第一節(jié) ?礦井水文安全條件分析一、礦井概況
某煤礦于2004年4月正式開始建井。礦井開拓方式為斜井開拓，設計生產能力為15萬噸/年，服務年限為23年。
礦井位于地理坐標東經106°09′29″-106°10′22″，北緯26°53′22″-26°54′59″。井田東西寬1.43公里，南北長2.97公里，面積4.247平方公里,地處XX北面。其拐點坐標見表1。本地分別居住著苗、彝、漢等民族。
表1 某煤礦拐點坐標表
拐點號XY
A
B
C
D
礦區(qū)內目前尚無鐵路,交通運輸以公路為主，321國道由礦井西邊界經過。礦區(qū)至黔西縣城29公里，至清鎮(zhèn)、貴陽市分別為70、80、99公里。交通比較方便。
區(qū)內氣候溫和濕潤，雨量充沛，常年以東南風為主。地勢總體趨勢為西高東低，最高點位于礦井南西部，海拔為+1431.5m，最低點位于礦井南東角，海拔高為+1165m，相對高差266.5m。地表以丘陵及侵蝕盆地為主，有顯著的喀斯特地貌特征。礦區(qū)內植被以灌木為主，覆蓋率較高。
二、礦井開采水文地質條件
1. 水文地質特征
1）區(qū)域水文地質特征
本煤礦區(qū)內碳酸鹽巖層與碎屑巖層相間展布，碳酸鹽巖含豐富的巖溶水，碎屑巖含少量裂隙水，第四系松散層零星分布，微含孔隙水。
本區(qū)主要巖溶含水層為下三疊統夜郎組玉龍山段灰?guī)r含水層（T1y2）、上二疊統長興組灰?guī)r含水層（P2c）及下二疊統茅口組灰?guī)r含水層（P1m）。其中下三疊統夜郎組玉龍山段灰?guī)r含水層（T1y2）在本區(qū)域范圍內出露面積大，出露面積占95%以上，含較豐富的巖溶水，其補給的面積較大，主要靠大氣降水通過巖溶漏斗、落水洞及溶隙等補給出，徑流的途徑較長。
本區(qū)主要隔水層為下三疊統夜郎組沙堡灣段泥巖（T1y1）；而龍?zhí)睹合抵械幕規(guī)r屬層間裂隙含水層，富水性弱，是礦井直接充水弱含水層，其煤層及其頂底板又是良好的隔水層。
2）礦區(qū)水文地質特征
⑴ 地層含隔水性
區(qū)內出露的地層為下三疊統夜郎組玉龍山段（T1y2）、沙堡灣段（T1y1）、上二疊統長興組（P2c）、龍?zhí)督M（P2l），根據其巖性組合，含、隔水性等特征劃分，主要含水層為夜郎組玉龍山灰?guī)r段（T1y2）、長興組灰?guī)r（P2c），隔水層為夜郎組沙堡灣段泥巖（T1y1）、龍?zhí)督M泥巖及煤層（P2l），其含隔水性與礦井可采煤層位置關系見礦井綜合水文柱狀圖。現把各含隔水性地層分述如下：
① 夜郎組玉龍山段灰?guī)r巖溶含水層（T1y2）
以石灰?guī)r為主，中、上部為中厚至巨厚層石灰?guī)r，底部為薄層泥灰?guī)r夾鈣質泥巖，總厚為323米，大面積分布于礦井范圍內，占礦井面積的95%以上，地表落水洞、洼地、漏斗等喀斯特巖溶現象較多，本組含水性好，含豐富的巖溶水。
由于該組分布面積廣，喀斯特巖溶發(fā)育，因此其巖溶水具有補給面積大，徑流長及導水性強等特點。
其巖溶水主要靠大氣降水通過落水洞、巖溶漏斗及溶隙等補給。
② 夜郎組沙堡灣段泥巖隔水層（T1y1）
灰黑色泥巖、夾淺灰色泥灰?guī)r，總厚8.5米，呈條帶狀分布于礦井西部，本組含水性弱，為較好的隔水層。
③ 長興組灰?guī)r巖溶含水層（P2C）
灰色、灰黑色中厚至巨厚層狀燧石灰?guī)r，總厚36.7米，分布于礦井西部。本組含水性好，其巖溶水主要靠大氣降水補給，由于受其分布特點的限制，其接受補給的量有限。
④ 龍?zhí)督M層間灰?guī)r含水層及碎屑巖、煤層隔水層（P2L）：
