煤矿防治水方案 - 图文

重庆全发煤业有限公司

矿井水害防治方案

业主单位：重庆全发煤业有限公司编制单位：重庆一三六地质队时 间：二（渝北区）

0一二年四月

重庆全发煤业有限公司

矿井水害防治方案

业主单位：重庆全发煤业有限公司

法人代表：

生产规模：6万吨/年

报告编制：

审 核：

部门负责人

主任工程师

总工程师：

队 长：

编制单位：重庆一三六地质队

编制时间：二0一二年四月

重庆一三六地质队

地质产品内审小组审查意见书

CQ136.QR07-7-2007 项目名称 编制单位 重庆全发煤业有限公司矿井水害防治方案 重庆一三六地质队 一、提交内审的资料较齐全，编制依据和技术标准选取正确，采用收集矿井以往水文地质资料，矿井充水性观测，矿井水害隐患和水害防治情况调查相结合的方法正确，收集的矿井水文地质资料较齐全，完成的工作量基本能满足《重庆全发煤业有限公司矿井水害防治方案》编制要求。 二、重庆全发煤业有限公司建于1975年，现属私营企业，法人代表：文泽成。采矿许可证证号：C5000002009061130021080，属合法矿井。开采规模：6.0万吨/年。开采标高：+350～+0m，矿区面积2.845km2，开采三叠系上统须家河组第三、五段内的外大连、内大连煤层，煤层厚0.23m-0.35m，倾角35°，属极薄煤层。矿区位于铜锣峡背斜西翼，区内无断层，构造简单。 三、矿井采用斜井开拓，走向长壁采煤法，放炮落煤，木支架支护，人力推车运输，斜井采用绞车串车提升。自然陷落法管理顶板，机械抽出式通风，机械排水。 四、据现场调查水文地质资料，矿井充水因素为大气降水、含水层水、老空水。目前矿井正常涌水量65m3/h，最大涌水量为110m3/h，预测矿井未来正常涌水量124m3/h，最大涌水量为210m3/h。 五、矿区为构造剥蚀的低山地貌，无大的地表水体。矿井属砂岩裂隙充水矿床，主要含水层为须家河组二段、四段、六段砂岩含水层，富水性弱。 六、矿井水害基本类型为老空水。对矿井危害程度大。矿井水文地质类型为中等。 七、根据矿井水文地质条件及水害类型，确定该矿开拓和采掘系统的布置采用“以排为主，加强探防”措施作为本矿的矿井水害防治方案符合实际。 八、结论正确，建议可行。 2012年4月25日

目 录

1、概述 ............................................................................................................. 1 1.1 目的和任务 ............................................................................................ 1 1.2 自然地理 ................................................................................................ 2 1.3 以往水文地质工作 ................................................................................ 4 1.4 本次水文地质工作 ................................................................................ 5 1.5 矿井现状 ................................................................................................ 6 1.6 编制依据及技术标准 ............................................................................ 8 2、矿区地质 ..................................................................................................... 9 2.1 矿区构造及地震 .................................................................................... 9 2.2 矿区地层 .............................................................................................. 11 2.3 主要煤层及煤质 .................................................................................. 14 3、矿区水文地质条件 ................................................................................... 16 3.1 区域水文地质条件简述 ...................................................................... 16 3.2 矿区含、隔水层 .................................................................................. 16 3.3 矿区构造带富水性及导水性 .............................................................. 17 3.4 老空（窑）积水 .................................................................................. 17 3.5 地表水体与矿井水力联系 .................................................................. 18 3.6 矿区水文地质特征 .............................................................................. 18 4、矿井水害的基本特征 ............................................................................... 18 4.1 矿井涌水量分析 .................................................................................. 18 4.2 矿井充水因素分析 .............................................................................. 19 4.3 矿井水害基本类型及危害程度.......................................................... 19 4.4 矿井涌水量的预计 .............................................................................. 20 4.5 矿井水文地质类型划分 ...................................................................... 20

5、矿井水害防治方案 ................................................................................... 21 5.1 水害防治方案的确定 .......................................................................... 21 5.2 水害防治水工程的设置 ...................................................................... 21 6、矿井水害应急预案 ................................................................................... 26 6.1 水害防治的技术措施 .......................................................................... 26 6.2 水害防治的组织措施 .......................................................................... 26 7、结论 ........................................................................................................... 27 7.1 矿井水害防治小结 .............................................................................. 27 7.2 存在问题 .............................................................................................. 27 7.3 建议 ...................................................................................................... 28 附图

图号 1 2 3 4 5 水文地质及矿区范围图 水文地质综合柱状图 C-C′水文地质剖面图 矿井外大连煤层充水性及矿井水害防治工程布置图 矿井内大连煤层充水性及矿井水害防治工程布置图 图 名 比例尺 1:1000 1:2000 1:5000 1:5000 1:5000 附件 1、委托书 2、合同书 3、采矿许可证 4、煤炭生产许可证 5、安全生产许可证

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6、企业法人营业执照 7、矿长资格证 8、业主承诺书

9、重庆一三六地质队内审意见 10、重庆一三六地质队承诺书

11、渝煤监（渝中监三）处理字[2011]第72号 附表 1、重庆市渝北区全发煤矿水害防治情况调查表

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1、概述

1.1 目的和任务

重庆全发煤业有限公司（以下简称全发煤矿），矿井原名为重庆市渝北区统景镇广门煤矿。该矿兴建于1975年，原为集体矿山企业。该矿于2007年由重庆一三六地质队编制了《重庆全发煤业有限公司煤矿水害防治方案》。2008年资源整合后，生产规模为60kt/a，企业经济性质为有限责任公司，法人代表甘立信。

2011年10月28日，该矿井下+170m水平内大连煤层北翼回风上山掘进工作面发生一起水害事故。事故后于2012年3月9日，该矿产权转卖给私人文泽成。现法人代表文泽成。

“10.28”水害事故发生后，矿井为了按程序完善报批手续及重庆煤矿安全监察局的检查验收，根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、国家煤监局《关于加强煤矿水害防治工作的指导意见》（安监总煤矿[2006]98号）、《重庆市人民政府办公厅关于印发全市煤矿水害防治工作实施方案的通知》（渝办发[2006]210号文）要求及附件2技术要点，该矿委托重庆一三六地质队为其编制《重庆全发煤业有限公司矿井水害防治方案》。

