2017年煤矿防治水中长期规划.doc

新疆呼图壁东沟煤炭有限责任公司煤矿防治水中长期规划
目 录
一、 概况 1
（一） 未来5年采掘规划 1
（二） 水文地质概况 3
二、 现有防治水状况 18
（一） 现有防治水状况 18
（二） 主要问题 21
三、 防治水工作指导思想、目标、原则 22
（一） 指导思想 22
（二） 目标 23
（三） 原则与思路 23
四、 防治水规划 24
（一） 地表防治水规划 24
（二） 井下防治水规划 25
（三） 防治水工程规划 28
（四） 培训规划 28
（五） 人才引进规划 29
（六） 科研与新技术应用规划 29
（七） 水文地质补充勘探规划 30
（八） 防治水装备规划 30

东沟煤矿防治水中长期规划
（2016-2020年）
水害是煤矿五大自然灾害之一，在煤矿建设和生产过程中，经常遇到水的危害发生孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水、地表水等通过断层、采动裂隙和钻孔等导水通道溃入井下的淹井事故，直接威胁矿工生命和国家财产安全，甚至造成众多人员伤亡和经济上的巨大损失。为了贯彻落实好《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》和省、市、政府的相关《文件》规定，杜绝水害事故的发生，保障从业人员生命及财产的安全，结合我矿的水文地质现状，特制定东沟煤矿防治水中长期规划。
一、 概况
（一） 未来5年采掘规划
1、 未来5年回采规划
（1） 2016-2017年采煤工程计划
2017年，计划回采2个工作面，2个工作面分别为141综采工作面,该工作面计划在2016年11月-2017年7月工作面回采结束，2017年7月-2017年9月完成搬家倒面工作，143综采工作面计划在2017年9月-2018年7月完成回采工作。
（2） 2018年采煤工程计划
2018年1月继续回采143综采工作面预计2018年7月15日完成回采。2018年9月3日-2018年10月17日完成搬家倒面工作。计划2018年11月13日145综采工作面开始回采。
（3） 2019年采煤工程计划
计划2019年1月-2019年3月8日145综采工作面继续进行回采工作并完成回采工作。2019年3月9日-2019年4月24日完成搬家倒面工作。计划2019年4月26日-2019年9月31日完成对142综采工作面的回采工作。2019年10月1日-2019年11月14日完成工作面搬家倒面工作。计划2019年11月15日-2019年12月31日对144综采工作进行回采工作。
（4） 2020年采煤工程计划
计划2020年1月-2020年4月30日继续完成144综采工作面的回采工作。完成回采后计划2020年5月1日-2020年6月15日完成工作面的搬家倒面工作，计划2020年7月16日-2020年12月31日进行对146综采工作面的回采工作。
2、 未来5年掘进规划
（1） 2016～2017年，掘进工作面主要施工143回风石门及B42皮带运输下山相连段（68m）、二区段皮带上山（194m）、143工作面回风顺槽（1533m）、143工作面切眼（178m）、+1502m轨道运输石门（127m）、143工作面运输顺槽(1600m)、145联络巷及工作面回风顺槽（1380m）、集中回风上山做枫桥（20m）、145工作面运输顺槽（469m），总计划掘进进尺5569m。
（2） 2018年，掘进工作面主要施工145工作面回风顺槽（420m）、145工作面切眼（178m）、145工作面运输顺槽与集中回风相接段（156m）、145运输顺槽进风行人绕道（64m)、145工作面运输顺槽（1311m）、142运输顺槽开口及B42回风上山（216m）、142运输顺槽（956m）、142开切眼（178m）、142联络巷及工作面回风顺槽（1003m）计划掘进总进尺4482m。
（3） 2019年，掘进工作面主要施工144工作面运输顺槽（976m）、144联络巷及144回风顺槽（978m）、144工作面开切眼（178m）、146联络巷及146工作面回风顺槽（978m）、146工作面运输顺槽（978m）、146工作面开切眼（178m），计划掘进总进尺4266m。
