自备煤矿矿床开采
水文地质划分
第一节 水文地质
一、矿区水文地质
矿区地处陕北黄土高原中部，属典型的黄土梁峁地貌景观，区内沟谷纵横，地形复杂，第四系松散沉积物广布，基岩沿沟谷出露。地下水的形成与分布受地质、地貌、构造及水文气象诸因素的综合控制。因该区地表坡降大，透水性差，大气降水主要形成地表径流流走，少量渗入补给地下水。
区内地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙、裂隙潜水；基岩裂隙潜水及碎屑岩孔隙、裂隙承压水。厚层泥岩和粘土为主要隔水层。
(一)含（隔）水层特征
1、第四系全新统冲、洪积层孔隙、裂隙潜水含水层（Q4al+pl）
呈带状分布于秀延河、南河、羊马河等较大河流两岸一、二级阶地，岩性一般上为亚粘土、亚砂土，下为砂砾石层，其下为砂泥岩互层，风化裂隙较为发育，与上覆第四系松散层实为不同岩体的同一含水层。第四系松散层一般厚0～5m，基岩风化裂隙带厚30～50m。
富水性中等的分布在秀延河一级阶地的子长县附近齐家湾至冯家屯一线之河道中，水位埋深7～17m，含水层为中细砂层及砂砾石层，厚1～5m，根据粮站水井抽水资料，降深0.9m，涌水量1.23 l/S，单位涌水量1.37 l/S.m。水化学类型HCO3.SO4—Na..Mg型水，矿化度0.45～0.9g/l。主要补给来源为大气降水
和地表水。
水量贫乏区分布于徐家洼—子长县稍柏子沟、石家老庄—县火电厂及徐家乡东部地段。水位埋深7～9m，含水层较薄，据钻孔及民井抽水试验资料，涌水量一般0.2～0.5 l/s，最大涌水量0.637l/s。矿化度相对较高。
水量极贫乏区分布于狭窄的沟谷之中，阶地延伸较短，宽度较窄，且多为基座式阶地，松散层多被疏干。
2、第四系中上更新统离石组、马兰组孔隙裂隙潜水（Q2l+Q3m）
广泛分布于矿区的梁峁地带，梁区厚，沟谷薄，岩性为粉砂质黄土，厚2～
103m，富水性较差。水位埋深较浅，小于10m，靠近黄士梁峁区10～30m。单位涌水量0.065 l/s•m，为弱富水区，水化学类型为HCO3²SO4—Na²Mg型水，矿
化度0.26 g/l。主要补给来源为大气降水，以面状渗出为主要排泄形式，泉流量0.014～0.610 l/s，总流量2.268 l/s。
3、新近系上新统静乐组隔水层（N2j）
出露于矿区的沟谷中，上覆于基岩之上，为紫红色、棕红色粘土，含钙质结核。厚0～100m，为上、下含水层的良好隔水层。
4、侏罗系中统延安组裂隙含水岩组（J2y）
分布于矿区西部，出露于沟谷一带，向东尖灭。岩性为细—中—粗粒砂岩，接受大气降水补给，富水性弱，据邻区贯屯井田《水文一队》施工的水1、水2孔抽水试验资料，划单位涌水量0.0013～0.00507 l/s•m，渗透系数0.00248～
0.00947 m/d，水质多为HCO3²SO4—Na²Mg型水，矿化度低，为0.45～0.51 g/l。
接受大气降水及地表水下渗补给，在沟谷一带以侵蚀性泉的形式排出地表，泉流量0.01～1.00 l/s，总流量7.886 l/s。在有静乐组红土隔水层区呈现出承压性，据羊马河井田Y9孔抽水试验资料，单位涌水量0.000513 l/s•m，渗透系数
0.001487 m/d，矿化度为0.482～0.684 g/l。富水性弱，水质多为HCO3²SO4—Na²Mg和HCO3—Na²Mg²Ca型中硬淡水。
5、三叠系上统瓦窑堡组裂隙承压含水岩组（T3w）
出露于矿区东部沟谷中，西部被掩盖，勘查区内石家沟沟谷中有零星出露，岩性以细—中粒砂岩为主，厚度>371.5m，富水性弱。据724部队水源普查施工的15、36、39、43号孔抽水试验资料，单位涌水量0.00035～0.01 l/s•m，渗透系数0.0065～0.481m/d，矿化度为2.4～5.1g/l。水质多为HCO3—Na²Mg和Cl
—Na型水。可分为上、中两个承压含水岩段：
上段自5号煤底至瓦窑堡组顶面，厚度30.50～41.40m，平均36.65m，富水性弱。出露地表泉水流量0.039～0.454 l/s，总流量2.565 l/s。据羊马河井田Y11孔抽水试验资料，涌水量0.0274 l/s•m，单位涌水量0.000443 l/s•m，渗透系数0.0004387m/d，矿化度为0.480～2.979 g/l，水质为Cl²HCO3—Na和HCO3²SO4—Mg²Na²Ca型水。
中段自3号煤底至5号煤底，厚34.95～44.60m，平均40.23m，富水性弱。
出露地表泉水流量0.039～0.454 l/s，总流量2.565 l/s。据羊马河井田Y11孔抽水试验资料，涌水量0.004 l/s•m，单位涌水量0.0000764 l/s•m，渗透系数
0.0001176m/d，矿化度为5.83g/l，水质为Cl—Na型水。
6、三叠系上统永坪组裂隙承压含水岩组（T3y）
区内无出露。岩性为细—中粒砂岩，厚度大，埋藏深，富水性弱。据724部队水源普查施工的2号孔抽水试验资料，单位涌水量0.184l/sm，渗透系数0.456m/d，矿化度为9.56g/l。
(二)地下水的补给、径流、排泄条件及动态变化
矿区地下水主要接受大气降水补给，各含水层因所处地貌单元不同各有差异。
第四系冲、洪积层潜水主要沿沟谷分布，靠近地表水体，富水性较好，与大气降水和地表水关系密切，丰水期接受大气降水及河水渗入补给，枯水期反向补给河水。
第四系离石组黄土层孔隙裂隙含水层大面积分布于梁峁地带，大气降水是唯一补给来源，地下水自分水岭处向沟谷方向迳流，以泉的形式渗出地表。
新近系静乐组红土构成该含水层的隔水底板。
侏罗系延安组裂隙含水岩组、三叠系瓦窑堡组裂隙承压含水岩组、三叠系永坪组裂隙承压含水岩组等基岩含水岩层在裸露区接受大气降水补给，总体从东向西缓缓迳流，水力坡度仅0.26/1000，受上覆泥岩、粉砂岩隔水层影响，形成承压水，其富水性弱，迳流速度缓慢，愈向深部矿化度愈高，可达5.83g/l，水质类型也由HCO3²SO4—Na²Mg型转化为Cl—Na型。
矿区地表水主要有秀延河、南河和羊马河，平水期汇集了矿区的小溪流和泉水，水量较小，有时会断流，七、八月雨季时，降水量增大，河水水量聚增，呈明显的季节变化规律。
