煤矿地质管理制度(通用8篇)
地 质 测 量 管 理 制 度
遵义县山盆镇丁村煤矿二O一二年一月
目
录
遵义县丁村煤矿地质测量管理制度..................................3
(一)、遵义县丁村煤矿地测技术审批制度.........................3
(二)、遵义县丁村煤矿地测工作联系制度.........................4
(三)遵义县丁村煤矿地测工作质量、事故分析及奖罚制度......5
(四)遵义县丁村煤矿地测资料收集、整理、分析、保管、提供制度........................................................................7
(五)遵义县丁村煤矿设备、仪器、工具使用、保管、校验、发放及报废制度..............................................................9
遵义县丁村煤矿地质测量管理制度
(一)、遵义县丁村煤矿地测技术审批制度
1、工作面掘进地质说明书和回采地质说明书由矿总工程师审核批准,方可生效。
2、受水害威胁的大水矿井的工作面和回采地质说明书,需报公司审查批准。
3、采区地质说明书,要报地测主管部门审批。
4、储量管理的审批制度,必须严格按《生产矿井储量管理规程》规定的权限范围执行。
5、各类防隔水煤(岩)柱的留设,须编制专门设计,报审批。
6、向上级机关汇报的地测图纸、资料等,需经领导审批后,方可上报。
7、其他有关地测资料、技术报告等,按有关规定执行
(二)、遵义县丁村煤矿地测工作联系制度
1、地测工作联系,严格执行《测量规程》,熟练掌握测量原理,精通测量业务,熟悉操作仪器,掌握仪器的保养,维护和使用的知识,坚持实事求是的原则和精益求精的科学工作态度。
2、《采掘工程平面图》、《井下下对照图》等煤矿所需的各处图纸必须按照图例要求绘制,必须反映测量的真实情况,不准弄虚作假,图纸真实可靠,精度符合要求。
3、及时联系领导,决策测量成果,然后存档保存。
4、联系标定工作,将图纸上的几何关系及有关数据根据精度要求,搬到实地上 去的一项重要工作,必须慎重,绝对不能马 虎从事。
5、井巷工程的所有图纸到矿后应及时转给地测科复算,以利于从整体上考虑井下的标定及其它地测工作,做到心上有数。
6、所有标定工作最起码要求图纸资料三天前在手,经熟悉图纸,初算、复算无误以及作好标定前的一些必要工作后,方可进行标定。
7、复测的宗旨是杜绝一切事故的发生,测量工作无论是外业还是内业都是一项系统工程,在整个系统里,某一项工作一旦发生问题将影响到整个测量工作的精度,因此完全有必要进行复测复算。
(三)遵义县丁村煤矿地测工作质量、事故分析及奖罚制度
为了加强我矿采掘工程质量管理,确保矿井安全生产,根据我矿实际情况,经矿研究决定特制定采掘工程质量管理规定如下:
一、成立采掘工程质量管理领导小组
二、领导小组的工作职责
1、每月定期进行采掘工程质量检查验收,要求小组成员全部参加,无故不参加者,一次罚款20元。
2、生技科必须做好每次检查记录,把检查结果及时在矿调度室公布,对质量不合格的工程,按落实措施要求施工单位及时整改,并将罚款通知单送达受罚单位或个人。
3、每月至少召开一次采掘工程质量工作会议,专题分析研究存在问题提出改进方案和管理措施,提高工程质量。
三、采掘工程质量管理
1、巷道掘进必须严格按作业规程规定的巷道断面坡度等施工,巷道达不到要求或出现超高超宽巷道的,除要求返工外,还必须罚款50~5000元。
2、煤巷掘进支护规格,并背顶背帮,如出现背顶背帮不合格,或支护不牢固等原因,每发现一次罚款50元,并限期整改。
3、采掘巷道或行人,回风的巷道必须有专人维护,折损断梁断腿的架必须及时更换或补架,不安全不生产。对于经矿管理人
员或安全员指出又不进行处理的,罚款100元。
4、所有掘进工作面必须严格执行敲帮问顶制度和探放水制度,如发现隐患不处理每次罚款100元。
5、各采掘工作面必须有备用支护材料并不得少于3个循环的支护用料,否则罚款200~500元。
6、掘进工作面必须配备支护使用的工具,否则每发现一次罚款100元。
(四)遵义县丁村煤矿地测资料收集、整理、分析、保管、提供制度
1、基础资料的收集、整理、保管和利用工作做好了,不但有利于我们做好总结工作,重要的是在下一步的工作中,可以有效地避免前边的失误,提高工作效率,增加工作效益,使我们的每一项工作都能达到事半功倍的效果。
2基础资料的收集、整理、保管、利用好,基础资料既是我们工作中的重要组成部分,又是关系到我们的管理工作好坏,能否见成效的重要环节。
3、基础资料的工作是多么的重要。任何对基础资料工作的疏忽,都可能给我们的工作带来难以估计的损失。
4、基础资料的收集、整理、保管、利用的过程,是一个各有特点,而又相互联系,不可分割的有机整体,其中任何一个环节的缺失,都将使基础资料的价值大打折扣,甚至完全丧失。
5、是对所收集资料的再检查。在整理资料的过程中,可以发现原始资料中存在的一些问题,由于距工作现场近,和从事收集资料的工作人员交流方便,可以很快地弄清资料中的一些疑点,同时,有了错误也便于更正。
6、整理的过程其实也是一种归类。作为管理层来说,对收集来的资料进行整理,决不是单纯意义上的整理,而是在整理中将其分门别类,寻找出对行使管理职能有用的东西来。这项工作通
常由单位或企业的管理人员或智囊人员进行。
7、整理工作是一个提供新的工作思路的过程。一般来说,在对诸多原始的基础资料进行去粗取精,去伪存真后,这些资料中将会出现一些“闪光点”,或者是工作中的重要进展,或者是工作中的失误和困难。但不管怎样,这些“闪光点”都会变成下一步的工作重点,或者继续发扬成绩,或者弥补失误进行攻关。
8、基础资料的利用。资料能被利用而产生效益,是我们收集、整理、保管资料的最终目的。资料的利用过程是一个过去的工作和以后的工作相衔接的过程。同时也是一个管理水平优化提高的过程。一个项目或一个工程的基础性资料,经过统计后,可以真实地反映出它的成本结构变化,如人员工资、物资消耗、管理费用等。如果更进一步地分析的话,则可以发现其单项消耗的变化情况。管理层根据这些数字变化,则可以很容易地找出其存在问题的结症,从而制定改进和预防的措施,使下一个工作循环的成本降低,从而提高经济效益,达到我们获取最大利润的目的。
(五)遵义县丁村煤矿设备、仪器、工具使用、保管、校验、发放及报废制度
仪器、设备、是煤矿固定资产的一部分,为了加强对设备的管理,提高设备投资的经济效益,特制定本制度。
1、设备管理工作的主要任务,是在设备的计划、购置、验收、使用、维护过程中,加强计划管理和技术管理,使其充分发挥效率,保证教学、行政办公和后勤服务等项工作需要。
2、设备管理必须贯彻勤俭办矿的方针,从实际出发,挖掘现有设备的潜力,重视开发工作。
3、设备管理的范围、不论使用何种经费,来自何种渠道,单价在100元以上,主权属于的煤矿设备,均属于管理的设备范围。
4、设备的采购。设备的购置必须根据煤矿的需要和财力的可能,制定购置计划,经批准后组织实施。
5、仪器设备采购执行货比三家的原则。采购计划制定后,应组织采购人员和使用单位进行市场调查,提供有关资料,做到质量从优,价廉物美。
5、设备的验收与登帐。仪器设备到货后,应严格进行实物及技术验收,由采购人员、使用单位、而今账目管理人员共同开箱逐个检查,不符合要求的物品坚决退货或换货。
