三采4#皮帶巷延伸麵掘進地質說明書
三采4#皮帶巷延伸麵掘進地質說明書
一、工作麵概況
1、地形地貌
本區域屬黃河中遊黃土高原地帶，受三川河河穀的控製，大溝穀穀底一般寬十幾米，最寬100m左右。三采4#皮帶巷延伸段地麵標高為943—1076米，相對高差不大。
地貌類型屬梁狀黃土丘陵，地形複雜，地麵切割劇烈，溝穀縱橫，新生界黃土廣為覆蓋，黃土丘陵延綿起伏，常見有黃土陡崖、黃土峭壁，地麵內溝穀縱橫，黃土殘存於山坡及山頂，植被較少。衝溝多呈“V”字型，溝穀兩側及穀底基岩零星裸露。
2、工作麵地表及井下位置
三采4#皮帶巷延伸段位於三采區南部，底板標高為447—531米，地麵標高為943—1076米，相對高差不大。西部為中嵋芝村，東南部為曹家崖底村。井下位置及四鄰采掘情況：工作麵上部為三采3#皮帶巷、3#軌道巷、3#回風巷，該工作麵沿山西組4#煤層掘進。
二、水文地質條件
1、地麵水文地質情況
三采4#皮帶巷延伸麵位於三采區南部，底板標高為447—531米，地麵標高為943—1076米，相對高差不大，西部為中嵋芝村，東南部為曹家崖底村;地形切割強烈，衝溝密集而窄，河床有基岩出露，植被少，水土流失嚴重，地表分布有季節性河流。根據采掘區域的地表調查，沒有明顯發現地表積水及滲露點，不會對掘進工作造成影響。
2、井下水文地質情況
對三采4#皮帶巷延伸的水文地質資料進行03manbetx ，在三采4#皮帶巷延伸掘進時主要受到的水患威脅有(1)、頂板砂岩裂隙水(2)、構造導水(3)、底板承壓岩溶裂隙水。
(1)、頂板砂岩裂隙水：4#煤層頂板砂質泥岩含水層,主要為二疊係砂岩(K4-K8)裂隙含水層富水性較弱，對掘進基本無影響，主要表現為微量的頂板淋頭水。
(2)、構造導水：在掘進過程中，有可能揭露斷層及其它導水構造，掘進過程中一定要提前做超前探測，消除水害隱患。
(3)、承壓岩溶裂隙水：主要為太原組灰岩水和奧陶係灰岩水。
1)、石炭係上統太原組灰岩岩溶裂隙承壓含水層
太原組灰岩含水層是該區域的間接含水層，該區內水位標高約為820米，主要含水層為L1～L5薄層石灰岩，單層厚度2～10m，累計平均厚度21.8m，占整個太原組厚度的27%左右，屬於灰岩聚集區。
在從抽水試驗的結果：出水量一般較小，富水性弱—極弱，水位標高+783.61～+830.532m,抽水水位降深36.41～225.61m，抽水量0.058～0.361L/S,單位湧水量0.000066～0.0017L/S·M,滲透係數0.0028～0.0278m/d。水質類型以HCO3·SO4—Na·Ca型為主，礦化度大於1g/L。從太灰含水層的各項水文地質參數及鑽進過程中漿液消耗量、岩芯空隙率等可以看出，太原組灰岩含水層富水性差，徑流不通暢地下水交替及循環條件緩滯。
根據《煤礦防治水規定》，太灰水突水係數在底板受構造破壞塊段一般不大於0.06Mpa/m，正常塊段不大於0.1Mpa/m。即：
Tmin=P/M=3.17/27=0.117MPa/m;
Tmax=P/M=3.97/27=0.147MPa/m;
式中:T—突水係數;
P—煤層承受的水壓，最小取3.17MPa、最大取3.97MPa(該區太灰水位820m，工作麵底板標高450-530m);
M—底板隔水厚度，取27米。(注：以上數據參照HX12號鑽孔資料)
綜上所述：0.117MPa/m≤T≤0.147MPa/m
經過計算得出，該區域太灰水的突水係數T值均大於《煤礦防治水規定》中的臨界值0.1MPa/m，所以，開采4#煤層時，可能會發生底板突水現象。故本工作麵在掘進前和掘進過程中一定要進行太灰水疏放工作。
2)奧陶係中統灰岩岩溶裂隙承壓含水層
①奧陶係中統峰峰組含水層
奧灰峰峰組頂板埋深一般在350～750m左右，該組地層厚度138m左右，含水層主要為二段(O2f2)灰岩、角礫狀灰岩為主，其次為一段(O2f1)石膏岩中所夾薄層灰岩，厚度一般為20～30m，局部可達40～50m。