总之，矿区大气降水补给地下水，地下水补给地表水；基岩构造裂隙在风化作用下扩大加深，为地下水提供赋存空间；浅层地下水补给条件好，水量较大，动态变化也大，降水补给滞后期约2个月；深层地下水补给条件差，水量小，动态变化不明显，地下水随埋深增大矿化度逐渐升高，反映出地下水交替速度十分缓慢，几乎到滞流状态。
二、煤矿水文地质
煤矿位于子长矿区的西北部，地貌单元属黄土沟壑区，梁窄沟密，植被稀少，水土流失十分严重。
（一）含（隔）水层(组)的划分及其水文地质特征
煤矿内水文地质条件与矿区条件基本一致，根据地下水的埋藏条件、含水层的岩性、分布范围、富（透）水性，可将区内地下水分为第四系中上更新统黄土孔隙极弱富水含水层、新近系上新统静乐组红土隔水层、三叠系上统瓦窑堡组上段裂隙承压含水岩组、三叠系上统瓦窑堡组中段裂隙承压含水岩组等四个含、隔水层(组)，现分述如下：
1、第四系中上更新统黄土孔隙极弱富水含水层(Q2l+Q3m)
全煤矿广泛分布，为浅黄色，浅棕黄色含砂质粘土，夹钙质结核层，垂直节理发育，疏松、易垮落，受流水侵蚀切割构成黄土地区特有的地貌景观，厚度2～114.30m不等，一般梁区厚，沟谷薄。该层接受大气降水入渗补给，向沟谷方向迳流，以面状渗出为主要排泄形式，泉流量0.014-0.610L/s，水位标高1089.16-1170.80m，富水性弱。据邻区泉水水质化验资料，矿化度0.470g/L，为HCO3-Na.Mg型中硬淡水，水温9.5-24℃。
2、新近系上新统静乐组红土，隔水层(N2j)
零星出露于石家沟沟谷中，岩性为棕红色粘土，含多层钙质结核，夹有透镜状砂砾石层，砾石多为泥砾、砂砾，磨园中等，最大砾径3.0cm，半固结状，厚0～42.10m，粘土致密，持水性好，透水性弱，该层无泉水、水井分布，为上下含水层的良好隔水层。
3、三叠系上统瓦窑堡组上段裂隙承压含水岩组(T3w上)
上段自5号煤底板砂岩至瓦窑堡顶面，全煤矿分布，石家沟谷有零星出露。岩性为厚层中粒砂岩及细粒砂岩，灰-灰黒色粉砂岩、砂质泥岩夹泥岩薄层，砂岩胶结类型为孔隙式，平均厚度49.67m。该层裂隙不发育，富水性弱，据野外测绘调查泉流量0.039-0.454L/s，据邻区羊马河井田Y11抽水资料，涌水量0.0274L/s，单位涌水量0.000443L/s²m，渗透系数0.0004387m/d，水质化验结果，矿化度0.480-2.979g/L，属CI²HCO3-Na及HCO3²SO4-Mg²Na²Ca型，水温
9-16.5℃。
4、三叠系上统瓦窑堡组中段裂隙承压含水岩组(T3w3)
中段自3号煤底至5号煤层底板砂岩，全煤矿分布，埋藏较深。岩性为灰白-灰黒色中细粒砂岩，粉砂岩、泥岩及煤层，砂岩胶结类型为孔隙式，具水平及波状层理，平均厚度27.78m，该层裂隙稀疏，岩芯完整，采取率一般大于80%，富水性弱。据邻区羊马河井田Y11抽水资料，涌水量0.004L/s，单位涌水量0.0000764L/s²m，渗透系数0.0001176m/d，水质化验结果，矿化度5.83g/L，属CI-Na型中等矿化水，水温15.5℃。
（二）地下水补给、迳流、排泄条件
区内地下水主要接受大气降水补给，因各含水层所处地貌单元不同而各有差异。
第四系黄土孔隙潜水含水层大面积分布于梁峁带，大气降水是唯一补给来源，地下水自分水峰向沟谷方向迳流，以泉的形式渗出地表，新系红土构成该含水层的隔水底板。
基岩含水岩层在区外裸露区接受大气降水补给，总体由东向西缓慢迳流，水力坡度仅0.28╱10000，因受上覆泥岩、粉砂岩隔水层影响，形成承压水，该层富水性弱，迳流速度缓慢，愈向深部矿化度愈高，可达5.83g/L，水质类型也由HCO3²SO4- Na ²Mg型转化为CL-Na型。
（三）矿坑水水质
据以往煤矿主井采集到矿坑水水质分析报告，矿坑水取样深度80 m，水温11℃，矿化度1.83g/L，水质类型属HCO3—Na型水。
（四）动态变化
据以往长观资料大气降水补给地下水，地下水补给地表水，基岩构造裂隙在风化作用下扩大加深，为地下水提供一定的赋存空间。浅层地下水补给条件好，水量较大，动态变化也较大，降水补给滞后期约2个月；深层水补给条件差，水量小，动态变化不明显，地下水随深度增加矿化度逐渐升高，反映出地下水交替速度十分缓慢，几乎到滞流状态。
(五)水文地质勘探类型
煤矿位于子长东西缓倾斜的单斜构造内，末见较大断裂存在，构造简单，煤层直接充水含水层为瓦窑堡组中上段裂隙承压含水组，因裂隙不发育，迳流条
件差，富水性弱（q＜0.01 l／s²m）。因此煤矿水文地质类型为以裂隙充水为主的水文地质条件简单型，即Ⅱ类Ⅰ型。
第二节 矿床充水因素分析
一、现采矿井水文地质特征
煤矿开采煤层为3号、5号，矿井水主要来自瓦窑堡组煤层上部的砂岩裂隙内，多以渗出、滴出的方式充入巷道，水量较小，据长观资料，涌水量20～50m3／d，一般情况下，在放顶初期水量稍大，持续很短时间后，涌水量剧减，说明矿坑水主要为导水裂隙带影响范围内含水层的储存量，且补给条件差。矿井煤层稳定，地层平缓，无断裂，构造简单，水文地质条件属简单类型。
目前，煤矿开采5号煤层，矿井每日抽水2～4小时即可排干矿井水。自建井以来尚未出现过灾害性突水现象。
二、矿区充水因素分析
（一）大气降水
本区属温暖带半干旱气候，降水量少，据子长县气象资料，1991-2006年降水量237.0～742.30mm，平均年降水量465.98mm,大气降水主要集中在7、8、9月，约占全年降水量的60％以上，因区内沟谷纵横，地表坡降比大，透水性差，大气降水主要形成地表径流，少量渗入补给地下水。
（二）地表水
区内地表水归属秀延河流域，区内有其支流一条。
（三）地下水
据邻区羊马河井田于15号孔5号煤上覆地层采集了8组岩样进行饱合单轴抗压强度测试，平均抗压强度36.5MPa。因此未来矿井导水裂隙带最大高度采用现行《矿井水文地质规程》中煤层上覆岩层为中硬盖层（饱合单轴抗压强度20
—40MPa）规定的公式钻孔导水裂隙带高度统计表
Hf=（100m/3.3n+3.8）±5.1
式中：Hf——煤层导水裂隙带最大高度m
M——煤层厚度（取5号煤）m
N——煤层分层开采次数，本井田n=1
±5.1——计算误差，为矿井生产安全，取正值。
经过对发电自备2个钻孔的计算统计，5号煤导水裂隙带最小33.97m，最大值不超过38m，3号煤导水裂隙带最小12.14m，最大值不超过16m，除F3钻孔计算导水裂隙带进入上覆土层外，其余全部只涉及到瓦窑堡组第五段，均未波及到地表。