（4） 2020年，掘进工作面主要施工131联络巷及工作面回风顺槽（1625m）、131石门及联络巷（120m）、131工作面开切眼（178m）、131工作面运输顺槽（1625m）、132联络巷及B3回风上山（200m）、132工作面运输顺槽（600m）、132工作面回风顺槽（400m），计划掘进总进尺4748m。
（二） 水文地质概况
井田位于天山北麓中山区哈拉巴斯陶特力斯嗄单面山体区段，山体走向NWW-SEE，呈带状分布，地层主要由侏罗系砂岩、砾岩及煤系地层组成。山北坡地形坡度15°～20°。坡面多被第四系黄土覆盖，不利于大气降水垂直渗入补给。山南坡岩石裸露，尤其是在中～粗粒砂岩出露地段，微地形均呈陡坎状，不利于接受大气降水的垂直渗入补给。在泥岩、粉砂岩裸露区段，地形坡度较大，降落于地表的雨水，易汇成暂时性地表水流，向冲沟排泄，所以，地形地貌对大气降水的垂直入渗补给不利。
矿区属大陆性半干旱气候，昼夜温差大，年均气温5℃，7月份平均气温22℃，最高34℃，1月份平均气温-12℃，最低-30℃，6～9月份多雨，常成暴雨，每年10月降雪，次年3月底4月初消融，年平均降水量410mm，最大450mm，年平均蒸发量1800mm，最大冻土深度2m。4～5月多风，以3～5级的南风或西南风为主。总体而言气象因素对地下水的形成有一定的补给，但不充分。
井田所在区域常年性较大河流有呼图壁河。该河发源于南部高山区，由南而北沿地层倾向径流。据呼图壁白杨沟石门水文气象站1982、1983、1986年提供的资料，呼图壁河6～8月为洪水期，月平均流量28.8～72.1m3/s；1～4月为枯水期，月平均流量1.46～3.83m3/s；年平均径流量15.26m3/s。由于井田所处的位置较高，而呼图壁河距离井田较远且切割较深，河流和井田地下水之间的不存在补给关系。
矿区内地层主要由第四系松散岩类及侏罗系沉积碎屑岩类组成。第四系松散沉积物主要由亚粘土、亚砂土、砂砾卵石堆积而成，呈水平状分布，而第四系砂砾卵石松散物则主要呈条带状沿河沟分布。侏罗系沉积碎屑岩类主要为砂岩、砾岩、粉砂岩及泥岩。地下水主要赋存于砂岩及砂砾岩的孔隙、裂隙中。由于粉砂岩、泥岩等隔水层的存在，在其下部形成层间承压水，该承压水具有较大的静水压力，当隔水顶板遭到破坏时，即以自流的形式涌出地表。上部风化带则以裂隙、孔隙水为主。
1、地形地貌、气象及地表水特征
（一）地形地貌
工作区位于天山北麓中山区哈拉巴斯陶特力斯嗄单面山体区段，山体走向NWW-SEE，呈带状分布，地层主要由侏罗系砂岩、砾岩及煤系地层组成。山北坡地形坡度15°-20°。坡面多被第四系黄土覆盖，不利于大气降水垂直渗入补给。山南坡岩石裸露，尤其是在中-粗粒砂岩出露地段，微地形均呈陡坎状，不利于接受大气降水的垂直渗入补给。在泥岩、粉砂岩裸露区段，地形坡度较大，降落于地表的雨水，易汇成暂时性地表水流，向冲沟排泄，所以，地形地貌对大气降水的垂直入渗补给不利。
（二）气象
勘探区属大陆性半干旱气候，昼夜温差大，年均气温5℃，7月份平均气温22℃，最高34℃，1月份平均气温-12℃，最低-30℃，6-9月份多雨，常成暴雨，每年10月降雪，次年3月底、4月初消融，年平均降水量410毫米，最大450毫米，年平均蒸发量1800毫米，最大冻土深度2米。4-5月多风，以3-5级的南风或西南风为主。总体而言气象因素对地下水的形成有一定的补给，但不充分。
（三）地表水
区内常年性较大河流有呼图壁河。该河发源于南部高山区，由南而北沿地层倾向径流。据呼图壁白杨沟石门水文气象站1982、1983、1986年提供的资料，呼图壁河6-8月为洪水期，月平均流量28.8-72.1立方米/秒；1-4月为枯水期，月平均流量1.46-3.83立方米/秒。年平均径流量15.26立方米/秒。由于井田所处的位置较高，而呼图壁河距离井田较远且切割较深，河流和井田地下水之间的补给不存在。
2、主要含水层
（1）井田内含（隔）水层（段）的划分依据
井田内地层主要由第四系松散岩类、侏罗系沉积碎屑岩类组成，划分的依据主要以岩性组合特征、地层富水性及地层冒落带、导水裂隙带作为含（隔）水层（段）的划分依据。
沉积碎屑岩的各类岩石，其单层厚度沿走向方向的变化较大，可由数厘米变化到数米，尤其以砂岩最为明显，沿走向、倾向变化极大，因此只能以较大的岩性段来划分含（隔）水层（段）。
将泥岩等细颗粒岩石划分为相对隔水层，而将粗砂岩、砾岩等岩石划分成含水层。
（2）井田含（隔）水层特征
根据上述划分依据与说明，井田共划分了六个含（隔）水层（段），如表3-2-1所示。
3-2-1 井田含（隔）水层（段）划分一览表
地层代号
