礦井防治水綜合施工方案一、工程概況1.1工程背景本礦井為年產(chǎn)120萬(wàn)噸的中型煤礦，開(kāi)采深度從+350m延伸至-200m，主采3#、5#煤層，平均厚度分別為4.2m和3.8m。隨著開(kāi)采深度增加，井田范圍內(nèi)已揭露F1、F3兩條主要斷層，落差分別達(dá)35m和28m，斷層帶附近裂隙發(fā)育，存在奧陶系灰?guī)r巖溶水突水風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)2024年度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，礦井正常涌水量為85m3/h，最大涌水量達(dá)150m3/h，主要充水水源為煤系砂巖裂隙水及老空區(qū)積水。1.2工程目標(biāo)安全目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)全年水害事故零發(fā)生，重大水害隱患整改率100%質(zhì)量目標(biāo)：防水工程合格率100%，關(guān)鍵部位優(yōu)良率≥90%效率目標(biāo)：探放水施工效率提升15%，排水系統(tǒng)運(yùn)行可靠性達(dá)98%以上經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：?jiǎn)挝环浪杀究刂圃?.5元/噸煤以內(nèi)二、水文地質(zhì)條件分析2.1含水層特征含水層類型巖性特征厚度(m)富水性滲透系數(shù)(m/d)水壓(MPa)第四系松散層砂礫石層15-30中等2.5-5.80.12-0.35二疊系砂巖中粒石英砂巖45-70弱-中等0.8-3.20.5-1.2奧陶系灰?guī)r厚層狀灰?guī)r80-120強(qiáng)5.6-12.32.8-4.52.2主要水害隱患斷層導(dǎo)水：F1斷層與奧灰含水層直接溝通，存在滯后突水風(fēng)險(xiǎn)老空積水：井田西北部存在3處已探明老空區(qū)，積水量約2.8萬(wàn)m3，水位標(biāo)高+180m巖溶陷落柱：2024年物探發(fā)現(xiàn)3#煤層底板存在直徑約25m的疑似陷落柱裂隙發(fā)育帶：5#煤層頂板砂巖裂隙密集區(qū)，導(dǎo)水系數(shù)達(dá)8.6m2/h三、施工總體部署3.1施工組織架構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)小組：礦長(zhǎng)任組長(zhǎng)，總工程師、安全礦長(zhǎng)任副組長(zhǎng)專業(yè)隊(duì)伍：30人防水施工隊(duì)（含8名持證探放水工），配備3臺(tái)ZLJ-350型探水鉆機(jī)協(xié)作單位：地質(zhì)勘探院（負(fù)責(zé)水文補(bǔ)充勘探）、注漿工程公司（專業(yè)注漿施工）3.2施工階段劃分準(zhǔn)備階段（1-2月）：完成設(shè)備檢修、材料儲(chǔ)備、方案審批主體施工（3-10月）：分三個(gè)工作面平行作業(yè)，月均進(jìn)尺80m驗(yàn)收階段（11-12月）：系統(tǒng)調(diào)試、效果評(píng)估、資料歸檔3.3資源配置設(shè)備配置：探水鉆機(jī)3臺(tái)、注漿泵2臺(tái)、水文監(jiān)測(cè)儀1套、應(yīng)急排水泵4臺(tái)（含2臺(tái)備用）材料儲(chǔ)備：水泥3000噸、聚氨酯注漿材料500桶、排水鋼管2000m、防水帆布500㎡資金預(yù)算：總投資680萬(wàn)元，其中設(shè)備購(gòu)置220萬(wàn)，工程施工380萬(wàn)，應(yīng)急儲(chǔ)備80萬(wàn)四、主要施工措施4.1超前探放水工程4.1.1探水孔設(shè)計(jì)布置原則：采用"三花形"布孔，按巷道斷面輪廓線外推5m控制范圍參數(shù)設(shè)置：孔徑：Φ75mm（勘探孔）、Φ110mm（放水孔）孔深：平距60m，超前距30m，幫距20m角度：仰角3-5°（上山巷道），俯角2-3°（下山巷道）4.1.2施工工藝鉆進(jìn)控制：采用"兩慢一快"操作法（開(kāi)孔慢、見(jiàn)煤慢、巖段快）異常處理：出現(xiàn)頂鉆、夾鉆時(shí)立即停鉆，測(cè)量孔內(nèi)水壓?jiǎn)慰子克浚?0m3/h時(shí)啟動(dòng)注漿封堵程序質(zhì)量驗(yàn)收：每50m進(jìn)行一次透孔試驗(yàn)，確保孔道通暢4.2帷幕注漿工程4.2.1注漿方案注漿圈設(shè)計(jì)：沿F1斷層走向布置雙排注漿孔，孔距3m，排距2.5m材料選擇：主漿材：42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥+水玻璃（體積比1:0.8）添加劑：三乙醇胺（摻量0.03%）、氯化鈣（摻量0.5%）技術(shù)參數(shù)：注漿壓力3-4MPa，凝膠時(shí)間30-60s，擴(kuò)散半徑≥2.5m4.2.2施工流程造孔階段：采用XY-4型鉆機(jī)施工，終孔直徑Φ91mm注漿階段：分段后退式注漿，段長(zhǎng)5m，注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為壓力穩(wěn)定15min檢查階段：采用壓水試驗(yàn)（壓力1.5倍工作壓），吸水率＜0.5L/min·m為合格4.3疏水降壓工程疏水巷布置：在-150m水平布置專用疏水巷，斷面規(guī)格3.5m×3.0m，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)降壓鉆孔：在奧灰含水層施工12個(gè)降壓孔，孔深200-250m，單孔設(shè)計(jì)涌水量≥50m3/h排水系統(tǒng)：安裝3臺(tái)200D-43×5型多級(jí)離心泵，配套Φ219mm排水管路，形成三級(jí)排水系統(tǒng)五、排水系統(tǒng)建設(shè)5.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)能力：正常涌水量90m3/h，最大涌水量180m3/h排水高度：主排水系統(tǒng)總揚(yáng)程450m，分三級(jí)提升管路配置：一級(jí)排水：Φ159mm無(wú)縫鋼管，壁厚6mm二級(jí)排水：Φ219mm無(wú)縫鋼管，壁厚8mm三級(jí)排水：Φ273mm無(wú)縫鋼管，壁厚10mm5.2設(shè)備選型設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量功率(kW)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)主排水泵MD280-43×73臺(tái)450280301備用水泵MD250-65×52臺(tái)315250325潛水泵BQS150-30-305臺(tái)3015030真空泵SK-302臺(tái)1530m3/min-5.3管路安裝標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接采用"雙墊雙螺栓"固定，螺栓預(yù)緊力矩達(dá)450N·m管路每隔15m設(shè)牢固支墩，轉(zhuǎn)彎處增設(shè)防滑墩安裝完畢進(jìn)行1.25倍工作壓力的水壓試驗(yàn)，保壓30min無(wú)滲漏六、監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)6.1監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)布置水位監(jiān)測(cè)：設(shè)置12個(gè)水文觀測(cè)孔，安裝投入式液位計(jì)，數(shù)據(jù)每10min采集一次水壓監(jiān)測(cè)：在奧灰含水層布置6個(gè)測(cè)壓孔，配備數(shù)字式壓力傳感器流量監(jiān)測(cè)：主排水管路安裝電磁流量計(jì)，精度等級(jí)0.5級(jí)應(yīng)力監(jiān)測(cè)：斷層帶附近安裝10組鉆孔應(yīng)力計(jì)，量程0-60MPa6.2預(yù)警指標(biāo)體系監(jiān)測(cè)項(xiàng)目預(yù)警閾值響應(yīng)級(jí)別處置措施水位突升＞0.5m/h藍(lán)色加密觀測(cè)，啟動(dòng)備用泵水壓突增＞0.3MPa/24h黃色停止作業(yè)，啟動(dòng)探放水涌水量＞120m3/h橙色啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，人員撤離應(yīng)力突變＞5MPa/30min紅色全礦井停產(chǎn)撤人6.3數(shù)據(jù)處理平臺(tái)構(gòu)建三維水文地質(zhì)信息系統(tǒng)，具備以下功能：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化（動(dòng)態(tài)曲線、熱力圖）水害風(fēng)險(xiǎn)智能評(píng)估（準(zhǔn)確率≥85%）歷史數(shù)據(jù)對(duì)比分析（趨勢(shì)預(yù)測(cè)）遠(yuǎn)程控制接口（支持排水設(shè)備聯(lián)動(dòng)）七、質(zhì)量安全保障措施7.1質(zhì)量管理體系材料控制：水泥進(jìn)場(chǎng)需提供出廠合格證+進(jìn)場(chǎng)復(fù)試報(bào)告，每200