6、设备的技术管理。技术管理的目的是保证设备经常处于完好使用状态,提供完好率和使用寿命。设备的管理和使用要严格
执行岗位责任制、操作规程、维修保养制度,并由专人负责技术安全工作,做到坚持制度,责任到人。
7、设备丢失、损坏的赔偿和报废淘汰。设备丢失、损坏的赔偿应按规定赔偿;
8、设备的报废及淘汰。设备应本着精心保养的原则,充分发挥设备的最大效益。对设备的报废和淘汰应本着对财产负责的态度慎重处理。
(1)对因使用不当或其它原因造成设备的损坏,其维修费接近或超过新购置同等性设备所需费用时可以申请报废。
(2)对在使用中因损坏已无法修复使用的设备,可以申请报废。(3)低值易耗品损坏,经核查属实,可申请报废。
1 煤矿地质工作在煤矿生产中的重要作用
1.1 防止煤矿水灾事故的发生。
煤矿地质的工作中主要是对地质情况的勘测, 对勘察的结果进行研究, 然后在进行安全的质量的控制, 这样可以有效的提高煤矿地质勘察的效率, 同时也能够保证煤矿生产的安全性。在进行煤炭的勘测过程中也要注意对地下水位的分析, 因为水文地质是煤矿安全生产中影响最大的因素。所以要想防止煤矿的水灾事故的发生一定要处理好勘测的工作, 通过对相关数据的查阅和搜集, 在通过实地的水文完成了对水文信息的研究, 通过研究的数据我们知道, 该方式能够对水灾问题进行具体的控制, 还可以为煤矿的采集提供一定的依据。矿区的地质情况随着环境的发展也会发生一定的改变, 夏季的水分含量比较高, 所以在夏季进行煤炭的开采一定要注意对煤矿的勘测, 采取一定的安全措施, 对矿区的水分进行抽取和处理, 从而提高了煤矿开采的效率, 为开采的安全性和稳定性提供了保障。
1.2 防止瓦斯地质事故的发生。
煤矿的矿井内高瓦斯的现象比较多, 这主要是矿区的自然环境影响的, 瓦斯是一种易燃的气体, 在遇到明火之后会发生爆炸的情况, 所以非常的危险。在进行矿区的生产之前要对煤矿的瓦斯地质进行严格的勘测和控制。可以采取通风的方式, 通过通风系统可以实现对矿井内瓦斯气体的更换, 使得新鲜的空气进行瓦斯矿井内, 降低了瓦斯气体对人们生命的威胁。煤矿瓦斯地质工作相对于开采的工作更加的重要, 因为煤矿瓦斯地质工作是采矿工作的保障, 是为煤矿生产服务的。如果不重视瓦斯地质工作的勘测和研究, 很可能出现大的经济损失和人员伤亡。
比如, 某省田坝煤矿二号井四采区中区段皮带石门。由于当时对该区域煤矿瓦斯地质资料研究程度不够, 对煤与瓦斯突出和埋藏深度, 构造等因素的关系认识不清, 造成该区段皮带石门相对瓦斯涌出量高达70m3/t。在掘进中当巷道接近煤层位置, 并发现瓦斯涌出量增大, 煤层结构紊乱及其它突出征兆时, 矿及井口组织召开紧急会议立即采取了一些诸如加大风量, 减少每次放炮火药量等措施控制回风流中的瓦斯浓度。在较短时间内, 突然发生煤与瓦斯突出事故, 喷煤距离30m, 有11m的巷道全断面被煤粉封严。突出煤量276t。所幸当时处于交接班时间, 现场及附近没有人员停留, 否则这将是一起致多人伤亡的特大事故。
煤矿企业在这次事故以后, 也认识到了煤矿瓦斯地质工作的重要性, 虽然没有产生人员的伤亡, 但是煤矿开采的安全性却受到了极大的威胁。该企业的领导部门决定要重视瓦斯地质工作, 在进行采矿前一定要对矿区的瓦斯含量进行检测, 并设立通风系统, 利用通风系统可以对矿井内的瓦斯气体进行良好的控制。但是这也是一个教训, 如果当时有工作人员在现场, 那么就会造成很大的人身伤亡, 所以做好瓦斯地质工作是必然的要求, 如果无法保证瓦斯地质工作的顺利开展, 人们的生命安全也会受到威胁, 同时也减低了煤矿生产的效率。
2 防止由于设计不合理而造成的安全隐患
2.1 煤矿地质工作的主要目的就是为了煤炭的生产提供一定的理论依据。
通过地质工作我们可以了解到, 该地域的煤炭含量以及开采中可能会遇到的水文以及瓦斯气体的影响、矿区的煤、岩层赋存特征、断层、岩浆侵入、陷落柱等, 这些都是煤矿开采过程中需要勘查清楚, 根据勘查成果, 煤矿企业的设计部门才能制定出一套符合实际的、具有安全性的开采方式。一些设计者因为急于求成, 或者企业急于取得利润, 忽略了对地质工作或者简化了地质工作的内容, 这就会使得设计的方案缺乏科学的指导, 盲目的设计没有根据煤矿的实际的地质成果进行分析, 那么在开采煤矿的过程中就会出现很多事故, 给矿区的生产效益以及开采企业的信誉都带来了很大的伤害, 同时也埋下了很多的安全隐患。因此在设计的过程中一定要结合实际的地质信息。
比如, 井田范围内某一区域存在局部含水层。如果地质资料已详尽反映了这些事实, 在设计时就可考虑使施工远离这些区域, 必须能事先制定有效措施防范事故的发生, 使整个生产过程具有预见性和安全保障;反之, 如果煤矿地质工作不到位, 未能提供详实准确的基础资料, 设计就成了无源之水, 无本之木, 不能准确地适应客观条件的变化, 生产便会陷入盲目、无原则的状态。这样既可导致透水淹井等直接事故的发生, 也可导致间接事故的发生。这里所说的间接事故, 就是虽未引起事故的直接发生, 但却对将来的施工生产带来严重安全隐患的一类事故。
一些煤矿安全事故的发生, 都伴随着地质工作的失误问题。这种失误不但带来了财产的损失更威胁到了人们的生命安全。只有完整、准确、客观的、详细的地质资料才能够为设计者提供依据, 才能为矿产的开采带来安全。那么合格的设计者在进行煤矿生产方案的制定过程中, 一定要正视地质信息的重要性, 同时也要保证开采的效率, 根据详细的地质信息确定开采的准备工作以及应该使用的设备, 和开采的方式, 这也就要求设计者对地理的知识有了解同时也要具有高水平的职业道德素质, 这样才能保证整个煤矿生产的有效的运行, 才能促进我国煤矿行业的发展, 为我国经济建设提供更多的条件。
2.2 防止顶板事故的发生。
顶板事故是煤矿生产中另一类常见事故。虽然近些年来由于先进技术的采用和管理方式的改进, 这类事故发生的比例及严重程度有所降低, 但在一些不发达地区、非国有煤矿特别是个体小煤矿中, 顶板事故依然是制约其安全生产的一个重要因素。造成这种后果的原因很多, 比如工艺落后, 生产工序不符合实际情况;工人素质差, 掌握技术、执行措施不到位;开采的地质条件限制, 地质构造影响等。其中与地质条件、地质构造有关的顶板事故占有一定比例。
如果有详尽的地质资料做指导, 在施工之前我们就可以对施工层位的围岩性质 (比如坚硬程度, 理解隙发育程度) , 断层、褶曲及煤层产状掌握准确, 以便针对具体情况, 合理确定不同地段的施工措施, 特别是掘进爆破工艺及支护方式。材料、设备及人员配置等生产要素能事先到位, 这样就能在管理和技术层面上保证对顶板事故的积极预防, 有效地减少和杜绝此类事故的发生。
结束语
煤矿地质工作在煤矿安全生产中起着重要的先导作用, 做好煤矿地质工作, 对瓦斯事故、水灾事故及顶板事故的发生具有重要的作用, 从而保证煤矿安全生产, 提高煤矿生产效率及经济效益。在煤矿企业中, 只有正确认识煤矿地质工作的性质和特点, 才能对本企业进行科学的管理和决策, 把工作开展的更好, 因此, 煤矿地质既是一项专业技术工作, 同时又同生产实际紧密相关, 对煤矿安全生产起着举足轻重的作用。
参考文献
[1]罗秀华.煤矿安全生产技术措施初探[J].科技创新导报, 2011 (28) .
