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文檔簡介
1/1某煤礦防治水分區(qū)管理論證報告
aaaa
XXXX有限公司
煤礦防治水分區(qū)管理論證報告
XXXX有限公司
aaaa
二〇一七年十月
目錄
前言(1)
1礦井概況(3)
1.1煤礦基本情況(3)
1.1.1煤礦位置(3)
1.1.2礦井范圍(3)
1.1.3交通狀況(4)
1.1.4自然地理(5)
1.1.5四鄰關(guān)系(6)
1.2煤礦生產(chǎn)建設(shè)概況(6)
1.2.1礦井開采歷史(6)
1.2.2礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀(10)
1.2.3礦井未來五年采掘規(guī)劃(10)
1.3煤礦以往水文地質(zhì)勘查工作(11)
1.3.1礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)工作(13)
1.3.2物探工作(15)
1.4礦井水文類型劃分及煤礦水患補(bǔ)充調(diào)查工作及質(zhì)量評述(17)
1.4.1礦井水文類型劃分報告評述(17)
1.4.2煤礦水患補(bǔ)充調(diào)查報告評述(17)
2地質(zhì)概況(18)
2.1礦井地質(zhì)(18)
2.1.1地層(18)
2.1.2含煤地層(19)
2.1.3構(gòu)造(20)
2.2可采煤層(24)
2.3水文地質(zhì)概況(25)
2.3.1區(qū)域水文地質(zhì)(25)
2.3.3礦井充水因素(29)
3礦井水患分析(37)
3.1地表水(37)
3.2老空水(37)
3.3煤層底板奧灰承壓水(38)
3.4煤層頂板含水層水(38)
3.5隱伏構(gòu)造(39)
3.6未封堵及封堵不良鉆孔、廢棄(關(guān)閉)井筒(39)
4煤礦防治水分區(qū)管理(40)
4.1水害防治分區(qū)劃分(40)
4.1.1可采區(qū)(40)
4.1.2緩采區(qū)(44)
4.2分區(qū)管理措施(44)
4.2.1可采區(qū)防治措施(45)
4.2.2緩采區(qū)(48)
4.2.3禁采區(qū)(48)
5結(jié)論及建議(49)
5.1結(jié)論(49)
5.2問題建議(49)
附圖目錄
附件目錄
附件1:《XXXX有限公司水文地質(zhì)類型劃分報告》評審意見
附件2:《XXXX有限公司地面三維地震勘探報告》評審意見書
附件3:《XXXX有限公司地面瞬變電磁勘探工程成果報告》評審意見
附件4:皖北煤電集團(tuán)公司文件皖北煤電秘發(fā)[2016]135號皖北煤電集團(tuán)公司關(guān)于《XX煤礦礦井水患補(bǔ)充調(diào)查報告》評審意見的批復(fù)及評審意見
附件5:《XXXX有限公司水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報告》評審意見
附件6:皖北煤電集團(tuán)公司文件皖北煤電生技[2017]89號關(guān)于《XXXX有限公司帶壓開采安全性評價報告》評審意見的批復(fù)及評審意見
附件7:《XXXX有限公司地質(zhì)類型劃分報告》評審意見
附件8:礦方承諾書
附件9:編制單位承諾書
附件10:采礦許可證
附件11:編制單位勘查資質(zhì)證書
前言
1、目的、任務(wù)
XXXX有限公司為安徽省皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司所屬生產(chǎn)礦井,該礦井前身為嵐縣地方國營候家?guī)r煤礦附屬一礦,始建于1962年,1966年投產(chǎn)。2009年晉煤重組辦以[2009]17號文件“關(guān)于呂梁市嵐縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案的批復(fù)”核準(zhǔn)該礦為兼并重組整合單獨保留礦井,安徽省皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司為該礦主體企業(yè)。山西省國土資源廳于2014年12月1日為XXXX有限公司換發(fā)了新的采礦許可證,證號為C1400002009121220046512,有效期為2014年12月1日至2034年12月1日,井田面積為2.9978km2,批準(zhǔn)開采4號~9號煤層,開采深度標(biāo)高為1180m~860m,生產(chǎn)規(guī)模為90萬t/a。
根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤行發(fā)[2017]128號文,《關(guān)于全面推進(jìn)煤礦防治水分區(qū)管理進(jìn)一步加強(qiáng)防治水工作的通知》,按照水文地質(zhì)查明程度和防治水措施到位情況將井田劃分為“可采區(qū)”、“緩采區(qū)”、“禁采區(qū)”,按照防治水分區(qū)管理標(biāo)準(zhǔn),對全礦井實行合理分區(qū),制訂針對性水害防治措施。受山西省XXX煤焦有限公司委托,aaaa為其編制了《XXXX有限公司煤礦防治水分區(qū)管理論證報告》。
2、編制依據(jù)
(1)依據(jù)的規(guī)程、規(guī)范
1)根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤行發(fā)[2017]128號文,關(guān)于《全面推行防治水分區(qū)管理進(jìn)一步加強(qiáng)防治水工作》的通知;
2)《煤礦防治水規(guī)定》,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局,國家煤礦安全監(jiān)察局,2009年12月1日;
3)《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》,國家安全監(jiān)管總局、國家煤礦安監(jiān)局,2013年12月31日;
4)《煤礦安全規(guī)程》,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局,2016年;
5)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》,中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),GB12719-91,國家技術(shù)監(jiān)督局;
6)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》(安監(jiān)總煤裝【2017】66號)。
(2)資料依據(jù)
1)2015年7月山西地寶能源有限公司編制的《XXXX有限公司煤礦建礦地質(zhì)報告》;
2)2016年4月,中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司編制完成了《XXXX有限公司地面瞬變電磁法勘探工程成果報告》。煤礦組織有關(guān)專家對該報告進(jìn)行了審查,形成了評審意見。
3)2016年11月山西地寶能源有限公司提交的《XXXX有限公司煤礦9號煤補(bǔ)充勘探地質(zhì)報告》;
4)2016年11月山西太行礦業(yè)工程技術(shù)有限公司《XXXX有限公司礦井水患補(bǔ)充調(diào)查報告》;
5)2017年1月XXXX有限公司編制的《隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素普查報告》;
6)2017年8月由安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊提交的《XXXX有限公司(煤礦)礦井水文地質(zhì)類型劃分報告》;
7)2017年9月安徽地質(zhì)安全研究院股份有限公司編制的《XXXX有限公司礦井地質(zhì)類型劃分報告》;
8)2017年10月山西太行礦業(yè)工程技術(shù)有限公司《XXXX有限公司水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報告》;
9)2017年10月安徽地質(zhì)安全研究院股份有限公司編制的《帶壓開采安全評價報告》;
10)礦井充水性圖、采掘工程平面圖、礦井未來5年生產(chǎn)規(guī)劃圖及其他相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)資料。
1礦井概況
1.1煤礦基本情況
1.1.1煤礦位置
XXXX有限公司(煤礦)位于山西省嵐縣縣城東南8km的社科鄉(xiāng)下會村附近,行政區(qū)劃屬嵐縣梁家莊鄉(xiāng)管轄,地理坐標(biāo)為:
東經(jīng)111°42′38″~111°43′34″,北緯38°11′57″~38°14′05″。
1.1.2礦井范圍
根據(jù)山西省國土資源廳2014年12月1日頒發(fā)的采礦許可證(證號為C1400002009121220046512),其井田范圍由下列12個坐標(biāo)點連線圈定而成。
礦區(qū)范圍拐點坐標(biāo)表1-1
井田為一不規(guī)則多邊形,井田東西最長1.2km,南北最長4.0km,面積為2.9978km2,批準(zhǔn)開采4-9號煤層,生產(chǎn)規(guī)模為90萬t/a。開采標(biāo)高為1180m至860m。采礦許可證有效期限2014年12月1日至2034年12月1日。
本井田交通方便,太佳高速公路自井田南部10km經(jīng)過,省級公路白會線從井田西部南北穿過,井田的北西部有209國道和磧口~忻州的S313省道通過,此外在本區(qū)的南和東均有縣級公路通過,煤炭外運(yùn)便利(見交通位置圖1-1)。
圖1-1交通位置圖
1、地形、地貌