含（隔）水层（段）编号
含（隔）水层（段）名称
Q4dl
Ⅰ
第四系全新统坡积透水不含水层
Q4pal
Ⅱ
第四系全新统洪冲积孔隙潜水含水层
J2t
Ⅲ
中侏罗统头屯河组裂隙孔隙含水层
J2x
Ⅳ
中侏罗统西山窑组裂隙孔隙含水层
J1s
Ⅴ
下侏罗统三工河组相对隔水层

Ⅵ
烧变岩裂隙潜水含水层
1）第四系全新统坡积透水不含水层（Ⅰ）
主要分布在井田内的山坡及冲沟两侧，由黄土、砂、腐质土组成，由于此层分布位置较高，虽透水性较好，但不具储水条件，为透水不含水层。
2）第四系全新统洪冲积孔隙潜水含水层（Ⅱ）
主要分布于从井田穿过的东沟河、干沟河床两岸，由冲洪积砾石、卵石、砂砾组成，分选性差。地下水以孔隙潜水的形式赋存于冲洪积层中，主要接受河沟河水的渗漏补给，次为大气降水（雪融水）的补给，为孔隙潜水含水层。
3）中侏罗统头屯河组裂隙孔隙含水层（Ⅲ）
主要分布在井田以北，平行不整合于西山窑组之上，由粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩组成。根据冒落带及导水裂隙带发育高度计算结果，为间接充水含水层。
4）中侏罗统西山窑组裂隙孔隙含水层（Ⅳ）
出露于井田的中南部，地层岩性主要由粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩及煤组成，含水层与隔水层以互层的形式组成。其中隔水层岩性主要以泥岩、泥质粉砂岩为主，而含水层岩性主要以粗砂岩、砂砾岩为主。根据冒落带及导水裂缝带发育高度计算结果，为直接充水含水层。
5）下侏罗统三工河组相对隔水层（Ⅴ）
仅在井田的东北部及东南部少量出露，整合于西山窑组地层之下。该层厚度1.58～19.18m。据区域水文地质资料，此地层岩性主要以泥岩、泥质粉砂岩夹少量粗砂岩组成，按其岩性组合将其划分为相对隔水层。由于此层位于西山窑组地层之下，在一定程度上阻隔了从南部运移而来的地下水。
6）烧变岩裂隙潜水含水层（Ⅵ）
在井田南部沿煤层露头的延展方向以红色弯曲带状展布。岩石因煤层火烧受到烘烤而变形，裂隙发育，受大气降水（雪融水）的补给形成烧变岩裂隙潜水。各煤层古火烧深部最低位于+1628m水平，火烧区位于煤层浅部露头区，B1、B2、B3、B41、B42煤层在地表不同程度的发生了火烧。
（3）地下水与地表水及各含水层间的水力联系
井田内地势南高北低，东沟河水自西南部从井田穿过，干沟河自东北部从井田穿过。河沟水主要接受井田南部的雪山雪融水的补给，其次为大气降水。干沟河水为季节性水，每年5～11月份河沟内有水流，12月至次年4月，河沟干涸。由于其流向与地层走向相交，在顺地势流淌过程中侵蚀切割地层，并通过地表风化、构造裂隙向下补给。同时河沟水亦顺地层渗漏或侧向补给，形成河沟两侧的第四系孔隙潜水，河沟两岸的孔隙潜水再渗透补给地下，从而形成微承压水。另外暂时性地表水流在顺河沟往下游宣泄时具有时间短、速度快的特点，对地下水的补给主要体现在瞬间补给，故地表水与地下水的之间存在一定的水力联系。
主要接受河沟水、大气降水补给而形成的侏罗系西山窑组孔隙裂隙含水层，所在的位置处于三工河组地层之上，区域上三工河组地层为相对隔水层，它有效地隔阻了从区域南部运移而来的地下水，这样使得本来接受补给有限且富水性较弱的西山窑组地层与井田内的其它含水层之间的水力联系不甚密切。
据抽水试验结果，单位涌水量（q）为0.00754～0.210L/s·m，渗透系数（K）为0.00581～0.255m/d，可知西山窑组含水层富水性弱到中等，透水性弱。由此可说明井田内赋煤地层富水性弱到中等，从而进一步说明各含水层之间的水力联系不密切。随着井田南部矿井的进一步开发，矿井疏干排水的不断进行，各含水层之间的水力联系将逐渐减弱。
据水样的分析成果及石梯子西沟勘探中西沟河水资料，西沟河水的水化学类型为HCO3·SO4－Ca型，而井田中侏罗统西山窑组地层承压水的水化学类型有HCO3－Na、SO4·HCO3－Na型，由此可进一步说明地下水与地表水之间存在一定的水力联系。
二、地下水的补给迳流、排泄条件
井田地下水的补给主要有两方面：一是雪融水形成的河沟水、大气降水通过地表风化、构造裂隙入渗补给地下水；二是位于井田南部较高位置的火烧积水（界外）通过下伏侏罗系煤系地层的构造、风化裂隙顺层补给侏罗系煤系地层承压水。在东沟水自东南向西北运移的过程中，便可通过煤系地层进入到低于东沟水平的巷道中。从井下观察的情况，水从煤层顶底板的位置以滴、淋的方式进入到水仓或顺井下巷道流出矿井。由此说明了井田地下水与地表水之间的关系，地下水的补给主要源于东沟河水。另外，在井田南界外分布有古火烧区，巷道在西翼掘进过程中遇到过火烧。而东沟水、大气降水在通过孔隙裂隙比较发育的火烧层时，在火烧层内蓄集了一定量的火烧积水。因此，火烧积水则成为井田地下水的另一主要补给源。