灰、深灰色泥巖、石灰?guī)r、炭質泥巖、鋁土質泥巖及煤層，總厚169.8米，呈條帶狀分布于礦井西部，層間含裂隙水，本組總體含水性弱，泥巖及煤層是較好的隔水層。
⑵ 地下水的埋藏條件及補、徑、排條件
表層風化裂隙水（包括土壤孔隙水）：接受地表補給，賦存于地表土壤及基巖表層風化裂隙帶內成為上層滯水，在地形低洼處或匯水沖溝中以泉井形式排出地表。
基巖裂隙水、巖溶裂隙溶洞水主要接受大氣降雨補給，并以潛水形成埋藏。夜郎組玉龍山段一部份在地形低洼處或匯水沖溝中以泉井形式排泄出地表，為當地農民飲用水源；玉龍山組大部份和長興組由于發(fā)育巖溶裂隙、落水洞、溶洞、巖溶洼地等，大氣降水在地表會迅速沿這些通道流入地下成為管道形式運移的溶洞水，沿巖層傾向向遠處、低處流動，并在鴨池河邊排泄出地表，由于夜郎組沙堡灣段、龍?zhí)督M泥巖為相對隔水層，含水層之間無水力聯系，地下水各自以自己的裂隙、管道系統向下方河邊徑流并排泄。
含水層各泉井點水流量觀測見下表。
落水洞、泉、井點水文觀測匯總表
觀測
點號點位
（X/Y/H）層
位類
別流量（最小-最大）
（L/S）觀測日期備 ?注
W12977935T1y井0.10-0.5003.5-03.12村民飲用水源
35615655
1275
W22977565T1y泉0.28-5.5603.5-03.12
35615850
1278
W32977805T1y泉0.08-2.7803.5-03.12
35616425
1298
W42977360T1y井0.06-0.5603.5-03.12村民飲用水源
35615890
1315
W52976855T1y井0.05-0.2803.5-03.12
35616180
1340
K12977210T1y落
水
洞0-5.6003.5-03.12山水匯積
35615060
1218
K22978000T1y落
水
洞0.38-8.3303.5-03.12山水、泉井水匯積
35616010
1258
⑶ 地下水理化性質
未取樣分析，從泉井觀察，地下水為無色、清澈透明、無味，與鄰近礦區(qū)水樣化驗對比，應屬HCO3-Ca2+、Mg2+型低礦化度弱堿性水。
3）構造
礦井所在的大地構造位置在“黔中隆起”。礦區(qū)構造總體呈單斜構造，區(qū)內地層大致傾向東，局部為南東向，傾角5°-30°，一般10°。區(qū)內構造以斷裂為主，次一級構造發(fā)育。斷層性質多為正斷層，逆斷層較少。目前共發(fā)現的斷層有32條，其落差大于15m的有8條。其特征見下表
斷 ?層 特 ?征 一 覽 表
斷層
編號斷層
性質斷層產狀（°）落差
（m）備 ?注
走向傾向傾角
F1正斷層NSW90150對開采無影響
F2正斷層12821880100對開采無影響
F3正斷層2181287025對開采有一定影響
F4正斷層2301407550對開采有很大影響
F5正斷層230320°7540對開采有很大影響
F6正斷層25016080200-300致使礦井南東角無價值
F7正斷層110207515對開采有一定影響
F8正斷層282988035對開休有較大影響
4）礦床充水因素分析礦區(qū)為中低山侵蝕剝蝕和巖溶地貌，以南10公里為鴨池河，河面標高約為830米，為區(qū)域最低侵蝕基準面。礦區(qū)最高山頂高程1431.5米，最低高程為1165米，與河面高差分別為531.5米和265米。區(qū)內無水庫、湖泊、河流，只有季節(jié)性溪溝。區(qū)內為亞熱帶溫濕氣候，年平均降雨量1006mm，4-10月為豐水季節(jié)。降雨量達858.5mm，占全年降雨量的81%。