本井田屬于呂梁山脈的蘆芽山南端低山黃土丘陵區(qū),地形復(fù)雜,溝谷縱橫,井田總體南高北低,最高點位于井田的南部梁上,標(biāo)高為1318.20m,最低點位于井田北東部溝谷中,標(biāo)高1166.00m,相對高差152.20m。
2、河流水系
井田的北東部有嵐河流經(jīng),發(fā)源于嵐縣西白龍山,全長約25km,河水流量受季節(jié)影響很大,雨季山洪爆發(fā),河水泛濫,旱季水量極小,年平均流量2.82m3/s,在靜游鎮(zhèn)匯入汾河,為黃河流域汾河水系。井田內(nèi)無大的河流,只有一些河谷,雨季有短暫流水,平時干涸無水。
3、氣象及地震
本區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣侯,冬季長而寒冷,夏季短而炎熱。年降水量一般為510mm,蒸發(fā)量2000mm左右,蒸發(fā)量約是降水量的4倍,降水多集中在7~9月。平均氣溫6.8℃,一月均溫8℃,七月均溫22℃。無霜期130天,霜凍期在當(dāng)年的10月底至次年的4月中旬,凍土深度85~117cm。風(fēng)向多為西北,次為東南,最大風(fēng)速16m/s,年平均風(fēng)速1.7~2.6m/s。
本區(qū)歷史上未發(fā)生過地震,鄰縣靜樂曾在1583年9月發(fā)生過4.8級地震,本地有震感。根據(jù)GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》,本區(qū)地震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計基本地震加速度值為0.05g第三組。
4、社會經(jīng)濟(jì)狀況
嵐縣現(xiàn)有耕地50.50萬畝,農(nóng)作物以谷子、莜麥、土豆、豆類、油料為主。該縣礦藏資源豐富,主要有鐵、煤、石灰石、白云巖、硅石、大理石等。其中以鐵礦為最,總儲量約13億噸,均為露天礦體,易于開采;硅石礦儲量約1100萬噸,礦質(zhì)良好,含硅量達(dá)99%;另外,石灰石、白云巖、煤炭、錳礦、大理石、花崗巖、麥飯石、長石、白云母、蛭石、銅、綠柱石、頁巖、鋁礬土等均有相當(dāng)規(guī)模的儲量。
目前,全縣工業(yè)主要有煤炭、煉鐵、水泵、節(jié)能變壓器、水泥、玻璃器、礦車、大理石開采與加工。
1.1.5四鄰關(guān)系
井田西鄰山西呂梁嵐縣龍達(dá)煤業(yè)有限公司,南鄰大同煤礦集團(tuán)同安煤業(yè)有限責(zé)任公司,東、北為空白區(qū)。
1、大同煤礦集團(tuán)同安煤業(yè)有限責(zé)任公司
井田南部為嵐縣地方國營侯家?guī)r煤礦現(xiàn)被同安煤業(yè)整合,一對斜井開拓,開采4、9號煤層,現(xiàn)設(shè)計規(guī)模90萬t/a,屬低瓦斯礦井。目前礦井正常涌水量145m3/d,最大涌水量180m3/d?,F(xiàn)處停產(chǎn)建設(shè)階段。
2、山西呂梁嵐縣龍達(dá)煤業(yè)有限公司
山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)龍達(dá)煤業(yè)有限公司由山西黑龍洼煤礦有限公司、山西嵐縣畢家坡煤業(yè)有限公司、山西嵐縣侯家?guī)r通達(dá)煤業(yè)有限公司三座煤礦兼并重組而成,礦區(qū)面積5.2532km2。開采4、9號煤層,批準(zhǔn)生產(chǎn)能力為90萬t/a,瓦斯相對涌出量5.21m3/t,絕對涌出量1.08m3/min,屬低瓦斯礦井。礦井涌水量100~150m3/d,現(xiàn)處停產(chǎn)建設(shè)階段(見礦田位置關(guān)系示意圖1-2)。
1.2煤礦生產(chǎn)建設(shè)概況
1.2.1礦井開采歷史
XXXX有限公司前身為嵐縣地方國營候家?guī)r煤礦附屬一礦,始建于1962年,1966年投產(chǎn),批準(zhǔn)開采4、9號煤層。2009年晉煤重組辦以[2009]17號文件核準(zhǔn)該礦為兼并重組整合單獨保留礦井,安徽省皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司為該礦主體企業(yè)。兼并重組整合后換發(fā)了新采礦許可證(證號:C1400002009121220046512),生產(chǎn)規(guī)模900kt/a。
圖1-2井田四鄰關(guān)系圖
2009年兼并重組整合后該礦初期主斜井、副斜井兩個井筒均充分利用原嵐縣地方國營候家?guī)r煤礦附屬一礦已有井筒。新的開拓系統(tǒng)形成后利用新系統(tǒng)對井田進(jìn)行回采。
2011年10月10日山西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤辦基發(fā)【2011】1358號關(guān)于XXXX有限公司兼并重組整合項目開工建設(shè)的批復(fù),開工日期為2011年10月10
日,批準(zhǔn)建設(shè)工期為24個月。2014年5月26日,山西省煤炭基本建設(shè)局以晉煤基局發(fā)〔2014〕120號文批復(fù)礦井建設(shè)工期由原設(shè)計的24個月調(diào)整為47個月,至2016年1月底。2015年11月10日山西省煤炭工業(yè)廳以晉煤辦基發(fā)[2015]938號文批復(fù)進(jìn)入聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)。通過49個月的建設(shè),又經(jīng)過聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn),礦井各生產(chǎn)系統(tǒng)及安全設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)正常,2016年5月回采工作面進(jìn)入正式生產(chǎn)。
2016年10月11日,山西省煤炭工業(yè)廳以晉煤行發(fā)[2016]740號文對礦井生產(chǎn)能力等相關(guān)生產(chǎn)要素信息進(jìn)行公告,公告能力90萬噸/年,重新確定的生產(chǎn)能力76萬噸/年。
井田采用兩個水平開拓全井田,即一個主水平一個輔助水平,分別開采井田內(nèi)的4號和9號煤層,其中輔助水平標(biāo)高+980m,開采4號煤層;主水平標(biāo)高+910m,開采9號煤層。分別在4號和9號煤層中布置運(yùn)輸大巷、軌道大巷和回風(fēng)大巷。
XXXX有限公司現(xiàn)為生產(chǎn)礦井,礦井生產(chǎn)規(guī)模為90萬t/a,開采煤層為4號煤層。
截止目前,4號煤層首采區(qū)4101工作面已回采完畢,正在4103工作面回采。
現(xiàn)將礦井開拓建設(shè)情況敘述如下:
1、井田開拓
井田采用斜井開拓方式,全礦井共布置四個井筒開發(fā)全井田。即主斜井、副斜井、進(jìn)風(fēng)行人斜井、回風(fēng)立井。
主斜井:井筒凈寬3.0m,凈斷面積8.03m2,傾角23°,到4號煤層斜長454m,到9號煤層斜長646m,井筒內(nèi)裝備帶寬1.0m的膠帶輸送機(jī),擔(dān)負(fù)礦井提煤和進(jìn)風(fēng)的任務(wù);
副斜井:井筒凈寬3.2m,凈斷面積9.8m2,傾角22°,到4號煤層斜長490m,到9號煤層斜長689m,井筒內(nèi)裝備單鉤串車,并設(shè)臺階扶手,擔(dān)負(fù)礦井除人員以外的輔助提升任務(wù),為礦井的一個安全出口;
進(jìn)風(fēng)行人斜井:井筒凈寬3.6m,傾角23°~25°,到4號煤層斜長515m(23°),4號煤層到9號煤層斜長187m(25°),總斜長724m,裝備架空乘人器,設(shè)臺階扶手,擔(dān)負(fù)礦井上下人員、排水和進(jìn)風(fēng)任務(wù),是礦井的一個安全出口;
回風(fēng)立井:井筒凈徑5.0m,凈斷面積19.6m2,到9號煤層垂深308.5m;井筒內(nèi)設(shè)梯子間,擔(dān)負(fù)礦井的回風(fēng)任務(wù),兼做安全出口;
各井筒表土松散層均采用混凝土支護(hù),副斜井及進(jìn)風(fēng)行人斜井厚度均為400mm,主斜井為350mm,回風(fēng)立井為800mm;主斜井、副斜井及進(jìn)風(fēng)行人斜井基巖段均采用混凝土支護(hù),厚度均為300mm;回風(fēng)立井基巖段采用混凝土支護(hù),厚400mm。
2、水平、采區(qū)劃分
全井田共劃分為四個采區(qū),其中4號煤層劃分為二個采區(qū),9號煤層劃分為兩個采區(qū)。礦井首采區(qū)選擇為4號煤層一采區(qū)。
采用兩個水平開拓全井田,即一個主水平一個輔助水平,分別開采井田內(nèi)的4號和9號煤層,其中輔助水平標(biāo)高+980m,開采4號煤層;主水平標(biāo)高+910m,開采9號煤層。
3、采煤方法及工藝
4煤層為走向長壁一次采全高采煤法,9煤綜采放頂煤的采煤工藝,全部跨落法管理頂板。
4、通風(fēng)系統(tǒng)
礦井采用全負(fù)壓抽出式機(jī)械通風(fēng),通風(fēng)方式為中央邊界式,主斜井、副斜井、行人斜井進(jìn)風(fēng),回風(fēng)立井回風(fēng)。地面主通風(fēng)機(jī)房安裝有2臺FBCDZ№25礦井通風(fēng)機(jī),一用一備。目前礦井總進(jìn)風(fēng)量4452m3/min,總回風(fēng)量4504m3/min,礦井有效風(fēng)量率87%。
采煤工作面采用“U”型通風(fēng)方式。掘進(jìn)工作面為壓入式通風(fēng),配備有2臺FBD№6.0/2×30KW型局部通風(fēng)機(jī),實現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)、雙電源自動切換和“三專兩閉鎖”功能。
5、供電系統(tǒng)