另经过对羊马河井田23个钻孔，南家咀井田14个钻孔的计算统计，导水裂隙带最小30.45m，最大值不超过55m，除个别钻孔计算导水裂隙带进入上覆土层外，其余全部只涉及到瓦窑堡组第五段，均未波及到地表，所以未来矿井的主要充水含水层为T3w4中的中粗粒砂岩，该层补给来源单一，富水性微弱，个别地
段甚至无水，对矿井不会造成危害。
（四）老窑水
区内煤层埋藏浅，便于人工开采，因此区内小煤窑分布很多，特别是前几年，小煤窑投产更多，在关闭小窑后，大部分煤窑形成集水区，对未来矿井造成很大威胁。在以后的开采中，当邻近老窑时，应注意观测矿坑涌水量变化，引起高度重视。
第三节 矿井涌水量预算
煤矿地层平缓，富水性弱，水文地质条件简单，主要可采煤层为5号及3号煤层。
一、未来矿井涌水量预算
(一)产量比拟法
2004年对原发电自备煤矿进行了煤矿排水量及煤炭产量调查。调查结果见
表6-4-1。
表6-4-1 煤矿排水量及煤炭产量调查表
由表可见，三个矿平均日出水量40m3，最大日出水量50m3，未来矿井设计能力年产量30万吨，即日产821.92吨，矿井涌水量采用以下公式：
Q=Kp³P
式中：Q：未来矿井涌水量m3/d
Kp：富水系数m3/t
P：未来矿井煤炭产量T/d
全煤矿正常涌水量Q=0.56³821.92=460.27m3/d=19.17m3/h
全煤矿最大涌水量Qmax=0.61³821.92=501.37m3/d=20.89m3/h
(二)大井法
煤层直接充水含水层为上部承压含水岩组，涌水量预算采用承压-无压公式
Q=1.366K〈(2H-M)M-(H-S)2〉
LgR-LgR0
式中：Q：未来矿井涌水量(m3/d)
K:渗透系数m/d K=0.24
H：水柱高度(m) H=37.87m
S：水位降深(m) 取H=S=37.87.60m
M：含水层厚度(m) 取M=30.05m
R0：大井引用半径(m)
Ro=(F/3.1416)1/2
R0=1241m
r0：影响半径(m)
r0=10S(K)1/2=185.52m
R：引用影响半径(m) R=r0+R0
R=1611.52m
将以上参数代入公式计算得全煤矿涌水量42.33m3/h。
二、涌水量评价
以上对未来矿井涌水量釆用了“产量比拟法”、“大井法”进行了预算，其结果产量比拟法全煤矿正常涌水量19.17m3/h、最大涌水量20.89m3/h，大井法全煤矿涌水量42.33m3/h。
自备煤矿矿井防治水调查
第一节 矿井水文安全条件分析
一、水文地质概况
（一）矿井水文地质条件
1、以裂隙充水为主，属水文地质简单II类I型。
2、井下充水因素分析
（1）大气降水：因地表坡降大，透水性差，少量补给井下。
（2）地下水：根据岩样分析，岩层平均抗压极限强度36.5MPa，其导水裂隙带计算高度最小30.45m，最大55m，裂隙带高度均未达到地面。含煤地层瓦窑堡组承压水岩层富水性弱，不会对矿井开采构成危胁。
（3）老窑积水：井田内煤层埋藏浅，报废小窑多，采空区范围大，在矿井建设和生产过程中老窑积水必须引起足够的重视，采取行之有效的预防措施。
（二）矿井涌水量
根据周边小煤矿调查资料，矿井涌水量一般为251～283m3/d，即小时涌水量为10.45m3～12.0m3/h，考虑到井型扩大，开采范围增大，同时井田东部有大面积老空区积水。设计确定矿井正常涌水量30 m3/h，最大涌水量40 m3/h。
（三）地表水
1、秀延河，位于井田北部，平水期流量123 m3/s，洪水期较大4670m3/s（2002年）大气降水和地表水为主要补给水源。
2、井田内南沟为季节性溪流，注入秀延河，由于狭谷延伸短，宽度窄，多为基座式阶地，松散层多被疏干为贫水区，沟流流量不大且随季节变化。工业场地应有必要防洪排涝措施。
二、矿井水文安全条件评价
1、井田勘探程度低，应进行补充勘探，确保矿井建设和生产的安全性。
2、井田内老窑密布，采空区范围及现状不详，矿井建设和生产中要做好安全煤柱留设、探放水等工作。
第二节 矿井防治水措施
一、矿井开拓、开采所采取的安全保护保证措施
根据井田煤层赋存条件和水文地质条件，矿井开拓开采主要采取以下安全保证措施：
1、针对上部煤层老空区范围较大的特点，在地质部门所做工作的基础上，矿井生产单位必须采用先进的手段（如电法物探查清老空区分布范围），准确掌握老空区范围，保证采空区边界安全煤柱的宽度。
2、配备足够数量的探放水及注浆堵水设备。
3、留设井田边界煤柱和采区隔离煤柱。
4、井下设排水泵房、水仓、水沟、排水管路等排水系统。并保证足够的排水能力。
5、对巷道开拓及回采所可能遇到的断层、含水层提前进行探放水，查明断层的水文地质要素，据此经技术经济比较采取留设防水煤柱、注浆堵水、疏放等措施。
6、对未封闭好的钻孔根据具体情况采取重封、留设防水煤柱、探放钻孔水等措施。
7、对于影响采掘的老空水采取探放的措施。
8、对主要含水层建立地下水动态观察系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。
二、安全煤柱
设计按照《建筑、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的规定对矿井的各类安全煤柱进行留设。分述如下：
1、井田边界煤柱20m。
2、老窑采空区边界煤柱30m。
3、大巷边界煤柱30m，工作面顺槽间煤柱20m。
4、地面油井、输气管道煤柱5号煤层50m，3号煤层70m。
5、井筒煤柱50m。
6、地面工业场地：表土（或冲积层）移动角取45°，基岩移动角取73°。工业场地保护等级为Ⅱ级，围护带宽度按15m留设，并考虑场地平面形状，建（构）筑物分布。保护煤柱从保护对象的受护边界起以移动角法设计。
三、防老窑积水
1、制定探放水安全措施，指导探放水工作；
2、坚持“先探后掘”的原则，工作面接近封闭不良的钻孔时必须提前闭巷，距离≮20m；
3、掘进工作面接近老窑导水区时，严格执行“有疑必探，先探后掘” 的原则；
4、在掘进工作面和其他地点发现挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、 水叫、顶板淋水加大、顶板来压、顶板鼓起或产生裂隙渗水、水色发浑、有臭味等现象时必须停止作业，撤离人员。设计配备TZV-150型探水钻 1台。
四、井下探放水措施
（一）探放水原则
1、接近含水层、导水断层、可能与河流等水体相通的断层破碎带、水淹区(或情况不明井巷)，应加强探水工作。