编制该方案的目的是为进一步查明矿井的水文地质条件，制定合理的矿井水害防治措施。落实安全第一、预防为主，“防、堵、疏、截、排”综合治理的方针，坚持煤矿水害防治“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原则，杜绝矿井水害事故的发生，确保矿井安全生产。根据《合同书》及《委托书》的要求，本次编制矿井水害防治方案的具体任务如下：

1.1.1 全面收集区内有关水文地质资料及生产过程中开拓、开采和

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其它相关的技术资料；

1.1.2 对矿区范围进行井上、下水文地质全面调查； 1.1.3 调查矿井含水层、隔水层的赋存条件；

1.1.4 调查矿井范围内含水层的分布规律及地下水的迳流状态； 1.1.5 评价矿井的水文地质条件；

1.1.6 调查矿井内断层破碎带的富水性及导水性； 1.1.7 调查矿区范围内老窑分布，老空（窑）积水情况； 1.1.8 提交《重庆全发煤业有限公司矿井水害防治方案》。

1.2 自然地理

1.2.1 位置及交通

重庆全发煤业有限公司位于重庆市渝北区北东部，渝北区城区(两路)至矿井直距约25公里：方位N44°E：行政区划属重庆市渝北区统景镇境内。据2010年3月四川省煤田地质局一三七队矿业权实地核查实测：主井口平面直角坐标(80坐标系)为：

X=3308181.672，Y=36384045.746，H=+ 274.8m。 主井地理坐标为：东经：106°47′59″，北纬：29°53′13″。

矿山紧靠统（统景）王（王家）公路，距统景镇约11km、长江北岸洛碛码头约50km、渝北区城区(两路)约52km，交通较为方便，见图1：矿区交通位置图）。

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106°30′ 30° 20′ 107°00′ 30° 20′ N30° 00′ 全发煤业 30° 00′ 29° 40′ 106°30′ 107°00′ 29° 40′ 图1 交通位置图（1:65万）

1.2.2 水文与气象 1.2.2.1 水文

矿区属长江水系，区内无大的地表水体，发育有四条冲沟，冲沟有季节性水流，均系长江3～4级支流，沿着山脊横向分布，沟谷形态以V型为主，溪沟纵坡度17～29%，地表水排泄条件良好。矿区当地侵蚀基准面为+290m（位于矿区南东角)。地表溪流由北向南，南汇集到矿区西

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侧的余家湾河后再向南流入御临河，在渝北区太洪镇注入长江。矿区属长江水系，区域最低侵蚀基准面标高约+164m。

1.2.2.2 气象

矿区属亚热带季风气候区，湿暖潮湿，降雨充沛。具春早夏长，秋雨连绵，冬暖多雾的特点。根据渝北区气象局提供的气象资料表明，该县多年平均气温为17.8℃，月平均气温最高17.5℃～18.5℃，最低3℃左右。日极端最高气温为44.5℃（2006.8.23），雾多，最多达56天。多年平均相对湿度为80%，绝对17.6毫巴。年平均降雨量1204.3mm，年最大降雨量为1378.3mm（1968年），年最小降雨量783.22mm（1961年）。最大日降雨量192.9mm，每小时降雨量最大达65mm。降雨量分配不均，一般集中在5～9月，占全年降雨量的2/3。近10余年内，常出现春旱或伏旱现象，春旱大多25～30天或更长，伏旱一般长达50天。

1.2.3 地形地貌

矿区位于铜锣峡背斜西翼，属构造剥蚀、侵蚀的低山山地斜坡地貌。区内地势东高西低。地势起伏，地形坡角一般20～39°。最高点位于矿区东侧土寨子附近，标高+596.4m，最低处位于矿区西侧冲沟，标高+350m，相对高差246.4m。地表以顺向坡为主。有利于地表水排泄。

1.3 以往水文地质工作

（1）1956年四川省区调队对原江北县进行了1/20万区域地质调查；1962年四川省华蓥山地质队进行过初步普查，提交了《四川省邻水县—江北县铜锣峡背斜煤铁初步普查报告》，初步查明了含矿层位及矿体。

（2）1999年，我队对铜锣峡背斜和明月峡背斜三叠系上统须家河组煤炭资源进行了预查，在踏勘的基础上提交了《重庆市渝北区铜锣峡背斜龙安矿区煤炭资源预查地质报告》。共获得煤炭预测资源量681万吨，该报告经重庆市国土资源和房屋管理局评审，2002年3月以渝国土资认

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储字[2002]011号《矿产资源储量认定书》予以认定。本矿位于铜锣峡背斜西翼，龙安矿区的南西部。

（3）2007年8月，重庆一三六地质队编制了《重庆全发煤业有限公司水害防治方案》。

（4）2008年8月，重庆恒鹄地矿信息咨询有限公司编制了《重庆全发煤业有限公司划定矿区范围申请报告（改扩建）》，渝地矿协划审【2008】215号。

（4）2008年10月，重庆恒鹄地矿信息咨询有限公司编制了《重庆全发煤业有限公司煤炭资源储量核实报告》经市地质矿协评审意见书（渝地矿协储核审字[2008]330号文）批准。

（5）2008年11月，重庆恒鹄地矿信息咨询有限公司编制了《重庆全发煤业有限公司开发利用方案》。

以往各地质勘查及地质报告对水文地质条件作了较详细的叙述，对本次矿井水害防治方案编制奠定了良好的基础。

1.4 本次水文地质工作

1.4.1 本次水文地质工作

本次工作主要是收集和整理矿井原有的水文地质资料，再根据矿井的开拓和开采情况，下井了解和实测矿井各出水点的涌水量及分布情况，并调查矿井井下水害防治的现状和采取的措施、方案、及探防、排水设备、设施等。

