘进工作面的避水灾路线。探水期间跟班队长和安检员要现场指挥和监督,保证探放水施工的安全和顺利进行。
(8)掘进迎头应有调度电话,发现异常应能及时的汇报现场情况,以便及时的采取相应措施。
(9)打钻时,要严格按此安全技术措施中规定的探孔位置、角度和长度进行施工,不得进行随意变动。
(10)在掘进迎头出现出水征兆和危险预兆及异常情况时,马上撤出所有工作人员并立即汇报工区值班人员和矿调度值班人员。在掘进迎头出现地质变化时应及时汇报工区,并有跟班区队长和安检员根据现场的安全情况,做出停止工作、撤人等一系列安全防范措施。
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