本礦井地面設(shè)有35KV變電所一座,安裝2臺SZ11-10000/35型變壓器35/10KV10000KVA(1臺使用1臺備用)雙回路進(jìn)線,一回路來自車道坡110KV變電站,線路單長11.2km,采用LGJ-150/25mm2導(dǎo)線至變電所。另一路引自普明35KV變電站,線路單長13.328km,采用LGJ-150/20mm2導(dǎo)線至變電所。井下有中央變電所和采區(qū)變電所各一座。大型設(shè)備各類保護(hù)裝置齊全完善、靈敏可靠,設(shè)備綜合保護(hù)率達(dá)到100%,防爆率達(dá)到100%,各種合格證證標(biāo)齊全、合格。聘請有關(guān)資質(zhì)單位按時對井上下各類大型設(shè)備進(jìn)行檢測檢驗。
6、運(yùn)輸系統(tǒng)
主斜井選用1部DTC100/25/2×220帶式輸送機(jī),輸送機(jī)傾角23°,輸送距離719.1m,提升高度280.84m,驅(qū)動方式為變頻軟啟動,配用2臺220kWYB系列4級電機(jī),各類保護(hù)裝置齊全有效。副斜井選用1部JK-3.0×2.2/31.5型單滾筒提升機(jī)車,配用電機(jī)功率為400kW,該井采用單鉤串車提升方式,完成全礦提矸、下料等全部輔助提升任務(wù)。
7、排水系統(tǒng)
在副斜井井底布置有中央水泵房,有效容量為2635m3,中央水泵房安裝有四臺MD280-65×6型離心式水泵,一用一備兩檢修,經(jīng)兩趟Φ219×8無縫鋼管經(jīng)進(jìn)風(fēng)行人斜井排到地面污水處理廠;在強(qiáng)排巷安裝有兩臺BQ275-306/8-360強(qiáng)排泵,額定流量306m3/h,功率360kw,經(jīng)一趟Φ325×8無縫鋼管經(jīng)進(jìn)風(fēng)行人斜井排到地面污水處理廠。
1.2.2礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀
目前我礦有41一個生產(chǎn)采區(qū),有一個準(zhǔn)備采區(qū)91采區(qū)。
41采區(qū)4103工作面正在回采,剩余工作面為4104工作面,其中4103工作面預(yù)計年底回采結(jié)束,4104工作面剩余儲量為56萬噸;91采區(qū)剩余工作面為9101、9102、9013工作面。
1.2.3礦井未來五年采掘規(guī)劃
2018年計劃原煤產(chǎn)量91萬噸,計劃總進(jìn)尺2172m,生產(chǎn)格局為1采、1掘;
2019年計劃生產(chǎn)原煤93萬噸,計劃總進(jìn)尺2005m,生產(chǎn)格局為1采、1掘;
2020年計劃生產(chǎn)原煤93萬噸,計劃總進(jìn)尺2996m,生產(chǎn)格局為1采、1掘;
2021年計劃生產(chǎn)原煤93萬噸,計劃總進(jìn)尺2217m,生產(chǎn)格局為1采、1掘;
2022年計劃生產(chǎn)原煤94萬噸,計劃總進(jìn)尺1533m,生產(chǎn)格局為1采、1掘。
XXXX有限公司2018~2022年回采工作面接替計劃表表1-2
圖1-3XX煤焦4號煤層5年生產(chǎn)規(guī)劃示意圖
圖1-4XX煤焦9號煤層5年生產(chǎn)規(guī)劃示意圖
1.3煤礦以往水文地質(zhì)勘查工作
本井田位于嵐縣詳查勘探區(qū)中西部煤層露頭線一帶。嵐縣勘查工作始于1954年,普查勘探在1959年進(jìn)行,該階段施工鉆孔18個,鉆探進(jìn)尺6831.46m。1960年下馬鋪精查勘探共施工鉆孔41個,進(jìn)尺10338.25m,兩次勘探工作分別由143隊和148隊完成,有43個鉆孔進(jìn)行了物探測井工作。鉆探見煤78層次,其中合格7層次,乙級18層次,丙級18層次,廢品35層次;測井見煤91層次,其中甲級7層次,乙級35層次,丙級12層次,廢品15層次。全孔綜合評級合格孔27個,參考孔10個,廢孔6個。該時期施工之鉆孔60%以上無芯鉆進(jìn),測井因當(dāng)時的儀器、技術(shù)水平所限制,資料的可靠性較差。正因為如此,1959年12月148隊提交的下馬
鋪地質(zhì)普查報告在1962年復(fù)審時,認(rèn)為質(zhì)量低劣,列為不合格報告,1960年所進(jìn)行的詳查工作未提交最終成果。
148隊、228隊根據(jù)國家計委于1972年制定的《關(guān)于太(原)、古(交)、嵐(縣)地區(qū)煤炭規(guī)劃的初步意見》,為解決嵐鋼等鋼鐵工業(yè)對煉焦用煤的需要,嵐縣礦區(qū)作為配焦用煤地,這次勘探為礦區(qū)總體設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)。從1973年在面積約140km2的勘查區(qū)施工,1976年10月底施工結(jié)束,同年底提交了《嵐縣勘探區(qū)詳查地質(zhì)報告》,山西省煤炭工業(yè)管理局以[1978]第781號決議書予以批準(zhǔn)。此次共施工鉆孔109個,總進(jìn)尺48201.65m,100個鉆孔實施了物探測井。鉆探見可采煤層247層次,其中甲級131層次,乙級52層次,丙級54層次,廢品10層次;測井見煤238層次,其中甲級199層次,乙級37層次,丙級0層次,廢品2層次。全孔質(zhì)量綜合評級,甲級孔57個,乙級孔36個,丙級孔2個,2個鉆孔因測井曲線為廢品,未參與綜合評級。
2012年XXXX有限公司委托安徽省煤田地質(zhì)局第一勘探隊在井田內(nèi)施工鉆孔5個(地質(zhì)孔3個,地質(zhì)兼水文孔2個)工程量1527.03m,目的層為4號、9號煤層,共取瓦斯樣4個,煤質(zhì)樣10個,主采煤層頂?shù)装迳舷?0m范圍內(nèi)巖樣共計60組。并于2012年10月提交了《XXXX有限公司(煤礦)整合重組補(bǔ)充勘探礦井地質(zhì)報告》,該報告未按規(guī)范要求編寫,未獲得批復(fù)文件。依據(jù)《煤炭地質(zhì)勘查鉆孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(MT/T1042-2007)該次補(bǔ)勘5個鉆孔所有煤層均達(dá)到優(yōu)質(zhì)層標(biāo)準(zhǔn),鉆孔質(zhì)量評級均為甲級孔,,煤樣、瓦斯、巖石力學(xué)樣采樣均能滿足試驗要求,樣品檢測報告真實可靠。該次補(bǔ)充勘探對補(bǔ)1號孔4~9號煤層之間、補(bǔ)5號孔4號煤層上部砂巖進(jìn)行了注水層位,注水試驗按照規(guī)范要求進(jìn)行,質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。補(bǔ)勘施工5個鉆孔,補(bǔ)1孔作為長觀孔未封閉,其余4個鉆孔均進(jìn)行了封閉,封孔質(zhì)量合格。本次報告利用其鉆孔成果,煤樣、瓦斯、巖石力學(xué)樣測試成果,水文孔抽水試驗成果。
綜上所述,嵐縣詳查區(qū)1959年~1960年所施工鉆孔質(zhì)量不高,測量成果欠佳,主要表現(xiàn)有部分鉆孔高程相差較大,經(jīng)1/5000航測地形圖校正,舊孔高程有誤,但因年久,原孔位不易查找,故采用原坐標(biāo)、新高程。鉆孔封閉質(zhì)量不詳,未作啟封檢查孔施工,煤層露頭外鉆孔及未見煤鉆孔未封閉。此外,對含水層及相互關(guān)系缺乏系統(tǒng)的分析和論證資料。1973年的詳查勘探工作總體質(zhì)量較高。2012年補(bǔ)充勘探工作質(zhì)量可靠。
本次工作收集利用了1959年的鉆孔24、115、116、117;1960年的鉆孔淺9、淺10、113、123、128;1973年的鉆孔31、32、35;2012年安徽一隊施工的補(bǔ)1、補(bǔ)2、補(bǔ)3、補(bǔ)4、補(bǔ)5,總進(jìn)尺4775.17m。此外還利用了永久水源井和風(fēng)井檢查孔資料,參考利用了井田內(nèi)127號鉆孔及井田東部邊緣的121號鉆孔資料。本次工作利用鉆孔19個,其中地質(zhì)孔15個,水文孔2個,永久水源井1個,風(fēng)井檢查孔1個,參考利用鉆孔2個,共計21個。
以往地質(zhì)及水文地質(zhì)工作匯總表表1-3
1.3.1礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)工作
本礦建礦初期礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)工作以往做得較少,近年來,隨著管理不斷完善,逐步走向正規(guī)。
1、井巷測量工作
2008年皖北煤電控股該礦后,委托山西省第三地質(zhì)工程勘察院對本礦進(jìn)行了實測。
在礦區(qū)原有四等控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,在井口附近再進(jìn)行部分控制點的加密測量工作,井口及井下巷道采用拓普康防爆全站儀(GTS-332W)三架法進(jìn)行測量。在主副井筒、井底車場、軌道運(yùn)輸大巷布設(shè)7″級的基本控制導(dǎo)線,回風(fēng)大巷、以及采區(qū)皮帶、軌道、回風(fēng)順槽均布設(shè)15″級的采區(qū)控制導(dǎo)線,采區(qū)皮帶上山和皮帶運(yùn)輸順槽為獨頭掘進(jìn)巷道而布設(shè)復(fù)測支導(dǎo)線,其余均布設(shè)閉(附)合導(dǎo)線。
井下主副井筒、井底車場、軌道運(yùn)輸大巷所有導(dǎo)線點全部為永久點,其它主要巷道均留設(shè)三個為一組的永久導(dǎo)線點。永久導(dǎo)線點同時作為井下高程點,且進(jìn)行了統(tǒng)一編號,并將編號標(biāo)記在點的附近。水平角采用測回法兩測回觀測,導(dǎo)線點的高
程采用三角高程測量方法確定,垂直角采用中絲法兩測回觀測,距離采用全站儀直接測定(加各項改正常數(shù))。
坐標(biāo)系統(tǒng)采用1954年北京坐標(biāo)系,1956年黃海高程系,高斯6°帶正形投影,中央子午線為111°。