赋存于东沟两侧的第四系松散洪冲积物，孔隙发育，接受东沟水的补给形成第四系潜水，其运移速度快，径流通畅；而煤系地层地下水由于地层泥质充填较多，加之岩石孔隙、裂隙不甚发育，煤系地层地下水运移相比潜水迟缓，反映到水化学特征上，则表现为承压水水质相比潜水水质较差。
地下水径流的过程也是地下水不断排泄的过程。根据ZK203、ZK402孔静止水位观测的情况，结合井田的地势特征，井田地下水的径流方向是由东南往西北。井田地下水在径流排泄的过程中，井田内的干沟、东沟河是排泄通道。矿井生产的疏干排水将是地下水排泄的主要方式之一。
1、水文地质类型
根据《煤矿防治水规定》中关于煤矿水文地质类型划分标准，东沟煤矿水文地质情况分析如下：
（1）受采掘破坏或影响的含水层及水体
井田位于低山区，地形切割强烈，冲沟发育，区内气候干燥，降雨量小于蒸发量，属于大气降水缺乏区。
据抽水试验结果，西山窑组含水层单位涌水量（q）为0.00754～0.210L/s·m，渗透系数（K）为0.00581～0.255m/d，其富水性为弱~中等，透水性弱，各含水层之间的水力联系不密切。随着井田南部矿井的进一步开采，矿井疏干排水的不断进行，各含水层之间的水力联系将逐渐减弱。
按照《煤矿防治水规定》第一类分类依据，井田内煤层受采掘破坏或影响的含水层为中等类型。
（2）矿井及周边老空水分布状况
煤层开采后形成采空区，其内积有一定数量的地下水。本矿井老空区位于井田南部区域，新开采工作面位于老空区下部，因此老空区积水对矿床的充水具有一定的影响。
老空区位于井田南部区域，其位置、范围、积水量都清楚。
按照《煤矿防治水规定》第二类分类依据，井田及周边老空水分布状况属中等类型。
（3）矿井涌水量
采用面积比拟法计算的矿井开采一水平+1450m水平矿井正常涌水量为184.65 m3/h（4431.7 m3/d），其最大涌水量按正常涌水量的1.5倍考虑，即276.975 m3/h（6647.4 m3/d）。
按照《煤矿防治水规定》第三类分类依据，煤矿开采时矿井涌水量属复杂类型。
（4）突水量
由于矿井原小窑开采期间管理水平薄弱，排水能力差，无探放水设备，造成矿井多次发生透水事故。在近5年开采过程中，无突水事故。
按照《煤矿防治水规定》第四类分类依据，井田突水量属中等类型。
（5）开采受水害影响程度
随着开采及煤层的掘进，煤层顶、底板砂岩水逐渐被疏降，因此顶底板砂岩对煤层开采影响不大，不会威胁矿井安全。淋水及涌水水量较小，不会造成采区淹没等严重事故，不会影响以后的采掘活动。
按照《煤矿防治水规定》第五类分类依据，煤矿开采受水害影响程度属简单型。
（6）防治水工作难易程度
火烧层中烧变岩裂隙水和废井积水将是矿床充水的主要因素之一。井田南界外的B1、B2、B3、B41、B42煤层地表发生火烧，火烧呈条带状展布，岩石受烘烤或烧变后形成烧变岩，其孔隙、裂隙发育，易接受东沟河河水、大气降水的补给而形成烧变岩裂隙水。位于井田西南部的火烧区在汛期受东沟河河水补给而蓄集了一定量的火烧区积水。因此在井田西南部采掘时，一旦生产井巷道与火烧区沟通，可能发生突水事故而影响矿井生产及人员安全。
鉴于以上情况，本井田在对靠近9万吨/年井田及西南部火烧区进行采掘工程时，需要对上部采空区的范围及积水情况进行更加细致的探放水工作，开采活动中做好物探和钻探的超前探测工作，对老窑采空区做好提前疏放水工作。
按照《煤矿防治水规定》第六类分类依据，防治水工作简单或易于进行，属中等类型。
综上所述，根据水文地质类型划分依据就高不就低的原则，本井田矿井水文地质类型划分为复杂类型。
1、 矿井充水因素分析
（1）现有生产井的充水情况
从井下观测可见，水从煤层的裂隙中点滴状流出，个别地段呈股状流出。根据水文观测台账资料显示：该生产井涌水量约为90～105.7m3/h。
（2）矿床充水因素分析
矿床充水的主要因素为地层岩性、构造、火烧层、河沟水、大气降水及暂时性地表水流，现分述如下：
1）地层岩性