2、接近各类防水煤柱或打开水体隔离煤柱前要作好探水工作。
3、接近断层、陷落柱、未封闭又可能突水的钻孔时应加强探水。
4、采动影响范围内有承压水等又存在隔水岩柱厚度不清，在接近水文复杂地段又情况不明时，要加强探水。
5、采、掘工程接近其它可能突水段时要加强探水。
6、坚持做到“有疑必探、先探后掘”。
7、矿井建设和生产过程中，要高度重视小断层导水性的探查工作，必要时应及时注浆预防突水。
（二）设备选择
设计选择CT-2超声波围岩裂隙探测仪，生产中要加强顶板围岩裂隙探测工作，防止发生透水事故，掘进配备了MYZ-150型钻机，掘进过程中要边掘边探，先探后掘。
（三）安全技术措施
1、探放水前首先核定矿井排水能力，检查维修排水设备、清理水沟水仓。
2、涌水量大的地区探放水应设临时水闸门，确定熟悉避灾路线，并从探水点到避灾路线应有良好的通风和照明条件。
3、探放水巷道施工严格控制掘进方向，采用多打眼、少装药、放小炮、加强通风、定期检测瓦斯等掘进措施，同时应保证有两个安全出口，便于通风、泄水及人员撤退。
4、向老空区掘进贯通前，应加强通风，防止老空区瓦斯、硫化氢气体逸出伤人。
五、矿井排水：
1、主排水设备
根据矿井涌水量和排水高度，井下主水泵房选用MD46－30³5型矿用耐磨单吸多级分段式离心水泵三台，其中一台工作，一台备用，一台检修。井下涌水汇集于主、副水仓内，由主水泵和敷设于副立井井井筒内的排水管路、以及地面管路，排至设于工业场地内的井下水处理站内。坚持使用机械排水满足安全要求。
井下沿煤层布置巷道由于煤层地板起伏，巷道中会出现积水。在生产中根据实际情况在巷道适当位置设置水窝，用小水泵排至井下水仓，加强井下排水，确保环节通畅，无积水。
2、防水设施
主水泵房通道内均设置能防水的密闭门，发生水患时，关闭密闭门，可保证矿井排水系统的正常工作。
六、地表防治水措施
矿井工业场地位于南沟支沟的西南侧坡台地上，防止山洪对井下及工业场地的威胁，保证安全生产是矿井设计的重要内容之一。因此除矿井工业场地选择、井口及有关重要建筑物标高的确定必须严格按照《煤炭工业矿井设计规范》规定执行外，还必须做好矿井工业场地的防洪设计。
（一）防洪标准［重现期（a）］
井口和矿井工业场地设计频率为1/100，井口校核频率为1/300。
防洪设计标高应按洪水重现期的计算水位加安全高度。安全高度在山区应为1.0m。井口的设计标高应以校核标准检验，按二者的最大值确定。
（二）洪峰流量：
该矿井工业场地位于南沟支沟内，支沟上方为尽头式梁峁山体，工业场地及井口无洪水威胁，不存在防洪问题，故无需进行洪峰流量计算。地面排涝利用场地东侧的排洪沟将场区地面的雨水排出。
（三）场内排水
场内排水采取场地自然排入道路及排水沟相结合的方式，将地面雨水排入场地东侧排洪沟内，排洪沟在场区东侧挖方坡脚下，横断面为梯形。在场区东侧及西侧挖方坡脚下设排水明沟，横断面为矩形，底宽0.4m，深0.5m，排水沟结构为浆砌片石。
所选工业场地标高为＋1130～＋1138m，井口标高＋1130和＋1138m，沟底标高为＋1120m不受洪水威胁，场地平均坡度满足排水要求。
第三节 井下防治水安全设施
一、排水设施
（一）设计依据
矿井正常涌水量 30m3／h；
矿井最大涌水量 40m3／h；
副立井井口标高 ＋1130.00m；
副立井井底标高 ＋1047.00m（5号煤层底板标高）；
副立井井底标高 ＋1006.00m（3号煤层底板标高）； 副立井井筒垂深 124m（至3号煤层底板标高）。
（二）排水系统
井下主排水泵房设在副立井井底西侧。井下涌水汇集于主、副水仓内，由井下主排水泵房的水泵和敷设于副立井井井筒内的排水管路、以及地面管路，排至设于工业场地内的井下水处理站调节池内。
（三）设备选型
1、设计要求工作水泵最小排水能力
矿井正常涌水量时 QR=1.2³30=36m3/h
矿井最大涌水量时 QB=1.2³40=48m3／h
2、水泵选型
根据矿井涌水量和排水高度，对适合于该矿井下排水的各类水泵进行分析比较后，设计确定选用MD46－30³5型矿用耐磨单吸多级分段式离心水泵三台，其中一台工作，一台备用，一台检修。
水泵工况按照一台水泵对应于1趟管路确定，计算如下：
管路特性方程：
管路运行初期 Hch=(129+0.005679Q2)³9.80665kPa
管路淤积后 Hyh=(129+0.0096543Q2)³9.80665kPa
其单台水泵运行工况点技术参数如下：
管路运行初期 流 量 50m3/h；
扬 程 1402.8Kpa；
效 率 71.8％。
管路淤积时 流 量 46.2m3/h；
扬 程 1463.7Kpa；
效 率 72％。
泵房按三台水泵两趟管路布置，矿井正常涌水量时，一台工作，一台备用，一台检修；最大涌水量时二台工作。
为便于检修，泵房设置SC—2型手动单轨小车一台，配备WA2型环链手拉葫芦一台，起重量2000kg，起重高度2.5m。
3、电动机选型
水泵轴功率：
管路运行初期 27.66kW；
管路淤积时 26.59kW。
每台水泵选配YB200L2—2型隔爆电动机一台。其功率为37kW,电压660V, 转速2950r/min, 效率75％。
4、排水管路
排水管路沿副立井井筒敷设两趟，选用φ108³4.5无缝钢管，管路铺设长度450³2m。矿井正常涌水量时，一趟工作，一趟备用；最大涌水量时，两趟同时工作。
5、水泵昼夜工作时间
矿井正常涌水量时： 管路运行初期 14.4h；
管路淤积时期 15.58h；
矿井最大涌水量时： 管路运行初期 9.6h；
管路淤积时期 10.39h。
6、排水电耗
年排水电耗： 管路运行初期154773kW²h/a；
管路淤积时期160996kW²h/a；
排出1m3井下涌水电耗 管路运行初期0.57 kW²h；
管路淤积时期0.594kW²h；
吨煤排水电耗 管路运行初期0.5159 kW²h；
管路淤积时期0.5367 kW²h。
每吨水百米电耗 管路运行初期0.434 kW²h；
管路淤积时期0.45 kW²h。
二、防水设施
主水泵房通道内均设置能防水的密闭门，发生水患时，关闭密闭门，可保证矿井排水系统的正常工作。
三、安全出口设施
井下发生水患时，关闭密闭门后，人员、抢险设备可从管子道进入，继续排水，消除水患。另一方面，人员可经管子道经副立井至地面，保证人身安全。
自备煤矿
2015年6月
