新發煤業中長期防治水規劃
作者:佚名
2011-05-16 19:54
來源:本站原創
2011年
襄垣七一新發煤業有限公司中長期防治水規劃
一、概況:
(一)礦井邊界及位置
礦井行政區劃分隸屬山西省長治市襄垣縣善福鄉大河村。縣國營 煤礦。1984年七月開始建礦, 設計生產能力為90萬噸/年,井田地理坐標北緯36º34'45"-36º37'41",東經112º57'27"-112º59'31"。具體範圍由下列12個礦界坐標點圈定。
1、X=4054887.617 Y=19677576.450
2、X=4054867.614 Y=19676946.447
3、X=4053188.606 Y=19676998.456
4、X=4053215.611 Y=19677868.460
5、X=4052949.611 Y=19678317.463
6、X=4052367.609 Y=19678425.466
7、X=4051441.604 Y=19678264.470
8、X=4051409.599 Y=19677254.465
9、X=4051652.595 Y=19676211.459
10、X=4052149.592 Y=19675139.451
11、X=4056507.617 Y=19675944.435
12、X=4057095.630 Y=19678087.442
井田東西寬3.286 km,南北長5.686 km,井田麵積10.1832km2,批準開采3、15#煤層。
(二)交通
井田位於襄垣縣城西北,榆黃公路由井田東界通過,相距工業廣場3.5 km。其間有簡易公路連接。太焦鐵路襄垣站距礦區約9.6 km,由礦區經由公路、鐵路,可通往全國各地,交通運輸較為便利。
二、礦井水文地質條件:
(一)井田主要含水層
井田內地表大部分為黃土覆蓋,僅在溝穀等處有二疊係地層出露,常發育有下降泉。濁漳河北源陽澤河從井田內流過,為季節性河流,井田內無其他的地表水體。
1、中奧陶統石灰岩岩溶裂隙含水層:井田內的5個鑽孔揭露該層位,最大揭露厚度168.68 m(1703孔)。據夏店詳查資料,1703號鑽孔對中奧陶統進行了抽水試驗,導水管內不出水。奧灰延伸孔見到峰峰層底部的石膏層停止。本含水層岩溶發育不均勻,因而地下水位變化幅度較大,富水性常因地而異。從區域資料 03manbetx ,該含水層為承壓的強含水層,水位標高為676 m左右,水質類型為HCO3-·SO42-Ca2+型。
2、石炭係上統太原組石灰岩岩溶裂隙含水層:井田內分布廣泛,主要由K2、K3、K4、 K5、四層石灰岩組成,平均總厚度為14.66m。其含水性主要取決於裂隙岩溶的發育程度。據簡易水文地質觀測,水位及消耗量變化不明顯。僅少量鑽孔發生漏失現象。如1703孔最大消耗量達15.00 m/h。據夏店勘察區詳查地質報告中1703號鑽孔抽水資料,q值為0.004L/S·m,K值為0.016m/d,水位標高820.24m,水質類型為HCO3—K+Na+型,該含水層為承壓的弱含水層。
3、二疊係下統山西組砂岩裂隙含水層:由K7砂岩及3#煤頂板砂岩等組成。其中K砂岩岩性為中-細砂岩,平均厚度為6.68米,平均總厚度為9.73米。砂岩裂隙一般不發育,僅局部見有開口型裂隙。據簡易水文地質報告觀測,水位及消耗量一般無明顯變化。據夏店勘探區詳查地質報告中1703號鑽孔抽水資料,q值為0.0287-0.005L/S·m,K值為0.067m/d,水位標高845.61-919m,水質類型為HCO3—·cl-K+Na+型,該含水層為承壓的弱含水層。
4、下二疊係統下石盒子組砂岩裂隙含水層:主要為K8砂岩,厚度為0.7-18.25m,一般為4.15m,岩性以中-細砂岩為主,富水性裂隙發育程度不同,據夏店勘探區詳查地質報告中1703號鑽孔抽水試驗資料, q值為0.005L/S·m,K值為0.067m/d,水位標高909.71m,水質類型為HCO3—- K+Na+型,該含水層為承壓的弱含水層。
5、基岩風化帶裂隙含水層:井田內基岩風化層普遍,據鑽孔岩心檢查,基岩越疏鬆,風化裂隙深度就越大,但一般不超過基岩麵下50m;而堅硬岩類,風化裂隙深度不超過基岩麵下40m。部分鑽孔(1903孔)鑽該層位時水位、消耗量充化較為明顯,最大消耗量達3.960m3/h。該含水層含水性屬中等含水層。
6、第四係鬆散孔隙含水層:井田範圍內分布廣泛,厚度0-25m,一般厚度在15m左右。由砂質粘土、沙土,粉砂及砂礫組成。井田範圍內的陽澤河兩岸含水豐富,受大氣降水及河水補給,該含水層屬中等-弱含水層。
(二)井田邊界條件及補、徑、排條件 03manbetx
1、第四係孔隙含水層,井田範圍內主要分布於濁漳河兩岸。該含水層地下水與濁漳河河水關係密切,河水通過側下滲成為地下水補給水源。同時還接受大氣降水補給,其下伏基岩風化帶含水層除在淺埋區可接受大氣補給外,同時於第四係孔隙含水層之間的水力關係也較為密切,在第四係含水層底部的粘土等起到阻水作用時,其間水力關係也變弱。
