帶壓開采防治水安

全技術(shù)措施

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帶壓開采防治水安全技術(shù)措施

隨著我礦井巷道和水平的不斷延伸和拓展，煤層所承受的水頭壓力愈

來(lái)愈大，加之我礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，潛在的水害威脅將表現(xiàn)

的更為突出,嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)和職工的生命安全。因此，根據(jù)

煤礦安全規(guī)程第269、270條之規(guī)定，特制定礦井帶壓開采安全技術(shù)措

施。

第一節(jié)礦井水文地質(zhì)條件

井田內(nèi)溝壑縱橫，切割強(qiáng)烈，具典型的黃土地貌特征。在梁寬地帶被

第四系上更新統(tǒng)黃土所覆蓋，溝谷中廣泛出露上第三系上新統(tǒng)紅土。基

巖未見出露。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)在井田中部以東則莊子村西北部的山頂上，標(biāo)

高1302.0m,最低點(diǎn)在井田南部紅年洼村西的南川河河床中，標(biāo)高

1010.7m,最大相對(duì)高差為291.3m,屬中山區(qū)。

一、地表水

井田地表水屬黃河流域三〃I河水系。井田內(nèi)無(wú)常年性水流，僅在雨

季溝谷中有短暫洪水向西流入南川河。在雨季應(yīng)做好防洪、防汛工

作。

二、地下水

1.第四系全新統(tǒng)砂礫石含水層

井田西部外圍為南川河河床東側(cè)一級(jí)階地，屬第四系全新統(tǒng)淤積物,

其砂礫層中含有一定潛水，為當(dāng)?shù)卮迕裰匾r(nóng)業(yè)用水資源之一。

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2.第三系上新統(tǒng)礫石含水層

井田內(nèi)第三系廣泛分布于溝谷兩側(cè)或溝低。下部為一層膠結(jié)或半

膠結(jié)的礫石層，供人畜用水，水量一般很小，當(dāng)有較好的補(bǔ)給源時(shí),為較好

的孔隙含水層。

3.二疊系上、下石盒子組砂巖含水層

本組含水層一般由數(shù)層中粒粗砂巖組成,總厚約20m,其間多隔以

泥巖、粘土巖等。據(jù)金春-喬家溝井田精查時(shí)的132號(hào)孔(位于本井田

北部1700m處朱家店煤礦)抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量(q)=0.0072L/s-

m,滲透系數(shù)(K)=0.0018m/d,鉆孔揭露最大涌水量為O.33L/S,水位最高大

于1078m，水量較小，屬弱富水性含水層，水質(zhì)類型為SO4?HCO3-

Ca?Mg?Nao

4.二疊系下統(tǒng)山西組砂巖含水層

本組主要含水層為03號(hào)煤層與4號(hào)煤之間的中粒砂巖，該含水層

穩(wěn)定連續(xù)。測(cè)井曲線上反映明顯，厚度5-9m,泥質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)。據(jù)金春

-喬家溝井田精查區(qū)的132號(hào)孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量(q)=

0.00107L/S?m,滲透系數(shù)(K)=0.00413m/d,水位標(biāo)高982.52m。110號(hào)孔

抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量(q)=0.0065L/S?m,滲透系數(shù)(K)為

0.00153m/d,水位標(biāo)高1052.92mo屬弱富水性含水層，水質(zhì)類型為

SO4?HCO3-Ca?Mg?Na0

5.石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r、砂巖含水層

本組中有Li、匕、L5三層灰?guī)r組成，中間多隔以細(xì)砂巖和砂質(zhì)泥巖

等,間距在10m以內(nèi),Ls灰?guī)r厚度小，巖芯較完整，含水相對(duì)較弱;L2灰?guī)r

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為本組最厚的灰?guī)r,巖芯中見有溶蝕裂隙，其間多充填炭屑，裂隙面凸凹

不平，該層為三層灰?guī)r中相對(duì)富水的一層。L灰?guī)r為最下部的灰?guī)r層，節(jié)

理裂隙較發(fā)育，并具有溶蝕現(xiàn)象,富水性較弱。據(jù)金春-喬家溝精查勘探

區(qū)抽水試驗(yàn)結(jié)果:單位涌水量(q)為0.0026-L24L/s?m,滲透系數(shù)(K)為

0.00275-10.72m/d,水位標(biāo)高944.25-1043.84mo本含水層水質(zhì)

SO4?HCO3-Mg?Na型水。

本組10號(hào)煤層上部為一層穩(wěn)定的中粒砂巖，厚約5-15m,泥質(zhì)膠結(jié),

勘探抽水試驗(yàn)中，該層泥漿消耗量無(wú)明顯變化,從測(cè)井曲線定性分析，其

含水性比山西組砂巖含水層差,故其厚度雖大，也為弱富水性含水層。

6.奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層

奧陶系中統(tǒng)峰峰組巖性以石灰?guī)r、白云巖為主，夾泥灰?guī)r、泥巖、

石膏，為相對(duì)弱含水層。本區(qū)含水層主要為上馬家溝組，該組巖溶裂隙發(fā)

育,為強(qiáng)含水層。據(jù)金春一喬家溝精查勘探區(qū)資料,當(dāng)灰?guī)r埋藏深度大于

347m時(shí)，其裂隙及巖溶極不發(fā)育，鉆進(jìn)時(shí)水文鉆孔基本無(wú)變化。當(dāng)灰?guī)r

埋藏深度小于267m時(shí)，巖層裂隙及巖溶頗為發(fā)育，鉆進(jìn)時(shí)水位突降，沖洗

液消耗量顯著增大或完全漏失,說(shuō)明含水性顯著增強(qiáng)，深度越淺,此種現(xiàn)