1.4.2 完成工作量 本次完成工作量详见表1

表1 完成工作量一览表

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序号 1 2 3 4 5 6 名称 水文地质及矿区范围图（1：5000） 矿井充水性及矿井水害防治工程布置图（1：2000） 煤矿矿井水害防治工程调查表 井巷调查 观测井下涌水量 老窑、采空区 单位 Km2 Km2 页 m 点 处 工作量 2.95 0.6 1 1500 3 2 1.4.3 本次工作方法及质量评述

本次工作方法，是在收集本矿历次地勘水文地质资料的基础上，结合本次矿井实际调查了解及实测的基础上，经综合分析整理，进行质量评述工作。原多次勘探的水文地质资料较完整，对矿井水文地质条件、矿井的含、隔水层，矿井的充水因素，补给条件等作了论述。因此利用原有的水文地质资料，结合矿井实际的开采情况进行补充修正完全满足编制矿井水害防治方案的需要。而且在上述条件基础上所编制的图纸和资料能真实反映矿井的实际情况，可以作为本次编制矿井水害防治方案的依据。

1.5 矿井现状

1.5.1 矿井采矿权和生产许可证取得的情况

全发煤矿始建于1975年，属私营企业，法人代表文泽成。

2010年11月10日重庆市国土资源和房屋管理局换发了采矿许可证，证号：C5000002009061130021080，有效期壹年零柒月（2011年11月10日～2012年6月2日）。矿井采矿许可证、煤炭生产许可证、安全生产许可证、营业执照、矿长安全资格证等证件齐全，属合法矿山。

矿区范围由8个拐点圈定，开采三叠系上统须家河组第三、五段内的外大连、内大连煤层，开采标高为+350~+0m，矿区面积2.845km2，生产规模60kt/a。矿区范围内资源储量1012kt。矿区范围的拐点坐标见表2。

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表2 矿区范围拐点坐标表（西安80坐标）

X Y X Y 拐点号 拐点号 1 3309685.71 36385573.47 5 3308084.69 36383944.46 2 3306913.68 36384890.48 6 3308261.69 36383987.46 3 3307127.68 36383955.47 7 3308211.69 36384203.46 4 3308030.69 36384161.46 8 3309910.71 36384595.46 备注 面积：2.845km2,开采标高为+350～0m，开采外大连、内大连煤层。 1.5.2 相邻矿井

矿区南与原东泉煤矿重叠，该矿井为平硐开采，井口标高+229m，风井标高+465m。原东泉煤矿+340m标高以上的内大连煤层全部采空，+229m标高以上的内大连煤层部分采空。现东泉煤矿已关闭，无矿权纠纷。

1.5.3 矿井开采现状

矿井采用地下开采方式，斜井开拓方式，矿井在主斜井附近设有工业广场。主井井口标高+274.8m，落平标高+174.69m，斜坡倾角25°，斜长237m。在+170m水平外里185m处揭穿外大连煤层，回风平硐井口标高+276.28m。矿井开采三叠系上统须家河组第三、五段内的外大连、内大连煤层。外大连煤层南翼+170m标高以上为采空区，北翼+170m水平已采470m，+290m标高以上为采空区；内大连煤层南翼+229m标高以上、北翼+340m水平以上为原东泉煤矿（已关闭）采空区。

矿井采用走向长壁式采煤法采煤，回采工作面采用放炮落煤，木支柱支护；掘进工作面采用料石支护。矿井采用机械抽出式通风，井下平巷为人力推车运输，斜井采用绞车串车提升。采空区采用全部垮落法管理顶板。通风方式为中央并列式，矿井水经机械抽排至地面。矿井目前排水采用一级排水，在+174m标高设置水仓。

1.5.4 矿井现有防治水情况

（1）2011年10月28日，该矿在未编制井下+170m水平内大连煤层

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北翼回风上山掘进工作面揭穿原东泉煤矿（已关闭）老巷的安全措施的情况下，未采用探水钻机进行探水而导致误穿原东泉煤矿+229m老巷水，发生一起水害事故，死亡1人。

（2）工业广场四周设有防洪沟。

（3）+170m、+290m运输巷排水沟断面尺寸为0.40×0.30m。 （4）+170m水平主副水仓容积为400m3， +174m水泵房设有水泵3台，其中100D-45-3型2台，D(DG)280-43/84×5型1台。Φ108mm排水管2趟，Φ127mm排水管1趟水泵将矿井水从+174m水平排至+275m井口地面。

（5）无专门的水文地质人员。

（6）无专门的防治水机构，无探放水队伍。制定有探防水措施。 （7）无探水钻机设备。 （8）无水闸墙，无水闸门。

表3 全发煤矿现有排水设施情况一览表

位置 +170m、+290m大巷 主要排水设施 水沟：断面0.40×0.30m 水仓容积：400m3 水泵3台： 100D-45-3型2台，扬程135m，排水能力85m3/h，+174m水仓 电机功率,55kw。D(DG)280-43/84×5型1台，扬程,215m，排水能力280m3/h，电机功率,90kw。 排水管：φ108mm2趟，φ127mm1趟，长均为250m。 备注 据现场调查，矿井现正常涌水量65m3/h，最大涌水量110m3/h，预计矿井将来正常涌水量124m3/h，最大涌水量210m3/h。

1.6 编制依据及技术标准

1.6.1 编制依据的国家标准 （1）《中华人民共和国安全生产法》 （2）《中华人民共和国劳动法》

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（3）《中华人民共和国煤炭法》 （4）《煤矿安全监察条例》

（5）《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》 （6）《煤矿安全规程》2011版 （7）《煤矿防治水规定》 1.6.2 编制依据的行业标准

（1）《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程》 （2）《矿井地质工作手册》 （3）《煤矿矿井采矿设计手册》 （4）《小煤矿设计规范》

（5）《煤矿安全管理规范与强制性措施实务全书》 （6）《煤矿安全生产基本条件》 1.6.3 矿山企业提供的相关技术资料 （1）重庆全发煤业有限公司储量核实报告； （2）重庆全发煤业有限公司开发利用方案； （3）重庆全发煤业有限公司地质灾害危险性报告； （4）重庆全发煤业有限公司矿业权核查成果； （5）重庆全发煤业有限公司采掘工程平面图；