2、井田內碎屑岩類含水層及石炭係上統太原組岩溶裂隙含水層。由於其間有厚度不等的泥岩阻隔,相互間水力聯係微弱,而主要以相互平行的層間徑流為主,僅在構造部位或淺埋區相互間才可能發生直接水力聯係。
3、中奧陶統石灰岩含水層是井田內主要含水層之一,井田內沒有出露。其可通過構造帶接受上覆含水層的補給。井田內該含水層埋藏較深,一般情況下隨深度增加,水位埋深也不斷加大,在斷裂構造部位有可能與其他含水層發生水力聯係。
(三)礦井充水因素:
1、鄰近礦井充水因素 03manbetx
井田東部毗鄰善福聯營 煤礦,大雁溝 煤礦,東北部有故縣聯營 煤礦、西故縣聯營煤礦,井田南部有花寶溝煤礦,北部和西部為尚未開發區,各礦井主要開采3#煤層,立井開采。井下主要充水來源:一為3#煤頂板砂岩裂隙水,二為大氣降水通過風化帶裂隙滲入水。由於煤層開采深度均較淺,故實際礦井湧水量隨季節變化明顯,同時隨著開采麵積的加大,湧水量相應增加。
2、煤層充水因素 03manbetx
3#煤層直接充水含水層為頂板砂岩裂隙含水層,由於開采造成的塌陷可能溝通下石盒子組砂岩裂隙含水層,而使其成為煤層開采充水的間接充水含水層。煤層開采時,底板擾動破壞深度可能達到K7砂岩,使其成為間接充水含水層。
由於3#煤層埋藏較深,一般為300m左右,井田西部埋藏在400m以上,故一般情況下不會受到基岩風化帶及第四係含水層的水的影響。
井田內中奧陶統石灰岩含水層區域水位標高在+676m左右,在西南部高出3#煤層最大76m,具有一定的水頭壓力,但在3#煤層至中奧陶統間有較厚的岩層阻隔,一般不至造成底板突水危險。
由於3#煤層直接充水含水層含水較弱,故水文地質條件屬簡單型,但由於本礦中部存在老空區積水,故山西地寶能源公司於2010年2月,給我礦所做的《水文地質補充勘探報告》中確定我礦為水文地質條件中等型礦井。
15#煤層井田內埋藏較深。煤層充水水源主要為太原組石灰岩裂隙水。由於太原組石灰岩富水性較弱,不會對煤層開采帶來大的影響,關於深部奧灰水,其水位標高高出井田西南部煤層底板標高,存在帶壓開采問題,但經突水係數計算,奧灰水一般不存在突水危險,隻是在較大構造溝通時,才存在突水可能性。因此,在西南部開采時,應嚴密注意井下隱伏構造發育情況,防止發生大範圍的斷裂構造,引發奧灰水突水 02manbetx.com 。
三、礦井主要水害類型及水文地質條件綜合 評價:
1、鄰近礦采空區積水及充水水源
(1)井田東部毗鄰善福煤業有限公司和大雁溝煤業有限公司,其中善福煤業有限公司與我礦接界處有2/3為采空區,有大量積水,目前對我礦五采區采掘有較大威脅;大雁溝煤業有限公司與我礦接界處還未采動,目前對我礦采掘無威脅。井田北部有潞安華潤煤業有限公司,鄰近我礦邊界為采空區,長度約為55米,目前對我礦采掘工作無太大的威脅;井田南部為三元荊寶煤業有限公司,鄰近我礦為采空區,目前對我礦采掘工作無威脅。
(2)鄰近各礦井開采3#煤層,其充水來源有:上覆砂岩裂隙含水層水;開采產生的塌陷裂隙導通上部含水層水;在煤層淺埋處的基岩風化帶水或第四係水;在構造部位與強含水層的溝通。一般而言,鄰近各礦3#煤層水文地質屬簡單類型。
(3)礦井開采15#煤層,其充水水源除了以上四條間接來源外,還有直接充水的太原組石炭岩岩溶裂隙含水層水及間接充水的深部的奧陶水。經對西部邊界處15#-3煤層底板標高最低處(500.00m)進行突水係數計算。15#-3煤層突水係數為0.137MPa/m,小於正常地段突水係數經驗值0.15 MPa/m。正常情況下,無奧灰水突水危險性。但若有斷層等構造溝通,則存在突水可能性。
2、井下內部采空區老空水
(1)本礦近期采空區積水及威脅
本礦近期采空區有二采區和三采區(一采區已停采),其中二采區有少量積水,我礦現開采的2005綜采工作麵處於二采區最上部,采空區處於下部,目前對我礦采掘工作無太大威脅;三采區3001綜采工作麵無積水,對采掘工作無影響。
(2)本礦老空區積水
南部老空區有積水,但我礦現在北翼開采,故該老空區對目前采掘工作無太大威脅;三采區邊界(井田中部)老空區,有積水約12000m3左右,對3002運輸順槽、3002回風順槽和3002切眼工作麵的掘進有較大影響。
(3)原上河煤礦老空區積水
原上河煤礦在我礦井田東南角,目前我礦不在該地區進行采掘活動,故對我礦采掘工作無影響。
(4)我礦之前在井下對三采區邊界(井田中部)老采空區進行過一次探放水工作,目前有一個主放水口在放水,流量約3.8m3/h-4.2m3/h,其它鑽孔有零星滴水或流水現象,流量約0.8m3/h-1.2m3/h,總流量約為4.6m3/h-5.4m3/h。
3、地麵主要水害
主要有:井下回采後引起的地麵巴縫、裂隙、塌陷區,暴雨後可能潰入井下造成水害,以及地麵季節性河流滲漏等影響。
四、礦井水害防治
(一)水害防治重點
1、井田東部與善福煤業有限公司接界的五采區5001工作麵及五采區的接續采掘工作麵。
2、三采區邊界(井田中部)3002運輸順槽、3002回風順槽、3002切眼工作麵及三采區的接續采掘工作麵。
3、地麵巴縫、裂隙、塌陷區以及河流滲漏等。