自备煤矿矿床开采
水文地质划分
第一节 水文地质
一、矿区水文地质
矿区地处陕北黄土高原中部，属典型的黄土梁峁地貌景观，区内沟谷纵横，地形复杂，第四系松散沉积物广布，基岩沿沟谷出露。地下水的形成与分布受地质、地貌、构造及水文气象诸因素的综合控制。因该区地表坡降大，透水性差，大气降水主要形成地表径流流走，少量渗入补给地下水。
区内地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙、裂隙潜水；基岩裂隙潜水及碎屑岩孔隙、裂隙承压水。厚层泥岩和粘土为主要隔水层。
(一)含（隔）水层特征
1、第四系全新统冲、洪积层孔隙、裂隙潜水含水层（Q4al+pl）
呈带状分布于秀延河、南河、羊马河等较大河流两岸一、二级阶地，岩性一般上为亚粘土、亚砂土，下为砂砾石层，其下为砂泥岩互层，风化裂隙较为发育，与上覆第四系松散层实为不同岩体的同一含水层。第四系松散层一般厚0～5m，基岩风化裂隙带厚30～50m。
富水性中等的分布在秀延河一级阶地的子长县附近齐家湾至冯家屯一线之河道中，水位埋深7～17m，含水层为中细砂层及砂砾石层，厚1～5m，根据粮站水井抽水资料，降深0.9m，涌水量1.23 l/S，单位涌水量1.37 l/S.m。水化学类型HCO3.SO4—Na..Mg型水，矿化度0.45～0.9g/l。主要补给来源为大气降水
和地表水。
水量贫乏区分布于徐家洼—子长县稍柏子沟、石家老庄—县火电厂及徐家乡东部地段。水位埋深7～9m，含水层较薄，据钻孔及民井抽水试验资料，涌水量一般0.2～0.5 l/s，最大涌水量0.637l/s。矿化度相对较高。
水量极贫乏区分布于狭窄的沟谷之中，阶地延伸较短，宽度较窄，且多为基座式阶地，松散层多被疏干。
2、第四系中上更新统离石组、马兰组孔隙裂隙潜水（Q2l+Q3m）
广泛分布于矿区的梁峁地带，梁区厚，沟谷薄，岩性为粉砂质黄土，厚2～
103m，富水性较差。水位埋深较浅，小于10m，靠近黄士梁峁区10～30m。单位涌水量0.065 l/s•m，为弱富水区，水化学类型为HCO3²SO4—Na²Mg型水，矿
化度0.26 g/l。主要补给来源为大气降水，以面状渗出为主要排泄形式，泉流量0.014～0.610 l/s，总流量2.268 l/s。
3、新近系上新统静乐组隔水层（N2j）
出露于矿区的沟谷中，上覆于基岩之上，为紫红色、棕红色粘土，含钙质结核。厚0～100m，为上、下含水层的良好隔水层。
4、侏罗系中统延安组裂隙含水岩组（J2y）
分布于矿区西部，出露于沟谷一带，向东尖灭。岩性为细—中—粗粒砂岩，接受大气降水补给，富水性弱，据邻区贯屯井田《水文一队》施工的水1、水2孔抽水试验资料，划单位涌水量0.0013～0.00507 l/s•m，渗透系数0.00248～
0.00947 m/d，水质多为HCO3²SO4—Na²Mg型水，矿化度低，为0.45～0.51 g/l。
接受大气降水及地表水下渗补给，在沟谷一带以侵蚀性泉的形式排出地表，泉流量0.01～1.00 l/s，总流量7.886 l/s。在有静乐组红土隔水层区呈现出承压性，据羊马河井田Y9孔抽水试验资料，单位涌水量0.000513 l/s•m，渗透系数
0.001487 m/d，矿化度为0.482～0.684 g/l。富水性弱，水质多为HCO3²SO4—Na²Mg和HCO3—Na²Mg²Ca型中硬淡水。
5、三叠系上统瓦窑堡组裂隙承压含水岩组（T3w）
出露于矿区东部沟谷中，西部被掩盖，勘查区内石家沟沟谷中有零星出露，岩性以细—中粒砂岩为主，厚度>371.5m，富水性弱。据724部队水源普查施工的15、36、39、43号孔抽水试验资料，单位涌水量0.00035～0.01 l/s•m，渗透系数0.0065～0.481m/d，矿化度为2.4～5.1g/l。水质多为HCO3—Na²Mg和Cl
—Na型水。可分为上、中两个承压含水岩段：
上段自5号煤底至瓦窑堡组顶面，厚度30.50～41.40m，平均36.65m，富水性弱。出露地表泉水流量0.039～0.454 l/s，总流量2.565 l/s。据羊马河井田Y11孔抽水试验资料，涌水量0.0274 l/s•m，单位涌水量0.000443 l/s•m，渗透系数0.0004387m/d，矿化度为0.480～2.979 g/l，水质为Cl²HCO3—Na和HCO3²SO4—Mg²Na²Ca型水。
中段自3号煤底至5号煤底，厚34.95～44.60m，平均40.23m，富水性弱。
出露地表泉水流量0.039～0.454 l/s，总流量2.565 l/s。据羊马河井田Y11孔抽水试验资料，涌水量0.004 l/s•m，单位涌水量0.0000764 l/s•m，渗透系数
0.0001176m/d，矿化度为5.83g/l，水质为Cl—Na型水。
6、三叠系上统永坪组裂隙承压含水岩组（T3y）
区内无出露。岩性为细—中粒砂岩，厚度大，埋藏深，富水性弱。据724部队水源普查施工的2号孔抽水试验资料，单位涌水量0.184l/sm，渗透系数0.456m/d，矿化度为9.56g/l。
(二)地下水的补给、径流、排泄条件及动态变化
矿区地下水主要接受大气降水补给，各含水层因所处地貌单元不同各有差异。
第四系冲、洪积层潜水主要沿沟谷分布，靠近地表水体，富水性较好，与大气降水和地表水关系密切，丰水期接受大气降水及河水渗入补给，枯水期反向补给河水。
第四系离石组黄土层孔隙裂隙含水层大面积分布于梁峁地带，大气降水是唯一补给来源，地下水自分水岭处向沟谷方向迳流，以泉的形式渗出地表。
新近系静乐组红土构成该含水层的隔水底板。
侏罗系延安组裂隙含水岩组、三叠系瓦窑堡组裂隙承压含水岩组、三叠系永坪组裂隙承压含水岩组等基岩含水岩层在裸露区接受大气降水补给，总体从东向西缓缓迳流，水力坡度仅0.26/1000，受上覆泥岩、粉砂岩隔水层影响，形成承压水，其富水性弱，迳流速度缓慢，愈向深部矿化度愈高，可达5.83g/l，水质类型也由HCO3²SO4—Na²Mg型转化为Cl—Na型。
矿区地表水主要有秀延河、南河和羊马河，平水期汇集了矿区的小溪流和泉水，水量较小，有时会断流，七、八月雨季时，降水量增大，河水水量聚增，呈明显的季节变化规律。