[2]白宪民.科技与管理提升安全生产水平[J].现代职业安全, 2011 (7) .
关键词:城郊煤矿;水文地质;防治水技术;地质特征
城郊煤矿位于河南省永城市境内,隶属于永煤集团,现有三对投产的大型矿井, 城郊煤矿建立于1999年12月29日,直至2003年10月11日竣工,并经经国家发改委验收正式投产,设计生产能力240万吨/年,当年投产,当年达产。2009年核定矿井生产能力为500万吨/年。井田位于永城隐伏背斜西翼中段,南北长约12km,东西宽约11km,勘探面积约103km2。地质储量75078万吨,保有储量75078万吨,其中可采储量40229万吨,设计服务年限118.2年。为防止煤矿突水淹井事故发生,尽量避免经济损失,解析城郊煤矿的水文地质特征,进而对城郊煤矿水文地质条件进行系统了解,做好对防治水的管理工作。
1.城郊煤矿水文地质条件
1.1矿井的地层简介
城郊井田位于北北东向的永城隐伏背斜的西翼中段,北北东向断层构造居主导地位,其次是近东西向构造,局部发育有北西向构造。矿井地层根本构造同区域地层相差无几,根据钻孔揭露自下而上可分为:中奥陶统,中、上石炭统,二叠系和新生界。含煤地层自下而上为上石炭统太原组,下二叠统山系组、下石盒子组,上二叠统上石盒子组,含煤情况差别较大
1.2矿井水文地质类型
城郊煤矿受采掘破坏或影响的主要含水层为顶底板砂岩水,由于砂岩含水层富水性不均一,主要以消耗静储量为主,补给条件一般。矿井周边无小窑及其他老空积水区,矿井内工作面回采结束后存在少量老空积水区,这样可以减少对矿井的威胁程度,但因为矿井采掘活动面积大,顶底板砂岩水及老空水占矿井正常涌水量比重较大,实测矿井正常涌水量在576m3/h左右,根据矿井实际揭露水文地质情况结合《煤矿防治水规定》相关规定,经永城煤电公司批复,城郊煤矿水文地质类型为中等类型。
1.3矿井岩浆岩组成结构
井田内岩浆岩活动频繁,精查时共有69个钻孔(占钻孔总数的20%),穿见82层次岩浆岩。主要集中分布在31勘探线以北,F14断层以东与陈四楼井田比邻处,侵入煤组影响煤层者为较薄的岩脉(岩席)。钻孔穿见厚度多在3m之内,仅在001孔见到43.24m厚的钠长石化花(斑)岗岩侵入在O2灰岩中,在3409孔K6砂岩以上地层中见到辉绿岩,厚度达25.45m。
2.城郊煤矿水文地质特征
主要依据相关的勘察结果及生产期的水文地质资料进行分析,可以得知城郊煤矿水文地質特征为:
2.1岩溶水分布具有不均匀性
由于从岩溶水的补给区一直到排泄区域,岩溶的发育强度也在不断改变,逐渐的由弱到强,这样水文地质条件越来越复杂。岩溶发育的不均匀,导致岩溶的含水层含水性也有不均匀情况出现,并且会出现东强西弱的特点。比如说,为了可以快速疏放煤层底板太原组岩溶水,在一井二水平暗主副斜井西泄水巷布置了泄水孔,只有少部分的泄水孔泄水速度比较大,其余泄水量接近为零。
2.2岩溶水受到构造的管控
矿井的大断层管控着整个矿井的水文地质条件,同时也是岩溶水进入矿区的主要通道。小断层生长的区域岩溶含水层的水容量比较多,这样就会致使地板突水的概率大大提升。除此之外,小断层同时也是每层地板岩溶水的输水通道。
2.3岩溶水可以从底板天然裂隙和采动裂隙进入矿井
煤层顶底板砂岩裂隙水是矿井主要充水水源,但由于井田范围内砂岩具有富水性弱,渗透性差,易于疏干等因素的影响。通过城郊煤矿近几年实际揭露水文地质资料分析,煤层顶底板砂岩裂隙水多为滴水形式出现,并且水量相对比较少,疏干期大约在五个月左右。由于隔水层的岩性特征,在隔水层中有着很多的小断层和裂隙,如果在采动破坏的原因下,就会形成很多的采动裂隙,从而形成导水通道,这样岩溶水就可以通过通道进入矿井中。除此之外,白云岩岩溶水和灰岩岩溶水的关联性非常强,这样通常可以看作为相同的含水层。
3.城郊煤矿防治水方案
在煤矿防治水的过程中,要严格按照《煤矿安全规程》及《煤矿防治水规定》留足防隔水煤柱,煤层露头25m范围内严禁采动,防止表土层水直接向采面补给,掘进期间如顶板淋水较大,需施工顶板放水孔。防治水时,要严格按照公司防治水管理规定的要求,采区工作面掘进期间排水设施紧跟迎头,并具备不小于180m3/h的排水能力,回采期间排水设施随工作面推进即时前移,并具备不小于300m3/h的排水能力,这样可以保证工作面掘进、底板改造工程施工以及其他施工安全、稳定的进行。
煤层露头区和灰岩都是矿井水的关键补给来源,基于此,我们制订了泄水降压同注浆堵水相结合的防治水方法。实施防治水过程中不但要增加泄水力度,还要在矿井周围的岩溶水补给区域中应用地面三维地震、探钻等方法来对地下水补给通道进行勘察,勘察完成后用地面注浆的办法堵住地表水对岩溶水的补给,这样在很大程度上可以提升泄水降压的效果,从而减少了排水的成本。
4.总结
通过对矿井水文地质概况和生产实际的了解,我矿防治水部门对矿井防排水系统进行了完善,矿井周围及各采区严格按照《煤矿安全规程》留设防隔水煤柱,并加强水害预测预报,实施底板注浆改造工程。在很大程度上减少了地板岩溶水突水淹井事故的发生,促进了煤炭业的持续发展。
参考文献:
[1]王新军,翟加文,潘国营.朝川矿水文地质特点与防治水对策[J].煤矿安全,2006(05).
