矿井水风险辨识评估报告

鄂尔多斯市盛鑫煤业有限责任公司2017年度矿井水风险辨识评估报告二0一年六月2017年度矿井水风险辨识评估报告审批意见职能部 门矿领导一、确定评估的风险对象本评估报告依据煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法（试行）相关 要求，对鄂尔多斯市盛鑫煤业有限责任公司矿井水在生产过程中可能存在的风险 因素进行分析，确定风险因素导致事故造成损失的严重程度和风险等级，并制定 管控措施。本次风险辨识评估的对象为鄂尔多斯市盛鑫煤业有限责任公司矿井 水。二、评估小组的构成评估组构成姓名职务职 称参加评估人员 签字组长付永刚矿长高级工程师副组长段国宁总工程师高级工程师成员霍英涛地测科长高级工程师杨刚刚技术部副部长中级工程师三、评估对象的基本情况描述1. 井田水文地质条件井田西南部的万利一矿正常生产，东部的八宝沟煤矿已停产关闭，东南部的 宏丰煤矿处于半停产状态，其东、南部采空区积水与本区各含水层间水力联系有 一定影响；井田的北、西部均以人为划分的采矿权为边界，区内地层平缓，各含 水层富水性均较弱，各含水层之间水力联系呈自然状态，但考虑到区内地形切割 强烈，沟谷纵横交错，如遇暴雨形成的洪流与含水层接触，会使不同含水层之间 的水力联系加强。2. 主要含水层（1）万利川矿区大部分位于东胜煤田区域地表分水岭“东胜梁”以北。区 内地形切割强烈，沟谷纵横交错。水系较为发育，西界为罕台川和也来色太沟； 东界为朝脑沟、万利川，旱季一般干涸无水或有溪流，但暴雨过后可形成洪流， 由南向北最终注入库布其沙漠之中。区内含水岩组可划分为以下两大类：松散岩类孔隙潜水含水岩组、和碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组。现分述如下:松散岩类孔隙潜水含水岩组（Q）该含水岩组岩性主要为冲洪积砂砾石以及风积沙，厚度016.24m,平均 3.73m据区域钻孔抽水试验资料，水位埋深0.15-3.75m单位涌水量 =0.06-0.071L/sm, k=1.73-20.07m/d，以 HCO3-CaMgNa 型为主，矿化度 0.34-0.84g/L。碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组根据钻孔揭露及地质填图成果分析，区内的碎屑岩类含水岩组为白垩系东胜 组（K1z2）、侏罗系延安组（J1-2y）和三叠系延长组（T3y）。 东胜组（K1z2）：为裂隙孔隙水，分布于矿区的中部及北部，厚度0 82.80m，平均50.89m，岩性主要为砂砾岩及泥质胶结的砾岩，该含水岩段厚度 变化较大，西南部较厚，而在东北部相对较薄。志丹群是井田内分布最广的地层， 由于沟谷深切，使其分布不连续，很难构成一个完整的含水层。据万利川详查钻 孔抽水试验及民井简易抽水资料，水位标高为1384.121395.70m，单位涌水量 =0.00780.058L/s - m，渗透系数 K=0.04m/d，水化学类型为 HCO3 - SO4 - Cl Na及HCO3CaNaMg型水，矿化度为0.450.46g/L，富水性弱。 延安组（J1-2y）:钻孔揭露地层厚度平均83.73m，岩性组合为一套各种 粒级的砂岩与粉砂岩砂质泥岩互层，中夹2、3、4、5、6煤组。据原详查报告资 料该含水岩组单位涌水量q=0.000647-0.0144L/ s - m，水化学类型为 HCO3CI-CaMgNa型，矿化度0.101-1.754g/L。含孔隙、裂隙潜水，局部为 承压水，富水性弱。