水害防范措施.doc

同煤集团临汾宏大雪坪煤业
一采区水文地质情况分析报告
及水害防范措施

地测科
2014年2月

一采区水文地质情况分析报告及水害防范措施
一、 概况
雪坪矿一采区位于井田西北部，东部为1003回采工作面（已回采），南部为回风大巷，西部为山西晋煤集团临汾晟泰新梦源煤业有限公司，北部为矿界。采区勘探工作及开拓情况。一采区开拓情况：1005回采工作面正在回采，预计7月回采完毕。8106工作面已准备完毕。5107回风顺槽已掘进220m，8107工作面预计2014年8月准备完毕。同时对2012年8月山西省煤炭地质水文勘察研究院对我矿一采区1004、1005、8106、8107工作面进行了地面电法勘察。二采区地面主要建筑物为一个自燃村。
二、水文地质情况
 （一）、地面水文地质情况
  一采区地表标高1071—1028米，地形简单；大部为黄土层覆盖,
一条山间公路纵横穿过该采区，有一条季节性河流从采区中部横穿而过。
根据采掘区域的地表调查，没有明显发现地表积水渗漏的渗水点，对井下开采的影响较小。
（二）、工作面水文地质概况
1）含水层
1、奥陶系峰峰组碳酸盐岩岩溶裂隙含水层
井田内102、201号钻孔钻至奥陶系石灰岩，灰岩钻进深度分别为22m、26.53m,岩性鉴定表明石灰岩上部裂隙较发育，钻孔施工进入本层多有漏水现象，未揭露含水层。奥陶系灰岩岩溶裂隙较发育，个别地段发育有溶洞，从区域特征来看，本层灰岩是富水性强的含水层。井田位于龙子祠泉西北约19km，属岩溶水径流区。井田北直距3.4km处的新生一矿委托山西省第五地质工程勘察院于2005年8月16日～2005年10月20日，在其井田内西南边界处沟口附近施工奥灰深井，水井井口标高1280m，成井深度741.10m，水位埋深453.8m，涌水量200t/d，奥灰水位标高为826.20m。据此结合龙子祠泉水位标高478m，推测井田奥灰水位为739-740m。
2、石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层
本组地层在井田中东部沟谷中大面积出露，是井田主要含煤地层之一，该组地层在井田内厚88.50m，除砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层外，有三层发育良好，易被水溶解的海相石灰岩，即K2、K3、K4，为本组主要含水层，K2灰岩富水性最好，其单位涌水量0.0763-0.538L/s.m, 渗透系数为0.00267-0.678m/d。属弱～中等富水含水层。
3、二叠系下统山西组裂隙含水层
含水层为中、粗粒砂岩，是2上、2下号煤的直接充水含水层，单位涌水量为0.012L/s.m,渗透系数为0.029m/d，属弱富水性含水层。
4、松散岩类孔隙含水层
中上更新统地层出露于井田内的山顶及沟谷中，含水层主要为黄土底部的砾石层，连续性较差，储水条件不好，一般富水性弱。
2）隔水层
1、二叠系石盒子组泥岩隔水层
在石盒子组K10与K8砂岩之间，由一套泥岩、砂质泥岩地层，隔水性能良好，是地表水、浅层风化裂隙水与煤系地层间的较好隔水层。
2、本溪组泥岩隔水层
本组岩性以铝土质泥岩、砂质泥岩、灰白色细砂岩及灰黑色的薄层灰岩组成，为煤系地层与奥陶系地层间的重要隔水层。
3）地下水的补、迳、排条件
1、岩溶水
井田岩溶水属龙子祠泉域水文地质单元，地下水在灰岩裸露区接受大气降水补给后，由北西排向南东，最终排向龙子祠泉群，近年来人工开采也是其排泄方式之一。
2、碎屑岩类裂隙水
碎屑岩类裂隙水的补给主要来自裸露区大气降水和上覆松散层含水层的入渗补给，在区域构造的控制下，地下水沿岩层裂隙顺层运移，在沟谷切割深处以泉的形式排出地表，或补给第四系松散岩类孔隙水。另外，矿井排水也是重要排泄方式。
3、松散岩类孔隙水
松散岩类孔隙水除大气降水的垂直入渗补给外，还有地表水的入渗补给和基岩裂隙水的侧向补给。地下水的流向一般与地表水的流向大致相似。排泄方式除蒸发外，主要是人工开采或补给深层基岩裂隙水。
三、水文地质情况分析
 1、根据地质报告及采掘揭露情况揭露情况：一采区地质构造简单，无断层、陷落柱等地质构造，不存在构造水威胁及导水通道。
2、根据水文类型划分报告：一采区上覆2号层煤基本为老、小窑所采空或破坏，2#层埋藏浅，地表有季节性河流，采空区内低处定有积水。
3、根据水文补勘资料：2012年8月山西省煤炭地质水文勘察研究院对我矿一采区进行了地面电法勘察。根据勘察结果一采区上覆2#层煤有3处异常区域，面积共计51400㎡，积水量约42600m³，水压约为0.84MPa，
