1 概述
1.1 目的、任务
根据《重庆市人民政府关于实施煤矿整合的通知》(渝府发〖2007〗128号)，重庆市彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿为改扩建矿井。2010年10月30日该煤矿由重庆市国土资源和房屋管理局重新颁发了新采矿许可证，证号：C5000002009041130018268，有效期叁年(2010年10月30日～2013年10月30日)。矿井开采二叠系上统吴家坪煤组的K1煤层，开采标高+1376m～+1240m，生产规模6万吨/年。
根据重庆煤矿安全监察局、重庆市煤炭工业管理局发《关于进一步加强煤矿防治水工作的通知》(渝煤监办[2012]93号)，矿井应对本单位的水文地质情况进行研究，编制《水文地质类型划分报告》、《探放水设计》及《煤矿防治水工作实施方案》。为此彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿委托重庆工程职业技术学院为其编制《彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿防治水工作实施方案》。其目的是防止和减少煤矿水害事故，保障煤矿职工生命安全。其具体任务如下：
1.1.1 全面收集该矿有关的水文地质资料及生产过程中开拓、开采和其它相关的技术资料;
1.1.2 对矿区范围进行井上、下水文地质全面调查;
1.1.3 调查矿井水文地质条件及含(隔)水层的分布规律和特征;
1.1.4 分析矿井充水因素，矿井涌水量的构成情况，主要突水点的位置、突水量及处理情况;
1.1.5 调查矿区范围内老窑分布，老空(窑)积水情况;
1.1.6 评价矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度;
1.1.7 提交《彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿防治水工作实施方案》。
1.2 位置及交通
重庆市彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿(采矿权人：重庆市彭水县XX煤业有限公司)地处位于彭水县城区北东75°，直距34km，属彭水县小厂乡龙门村辖区。地理坐标：东经108°30′38″;北纬29°20′47″;设计主矿区距小厂乡有3.5km简易矿山公路，小厂乡距彭水县城68km，交通较为方便(见交通位置图1-1)。
图1-1 XXX煤矿交通位置示意图
1.3 自然地理概况
1.3.1地形地貌
矿区位于桑柘坪向斜的北东翼，海拔标高+1480m～+1250m，溶蚀性中山沟谷地貌，总体上为北西高，南东低，山峰与沟谷相对高差一般为230m。沟谷发育，坡度较大，地表切割较强烈，地形坡角一般为5～25°，大气降水排泄畅通。
1.3.2气象水文
矿区属亚热带湿润气候，四季分明，雨量充沛，具有冬暖、春早、夏热的特征。区内气温最高为40.8℃，最低为-2.9℃，年平均气温为17.8℃，年平均日照1300小时左右，年平均无霜期310天左右，相对湿度为82%，年平均降雨量约1040mm，其中5~10月降雨占81%。风向一般为NNW，风力2~3级。
1.4 以往水文地质工作
矿区位于桑柘坪向斜的北东翼。
1988年四川省地矿局川东南地质大队提交了《四川省彭水县桑柘煤矿初步普查报告》，原四川省地矿局以川地矿发[1988]489号文对报告进行审批，批准表内D级储量38210kt，表外储量2390kt。XXX煤矿位于桑柘坪普查区内的最北端。但矿井划定矿区范围未见地表勘探控制工程。