根據地表勘探及臨近生產礦井收集的資料，礦井水主要為煤層頂板裂隙水、斷層水、生產中的老空水、巖溶溶洞水。現分述如下：
⑴ 頂板裂隙水
主要是指在礦井采掘活動中，由工作面頂板裂隙進入礦井的水，頂板裂隙水是礦井的直接充水因素，由于煤系中層間灰?guī)r含水性較弱，因此進入礦井的水量較小，在礦井突水防治中要注意收集資料。
⑵ 斷層水
由于區(qū)內斷層均為張性正斷層，有一定的含水性和導水性，因此在采掘過程中，巷道過斷層時，斷層水和上覆地層的水將會沿斷層破碎帶進入礦井，是礦井突水防治的重點。
⑶溶洞水
由于溶洞本身含水，其補給、排泄好，采掘過程中，一旦透穿其大量的水將沿溶洞進入礦井，是礦井突水防治的重點。
⑶ 老空水
隨著礦井采掘活動的正常進行，上覆含水層的水將會沿垮塌裂隙進入采空區(qū)，形成老空水，并隨著采空面積的增大，進入礦井的老空水也隨之增大，是礦井突水防治的重點。
⑷ 老窯水
根據礦井煤層賦存條件，礦區(qū)范圍內可采煤層埋藏較深，未出露地表。在建井過程中，本礦工程技術人員對礦區(qū)范圍內小窯進行了調查，通過采取走訪當地居民及現場踏勘等方法，礦區(qū)范圍內未有當地挖燒火煤而廢棄的老窯，僅有2002年林東礦務局林建一公司為某煤礦施工的一條井筒。該井筒參數為：X=2977032.159，Y=35615321.726，Z=+1237.867，α=258°，β=25°，斜長172m，由于未揭露煤層，因此停工廢棄。所以對于老窯水的防治，在我礦顯得并不重要。
綜上所述，礦床充水水源主要為大氣降水、斷層水、巖溶溶洞水、龍?zhí)督M裂隙水構成礦井充水直接因素。長興組、夜郎組玉龍山段巖溶水可通過采礦垮塌裂隙進入礦井，威脅礦井安全。根據地質資料、開采設計及安全專篇，由于我礦煤層資源量在侵蝕基準面之上，礦床水文地質條件簡單，礦床地下水類型為頂板直接進水的裂隙充水礦床。
5）礦井涌水量預算
⑴ 礦井涌水實測情況
某煤礦為新建煤礦，在建井過程中，某煤礦2005年、2006年均對礦井涌水量進行實測，目前，礦井正常涌水量為5m3/h，最大涌水量為12m3/h。
⑵ 礦井涌水量預計
根據某煤礦涌水情況，參考太來煤礦富水系數（太來礦富水系數為0.000041），采用水文地質比擬法預計礦井涌水量。由此礦井涌水量預計情況如下：
礦井一采區(qū)：正常涌水量Q1= 295092×0.000041= 12.1m3/h。
礦井二采區(qū)：正常涌力量Q2= 1189186×0.000041= 48.76m3/h。
礦井正常涌水量Q= Q1+ Q2= 60.86m3/h。
最大涌水量為正常涌水量的3-4倍，即最大涌水量為182.58-243.44m3/h。上述涌水量預計，均為各采區(qū)采終時的涌水量，在開采前、中期小于預計涌水量。
三、礦井水文安全條件評價1. 對水文地質基礎資料來源及可靠性評價林東礦務局2003年7月提交的《某煤礦勘查地質報告》，通過1：5000水文地質填圖，對區(qū)域水文地質情況、地層的富水性、礦井的充水進行分析，對老窯的分布、礦井涌水量進行調查。初步查明了區(qū)內含（隔）水層的分布、埋藏特征；初步分析了區(qū)內地表水、地下水的補、徑、排關系和礦床充水因素；并根據鄰區(qū)資料的類比，大致分析了礦床工程地質條件及開采技術條件，確定了礦井水文地質條件為簡單類型。基本查清了礦區(qū)煤層地質特征、礦產資源儲量和煤層賦存條件，為礦井設計提供了一定依據，對礦井的生產能起到一定的指導作用。
2. 水文地質勘探程度及存在的問題
（1）、《某煤礦勘查地質報告》，對溶洞分布、積水量的調查分析不夠深入。