据本次生产勘探ZK15和ZK16号钻孔抽水试验及水质化验资料：地下水埋深 32.3055.60m，单位涌水量：0.008650.00899L/m.s，渗透系数 0.00416 0.00752m/d。水化学类型：HCO3 - SO4-Ca - Mg 型水。 延长组（T3y ）在井田内分布于最底部，钻孔仅揭露顶部部分岩层，最大 揭露厚度为60.52m，未控制其全厚度。岩性以粗粒砂岩为主，夹泥质粉砂岩。但 由于其岩性胶结致密，裂隙发育一般较差，富水性弱。（2）地下水运动规律及补给方式矿区内潜水的主要补给来源为大气降水，次为水库水的下渗及河水侧渗补 给，局部也有含水层之间的补给。主要补给来源一大气降水集中，延续时间短、 渗入量较少；地面植被不发育，地形切割深，大气降水落到地表后变成地表径流 流失，不利于对潜水的补给，所以潜水的补给量受到了很大限制。井田地质构造 为简单的单斜构造，岩层近于水平，承压水主要以侧向径流补给为主，补给源在 区外，主要有大气降水、地表水、潜水等各种水源的补给。潜水的径流受地形地貌条件的制约，基本向沟谷径流和沟谷流向一致。矿区气候干燥，蒸发强烈，潜水以蒸发排泄为主，次为泉水的天然露头排泄 及各种人工开采排泄。本矿地质构造简单，岩层角度较小，承压水主要以侧向径流补给为主，补给 源在区外，主要有大气降水、地表水、潜水等各种水源的补给。由于承压含水层 的渗透系数较小，地下水矿化度较高，说明承压水径流缓慢，补给条件差。承压 水的径流受单斜构造的控制，基本沿岩层走向排泄出区外。3. 煤系隔水层（1）第一隔水层位于东胜组（K1Z2）含水层顶部，为松散岩类孔隙潜水含水岩组（Q4）与东 胜组（K1Z2）含水层之间的隔水层，主要岩性为砂质泥岩，厚度0.80-7.90m，平 均厚3.58m。（2）第二隔水层位于东胜组底部，厚度1.5010.00m，平均厚4.73m，岩性以粉砂岩和 砂质泥岩为主，隔水条件良好。（3）第三隔水层位于延安组中部，在4-2中煤层与5-1煤层之间，厚度15.2175.23m，平 均厚47.50m，岩性以泥岩和粉砂岩为主，隔水条件良好。（4）、第四隔水层位于延长组上部，厚度3.6042.73m ,平均厚14.75m，岩性以粉砂岩和 砂质泥岩为主，隔水条件良好。四、识别评估对象面临的各种风险因素（一）矿井充水水源风险因素辨识和分析1. 大气降水、地表水本矿区属半干旱高原大陆性气候，阳光辐射强烈，日照丰富，区内干旱少雨， 年降水量277.7-544.10mm，平均401.6mm，降水多集中在7、8、9月分，本区地 形地貌及气候条件均不利于地表水和集中的渗入，在开采沟谷地段埋深较浅的煤 层，大气降水是矿井的间接充水源，通过地表覆盖的第四系冲洪积潜水含水层基 岩风化裂隙以及塌陷裂隙渗入矿井，补充给下部直接充水含水层后而进入矿井， 成为矿井充水的来源之一。在雨季，受降水的周期性及季节性变化的影响，矿坑 涌水量随之有明显的动态特征，故在雨季应采取相应的防范措施。井田内地表无大的河流，各沟谷平时基本干枯无水，雨季汇集洪水沿沟排泄。 盛鑫煤业工业场地建设在昌汉沟上游地区，且有完善的防洪设施，矿井不会受到 洪水威胁，确定其对矿井开采影响程度较小。2. 含水层水万利川矿区大部分位于东胜煤田区域地表分水岭“东胜梁”以北。区内地形 切割强烈，沟谷纵横交错。水系较为发育，西界为罕台川和也来色太沟；东界为 朝脑沟、万利川，旱季一般干涸无水或有溪流，但暴雨过后可形成洪流，由南向 北最终注入库布其沙漠之中。区内含水岩组可划分为以下两大类：松散岩类孔隙潜水含水岩组、和碎屑岩 类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组。