（6）重庆全发煤业有限公司矿区范围及井上、下对照图（1：5000）。

2、矿区地质

2.1 矿区构造及地震

2.1.1 矿区构造

矿区大地构造位于川东南中隆高陡构造区的华蓥山构造群铜锣峡背斜的西翼。为单斜构造。矿井开采大连煤层，煤层走向北东，平均倾向

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290°；煤层倾角自上而下有逐渐变陡的趋势，倾角为30～40°，平均约35°。 区内地质构造简单，大中型断层不发育。偶见小断层，但规模较小，地层断距一般在1.0m以下，对矿井生产影响很小。 综上所述：区内构造复杂程度属简单类型。（见构造纲要图3） 106°30′107°00′三庙庆华钱塘小沔1432宝顶三汇葛兰坛同石堰合流丰禾月临江嘉30°00′合川市盐井官渡沥陵静观天府矿务局临江龙王临江铜峡狮子滩渡舟晏家30°00′鼻铜梁温锣峡背斜背丰临江峡临江草黄观水土洞斜背峡江蔺市大路虎峰29°40′背大庙塘青木关壁山江背音井口斜江北区重庆市临江29°40′斜峡白市驿来凤双溪沙坪坝峡南岸区九龙坡大渡口区长斜子接龙盛临江青羊南南泉巴南区界石南彭一品桃场龙潭丁家29°20′背斜油溪江津市温背背斜杜市贾嗣泉鸣玉大观29°20′荡背隆盛背临江斜斜南坪106°30′107°00′ 图3 构造纲要图构造纲要图 1:40万 图3(1:100万) 10

2.1.2 地震

根据国家技术监督局发布的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），矿区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震基本烈度为Ⅵ度。

2.2 矿区地层

矿区内位于铜锣峡背斜西翼，出露地层从老到新为三叠系中统雷口坡组（T2l），三叠系上统须家和组（T3xj）、侏罗系下统珍珠冲组（J1zh）。其沉积系列由老至新，以台地海相碳酸盐岩含盐或天然气建造，向陆相河湖沼泽相含煤建造至红色类陆屑建造演化的沉积系列。现由新到老简述如下：

（1）侏罗系中下统珍珠冲组(J1zh)

厚>200m，其岩性主要为紫红色泥岩、砂质泥岩，顶部含砂质结核，呈灰绿色斑状，中上部含少量钙质结核，底部为中厚层状石英砂岩。

————假整合接触————

（2）三叠系上统须家河 (T3xj)

厚389m，为河湖相含煤沉积，岩性以细～中粒长石石英砂岩、岩屑砂岩与粘土泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩互层为主，含薄煤层。与下伏地层雷口坡组呈假整合接触。按其岩性特征可划分为六个岩性段，其中第一、三、五段为含煤段，以泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩为主；第二、四、六段为砂岩段，现将各段岩性及所含煤层分述如下：

第六段（T3xj6）：平均厚112m，为黄褐色、浅灰色薄层状细～中粒长石石英砂岩，斜层理发育。

第五段（T3xj5）：厚45m，为矿区主要含煤段，依岩性及含煤特征将其划分为三个亚段。分述如下：

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第三亚段（T3xj5-3）：平均厚13m，由灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩及薄煤层组成。该亚段含煤层2层，分别称为外大连、双连煤层。本矿区范围内，外大连煤层全区可采，双连煤层不可采。

第二亚段（T3xj5-2）：厚17m，为浅灰、灰色中厚层状细粒长石石英砂岩。

第一亚段（T3xj5-1）：厚15m，为灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为主，其含煤3层，其中正连煤层在区域上属于局部可采煤层，其它煤层均不可采。但本矿范围内该亚段内的煤层均不可采。

第四段（T3xj4）：厚127m，为浅灰、灰色厚层状细～中粒长石石英砂岩，底部有一层厚0.5～1.7m石英砾岩。

第三段（T3xj3）：厚25m，为灰、深灰色砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，夹粉砂岩、细粒砂岩，含薄煤层。本段含煤1～6层，一般含煤2～3层，其中部的内大连煤层较稳定，在区域上属可采煤层。其余煤层厚度薄且极不稳定，无开采价值。

第二段（T3xj2）：厚86m，为黄褐色、灰色厚层状细～中粒长石石英砂岩。

第一段（T3xj1）：厚11m，为浅灰、灰色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩及薄煤层组成，含煤0～4层，一般含煤1～2层，煤层薄，不具开采价值。

————假整合接触————

（3）三叠系中统雷口坡组（T2l）

整合于嘉陵江组，紫红色页岩、钙质泥岩、灰岩。厚度不详。（详见地层综合柱状图4）。

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重庆全发煤业有限公司地层综合柱状图地 层 单 位系侏罗系下珍珠冲组厚度统组段代号（米）煤层柱状图1：2000岩 性 描 述Jzh1>200为紫红色泥岩、砂质泥岩，底部为中厚层状石英砂岩统六须段Txj36112黄褐色、浅灰色薄层状细～中粒长石石英砂岩。上三家五Txj3545外大连0.30段上部为灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩及薄煤层组成。含煤2层大连、双连煤层。大连煤层为本区开采煤层，双连煤层不可采。中部为浅灰、灰色中厚层状细粒长石石英砂岩；底部为灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为主。河四Txj34127为浅灰、灰色厚层状细～中粒长石石英砂岩。统段叠组三段二Txj3325内大连0.25灰、深灰色砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，夹粉砂岩、细粒砂岩。Txj3286为黄褐色、灰色厚层状细～中粒长石石英砂岩。段一段Txj3111浅灰、灰色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩互层。含一层煤,内大连中雷口坡组统不详以灰、深灰以白云质灰岩、含白云质灰岩及石灰岩为主。Tl2系

图4 地层综合柱状图

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2.2.2 含煤地层

本区含煤地层为三叠系上统须家河组五段、三段和一段，其含煤性叙述如下：

须家河组五段（T3xj5）: 厚45m，为矿区主要含煤段，依岩性及含煤特征将其划分为三个亚段。第三亚段（T3xj5-3）：平均厚13m，由灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩及薄煤层组成。该亚段含煤层2层，分别称为外大连、双连煤层。本矿区范围内，外大连煤层全区可采，双连煤层不可采。第二亚段（T3xj5-2）：厚17m，为浅灰、灰色中厚层状细粒长石石英砂岩。第一亚段（T3xj5-1）：厚15m，为灰、深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为主，其含煤3层，其中正连煤层在区域上属于局部可采煤层，其它煤层均不可采。但本矿范围内该亚段内的煤层均不可采。