(二)礦井水害防治方法
1、水害排查治理情況:
(1)五采區開拓區域的地質構造及積水情況;
(2)善福煤業有限公司、大雁溝煤業有限公司的采掘活動及其老空區積水情況對本礦的影響;
(3)五采區3#煤層上覆岩層的含水情況及對回采的情況;
(4)三采區邊界(井田中部)老空區積水對掘進、回采的影響。
2、采取的預防與處理 措施:
(1)調查山西大雁溝煤業有限公司的采掘活動;
(2)調查善福煤業有限公司的采掘活動及靠近本礦采空區積水情況;
(3)采用地麵及井下物探、化探等手段探明五采區煤層積水情況,上覆岩層含水情況、鑽孔封口情況及地質構造導水情況;
(4)繼續探測三采區邊界老空區放水、積水情況。
處理 措施:在掘進工作麵堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的原則,進行探放水作業。五采區工作麵回采前必須進行物探、化探等手段探明五采區工作麵周圍及上覆岩層的含水、積水情況,發現隱患,必須待處理後,方可進行掘進、回采作業。
3、具體方法
(1)在日常生產中的防治水工作,重點是井田內小煤窯的檢查 管理工作,經常深入小煤窯,發現有開采防水煤柱現象時,要立即采取 措施製止,杜絕水害發生。
(2)對於老空水、老巷水等水害,要堅持“預測預報,有掘必探,先探後掘,先治後采”的原則,按照《 煤礦 安全 01manbetx 》《煤礦防治水規定》要求,提前進行探放;對於已探明的積水區,提前進行排放。
(3)對於奧陶係灰岩含水層,水文地質情況可疑時,要進行水文補勘,進一步查明奧灰水文地質情況。
(二)中長期防治水規劃安排
1、地麵防治水
A、每月對本礦井田範圍內地麵塌陷區,地表裂縫進行檢查,及時安排專人用土石方掩埋、填平。各類記錄及台帳要及時填報。
B、每季度對廢棄鑽孔進行檢查,發現封孔不良的及時用粘土或水泥堵塞、填平,認真填寫記錄。
C、每年雨季來臨前對礦區內的季節性河流進行檢查,發現河流附近有裂縫或河流堵塞現象,應及時填平裂縫,開挖河道。
2、井下防治水
(1)防治水工程
A、在東北部井田邊界施工8個探測鑽孔,調查我礦井田範圍內受周邊礦井水害威脅情況。在開采15#煤層之前,在井田西部邊界施工4個奧灰水卸壓鑽孔,抽排本礦奧灰統含水層水,減輕奧灰水對我礦 安全生產的威脅。
B、在井田邊界,地麵河流下,以及礦井主要斷層帶,采空區留設防水隔離煤柱,以減輕井下水害對我礦 安全生產的威脅。
C、及時封閉已經回采結束的工作麵與采空區,建設防水牆。封閉與主要導水斷層、裂縫導通的巷道,並設觀測孔,定期觀測其湧水變化情況,及時放水。
(2)礦井探放水
A、堅持“預測預報,有掘必探,先探後掘,先探後采”的原則進行探水。
B、合理編製探放水 設計,並按照 設計要求,進行探放水施工。
C、探放水施工必須班班有記錄,並由有關負責人簽字審查。
D、嚴格執行探、掘分離的規定。
(3)礦井排水能力建設
1、我礦目前的排水係統情況為:一采區下部湧水排至南翼風井底水倉,再由南翼風井底水倉排至風井地麵汙水處理廠。二采區2005工作麵及下部湧水排至南翼風井底水倉,再由南翼風井底水倉排至風井地麵汙水處理廠。南翼風井底水倉容量1564.8m3,正常湧水量為17m3/h,最大湧水量為22m3/h,水泵排水能力正常為72.6m3/h,最大排水能力為146.7m3/h。三采區皮帶巷400米處建有一水倉,容積為:408m3,水泵排量為:65m3/h;各湧水點水泵排量為:24m3/h;三采區水倉水量排至北翼風井底水倉。北翼風井井底設一水倉,水量排至風井地麵,北翼風井底水倉容量1694.4m3,正常湧水量為13m3/h,最大湧水量為18m3/h,水泵排水能力正常為82.3m3/h,最大排水能力為161.9m3/h。副井底水倉容量2615m3,正常湧水量為6m3/h,最大湧水量為10m3/h,水泵排水能力正常為82.3m3/h,最大排水能力為164.1m3/h。
目前,一采區、二采區、三采區及北翼風井井底排水係統,都已形成並達到排水要求。北翼風井底排水係統也已形成。
我礦的總排水能力最大為472.7m3/h,主要水倉容量為5874.2m3。三個采區排水係統都已形成。
我礦總湧水量最大為:50m3/d,20小時完全可以排出礦井24小時內最大湧水量,達到了礦井防治水 安全的需要。
2、在北翼五采區建設一個水倉,容量500 m3,排水能力65 m3/h,巷道敷設管路8000米,形成五采區排水係統。
(三)防治水設施的配備 計劃
由於目前我礦湧水量的測定沒有使用正確的方法與儀器,故要求購置一台流速儀,檢測各排水地點的湧水量情況。各個主要水倉 管理應安裝六台流量表,備用三台,此外,本礦現有儀器ZDY-3200型液壓鑽機6台、ZDY-1200型液壓鑽機1台、ZDY-650型液壓鑽機4台、YDZ(A)直流電法儀可對封孔不良鑽孔、陷落柱、導水斷層及老空區積水進行探測。現在我礦配備的探放水設備已基本滿足要求,我礦還準備購買一台更先進、更方便使用的瞬變電磁儀,以提升探水水平、提高效率。
(四)防治水技術攻關