现分述如下：1、松散岩类孔隙潜水含水岩组（Q）该含水岩组岩性主要为冲洪积砂砾石以及风积沙，厚度016.24m，平均 3.73m据区域钻孔抽水试验资料，水位埋深0.15-3.75m单位涌水量 Q=0.06-0.071L/sm，k=1.73-20.07m/d，以 HCO3-CaMgNa 型为主，矿化度 0.34-0.84g/L。2、碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组根据钻孔揭露及地质填图成果分析，区内的碎屑岩类含水岩组为白垩系东胜组（K1z2）、侏罗系延安组（J1-2y）和三叠系延长组（T3y）。东胜组（K1z2）：为裂隙孔隙水，分布于矿区的中部及北部，厚度0 82.80m,平均50.89m，岩性主要为砂砾岩及泥质胶结的砾岩，该含水岩段厚度 变化较大，西南部较厚，而在东北部相对较薄。志丹群是井田内分布最广的地层， 由于沟谷深切，使其分布不连续，很难构成一个完整的含水层。据万利川详查钻 孔抽水试验及民井简易抽水资料，水位标高为1384.121395.70m，单位涌水量 =0.00780.058L/sm，渗透系数K=0.04m/d，水化学类型为HCO3 - SO4 - Cl Na及HCO3CaNaMg型水，矿化度为0.450.46g/L，富水性弱。（2）延安组（J1-2y）：钻孔揭露地层厚度平均83.73m，岩性组合为一套各 种粒级的砂岩与粉砂岩砂质泥岩互层，中夹2、3、4、5、6煤组。据原详查报告 资料该含水岩组单位涌水量q=0.000647-0.0144L/ sm，水化学类型为 HCO3CI-CaMgNa型，矿化度0.101-1.754g/L。含孔隙、裂隙潜水，局部为 承压水，富水性弱。（3）延长组（T3y）在井田内分布于最底部，钻孔仅揭露顶部部分岩层，最 大揭露厚度为60.52m，未控制其全厚度。岩性以粗粒砂岩为主，夹泥质粉砂岩。 但由于其岩性胶结致密，裂隙发育一般较差，富水性弱。各含水层富水性较弱，对矿井开采影响程度较小。3. 老空水盛鑫煤矿矿区内的采空区主要由原昌汉沟煤矿和原吐牛沟煤矿早期开采及 本矿前期建设生产形成。（1）老窑采空区原昌汉沟煤矿和原吐牛沟煤矿开采形成的采空区，主要集中在井田东南 部，位置范围基本清楚。为了查明老窑采空区的分布范围及积（充）水状况， 2012年盛鑫煤矿委托中国煤炭地质总局物测队在划定区域内进行了瞬变电磁勘 探工作，划定了老窑采空区范围，圈定出三个老窑采空积水区。但随着煤矿的 建设及生产，发现原划定的范围与实际情况略有出入。本次工作在分析原有资 料的基础上，结合矿井建设生产过程中的实际探测结果，重新圈定了老窑采空 区及老窑采空积水区的范围，重新圈定的老窑采空区范围比原圈定的范围稍大， 认为在老窑采空区内存在的积水区为四个。（2）本矿开采形成的采空区本矿前期在4-2中煤层及5-1煤层共开采完成3个工作面，分别为42101、 51101、51102工作面。矿井目前正常生产，有两个工作面51103及42102工作面 正在开采中，由本矿开采形成的采空区，位置范围清楚。根据以上分析，认为大气降水、含水层水及老空水为充水水源危险辨识因素。（二）矿井充水通道风险因素辨识和分析1. 揭露含水层在矿井生产中，有些工程必须穿越含水层，当巷道直接揭露这些含水层后， 含水层水将会进入矿井。从目前矿井的开采区域看，直接充水水源为4-2中煤煤 层顶板、5-1煤煤层顶板含水层组。目前已经掘进、回采面，正在掘进、回采面，顶板均有不同程度的淋水。尤 其是42102工作面顶板淋水严重。2. 断裂带导水本井田构造为单斜构造，仅沿走向和倾向有宽缓的波状起伏，未见断裂构造 及岩浆岩侵入体。本矿目前未见较大断层，生产过程中所遇断层最大落差为 2.0m，且未发现断层导水现象，但仍需引起注意，防止因断层导水引发突水事故 发生3. 