（2）、按要求對鉆孔進行了封孔止水，但未進行啟封試驗，實為工作中的不足。因此礦井巷道掘進至鉆孔附近時，一定要監(jiān)測礦井水量變化，防止意外事故發(fā)生。
（3）、區(qū)內斷裂構造發(fā)育，對斷層含水性及導水性未查清，因此在巷道掘進至大斷層附近時，要采取探放水措施，以防突（透）水事故發(fā)生。
（4）、勘探工作做得不足，未進行相應勘探階段水、工、環(huán)地質研究和評價等。因此礦井在開采過程中必須加強水文地質勘探工作，及時掌握礦井充水水源，充水因素，涌水量，主要涌水和突出點等，從而更好地為生產服務。
第二節(jié) ?礦井防治水措施一、礦井開拓、開采所采取的安全保證措施㈠ 礦井開拓工程位置及層位選擇
本礦為斜井開拓，主斜井、風井均從M9煤層頂板穿層掘進，開拓系統形成后，再進行采區(qū)巷道布置；本礦地質構造較為復雜，由于斷層的影響，致使一采區(qū)的煤層傾角較小（近水平），因此，向南布置一采區(qū)回風大巷和運輸大巷，最后形成采煤工作面進行回采。劃分為一個水平，二個采區(qū)開拓全井田。 (具體見采區(qū)巷道布置及機械設備配備平、剖面圖)。
在1100m水平布置水泵房和主、副水倉。
㈡ 采掘工程所采取的防水措施1. 防治水計劃⑴ 查明礦區(qū)和礦井的水文地質條件，編制中長期防治水規(guī)劃和年度防治水計劃，并組織實施。
⑵定期收集、調查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況，并在井上、下工程對照圖上標出其井田位置、開采范圍、開采年限、積水情況。
⑶ 每年雨季前，對防治水工作進行全面檢查。制定雨季防治水措施，并組織搶險隊伍，儲備足夠的防洪搶險物資。
2. 地面防治水
⑴查清了礦區(qū)及其附近地面水流系統的匯水、滲漏情況，掌握當地歷年降水量和最高洪水水位資料，建立疏水、防水和排水系統。
⑵ 工業(yè)場地內建筑物，修筑了防洪溝渠或采取其它防、排水措施。
⑶ 鑒于井口附近及塌陷區(qū)內的地表水體有可能潰入井下，因此，應遵守下列規(guī)定：
① 嚴禁開采煤層露頭線的防水煤柱。
② 容易積水的地點均修筑溝渠排泄積水。修筑溝渠時，避開了露頭、裂隙和導水巖層，特別是低洼地點不能修筑溝渠排水時，采取了填平壓實，防止積水進入井下。
③ 排到地面的礦井水，經妥善處理，避免了再次滲入井下。
④ 對漏水的排洪溝，作了及時堵漏，地面裂縫和塌陷均作了填塞。
二、防水煤（巖）柱留設
在受水害威脅的地方，預留一定寬度和高度的煤層不采，使工作面和水體保持一定的距離，以防止地下水或其它水源潰入工作面，所留的煤（巖）柱就叫防水煤（巖）柱。
㈠ 防水煤（巖）柱的種類
根據防水煤（巖）柱所處的位置，可以分成不同的種類。根據該礦井的實際情況，需留設以下防水煤（巖）柱：
1. 斷層防水煤（巖）柱
在導水或含水斷層兩側，為防止斷層水潰入井下而留設的煤柱；當斷層使煤層與強含水層接觸或接近時，為防止含水層水潰入井下而留設的煤柱。
2. 導水鉆孔防水煤柱
勘探階段施工的鉆孔，往往能貫穿若干含水層，若封孔質量不好，則人為地溝通了本來沒有水力聯系的含水層，使煤層開采的充水條件復雜化，為防止上覆含水層中的水潰入井下而留設的煤柱稱為鉆孔防水煤柱。在本區(qū)域內暫無導水鉆孔存在。
3. 相鄰水平或采區(qū)邊界防水煤（巖）柱。
㈡ 防水煤（巖）柱的留設
1. 斷層防水煤（巖）柱的留設
斷層破壞了巖層的完整性，常常成為含水層間的聯系通道。斷層的某一區(qū)段是否導水，導水性強弱等情況取決于兩側巖層的接觸關系、含水層的水壓以及采礦活動對斷層的重復破壞作用。因此，在沒有掌握斷層各區(qū)段的導水性時，應把整個斷層作為導水斷層對待。煤層直接和富含水層、導水斷層接觸，頂底板無突水可能，即煤柱主要是順層受壓時，常以下述計算公式計算煤柱寬度：