侏罗系地层多以粗细相间的形式出现，且以细颗粒的岩石居多。据钻孔控制的情况，粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、细砂岩等岩石在整个控制到的侏罗系地层中所占比例较大。通过ZK203、ZK402钻孔抽水试验的结果：单位涌水量（q）为0.00754～0.210L/s·m，渗透系数（K）为0.00581～0.255m/d，由此可进一步说明侏罗系赋煤地层岩性是本井田矿床充水的重要因素之一。
2）构造
井田地层向北倾斜，产状平缓，为一缓倾单斜构造，无大的断层出露，仅在井田东北角有一断层出露，但对井田煤层回采影响较小。因此，构造不是井田矿床开拓时的主要充水因素。
3）火烧层
井田南界外的B1、B2、B3、B41、B42煤层地表附近发生火烧，火烧呈条带状展布，岩石受烘烤或烧变后形成烧变岩，其孔隙、裂隙发育，易接受东沟河水、大气降水的补给而形成烧变岩裂隙潜水。西南部分布在井田南界附近的火烧层，其所在的位置有季节性的东沟水通过，河水的补给使得火烧层中蓄集了一定量的火烧积水。通过邻区石梯子西沟煤矿生产井实际调查的情况，石梯子西沟井田目前开采的B2、B42煤层，其开采水平多在1570～1600m水平之间，其地势相对较高，且靠近火烧的部位，井下疏排的地下水多为火烧层中的积水。
4）河沟水
井田内有两条河沟，干沟和东沟河。干沟为季节性河流，受南部雪山融雪水和大气降水的补给，每年5～11月有溪水流动。东沟河为一条常年性地表径流。井田地层近东西向展布，河沟水在由南向北径流的过程中，切割地层并通过地表的风化、构造裂隙补给地下，因此河沟水是矿床充水的重要因素之一。
5）大气降水
中侏罗统西山窑组（J2x）为一套以湖沼相为主夹有河流相、河湖三角洲相的含煤碎屑沉积岩。泥岩、粉砂岩等细颗粒的岩石柔软但不透水，在地表经风化后，易形成较大的坡度；而砂岩坚硬且厚度大，地表以陡坎状出露，接受降水面积较小，大气降水易形成表流。在本井田内地形地貌就是以沟壑相间的形式出现，且落差较大，因此矿床对接受大气降水补给不利。
6）暂时性地表水流
暂时性地表水流具有时间短，流量大之特点，对地层渗透补给不利。在矿井生产期间，应加强观测，掌握洪流周期与径流途径。
（3）矿床充水途径
1）井田内各煤层主要受西山窑组孔隙裂隙含水层直接充水。当煤层开采到一定深度时，煤层间的岩层必然造成坍塌、陷落，致使各含水层相互连通，形成一个直接充水的含水段。
2）当矿井的地下水位降至河水位以下时，将产生河水补给地下水的情况。这种补给方式是根据地层渗透性缓慢进行补给，不存在直接通道和直接灌入。
3）由于井田煤系地层产状平缓，采煤过程中将形成大面积采空区，将有可能出现暂时性地表洪流直接灌入矿井。因此，必须选择合适的井口位置并采用最有效的开采方式，避免大面积陷落区的形成，设计须考虑防止洪流灌入塌陷区。另井田南部老窑积水情况不明，老窑积水可能对矿床充水有影响，在开采到该位置时应采取一定的技术措施，以预防突水等事故的发生。
4）井田南界附近的火烧层与东沟河相交，河水在径流过程中可通过孔隙、裂隙发育的火烧层蓄集大量的火烧积水。因此，火烧层将是井田南部矿床充水的重要途径之一。
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2、 矿井主要水害因素分析
井田煤田地质勘查程度较高，煤层稳定，属简单构造类型。井田内有两条河沟，干沟和东沟，水文地质条件为简单-中等。目前矿井正在建井阶段。据矿井90万t/a基建计划部署，对矿井受水害影响程度进行分析评价。
（1）地表水因素分析
井田内有两条河流，既干沟河和东沟河。受南部雪山融雪水和大气降水的补给，东沟河为整年长流河，干沟河为季节性长流河，每年5～11月有河水流动。井田地层近东西向展布，河沟水在由南向北径流的过程中，切割地层并通过地表的风化、构造裂隙补给地下，因此河沟水是矿床充水的重要因素之一。
综上分析，地表水（河流）是影响矿井开采的间接因素。
(2)采空区积水因素分析
据矿井以往水文地质资料，井田内共有5处采空区别为B3采空区（2处）、B42采空区（1处）、B2煤层采空区（2处），根据《东沟煤矿地质补堪报告》及水文地质技术人员实测水文数据分析上述采空区运输巷均能具备自然泄水条件，涌水通过老井井巷工程汇入B2煤层导水巷最终进入井底车场水仓。因此采空区内存在积水情况不大，但是不能排除局部低洼储存在积水可能性，目前上述采空区涌水量约为68m³/h，对141首采工作面回采工作存在一定的影响。
141首采工作面已在进行回采工作，回采过程中已形成小面积的采空区可能存在少量的积水对以后143工作面回风顺槽的掘进施工产生一定的不良影响。