[2]陈新明.大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究[D].中国矿业大学(北京),2012(04).
[3]李松营.新安煤田小浪底水库下采煤地表水防治技术研究[D].中国地质大学,2010(08).
[4]李世卿.立足本安 防治水患 全面提升煤矿防治水技术和管理水平[J].内蒙古煤炭经济,2013(11).
各单位:
为规范我公司钻孔设计、施工、验收及考核工作,使钻孔达到设计施工的目的,特制定本规定。
第一条 钻孔设计:地质钻孔、探放水钻孔由各单位生产技术部门负责设计;揭煤抽采钻孔、取芯钻孔、煤层注水钻孔、穿层钻孔、测压钻孔、底板抽采钻孔、本煤层抽采钻孔、超前钻孔、排放钻孔和高位拦截钻孔由瓦斯部(工区)负责设计。
第二条 审批程序:
地质钻孔、探放水钻孔设计审批:生产技术部设计→技术部长→地质(技术)副总→通风副总→掘进副总→总工程师。
揭煤抽采钻孔、取芯钻孔、煤层注水钻孔、穿层钻孔、测压钻孔、底板抽采钻孔、本煤层抽采钻孔、超前钻孔、排放钻孔和高位拦截钻孔等设计审批:
瓦斯部(工区)设计→瓦斯部长(工区区长)→通风副总→掘进副总→总工程师。
第三条 施钻程序: 地质(技术)副总、通风副总下达指示给相关的业务科室,由相关单位出具设计,并按照审批程序审批。审批完后由掘进(生产)副总根据施钻地点要求安排施工单位创造施钻条件→施钻条件创造后→由生产技术部、安检科和瓦斯部(工区)进行验收→验收合格后→由技术部按照设计明确的基准线并打桩放线→由瓦斯部技术员按照设计根据基准线标明各个钻孔的开孔位置→放完线后由施钻人员施工。其中,地质钻、放水钻由技术部标明
施工方位,并跟班施工。
第四条 施钻顺序:按照设计确定的施钻顺序施钻。出现废孔后及时书面汇报给技术部或瓦斯部负责人,相关单位下达补充设计,按照补充设计施钻。
第五条 验收程序:验收单一式四份→安检科、通风(部)工区按照要求进行验收→验收完后安检部收集验收单→第二天下午五点半前送通风、地测和瓦斯部。
第六条 钻孔成果图:由地测科负责填写成果图,抽采(瓦斯)工区负责出具评价报告。图纸要求:平面图(1:500)标明煤岩情况,剖面图(1:500)每一组钻孔都要上剖面。
填图要求:钻孔成果单→地测填图分析→第二天四点前调度室填图→每周二、周五下成果建议书→送通防科、抽采、调度、通风副总、地质副总、总工程师→根据建议书分析施钻情况。
第七条 测流要求:揭煤钻孔、迎头抽采钻孔、夹抽钻孔、工作面低负压、高位拦截钻孔、工作面距上下出口和各抽采支管每天检测一次,其余地点每周检测一次。抽采工区负责出具日、周报表、每周四出具系统分析报告→送通风副总审批后→送通防科、通风副总、总工程师。
第八条 放水要求:放水地点实行挂牌管理,填写放水时间、放水人员。各掘进迎头放水、工作面支管距工作面最近的一个钻场由瓦检员放水,其他地点由抽采工区安排专职放水工放水。
第九条 施钻人员必须详细记录钻进过程中的煤岩情况以及钻进过程中出现的异常情况。钻孔施工过程中发现异常时,施钻人员要及时向抽采工区及矿调度室汇报。
第十条 施工钻孔要进行编号管理,施工钻孔时要悬挂对应的孔号牌,钻孔
施工结束后孔号牌由施钻人员固定在该孔上。
第十一条 施钻人员必须严格按设计进行施工,施钻时打到矸石的,打矸石的深度不能超过10根钻杆(特殊钻孔除外),多余的进尺由地测科扣除。
第十二条 封孔时必须保证封孔质量,岩巷封孔深度不得低于5米,煤巷封孔深度不得低于8米。
第十三条 施钻人员必须积极与瓦检员、安检员配合,钻孔的施工及封孔均必须接受监督,严禁弄虚作假。
第十四条 验收人员必须严格按要求验收,并积极监督施钻过程,施钻完毕,积极主动及时进行验收,出现问题及时向矿调度室汇报。
第十五条 抽采(瓦斯)工区管理人员每人每月至少验收二个钻孔,验收完钻孔后现场向调度室汇报,并在钻孔验收单上签字。通防科每周必须对各个抽放地点进行督察,并出督察报告交通风副总和总工程师。
第十六条 钻孔施工地点必须悬挂瓦斯抽放参数检测牌板,牌板上填写的各种参数必须与实际参数相符,严禁弄虚作假。
第十七条 抽采(瓦斯)工区在按设计施工完钻孔后,及时出具竣工资料,统计抽放量、预算抽放时间,抽放效果达到规定后,上报成果给通防科,由通防科通知通风工区安排对预抽块段煤层进行取芯测定煤层瓦斯含量。
第十八条 施工单位必须严格按照通知单要求及时施工钻场,作钻场时,一并连水窝作出。
第十九条 抽采工区各掘进工作面施工的钻孔进尺,与掘进进尺挂钩进行考核,各掘进工作面抽放进尺单独核算,单独考核,钻孔进尺考核后按正常单价核算。
第二十条 各施工地点抽采工区严格按照作业计划规定的进尺施工,如滞后
一天作业计划扣减抽采工区工资500 第二十一条 从施钻开始,保证单孔抽采负压不低于0.013Mpa,抽采工区逐日对抽放循环瓦斯抽放量进行检测分析,计算残余瓦斯含量,经计算残余瓦斯含量小于8m3/t,支管瓦斯浓度小于13%,瓦斯抽放纯量小于0.3m3/min时,通知通防科,由通防科通知通风工区取芯进行煤层瓦斯含量测定,实测残余瓦斯含量小于8m3/t,通风工区进行防突效检,考察指标不超限由抽采工区出具评价报告,按照评价报告掘进。如理论计算抽放到位,实测瓦斯含量大于8m3/t或考察指标超标,继续做补充措施进行抽放,但本循环施工的钻孔进尺支付1/3工资。
第二十二条 经计算和实测残余瓦斯含量小于8m3/t,由抽采工区按照防突管理规定出具抽放效果评价资料送矿分管领导签字后交通防科一份、通风工区一份、地测科一份、矿调度室一份、抽采工区保存一份,抽放工区根据抽放效果评价资料出具循环消突评价评价报告明确循环允许掘进距离送相关单位组织施工。在施工过程中,达到允许掘进距离的80%-90%之间,该循环钻孔进尺按100%考核;达到允许掘进距离90%-100%之间,该循环钻孔进尺按120%考核。中途效检考察指标超限或炮后瓦斯超过3%时,停头重新施钻,按实际掘进进尺比例套算施工钻孔进尺(即:实际施工进尺/本循环允许掘进距离×循环施工钻孔进尺=实际考核钻孔进尺),如钻孔进尺低于30%,按30%执行。
第二十三条 钻孔进尺统计由安检科逐日提供钻孔验收票据给地测科,地测科分类进行统计考核,月底报矿分管领导审核签字送人力资源科进行考核。