L=0.5KM
式中：L——順層防水煤柱寬度（m）；
M——煤厚或采高（m），M9煤層為2.6m。
KP——煤的抗張強度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2；
P——水頭壓力（kgf/cm2），P=50kgf/cm2；
K——安全系數，一般取2～5，本設計取5。
則： L=0.5×5×2.6 =25.2（m）
根據上述計算，開采時斷層兩側我礦規(guī)定各留25m防水煤柱。
2. 相鄰水平或采區(qū)邊界防水煤（巖）柱的留設
水文地質條件簡單到中等型的礦井，可用下述公式計算煤柱寬度：
L=0.5KM
式中：L——順層防水煤柱寬度（m）；
M——煤厚或采高（m），M9煤層為2.6m。
KP——煤的抗張強度（kgf/cm2），KP=10kgf/cm2；
P——水頭壓力（kgf/cm2），P=50kgf/cm2；
K——安全系數，一般取4～10，本設計取7。
則： L=0.5×7×2.6 =35.2（m）
根據上述公式，我礦相鄰水平或采區(qū)邊界留35m煤柱。
三.井下探放水措施
㈠ 探放水原則
某煤礦在生產過程中，遇下列情況之一時，首先劃定探水紅線，進行探放水。
1. 接近水淹區(qū)域時。
2. 接近廢棄井巷、老空時。
3. 接近導水斷層時。
4. 接近溶洞時。
㈡ 探放水設備
⑴ 探放水設備選擇依據
礦井用一個采煤工作面保證礦井年生產能力，正常生產期間配備三個掘進頭。根據隔水性好等因素，確定超前探放水距離為不小于20m。
因我國井下探放設備正處于試驗階段，故本礦井配備目前國內較先進的ZYG-150D型全液壓鉆機及配套設備。
⑵ 井下探放水設備型號及數量
井下鉆探設備選用ZYG-150D型全液壓鉆機3臺，配備金剛石復合片（PDC）鉆頭，其主要技術參數：
鉆孔深度（m）：120-150；
鉆桿直徑（mm）：42. 50；
鉆孔傾角（°）：0～90；
輸出轉速（r/min）：110. 300；
輸出鈕矩（N.m）：530；
功率（kw）：15；
主機外形尺寸（mm）：2107×410×460。
㈢ 探放水措施
1. 探水起點
⑴ 根據開采設計、安全專篇，礦井水害清楚，壓力不小于1Mpa時，探水線至積水區(qū)的最小距離：煤層中不小于30m，巖層不小于20m；情況不清楚，探水線至推斷積水區(qū)的距離不小于60m；
⑵ 掘進巷道附近有斷層或陷落柱時，探水線至預計煤柱線的距離不小于60m；
2. 鉆孔深度及超前距離
探水鉆孔眼底至采掘工作面的距離不得小于20m的超前距離（薄煤層不得小于6m，巖層中不得小于5-10m），鉆孔深一般在40m左右，如此一次打孔后可連續(xù)采掘20-30m。
⑴ 鉆孔直徑
從探、排有效又防止沖垮煤壁和放水過大的原則出發(fā)，孔徑以不大于75mm為宜。
⑵ 鉆孔布置與孔數
根據地質條件和積水區(qū)的位置，以能保持安全巖柱厚度，防止漏探和實現安全、經濟、快速為原則來確定鉆孔布置方式和孔數。
根據我礦水文地質情況，對于工作面前方和左右兩側均受水威脅時，鉆孔按扇形布置，當積水區(qū)肯定在一側時，鉆可按半扇形布置。
探老塘水，探后掘進停掘處的鉆孔眼距不得超過3m，以防漏探。
探斷層水，開孔位置必須在防水煤柱外和斷層應力影響帶以外，以防煤巖破碎出水后不易控制。
鉆孔個數以保證必要在密度為原則，一般不得少于3個。