总之，矿区大气降水补给地下水，地下水补给地表水；基岩构造裂隙在风化作用下扩大加深，为地下水提供赋存空间；浅层地下水补给条件好，水量较大，动态变化也大，降水补给滞后期约2个月；深层地下水补给条件差，水量小，动态变化不明显，地下水随埋深增大矿化度逐渐升高，反映出地下水交替速度十分缓慢，几乎到滞流状态。
二、煤矿水文地质
煤矿位于子长矿区的西北部，地貌单元属黄土沟壑区，梁窄沟密，植被稀少，水土流失十分严重。
（一）含（隔）水层(组)的划分及其水文地质特征
煤矿内水文地质条件与矿区条件基本一致，根据地下水的埋藏条件、含水层的岩性、分布范围、富（透）水性，可将区内地下水分为第四系中上更新统黄土孔隙极弱富水含水层、新近系上新统静乐组红土隔水层、三叠系上统瓦窑堡组上段裂隙承压含水岩组、三叠系上统瓦窑堡组中段裂隙承压含水岩组等四个含、隔水层(组)，现分述如下：
1、第四系中上更新统黄土孔隙极弱富水含水层(Q2l+Q3m)
全煤矿广泛分布，为浅黄色，浅棕黄色含砂质粘土，夹钙质结核层，垂直节理发育，疏松、易垮落，受流水侵蚀切割构成黄土地区特有的地貌景观，厚度2～114.30m不等，一般梁区厚，沟谷薄。该层接受大气降水入渗补给，向沟谷方向迳流，以面状渗出为主要排泄形式，泉流量0.014-0.610L/s，水位标高1089.16-1170.80m，富水性弱。据邻区泉水水质化验资料，矿化度0.470g/L，为HCO3-Na.Mg型中硬淡水，水温9.5-24℃。
2、新近系上新统静乐组红土，隔水层(N2j)
零星出露于石家沟沟谷中，岩性为棕红色粘土，含多层钙质结核，夹有透镜状砂砾石层，砾石多为泥砾、砂砾，磨园中等，最大砾径3.0cm，半固结状，厚0～42.10m，粘土致密，持水性好，透水性弱，该层无泉水、水井分布，为上下含水层的良好隔水层。
3、三叠系上统瓦窑堡组上段裂隙承压含水岩组(T3w上)
上段自5号煤底板砂岩至瓦窑堡顶面，全煤矿分布，石家沟谷有零星出露。岩性为厚层中粒砂岩及细粒砂岩，灰-灰黒色粉砂岩、砂质泥岩夹泥岩薄层，砂岩胶结类型为孔隙式，平均厚度49.67m。该层裂隙不发育，富水性弱，据野外测绘调查泉流量0.039-0.454L/s，据邻区羊马河井田Y11抽水资料，涌水量0.0274L/s，单位涌水量0.000443L/s²m，渗透系数0.0004387m/d，水质化验结果，矿化度0.480-2.979g/L，属CI²HCO3-Na及HCO3²SO4-Mg²Na²Ca型，水温
9-16.5℃。
4、三叠系上统瓦窑堡组中段裂隙承压含水岩组(T3w3)
中段自3号煤底至5号煤层底板砂岩，全煤矿分布，埋藏较深。岩性为灰白-灰黒色中细粒砂岩，粉砂岩、泥岩及煤层，砂岩胶结类型为孔隙式，具水平及波状层理，平均厚度27.78m，该层裂隙稀疏，岩芯完整，采取率一般大于80%，富水性弱。据邻区羊马河井田Y11抽水资料，涌水量0.004L/s，单位涌水量0.0000764L/s²m，渗透系数0.0001176m/d，水质化验结果，矿化度5.83g/L，属CI-Na型中等矿化水，水温15.5℃。
（二）地下水补给、迳流、排泄条件
区内地下水主要接受大气降水补给，因各含水层所处地貌单元不同而各有差异。
第四系黄土孔隙潜水含水层大面积分布于梁峁带，大气降水是唯一补给来源，地下水自分水峰向沟谷方向迳流，以泉的形式渗出地表，新系红土构成该含水层的隔水底板。
基岩含水岩层在区外裸露区接受大气降水补给，总体由东向西缓慢迳流，水力坡度仅0.28╱10000，因受上覆泥岩、粉砂岩隔水层影响，形成承压水，该层富水性弱，迳流速度缓慢，愈向深部矿化度愈高，可达5.83g/L，水质类型也由HCO3²SO4- Na ²Mg型转化为CL-Na型。
（三）矿坑水水质
据以往煤矿主井采集到矿坑水水质分析报告，矿坑水取样深度80 m，水温11℃，矿化度1.83g/L，水质类型属HCO3—Na型水。
（四）动态变化
据以往长观资料大气降水补给地下水，地下水补给地表水，基岩构造裂隙在风化作用下扩大加深，为地下水提供一定的赋存空间。浅层地下水补给条件好，水量较大，动态变化也较大，降水补给滞后期约2个月；深层水补给条件差，水量小，动态变化不明显，地下水随深度增加矿化度逐渐升高，反映出地下水交替速度十分缓慢，几乎到滞流状态。
(五)水文地质勘探类型
煤矿位于子长东西缓倾斜的单斜构造内，末见较大断裂存在，构造简单，煤层直接充水含水层为瓦窑堡组中上段裂隙承压含水组，因裂隙不发育，迳流条
件差，富水性弱（q＜0.01 l／s²m）。因此煤矿水文地质类型为以裂隙充水为主的水文地质条件简单型，即Ⅱ类Ⅰ型。
第二节 矿床充水因素分析
一、现采矿井水文地质特征
煤矿开采煤层为3号、5号，矿井水主要来自瓦窑堡组煤层上部的砂岩裂隙内，多以渗出、滴出的方式充入巷道，水量较小，据长观资料，涌水量20～50m3／d，一般情况下，在放顶初期水量稍大，持续很短时间后，涌水量剧减，说明矿坑水主要为导水裂隙带影响范围内含水层的储存量，且补给条件差。矿井煤层稳定，地层平缓，无断裂，构造简单，水文地质条件属简单类型。
目前，煤矿开采5号煤层，矿井每日抽水2～4小时即可排干矿井水。自建井以来尚未出现过灾害性突水现象。
二、矿区充水因素分析
（一）大气降水
本区属温暖带半干旱气候，降水量少，据子长县气象资料，1991-2006年降水量237.0～742.30mm，平均年降水量465.98mm,大气降水主要集中在7、8、9月，约占全年降水量的60％以上，因区内沟谷纵横，地表坡降比大，透水性差，大气降水主要形成地表径流，少量渗入补给地下水。
（二）地表水
区内地表水归属秀延河流域，区内有其支流一条。
（三）地下水
据邻区羊马河井田于15号孔5号煤上覆地层采集了8组岩样进行饱合单轴抗压强度测试，平均抗压强度36.5MPa。因此未来矿井导水裂隙带最大高度采用现行《矿井水文地质规程》中煤层上覆岩层为中硬盖层（饱合单轴抗压强度20
—40MPa）规定的公式钻孔导水裂隙带高度统计表
Hf=（100m/3.3n+3.8）±5.1
式中：Hf——煤层导水裂隙带最大高度m
M——煤层厚度（取5号煤）m
N——煤层分层开采次数，本井田n=1
±5.1——计算误差，为矿井生产安全，取正值。
经过对发电自备2个钻孔的计算统计，5号煤导水裂隙带最小33.97m，最大值不超过38m，3号煤导水裂隙带最小12.14m，最大值不超过16m，除F3钻孔计算导水裂隙带进入上覆土层外，其余全部只涉及到瓦窑堡组第五段，均未波及到地表。