各項精度指標(biāo)均符合《工程測量規(guī)范》(GB50026-2007)之規(guī)定,精度能夠滿足本次報告要求。
2、煤系地層、煤層及構(gòu)造的觀測
在以往的開采過程中,凡經(jīng)井巷、鉆探揭露的煤系地層及其巖性特征、厚度均進(jìn)行逐層的觀測與編錄,對煤層、標(biāo)志層、煤層頂?shù)装逡鲋攸c觀測,在以往的鉆探施工時采取標(biāo)本和樣品進(jìn)行鑒定、化驗和測試工作。并將煤巖送至有資質(zhì)的巖石力學(xué)實驗室,對采集的巖石與煤進(jìn)行了物理力學(xué)性質(zhì)的測試工作,可以滿足煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)性質(zhì)的評價。
(1)煤層的觀測
井巷揭露的煤層不論可采與否均進(jìn)行觀測和描述;井筒、石門和其它穿層巷道編錄一幫素描圖,構(gòu)造復(fù)雜時,編錄展開圖。凡揭露煤層的地點均布設(shè)觀測點,沿可采煤層掘進(jìn)的巷道,在連續(xù)觀測的基礎(chǔ)上布設(shè)觀測點。當(dāng)煤厚變化大時可適當(dāng)加密觀測點或編錄一幫素描圖和素描展開圖。
(2)地質(zhì)構(gòu)造的觀測
凡揭露的斷層不論大小均進(jìn)行觀測,地層傾角在10°以下時,只測鉛直斷距,10°以上時同時測量地層斷距,傾角較大時還應(yīng)測出實際影響斷距。褶皺的觀測與描述:起伏在一米以上的褶曲兩翼應(yīng)有產(chǎn)狀控制,并測出軸的位置與傾伏方向,局部地層傾角增大的地段加密產(chǎn)狀或?qū)崪y剖面,推測出影響生產(chǎn)的范圍。頂壓、底窿觀測描述內(nèi)容:位置、形狀(脊?fàn)?、圓弧狀)兩側(cè)產(chǎn)狀、寬度、煤層薄化程度、壓下或鼓起幅度、煤的正常厚度。古河流沖刷觀測描述內(nèi)容:沖刷面形狀和傾角變化情況,沖刷寬度,切割深度,沖刷面與頂?shù)装褰痪€的位置,沖刷體巖性和旁側(cè)應(yīng)變狀態(tài),沖刷類型等。除以上規(guī)定外,未提到的部分均按規(guī)程進(jìn)行。
3、地質(zhì)資料編錄工作的程序與種類
礦井在基建開拓過程中,對巷道揭露的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行了實測,其中揭露5m以上正斷層11條,5m以下正斷層20條。對揭露的煤層實測了見煤點,實測煤層厚度總體比勘探揭露厚度薄。相關(guān)工程技術(shù)人員在井巷開拓、掘進(jìn)施工工作中,按照礦
井地質(zhì)工作規(guī)定要求,進(jìn)行了主斜井、副斜井、進(jìn)風(fēng)行人井、回風(fēng)巷等的工程地質(zhì)素描編錄工作。
4、“三書”及采后總結(jié)的編制情況
地質(zhì)說明書是為各項采掘工程設(shè)計、施工和管理提供的地質(zhì)預(yù)測資料,是制定作業(yè)規(guī)程的依據(jù)。礦井生產(chǎn)階段的地質(zhì)說明書主要是采區(qū)地質(zhì)說明書、掘進(jìn)地質(zhì)說明書、回采地質(zhì)說明書,簡稱“三書”。采區(qū)地質(zhì)說明書設(shè)計前三個月提出,回采工作面說明書在工作面掘出后五天內(nèi)提出,回采工作面采后總結(jié),采后30天內(nèi)提出。內(nèi)容:隊名、采煤方法、支架型號、始采與結(jié)束時間、采高、平均日進(jìn)度、統(tǒng)計產(chǎn)量、計算產(chǎn)量、損失量、工作面回采率、儲量增減情況、影響生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素及其影響程度、預(yù)測與實際出入較大的地質(zhì)要素對比、經(jīng)驗教訓(xùn)等。
5、地質(zhì)預(yù)測預(yù)報工作
隨著采掘的前進(jìn),對新揭露的地質(zhì)資料要不斷地進(jìn)行觀測與收集,并及時反映到有關(guān)圖紙資料中去。在充分占有資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析,逐步揭示其實質(zhì),補(bǔ)充和修正原來對各種地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識,預(yù)測采掘前方的地質(zhì)變化,著重是構(gòu)造、煤厚變化、古河流沖刷、巖溶陷落現(xiàn)象。采掘年預(yù)報每年編制一次,回采工作面預(yù)報每月編制一次。
6、圖件編繪
為了滿足采掘規(guī)劃需要,根據(jù)搜集到的有關(guān)資料和井巷測量成果繪制了“采掘工程平面圖”、“井上下對照圖”和“井田地形地質(zhì)圖”等圖件,對礦井開拓提供了指導(dǎo)作用。
7、水文地質(zhì)觀測
該礦井下涌水量不大,主要為頂板和井筒滲水,生產(chǎn)中對井下涌水情況進(jìn)行了認(rèn)真觀測和分析,建立了各類水文地質(zhì)觀測臺賬,礦井根據(jù)涌水量情況及時向地面抽排,保證了礦井正常安全生產(chǎn)。
8、水文地質(zhì)工作
對井下涌水量情況進(jìn)行了觀測和分析,井田內(nèi)全部為松散層覆蓋,井田溝谷發(fā)育,多為季節(jié)性干溝,僅雨季較大溝谷有雨水匯集形成洪流,向東流出井田外。
1.3.2物探工作
1、三維地震勘探
本礦委托安徽省煤田地質(zhì)局物探測量隊于2014年5月-2015年12月對全井田進(jìn)行了三維地震勘探,于2015年12月提交了《北方能化(嵐縣)XX煤焦有限公司地面三維地震勘探報告》。該次工作對全井田的地層形態(tài)、構(gòu)造發(fā)育情況進(jìn)行了勘察。該報告由礦方組織專家評審?fù)ㄟ^。
全區(qū)設(shè)計21束線,完成16束線,完成地震物理點1868個,其中三維生產(chǎn)物理點1661個,試驗物理點207個。滿覆蓋控制面積2.43km2。
地震勘探揭露煤系地層形態(tài)總體為一走向近SN,傾向E的單斜構(gòu)造,傾角3-31°。在測區(qū)北部有一軸向北東的寬緩背斜和一軸向北東東的寬緩向斜,背斜兩翼傾角為3°-14°,在區(qū)內(nèi)延伸長度約1000m,向斜兩翼傾角約為7-14°,在區(qū)內(nèi)延伸長度約800m。斷層較發(fā)育,地層比較穩(wěn)定。
共組合斷層4條,均為正斷層;按可靠程度分,可靠斷層3條,較可靠斷層1條;按落差分類,落差0m<H<5m斷層1條,落差10m≤H<20m斷層2條,落差H≥20m斷層1條。
2、地面瞬變電磁勘探
2016年04月中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司對本礦進(jìn)行了地面瞬變電磁勘探,提交了《XXXX有限公司地面瞬變電磁法勘探工程成果報告》,該次工作圈定了井田內(nèi)4、9號煤層的采空區(qū)積水范圍和地層富水區(qū)并對已知陷落柱的富水情況進(jìn)行了評述。該報告由礦方組織專家評審?fù)ㄟ^。該次地面電法工作采取瞬變電磁法對礦方指定區(qū)域的進(jìn)行了探測,主要推斷和解釋了指定區(qū)域內(nèi)4煤、9煤采空積水范圍、太原組灰?guī)r含水層富水性、奧陶系灰?guī)r含水層富水性、以及已知構(gòu)造富水性。方法選擇具有針對性,施工方案合理。在勘探施工過程中,嚴(yán)格按照《地面瞬變電磁法技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行施工,共完成瞬變電磁法物理點6659個,有效控制探測面積2.4km2,完成了合同規(guī)定的工作量。經(jīng)統(tǒng)計評級,原始數(shù)據(jù)質(zhì)量符合規(guī)范要求。本次地面瞬變電磁法資料顯示,推斷4號煤層有4處采空積水區(qū),積水面積分布約81800m2、326300m2、45000m2、23000m2。推斷9煤層有2處采空積水區(qū),積水面積分別約為46600m2、191300m2。
1.4礦井水文類型劃分及煤礦水患補(bǔ)充調(diào)查工作及質(zhì)量評述
1.4.1礦井水文類型劃分報告評述
1、報告闡述了礦井地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件;對各煤層受含水巖組影響的劃分及其富水性分析思路正確,闡述詳細(xì),依據(jù)充分,井田水文地質(zhì)補(bǔ)、徑、排條件符合客觀實際。
2、礦井充水因素分析合理,礦井和周邊小煤礦開采情況及采空區(qū)積水情況了解詳細(xì),為正確劃分礦井水文地質(zhì)類型提供了依據(jù)。
3、對構(gòu)成礦井安全生產(chǎn)的水害問題及其影響程度做了詳細(xì)的分析,并對其難易程度作出了正確的評價,可以作為水文地質(zhì)類型劃分的基礎(chǔ)資料。
4、報告根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》對XXXX有限公司4、9號煤層水文地質(zhì)類型進(jìn)行了劃分,確定礦井水文地質(zhì)類型為中等類型。報告結(jié)論合理,可作為該礦井防治水和安全生產(chǎn)的依據(jù)。
1.4.2煤礦水患補(bǔ)充調(diào)查報告評述
1、2016年11月山西太行礦業(yè)工程技術(shù)有限公司編制的《XXXX有限公司礦井水患補(bǔ)充調(diào)查報告》采用地面踏勘、老窯調(diào)查,地面物探、井下物探、井下鉆探等多種手段及方法,進(jìn)行了采(古)空區(qū)積水調(diào)查工作。重點調(diào)查和勘查了本礦未來五年開采區(qū)域的水患,達(dá)到了普查程度。
2、本礦4、9號煤層南部有部分采空,未來五年開采4號煤層F1北部的41采區(qū)的4102、4103工作面,9號煤層F1北部的91采區(qū)的9101工作面,其主要水害為4號煤層同層鄰近采空積水、采煤產(chǎn)生的導(dǎo)水裂縫帶導(dǎo)通上部含水層水及奧灰水帶壓開采問題。