3. 探放水的安全措施⑴ 探水前應加固探水工作區(qū)支架，背好幫頂，以免壓力水沖垮煤壁和支架。
⑵ 清理巷道，保證安全撤退路線暢通無阻。
⑶ 保證水溝暢通，并有適當的坡度和斷面，水倉和排水設備要有足夠的容量和能力。
⑷ 探水地點安裝電話，與所有可能受水威脅的工作地點連通，并事先擬定好撤退路線，以防意外事故的發(fā)生。
⑸ 打鉆過程中，如發(fā)現煤、巖松軟或沿鉆桿向外流水超過打鉆正常供水量時，要立即停鉆（不要移動或拔出鉆桿），派人監(jiān)視水情并報告礦調度室，如果情況危急，要立即通知所有受威脅地點撤人，并采取應急措施。
⑹ 鉆孔接近采空區(qū)，可能有有害氣體涌出，必須隨時進行有害氣體監(jiān)測，發(fā)現有害氣體超限時，要立即停鉆、停電、撤人，并報告調度室處理；探水點通風工作必須按規(guī)定進行。
預計水壓較大時，孔口要用套管加固，使鉆桿通過套管內打鉆，套管上要裝水壓表和水閘閥，探到水源后，即利用套管放水。
四、疏水降壓措施
疏水降壓是指煤層頂板或煤層含水層的疏干，以及煤層底板含水層的降壓，使底板含水層水壓降低至采煤安全時的水壓。
根據礦井的水文地質條件，礦井建設和生產中不需采用疏水降壓措施。
五、注漿堵水措施
注漿堵水廣泛應用于封堵突水點恢復被淹礦井，截流堵水減少礦井涌水量，井巷堵水過含水層或導水斷層等。
因礦區(qū)范圍內斷層較多，因此應根據采掘工程的實際情況，配備注漿堵水設備。
六、地表防治水措施
㈠ 地表水防治設計依據
1. 防洪標準及防洪壩墻設計頻率要求
由于工業(yè)場地布置在緩坡地帶，為滿足工業(yè)場地防洪要求，需在工業(yè)場地內修筑截水溝和防拱排水溝，排出上部來的山坡水，防止洪水進入井下造成淹井事故。地面儲煤場修筑擋水墻及排水溝，矸石場下方修筑矸石擋墻及排水溝。
2. 地形、水系和匯水面積
某煤礦位于云貴高原西北，區(qū)內以丘陵及巖溶洼地為主，地勢西高東低，區(qū)內最高點位于礦井南西部，海拔為+1431.5m，最低點位于礦井南東角(拐點C處)，海拔為+1165m，相對高差266.5m。
礦區(qū)內無山塘、河流等，只有季節(jié)性溪溝。礦區(qū)南面約10公里為烏江上游鴨池河段，河面高程約830米，是區(qū)域最低侵蝕基準面。
3. 開采塌陷、裂隙對地表水系和降雨滲漏影響。
淺部可能形成有地表塌陷和裂隙，需采取填坑、補凹、整平等措施，以防止其對地表水系和降雨滲漏的影響。
隨著煤礦開采的進行，某些地段的穩(wěn)定性將會受到破壞，有可能產生現代滑坡、地表塌陷和開采裂隙，對地表水系和降雨有一定的影響。
㈡ 地表水防治
1.降雨和春季冰雪融化是地表水的主要來源，在開采淺部煤層時，由于地表形成塌陷區(qū)，地表水可能沿開采塌陷裂縫涌入井下，另外，雨季降雨量大，在不能及時排出礦區(qū)的情況下，雨水可能通過土層的孔隙和巖層的細小裂縫滲透到井下，為了防止水滲入井下，在礦區(qū)內采取填坑、補凹、整平地表、修筑排洪溝等措施。
2.在工業(yè)廣場內，沿公路、邊坡腳、擋土墻下修筑一條長200m，斷面0.4×0.4m2的排水涵溝，將井下排出的礦井水及雨季洪水排出工業(yè)廣場以外。
3.在工業(yè)廣場各建筑物前后，均應設置排水溝，防止雨水竄入室內。
第三節(jié) ?井下防治水安全設施
一、排水設施
㈠ 設計依據
1. 根據地質報告、開采設計、建井資料，礦井正常涌水量為Qr=65m3/h，最大涌水量Qrm=195m3/h（取正常涌水量的3倍）；
2. ?需排水斜長321m，傾角25°，垂深h=135m。
㈡ 水泵排水能力選型計算
1. 按礦井正常涌水量確定工作泵最小排水能力QB