4、根据进入2#层采掘情况实测：一采区对应的上覆2#层为柳沟煤矿所采，井田采用主副斜井，回风立井的混合式开拓方式。在一采区对应的上覆2#层井田的中央布置了正东西方向的轨道和回风大巷，两侧布置回采工作面，井底有中央水仓，2#层基本为采空区，2#煤层呈现东北高西南低的趋势。在大巷的南侧和西侧有积水。一采区西部8107工作面对应的上覆2#层有一向斜，向斜轴方向N-S。
4、一采区上覆2#层四周矿井及小窑情况：
一采区矿界西北部为新梦缘煤业，采用混合开拓方式。井田布置两条大巷，大巷两侧布置回采工作面，2#层基本为采空区，采空区距上覆岔口地表河流20m,采空区低凹处有积水。其2#层煤层底板高于我矿煤层底板，新梦缘煤矿2#层采空区内积水可能流入我矿2#层采空区。
一采区南部为柳沟煤矿所采，采空区煤层底板高于一采区煤层底板，实测采空区没有积水。
5、探放水情况
1）、物探区域的采空区积水已于2014年1月通过进入小窑安装水泵，铺设水管共排出80000m³。
2）、2014年3月份在2106巷往8107工作面方向（对应的5107巷13号里面30m附近），打钻放出3万m³采空积水。
3）、2107巷探上覆2#层，共打到采空区8个，没有积水，5107巷打到采空区一个，流量为6m³/h。
4）、一采区共打探放水孔200个，各含水层出水不平衡，在8106工作面K2、K3含水层出现过1m³h涌水量，其它地点没有出水，k5、K7含水层出现淋水。
一采区作业地点主要水害为采空区积水，补给水为地表河流水。地表河流水渗透到2#层采空区，积聚在采空区低凹处。现一采区2#层低凹处在5107巷11-12#点之间，通过钻孔验证有积水，已放出6000m³水，其余采掘范围内地点没有积水。
根据导水裂隙带最大高度计算公式：
Hf=100M/(2.4n+2.1)+11.2
式中：M-累计采煤厚度（m）；
n-煤分层层数；
9号煤层导水裂隙带最大高度为：
Hf=100×1.20/(2.4×1+2.1)+11.2=37.87(m)
10+11号煤层导水裂隙带最大高度为：
Hf=100×5.97/(2.4×2+2.1)+11.2=97.72(m)
由上述计算结果可知，9号煤层导水裂隙带最大高度为37.87m，小于9号到2下号煤层最小距离71.36m，9号煤层采空区导水裂隙最大高度达不到2下号煤层，所以开采9号煤层时，一般情况下，2下号煤层采空区积水对9号煤层开采无影响。10+11号煤层导水裂隙最大高度97.72m，不仅达到了9号煤层，而且大于10+11号煤层到2号煤层距离82.47m，2号、9号煤层采空区积水会沿着导水裂隙带进入10+11号煤层。所以开采10+11号煤层时，必须先行将对2上、2下煤层进行探放水，确保生产安全。
综上所述，一采区在回采过程中，主要水害为上覆2#煤层老空水通过导水断裂构造导水及K2灰岩岩层裂隙水。
四、防治水措施
  根据以上水文地质条件的分析，为了消除一采区工作面在掘进、回采过程中受到的水害威胁，故提出以下防治水措施：
1）建立健全矿井水害防治制度，并有专门领导负责，牢固树立安全第一的思想观念。
2）始终坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则和“防、堵、排、疏、截”五项综合治量措施。
3）掘进过程中严格按照探放水设计执行探放水，回采前必须对上覆2#层进行钻探，待验证后无水患隐患的情况下方可进行回采
4）如果在施工过程中出现的顶板淋头水影响正常生产时，必须停止掘进，待其自然卸压，确保安全后方可向前掘进。
  5）施工队组必须不间断的对相邻工作面的采空区积水进行排放。
 6）如果在施工过程中发现底板变潮甚至出现渗水现象时，施工队组必须立即向矿调度汇报，根据现场实际情况，有必要时必须撤出受水害威胁区域的所有人员，待其查明原因后方可进行作业。
  7）在作业过程中施工队组必须保证排水系统正常运行。
  8）严格执行钻探、物探相结合的原则。
  9）在作业过程中一旦意外揭露小型构造及陷落柱，必须停止掘进，汇报矿调度室，查明区内的水文地质情况后方可继续掘进。
10)在采空区和断层处要留设隔不煤柱或筑隔水墙。
11）加强地表裂隙踏勘工作，及时填埋因采动形成的裂隙，防止雨季地表水沿裂隙涌入工作面。

会 审 签 字

总工程师： 生产矿长：
安全矿长： 机电副总：
通风区长： 地测副总：
安全副总： 技术部长：
调度主任： 安监部长：
地测科长: 探水队长：

审 核：
编 制：