第二十四条 矿成立考核领导小组
组 长:总工程师
副组长:通风副总、地质副总
成 员:通防科、通风工区、抽采工区、地测科、矿调度室、人力资源科负
责人。
第二十五条 其他制度、规定如与本规定相抵触,按本规定执行。
地质灾害调查报告
二0一七年八月三十日
贵州万峰矿业有限公司纳雍县化作乡焦硐煤矿
地质灾害调查报告
为切实贯彻落实省委、省政府和市、县近期关于地质灾害防治工作的要求部署以及相关灾害防治工作相关会议精神及贯彻落实纳雍县安全生产监督管理局的要求,结合我矿的实际情况,切实加强煤矿安全工作,有效防范、杜绝地质灾害引发煤矿安全事故的发生,我矿于2017年8月29日对煤矿防汛及地质灾害防治工作进行了全面排查,现将具体情况汇报如下:
一、排查范围及内容
1.排查地质灾害防治组织机构建设情况;
2.排查防汛及地质灾害防治工作值班值守的落实情况; 3.排查汛期地质灾害应急预案的编制及贯彻学习情况,应急物资准备情况;
4.排查矿区范围是否存在地质灾害隐患点,针对灾害隐患点防治措施落实情况;
5.排查矿区范围内是否有因汛期暴雨诱发易滑坡不稳定的山体、崩塌、泥石流等不安全因数;
6.排查矿区范围的护坡、挡墙、围墙堡坎等情况;7.排查范围:矿区内工业广场、矸石场、煤坪、变电所、主要通风机房、井口、办公楼、宿舍楼、瓦斯抽放泵房、民用爆炸物品库房。
二、排查工作的组织领导
为确保此次排查治理工作落到实处,煤矿成立汛期地质灾害隐患排查治理工作领导小组,负责对全矿汛期地质灾害隐患排查治理工作的领导、排查和治理工作。领导小组成员名单如下:
组 长:黄刚
副组长:胡大红、谢南江、王飞 成 员:井下管理人员、地面管理人员。
三、排查工时间
地质灾害防治工作专项检查自查工作排查时间:2017年8月29日。
四、排查的分工及检查路线
1、一组;牵头黄刚、参加王飞及地面管理人员对矿区范围内所有会受威胁点进行排查。
2、二组检查路线:办公楼→宿舍楼→变电所→矸石场→煤坪→工业广场→主斜井→主要通风机房→物资库房→民用爆炸物品库房→瓦斯抽放泵房。
3、三组:牵头胡大红,参加井下管理人员对井下全面排查。
五、检查情况
1.煤矿成立防地质灾害应急事故工作领导小组,落实责任,开展工作。
2.煤矿落实地质灾害值班人员值班、巡视检查地质灾害等不安全因数。
3.煤矿编制有突发性地质灾害应急预案,并组织职工进行学习。4.排查时,未发现目前有矿区范围内有因汛期暴雨诱发易滑坡不稳定的山体、崩塌、泥石流等不安全因数。
5.排查时,矿区范围的护坡、挡墙、围墙、堡坎牢固完好,无裂隙、裂缝、沉降、隆起。
六、存在的主要问题
1、矿区范围内全部是山丘地带,山丘上全部是森林覆盖,不会受到滑坡等灾害影响。
2、对矿区范围内安大垮、罗家寨、大坪子、蒙家寨等地排查,无地灾等任何地质灾害。
3、对矿区内工业广场、矸石场、煤坪、变电所、主要通风机房、井口、办公楼、宿舍楼、瓦斯抽放泵房、民用爆炸物品库房排查不受任何地质灾害的影响。
七、防范措施
(一)强化领导,落实责任。我矿充分认识到当前防范地质灾害对工作形势的严峻性,在思想上保持高度警惕,进一步加强领导,强化职工安全第一的责任意识,坚决克服麻痹侥幸思想,加强预警预报,以防为主,落实责任人,切实把各项防御措施落实到每一个部门,落实到每一个责任人。
(二)突出重点,加强排查。要求我矿点要密切注意天气的变化情况,并根据天气情况及时做好煤矿的防灾部署工作。加强重点部位的查巡,切实抓好村庄、职工宿舍的安全防范工作,及时发现薄弱环节,及时整改,排除险情。
(三)加强监测,严加防范。加强监测地质环境,密切关注矿区及周边地质情况的变化,特别是因汛期暴雨可能诱发易滑坡不稳定的山体,可能受灾的地点要及时划出警戒区域,防止村民、职工伤亡。进一步做好煤矿的护坡、挡土墙、围墙等建筑物的排查工作。
(四)加强值班,畅通信息。加强值班,明确值班领导和值班人员,确保责任到位。要坚持汛期全天值班和昼夜巡查制度,带班领导和值班人员要24小时开机,保证信息畅通。如遇恶劣天气,情况严重的,立即报告政府、通知村民、停止煤矿井下作业,撤出人员。
实习时间: 20xx年7月1日
实习过程
一)、路线地质教学阶段: 1.记下胡沟矿及附近地区的所见所闻。
2.我们进一步熟练掌握小罗盘的使用方法。
3.观察、识别各种基本地质现象,掌握其记录描述方法:
(1)岩矿的野外命名及描述,标本的采集,岩性变化的观察与记录。野外实习中认识实习地区常见岩石,主要为沉积岩,少量火成岩。了解岩石的岩性包括矿物成分、结构、构造及了解矿物的集合体。
(2)地层的观察:野外实习中熟悉实习地区各不同地质时代的地层,包括群与组,弄清岩层产状,地层之间接触关系。
(3)古生物化石的采集、编录及初步鉴定,在地层中产出特点的观察与记录。
(4)褶皱、断裂等各种基本构造现象的识别与确定,构造在空间的变化及其特征的观察和描述。
二)、编写地质调查报告
(1)矿井概况
汝州市胡沟煤矿始建于1974年8月,属地方国有企业,矿井设计生产能力6万吨/年。1984年二水平延伸技术改造后,生产能力提升到15万吨/年。平顶山市中祥圣达煤业有限公司位于汝州市蟒川镇,距汝州市17km,原属6证齐全的生产矿井。该矿井田面积1.47km2,批准开采三个煤层,目前保有地质储量648.7万吨,可采储量262.7万吨(20xx年度资源储量动态检测报告)。
该矿井田位于蟒川盆地中心,侯家沟正断层、何庄正断层、任村断层和刘庄正断层形成的地堑构造内,煤层倾角8—26°,煤层厚度0.2-9.6m,平均厚度3.7m,矿井正常涌水量318m3/h,最大涌水量413m3/h,主要充水水源为距二1煤层底板5—15m的石炭系太原组L7-8灰岩和寒武纪灰岩含水层充水,矿井水文地质条件较复杂。
(2)地理位置与交通条件
平顶山市圣达煤业有限公司位于汝州市南蟒川乡任村境内,距汝州市约17km,属任村矿区。行政区隶属于汝州市蟒川乡任村管辖,交通条件便利。(详见交通位置图)。地理坐标为:东经112°43′48″-112°44′24″;北纬34°02′27″-34°02′58″。