(3)顶板砂岩裂隙水因素分析
煤层上部赋存砂岩裂隙水富水性弱—中等，局部裂隙发育范围富水相对集中。井田范围内煤层主要分布于下侏罗统西山窑组下段，其上部地层岩性主要为泥岩、砂岩及砾岩等。在砂岩内存有一定量的孔隙水，有可能在受采掘影响下砂岩孔隙水会通过裂隙、孔隙等导水通道进入采掘工作面从而会采掘作业造成一定的危害。
（4）火烧区积水因素分析
据新疆煤炭设计院编写《90万吨/年初步设计》，井田南界外的B1、B2、B3、B41、B42煤层地表附近发生火烧，火烧呈条带状展布，岩石受烘烤或烧变后形成烧变岩，其孔隙、裂隙发育，易接受东沟河水、大气降水的补给而形成烧变岩裂隙潜水。西南部分布在井田南界附近的火烧层，其所在的位置有季节性的东沟水通过，河水的补给使得火烧层中蓄集了大量的火烧积水。通过邻区石梯子西沟煤矿生产井实际调查的情况，石梯子西沟井田目前开采的B2、B42煤层，其开采水平多在+1570m～+1600m水平之间，其地势相对较高，且靠近火烧的部位，井下疏排的地下水多为火烧层中的积水。
根据矿方调查和所提供地质资料，整体火烧面积约为1.25km²，各煤层古火烧深部边界在东沟河谷较浅，结合2016年新疆地矿局第九地质大队编制的《东沟煤矿补充勘探地质报告》可知各煤层火烧区深度及底界。B42煤层+1586水平以西巷道进行探巷施工时，回风巷上部发现火烧带煤层（目前已在采空区内），涌水量较小，未发生突水事故；在B2煤层+1643回风巷上部进行探巷施工时，在60-70m段发现火烧区，涌水量较小，未发生突水事故。
依据上述勘探成果及老窑生产活动分析，各煤层古火烧深部最低位于+1628m水平，火烧区位于煤层浅部露头区。井田范围内西翼部分火烧区已经被采掘工程实际揭露，火烧区与采空区联通，采掘工程控制范围内的火烧区积水通过采空区汇入B2煤层导水巷排至井底水仓，最终排出矿井。矿井接续采掘工程据火烧区距离越来越远，因此火烧区积水对矿井西翼生产活动无直接影响。
（5）未来5年可能存在的老钻孔水害因素分析
据乌鲁木齐第九地质大队提交《新疆准南煤田呼图壁县石梯子东沟煤矿地质勘探报告》、《新疆准南煤田呼图壁县石梯子东沟煤矿补充地质勘探报告》评述资料，本井田内的水文地质钻孔及勘探钻孔无封孔不良的。但是在生产过程中水可通过钻孔沟通煤层顶底板含水层的入渗和灌入，影响煤层正常开采，因此在采掘工作面如过钻孔时应提前40米向采掘队发出通知采取相应的防范措施。
未来5年回采工作面会遇见7个钻孔：ZK202、ZK301、ZK302、ZK401、ZK402、ZK502、ZK503等7个钻孔。
二、 现有防治水状况
（一） 现有防治水状况
1、 防治水机构及专业人员配备
矿地测防治水机构齐全，制度健全。矿成立了防治水工作领导小组：由总工程师任组长，地测副总任副组长，并设有地测副总；下设防治水办公室于地测防治水科。明确了矿长是防治水工作的第一责任者，总工程师对防治水工作负技术责任。建立健全了各种防治水规章制度、强化了矿井水文地质基础资料管理。初步建了矿井地测防治水保障体系，包括机构、规章制度、人员、装备、资金等保障体系。
矿设立了地测科和专职探放水队伍。探放水队的具体业务由地测科管理，地测科科室人员有科长、地质技术员、水文技术员、测量技术员4名管理人员。探放水队设队长、副队长2人、技术员2人、钻探工3人。配备了探水钻机，矿井现有三台矿用坑道探水钻机分别为配备1台ZLJ-650探放水钻机、1台ZDY-1200S探放水钻机，1台ZYJ-820/200架柱式液压回转钻机，要求终孔直径不大于75(mm) ，钻进深度不小于150m。比较实用的钻机厂家有水利部杭州钻探设备厂、西安煤炭科学研究院、重庆煤炭科学研究院、石家庄钻探设备厂、山东钻探设备厂、河南钻探设备厂等钻机厂家均能满足井下探放水的需要。矿井防治水工作实现了“三专”： 技术人员专业化、专业探放水队伍、专用探放水设备；满足探放水需要。
2、 防治水装备
为了满足防治水工作的需求，按照《煤矿防治水规定》提取防治水安全经费，购置一定量设备。我购置的矿探放水钻机有ZLJ-650钻机2台、ZDY-1200s钻机1台；1台ZYJ-820/200架柱式液压回转钻机，其中有3台专用钻机为完好设备，1台需要维修，其额定探查距200m以上。探放水设备基本能够满足防治水需要,防治水装备见下表所示。
东沟煤矿防治水装备表
设备名称
型号
购买时间
钻探长度
生产厂家
数量
备注
探水钻
ZDY-1200S