另经过对羊马河井田23个钻孔，南家咀井田14个钻孔的计算统计，导水裂隙带最小30.45m，最大值不超过55m，除个别钻孔计算导水裂隙带进入上覆土层外，其余全部只涉及到瓦窑堡组第五段，均未波及到地表，所以未来矿井的主要充水含水层为T3w4中的中粗粒砂岩，该层补给来源单一，富水性微弱，个别地
段甚至无水，对矿井不会造成危害。
（四）老窑水
区内煤层埋藏浅，便于人工开采，因此区内小煤窑分布很多，特别是前几年，小煤窑投产更多，在关闭小窑后，大部分煤窑形成集水区，对未来矿井造成很大威胁。在以后的开采中，当邻近老窑时，应注意观测矿坑涌水量变化，引起高度重视。
第三节 矿井涌水量预算
煤矿地层平缓，富水性弱，水文地质条件简单，主要可采煤层为5号及3号煤层。
一、未来矿井涌水量预算
(一)产量比拟法
2004年对原发电自备煤矿进行了煤矿排水量及煤炭产量调查。调查结果见
表6-4-1。
表6-4-1 煤矿排水量及煤炭产量调查表
由表可见，三个矿平均日出水量40m3，最大日出水量50m3，未来矿井设计能力年产量30万吨，即日产821.92吨，矿井涌水量采用以下公式：
Q=Kp³P
式中：Q：未来矿井涌水量m3/d
Kp：富水系数m3/t
P：未来矿井煤炭产量T/d
全煤矿正常涌水量Q=0.56³821.92=460.27m3/d=19.17m3/h
全煤矿最大涌水量Qmax=0.61³821.92=501.37m3/d=20.89m3/h
(二)大井法
煤层直接充水含水层为上部承压含水岩组，涌水量预算采用承压-无压公式
Q=1.366K〈(2H-M)M-(H-S)2〉
LgR-LgR0
式中：Q：未来矿井涌水量(m3/d)
K:渗透系数m/d K=0.24
H：水柱高度(m) H=37.87m
S：水位降深(m) 取H=S=37.87.60m
M：含水层厚度(m) 取M=30.05m
R0：大井引用半径(m)
Ro=(F/3.1416)1/2
R0=1241m
r0：影响半径(m)
r0=10S(K)1/2=185.52m
R：引用影响半径(m) R=r0+R0
R=1611.52m
将以上参数代入公式计算得全煤矿涌水量42.33m3/h。
二、涌水量评价
以上对未来矿井涌水量釆用了“产量比拟法”、“大井法”进行了预算，其结果产量比拟法全煤矿正常涌水量19.17m3/h、最大涌水量20.89m3/h，大井法全煤矿涌水量42.33m3/h。
自备煤矿矿井防治水调查
第一节 矿井水文安全条件分析
一、水文地质概况
（一）矿井水文地质条件
1、以裂隙充水为主，属水文地质简单II类I型。
2、井下充水因素分析
（1）大气降水：因地表坡降大，透水性差，少量补给井下。
（2）地下水：根据岩样分析，岩层平均抗压极限强度36.5MPa，其导水裂隙带计算高度最小30.45m，最大55m，裂隙带高度均未达到地面。含煤地层瓦窑堡组承压水岩层富水性弱，不会对矿井开采构成危胁。
（3）老窑积水：井田内煤层埋藏浅，报废小窑多，采空区范围大，在矿井建设和生产过程中老窑积水必须引起足够的重视，采取行之有效的预防措施。
（二）矿井涌水量
根据周边小煤矿调查资料，矿井涌水量一般为251～283m3/d，即小时涌水量为10.45m3～12.0m3/h，考虑到井型扩大，开采范围增大，同时井田东部有大面积老空区积水。设计确定矿井正常涌水量30 m3/h，最大涌水量40 m3/h。
（三）地表水
1、秀延河，位于井田北部，平水期流量123 m3/s，洪水期较大4670m3/s（2002年）大气降水和地表水为主要补给水源。
2、井田内南沟为季节性溪流，注入秀延河，由于狭谷延伸短，宽度窄，多为基座式阶地，松散层多被疏干为贫水区，沟流流量不大且随季节变化。工业场地应有必要防洪排涝措施。
二、矿井水文安全条件评价
1、井田勘探程度低，应进行补充勘探，确保矿井建设和生产的安全性。
2、井田内老窑密布，采空区范围及现状不详，矿井建设和生产中要做好安全煤柱留设、探放水等工作。
第二节 矿井防治水措施
一、矿井开拓、开采所采取的安全保护保证措施
根据井田煤层赋存条件和水文地质条件，矿井开拓开采主要采取以下安全保证措施：
1、针对上部煤层老空区范围较大的特点，在地质部门所做工作的基础上，矿井生产单位必须采用先进的手段（如电法物探查清老空区分布范围），准确掌握老空区范围，保证采空区边界安全煤柱的宽度。
2、配备足够数量的探放水及注浆堵水设备。
3、留设井田边界煤柱和采区隔离煤柱。
4、井下设排水泵房、水仓、水沟、排水管路等排水系统。并保证足够的排水能力。
5、对巷道开拓及回采所可能遇到的断层、含水层提前进行探放水，查明断层的水文地质要素，据此经技术经济比较采取留设防水煤柱、注浆堵水、疏放等措施。
6、对未封闭好的钻孔根据具体情况采取重封、留设防水煤柱、探放钻孔水等措施。
7、对于影响采掘的老空水采取探放的措施。
8、对主要含水层建立地下水动态观察系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。
二、安全煤柱
设计按照《建筑、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的规定对矿井的各类安全煤柱进行留设。分述如下：
1、井田边界煤柱20m。
2、老窑采空区边界煤柱30m。
3、大巷边界煤柱30m，工作面顺槽间煤柱20m。
4、地面油井、输气管道煤柱5号煤层50m，3号煤层70m。
5、井筒煤柱50m。
6、地面工业场地：表土（或冲积层）移动角取45°，基岩移动角取73°。工业场地保护等级为Ⅱ级，围护带宽度按15m留设，并考虑场地平面形状，建（构）筑物分布。保护煤柱从保护对象的受护边界起以移动角法设计。
三、防老窑积水
1、制定探放水安全措施，指导探放水工作；
2、坚持“先探后掘”的原则，工作面接近封闭不良的钻孔时必须提前闭巷，距离≮20m；
3、掘进工作面接近老窑导水区时，严格执行“有疑必探，先探后掘” 的原则；
4、在掘进工作面和其他地点发现挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、 水叫、顶板淋水加大、顶板来压、顶板鼓起或产生裂隙渗水、水色发浑、有臭味等现象时必须停止作业，撤离人员。设计配备TZV-150型探水钻 1台。
四、井下探放水措施
（一）探放水原则
1、接近含水层、导水断层、可能与河流等水体相通的断层破碎带、水淹区(或情况不明井巷)，应加强探水工作。