该区属大陆性半干旱气候,据汝州市气象站历年观测记载,年平均降雨量为652.8mm,最大降雨量为1170.9mm,最小降雨量为332.8mm,降雨多集中在7——9月份。年平均蒸发量为2297.3mm,最小蒸发量1637.8mm。年平均气温14.2C,最高气温44.6 C,最低气温-18 C。年平均风速24m/s。最大风速36m/s。冬季多西北风,夏季多东南风。霜冻期一般为当年11月上旬至次年3月上旬,最大冻土深度18cm。
(3) 矿井地质概况
矿区位于伏牛山区平原的过渡地带,本矿井位于焦古山煤田任村矿区的中部及西北部,焦古山煤田是西、南、北三面环山向东开口的山间盆地。焦古山海拔787.34m,为控制区内的制高点,东西走向,绵延于矿区南缘,构成天然屏障,向北逐渐起伏的山前剥蚀台地,倾伏于汝河平原,形成南高北低,西高东低的盆地丘陵地形。圣达煤矿一带地势较为平坦,标高一般+330m—290m。相对高差40m,属剥蚀丘陵地貌。
胡沟矿位于河南省平顶山市汝州市蟒川乡任村,东临丁庄西临下任村。本区周边局部有山西组地层、下石盒子组、上石盒子组部分地层出露,其它多被第四系及古近系覆盖。据地表及以往钻探揭露,地层由老至新依次为寒武系、石炭系、二叠系及第三系和第四系。 本区位于蟒川盆地中心,为一“地堑”构造,区内底层较为平坦,倾角一般6~80,局部可达12~140,本矿区构造以正断层为主,并伴有宽缓的褶曲。据井下开采资料和勘探资料显示,主要构造有:单斜构造、褶皱、断裂等几种构造。
褶皱 褶皱在地壳中分布广泛,规模大小相差悬殊大者延伸几十至几百米,小者可在受标本上见到甚至表现为显微构造。 褶皱岩层中的以个弯曲称为摺曲,他是褶皱构造的基本单位。
背斜 背斜世岩层向上的弯拱的曲折核部是老岩层两侧是新岩层且对称重复出现,两翼岩层倾斜方向一般相反。在胡沟矿区都能看到。
向斜 向斜是岩层向下的弯拱的曲折,核部是新岩层两侧是老岩层且对称重复出现两翼岩层倾斜方向一般相对倾斜。
断裂 断裂构造为岩层受力后产生变形,当压力大到一定的程度或超出岩层的强度极限时,岩层的连续完整性遭到破坏,断裂构造又分为节理和断层。
断层 断层即岩层受地应力的作用后发生破裂,在力的继续作用下沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。断层的规模大小不一,其形态和类型繁多分布较广对煤矿设计和生产都有很大影响根据断层两盘相对位移方向分类可分为正断层,逆断层和平移断层。上盘相对下降,下盘相对上升的断层称为正断层。上盘相对下降,下盘相对上升的断层称为逆断层。两盘岩块沿水平方向相对平移的断层称为平移断层。我们在胡沟矿和任村、刘庄、何庄、侯家沟所见断层均为正断层。 在胡沟矿观察到的断层较清楚。此断层的断裂面平直,走向为东西走向,方向是向正南倾斜,倾角大约在45°左右,岩石为致密的石灰岩,颜色呈灰黑色,其表面有石英和长石形成的纹路。有上下两盘相对移动时形成的浅痕,经过观察,断定此断层形成于古生代晚奥陶统以后的某个时期。
节理 有张节理和剪节理,在任村附近,观察到石灰岩中有张节理,此处张节理呈羽状,其中有石英和方解石侵入形成的。也可以看到石灰岩的人为断裂面有大量的剪节理,其剪节理呈X状,向里延伸,剪节理面用手触摸有光滑感,伴随剪节理生成了大量的裂隙。
地质罗盘的使用方法:使用前先进行磁偏角的校正。测量岩层产状的三要素的:岩层走向的测定,岩层倾向的测定,岩层倾角的测定。对岩层产状三要素的测定就必须学会地质罗盘的正确使用。
结束语
在这次的实习的过程中加深了我对地质知识的学习,尤其是基本理论和基本概念的理解,从之前的书本的学习到现在的亲眼所见及老师对实物的讲解,现在有了更深的认识和学到新的知识,这都归功于此次实习的作用。这次实习更深刻认识到了学习地质的意义,巩固了学习成果。知识从抽象变得具体起来,我学习到了很多书上没有的东西,学会了地质工具的运用。
1 矿井概况
叙永煤矿位于四川省泸州市叙永县城东约15 km处, 始建于1995年, 1999年建成投产, 原设计规模9万t/a, 现生产能力45万t/a, 矿井开采二叠系上统龙潭组 (P3l) C19、C20、C24和C25煤层, 采用下行式开采, 即:C19→C20→C24→C25。煤类属无烟煤。
龙潭组与下伏茅口组呈假整合接触, 其下部的C25煤层上距C24煤层平均7.27 m, 下距茅口组灰岩平均4.87 m。茅口组由浅灰、深灰色中厚至厚层状石灰岩、生物碎屑灰岩夹薄层钙质泥岩组成, 其顶部岩溶裂隙发育。
目前, 矿井所开采煤层为C19和C20煤层, 随着矿井开采深度的不断增加, 其瓦斯含量不断增高, 突出危险性也就越来越大。矿井历年瓦斯涌出量都相对较高, 属高瓦斯矿井, 尤其是近3 a, 绝对瓦斯涌出量有明显的增大趋势, 2009年绝对瓦斯涌出量为16.14 m3/min, 相对瓦斯涌出量为61.71 m3/t (表1) , 均为历年最高。
2 构造特征
2.1 区域构造
古叙矿区地处上扬子古陆块西部四川前陆盆地南部叙永—筠连叠加褶皱带中段北部[2]。矿区构造主要是受由南向北水平挤压应力作用形成的纵弯褶皱, 在平面上为一向南突出的弧形构造群组成, 即古蔺复式背斜 (图1) 。古蔺复式背斜是东西向构造带、南北向构造带和北东向构造带的复合部位, 主要由褶皱及少量断层组成, 生成于燕山期。背斜核部出露地层为寒武系、奥陶系和志留系, 两翼地层为二叠系、三叠系和侏罗系。背斜内部次级褶曲较发育。复式背斜的次级褶皱南北有异, 北翼以宽缓为主, 如落叶坝背斜、大安山向斜、柏杨坪向斜等;背斜南翼以紧密褶皱为主, 如新街背斜、水口寺背斜、石宝向斜, 二郎坝向斜等。古蔺复式背斜两翼不对称, 北翼产状缓, 南翼产状陡, 局部直立甚至倒转。其北翼东部为单斜构造, 西部为次级背斜、向斜相间, 煤系地层迂回其间, 易发育压扭性断层。褶皱带的展布控制了晚二叠世煤层及煤层气资源的分布格局。
2.2 矿井构造
叙永煤矿位于落叶坝背斜东段倾没端北翼, 西端与梯子岩背斜连接, 总体呈一西窄、东宽的扫帚形单斜构造, 地层走向自西向东由东西向逐渐转为北西向, 井田内次级褶曲不甚发育;断层较发育, 多数是小断层, 对煤层具有一定的破坏作用, 其中位于井田中心的F69对煤层破坏较大 (图2) 。
3 矿井瓦斯赋存影响因素分析
3.1 地质构造