2006年2月，重庆市地质矿产开发局205地质队提交的《重庆市彭水县XXX煤矿占用矿产资源储量说明书》，重庆市地质矿业协会以渝地矿协储占审字[2006]080号通过审查认定，批准该矿占用K1煤炭资源(122b)332kt，重庆市国土资源和房屋管理局以渝国土储审备字[2006]116号备案。
2008年9月，重庆正山工程技术咨询有限公司编制提交有《重庆市彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿划定矿区范围申请报告(扩大)》。报告经重庆市地质矿业协会以“渝地矿协矿划审[2008]322号”审查意见书审查并备案确认。
2008年10月，重庆正山工程技术咨询有限公司编制提交有《重庆市彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿煤炭资源储量说明书》。报告提交矿井K1煤层资源量共(122b+333)共计988kt。该说明书经重庆市地质矿业协会以“渝地矿协储核审字[2008]403号”审查意见书审查，并经渝国土储审备字[2008]376号备案确认。
2008年12月，重庆正山工程技术咨询有限公司编制提交有《重庆市彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿开发利用方案(改扩建)》以“渝地矿协矿开审[2009]094号”通过审查。
通过收集以往地质工作成果，对该区的地质情况有了一定的了解，基本查明了矿山地质情况，可以作为编制初步设计的依据。
1.5 本次水文地质工作
本次工作主要是收集和整理矿井原有的水文地质资料，再根据矿井的开拓和开采情况，下井了解和实测矿井涌水量及出水点分布情况，并调查矿井井下水害防治的现状和采取的措施、方案及探防、排水设备、设施等。
1.5.1完成工作量
主要完成工作量详见表1-1。
表1-1 完成工作量一览表
1.5.2 本次工作方法及质量评述
本次工作是在收集以往地质工作的基础上，经综合分析整理，结合矿井实际调查了解进行工作。原地质成果报告对矿井水文地质条件、矿井的含、隔水层，充水因素、补给条件等都作了较详细的论述。因此利用原有的水文地质资料，结合矿井实际的开采情况进行补充修正，基本可以满足编制本矿井矿井水文地质类型划分报告的需要。而且在上述条件基础上结合矿井矿业权实地核查成果资料所编制的图纸和资料能真实反映矿井的实际情况，可以作为本次编制矿井防治水工作实施方案的依据。
1.6 矿井现状
1.6.1 矿区范围
根据《重庆市人民政府关于实施煤矿整合的通知》(渝府发〖2007〗128号)，重庆市彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿为改扩建矿井。2010年10月30日该煤矿由重庆市国土资源和房屋管理局重新颁发了新采矿许可证，证号：C5000002009041130018268，有效期叁年(2010年10月30日～2013年10月30日)。矿井开采二叠系上统吴家坪煤组的K1煤层，开采标高+1376m～+1240m，生产规模6万吨/年。
经重庆市国土资源和房屋管理局 《划定矿区范围批复》([2009]30)号，矿区范围由22个拐点坐标圈定，面积为3.6219km2，开采K1煤层，开采标高+1376m～+1240m(详见表1-2)。
表1-2 矿区范围拐点坐标表
1.6.2 相邻矿井
根据重庆市采矿权管理系统查询结果，扩大后的XXX煤矿北为已关闭的上岩湾煤矿，东为已关闭的兴林煤矿，邻近无其它矿权设置。
1.6.3矿井开采现状
矿井采用地下开采方式，平硐+暗斜井开拓，由上向下分水平逐步开拓和开采，走向长壁或倾斜长壁采煤法采煤，放炮落煤，单体液压支柱支护。回采工作面采用全部垮落法管理顶板。矿井采用中央分列式机械抽出通风。主平硐、主要运输大巷采用蓄电池机车运输。根据渝府[2007]128号文，XXX煤矿属改扩建矿井，生产规模由4万吨/年扩大为6万吨/年。XXX煤矿主平硐井口坐标为X=3247597.38m,Y=36550913.29m,Z=+1344.59m，回风斜井井口坐标为X=3247886.34m,Y=36550910.29m,Z=+1352.44m，主要工业广场布置在主平硐南东侧，主要生产区布置在主平硐口的南面。