3、本井田4號煤層首采工作面4101采空區(qū)為兼并重組整合后本礦自己所形成的,采空區(qū)面積位置清楚。煤層開采前應(yīng)對積水區(qū)積水進(jìn)行疏排,確保煤礦安全生產(chǎn)。采空積水面積及積水量屬于動態(tài)過程,會隨煤礦開采的變化而變化,礦方應(yīng)在下一個生產(chǎn)階段,采用物探、鉆探等手段進(jìn)一步查清其積水面積及積水量,隨時調(diào)整安全設(shè)施與防范措施,以滿足安全生產(chǎn)要求,實現(xiàn)安全生產(chǎn)目標(biāo)。
2地質(zhì)概況
2.1礦井地質(zhì)
2.1.1地層
本井田位于寧武煤田嵐縣礦區(qū)的西南龍泉井田精查勘探區(qū)邊緣,地表大部分為黃土覆蓋,基巖僅出露于溝谷中,根據(jù)以往地質(zhì)勘探資料,結(jié)合地面露頭,井田內(nèi)發(fā)育地層由老到新為奧陶系中統(tǒng)峰峰組;石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組;二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組;上統(tǒng)上石盒子組;上第三系上新統(tǒng)及第四系地層。現(xiàn)由老到新敘述如下:
1、奧陶系中統(tǒng)峰峰組(O2f)
由石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖組成,全組厚度大于100m。據(jù)井田內(nèi)31號鉆孔揭露,峰峰組厚度為139.11m。該組地層在井田內(nèi)無出露,出露于下靜游東南汾河西岸及上天窊一帶。
2、石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)
平行不整合于下伏地層之上,底部為“山西式”鐵礦或鋁土礦,中部為灰白色石英砂巖,灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖及1~3層薄煤層組成,該組中部發(fā)育一層穩(wěn)定的石灰?guī)r,厚度在2~5m之間,定為標(biāo)志層(K1)。本組含有煤線,本組總厚29.90~49.00m,平均37.40m。
3、石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)
為主要含煤地層之一,由灰白色砂巖、深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、石灰?guī)r及煤層組成,含有豐富的海相動物化石,底部為一層灰白色細(xì)、中粒砂巖,厚2.00~9.08m,層位穩(wěn)定,是太原組底部標(biāo)志(K2)。含有5、6、7、8、9、10、11號煤層,9號煤層穩(wěn)定可采,其余不穩(wěn)定不可采。本組厚度49.00~77.31m,平均64.50m,與下伏地層整合接觸。
4、二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)
與下伏地層整合接觸。主要含煤地層之一,由灰白色砂巖、深灰色泥巖砂質(zhì)泥巖及煤層組成,富含植物化石。因遭受剝蝕,井田西部地層賦存不全,厚度42.10~58.72m,平均49.12m,底部為灰白色中、細(xì)粒砂巖(K4標(biāo)識層)。該組含有1、2、
3、4號煤層,4號煤層穩(wěn)定可采,其余不穩(wěn)定不可采。本組厚度63.19~85.94m,平均73.25m,與下伏地層整合接觸。
5、二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P1x)
底部為灰白色中、粗粒砂巖(K5),其上為黃綠、藍(lán)灰色夾紫色斑塊的泥巖及砂質(zhì)泥巖,夾有薄層砂巖,含植物化石。由于剝蝕作用,井田西部地層賦存不全,厚度在30.00~65.82m,平均46.50m。
6、二疊系上統(tǒng)上石盒子組(P2s)
由雜色砂質(zhì)泥巖、泥巖和砂巖組成,底部為一層灰黃或黃綠色中、粗粒砂巖(K6),穩(wěn)定性差。由于剝蝕作用,井田內(nèi)該組僅賦存下部地層,最大賦存厚度126.41m,厚度在15.95~126.41m,平均65.46m與下伏地層整合接觸。
7、上第三系上新統(tǒng)(N2)
靜樂紅土,井田溝谷局部有出露,角度不整合于下伏地層之上,上部為棕紅色粘土、亞粘土、夾鈣質(zhì)結(jié)核,下部為砂、礫石層,礫石多為石灰?guī)r,有少量泥巖屑和砂巖巖塊。厚10.00~83.21m,平均34.21m。
8、第四系中上更新統(tǒng)(Q2+3)
中上更新統(tǒng),下部為淺紅色亞粘土,中夾不連續(xù)鈣質(zhì)結(jié)核層,含古土壤層,常形成黃紅間帶色。上部為灰黃色亞砂土和砂土。分布于山嶺、山地上和溝谷兩側(cè)。厚0~29.55m,平均10.15m。
9、第四系全新統(tǒng)(Q4)
分布井田北部較大河谷之中,構(gòu)成河漫灘Ⅰ、Ⅱ級階地,上部為再生黃土,下部為礫石及砂,厚0~22.62m,平均4.64m。
2.1.2含煤地層
井田內(nèi)主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。
1、山西組
井田內(nèi)主要含煤地層之一,由灰白色砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖和煤層組成,西部邊緣風(fēng)化剝蝕,局部賦存下部地層。本組厚度為63.19~85.94m,平均73.25m,4號煤層之下發(fā)育一層灰白色細(xì)粒砂巖(K4),厚0.98(補(bǔ)2)~18.36m(115),平均5.69m,為山西組沉積結(jié)束之標(biāo)識。該組含有1、2、3、4號煤層,4號煤層穩(wěn)定可采,其余
為不穩(wěn)定不可采。
2、太原組
井田內(nèi)主要含煤地層之一,厚度49.00~77.31m,平均64.50m,由灰白色砂巖、深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、石灰?guī)r及煤組成,富含海相動物化石,本組可分為三段:
下段:K3砂巖底~L1石灰?guī)r底,厚度平均37.16m。本段為主要含煤段,9號煤層位于該段頂部,為井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層,10號煤上距9號煤層7.00m左右,11號煤在K2砂巖上0~25.27m,此段發(fā)育2層標(biāo)識層,即9號煤層直接頂板L1石灰?guī)r或泥灰?guī)r,厚0.52(128)~5.00m(24),平均2.68m,全井田基本發(fā)育,富含海相動物化石。
中段:L1石灰?guī)r底界~L3石灰?guī)r頂界,厚度平均36.41m。L3石灰?guī)r深灰色,質(zhì)純,厚1.60(115)~3.62m,平均厚2.81m,下部含有7號煤層;L2石灰?guī)r全井田發(fā)育,厚1.50(永久水源井)~3.96m,平均厚2.62m,深灰色,含海相動物化石,該石灰?guī)r之下約0.50m為8號煤層,此段以明顯的海陸交替相沉積韻律為其特征。7、8號煤層不穩(wěn)定不可采。
上段:L3石灰?guī)r頂界~K4砂巖底,厚度平均25.95m。為灰白色砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖組成,含5、6號煤層,K3砂巖上約3.00m為6號煤層,其上5.00m左右為5號煤。中間標(biāo)識層K3砂巖,為灰白色粗砂巖或砂礫巖,厚1.73(補(bǔ)5)~14.35(116)m,平均厚8.34m,層位穩(wěn)定。5、6號煤層不穩(wěn)定不可采。
總之,太原組為海陸交互相含煤沉積建造,韻律明顯;山西組為陸相碎屑巖含煤沉積建造。
2.1.3構(gòu)造
本井田位于寧武煤盆地的西南端,總體為一近南北走向,傾向東的單斜構(gòu)造,傾角3°~22°,井田北部伴有次一級的褶曲構(gòu)造,井田內(nèi)發(fā)育有11條落差大于5m的正斷層,落差小于5m的斷層20條,未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入,見井田構(gòu)造綱要圖。
1、褶曲
S1背斜:位于井田北部,軸向N65°E~N45°E,兩翼傾角為5°~10°,南翼傾角大于北翼。在井田內(nèi)延伸長度約1100m。軸部發(fā)育F3斷層,該斷層為井下實見斷
層。背斜構(gòu)造受鉆孔控制,研究程度較高。
S2向斜:位于井田北部,軸向N75°E~N45°E,兩翼傾角為5°~10°,北翼傾角大于南翼。在井田內(nèi)延伸長度約1100m。背斜構(gòu)造受鉆孔控制,研究程度較高。
2、斷層
F1正斷層(DF1):位于井田南部,走向N50°E,傾向NW,傾角75°,落差10~45m.井田內(nèi)延伸長度1690m,井下采掘工程、物探控制。
F2正斷層:位于井田西南部,走向N35°E,傾向NW,傾角60°,落差10~15m,井田內(nèi)延伸長度300m,井下采掘工程控制。
F2-1正斷層:位于井田東北部,走向N30°E,傾向SE,傾角50°,落差6m,井田內(nèi)延伸長度450m,井下采掘工程控制。
F2-2正斷層:位于井田中部,走向N30°E,傾向NW,傾角45~60°,落差8m,井田內(nèi)延伸長度450m,井下采掘工程控制。
F3正斷層:位于井田西北部,走向N30°E,傾向NW,傾角40°,落差20m,井田內(nèi)延伸長度1300m,井下采掘工程控制。
F4正斷層:位于井田西北部,走向N30°E,傾向SE,傾角45°,落差20m,井田內(nèi)延伸長度970m,該斷層為推斷斷層,控制程度較差。
F5正斷層:位于井田西北部,走向N30°E,傾向SE,傾角65°,落差25m,井田內(nèi)延伸長度930m,該斷層為井下實見斷層,受井下控制。