采动造成的导水裂隙带巷道掘进和工作面回采时，都会对原有围岩产生影响，当产生的裂隙导通含 水层或其他水源时，这些水也会顺采动裂隙进入矿井。盛鑫煤矿主采4-2中、5-1煤层，煤层开采时顶板破坏而形成冒落、导水裂 缝带，将直接揭露或沟通煤层顶板导水裂缝带范围内的各含水带，从而构成矿井 充水的主要途径。本年度受采动造成的导水裂隙带影响的为42102工作面。4. 封闭不良钻孔勘探钻孔因封闭材料量不足或者技术验收等不达标等造成不合格，形成封闭 不良钻孔。当采掘工程揭露这些钻孔时，由于其容易将含水层导通，因此，可能 造成突水。截止2016年底，以往施工的钻孔落入本矿区及邻近地带共38个孔，其中有 32个钻孔分布在本矿区范围内，有6个钻孔分布在本矿邻近地带，总工程量 5806.88m。钻孔均已封闭，无封闭不良钻孔。5、陷落柱煤田范围内因下伏石灰岩层岩溶发育，在重力作用下，上覆岩层呈柱状或圆 锥状塌陷形成的地质体。当陷落柱穿过含水层时，将含水层水导入陷落柱内，陷 落柱就成了良好的导水通道。截止到目前，经过各种勘探和井下工程揭露证实，盛鑫矿井范围内尚未发现 有岩溶陷落柱发育。6、天窗天窗是承压含水层顶板隔水层局部缺失的地段。采掘工程接近或通过这些区 域时容易造成突水。根据盛鑫矿已施工区域实见资料和未施工区域的物探、钻探资料综合分析， 矿井区域未发现有天窗存在。根据以上分析，认为揭露含水层、采动造成的导水裂缝带及老空水为充水通 道危险辨识因素。五、风险致灾因素的分析（一）矿井水害预先危险性分析评价（预先危险性分析法）矿井发生水灾的地点为采、掘、开工作面，造成的后果，轻则造成排水设备 增多，费用加大，造成生产接续紧张，影响生产建设的正常进行；重者直接危及 职工和生产安全，造成人员伤亡或淹井。采用“预先危险性分析法”对矿井水害进行评价，分析危险、有害因素6 项。II级：危险的5项，占83.3%。矿井水害预先危险性分析结果为：11级，属临界的，处于事故的边缘状态， 暂时还不至于造成人员伤亡。危险有害因素触发条件现 象形成事故原 因事件事故情况后果危害 等级措施1.采空区及老窑积水采掘贯通采空区及老窑透水突 水1. 矿井排水 能力不足；2. 排水泵故障淹没矿井及局部区 域人员伤亡财产损失II级1.探查采空区及老窑积水范围及积 水量；2.采掘中执行探放水规定；3.封堵贯通点，留设防水煤柱2.断层、 裂隙等 构造导 水采掘贯通 断层、裂 隙等导水涌 水1. 无排水设施；2. 突水量大 于排水量；3. 排水设备 故障淹没矿井及局部区 域人员伤亡财产损失II级1.探查断层、裂隙等导水构造；2.采掘中执行探放水规定；3.封堵贯通点，留设防水煤柱3.封闭不良的 钻孔导 水采掘贯通 封闭不良 的钻孔透 水涌 水1. 无排水设施；2. 排水系统 不完善淹没矿井及局部区 域人员伤亡财产损失I级1.探查后，按规定封闭钻孔；2.留设防水煤柱4倦道 透水开拓、掘 进中探放 水工作缺 陷突 水1. 突水量大 于排水量；2. 无排水泵；3. 排水系统故障淹没矿井及局部区 域人员伤亡财产损失II级矿井配备探放水设备及人员，按规 定进行探放水5.采区 水害主要排水泵排水能力不足水灾设计不符合煤矿安全规程规定淹井人员伤亡财产损失II级1.按需要配备排水设备；2.进行排水设备维修，保护排水设 备完好6.采区 水害排水管道 缺陷水灾设计不符合煤矿安全规程规定淹井人员伤亡财产损失II级1.按需要配备排水设备；2.进行排水管道维修，保护排水管 道完好，更换损坏管道（二）矿井水灾事故作业条件危险性评价（作业条件危险性评价法） 通过对工作面水灾危险、有害因素的分析，采用“作业条件危险性评价法”对矿井发生水灾事故的危险程度进行评价。