奧灰峰峰組富水性差，且分布不均勻。從北部、東北部向南隨著岩層埋藏深度的增加，富水性變差。水位標高為+795.39～809.49m，單位湧水量為0.000223～0.016L/S·M,參透係數為0.00048～0.017m/d,由這些參數可以看出，峰峰組整體富水性差，且分布不均勻，根據其岩性及溶隙發育程度、鑽孔湧水量、單位湧水量03manbetx ，可以將峰峰組視為隔水層。
②奧陶係中統上馬家溝組含水層
上馬家溝組總厚253m左右，含水層厚度大、分布廣，岩溶發育，為區域最主要的含水層。在裸露區和淺埋區，富水性強，單位湧水量為2.7～29.31L/s·m;中深埋區含水層岩溶仍然較發育，富水性較強，單位湧水量為0.11～0.561L/s·m;在深埋區的局部地段，岩溶依然較發育，一些地段則不發育，表現了岩溶發育程度和富水性的不均一性，水質類型為HCO3·SO4-Ca·Mg。
通過物探方法探測奧灰富水性分布，可以看出，岩溶發育區多呈條帶狀和塊狀分布，整體看岩溶發育區連通性較好，且岩溶發育區麵積比較大，說明測區內奧灰(上馬家溝組)岩溶發育較強，富水性較好。但依然存在富水性不均勻。
奧陶係灰岩含水層是重要的含水層，該區內奧陶係灰岩岩溶裂隙水水位標高806米左右，4#煤層底板標高447—531米，所承受的水壓為4.12—4.92Pa。根據《煤礦防治水規定》計算突水係數：
Tmin=P/M=4.12/136=0.03MPa/m;
Tmax=P/M=4.92/136=0.036MPa/m;
式中:T—突水係數;
P—煤層承受的水壓，最小取4.12MPa、最大取4.92MPa;(該區奧灰水位806m，工作麵底板標高447-531m)
M—底板隔水層厚度，取136米。(注：以上數據參照H12號鑽孔資料)
綜上所述：0.03MPa/m≤T≤0.036MPa/m;
據以上計算結果，該區域奧灰水的突水係數T值小於《煤礦防治水規定》中的臨界值0.1MPa/m，因此在正常塊段掘進時不會受到奧灰水突出的威脅，但在斷層、陷落柱等地層薄弱地帶，也可能會造成突水02manbetx.com 的發生，因此在掘進過程中，必須嚴格執行“有掘必探”的原則。
三、開采技術條件
1、煤層情況
本工作麵在山西組4#煤層中掘進，地質構造基本呈一走向NW-SE的單斜構造,傾向SW，傾角-3°—— -6°，平均傾角-5°。煤層結構複雜。根據鑽探資料03manbetx ，本工作麵開口——140米附近為4#上、4#煤層合並區，煤厚1.75——2.45米;分叉區4#上煤厚0.3——0.68米，4#煤厚1.4——1.85米，層間距3——6米。
4#上煤層特征表
煤層號 |
煤層厚度(m) |
結構 (夾矸數) |
穩定性 |
可采指數 |
變異係數 |
煤層傾角（度） |
頂底板岩性 |
|
頂板 |
底板 |
|||||||
4上 |
0.3—0.7 0.5 |
簡單(0-1) |
不穩定 |
0 |
37% |
4—6 5 |
砂質泥岩、泥岩 |
砂質泥岩粉砂岩 |
4#煤層特征表
煤層號 |
煤層厚度(m) |
結構 (夾矸數) |
穩定性 |
可采指數 |
變異係數 |
煤層傾角（度） |
頂底板岩性 |
|
頂板 |
底板 |
|||||||
4 |
1.5—3.1 2.3 |
複雜 (1-3) |
穩定 |
1 |
25% |
4—6 5 |
砂質泥岩、粉 砂岩 |
砂質泥岩細粒砂岩 |
2、煤層頂底板
4#煤層頂底板
煤 層 頂 底 板 情 況 |
頂底板名稱 |
岩石名稱 |
厚度（m） |
岩 性 特 征 |
老頂 |
粉砂岩 |
1.58 |
淺灰黑色及深灰色，中厚層狀，平行層理，局部具波型紋理，平坦斷口，底部夾泥岩薄層，岩芯較整狀，半堅硬。 |
|
直接頂 |
砂質泥岩 |
2.23 |