A、防水煤柱的留設,要更加趨於科學、嚴謹、合理、安全。
B、對奧灰水的放水,卸壓工程,要科學、合理 設計,安全穩妥施工,請有資質部門進行設計。
C、對季節性河流占壓煤柱的回收,是我礦以後的一個攻關課題,應及時研究製定實施方案。
D、學習研究先進的探放水技術,引進先進的探放水設備,培訓防治水技術人才,是我礦今後防治水工作的重點。
五、未來三年采掘活動與水害預防及處理 措施
1、2011年采掘情況及水害排查
(1)回采情況:
本礦2011年的回采區域主要為二采區2005工作麵,回采長度為185米,回采煤量為19萬噸;接替工作麵為三采區3001工作麵,回采長度為1450米,回采煤量為120萬噸。
(2)掘進情況:
2011年掘進工作麵主要為3002運輸、回風順槽,北翼五采區皮帶巷、軌道巷、專用回風巷、5001上分層運輸、回風順槽,掘進總長度為6630米。
(3)水害排查治理情況:
2011年主要排查的水害類型有:
1、五采區開拓區域的地質構造及積水情況;
2、善福煤業有限公司、大雁溝煤業有限公司的采掘活動及其老空區積水情況對本礦的影響;
3、五采區3#煤層上覆岩層的含水情況及對回采的情況;
4、三采區邊界(井田中部)老空區積水對掘進、回采的影響。
針對以上水害類型,2011年本礦應采取的防治水治理預防措施有:
1、進行水文地質補充勘探,查清三采區及礦區邊界的積水情況;
2、打開三采區原老空區舊巷道進行維修,進一步查明老空區積水情況,發現老空區有積水,必須在3001工作麵回采前抽排或抽放完老空積水;
3、三采區各掘進工作麵掘進時,采用物探、化探等技術,查明采區內煤層中的積水情況及鑽孔封孔不良的積水情況;
4、到鄰近煤礦(山西大雁溝煤業有限公司)井下現場調查,測量該礦的采掘情況及老空區積水情況,進一步查明與本礦邊界的積水及是否超越礦界範圍開采情況;
5、堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的探放水原則,在掘進工作麵堅持探放水作業。在回采工作麵四采區施工水文觀察鑽孔,探放水試驗等水文地質工作。
2、2012年采掘情況及水害排查
(1)回采情況:
2012年,本礦的回采區域為三采區3002工作麵,回采長度為1320米,回采煤量為137萬噸。接替工作麵為5001上分層工作麵,回采長度為450米,回采煤量15萬噸。
(2)掘進情況:
2012年掘進工作麵為五采區的5001下分層工作麵的進、回風巷,5002上、下分層工作麵進、回巷,掘進總長度5250米。
(3)水害排查治理情況:
2012年主要排查的水害類型有:
1、五采區開拓區域的地質構造及積水情況;
2、善福煤業有限公司的采掘活動及其老空區積水情況對本礦的影響;
3、五采區3#煤層上覆岩層的含水情況及對回采的情況;
4、五采區內封孔不良鑽孔對工作麵掘進、回采的影響。
針對以上水害類型,2012年本礦應采取的防治水治理預防措施有:
1、調查善福煤業有限公司的采掘活動及靠近本礦采空區積水情況;
2、采用地麵及井下物探、化探等手段探明四采區煤層積水情況,上覆岩層含水情況、鑽孔封口情況及地質構造導水情況;
3、在掘進工作麵堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的原則,進行探放水作業。五采區工作麵回采前必須進行物探、化探等手段探明四采區工作麵周圍及上覆岩層的含水、積水情況,發現隱患,必須待處理後,方可進行回采作業。
3、2013年采掘情況及水害排查
(1)回采情況:
2013年,本礦的回采區域為五采區5001上分層工作麵,回采長度為605米,回采煤量為21萬噸。接替工作麵為5002上、下分層工作麵,回采長度為4000米,回采煤量為97.5萬噸。
(2)掘進情況:
2013年掘進工作麵為五采區的5003上、下分層工作麵進、回風巷,掘進總長度6300米。
(3)水害排查治理情況:
2013年主要排查的水害類型有:
1、五采區開拓區域的地質構造及積水情況;
2、善福煤業有限公司、潞安華潤煤業有限公司的采掘活動及其老空區積水情況對本礦的影響;
3、五采區3#煤層上覆岩層的含水情況及對回采的情況;
4、五采區內封孔不良鑽孔對工作麵掘進、回采的影響。
針對以上水害類型,2013年本礦應采取的防治水治理預防措施有:
1、繼續調查善福煤業有限公司的采掘活動及靠近本礦采空區積水情況;
2、調查、勘探本礦北翼未開發區域的水文地質情況;
3、調查潞安華潤煤業有限公司與本礦相鄰地段的老空區積水情況及對本礦采掘活動的影響情況;
4、采用地麵及井下物探、化探等手段探明本礦北部邊界四采區煤層積水情況,上覆岩層含水情況、鑽孔封口情況及構造導水情況;
4、在掘進工作麵堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的原則,進行探放水作業。五采區工作麵回采前必須進行物探、化探等手段探明五采區周圍及上覆岩層的含水、積水情況,發現隱患,必須待處理後,方可進行回采作業。
六、防治水工程實施 計劃及投資估算(附表)