须家河组三段（T3xj3）：厚25m，为灰、深灰色砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，夹粉砂岩、细粒砂岩，含薄煤层。本段含煤1～6层，一般含煤2～3层，其中部的内大连煤层较稳定，在区域上属可采煤层。其余煤层厚度薄且极不稳定，无开采价值。

须家河组一段（T3xj1）：厚11m，为浅灰、灰色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩及薄煤层组成，含煤0～4层，一般含煤1～2层，煤层薄，不具开采价值。

2.3 主要煤层及煤质

2.3.1 可采煤层 （1）外大连煤层

赋存于须家河组第五段上部（T3xj5-3），距第五段顶界7～8m，距底界38m左右，下距双连煤层约2.6m。煤层厚度一般为0.28～0.35m，平均0.30m，煤层厚度较稳定。煤层结构简单，为单一煤层。全区可采。南

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翼+290m水平以上为采空区，北翼+170m水平以上为采空区。

（2）内大连煤层

位于须家河组第三段上部（T3xj3），上距须家河组第三段顶界11m，煤层厚度一般为0.23～0.27m，平均0.25m，为原国营东泉煤矿（已关闭）主采煤层；煤层厚度较稳定。煤层结构简单，为单一煤层。全区可采。南翼+300m水平以上、北翼+230m水平以上为原东泉煤矿采空区。

2.3.2 煤质 （1）煤的物理性质

外大连煤层：为黑色半亮型煤，金属光泽，层状构造，条带状结构，参差状断口，性脆。层理、裂隙不发育，结构简单。

内大连煤层：黑色暗淡型煤，金属光泽，层状构造，条带状结构，参差状断口，性脆。

（2）煤的化学性质

根据原储量报告及本次内大连化验报告，原煤主要煤质指标如表4

表4 矿井煤质分析成果表

煤 层 名 称 外大连 内大连 水份 （%） 1.24 1.03 灰 分 （%） 28.09 31.23 挥发分 （%） 31.64 21.52 固定碳 （%） 49.16 47.25 全硫 （%） 0.63 0.87 发热量 （MJ/kg） 24.75 21.56 注：外大连自燃倾向性鉴定等级为Ⅲ级，有煤尘爆炸性。内大连自燃倾向性鉴定等级为Ⅰ级，有煤尘爆炸性。 煤炭分类按国家标准（GB5751-86）规定，该矿煤层挥发份（Vr）31.64。其工业分类应为烟煤。根据煤炭质量分级国家标准（GB/T15244.1-2004、GB/T 15244.2-2004和GB/T 15244.3-2004）划分，外大连煤层为中灰、低硫、中热值的烟煤，煤类符号为YM。内大连煤层为高灰、中硫、低热值的烟煤，煤类符号为YM。

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3、矿区水文地质条件

3.1 区域水文地质条件简述

区域为一构造剥蚀的浅切割低山斜坡地貌，矿区内河流属长江水系、地表水不发育。矿井处于铜锣峡背斜水文地质单元的补给径流区。矿井补给区的主要来源为大气降水，补给途径为裂隙。区内地下水从西东向南向迳流，地表溪流由北向南，南汇集到矿区西侧的余家湾水河后再向南流入御临河，在渝北区太洪镇注入长江。矿区属长江水系，区域最低侵蚀基准面标高约+164m。

矿区地表无河流，只发育有数条冲沟，有季节性水流。地下水赋集于砂岩裂隙中，由于含水层出露面积小，地下水补给条件较差，侏罗系下统珍珠冲组（J1zh）发现泉1个，流量为0.04L/s，须家河组六段未发现泉水，富水性弱。须家河组四段发育泉井4个，总流量0.30L/s，单位涌水量q=0.03L/s.m，富水性弱。须家河组二段发育泉井7个，总流量0.4L/s，单位涌水量q=0.001L/s.m，含水层富水性弱。区域内的断层为压扭性的逆断层，富水性弱不导水。因此区域水文地质条件简单。

3.2 矿区含、隔水层

区内含水层主要为三叠系中统雷口坡组石灰岩和上统须家河组第二、四、六段砂岩，须家河组第一、三、五段为相对隔水层。

（1）含水层：

须家河组第二、四、六段砂岩以含裂隙水为主，属弱含水层。第六段位于外大连煤层顶部，第四段位于内大连煤层顶部，第二段为内大连煤层底板充水含水层，其砂岩裂隙水可通过采动裂隙向矿坑充水，故须家河组第六段、第四段含水层对矿井开采有一定影响，为矿井主要充水水源。

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须家河组第六段（T3xj6）

下距外大连煤层顶部22m，为中~粗粒砂岩组成，出露标高+300.0m～+550.0m，属裂隙含水层。地表无泉井出露，属富水性弱的含水层。据区域水文地质资料，水质类型为重碳酸～钙水。

须家河组第四段（T3xj4）

位于正连煤层之下55m，为中～粗粒砂岩，出露标高+325～+600 m。含砂岩裂隙水，为老岩及小龙煤层的直接顶板充水含水层，含水层单位涌水量q=0.03L/s.m，地表无泉井出露，该含水层富水性弱。据区域水文地质资料，水质类型为重碳酸～钙水。

须家河组第二段（T3xj2）

下距内大连煤层15m，为黄褐色、灰色厚层状细～中粒长石石英砂岩。出露标高+270～+530 m。为底板连、内大连煤层的底板含水层，地表无泉井出露，属富水性弱的含水层。据区域水文地质资料，水质类型为重碳酸～钙水。