F6正斷層:位于井田西北部,走向N45°E,傾向NW,傾角65°,落差5m,井田內(nèi)延伸長度200m,該斷層為4號煤井下實見斷層,受井下控制。
F7正斷層:位于井田東南部,走向N30°E,傾向NW,傾角65°,落差15-20m,井田內(nèi)延伸長度750m,該斷層為根據(jù)井下揭露情況推斷,控制程度較差。
DF2正斷層:位于井田中部,走向N10°E,傾向NWW,傾角65°,落差6-10m,井田內(nèi)延伸長度1360m,該斷層為物探控制,本次報告利用該成果時,礦方根據(jù)實際揭露情況進(jìn)行了修正。
DF3正斷層:位于井田中部,走向N15°E,傾向NWW,傾角60°,落差5-10m,井田內(nèi)延伸長度930m,該斷層為物探控制,本次報告利用該成果時,礦方根據(jù)實際揭露情況進(jìn)行了修正。
斷層情況一覽表表2-1
圖2-1井田構(gòu)造綱要圖
3、陷落柱
該礦井田在原生產(chǎn)系統(tǒng)9206工作面內(nèi)曾發(fā)現(xiàn)一處陷落柱,長軸30m,短軸20m,該陷落柱為無水陷落柱。
4、巖漿巖
井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入現(xiàn)象。
2.2可采煤層
井田內(nèi)可采煤層為山西組4號煤層和太原組9號煤層,均為批采煤層,其主要特征見表2-2,現(xiàn)分述如下。
可采煤層特征表表2-2
1、4號煤層
位于山西組底部,井田西南部有出露,下距本組標(biāo)識層k4砂巖0~18.36m,平均4.46m。煤層厚度3.06~8.29m,平均4.83m;結(jié)構(gòu)較簡單,含0~3層夾矸,一般2層,個別鉆孔(35)含3層以上夾矸。煤層總體南厚北薄,除西南部山西組受剝蝕而使煤層不賦存或變薄外,其它地區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定可采,頂板巖性多為砂質(zhì)泥巖,底板巖性為細(xì)砂巖或砂質(zhì)泥巖。
2、9號煤層
位于太原組下部,上距4號煤層底59.10~78.44m,平均68.01m,煤層厚度7.50~12.22m,平均9.54m,結(jié)構(gòu)簡單,含0~2層夾矸,煤層總體東南部厚,北部及中西部較薄,為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。頂板為石灰?guī)r或泥灰?guī)r,底板為粉砂巖或砂質(zhì)泥巖。
2.3水文地質(zhì)概況
2.3.1區(qū)域水文地質(zhì)
寧武煤田以寧靜向斜為主體構(gòu)造,地形主體呈中部高、南北兩端低之趨勢。以云中山脈分水嶺為界,將地表水體分為兩個不同的地表水系,分水嶺南部屬黃河流域汾河水系,分水嶺以北屬海河流域桑干河水系。以朔州平原南部王萬莊區(qū)域性大斷裂為地下水相對隔水邊界,將寧武煤田劃分為南北兩個獨立的水文地質(zhì)單元。
嵐縣詳查區(qū)位于寧武煤田西南邊緣,西、北、南三面環(huán)山,東部為黃土梁峁,地形西南高北東低,自西北向東南嵐河縱貫本區(qū),最后在上靜游注入汾河,流向總體由西北向東南。本井田位于嵐縣詳查勘探區(qū)西南部,屬于寧武煤田南部水文地質(zhì)單元。
寧靜向斜是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的褶皺構(gòu)造,南北長60km,東西寬30余km,軸兩端仰起與盆地形態(tài)相吻合,兩翼地層相對傾斜,邊緣受構(gòu)造影響,地層傾角突然變陡,呈一較為對稱的開闊向斜構(gòu)造。區(qū)域北部,寧靜向斜西翼有摩天嶺逆斷層,規(guī)模較大。寧靜向斜構(gòu)成了區(qū)域內(nèi)最大的向斜蓄水構(gòu)造,為一兩翼補(bǔ)給,對稱徑流,中心排泄的承壓水自流盆地,區(qū)內(nèi)馬營海即形成于盆地中心向斜軸部的侏羅系云崗組(J2y)紫紅色砂頁巖中。摩天嶺斷裂為一壓性斷裂,受其影響在其南端出露了汾河源泉。
汾河發(fā)源地位于距東寨鎮(zhèn)2km的樓子山下,標(biāo)高為1600.20m,流量約1.0m3/s。汾河河床的標(biāo)高在管涔山腳下為1600.20m,在壩門口為1370m,坡降為0.006。
寧靜向斜總體上在本區(qū)域構(gòu)成一個承壓水自流盆地,按其含水特性可劃分為四個含水巖組,即松散巖類孔隙含水巖組,碎屑巖類裂隙含水巖組,碳酸鹽巖類裂隙、巖溶含水巖組,變質(zhì)巖類裂隙含水巖組。
區(qū)域地下水的來源主要為大氣降水,其次為地表水。本區(qū)外的西南奧陶系石灰?guī)r出露區(qū)為奧灰含水層補(bǔ)給區(qū),地表逕流嵐河是本區(qū)地表水的排泄通道,地下水由西南向東北在下靜游一帶泄出。
本井田處于天橋泉域與晉祠泉域之間,無巖溶泉域系統(tǒng)(見圖2-2)。
圖2-2山西省巖溶泉域水資源保護(hù)區(qū)分布圖
2.3.2井田水文地質(zhì)
1、含水層
井田內(nèi)含水層自下而上有奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖夾石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖裂隙含水層、二疊系下統(tǒng)下石盒子組孔隙裂隙含水層、二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層、基巖風(fēng)化帶含水層及新生界孔隙含水層。
(1)奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層
由石灰?guī)r、泥灰?guī)r及鈣質(zhì)泥巖等組成,石灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育,特別是在上覆地層較薄或出露地區(qū)。1976年冶金五隊在下靜游(汾河邊)勘查水源時(距本井田15km),抽水試驗單位涌水量4.67~18.9L/s.m,PH值7.4~7.8,礦化度0.316~0.596g/L,水質(zhì)類型為HCO3?SO4—K?Na?Ca型水,井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高在1120.0~1132.8之間。
(2)石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖夾灰?guī)r巖溶裂隙含水層
本組巖性除砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層外,有三層發(fā)育良好且易被水溶解的海相石灰?guī)r(L1、L2、L3):
按賦水層位不同,太原組含水層分上、下兩個含水段。
1)下段:灰?guī)r巖溶裂隙含水層,由L3~L1三層灰?guī)r組成,為9號煤層的直接或間接頂板,其中,L1厚0.52(128)~5.00m(24),平均2.68m;L2厚1.50(永久水源井)~3.96m(128),平均2.62m;L3厚1.65(115)~3.62m(117),平均2.81m?;?guī)r偶見水銹,裂隙不甚發(fā)育,2012年補(bǔ)充勘探施工時未見循環(huán)液明顯漏失現(xiàn)象。
各層灰?guī)r之間均有粉砂巖及砂質(zhì)泥巖相隔。巖溶裂隙與發(fā)育程度不均,富水性受風(fēng)化溶蝕嚴(yán)重程度控制,一般為弱-中等,2012年補(bǔ)充勘探施工時未見循環(huán)液明顯漏失現(xiàn)象。據(jù)以往資料,侯家?guī)r舊井涌水量在0.12L/s,對礦井充水影響小。
2)上段:K3砂巖裂隙含水段,厚度1.73(補(bǔ)5)~14.35m(116),平均8.34m,為本組主要含水層,巖性變化較大,以粗砂巖為主,顆粒組成自上而下漸粗,具裂隙。區(qū)域內(nèi),單位涌水量0.359L/s.m,富水性中等,水質(zhì)類型為HCO3-Ca型。據(jù)2012年本井田內(nèi)施工的補(bǔ)1水文孔資料,該孔采用注水試驗,注水層位4~9號煤層之間,靜止水位標(biāo)高1042.587m,單位用水量0.00379L/s.m,滲透系數(shù)0.000011m/d,富水性弱。
綜合以上資料,太原組含水層富水性總體弱~中等,本組含水層為9煤直接充水含水層。
(3)二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖裂隙含水層
二疊系下統(tǒng)山西組含水層,地層厚度63.19~95.94m,平均厚73.25m,含水層以粗粒砂巖為主,砂層厚18.43m,淺銹黃色,局部見裂隙,簡易水文0.16m3/h。區(qū)域內(nèi)富水性弱。侯家?guī)r建井初期,井筒涌水量最大可達(dá)1.67L/s;據(jù)2012年本井田內(nèi)施工的補(bǔ)5水文孔,靜止水位1100.637m,單位涌水量0.00508L/s.m,滲透系數(shù)0.000339m/d,富水性弱。
本層為4煤直接充水含水層。
(4)二疊系下統(tǒng)下石盒子組孔隙裂隙含水層
組厚:30.00~65.82m,平均46.50m,由砂質(zhì)泥巖、泥巖、K5砂巖組成,細(xì)砂巖為灰白色,細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu),硅質(zhì)膠結(jié),性硬,成份以石英長石為主,含少量暗色礦物。裂隙不發(fā)育,區(qū)域內(nèi)富水性差。補(bǔ)3孔在孔深175.95~181.20m,揭露5.23m細(xì)砂巖時,出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,漏失量6.864m3/s。
(5)二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層
砂巖裂隙含水層,組厚15.95(剝蝕)~126.41m,平均厚65.46m,以K6砂巖,泥巖及粉砂巖組成,砂巖平均厚度6.38m。含水層富水性弱,屬弱含水層.