2015.7
200m
石家庄中煤制造
1台

探水钻
ZLJ-650
2013.6
200m
石家庄凯达制造
1台

探水钻
ZLJ-650A
2012.4
200m
石家庄凯达制造
1台
需维修
探水钻
ZYJ-820/200
2016.12
200m
河北启睿机械制造
1台

3、 防治水综合治理工作
防治水工作始终执行新疆省防治水管理规定及《煤矿防治水规定》坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，执行 “物探先行、钻探验证”的综合探测手段。对采掘工作面及时超前物探 ，钻探探测，严把探放水设计、施工、验收、确认、移交等五关。
4、 排水系统
水仓环绕+1450m水平井底车场布置，有主仓和副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。矿井一水平正常涌水量为500m3/h，按《煤矿安全规程》规定水仓所需的有效容量为Q=8×500=4000m3。设计水仓净宽5m，净断面14.91m2。主水仓总长度450m，按利用系数0.8，计算有效容量为5368m3；副水仓总长度340m，按利用系数0.8，计算有效容量为4055m3。
矿井+1450m水平排水系统采用集中排水系统。水泵房设于+1450m水平。排水管由泵房经管子道沿副斜井井筒敷设至地面预沉调节池。副斜井井口标高+1551.5m,井底标高+1450m，垂高101.5m，井筒倾角18°，井筒斜长329m。
选用选用3台MD1250-80×2/G型矿用耐磨多级离心泵。每台水泵配YB25004-4型（800kW、10kV、1488r/min）防爆电机。正常涌水期：水泵1台工作，1台备用，1台检修。最大涌水期：2台水泵工作，1台备用及检修。排水管路敷设2趟Φ480×10mm的无缝钢管。正常涌水期：排水管路1趟工作，1趟备用。最大涌水期：2趟排水管路同时工作。
煤矿抗灾强排水系统：设计选用2台BQ725-159/6-500/W-S矿用隔爆型潜水电泵。每台潜水电泵的额定流量725m3/h，额定扬程159m，配用电动机功率：500kW，电压：10kV，转速：1480r/min。2台潜水电泵布置于+1450m水平泵房内。排水管路另敷设2趟Φ325×10mm的无缝钢管。1台潜水电泵配1趟管路组合。
采掘工作面低洼点设临时水仓，留设自然排水沟，或预设排水管路，配备相应的排水风泵或浅水泵抽至排水管路。
井下水排至工广矿井污水处理车间经处理达标后，部分作为矿工业用水，部分排放入地表河流。
（二） 主要问题
1、按照《煤矿安全规程》286条“矿井应当对主要含水层水位进行观测”要求，需要委托有资质的单位上专业施工设备科学的施工我矿主要含水层的水位长期动态观测孔，即从井下施工贯穿从B2到B4煤顶板含水层的水文地质钻孔，进行长期水位观测，以达到掌握含水层对于采掘的影响程度及较为准确的水文资料。
2、按照《煤矿安全规程》286条“煤层顶板存在富水性中等及以上含水层或者其它水体威胁时，应当实测垮落带、导水裂隙带高度，进行专项设计，确定防隔水煤柱尺寸。”要求，需要委托有资质的单位利用专业的仪器设备科学的对我矿首采工作面垮落带及导水裂隙发育高度要进行实测。
3、按照《自治区煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法》“防治水工程-系统建立-水文地质条件复杂、极复杂的矿井建立水文动态观测系统” 要求，需在矿井各主要部位安设矿井水文动态观测系统,从而使我矿的水文动态观测工作达到科学精准。
4、按照《煤矿安全规程》318条“采掘工作面超前探放水应当采用钻探方法，同时配合物探、化探等其他方法查清采掘工作面及周边老空水、含水层富水性以及地质构造等情况”、《防治水规定》35条“井下水文地质勘探应当采用井下物探、钻探、监测、测试等手段”及《自治区煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法》 “防治水-装备-地质工作至少采用一种有效的物探手段”要求，需购置一台物探设备，依据钻探和物探相结合的探放水规定，达到安全可靠的探水目的。
三、 防治水工作指导思想、目标、原则
（一） 指导思想
坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，执行 “物探先行、钻探验证”的综合探测手段，落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施，着力构建“探测超前、预报准确、防治科学、管理到位”的煤矿防治水保障体系，确保煤矿安全生产。
（二） 目标
1、 建立完善的地测防治水保障体系。
2、 杜绝水害伤亡事故的发生。 
3、 矿井防治水安全质量标准化达自治区二级水平。
（三） 原则与思路
根据《煤矿安全规程》和《矿井水文地质规程》、《煤矿防治水规定》等相关技术规范的要求，结合井田地质、水文地质条件和防治水工作现状，本矿防治水工作应该遵循以下原则：
1、 坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则，坚持“物探先行，化探跟进，钻探验证”综合探测手段。
2、 以基础水文地质工作为平台，井上探查手段以物探为主，钻探为辅；井下探测手段物探先行，钻探验证。
3、 以地下水信息监测为基础，建立矿井水害水情实时监测体系，建立矿井水文动态观测系统。
4、 B42煤层顶板砂岩裂隙水的防治以合理探查疏放为主。
5、 探测和监控相结合，合理避让，防治小窑采空水突出。
6、 防治水工程与矿井采掘工程相结合，防治水工程方案优化与经济效益相结合，选择经济有效、对矿井生产进度影响较小的防治水工程技术。
四、 防治水规划
（一） 地表防治水规划
地表水的综合治理，加强对井田内地表低洼区和段易积水部位的工程治理及井下防隔水煤柱的留设，必须经常检查矿区地表是否存在导水裂隙或其它导水通道，如发现裂隙及其它导水通道，应及时将其回填密实；通过对地表裂缝进行填埋处理，减缓雨季降水进入矿区的速度和水量，并对井田内的河沟进行全面调查。查明河沟、煤层露头渗漏、河床塌陷等，雨季加强地表河流和地表积水区及塌陷区的巡查工作，发现异常及时采取措施，确保矿井安全。
（1）井田范围内东沟河是一条常年性地表径流，因此在布置工作面时要留设河保护煤柱：根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的第85条规定要求，按照类似开采条件下煤层顶板移动情况，东沟河河床保护范围取30m，然后按表土层移动角45°，岩石移动角γ=70°，β=γ－0.5α（α为煤层倾角），δ=70°圈定保护煤柱。
（2）东沟河径流量较大，5~9月汛期水流量较大。因此：
1）汛期每次降大到暴雨时和降雨后，必须指派专人检查开采区及附近地面有无导水裂缝或其它导水通道。发现漏水情况，必须及时采取措施，严防向井下漏（灌）水。
2）严禁将矸石、炉渣、垃圾等杂物堆放在山体水急泄可能冲刷到的地段。
3）每年汛期前必须疏通主斜井周围和工业场地排水沟渠。
4） 工业场地、生产场所及生活区，受山洪威胁时，须沿场地边坡底、场地道路一侧设置排水沟，将山洪及场地内汇水有序的引入场外沟谷中，对零星地段采用自然坡度将水引出场外。
5）对有滑坡的地段，应及时设置警标，禁止人员通行，并采取人工砌墙、防滑塌等措施
加强“雨季”三防工作。煤矿企业要建立防范暴雨的预报、预警、预防和应急救援工作机制，建立雨季巡视制度和停工撤人制度，进行隐患排查和专项整治，消除隐患。“雨季”期间应对矿井双回路供电系统、通讯系统及排水设备、设施等进行全面检查，确保系统、设备完好可靠，并对井田内河道以及排水设施进行彻底清挖、疏通，必要时对其进行加固；严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段，严禁侵占河道，保障河道的畅通。
（二） 井下防治水规划
1、 建立完善的排水系统和应急措施
在井下保证排水设备正常运作，主水泵必须保持完好，要定期检修；矿井生产过程中要经常检查、核定矿井各个排水点排水系统的排水能力，确保排水系统畅通。特别是“雨季”期间，井下也要做到及时清淤，及时清挖水仓，保持主、副水仓的最大容积，并能排出矿井的最大涌水量。
每年修改完善井下水害应急救援预案、水害现场处置方案。增置排水设备，定期对设备进行检修，保证备用设备完好，以提高抢险救灾能力和效果，企业要储备足够的抢险物资和设备。
2、 回采工作面防治水工作
根据采掘工作面接续计划，未来5年（2016年～2020年），我矿回采6个工作面，141综采工作面，143综采工作面、145综采工作面、142综采工作面、144综采工作面、146工作面，回采工作面的防治水主要有以下方法：
1）所有回采工作面贯通后采用物探方法，探清工作面内地质构造情况，根据工作面内的构造分析赋水区域。钻