QB=24Qr/20=1.2Qr=1.2×65=78(m3/h)；
2. 按礦井最大涌水量確定工作泵最大排水能力QBm
QBm=24Qrm/20=1.2×195=234(m3/h)；
3. 所需水泵揚程HB
HB=1.2(h+5.5)=1.25(135+5.5)=176(m)
4. 選用MD85-67×3型礦用耐磨離心泵3臺，1臺工作，1臺備用，1臺檢修，水泵流量100m3/h，揚程183m，功率為90kw、660v防爆電機3臺滿足排水的需要。礦井投產初期可通過調整水泵級數來滿足排水的需要。
㈢ 排水管路選擇計算
1. 排水管路趟數的確定
根據設計規(guī)范要求，設置兩趟管路，一趟工作，一趟備用。
2. 管徑計算：
D=
= =0.140 (m )
式中：d——排水管內徑（m）
Q——通過管路的流量 ? m3/h
V——管中流速，取經濟流速1.8m/s
選用直徑為DN159的無縫鋼管排水管二趟，一趟工作，一趟備用，排水管長450m。
㈣ 排水系統
礦井采用一級排水，在+1100m水平以下設置水泵房、主副水倉，經水泵房直接排水至地面水處理池。
㈤ 水倉容積及斷面的確定
1. 水倉容積
根據設計規(guī)范，水倉容積：
V= 8Qmin= 8×65= 520m3
2.水倉斷面及支護型式
根據巷道圍巖情況，水倉采用砌碹支護， 掘進斷面積6.1m3，凈斷面積5.2m2。
3. 水倉長度及個數
水倉長度：L= V/S= 520/5.2= 100m
在+1100m水平設置水泵房和主、副水倉，采用料石砌碹支護，主水倉長度65m，容量338m3，副水倉長度40m，容量208m3，水倉長度合計105m，容量546m3。
二、防水設施
1. 在煤層風氧化帶、小窯采空區(qū)、斷裂破碎帶周圍，開采水平和采區(qū)之間留設防水安全煤柱；
2. 防水閘門：根據《某煤礦勘查地質報告》，某煤礦煤層資源量在侵蝕基準面之上，礦床水文地質條件簡單，礦床地下水類型為頂板直接進水的裂隙充水礦床，因此在礦井井下暫不考慮設置防水閘門，但某礦在組織生產過程中，應根據現場情況在適當的地點預留防水閘門的位置。
三、水災事故安全出口及避災線路
當采面工作面一旦發(fā)生透水事故時，現場人員應迅速往高處走，由采面→采面風巷→采區(qū)回風巷→風井→人行道→地面撤離。
第四節(jié) ?礦井水害預測
一、 ? 礦井水害類型
根據第一節(jié)礦井水文安全條件分析，我礦礦井水害類型由地表水水害、裂隙水水害、巖溶水水害構成。
二、礦井涌水量預測
⑴ 礦井涌水實測情況
某煤礦為新建煤礦，在建井過程中，某煤礦2005年、2006年均對礦井涌水量進行實測，目前，礦井正常涌水量為5m3/h，最大涌水量為12m3/h。
⑵ 礦井涌水量預測
根據某煤礦涌水情況，參考太來煤礦富水系數（太來礦富水系數為0.000041），采用水文地質比擬法預計礦井涌水量。由此礦井涌水量預測情況如下：
礦井一采區(qū)：正常涌水量Q1= 295092×0.000041= 12.1m3/h。
礦井二采區(qū)：正常涌力量Q2= 1189186×0.000041= 48.76m3/h。
礦井正常涌水量Q= Q1+ Q2= 60.86m3/h。
最大涌水量為正常涌水量的3-4倍，即最大涌水量為182.58-243.44m3/h。上述涌水量預計，均為各采區(qū)采終時的涌水量，在開采前、中期小于預計涌水量。
三、 ? 礦井水害區(qū)的劃分
⑴、 ? ?礦井水害防治分析
我礦水害類型為地表水水害、裂隙水水害、巖溶水水害構成。