(6)基巖風(fēng)化帶含水層
揭露厚度3.70~26.60m,平均16.35m。補(bǔ)3孔埋深106.4~131.95m,厚度25.55m,與地形有關(guān),巖層因強(qiáng)烈風(fēng)化作用導(dǎo)致其裂隙發(fā)育,具水蝕現(xiàn)象,巖層疏松,性軟。補(bǔ)5孔出現(xiàn)漏水,泥漿漏失量7.48m3/h。本段一般接受大氣降水的補(bǔ)給,透水性較好。區(qū)域內(nèi)由于煤層的開采影響,風(fēng)化帶原有的含水層水文地質(zhì)條件被破壞,上部水通過風(fēng)化帶已大量或全部漏失井下。
(7)新生界孔隙含水層
揭露厚度:5.87(128孔)~106.47m(補(bǔ)3孔),平均29.85m。由上第三系上新統(tǒng)礫石及第四系沖積洪積層含水層組成:
1)上第三系上新統(tǒng)礫石含水層
平均厚19.22m,以砂、礫石層為主,礫石多為石灰?guī)r,有少量泥巖屑和砂巖巖塊。
據(jù)資料,單位涌水量q=1.54L/s.m,滲透系數(shù)K=4.6m/d,水質(zhì)類型為HCO3—Ca?K?Na型水。被沖溝切割出露的礫石層,常有泉水分布,為山區(qū)村莊的主要飲用水源,流量多小于0.1L/s,礦化度0.21~0.28g/L,屬HCO3?SO4—Ca?Mg型水。
2)第四系沖積洪積層
平均厚度17.86m,近代沖積物,由砂、礫巖、砂土、黃土組成,構(gòu)成河漫灘一、二級階地。據(jù)抽水資料,單位涌水量:1.10~3.50L/s.m,礦化度0.43g/L,水質(zhì)類型為HCO3?SO4-Ca?Mg型,為城河沿岸村莊的主要水源。
2、隔水層
(1)太原組中統(tǒng)底部本溪組,由砂質(zhì)泥巖、泥巖和鋁土混合體為主、厚36.79m左右,具有良好的隔水性能,是奧灰水與煤系地層含水層之間良好隔水層。
(2)井田內(nèi)煤系地層各含水層之間的泥巖、砂質(zhì)泥巖具有良好的隔水性能,是煤系地層各含水層之間的隔水層。
(3)新近系上新統(tǒng)上部的紅色粘土層,平均厚12.23m,粘土層使大氣降水不能直接入滲補(bǔ)給地下水,為地表水與基巖地下水的良好隔水層。
2.3.3礦井充水因素
1、礦井充水來源
根據(jù)井田地質(zhì)及水文地質(zhì)條件分析,礦井充水水源主要包括大氣降水、地表水、各含水層的水及采空區(qū)積水等。
(1)大氣降水
本礦西南部由于煤層埋藏較淺,因此大氣降水是礦坑水的主要充水水源,即降水通過基巖裂隙及松散沉積物孔隙富集,而后滲入基巖風(fēng)化裂隙帶,在巖石裂隙相互溝通的情況下進(jìn)入巷道,由于降水量的季節(jié)變化,礦井涌水量具有明顯的動態(tài)變化特征,一般雨后10~20天,礦井涌水量即顯著增加。本礦西南部4號煤層存在煤層露頭,大氣降水直接補(bǔ)給基巖風(fēng)化帶,從而通過露頭滲入井下,是西南部煤層開采的重大威脅?,F(xiàn)西南部煤層已基本采空,形成大面積采空區(qū),可能存在大面積積水,故在采掘靠近該區(qū)域采空區(qū)時要加強(qiáng)探查,防治發(fā)生采空區(qū)積水突水事故。
(2)地表水
井田內(nèi)無較大的地表水體,但大型溝谷較發(fā)育,雨季時匯集降水形成短暫洪流,
自井田西南向東北流出井田。本礦主斜井井口標(biāo)高1168.3m,副斜井井口標(biāo)高1168.3m,行人井井口標(biāo)高1168.7m,回風(fēng)立井井口標(biāo)高1221.5m,井筒附近最高洪水位1165.391m(100年一遇),各井口標(biāo)高高于最高洪水位標(biāo)高,地表洪水對井口的威脅小。
(3)含水層水
隨著煤礦的開采,頂部巖層將遭到破壞,由于煤層埋藏較淺,會使地表巖層裂隙加大、增多,冒落帶、導(dǎo)水裂縫帶將與強(qiáng)風(fēng)化裂隙含水層溝通,甚至形成地面塌陷。
1)二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層
砂巖裂隙含水層,組厚15.95(剝蝕)~126.41m,平均厚65.46m,以K6砂巖,泥巖及粉砂巖組成,砂巖平均厚度6.38m。含水層富水性弱,屬弱含水層。
2)二疊系下統(tǒng)下石盒子組孔隙裂隙含水層
組厚:30.00~65.82m,平均46.50m,由砂質(zhì)泥巖、泥巖、K5砂巖組成,細(xì)砂巖為灰白色,細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu),硅質(zhì)膠結(jié),性硬,成份以石英長石為主,含少量暗色礦物。裂隙不發(fā)育,區(qū)域內(nèi)富水性差。補(bǔ)3孔在孔深175.95~181.20m,揭露5.23m細(xì)砂巖時,出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,漏失量6.864m3/s。
3)二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖裂隙含水層
二疊系下統(tǒng)山西組含水層,地層厚度63.19~95.94m,平均厚73.25m,含水層以粗粒砂巖為主,砂層厚18.43m,淺銹黃色,局部見裂隙,簡易水文0.16m3/h。區(qū)域內(nèi)富水性弱。侯家?guī)r建井初期,井筒涌水量最大可達(dá)1.67L/s;據(jù)2012年本井田內(nèi)施工的補(bǔ)5水文孔,靜止水位1100.637m,單位涌水量0.00508L/s.m,滲透系數(shù)0.000339m/d,富水性弱。
4)石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖夾灰?guī)r巖溶裂隙含水層
本組巖性除砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層外,有三層發(fā)育良好且易被水溶解的海相石灰?guī)r(L1、L2、L3):
按賦水層位不同,太原組含水層分上、下兩個含水段。
①下段:灰?guī)r巖溶裂隙含水層,由L3~L1三層灰?guī)r組成,為9號煤層的直接或間接頂板,其中,L1厚0.52(128)~5.00m(24),平均2.68m;L2厚1.50(永久水源井)~3.96m(128),平均2.62m;L3厚1.65(115)~3.62m(117),平均2.81m。
灰?guī)r偶見水銹,裂隙不甚發(fā)育,2012年補(bǔ)充勘探施工時未見循環(huán)液明顯漏失現(xiàn)象。
各層灰?guī)r之間均有粉砂巖及砂質(zhì)泥巖相隔。巖溶裂隙與發(fā)育程度不均,富水性受風(fēng)化溶蝕嚴(yán)重程度控制,一般為弱-中等,2012年補(bǔ)充勘探施工時未見循環(huán)液明顯漏失現(xiàn)象。據(jù)以往資料,侯家?guī)r舊井涌水量在0.12L/s,對礦井充水影響小。
②上段:K3砂巖裂隙含水段,厚度1.73(補(bǔ)5)~14.35m(116),平均8.34m,為本組主要含水層,巖性變化較大,以粗砂巖為主,顆粒組成自上而下漸粗,具裂隙。區(qū)域內(nèi),單位涌水量0.359L/s.m,富水性中等,水質(zhì)類型為HCO3-Ca型。據(jù)2012年本井田內(nèi)施工的補(bǔ)1水文孔資料,該孔采用注水試驗,注水層位4~9號煤層之間,靜止水位標(biāo)高1042.587m,單位用水量0.00379L/s.m,滲透系數(shù)0.000011m/d,富水性弱。
綜合以上資料,太原組含水層富水性總體弱~中等,本組含水層為9煤直接充水含水層。
5)奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層
由石灰?guī)r、泥灰?guī)r及鈣質(zhì)泥巖等組成,石灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育,特別是在上覆地層較薄或出露地區(qū)。1976年冶金五隊在下靜游(汾河邊)勘查水源時(距本井田15km),抽水試驗單位涌水量4.67~18.9L/s.m,PH值7.4~7.8,礦化度0.316~0.596g/L,水質(zhì)類型為HCO3?SO4—K?Na?Ca型水,井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高在1120.0~1132.8之間,徑流方向自井田西北到東南。
2012年7月,井田內(nèi)施工奧灰水源井1口,水量充沛,單位涌水量16.667L/s.m,水位標(biāo)高為1129.044m,水質(zhì)符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。區(qū)域內(nèi),2007年,侯家?guī)r村施工完成奧灰水源井,各水源井參數(shù)見下表2-3。
2017年9月施工的BCK01號奧灰長觀孔資料,揭露上馬家溝組厚度140.62m,含水層以青灰色破碎石灰?guī)r為主,厚度一般為0.65m左右。該組以泥質(zhì)灰?guī)r、局部夾白云質(zhì)灰?guī)r為主,視為相對隔水層,但其中所夾白云質(zhì)灰?guī)r也是含水層之一。據(jù)
巖芯鑒定資料,含水層的巖溶形態(tài)是以溶孔、溶蝕裂隙為主,局部溶蝕現(xiàn)象較為明顯,即構(gòu)造裂隙在地下水或地表的長期溶蝕作用下發(fā)育而成,從而構(gòu)成井田區(qū)奧灰(O2s)主要含水層。
據(jù)本次BCK01號奧灰長觀孔揭露上馬家溝組,鉆探井液消耗量略有增大,巖芯有破碎現(xiàn)象。鉆孔抽水試驗結(jié)果,單位涌水量0.258L/s·m,滲透系數(shù)30.28m/d,水位標(biāo)高1126.162m,富水性中等。
根據(jù)井田內(nèi)及周邊水文孔及水井資料推測本井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高在1120.0~1132.8之間,徑流方向自井田西北到東南。井田奧灰水位標(biāo)高取1129.044m,4號煤層除南部部分區(qū)域外、9號煤層底板標(biāo)高均低于1129.044m,4號煤層大部分區(qū)域、9號煤層全區(qū)存在帶壓開采,奧灰?guī)r溶地下水對煤層的開采有一定影響。