襄垣七一新發煤業有限公司中長期防治水規劃
一、概況:
(一)礦井邊界及位置
礦井行政區劃分隸屬山西省長治市襄垣縣善福鄉大河村。縣國營 煤礦。1984年七月開始建礦, 設計生產能力為90萬噸/年,井田地理坐標北緯36º34'45"-36º37'41",東經112º57'27"-112º59'31"。具體範圍由下列12個礦界坐標點圈定。
1、X=4054887.617 Y=19677576.450
2、X=4054867.614 Y=19676946.447
3、X=4053188.606 Y=19676998.456
4、X=4053215.611 Y=19677868.460
5、X=4052949.611 Y=19678317.463
6、X=4052367.609 Y=19678425.466
7、X=4051441.604 Y=19678264.470
8、X=4051409.599 Y=19677254.465
9、X=4051652.595 Y=19676211.459
10、X=4052149.592 Y=19675139.451
11、X=4056507.617 Y=19675944.435
12、X=4057095.630 Y=19678087.442
井田東西寬3.286 km,南北長5.686 km,井田麵積10.1832km2,批準開采3、15#煤層。
(二)交通
井田位於襄垣縣城西北,榆黃公路由井田東界通過,相距工業廣場3.5 km。其間有簡易公路連接。太焦鐵路襄垣站距礦區約9.6 km,由礦區經由公路、鐵路,可通往全國各地,交通運輸較為便利。
二、礦井水文地質條件:
(一)井田主要含水層
井田內地表大部分為黃土覆蓋,僅在溝穀等處有二疊係地層出露,常發育有下降泉。濁漳河北源陽澤河從井田內流過,為季節性河流,井田內無其他的地表水體。
1、中奧陶統石灰岩岩溶裂隙含水層:井田內的5個鑽孔揭露該層位,最大揭露厚度168.68 m(1703孔)。據夏店詳查資料,1703號鑽孔對中奧陶統進行了抽水試驗,導水管內不出水。奧灰延伸孔見到峰峰層底部的石膏層停止。本含水層岩溶發育不均勻,因而地下水位變化幅度較大,富水性常因地而異。從區域資料 03manbetx ,該含水層為承壓的強含水層,水位標高為676 m左右,水質類型為HCO3-·SO42-Ca2+型。
2、石炭係上統太原組石灰岩岩溶裂隙含水層:井田內分布廣泛,主要由K2、K3、K4、 K5、四層石灰岩組成,平均總厚度為14.66m。其含水性主要取決於裂隙岩溶的發育程度。據簡易水文地質觀測,水位及消耗量變化不明顯。僅少量鑽孔發生漏失現象。如1703孔最大消耗量達15.00 m/h。據夏店勘察區詳查地質報告中1703號鑽孔抽水資料,q值為0.004L/S·m,K值為0.016m/d,水位標高820.24m,水質類型為HCO3—K+Na+型,該含水層為承壓的弱含水層。
3、二疊係下統山西組砂岩裂隙含水層:由K7砂岩及3#煤頂板砂岩等組成。其中K砂岩岩性為中-細砂岩,平均厚度為6.68米,平均總厚度為9.73米。砂岩裂隙一般不發育,僅局部見有開口型裂隙。據簡易水文地質報告觀測,水位及消耗量一般無明顯變化。據夏店勘探區詳查地質報告中1703號鑽孔抽水資料,q值為0.0287-0.005L/S·m,K值為0.067m/d,水位標高845.61-919m,水質類型為HCO3—·cl-K+Na+型,該含水層為承壓的弱含水層。
4、下二疊係統下石盒子組砂岩裂隙含水層:主要為K8砂岩,厚度為0.7-18.25m,一般為4.15m,岩性以中-細砂岩為主,富水性裂隙發育程度不同,據夏店勘探區詳查地質報告中1703號鑽孔抽水試驗資料, q值為0.005L/S·m,K值為0.067m/d,水位標高909.71m,水質類型為HCO3—- K+Na+型,該含水層為承壓的弱含水層。
5、基岩風化帶裂隙含水層:井田內基岩風化層普遍,據鑽孔岩心檢查,基岩越疏鬆,風化裂隙深度就越大,但一般不超過基岩麵下50m;而堅硬岩類,風化裂隙深度不超過基岩麵下40m。部分鑽孔(1903孔)鑽該層位時水位、消耗量充化較為明顯,最大消耗量達3.960m3/h。該含水層含水性屬中等含水層。
6、第四係鬆散孔隙含水層:井田範圍內分布廣泛,厚度0-25m,一般厚度在15m左右。由砂質粘土、沙土,粉砂及砂礫組成。井田範圍內的陽澤河兩岸含水豐富,受大氣降水及河水補給,該含水層屬中等-弱含水層。
(二)井田邊界條件及補、徑、排條件 03manbetx
1、第四係孔隙含水層,井田範圍內主要分布於濁漳河兩岸。該含水層地下水與濁漳河河水關係密切,河水通過側下滲成為地下水補給水源。同時還接受大氣降水補給,其下伏基岩風化帶含水層除在淺埋區可接受大氣補給外,同時於第四係孔隙含水層之間的水力關係也較為密切,在第四係含水層底部的粘土等起到阻水作用時,其間水力關係也變弱。
2、井田內碎屑岩類含水層及石炭係上統太原組岩溶裂隙含水層。由於其間有厚度不等的泥岩阻隔,相互間水力聯係微弱,而主要以相互平行的層間徑流為主,僅在構造部位或淺埋區相互間才可能發生直接水力聯係。