叙永—筠连叠加褶皱带 (四级构造单元) 使含煤地层抬升遭受剥蚀, 从而控制了煤层的空间展布形态和煤层瓦斯分布, 矿区主体褶皱控制了中小断层、顺层滑动及层间滑动构造 (层间剪切带) 的发育, 由层滑构造派生的大量小断层 (即煤系隐伏断层) , 使矿井及采煤工作面地质构造复杂化, 它们对矿井煤层瓦斯赋存、分布及聚积起着重要作用。
落叶坝背斜是矿井的控制性褶曲构造, 走向近东西向, 背斜中部受梯子岩背斜横跨的影响, 轴部出露了志留系地层, 含煤地层在该背斜轴部被剥蚀, 使得煤层出露地表, 有利于煤层瓦斯向地表逸散;向翼部及背斜倾伏方向煤层埋深增大, 瓦斯运移距离增加, 构造封闭条件好, 有利于瓦斯的保存。
F69为自西南向东北向横穿井田中部的正断层, 该断层倾角较大, 且从深部直接切割出露至地表, 使得煤层落差40余m, 断层破碎带1~2 m宽, 由砂和泥质角砾石等充填。一般说来, 高角度断层有利于瓦斯逸散, 加之F69断层出露地表且断层较为开阔, 其间充填砂砾, 砂砾透气性较好, 煤层瓦斯可以通过断层释放到大气中, 故在该断层附近煤层瓦斯会有所降低。F20、F62位于井田西端边界附近, 为逆断层, 其中F62造成煤层部分重叠, 对煤层瓦斯有一定封闭作用, 不利于瓦斯逸散, 可能在局部区域形成瓦斯富集。
3.2 煤层埋深
随着煤层埋藏深度的增加, 地应力增高, 煤层和围岩的透气性降低, 瓦斯向地表运移的距离增大, 煤层瓦斯含量和甲烷浓度会相应增加[3]。所以, 在瓦斯风氧化带以下, 瓦斯含量、涌出量及瓦斯压力主要随煤层埋藏深度加大而增加, 形成一定的瓦斯含量增加梯度。结合C19、C24煤层瓦斯含量统计资料, 确定煤层瓦斯含量与煤层埋藏深度之间的回归关系如图3和图4所示。
由图3和图4可以看出, 煤层埋深与瓦斯含量具有较好的正相关性。
3.3 岩溶陷落柱
矿井在建设初期和采掘过程中揭露有多处岩溶陷落柱或陷落柱发育迹象。其中揭露的煤层陷落柱有5处 (图5) , 岩溶陷落柱对其影响范围内的瓦斯含量及甲烷浓度具有重要影响。由于灰岩中的溶洞、溶隙及煤层 (岩溶) 陷落柱发育、分布的不均衡性, 加之“溶蚀管网”与煤层间的距离变化很大, 因此, 其对煤层赋存状态的影响程度和范围也会有大有小, 并在矿井内分别出现相对的高瓦斯区和低瓦斯区。这一现象已由矿井生产证实。如C19煤层S1211工作面 (标高+1 080~+1 100 m) 绝对瓦斯涌出量为2.42~4.32 m3/min, 相对瓦斯涌出量14.09~17.35 m3/t, 属高瓦斯区;深部的S1114工作面 (标高+930~+965 m) 因临近陷落柱影响范围, 其绝对瓦斯涌出量为0.88~1.23 m3/min, 相对瓦斯涌出量为7.42~9.32 m3/t, 属相对低瓦斯区。而岩溶陷落柱影响范围附近测定的瓦斯压力反算含量值为3.22 m3/t, 较相同水平相同埋深下的瓦斯要低得多。
3.4 水文地质条件
研究表明, 岩溶裂隙可以直接排放瓦斯或因含水层水流活动带走部分瓦斯, 这种释放作用随煤层与岩溶裂隙含水层间距不同而强度不一。叙永煤矿茅口组岩溶裂隙发育, 茅口灰岩岩溶裂隙含水层距离上部煤层间距及各煤层瓦斯含量关系见表2。
由表2可以看出, C24煤层距离茅口灰岩岩溶裂隙含水层较C19煤层要近, 且C24煤层测得瓦斯含量普遍较低, 在12-14孔表现得尤为突出。
综上所述, 勘探和生产揭露的资料显示, 矿井内茅口组石灰岩的岩溶管道、溶蚀裂隙均很发育, 在一定程度上构成了岩溶管网, 地下水活动频繁 (目前主要是大气降水补给地下水) 。这对煤层瓦斯, 尤其是煤系下部C25、C24煤层内瓦斯的运移和逸散起到了较好的疏通和带动作用。
4 结论
通过对叙永煤矿瓦斯赋存规律进行分析, 得出以下结论:
(1) 古叙矿区二叠系上统煤系沉积后, 受多期构造影响, 形成一系列纵弯褶皱, 褶皱或褶皱带的规模越大, 层间滑动构造越剧烈。
(2) 矿井煤层瓦斯含量不仅受埋深这一普遍因素的影响, 也受到下部岩溶裂隙含水层的影响。含水层的水流活动可以带走部分瓦斯, 使煤层瓦斯含量降低, 这是导致深部煤层 (C24、C25) 瓦斯含量低于浅部煤层 (C19、C20) 的根本原因。但对于同一煤层而言, 煤层瓦斯含量仍遵循随埋深增加而增加这一普遍规律, 位于陷落柱附近的煤层瓦斯含量有一定程度的减小。
(3) 矿井C19、C20煤层瓦斯含量整体较下部C24、C25煤层要高, 建议矿方调整煤层开采顺序, 试验C24或C25煤层超前开采。
参考文献
[1]张子敏, 张玉贵, 汤达祯, 等.瓦斯地质学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2009.
[2]焦作矿业学院瓦斯地质研究室.瓦斯地质概论[M].北京:煤炭工业出版社, 1991.
【摘 要】简述在煤炭资源的开发过程中所采用的几种水文地质勘探方法,采用综合的水文地质勘探方法可以有效的探查煤矿矿区的水文地质情况,为煤炭资源的后续开发提供依据。
【关键词】勘查;水文地质勘探;煤矿;水文地质
Mine hydrogeological exploration techniques discussed
Qi Lin,Zhu Lin
(Jiangxi Geology and Mineral Exploration and Development Bureau 901 Geological Brigade Pingxiang Jiangxi 337000)
【Abstract】In the exploitation of coal resources in the course of several hydrological geological exploration methods, using comprehensive hydrogeological exploration method can effectively detect coal mine hydrogeological condition of coal resources, to provide the basis for the follow-up development.