（2）隔水层：

三叠系须家河组五段、三段、一段为相对隔水层。以泥岩、砂质页岩及炭质页岩含煤层为主的相对隔水层。

3.3 矿区构造带富水性及导水性

矿区范围内无大的断层发育。偶尔见断距小于1m的小断层。多属压扭性断裂，断层导水性弱，断层带富水性弱，对矿井充水影响小。

3.4 老空（窑）积水

井田范围内的浅部煤层开采较早，老窑分布有7处之多，但多为平硐开拓。矿井上方为原关闭的东泉煤矿内大连煤层采空区及老巷，有老巷积水，但分布区域、积水情况不清。2011年10月28日，该矿在井下+170m水平内大连煤层北翼回风上山掘进工作面作业时，误穿原东泉煤

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矿+229m老巷水，发生一起水害事故，死亡1人。

因此矿井浅部为大面积老采空区。降雨后，地表水通过采动裂隙渗入采空区及老巷内，上部的老采空区积水则不断向下渗透而进入采煤工作面和坑道中，形成矿井水的补给水源，对矿井充水影响大。

3.5 地表水体与矿井水力联系

矿区内无大的地表水体。季节性冲沟发育，地表溪流由西向东汇集到矿区东侧的小河后再向东流入浅丘地带。对矿井开采无大的充水影响。

3.6 矿区水文地质特征

由前所述矿区属裂隙充水矿床。主要含水层为须家河组第六段、四段、二段灰~浅灰色细粒砂岩，含水层的富水性弱。因此矿区水文地质条件简单。

4、矿井水害的基本特征

4.1 矿井涌水量分析

矿井涌水量由巷道来水、采区淋水两部分组成。矿井水主要来自采区水（煤层顶板裂隙水）。根据矿井的涌水量估计：矿井正常涌水量为65m3/h，最大涌水量为110m3/h。据2012年3月10日井下实际观测涌水量，须家河组含水层砂岩裂隙水，为间断滴水及少许淋水，涌水量一般1～4m3/h。除此之外，矿井的涌水量主要来自煤层采区工作面和煤层巷道，以滴水、少数淋水的出水方式汇聚补给矿井。采区水合计54m3/h，巷道裂隙水11m3/h。矿井涌水主要为采区水，占矿井总涌水量83%。

其涌水量和占矿井涌水量的比例详见表5。

表5 矿井涌水量统计表

地点 一般涌水量（m3/h） 占矿井水量（%）

井筒裂隙淋水 11 17 采区水 54 83 全井 65 100 18

4.2 矿井充水因素分析

4.2.1 大气降水

大气降水是地下水的主要补给来源，大气降水除部分向自流盆地运动外，另一部分降水通过采动塌陷裂隙渗透入矿井，成为矿井的充水来源。据调查，洪水期水量是枯水期的1-2倍。

4.2.2 含水层

矿井主要充水含水层为须家河组二段、四段、六段中～粗粒砂岩。大气降水通过裂隙渗入补给含水层地下水。故砂岩裂隙水经过采动裂隙及构造裂隙进入矿井是本矿井充水的主要因素。 4.2.3 地表水体

矿井地表无大的地表水体。矿区内冲沟发育，有少数地表水下渗，尤其是雨季来临对该矿井开采有一定影响。需加强地面巡视，对地面塌陷及时堵填以及地面防洪沟的维护。

4.2.4 断层水

矿区内无大的断层发育，偶见小断层，一般富水性弱，导水性弱。断层导水不是矿井充水的主要因素。 4.2.5 老空水

椐调查，全发煤矿上方为原关闭的东泉煤矿内大连煤层采空区，有老巷积水，但分布区域、积水情况不清。对矿井危害程度较严重。

4.3 矿井水害基本类型及危害程度

由前所述矿区属砂岩裂隙充水矿床。主要含水层为须家河组第六段、四段、二段灰~浅灰色细粒砂岩，含水层的富水性弱。矿井只要加强矿井水的正常排放，对矿井危害不大。

全发煤矿上方为原关闭的东泉煤矿内大连煤层采空区，有老巷积水，但分布区域、积水情况不清。对矿井危害程度严重。

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综上所述，矿井水害基本类型应为老空水。对矿井危害程度严重。

4.4 矿井涌水量的预计

根据本次调查矿井涌水量：正常涌水量：65m3/h，最大涌水量： 110m3/h。

已开采面积(F1) 1.157 km2（含老窑采空面积），未开采面积（F）0.941km2。矿井开采后涌水量采用比拟法进行估算，其公式为：

F。 Q?Q0F1式中：Q0——矿井涌水量，正常65m3/h，最大110m3/h； F1——已开采面积； F——未开采面积；

预测将来矿井正常涌水量为124m3/h，最大涌水量为210m3/h。

4.5 矿井水文地质类型划分

分类依据 水文地质条件 采掘破坏或影响的含水层 单位涌水量（L/s.m） 涌水量（m3/h） 开采受水害影响程度 防治水工作难易程度 老空（窑）水（万m3） 实际情况 裂隙充水矿床 须家河组六、四、二段砂岩裂隙水， 补给条件一般。 0.03 正常124/最大210 采掘工程、矿井安全受水害影响。 防治水工作简单 积水情况不清 单位 综合 评定 评定 简单 简单 简单 简单 中等 简单 中等 中等 由上表所叙述的水文地质特征，矿井受水害的影响程度及预算的矿井涌水量，本矿井水文地质类型属于中等。

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5、矿井水害防治方案

5.1 水害防治方案的确定

根据矿井水害的基本类型及危害程度，并依照《煤矿安全规程》的规定，结合开拓方式、生产布置、水害存在状况，矿井采取“以排为主，加强探防”的水害防治水方案。

5.2 水害防治水工程的设置

矿井为斜井开拓，走向长壁采煤法。矿井水的充水水源主要以须家河组二段、四、六段砂岩裂隙水为补给源。

5.2.1 井下排水工程设置

矿井正常涌水量65m3/h，最大涌水量110m3/h。预计将来矿井涌水量：正常涌水量124m3/h，最大涌水量210m3/h。

矿井目前排水系统为一级排水，排水标高+175m~+275m，排水高度100m，斜长250m。

将来开采+10m标高时，排水系统为二级排水，一级排水标高+10m~+178m，排水高度168m，二级排水标高+175m~+275m，排水高度100m。

+170m水平主副水仓容积均为400m3。

+170m水泵房设有水泵100D-45-3型2台，扬程135m，排水能力85m3/h，电机功率55kw。D(DG)280-43/84×5型1台，扬程215m，排水能力280m3/h，电机功率90kw。Φ108mm排水管2趟。Φ127mm排水管1趟。