1.6.4 矿井涌水量及出水点
1、矿井正常总涌水量约为5m3/h，另据矿井提供资料，矿井最大涌水量约为20m3/h。
2、工业广场四周设有防洪沟，防止雨季洪水溃入矿井。
3、矿井井下各运输大巷水沟基本上为毛水沟，水沟尺寸0.25×0.25m。
4、采空区偶有滴水现象。
5、无水闸门、水闸墙。
1.6.5 矿井现有水害防治情况
1、矿井采用平硐+暗斜井开拓方式，由于矿井距离地表较近，矿井水主要受大气降水影响，平时矿井内几乎无水，顶板淋水、滴水可忽略不计。
2、矿井水害水害较小，为生产安全，矿井在采掘过程中始终坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，制定了较为完善的防矿井突水的探放制度。
1.7 编制依据及技术标准
1.7.1 编制依据的国家标准
(1)《中华人民共和国安全生产法》;
(2)《矿山安全法》;
(3)《中华人民共和国劳动法》;
(4)《中华人民共和国煤炭法》;
(5)《煤矿安全监察条例》;
(6)《煤矿安全规程》;
(7)《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》。
1.7.2 编制依据的行业标准
(1)《煤矿防治水规定》;
(2)《矿井地质工作手册》;
(3)《煤矿矿井采矿设计手册》;
(4)《小型矿山设计规范》;
(5)《煤矿安全规程》实施手册;
(6)《煤矿安全管理规范与强制性措施全书》;
(7)《煤矿安全生产基本条件》。
1.7.3 矿山企业提供的相关技术资料
(1)采矿许可证复印件;
(2)煤炭生产许可证复印件;
(3)安全生产许可证复印件;
(2)企业(字号)预先核准通知书复印件
(3)矿长资格证书复印件;
(4)矿长安全资格证书复印件;
(5)《矿业权实地核查成果》及矿井采掘工程平面图;
(6)《重庆市彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿煤炭资源储量核实报告》;
(7)《重庆市彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿开发利用方案》。
2 矿区地质
2.1 矿区构造及地震
2.1.1 地质构造
矿井位于桑柘坪向斜的北东翼，单斜构造，岩层倾向190°～268°，矿区北端一般为：190°～193°，矿区南端倾向一般为：265°～285°，倾角3°～5°，平均4°，未发现大的断层，地质构造简单。矿井在生产过程中未发现较大的次级褶皱和断层，偶见小型断层，断距一般在1.0m以下，对矿井生产有一定影响(见图2-1构造纲要图)。
图2-1 构造纲要图
2.1.2 地震
根据《中国地震烈度参数区划分图》GB18306-2001，该区地震动峰值加速度为0.05g。地震基本烈度为Ⅵ度。
2.2 矿区地层
矿区范围内主要出露地层为二叠系上统长兴组(P3c)、吴家坪组(P3w)及二叠系下统茅口组(P2m)，其中吴家坪组(P3w)为本区含煤地层。现由新到老叙述如下：
(1)二叠系上统长兴组(P3c)
厚144.7～173.8m，平均159m。为棕灰色、深灰色石灰岩，含沥青质及硅质，夹硅质白云岩，与下伏地层呈整合接触。
(2)二叠系上统吴家坪组(P3w)：本组厚110~93m，平均101.5m，共分二段，由新到老为：
第二段下部为深灰色中厚层状燧石灰岩，含大量燧石团块及硅质条带，上部为灰色厚层状灰岩夹少量硅质及燧石，中部夹薄层状泥岩。本段平均厚约94.5m。