2、接近各类防水煤柱或打开水体隔离煤柱前要作好探水工作。
3、接近断层、陷落柱、未封闭又可能突水的钻孔时应加强探水。
4、采动影响范围内有承压水等又存在隔水岩柱厚度不清，在接近水文复杂地段又情况不明时，要加强探水。
5、采、掘工程接近其它可能突水段时要加强探水。
6、坚持做到“有疑必探、先探后掘”。
7、矿井建设和生产过程中，要高度重视小断层导水性的探查工作，必要时应及时注浆预防突水。
（二）设备选择
设计选择CT-2超声波围岩裂隙探测仪，生产中要加强顶板围岩裂隙探测工作，防止发生透水事故，掘进配备了MYZ-150型钻机，掘进过程中要边掘边探，先探后掘。
（三）安全技术措施
1、探放水前首先核定矿井排水能力，检查维修排水设备、清理水沟水仓。
2、涌水量大的地区探放水应设临时水闸门，确定熟悉避灾路线，并从探水点到避灾路线应有良好的通风和照明条件。
3、探放水巷道施工严格控制掘进方向，采用多打眼、少装药、放小炮、加强通风、定期检测瓦斯等掘进措施，同时应保证有两个安全出口，便于通风、泄水及人员撤退。
4、向老空区掘进贯通前，应加强通风，防止老空区瓦斯、硫化氢气体逸出伤人。
五、矿井排水：
1、主排水设备
根据矿井涌水量和排水高度，井下主水泵房选用MD46－30³5型矿用耐磨单吸多级分段式离心水泵三台，其中一台工作，一台备用，一台检修。井下涌水汇集于主、副水仓内，由主水泵和敷设于副立井井井筒内的排水管路、以及地面管路，排至设于工业场地内的井下水处理站内。坚持使用机械排水满足安全要求。
井下沿煤层布置巷道由于煤层地板起伏，巷道中会出现积水。在生产中根据实际情况在巷道适当位置设置水窝，用小水泵排至井下水仓，加强井下排水，确保环节通畅，无积水。
2、防水设施
主水泵房通道内均设置能防水的密闭门，发生水患时，关闭密闭门，可保证矿井排水系统的正常工作。
六、地表防治水措施
矿井工业场地位于南沟支沟的西南侧坡台地上，防止山洪对井下及工业场地的威胁，保证安全生产是矿井设计的重要内容之一。因此除矿井工业场地选择、井口及有关重要建筑物标高的确定必须严格按照《煤炭工业矿井设计规范》规定执行外，还必须做好矿井工业场地的防洪设计。
（一）防洪标准［重现期（a）］
井口和矿井工业场地设计频率为1/100，井口校核频率为1/300。
防洪设计标高应按洪水重现期的计算水位加安全高度。安全高度在山区应为1.0m。井口的设计标高应以校核标准检验，按二者的最大值确定。
（二）洪峰流量：
该矿井工业场地位于南沟支沟内，支沟上方为尽头式梁峁山体，工业场地及井口无洪水威胁，不存在防洪问题，故无需进行洪峰流量计算。地面排涝利用场地东侧的排洪沟将场区地面的雨水排出。
（三）场内排水
场内排水采取场地自然排入道路及排水沟相结合的方式，将地面雨水排入场地东侧排洪沟内，排洪沟在场区东侧挖方坡脚下，横断面为梯形。在场区东侧及西侧挖方坡脚下设排水明沟，横断面为矩形，底宽0.4m，深0.5m，排水沟结构为浆砌片石。
所选工业场地标高为＋1130～＋1138m，井口标高＋1130和＋1138m，沟底标高为＋1120m不受洪水威胁，场地平均坡度满足排水要求。
第三节 井下防治水安全设施
一、排水设施
（一）设计依据
矿井正常涌水量 30m3／h；
矿井最大涌水量 40m3／h；
副立井井口标高 ＋1130.00m；
副立井井底标高 ＋1047.00m（5号煤层底板标高）；
副立井井底标高 ＋1006.00m（3号煤层底板标高）； 副立井井筒垂深 124m（至3号煤层底板标高）。
（二）排水系统
井下主排水泵房设在副立井井底西侧。井下涌水汇集于主、副水仓内，由井下主排水泵房的水泵和敷设于副立井井井筒内的排水管路、以及地面管路，排至设于工业场地内的井下水处理站调节池内。
（三）设备选型
1、设计要求工作水泵最小排水能力
矿井正常涌水量时 QR=1.2³30=36m3/h
矿井最大涌水量时 QB=1.2³40=48m3／h
2、水泵选型
根据矿井涌水量和排水高度，对适合于该矿井下排水的各类水泵进行分析比较后，设计确定选用MD46－30³5型矿用耐磨单吸多级分段式离心水泵三台，其中一台工作，一台备用，一台检修。
水泵工况按照一台水泵对应于1趟管路确定，计算如下：
管路特性方程：
管路运行初期 Hch=(129+0.005679Q2)³9.80665kPa
管路淤积后 Hyh=(129+0.0096543Q2)³9.80665kPa
其单台水泵运行工况点技术参数如下：
管路运行初期 流 量 50m3/h；
扬 程 1402.8Kpa；
效 率 71.8％。
管路淤积时 流 量 46.2m3/h；
扬 程 1463.7Kpa；
效 率 72％。
泵房按三台水泵两趟管路布置，矿井正常涌水量时，一台工作，一台备用，一台检修；最大涌水量时二台工作。
为便于检修，泵房设置SC—2型手动单轨小车一台，配备WA2型环链手拉葫芦一台，起重量2000kg，起重高度2.5m。
3、电动机选型
水泵轴功率：
管路运行初期 27.66kW；
管路淤积时 26.59kW。
每台水泵选配YB200L2—2型隔爆电动机一台。其功率为37kW,电压660V, 转速2950r/min, 效率75％。
4、排水管路
排水管路沿副立井井筒敷设两趟，选用φ108³4.5无缝钢管，管路铺设长度450³2m。矿井正常涌水量时，一趟工作，一趟备用；最大涌水量时，两趟同时工作。
5、水泵昼夜工作时间
矿井正常涌水量时： 管路运行初期 14.4h；
管路淤积时期 15.58h；
矿井最大涌水量时： 管路运行初期 9.6h；
管路淤积时期 10.39h。
6、排水电耗
年排水电耗： 管路运行初期154773kW²h/a；
管路淤积时期160996kW²h/a；
排出1m3井下涌水电耗 管路运行初期0.57 kW²h；
管路淤积时期0.594kW²h；
吨煤排水电耗 管路运行初期0.5159 kW²h；
管路淤积时期0.5367 kW²h。
每吨水百米电耗 管路运行初期0.434 kW²h；
管路淤积时期0.45 kW²h。
二、防水设施
主水泵房通道内均设置能防水的密闭门，发生水患时，关闭密闭门，可保证矿井排水系统的正常工作。
三、安全出口设施
井下发生水患时，关闭密闭门后，人员、抢险设备可从管子道进入，继续排水，消除水患。另一方面，人员可经管子道经副立井至地面，保证人身安全。
自备煤矿
2015年6月