对现有排水工程设备进行校验。 （1）排水设置依据

矿井中央水泵房：+175m标高

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出口标高： +275.0m 排水高程：100m

排水管道的铺设及坡角：沿人行下山铺设，坡角25°。人行下山长250m。 （2）水泵的选型 ①水泵的排水能力

根据《煤矿安全规程》中的相关规定及要求，工作泵的排水能力必须保证在20h内排除矿井一昼夜的涌水量，故： 正常涌水量时：

QBn=24Qn/20=1.2Qn（m3/h） 最大涌水时：

QBmax=24Qmax/20=1.2Qmax（m3/h）

式中：QBn、QBmax——水泵排水能力， m3/h

Qn——矿井正常涌水量，m3/h Qmax——矿井最大涌水量，m3/h

QBn=24×65/20=78m3/h QBmax=24×110/20=132m3/h ②水泵扬程

HB=K（Hx+Hp）（m）

式中：Hx——吸水高度，（取5m）

Hp——排水高度（100m） K——管路损失系数（取1.3） HB=1.3×（5+100）=136.5m ③水泵选型

根据《煤矿安全规程》第279条的要求，矿井必须有工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量，备用泵的能力的70%，工作泵和备用泵的总能力，应能在在20h内

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排出矿井24h的最大涌水量。检修泵的能力应不小于工作泵能力的25%。按上述要求目前+170m水平选用的水泵满足要求。但将来开采+10m水平时，所选100D-45-3型水泵扬程、流量不足，+170m水泵房应选用D155-30-4型水泵3台，其扬程120m，排水能力155m3/h，电机功率90kw；+10m水泵房应选用D155-30-6型水泵3台，其扬程180m，排水能力155m3/h，电机功率132kw；

（3）排水管及管道的布置 ①计算管径

取流速Vp=1.5m/s～2.2m/s。则排水管径： 正常涌水量时：

dp/?4Q??3600Vp4?65?123mm~102mm

3.14?3600?(1.5~2.2)最大涌水量时：

dp/?4Q4?110??161mm~133mm

?3600Vp3.14?3600?(1.5~2.2)②管道布置

故矿井目前选用的φ108mm、φ127mm的排水管管径满足现有排水量要求。但矿井将来开采+10m水平时，排水管道应选用φ150mm管道。水泵、排水管及配电设备详见下表6。

表6 配置的水泵技术特征

型号 100D-45-3 D(DG)280-43/84×5 D155-30×4 D155-30×6 流量（m3/h） 扬程 （m） 允许吸 程（m） 配带电机 排水管直径 容量 型号 （kW） （mm） 备注 85 280 155 155 135 215 120 180 5.0 5.0 5.0 5.0 Y280L-2 Y315L-2 Y315L-2 Y315L-2 55 90 90 132 Φ108 Φ127 Φ150 Φ150 目前+170m 目前+170m 将来+170m 将来+10m （4）水仓容积

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根据《煤矿安全规程》第280条规定及矿井涌水量，+170m、+10m水平必须有主、副水仓，水仓容积不小于8×Qn=992m3，故设计矿井水仓容量1000m3。水仓空仓容量应经常保持总容积的50%。故矿井现有水仓容积不能满足将来要求。矿井应在水仓进口处设置过滤网，每年雨季前必须清理水仓、沉淀池、水沟中淤泥一次。

5.2.2 加强井下探防工作

为防患于未然，依据《煤矿安全规程》的规定，在井田边界，不明地区，含水体等加强探放工作。在探放过程中，必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”十六字原则，加强矿井探防水工作，具体措施如下：

（1）矿井必须有探水队伍，配置探水钻机TUX-75两台及其设施，必须依据“煤矿安全规程”六章五节的规定，编制探防水制度，确定探放的超前距离。矿井一定按规定的要求，做到正确探放，杜绝在探放水过程中发生水灾事故。

（2）矿井生产区探水边界线确定如下：临近矿井边界，后推60-100m作为探水边界，临近上方原东泉煤矿老采区+170m标高作为探水边界。井巷进入碛头时，发现有出水象征或异常现象时，应立即停止掘进和生产，立即进行探放水、井巷进入探水线时，应立即进行探放水。井巷未进入探水线时，发现有出水象征或异常现象时，应立即停止掘进或生产进行探放。井巷或工作面在过断层或其它含水体时，发现有异常现象，应停止生产，立即进行探放。

（3）矿井老采区水，应采取宜疏不宜堵。对老采区水应经常观测，当发现采区堵塞时，要及时疏通，不要误穿老空区，不要误穿老巷水，以免采区水被堵形成老空水，造成矿井因受老空水突然溃入，形成灾害。

（4）接近采空区掘进，应根据采空区有无积水情况，提前60～100m探水。

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（5）矿井探放到老空水时，由于水量太大，矿井排水能力不足时，应立即进行封堵，防止老空水淹没矿井。

（6）矿井所有采掘工程，必须采用有掘必探，先探后掘进措施，防止发生水灾事故。

（7）补充完善矿井安全防水隔离煤柱，按《煤矿安全规程》、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程》规定，根据开拓系统的布置情况留设可靠的有效防水隔离煤柱，不得越界开采，不得误穿老采区。