第一段顶部为黑色、灰黑色碳质泥岩、砂质泥岩,夹粉砂质泥岩和灰岩透镜体。下部为K1煤层，其厚0.36m～0.68m，平均0.41m，全区可采。底部为浅灰色铝土角砾岩，厚2.5～3.5m，平均厚3.0m。本段与下伏茅口组地层呈假整合接触。本段平均厚7.0m。
(3)二叠系下统茅口组(P2m)
厚243～419m，平均厚277m。灰色、浅灰色中质厚层状灰岩，夹白云质灰岩，含拟岩质。
3 矿区水文地质条件
3.1 区域水文地质条件简述
矿区位于桑柘坪向斜的北东翼，总体上为北西高，南东低，山峰与沟谷相对高差一般为230m。沟谷发育，坡度较大，地表切割较强烈，地形坡角一般为5～25°。矿区地形地貌有利于地表水的排泄。
矿区地下水的主要补给途径为大气降水，因该矿区地形切割强烈;而大气降水多呈雨量大，雨时短，雨期集中等山区特点，大气降雨形成的地表水极易排泄、不利地下水的补给。其动态变化受季节降水的影响较大。大气降水通过含水层补给地下水后，径流先以垂直渗入为主，然后转入侧向运动，总的径流方向由西向东，最终以泉水形式排泄入冲沟，自然排泄于矿区之外。该矿井工作面距离地面较近，暂时不受采空区影响，但随着开采的进行，采空区的规模会不断扩大，在开采过程中，一定要遵循“有疑必探，先探后掘”的原则，防止采空区积水对矿井造成安全威胁。
因此区域水文地质条件简单。
3.2 矿区含、隔水层
区内含水层主要有二叠系下统茅口组(P2m)、二叠系上统吴家坪组上段(P3w2)、二叠系上统长兴组(P3c)，均为岩溶裂隙含水层。二叠系上统吴家坪组下段(P3w1)含煤段为隔水层。
3.2.1含水层
区内含水层主要有二叠系下统茅口组(P2m)、二叠系上统吴家坪组上段(P3w2)、二叠系上统长兴组(P3c)，均为岩溶裂隙含水层。
二叠系上统长兴组(P3c)：为棕灰色、深灰色石灰岩，含沥青质及硅质，夹硅质白云岩，与下伏地层呈整合接触。厚144.7～173.8m，平均159m。
二叠系上统吴家坪组上段(P3w2)：为石灰岩，底界下距K1煤层4.5m，地表岩溶裂隙较发育，含水性极不均匀，泉点出露少，为不均匀岩溶含水层，含水性较弱。本段平均厚约94.5m。
二叠系下统茅口组(P2m)：厚243～419m，平均厚277m。位于煤系地层之下，浅部岩溶发育，为不均匀的岩溶含水层，其导水性、富水性较强。大气降水沿岩溶裂隙及构造裂隙缓慢补给该含水层。本层上距K1煤层仅3.5m。
3.2.2隔水层
二叠系上统吴家坪组下段(P3w1)含煤段为隔水层，上部为灰黑色泥岩、砂质泥岩，下部为浅灰色、灰白色水云母泥岩及铝质泥岩，中夹K1煤层。本层富水性、导水性极弱。本段平均厚7.0m。
3.3 矿区构造带富水性及导水性
矿区构造简单，矿井在生产过程中未发现较大的次级褶皱和断层，但不排除今后在采掘中遇到断层的可能性。
3.4 老空(窑)水
矿井因从未停采，边采边排，周边未聚集老空水;
3.5地表水
在矿区范围内无江河、水库等地表水体，区内主要发育冲沟，接受大气降雨的补给，大气降水顺坡形成片流，排出矿区。
3.6 矿区水文地质主要特征
矿区地下水以岩溶水为主，主要接受大气降水的补给，由于矿区坡陡，纵向冲沟较发育，地表径流条件好，有利于地表水的排泄，只有少部分补给地下水。矿井离地面距离较近，且矿井从未停采，边采边排，周边未聚集老空水。XXX煤矿矿井水文地质条件简单。
3.7 矿井充水因素分析
3.7.1大气降雨
大气降水渗入是矿井充水的主要因素，矿井涌水有显著的季节性变化，雨季矿井涌水量大于旱季涌水量至少一倍以上，暴雨过后矿井涌水量显著增大。
3.7.2地下水
矿山所采煤层K1煤层位于吴家坪组一段下部，该段为相对隔水层。岩性主要为灰黑色泥岩、砂质泥岩、煤层、浅灰色、灰白色水云母泥岩及铝质泥岩。由于岩石致密，含水性及透水性均较弱，起到相对隔(阻)水作用。吴家坪组二段为相对含水层。岩性主要为深灰色中厚层状燧石灰岩、灰色厚层状灰岩夹少量硅质及燧石。地表溶隙较发育，含水性不均匀。随着继续开采，矿井涌水量会加大，对煤层开采的影响也更明显。