序号易发生 水灾事故的场所LECD=LEC等级危险程度1接近水淹区、积水井巷、 老空或相邻煤矿处114040W一般危险2含水钻孔附近0.50.5153.75V稍有危险3断裂构造附近111515V稍有危险4含水层区域114040W一般危险5陷落柱天窗等其它可能出 水的地点0.50.5153.75V稍有危险矿井主要危险有害因素为接近水淹区、积水井巷、老空或相邻煤矿处，含水层区域危险等级为W级，属一般危险。，断裂构造附近，含水钻孔附近，陷落柱 天窗等其它可能出水的地点，危险等级为V级，属稍有危险；六、确定风险等级通过“预先危险性分析法”对矿井水害进行评价，得出工作面水害的危险等 级为II级，属临界的，处于事故的边缘状态，暂时还不至于造成人员伤亡。通过“作业条件危险性评价法”对工作面水灾进行评价，得出水灾的危险等 级为W级，属一般危险。七、重大风险清单序号风险项目风险等级1无无八、制定管控措施(一)地面防治水措施盛鑫煤矿矿区位于哈什拉川流域上游支沟-昌汉沟流域内，工业广场位于昌 汉沟的小支沟-吐牛沟的源头处，平时为干沟，雨季暴雨后可形成短暂洪流。地面防汛：(1) 公司成立雨季防汛领导小组，负责指挥公司的防汛及抗灾抢险工作， 并对全矿防汛总体工作进行统一安排部署。(2) 本矿井所在地区最高洪水位为+1376.76m，井口标高最低的为副斜井(新 凿)+1386.17m，工业场地最低处标高为+1377.0m，以上均高于最高洪水位，但 每年汛期来临之前必须加强井口防汛工作，清理井口周围杂物及淤泥，保证不能 存有积水，防止雨水倒灌井下。(3) 汛期来临之前做好地面排水沟检查、修缮工作，保证水沟完好。对泥 河的排水情况定期调查，出现排水不畅时及时通知有关部门解决。(4) 每次降大到暴雨时和降雨后，派专业人员及时观测矿井涌水量变化情 况。(5) 职能部门对全矿地面各种建筑物及要害部位做好防雷电设施的检测工 作。(6) 公司成立雨季防汛抢险预备队，随时做好防汛抢险准备工作。（7）防汛抢险物资在汛前必须到位，并存放在指定库房。（二）井下一般性防治水措施1. 坚持日常水文地质工作依据煤矿安全规程、煤矿防治水规定等，有计划、有针对性的开展 水文地质工作，做好井上下日常观测及资料分析，定期对各工作面进行日常巡视， 观测水量的变化情况，对重点工作面要加强水文监测。必要时进行水质化验分析 对比，找出出水水源，以便采取有针对性的防范措施。2. 加强预测预报工作矿井应按煤矿防治水规定进行水害预测预报，年度和月度采掘工作面水 害分析预报表和水害预测图由矿井总工程师审签后送达矿井生产、安全、技术部 门及有关采掘区队等，未进行水害预测预报的采掘工作面不得作业。3. 保证排水系统的配备及完好在雨季来临之前，井下水仓、沉淀池、水沟必须清挖1次；水泵、水管、闸 阀、排水用的配电设备和输电线路必须全面检修1次，并对全部工作水泵和备用 水泵进行1次联合排水试验，做好记录，发现问题，及时处理。各工作面根据预 计最大涌水量配备足够的排水设备设施；各单位根据各自的区域和分工，加强矿 井各排水系统的维护检修工作，及时清挖水仓、水沟，以保证排泄水道路的畅通。4. 坚持隐蔽致灾地质因素普查制度矿井成立隐蔽致灾地质因素普查领导小组，依据相关规定对全矿井的隐蔽致 灾地质因素进行全面普查，及时制定安全措施。5. 探放水工作本着“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采的探放水原则，对井下有 水害隐患，而且需要钻探方法解决的要坚持进行探放水工作。（三）井下专项防治水措施1. 