3、中奧陶統石灰岩含水層是井田內主要含水層之一,井田內沒有出露。其可通過構造帶接受上覆含水層的補給。井田內該含水層埋藏較深,一般情況下隨深度增加,水位埋深也不斷加大,在斷裂構造部位有可能與其他含水層發生水力聯係。
(三)礦井充水因素:
1、鄰近礦井充水因素 03manbetx
井田東部毗鄰善福聯營 煤礦,大雁溝 煤礦,東北部有故縣聯營 煤礦、西故縣聯營煤礦,井田南部有花寶溝煤礦,北部和西部為尚未開發區,各礦井主要開采3#煤層,立井開采。井下主要充水來源:一為3#煤頂板砂岩裂隙水,二為大氣降水通過風化帶裂隙滲入水。由於煤層開采深度均較淺,故實際礦井湧水量隨季節變化明顯,同時隨著開采麵積的加大,湧水量相應增加。
2、煤層充水因素 03manbetx
3#煤層直接充水含水層為頂板砂岩裂隙含水層,由於開采造成的塌陷可能溝通下石盒子組砂岩裂隙含水層,而使其成為煤層開采充水的間接充水含水層。煤層開采時,底板擾動破壞深度可能達到K7砂岩,使其成為間接充水含水層。
由於3#煤層埋藏較深,一般為300m左右,井田西部埋藏在400m以上,故一般情況下不會受到基岩風化帶及第四係含水層的水的影響。
井田內中奧陶統石灰岩含水層區域水位標高在+676m左右,在西南部高出3#煤層最大76m,具有一定的水頭壓力,但在3#煤層至中奧陶統間有較厚的岩層阻隔,一般不至造成底板突水危險。
由於3#煤層直接充水含水層含水較弱,故水文地質條件屬簡單型,但由於本礦中部存在老空區積水,故山西地寶能源公司於2010年2月,給我礦所做的《水文地質補充勘探報告》中確定我礦為水文地質條件中等型礦井。
15#煤層井田內埋藏較深。煤層充水水源主要為太原組石灰岩裂隙水。由於太原組石灰岩富水性較弱,不會對煤層開采帶來大的影響,關於深部奧灰水,其水位標高高出井田西南部煤層底板標高,存在帶壓開采問題,但經突水係數計算,奧灰水一般不存在突水危險,隻是在較大構造溝通時,才存在突水可能性。因此,在西南部開采時,應嚴密注意井下隱伏構造發育情況,防止發生大範圍的斷裂構造,引發奧灰水突水 02manbetx.com 。
三、礦井主要水害類型及水文地質條件綜合 評價:
1、鄰近礦采空區積水及充水水源
(1)井田東部毗鄰善福煤業有限公司和大雁溝煤業有限公司,其中善福煤業有限公司與我礦接界處有2/3為采空區,有大量積水,目前對我礦五采區采掘有較大威脅;大雁溝煤業有限公司與我礦接界處還未采動,目前對我礦采掘無威脅。井田北部有潞安華潤煤業有限公司,鄰近我礦邊界為采空區,長度約為55米,目前對我礦采掘工作無太大的威脅;井田南部為三元荊寶煤業有限公司,鄰近我礦為采空區,目前對我礦采掘工作無威脅。
(2)鄰近各礦井開采3#煤層,其充水來源有:上覆砂岩裂隙含水層水;開采產生的塌陷裂隙導通上部含水層水;在煤層淺埋處的基岩風化帶水或第四係水;在構造部位與強含水層的溝通。一般而言,鄰近各礦3#煤層水文地質屬簡單類型。
(3)礦井開采15#煤層,其充水水源除了以上四條間接來源外,還有直接充水的太原組石炭岩岩溶裂隙含水層水及間接充水的深部的奧陶水。經對西部邊界處15#-3煤層底板標高最低處(500.00m)進行突水係數計算。15#-3煤層突水係數為0.137MPa/m,小於正常地段突水係數經驗值0.15 MPa/m。正常情況下,無奧灰水突水危險性。但若有斷層等構造溝通,則存在突水可能性。
2、井下內部采空區老空水
(1)本礦近期采空區積水及威脅
本礦近期采空區有二采區和三采區(一采區已停采),其中二采區有少量積水,我礦現開采的2005綜采工作麵處於二采區最上部,采空區處於下部,目前對我礦采掘工作無太大威脅;三采區3001綜采工作麵無積水,對采掘工作無影響。
(2)本礦老空區積水
南部老空區有積水,但我礦現在北翼開采,故該老空區對目前采掘工作無太大威脅;三采區邊界(井田中部)老空區,有積水約12000m3左右,對3002運輸順槽、3002回風順槽和3002切眼工作麵的掘進有較大影響。
(3)原上河煤礦老空區積水
原上河煤礦在我礦井田東南角,目前我礦不在該地區進行采掘活動,故對我礦采掘工作無影響。
(4)我礦之前在井下對三采區邊界(井田中部)老采空區進行過一次探放水工作,目前有一個主放水口在放水,流量約3.8m3/h-4.2m3/h,其它鑽孔有零星滴水或流水現象,流量約0.8m3/h-1.2m3/h,總流量約為4.6m3/h-5.4m3/h。
3、地麵主要水害
主要有:井下回采後引起的地麵巴縫、裂隙、塌陷區,暴雨後可能潰入井下造成水害,以及地麵季節性河流滲漏等影響。
四、礦井水害防治
(一)水害防治重點
1、井田東部與善福煤業有限公司接界的五采區5001工作麵及五采區的接續采掘工作麵。
2、三采區邊界(井田中部)3002運輸順槽、3002回風順槽、3002切眼工作麵及三采區的接續采掘工作麵。
3、地麵巴縫、裂隙、塌陷區以及河流滲漏等。
(二)礦井水害防治方法
1、水害排查治理情況:
(1)五采區開拓區域的地質構造及積水情況;