3.7.3地表水
在矿区范围内无江河、水库等地表水体，区内主要发育冲沟，接受大气降雨的补给，大气降水顺坡形成片流，排出矿区，所以矿区范围内地表水不易渗入井下。
3.8 矿井涌水量分析
根据近期观测现矿井涌水量平均为：正常=5m3/h，最大=20m3/h。矿井已开采面积约为0.686km2。
本次采用水文地质比拟法，根据公式Q预=Q0
预测矿井涌水量。
式中：
Q预：预测涌水量(m3/h);
Q0：现矿井最大或正常涌水量(m3/h);
S0：现开采平面积(m2) 0.686km2
S1：预测范围的面积(m2) 1.47km2
预测矿井在开采末期正常涌水量Q预正=7.32m3/h，最大涌水量Q预最=29.28m3/h。
4 矿井水害基本类型及危害程度
4.1 矿井开采受水害影响程度
矿井回采过程中采动裂隙以淋水、滴水形式进入矿井，给采煤掘进工作面施工条件带来一定困难，但是矿井采掘工程基本不受水害影响。
4.2 矿井水害基本类型
矿井主要充水水源为大气降水、裂隙水。水害基本类型为裂隙水，对矿井的危害程度低。
4.3 矿井防治水工作难易程度
矿井主要水害类型为裂隙水，井下水流多通过巷道水沟自流排出井口，部分通过机械排出地面。掘进过程中需经常用探放水钻机超前探水，确保掘进安全。因此，矿井防治水工作简单。
4.4 矿井水文地质类型划分
根据《彭水县XX煤业有限公司XXX煤矿水文地质类型划分报告》的资料可知，矿井单位涌水量小于0.1L/s.m;矿井因从未停采，边采边排，周边未聚集老空水;矿井最大涌水量为20m3/h，正常涌水量为5m3/h;矿井目前无突水，采掘工程基本不受水害影响;矿井防治水工作易于进行。故本矿井水文地质类型为简单。
5.矿井防治水工作实施方案
5.1 防治水工作实施方案的确定
为保证矿井的安全生产，，使矿井防治水工作能顺利开展，降低水害对矿井的威胁，按照相关规程、规定及文件的规定和要求，结合矿井开采的实际情况编制本方案。
5.2防治水的目标
本矿井的水文地质条件为简单，水害以大气降水、裂隙水为主，所以矿井防治水工作主要是为了解决大气降水、裂隙水对矿井安全的威胁。
5.3防治水的安全技术措施
5.3.1 掘进期间的防治水措施
(1) 为保证矿井巷道掘进期间的安全生产，按相关规程、文件的要求，采用专业探水钻机施工超前探放水钻孔，进行边探边掘。(探孔参数见探放水设计中的《掘进期间探放水钻孔布置示意图》)
(2) 钻孔深度根据施工的情况，煤巷保证超前距离不低于20m保护煤柱，岩巷保证超前距离不低于15m的保护岩柱，探水距离减去超前距为可掘进距离。必须采用专业探水钻机打钻，保证足够的探水深度和巷道掘进时有足够的超前距离。
5.3.2 工作面回采前的探放水
根据《煤矿防治水规定》和《煤矿安全规程》等的规定，在回采上覆有采空区的煤层时，必须进行探放水。本矿井的K1煤层距离地表较近，其采动裂隙间接通达地面，地表水和大气降水可通过采动裂隙进入矿井，在采空区形成积水，这为矿井的正常生产带来了水害威胁，所以进行探放水是必须进行的。
在进行探放水之前，由矿井负责水文地质的人员作探放水设计。探放水不只探放采空区的水，还要探放K1煤层开采后形成的沉降带积水和上覆含水层的水，尽可能的减少水害对工作面的威胁。探放水工作必须在工作面开始回采前完成。
从矿井的实际开采情况看，回采前进行的探放水对减少水害威胁，保证工作面正常安全生产起到了一定的作用。
5.3.3 地表水的防治
矿区无常年性地表水体。矿区及外围受地貌条件所限，地表汇水面积不大，即使暴雨也难成洪流，不会对矿井造成洪水灾害。
5.3.4 井下排水设施、设备的维护
井下各条巷道的水沟等排水设施必须定期维护、清理，并建立相应台帐，保证其有效过水断面能满足矿井排水的需要。