【Key words】Exploration;Hydrogeology exploration;Coal mine;Hydrogeology
1. 前言
1.1 煤炭是中国的第一能源,煤炭生产在中国国民经济中具有举足轻重的地位。目前,煤矿深部开采中的水文地质勘探技术是以地球物理方法为先导,其它基础水文地质手段加以配合,依托计算机技术实现水文地质工作的动态管理是煤矿深部开采水文地质勘探的特点。其工作模式可分为三个层面:
(1)井田范围主要可采煤层开采水文地质条件评价;
(2)采区水文地质条件勘查;
(3)综采工作面水文地质条件超前探测。而从现今的发展方向来看,煤矿深部开采水文地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础水文地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合,利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等多元数据,查明采区内断层分布、煤层被埋藏的深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,把三维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型,实现地质资料的信息化、数字化和可视化,为开采水文地质条件的快速评价、生产水文地质工作的动态管理、突发性水文地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。
1.2 煤矿由于受矿井地质条件差、断层发育、煤厚变化大等地质因素的影响,造成生产接续紧张,单靠一种勘探手段很难摸清煤层赋存状况及构造发育规律,采用综合勘探方法,多种勘探手段结合并用,地面采用三维物探手段,井下先期施工多用途探巷,配合钻探及井下物探等手段,针对影响生产的水文地质因素开展各项专题研究,不断进行资料的动态综合分析,取得了较好的地质效果,为矿井的安全高效生产提供了有利的地质保障。
1.3 合理选择勘探目的层,充分利用井下巷道,以大流量、大降深的井下放水试验为主,钻探与物探相结合,多种方法相互验证、相互补充的综合水文地质勘探方法,是查清类似矿井水文地质条件,解放受水害威胁的下组煤的有效技术途径。
2. 传统水文地质勘探
2.1 地质勘探方法。受岩溶承压水威胁的矿井,底板突水是各类因素综合作用的结果,突水机理主要包括;(1)岩溶裂隙水网络的发育情况,是发生底板突水的物质基础;(2)隔水层的厚度及岩性特征,是突水的制约因素;(3)采矿活动造成底板的破坏,是底板突水的诱导因素;(4)断裂构造及原生构造裂隙的发育程度,是导致底板突水的关键因素;(5)水压与矿压的偶合作用也是导致底板突水的重要因素。因此,水文地质条件的探查范围包括了岩溶裂隙水网络发育规律、隔水层的厚度及岩性变化、断裂构造及底板裂隙的发育规律及发育程度、含水层水位变化规律等。
2.2 传统方法的局限性。任何一种单一的勘探方法,只能大致探明某一种突水因素,如:采用传统的地面钻探、抽水及注水试验,只能探明某一点的岩溶发育及富水情况,对于整个开采范围的富水规律难以有效的探明。另外,矿井突水是一个十分复杂的问题,不可能用一个统一的规律进行描述,也就是说,随着空间的变化,水文地质条件发生变化,各类突水因素在突水过程中的作用相互交替变化,如:断层导水型突水,构造的突水机理起到了主导作用,而底板破坏型突水,采矿动压是突水的关键因素。因此,要防止底板突水,就必须对各类突水因素进行全面探查,有针对性的实施综合治理,才能有效的防止水害事故的发生。对水文地质条件的探查,采用单一的探查方法显然是不够的。
3. 采用综合方式进行地质勘探
3.1 采区地面地震勘探。采区设计前,通过采用地面地震勘探手段,查明采区构造形态和断层发育规律,查明煤层赋存状况及底板起伏形态,对影响开采的含水层富水性进行评价,并提出水害防治措施,为采区设计提供可靠的地质资料。同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造,包括落差5m左右的断层、陷落柱和采空区的空间分布形态,根据采区衔接的要求,应提前布置实施。面物探方法较矿井物探方法施工简单,探测效率也高,但受到地表条件的限制。因此,在地表条件允许的前提下,三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。
3.2 微动测深勘查。微动是一种在时间域和空间域都极不规则的震动现象。根据波动理论,微动记录既包含有体波也包含有面波。由于在大多数情况下,微动的震源是在地表面或海底面,在微动中的面波成分相对于体波成分来说占绝对优势,微动测深勘查方法就是利用这一占绝对优势的面波来反演地下地质结构的方法。同时,依据观测形式的不同微动测深探查主要分为一下几种形式:
(1)单点勘查。单点勘查方式观测台阵,一般由两个不同半径的同心圆(内接正三角形)组成,在圆心和圆周上内接正三角形顶点处各设置一套微动观测仪。这种观测方式勘查深度与台阵的大小成正比。根据勘查深度的要求,可采用由3个或3个以上不同半径的同心圆组成观测台阵;
(2)测线勘查。在煤田勘查这种大面积勘探中,单点勘查已经不能满足生产要求。可采用测线(剖面)观测系统,获得S波速度剖面成果图。在测区内按一定间距布置这样的测线,可实现二维微动测深勘探,并反演测区三维S波速度结构,结合钻孔及其它地质资料,可进一步解释速度异常区域的地质意义;
(3)平面探查。在矿区或者要求更精细的勘探,在仪器数量足够多的情况下可采用平面观测,并反演测区三维S波速度体,从而圈出速度异常体或者面。
3.3 井下钻探及综合物探。在放水试验对主要含水层的富水性达到宏观控制(矿井、采区)的基础上,对富水区的每一工作面,针对不同的条件,采用各种物探手段,探明局部导水构造、隔水层变薄带及局部富水带,再用少量的钻探手段进一步验证,有针对性的重点布置注浆改造、疏水降压等治水工程。
(1)井下直流电法透视:从大的范畴来说,井下直流电法透视仍属于矿井直流电法。其目的是探测采煤工作面内部的导水构造、底板含水层的集中富水带。许多矿区的研究和试验证明,井下直流电法透视是探测水文地质异常区最为有效的物探方法之一。
(2)TEM探测:瞬变电磁法(简称TEM),它是利用大功率的发射装置向铺设在地面的矩形线圈(或称发射框)发送双极性大电流,在电流开启和关断时,由于电磁感应作用产生电压脉冲,电压脉冲的衰减产生感应磁场(即一次磁场)。一次磁场随着时间的推移,在地下介质中产生涡流。地下涡流的变化又生产二次磁场,由于不同地质体其电性特征存在差异,其二磁场的衰减亦存在差异。因此,通过研究二磁场的衰减规律,可达到推测、分析地下地质异常体的目的。TEM探测可以探测不同高程的相对富水区,以便有针对性的采取防治水措施。
(3)弹性波CT:即地震层析成相技术,可以推测主要构造的发育情况,但由于该项技术起步比较晚,还有待于进一步完善提高。
(4)瑞利波:利用瑞利波探测技术可以对掘进巷道前方的地质异常体,特别是断裂构造进行超前探查,预防突遇断层出水。该项技术对于探测前方构造效果较好。
4. 结束语
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