老空水防治水措施（1）存在老空水威胁的工作面，必须做好老空水的探放，在采掘工程平面 图、矿井充水性图上标明积水线、探水线、探水警戒线、积水量等，空间探测范 围要保证巷道掘进安全。探放水前应确定如下参数： 老空区积水量、积水边界线和积水标高； 探水线：由于我矿为新矿，建井以来资料收集详细，所有老空、老巷及水 窝等位置准确，根据煤矿防治水规定要求由积水区向外水平推移30m作为 探水线。 警戒线：本矿各种图纸资料可靠，结合本矿实际经验和上级部门意见，我 矿探水线外推30m作为探水警戒线。老空水探放必须严格执行探放水通知单制度，探放水通知单由防治水技术人 员填写，内容主要包括探水要求、停止采掘作业位置、水害情况的简要说明及相 关图件。探放水通知单发至探放水单位、掘进施工单位、安检、调度等部门。探放水施工结束后，地测科根据探测结果编制允许掘进通知单，内容主要包 括探测结果、允许掘进安全距离和下次停止采掘作业探放水位置等，发至掘进施 工单位、安检、调度等部门。探放水通知单和允许掘进通知单由矿井总工程师签 发。（2）本年度受老空水威胁的工作面为42102工作面。42102工作面北部为 42101工作面采空区，经分析，原切巷附近存在积水区，积水水位预计1340m。为了保证工作面掘进施工安全，掘进期间对42101采空区积水空间进行打钻 探测，如果有积水进行追排水，初步设计4组，12个孔，单孔孔深30m，总工 程量360m。2. 构造水防治措施对已知的富、导水构造和新区域物探控制的构造，在工程接近时，均按煤 矿防治水规定进行超前探测，探明构造的位置、产状、充水情况、静水压力， 根据水的来源、水压和水量分析与含水层的接触关系和水力连通情况。若构造水 是来自强含水层，不能进行疏干，则对钻孔进行封闭，按煤矿防治水规定留 设煤柱，已进入煤柱的巷道要加以充填或封闭；若构造或含水层赋水性不强，可 先进行疏干，然后施工通过。本井田构造为单斜构造，仅沿走向和倾向有宽缓的波状起伏，未见断裂构造 及岩浆岩侵入体。2017年度采掘范围内无构造水影响，但是应坚持钻探探查。3. 钻孔水防治措施（1）对采掘范围内所以勘探钻孔进行核实，检查其封孔资料，分析判断封孔质量。（2）对查出封闭不良的钻孔，需建立台账并根据实际情况在采掘工作面揭 露或接近前采取井下探水或留设防隔水煤柱等措施。（3）对矿区水文地质长期观测孔，根据矿井采、掘、开工程的进度，及时 进行封闭，不留隐患。2017年度采掘范围内无封闭不良钻孔情况。4. 含水层水防治措施4-2中煤煤层顶板含水层水防治 在掘进过程中，利用锚杆钻机在巷道一帮每20米施工一钻孔，孔深不小 于8米，终孔穿过煤层，进入顶板细砂岩，对顶板砂岩水进行分阶段疏放，防止 砂岩水集中下泄影响工作面正常生产。 加强采面涌水监测工作。加强采面回采期间顶板跨落后顶板涌水及突然涌水后的水文观测工作。有突 水征兆时，及时组织撤人避灾工作，并启动相应的应急预案。 工作面排水严格按排水设计形成完善的排水系统，并时刻保持排水畅通。2017年度受4-2中煤层顶板含水层影响的主要工作面为42102采面、42103 工作面运输顺槽、回风顺槽、4-2中煤二盘区准备大巷。（四）突水抢险措施矿井各工作地点要保持通讯畅通，日常要储备足够的抢险救灾物资，一旦发 生突水，就要立即启动矿井水害应急预案，协调组织抢险救灾工作，并采取 如下措施：（1）立即按避灾路线撤出突水区域及可能受到威胁的人员。（2）立即派专业人员查明突水情况及涌水量，指导排水能力安排。（3）必须保证排水设备不被水淹没，当涌水量超过本水平排水能力时，将水 引入下部巷道，下部受威胁人员必须预先撤离。（4）有瓦斯从水淹区涌出时，应立即加强通风，排除瓦斯。（5）在突水区域恢复及抢救遇难人员，一般要由上往下探水。开凿巷道，应 先探清水位，防止二次突水。