5.3.5留设防水煤柱
根据《煤矿防治水规定》的规定和结合矿井实际情况，每个水平回采完后，应留设相邻水平、采区防水煤柱，防水煤柱的参数如下：
L=0.5KM
式中：L——防水煤柱宽度，m;
M——煤厚或采高，取0.41m;
KP——煤的抗张强度，Mpa，KP取1MPa;
P——水头压力(MPa)，取矿井最低标高+1240m处的最大值为3.16MPa;
K——安全系数，一般取2～5，本方案取5。
L=0.5×5×0.41
=3.15m
根据上式，水平、采区煤柱设计沿倾向留设30m的水平或采区煤柱，各水平上下各留设5m。
5.3.6职工防治水安全培训教育
矿井防治水是一项关系到矿井安危和职工生命安全的工作，职工是防治水工作执行的第一人，做好职工的防治水安全培训教育，可以减少矿井水害发生的几率。矿应定期对职工进行防治水安全培训教育，主持培训的人员必须是专业的水文地质技术人员，培训完后对培训的内容进行考试，考试不合格者不允许下井工作。
5.3.7井下常见的发生水害的预兆及处理方法
在采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员，人员按照向上的原则撤退。
5.4 矿井防治水的组织措施
5.4.1 矿井水害防治机构
XXX煤矿防治水工作领导小组
组 长：矿长
副组长：技术负责人
成 员：生产副矿长 安全副矿长 机电副矿长 矿井各级管理人员
领导小组内设防治水办公室，办公室设在生产科，办公室主任由矿井水文地质技术人员担任。
5.4.2 矿井水害防治应急预案
(1)应急抢险指挥领导小组：
组 长：矿长
副组长：技术负责人 生产副矿长 安全副矿长 机电副矿长
成 员：矿井各级管理人员
(2)应急抢险指挥领导小组设如下工作组：
① 通讯联络组：组长矿长。负责水害发生后的通讯联络工作，召集领导小组成员及相关人员到指定位置。
② 抢险组：组长安全副矿长。负责抢险救灾人员调配和指挥，全矿员工均为抢险救灾人员，应无条件服从组长指挥和调度。
③ 后勤保障组：组长机电副矿长。负责涉险人员的运输、安置和处理水害的各种物资后勤保障。
④ 医疗救护及宣传教育组：组长生产副矿长。负责对受灾人员和设备的抢险救护，对涉险人员进行宣传教育，发放宣传资料，做到涉险人员人心稳定，社会治安良好。
⑤ 技术支持保障组：组长技术负责人。负责组织相关人员对水害进行观测和评估。评估水害进一步扩大或减弱的趋势。
(3)为了最大限度地减少发生水害的可能性，保证矿区稳定和人员安全。矿采取如下预防性措施：
① 矿井建立水害观测机制，对可能发生水害的地区每月进行一次观测，并建立观测台帐，发现有可能发生水害的倾向时，及时向领导小组汇报。观测人员由矿井水文地质技术人员担任。
② 由生产副矿长负责落实责任人员，及时对矿井范围内可能发生水害的区域进行处理。
③ 凡下暴雨后最迟24小时内，技术负责人安排人员在可能发生水害的区域进行排查，发现险情及时向应急抢险指挥领导小组汇报。
④ 由技术负责人负责请有资质单位拿出水害治理方案及预算后，由矿长、书记向公司董事长、总经理汇报。
⑤ 矿每月安全办公会对预案的执行情况进行检查。
6 结论及建议
煤矿防治水工作时一项长久而艰巨的工作。水害仍是影响XXX煤矿安全生产的重要因素之一，随着矿井开采面积加大，水害威胁也日趋严重。在施工过程中必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”，严格执行各项技术措施，水文地质技术人员对现有的地质资料进行分析总结，尽可能找出矿井水的分布规律，为矿井的安全生产提供可靠的保证。
矿井防治水的设备仪器基本没有，这使工作的顺利开展和准确进行变得很困难，建议矿在资金条件允许的情况下购置部分先进的设备仪器，对矿井涌水量变化情况实施适时监控，确保矿井安全。