（8）开采内大连煤层，在接近原东泉煤矿老巷进行采掘作业时，应提前60～100m进行探放水。

（9）相邻矿井之间的矿区边界，应按规定留设隔水煤柱。严禁越界开采，不得误穿老采区，不得误穿老巷水。

5.2.3 地表矿井水害防治工程的设置

矿井在雨季时要加强防洪工作，防止地表洪水倒灌井下，防止洪水淹没地表工业广场，防止洪水冲垮煤坪和矸石山等采取下列措施工程。

（1）当矿井工业广场，井口（主、副井等）位于河流、冲沟、湖泊等附近，要依据当地洪水位的高低，修筑挡水墙或防洪沟，防止洪水进入工业广场，主井，风井等处。

（2）在工业广场内，煤坪、矸石山等地，必须修建防洪沟，其目的是尽快地将洪水排出矿区外，防止地表洪水冲毁工业广场、煤坪、矸石山的设施。

（3）在主井、风井（尤其是斜井）等地表入出口处，要安装防洪设施，准备好防洪抢险物质。当洪水来袭时，务必挡在井口外，及时撤出井下人员，做到洪水不溃入井下。

（4）要及时填实地表采煤塌陷区，废弃井口等，防止洪水直接溃入井下。

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（5）在暴雨或大雨时期，应停止井下工作，撤出全部人员。

6、矿井水害应急预案

按照“防患于未然”的原则，一旦矿井突水要切实保证，“不因水患死人，不淹井（不淹水泵房）”。事先采取的矿井防治水的措施，又称矿井防治水应急预案。应从技术措施和组织措施着手。

6.1 水害防治的技术措施

依据水害可能出现在矿井的地区和部位，事先应采取的隔离措施。如在水泵房建立水闸门、防水墙，两上山之间，排水巷道和风巷之间的联络巷，石门等设置临时防水墙。将矿井突水隔离在矿井某个地区，从而保证水泵房和大部分矿井不淹的技术措施。

要事先确定安全出口，一旦突水后，保证井下人员能安全撤退，要编制矿井避水灾路线图和隔离措施工程布置图。

水泵房必须设置密闭门，并有专门的巷道与地表井口沟通，以便及时抢运设备，加强排水，保证矿井不致于全部淹没。

矿井应加强水泵的维护，并且每年进行一次联合排水试验，保证设备正常运行，并应建立健全各种运行、维护、检查、事故记录。

建立水情监测制度，设立专门的水情监测员，观测矿井水情变化，及时预报，并请示启动隔离措施，安全撤退人员等。

6.2 水害防治的组织措施

保证矿井水害防治技术措施实现的组织管理措施。矿井首先要成立矿井水害防治领导小组，并明确分工。矿长对全矿人员要进行避灾撤退路线的讲解和教育，并在井下标出撤退路线指示牌。

建立抢险救灾组织机构，总指挥应设在调度室，指定专人负责矿井突水后隔离措施工程的执行。指定专人负责并确认人员撤退后关闭最后

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一道隔水墙（或水闸门），保证防水物质，矿井水害防治人员及时赶赴现场。

建立通讯联络，保证井上、下能及时掌握水情和将采取的措施，命令等。

建立水泵房抢修小组，及时增加材料和设备，保证矿井能及时正常排水，绝不能停顿。

7、结论

7.1 矿井水害防治小结

通过对该矿井的实地调查了解和矿井水文资料的收集，结合原勘探的地质及水文地质资料，综合分析认为，本矿井水文地质条件中等，水害的基本类型为老空水，危害程度为采掘工程、矿井安全受水害影响，矿井现充水方式主要为采区来水，充水水源主要为老空水，其次为大气降水和含水层水。

矿井目前正常涌水量为65m3/h ，最大涌水量为110m3/h 。预计矿井的正常涌水量为124m3/h ，最大涌水量为210m3/h 。本矿范围内上部老窑（空）水积聚情况不明，矿井必须按《煤矿安全规程》要求留足安全防水隔离煤柱，且采用有疑必探、先探后掘等防治水措施。以矿井斜井开拓方案，采用“以排为主，加强探防”作为矿井水害防治方案。

7.2 存在问题

7.2.1 矿井未设置专门的防治水机构，由于缺少矿井涌水量的动态观测资料及开采系统的涌水情况的记载，故水文地质工作较差。为了给水害防治工作提供详实、可靠的技术依据，矿井应配备一名防治水专业技术人员。

7.2.2 本矿井今后的探防水措施将是矿井防治水的主要手段，矿井

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未编制揭穿老巷的安全技术措施，未配置专用的探放水设备和队伍。

7.2.3 由于矿井涌水量无长观资料，故本次预计涌水量可靠程度较低，建议矿井建立涌水量长观点，取得可靠涌水量资料后重新预算矿井预计的涌水量。

7.2.4 矿井+170m水仓容积不能满足将来要求，未设置水闸墙，水闸门。

7.2.5 矿井上方为关闭的原东泉煤矿老空区，积水情况不清。

7.3 建议

7.3.1 矿井应成立专门防治水机构，设置水害防治人员，并能熟悉地质与水文地质专业技术工作。在生产中做好矿井水文地质工作，根据矿井的充水情况编制“矿井综合水文地质图”及“矿井充水性图”。及时查清水情，为矿井水害的防治工作提供详实可靠的技术依据。

7.3.2 建立健全矿区地下水动态观测网，建立矿井水与开采面积、开采水平、巷道长度等相关因素的台账。根据收集的资料对“矿井综合水文地质图”、“矿井充水性图”及涌水量预计，进行补充和修改，为矿井的防治水提供基础资料。

7.3.3 矿井应按照《煤矿水害防治规定》第十二条规定，编制《矿井水文地质类型划分报告》，矿井水文地质类型应以该水文地质类型划分报告结论为准。

7.3.4 该矿应编制矿井防治水害应急预案，一旦水害发生，立即实施。矿井要进行应急救援的演练工作，以保证重大水灾事故发生时人员有序地从井下撤出。

7.3.5 每年雨季之前应对矿井及工业广场的防洪工程进行全面检查，发现有水害隐患应即时解决，杜绝洪水造成水害。

7.3.6 矿井要进行水害发生应急救援的演练工作，以保证重大水灾

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事故发生时人员有序的从井下撤出。

7.3.7 根据《煤矿安全规程》第二编井工部分第六章第四节相关规定完善井下排水系统。

7.3.8 矿井必须建立健全探放水制度，编制揭穿老巷水的安全技术措施，配置专用的探放水设备和队伍。

7.3.9 矿井必须每年进行一次水泵联合排水试验。并按规程规定设置水闸门、水闸墙。+170m水仓容积应扩大为1000m3。

7.3.10 矿井必须摸清上方老空区水情况，并将积水位置、积水容量标注在水文地质图及采掘工程平面图上，以利于指导矿井安全生产。

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