根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》(國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第28號),采用公式T=P/M及P=(H-h)×0.0098(MPa)估算突水系數(shù)。式中T-突水系數(shù)(MPa/m),P-底板隔水層承受的水頭壓力(MPa),M-底板隔水層厚度(m),H-奧水位標(biāo)高(m),h-隔水層底板標(biāo)高(m)。本礦奧灰水突水系數(shù)估算結(jié)果。P水頭壓力(4號煤層最低底板標(biāo)高890m,9號煤層最低底板標(biāo)高820m,對應(yīng)奧灰?guī)r頂面標(biāo)高約755m,對應(yīng)4號煤的水頭壓力值239.044m水柱=2.34MPa,9號煤的水頭壓力309.044m水柱=3.03MPa。
M等效泥巖隔水層厚度(4號煤層約140m,9號煤層70.6m)。
經(jīng)計算:
4號煤層T突水系數(shù)最大為0.0167MPa/m;小于受構(gòu)造破壞下臨界突水系數(shù)0.06MPa/m,根據(jù)相關(guān)規(guī)程:井田范圍內(nèi)4號煤層突水危險不大,但在有較大斷層或有陷落柱發(fā)育的情況下有可能對礦井生產(chǎn)產(chǎn)生危害,在生產(chǎn)過程中加強(qiáng)探查工作。
9號煤層T突水系數(shù)最大為0.0429MPa/m。小于受構(gòu)造破壞下臨界突水系數(shù)0.06MPa/m,根據(jù)相關(guān)規(guī)程:井田范圍內(nèi)9號煤層帶壓開采區(qū)有突水危險,如有較大斷層或有陷落柱發(fā)育的情況下有可能對礦井生產(chǎn)產(chǎn)生危害,在生產(chǎn)過程中加強(qiáng)探查工作。
(4)采(老)空水
老空水包括古井、小窯、礦井采空區(qū)及廢棄老塘的積水等。老空區(qū)積水突出具有來勢迅猛,破壞性強(qiáng),危害性大的特點,不及時加強(qiáng)探查,最容易造成透水事故。
據(jù)調(diào)查,該礦以前采用倉房式采煤方法,煤柱留設(shè)較多,對煤炭資源浪費較大,
回采率僅為25%左右,2004年以來隨著采煤方法改革,回采工藝不斷提高,回采率有了明顯提高。
經(jīng)本次工作調(diào)查:4號煤層采空積水區(qū)共一處,積水面積約30469m2,積水量約8000m3。9號煤層采空積水區(qū)共四處,合計積水面積約19187m2,積水量約12829m3(詳見積水量統(tǒng)計表2-4)。
4號煤層采空積水區(qū)位于9號煤層采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶內(nèi),對9號煤層開采有影響。
本礦布置9號煤層9204工作面時,對臨近采空區(qū)進(jìn)行了探放水工作,礦坑水經(jīng)過抽排,井田內(nèi)9號煤層僅在低洼處有少量積水。
由于影響井下積水的因數(shù)較多,隨著時間的推移,積水情況會有所變化,因此在生產(chǎn)過程中應(yīng)加強(qiáng)采空區(qū)積水監(jiān)控和探測工作,以防采空區(qū)積水影響礦井安全和生產(chǎn)。
采空區(qū)積水量統(tǒng)計表表2-4
山西呂梁嵐縣龍達(dá)煤業(yè)有限公司的積水調(diào)查中,原侯家?guī)r通達(dá)煤業(yè)有限公司4號煤層采空區(qū)無積水,礦井以往采煤方法落后,回采率低。形成的導(dǎo)水裂縫帶規(guī)模很小。位于本井田西部的原畢家坡煤礦兼并重組前開采9號煤層,在靠近原通達(dá)煤業(yè)有限公司井田部分采空存有積水,面積約14272m2,積水量約12200m3。
山西大同煤礦集團(tuán)同安煤業(yè)有限公司9號煤層采空區(qū)有3處積水,積水面積分別約面積約19547m2、17672m2、47038m2,積水量分別約9552m3、8636m3、22987m3。但距本井田南邊界800m,目前對本井田開采無影響。在今后的生產(chǎn)過程中,應(yīng)經(jīng)常了解周邊礦井的采掘、充水情況,注意隱伏的地質(zhì)構(gòu)造。
2、礦井充水通道
前述充水水源能否進(jìn)入礦井,主要取決于開采煤層及圍巖的埋藏條件,以及孔
隙、裂隙和巖溶的發(fā)育、連通程度等。主要充水通道有:
(1)導(dǎo)水裂縫帶
據(jù)2014年8月安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊提交了《XXXX有限公司(煤礦)礦井水文地質(zhì)類型劃分報告》,本礦礦井充水通道主要為井筒、斷層及開采后形成的采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶,其它因素居次。
4號煤層頂板為砂質(zhì)泥巖,根據(jù)頂板巖性,采用下列經(jīng)驗公式計算導(dǎo)水裂縫帶高度:
6.56
.3∑M6.1∑M
100H±+=
H=20﹢10
式中:H—導(dǎo)水裂縫帶高度m;
M—煤層厚度m。
4號煤層最大厚度為5.00m,導(dǎo)水裂縫帶最大高度為54.72m。
9號煤層頂板為石灰?guī)r,根據(jù)頂板巖性,采用下列經(jīng)驗公式計算其導(dǎo)水裂縫帶高度:
9.80
.2∑M2.1∑M100H±+=
H=30﹢10
式中:H—導(dǎo)水裂縫帶高度m;
M—煤層厚度m。
9號煤層最大厚度為12.22m,導(dǎo)水裂縫帶最大高度為114.7m。
由以上計算可知,在井田西部4、9號煤層采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶可溝通基巖風(fēng)化裂隙帶地下水。9號煤層采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶可溝通其上覆L1、L2、L3、灰?guī)r裂隙水,K4砂巖裂隙水和4號煤層采空區(qū)積水。
(2)導(dǎo)水構(gòu)造、封閉不良鉆孔
包括導(dǎo)水陷落柱、導(dǎo)水?dāng)鄬?、?dǎo)水鉆孔(封閉不良鉆孔)及巖溶塌陷通道;根據(jù)本礦井充水情況,對本區(qū)充水有影響的主要通道有導(dǎo)水?dāng)鄬雍头忾]不良鉆孔。
1)導(dǎo)水?dāng)鄬?/p>
本井田基本構(gòu)造形態(tài)為傾向向東的單斜構(gòu)造,在井田中部發(fā)育有4條落差大于8m的正斷層及多條小斷層,斷層可能溝通上部風(fēng)化帶、第四系含水層、地表水,成為礦井充水水源。應(yīng)加強(qiáng)對斷層以及隱伏斷層的探測與研究,以防構(gòu)造導(dǎo)通富水
MM
較強(qiáng)的含水層,發(fā)生淹礦事故。
2)封閉不良鉆孔
當(dāng)井田內(nèi)勘探鉆孔封孔不合格時,可通過鉆孔溝通煤層頂?shù)装搴畬?,若采掘工程通過封孔不合格的勘探鉆孔時,可出現(xiàn)含水層水的入滲和灌入,影響煤層正常開采,甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的水災(zāi)事故,井田內(nèi)及周邊現(xiàn)有19個鉆孔,施工年代已久,盡管以往進(jìn)行過封孔,但本次工作未收集到封孔資料,故上世紀(jì)鉆孔均按封閉不良鉆孔對待,礦井生產(chǎn)時仍應(yīng)有所防范,必要時留設(shè)保安煤柱,以防透水事故發(fā)生。
3、礦井涌(突)水情況
(1)礦井涌(突)水點調(diào)查
在建井過程中,共設(shè)立了8個井下觀測點,其突水量見表2-5。
礦井突水情況一覽表表2-5
1)涌(突)水水源
從突水情況看,突水水源為煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水和儲存于井下小斷層形成的小的儲水空間內(nèi)的斷層水,其特點是剛開始出水時,水量相對較小,再漸增大,一段時間后水量逐漸疏干,砂巖裂隙水在不與其它含水豐富的含水層(組)發(fā)生水力聯(lián)系時,一般水量不大,易于疏干,在正常情況下對礦井生產(chǎn)不會構(gòu)成大的水患威脅,但隱伏斷層或新的導(dǎo)水通道的出現(xiàn)可能會導(dǎo)致水量增大。
2)涌(突)水的通道
在巷道掘進(jìn)過程中,發(fā)現(xiàn)多條0~5m的小斷層,受斷層影響,圍巖裂隙發(fā)育,使原生的砂巖裂隙連通,形成導(dǎo)水通道,但其影響范圍較小,不會與其它水量豐富的含水層(組)發(fā)生聯(lián)系,從而不會形成大的水患威脅。
3)涌(突)水的形式
由于其儲水空間相對較小,水量不大,出水時一般開始時水量相對較小,再漸增大,達(dá)到一定量時穩(wěn)定,后水量減小,直至疏干。
2、礦井突(出)水點處理情況及效果
1)對井筒出水采取了井璧間和壁后注漿。
2)施工了地面長期觀測孔,建立建全了礦井長期觀測系統(tǒng)。
3)對斷層按《煤礦防治水規(guī)定》和《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)和壓煤開采規(guī)程》留設(shè)了防隔水煤(巖)柱,當(dāng)巷道穿過落差較大的斷層時提前打鉆孔探水。
4、礦井涌水量觀測
根據(jù)礦井涌水量預(yù)測結(jié)果,隨著煤層開采范圍的增大,涌水量有很大的變化,對于目前開采4號煤層,根據(jù)近3年礦井涌水量臺賬(見表2-6),平均涌水量為36.2m3/h,最大涌水量為41.2m3/h。
表2-6礦井涌水量統(tǒng)計表單位:m3/h
3礦井水患分析
根據(jù)本礦水文地質(zhì)條件,結(jié)合開采過程中礦井涌(突)水
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