(2)善福煤業有限公司、大雁溝煤業有限公司的采掘活動及其老空區積水情況對本礦的影響;
(3)五采區3#煤層上覆岩層的含水情況及對回采的情況;
(4)三采區邊界(井田中部)老空區積水對掘進、回采的影響。
2、采取的預防與處理 措施:
(1)調查山西大雁溝煤業有限公司的采掘活動;
(2)調查善福煤業有限公司的采掘活動及靠近本礦采空區積水情況;
(3)采用地麵及井下物探、化探等手段探明五采區煤層積水情況,上覆岩層含水情況、鑽孔封口情況及地質構造導水情況;
(4)繼續探測三采區邊界老空區放水、積水情況。
處理 措施:在掘進工作麵堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的原則,進行探放水作業。五采區工作麵回采前必須進行物探、化探等手段探明五采區工作麵周圍及上覆岩層的含水、積水情況,發現隱患,必須待處理後,方可進行掘進、回采作業。
3、具體方法
(1)在日常生產中的防治水工作,重點是井田內小煤窯的檢查 管理工作,經常深入小煤窯,發現有開采防水煤柱現象時,要立即采取 措施製止,杜絕水害發生。
(2)對於老空水、老巷水等水害,要堅持“預測預報,有掘必探,先探後掘,先治後采”的原則,按照《 煤礦 安全 01manbetx 》《煤礦防治水規定》要求,提前進行探放;對於已探明的積水區,提前進行排放。
(3)對於奧陶係灰岩含水層,水文地質情況可疑時,要進行水文補勘,進一步查明奧灰水文地質情況。
(二)中長期防治水規劃安排
1、地麵防治水
A、每月對本礦井田範圍內地麵塌陷區,地表裂縫進行檢查,及時安排專人用土石方掩埋、填平。各類記錄及台帳要及時填報。
B、每季度對廢棄鑽孔進行檢查,發現封孔不良的及時用粘土或水泥堵塞、填平,認真填寫記錄。
C、每年雨季來臨前對礦區內的季節性河流進行檢查,發現河流附近有裂縫或河流堵塞現象,應及時填平裂縫,開挖河道。
2、井下防治水
(1)防治水工程
A、在東北部井田邊界施工8個探測鑽孔,調查我礦井田範圍內受周邊礦井水害威脅情況。在開采15#煤層之前,在井田西部邊界施工4個奧灰水卸壓鑽孔,抽排本礦奧灰統含水層水,減輕奧灰水對我礦 安全生產的威脅。
B、在井田邊界,地麵河流下,以及礦井主要斷層帶,采空區留設防水隔離煤柱,以減輕井下水害對我礦 安全生產的威脅。
C、及時封閉已經回采結束的工作麵與采空區,建設防水牆。封閉與主要導水斷層、裂縫導通的巷道,並設觀測孔,定期觀測其湧水變化情況,及時放水。
(2)礦井探放水
A、堅持“預測預報,有掘必探,先探後掘,先探後采”的原則進行探水。
B、合理編製探放水 設計,並按照 設計要求,進行探放水施工。
C、探放水施工必須班班有記錄,並由有關負責人簽字審查。
D、嚴格執行探、掘分離的規定。
(3)礦井排水能力建設
1、我礦目前的排水係統情況為:一采區下部湧水排至南翼風井底水倉,再由南翼風井底水倉排至風井地麵汙水處理廠。二采區2005工作麵及下部湧水排至南翼風井底水倉,再由南翼風井底水倉排至風井地麵汙水處理廠。南翼風井底水倉容量1564.8m3,正常湧水量為17m3/h,最大湧水量為22m3/h,水泵排水能力正常為72.6m3/h,最大排水能力為146.7m3/h。三采區皮帶巷400米處建有一水倉,容積為:408m3,水泵排量為:65m3/h;各湧水點水泵排量為:24m3/h;三采區水倉水量排至北翼風井底水倉。北翼風井井底設一水倉,水量排至風井地麵,北翼風井底水倉容量1694.4m3,正常湧水量為13m3/h,最大湧水量為18m3/h,水泵排水能力正常為82.3m3/h,最大排水能力為161.9m3/h。副井底水倉容量2615m3,正常湧水量為6m3/h,最大湧水量為10m3/h,水泵排水能力正常為82.3m3/h,最大排水能力為164.1m3/h。
目前,一采區、二采區、三采區及北翼風井井底排水係統,都已形成並達到排水要求。北翼風井底排水係統也已形成。
我礦的總排水能力最大為472.7m3/h,主要水倉容量為5874.2m3。三個采區排水係統都已形成。
我礦總湧水量最大為:50m3/d,20小時完全可以排出礦井24小時內最大湧水量,達到了礦井防治水 安全的需要。
2、在北翼五采區建設一個水倉,容量500 m3,排水能力65 m3/h,巷道敷設管路8000米,形成五采區排水係統。
(三)防治水設施的配備 計劃
由於目前我礦湧水量的測定沒有使用正確的方法與儀器,故要求購置一台流速儀,檢測各排水地點的湧水量情況。各個主要水倉 管理應安裝六台流量表,備用三台,此外,本礦現有儀器ZDY-3200型液壓鑽機6台、ZDY-1200型液壓鑽機1台、ZDY-650型液壓鑽機4台、YDZ(A)直流電法儀可對封孔不良鑽孔、陷落柱、導水斷層及老空區積水進行探測。現在我礦配備的探放水設備已基本滿足要求,我礦還準備購買一台更先進、更方便使用的瞬變電磁儀,以提升探水水平、提高效率。
(四)防治水技術攻關
A、防水煤柱的留設,要更加趨於科學、嚴謹、合理、安全。
B、對奧灰水的放水,卸壓工程,要科學、合理 設計,安全穩妥施工,請有資質部門進行設計。