地表水水害的防治：我礦地表水水害的水源為大氣降水，根據第一節(jié)礦井水文安全條件分析以及礦井水文地質綜合柱狀圖和開采深度，地表水害水源進入礦井的主要途徑為通過主、風井口及斷層帶，因此對于此類型水害的防治亦做好主、風井口地表水的截、排、堵和留好斷層煤柱、做好斷層的探放水就可。
裂隙水水害的防治：我礦裂隙水水害的水源為煤層頂板砂巖裂隙水，此類水害類型水源進入礦井的途徑為通過采后冒裂帶及斷層帶，此類水害類型水源的水量有限，對礦井突水威脅不大，因此對于此類型水害的防治亦做好采、掘過程中的正常疏、排水就可。
巖溶水水害的防治：我礦巖溶水水害的水源為煤系地層內的灰?guī)r含水層水和煤系頂部的長興組灰?guī)r、夜郎組玉龍山段灰?guī)r和煤系底部的茅口組灰?guī)r含水層水組成。此類水害類型水源進入礦井的途徑為通過采后冒裂帶、斷層帶及巖溶塌陷坑。根據第一節(jié)礦井水文安全條件分析以及礦井水文地質綜合柱狀圖和開采深度，此類水源通過采后冒裂帶進入礦井的水量有限，不會造成大量突水，對礦井威脅不大，因此對于此類型水害的防治留好斷層煤柱、巖溶塌陷坑煤柱，做好斷層的探放水就可。
⑵、礦井水害區(qū)劃分
根據第一節(jié)礦井水文安全條件分析和礦井水害防治分析，不難得出，我礦水害威脅主要來自于主、風井口區(qū)域的地表水和與各含水層有水力聯系、與地表水有聯系的斷層破碎帶，由此特把礦井水害區(qū)劃分列表如下：
分區(qū)編號分區(qū)名稱分區(qū)拐點坐標分區(qū)面積
(m2）
X(m)Y(m)
Ⅰ區(qū)井口地表水害區(qū)2977521
2977521
2977542
2977542
2977391
297739135615373
35615303
35615303
35615433
35615433
3561537315248.0
Ⅱ區(qū)F8斷層帶水害區(qū)2978208.6
2977779.7
2977566.9
2976051.1
2977120.9
2977570.2
2977773.7
2978091.135616065.5
35615978.3
35615916.7
35615242.2
35615200.0
35615843.2
35615901.6
35615966.0
Ⅲ區(qū)F31斷層帶水害區(qū)2977852.6
2976594.6
2976677.5
2977689.435615764.0
35615203.6
35615175.0
35615625.5
Ⅳ區(qū)F4斷層帶水害區(qū)2977092.6
2976896.4
2976033.0
2977120.935616560.0
35616560.0
35615400.0
35615200.0
Ⅴ區(qū)F9斷層帶水害區(qū)2978837.4
2978790.8
2977462.1
2977508.835616560.0
35616560.0
35615433
35615433
水害區(qū)的分布見某煤礦水害區(qū)分布及探水紅線劃定界限圖。
四、探水紅線的確定
由以上分析資料，我礦礦井水害清楚。根據探放水有關規(guī)定，壓力不小于1Mpa時，探水線至積水區(qū)的最小距離：煤層中不小于30m，巖層不小于20m；情況不清楚，探水線至推斷積水區(qū)的距離不小于60m；由于我礦水害區(qū)的劃分是以斷層為主，雖然斷層產狀、位置清楚，但其次生小斷層的發(fā)育情況不明，為慎重起見，特確定我礦探水線至水害區(qū)的距離為60 m，因此探水紅線的劃定以水害區(qū)外推60 m為準。探水紅線的具體位置見某煤礦水害區(qū)分布及探水紅線劃定界限圖。