噸為一批次過(guò)程控制：實(shí)行"三檢制"（自檢、互檢、專檢），關(guān)鍵工序留存影像資料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：注漿工程：結(jié)石體強(qiáng)度≥15MPa，滲透系數(shù)＜1×10??cm/s鉆孔工程：孔斜偏差≤1°/100m，孔深誤差±0.5m7.2安全技術(shù)措施防突水措施：工作面配備2套應(yīng)急擋水板（規(guī)格2m×1.5m）巷道內(nèi)設(shè)防水閘門(mén)（抗水壓≥2.5MPa）防中毒措施：注漿作業(yè)配備有毒氣體檢測(cè)儀（CO、H?S）井下設(shè)置急救氧氣站，儲(chǔ)備量≥50瓶防機(jī)械傷害：鉆機(jī)設(shè)置防護(hù)欄（高度1.2m）傳動(dòng)部位安裝防護(hù)罩，旋轉(zhuǎn)部件設(shè)警示標(biāo)識(shí)7.3培訓(xùn)與演練培訓(xùn)計(jì)劃：每月開(kāi)展2次防水知識(shí)培訓(xùn)（累計(jì)學(xué)時(shí)≥8h）特種作業(yè)人員持證上崗，復(fù)審合格率100%應(yīng)急演練：每季度組織1次水災(zāi)應(yīng)急演練演練內(nèi)容包括：撤人、排水、堵水、救護(hù)等科目演練評(píng)估報(bào)告7日內(nèi)完成整改閉環(huán)八、應(yīng)急預(yù)案8.1應(yīng)急組織體系總指揮：礦長(zhǎng)（2h內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)）副總指揮：總工程師、安全礦長(zhǎng)專業(yè)小組：搶險(xiǎn)組（20人）、救護(hù)組（15人）、技術(shù)組（8人）、后勤組（10人）8.2應(yīng)急響應(yīng)流程報(bào)警與接警：井下設(shè)置聲光報(bào)警裝置，調(diào)度室接警后10min內(nèi)完成信息核實(shí)應(yīng)急啟動(dòng)：一般透水（＜50m3/h）：?jiǎn)?dòng)Ⅲ級(jí)響應(yīng)較大透水（50-100m3/h）：?jiǎn)?dòng)Ⅱ級(jí)響應(yīng)重大透水（＞100m3/h）：?jiǎn)?dòng)Ⅰ級(jí)響應(yīng)處置程序：切斷災(zāi)區(qū)電源→啟動(dòng)備用排水系統(tǒng)→設(shè)置臨時(shí)擋水墻→疏散受困人員后期處置：水災(zāi)調(diào)查（成立專項(xiàng)調(diào)查組）災(zāi)后恢復(fù)（編制恢復(fù)方案，經(jīng)專家論證后實(shí)施）8.3應(yīng)急資源儲(chǔ)備物資儲(chǔ)備：防水沙袋：5000條（規(guī)格40×60cm）快速凝固水泥：200噸柴油發(fā)電機(jī)：2臺(tái)（功率500kW）設(shè)備儲(chǔ)備：應(yīng)急潛水泵：4臺(tái)（單臺(tái)流量≥200m3/h）救生艙：2臺(tái)（額定人數(shù)12人）潛水裝備：3套（含水下通訊設(shè)備）九、施工進(jìn)度計(jì)劃9.1關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制工程階段起止時(shí)間主要工作內(nèi)容責(zé)任人考核指標(biāo)前期準(zhǔn)備1.1-2.28設(shè)備檢修、材料采購(gòu)設(shè)備科長(zhǎng)設(shè)備完好率100%帷幕注漿3.1-5.31F1斷層注漿工程施工隊(duì)長(zhǎng)注漿量≥8000m3探放水4.1-10.31采掘工作面探放水探水隊(duì)長(zhǎng)鉆孔進(jìn)尺≥15000m系統(tǒng)改造6.1-8.31排水系統(tǒng)升級(jí)機(jī)電科長(zhǎng)排水能力提升20%驗(yàn)收調(diào)試11.1-12.15系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、效果評(píng)估總工程師工程合格率100%9.2進(jìn)度保障措施采用Project軟件進(jìn)行進(jìn)度跟蹤，每周召開(kāi)進(jìn)度分析會(huì)關(guān)鍵線路工程實(shí)行三班作業(yè)，配備備用設(shè)備建立進(jìn)度獎(jiǎng)懲機(jī)制，超額完成獎(jiǎng)勵(lì)50元/米，延誤處罰30元/米十、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程10.1分項(xiàng)工程驗(yàn)收探放水工程：鉆孔偏斜率≤1.5%放水效果：殘余水量＜5m3/h注漿工