C、對季節性河流占壓煤柱的回收,是我礦以後的一個攻關課題,應及時研究製定實施方案。
D、學習研究先進的探放水技術,引進先進的探放水設備,培訓防治水技術人才,是我礦今後防治水工作的重點。
五、未來三年采掘活動與水害預防及處理 措施
1、2011年采掘情況及水害排查
(1)回采情況:
本礦2011年的回采區域主要為二采區2005工作麵,回采長度為185米,回采煤量為19萬噸;接替工作麵為三采區3001工作麵,回采長度為1450米,回采煤量為120萬噸。
(2)掘進情況:
2011年掘進工作麵主要為3002運輸、回風順槽,北翼五采區皮帶巷、軌道巷、專用回風巷、5001上分層運輸、回風順槽,掘進總長度為6630米。
(3)水害排查治理情況:
2011年主要排查的水害類型有:
1、五采區開拓區域的地質構造及積水情況;
2、善福煤業有限公司、大雁溝煤業有限公司的采掘活動及其老空區積水情況對本礦的影響;
3、五采區3#煤層上覆岩層的含水情況及對回采的情況;
4、三采區邊界(井田中部)老空區積水對掘進、回采的影響。
針對以上水害類型,2011年本礦應采取的防治水治理預防措施有:
1、進行水文地質補充勘探,查清三采區及礦區邊界的積水情況;
2、打開三采區原老空區舊巷道進行維修,進一步查明老空區積水情況,發現老空區有積水,必須在3001工作麵回采前抽排或抽放完老空積水;
3、三采區各掘進工作麵掘進時,采用物探、化探等技術,查明采區內煤層中的積水情況及鑽孔封孔不良的積水情況;
4、到鄰近煤礦(山西大雁溝煤業有限公司)井下現場調查,測量該礦的采掘情況及老空區積水情況,進一步查明與本礦邊界的積水及是否超越礦界範圍開采情況;
5、堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的探放水原則,在掘進工作麵堅持探放水作業。在回采工作麵四采區施工水文觀察鑽孔,探放水試驗等水文地質工作。
2、2012年采掘情況及水害排查
(1)回采情況:
2012年,本礦的回采區域為三采區3002工作麵,回采長度為1320米,回采煤量為137萬噸。接替工作麵為5001上分層工作麵,回采長度為450米,回采煤量15萬噸。
(2)掘進情況:
2012年掘進工作麵為五采區的5001下分層工作麵的進、回風巷,5002上、下分層工作麵進、回巷,掘進總長度5250米。
(3)水害排查治理情況:
2012年主要排查的水害類型有:
1、五采區開拓區域的地質構造及積水情況;
2、善福煤業有限公司的采掘活動及其老空區積水情況對本礦的影響;
3、五采區3#煤層上覆岩層的含水情況及對回采的情況;
4、五采區內封孔不良鑽孔對工作麵掘進、回采的影響。
針對以上水害類型,2012年本礦應采取的防治水治理預防措施有:
1、調查善福煤業有限公司的采掘活動及靠近本礦采空區積水情況;
2、采用地麵及井下物探、化探等手段探明四采區煤層積水情況,上覆岩層含水情況、鑽孔封口情況及地質構造導水情況;
3、在掘進工作麵堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的原則,進行探放水作業。五采區工作麵回采前必須進行物探、化探等手段探明四采區工作麵周圍及上覆岩層的含水、積水情況,發現隱患,必須待處理後,方可進行回采作業。
3、2013年采掘情況及水害排查
(1)回采情況:
2013年,本礦的回采區域為五采區5001上分層工作麵,回采長度為605米,回采煤量為21萬噸。接替工作麵為5002上、下分層工作麵,回采長度為4000米,回采煤量為97.5萬噸。
(2)掘進情況:
2013年掘進工作麵為五采區的5003上、下分層工作麵進、回風巷,掘進總長度6300米。
(3)水害排查治理情況:
2013年主要排查的水害類型有:
1、五采區開拓區域的地質構造及積水情況;
2、善福煤業有限公司、潞安華潤煤業有限公司的采掘活動及其老空區積水情況對本礦的影響;
3、五采區3#煤層上覆岩層的含水情況及對回采的情況;
4、五采區內封孔不良鑽孔對工作麵掘進、回采的影響。
針對以上水害類型,2013年本礦應采取的防治水治理預防措施有:
1、繼續調查善福煤業有限公司的采掘活動及靠近本礦采空區積水情況;
2、調查、勘探本礦北翼未開發區域的水文地質情況;
3、調查潞安華潤煤業有限公司與本礦相鄰地段的老空區積水情況及對本礦采掘活動的影響情況;
4、采用地麵及井下物探、化探等手段探明本礦北部邊界四采區煤層積水情況,上覆岩層含水情況、鑽孔封口情況及構造導水情況;
4、在掘進工作麵堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的原則,進行探放水作業。五采區工作麵回采前必須進行物探、化探等手段探明五采區周圍及上覆岩層的含水、積水情況,發現隱患,必須待處理後,方可進行回采作業。
六、防治水工程實施 計劃及投資估算(附表)
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