淺灰黑色，中厚層狀，均勻層理，含豐富的植物化石碎片，局部夾菱鐵質結核，平坦斷口，岩芯較整狀，半堅硬。 |
|
直接底 |
砂質泥岩 |
0.41 |
淺灰黑色，薄層狀，均勻層理，含豐富的植物化石碎片及煤屑，局部裂隙發育，泥質部分充填，平坦斷口，岩芯較整狀，半堅硬。 |
|
老 底 |
細粒砂岩 |
0.5 |
深灰色，薄層狀，均勻層理，含雲母碎片及暗色礦物，岩芯較整狀，半堅硬。 |
4#上煤層頂底板
煤 層 頂 底 板 情 況 |
頂底板名稱 |
岩石名稱 |
厚度（m） |
岩 性 特 征 |
老頂 |
砂質泥岩 |
6.24 |
淺灰黑色，中厚層狀，均勻層理，含豐富的植物化石碎片，部分炭化，含煤紋，平坦斷口，岩芯較整狀，半堅硬。 |
|
直接頂 |
泥岩 |
0.83 |
淺灰黑色，薄層狀，質細膩，平坦斷口，含豐富的植物化石碎片，局部具滑麵，岩芯較整狀，鬆軟。 |
|
直接底 |
砂質泥岩 |
2.08 |
淺灰黑色，中厚層狀，均勻層理，含豐富的植物化石碎片，局部夾菱鐵質結核，平坦斷口，岩芯較整狀，半堅硬。 |
|
老 底 |
粉砂岩 |
1.58 |
淺灰黑色及深灰色，中厚層狀，平行層理，局部具波型紋理，平坦斷口，底部夾泥岩薄層，岩芯較整狀，半堅硬。 |
3、煤層結構
本掘進麵開掘山西組4#煤層,煤層結構複雜,煤層厚度約3.1米，煤層結構0.65(0.34)2.11。在掘進至距開口142米附近可能會出現煤層分叉。暗煤與亮煤互層，屬半暗型—半亮煤。煤層可采指數為1，穩定。
4、岩漿侵入、河流衝刷對煤層的影響
根據現有資料表明，無岩漿侵入煤層及河流衝刷煤層，故不會對該巷道造成影響。
5、煤質情況
煤層號 |
水份Mad （%） |
灰份Ad （%） |
揮發份Vdaf(%) |
全硫St，d |
發熱量MJ/kg |
FC |
Y(mm) |
煤類 |
|||
Qgr.d |
|||||||||||
4 |
0.46 |
9.30 |
21.51 |
0.46 |
32.39 |
71.19 |
17 |
JM |
|||
6、瓦斯
本礦井屬高瓦斯礦井，該工作麵預計瓦斯絕對湧出6.4m3/min。
7、煤塵、煤層自燃及地溫
煤塵有爆炸危險性。煤層不易自燃，自燃等級為III級。屬地溫、地壓正常區。
四.防治水措施
(1)嚴格執行探放水三項製度：掘進工作麵執行允許(停止)掘進通知單製度;采掘開工作麵執行水情水害監測彙報製度;探放水作業實行圖牌板製度。
(2)堅持“預測預報，有掘必探，先探後掘，先治後采”的原則，對可疑地段進行探放水。
(3)發現透水情況必須停止作業，撤出工作人員，到達安全地點後，向調度室報告，由調度室通知相關人員采取措施處理。
(4)經常清挖臨時水倉，保證水倉有足夠的容量。
(5)配備足夠的排水設施，並確保能正常使用。水泵功率37KW，排水管路不得小於3吋，要求水泵排水能力不得小於50m3/h。
(6)工作麵期間湧水量預計：最大湧水量為5m3/min,正常湧水量為1m3/min。
五、存在問題及建議
1.建議掘進過程中堅持“有掘必探”的防治水原則並配備好排水設備，要求排水能力不得小於50m³/h，保證安全生產。
2.掘進過程中可能會出現隱伏地質構造，一旦發現異常，及時通知有關部門采取相應措施，確保安全生產。
3.三采4#皮帶巷延伸麵在井田內埋藏較深，是瓦斯含量高的工作麵，給正常掘進帶來瓦斯隱患，建議對掘進工作麵加強通風和瓦斯管理。
4.三采4#皮帶巷延伸段在掘進至距開口140米附近煤層可能會出現分叉現象。由於上分層煤層厚度約0.5m左右，下分層煤層厚度約1.5m左右，故巷道掘進層位應沿下分層進行掘進，注意加強頂板支護，確保安全施工。
5.由於三采4#皮帶巷延伸段屬於帶壓開采，掘進前和掘進過程中一定要進行太灰水疏放工作，時刻監測G1號太灰水觀測孔的壓力值，一旦壓力達到1.6MPa以上，立即停止掘進，進行疏放工作，待壓力達到1.6MPa以下時，方可正常掘進。