象越明顯。

朱家店煤礦工業(yè)廣場(chǎng)在1997年10月建有深水井，取水層位為奧陶系

含水層。井口標(biāo)高為990.5m,水位埋深為185.0m,水位標(biāo)高為805.5m,單

井出水量50m3/h。據(jù)此，本井田奧灰水水位標(biāo)高為805.5m左右，山西省第

三地質(zhì)工程勘察院于4月3日-6月17日，在本井田東北沈家宛村西南施

工了一奧灰深井(坐標(biāo)：x=4142356.299,y=19516594.156,H=1080.12m),降

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深4.90m時(shí)，出水量為33.13m3/h(合795.05m3/d),其水質(zhì)類型為S04?HCO3

-Ca?Na?Mg型，終孔于奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組,地層揭露厚度

242.10m。經(jīng)抽水試驗(yàn)，測(cè)得靜止水位埋深276.80m,計(jì)算得本井田內(nèi)奧灰

水水位標(biāo)高為803.32m左右。

三、隔水層

井田內(nèi)煤系中只有03號(hào)煤與4號(hào)煤之間的砂巖、太原組灰?guī)r含水

性較好，其余均可視為相對(duì)隔水層，隔水性能較好的主要有：

1.第三系紅色亞粘土隔水層

該層溝谷中有出露，厚約10-70mo

2.石炭、二疊系灰?guī)r、砂巖含水層之間分布的泥質(zhì)巖隔水層

石炭、二疊系灰?guī)r、砂巖含水層之間分布有厚度不等的泥巖、砂

質(zhì)泥巖，一般不透水，目可起到良好的層間隔水作用。

3.石炭系本溪組至太原組10號(hào)煤層下泥質(zhì)巖隔水層

石炭系本溪組至太原組10號(hào)煤層以下為一套泥巖、砂質(zhì)泥巖、鐵

鋁巖、粘土巖地層，總厚69m左右，隔水性能較好,為隔斷煤系地層與奧

灰水力聯(lián)系的重要隔水層。

四、地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件

第三系下部的礫石層主要靠大氣降水補(bǔ)給，在地形控制有利的情況

下,在溝谷中形成小泉。

石炭、二疊系的砂巖、灰?guī)r含水層主要接受上覆松散層的入滲補(bǔ)

給，少數(shù)露頭部位直接接受大氣降水的補(bǔ)給，另外還有承壓含水層之間的

越流補(bǔ)給，地下水沿層間裂隙向西北運(yùn)動(dòng)。各含水層間水力聯(lián)系較弱，主

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要排泄途徑是生產(chǎn)礦井的礦坑排水。

奧陶系灰?guī)r巖溶水，區(qū)域上主要接受大氣降水的補(bǔ)給，向西北流向柳

林泉。

第二節(jié)礦井充水因素分析

一、地表水對(duì)開采煤礦的影響

井田內(nèi)沒有大的地表水體，僅有季節(jié)性河流。一般來(lái)說(shuō)河水經(jīng)過(guò)基

巖含水層滲透補(bǔ)給的水量是較弱的，可是，隨著煤礦的開采，頂部巖層將

遭到破壞,會(huì)使基巖裂隙加大、增多,特別是在北部及北東部煤層淺埋地

段甚至形成地面塌陷，溝通斷層以及其它構(gòu)造形跡。因此在開采過(guò)程中

一定要采取防范措施，以防洪水襲擊，造成危害。

二、構(gòu)造對(duì)礦床充水的影響

礦區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造形跡，總體為一向西傾斜的單斜構(gòu)造。但

由于奧灰水水位部分高于主采10號(hào)煤層底板，一旦有斷層存在,有可能

形成導(dǎo)水通道，使巖溶水涌入礦井，造成水害，因此一定要重視對(duì)隱伏斷

層以及其它構(gòu)造形跡的發(fā)現(xiàn)與研究。以防斷層導(dǎo)水造成淹礦事故。

三、構(gòu)造對(duì)水文地質(zhì)條件的影響

井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷層及陷落柱等構(gòu)造現(xiàn)象,在井下生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)

現(xiàn)三條小的斷層，這三條斷層均具導(dǎo)水作用，因此在開采中應(yīng)留足斷層保

安煤柱，并重視井下隱伏小斷層的發(fā)現(xiàn)和研究，嚴(yán)格堅(jiān)持”有掘必探，先

探后掘”的原則，防止斷層帶及斷層伴生構(gòu)造導(dǎo)水誘發(fā)突水事故的發(fā)

生。

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四、采空區(qū)積水對(duì)開采煤層的影響

本礦井有較長(zhǎng)的開采歷史，根據(jù)煤礦提供資料，井田內(nèi)有較大面積的

采空區(qū)，南部有兩塊古空區(qū)，礦井充水因素主要是頂板砂巖、灰?guī)r裂隙含

水層經(jīng)過(guò)冒落裂隙帶向礦井充水為主。本井田存在9塊采空（古空）積水

區(qū)，采空（古空）區(qū)都有一定積水、積氣存在。全礦井采（古）空積水量

49800m3,其中6號(hào)煤層采空積水量為8000m7（）號(hào)煤層采（古）空積水量為

41800m3（見下表）。

采（古）空區(qū)積水、積氣情況調(diào)查結(jié)果表

煤礦煤層積水區(qū)編積水區(qū)積水量積氣

備注備注

名稱號(hào)號(hào)面積同）（m3）情況

積水區(qū)1158000250000有原窸隆煤礦采空區(qū)

積水區(qū)230005000有原那家?guī)X煤礦采空

積水區(qū)34100065000有原馮家?guī)X煤礦采空采（古）空

區(qū)積水位

10積水區(qū)4126000有原郝家?guī)X煤礦采空

置及范圍

窸積水區(qū)5650010000有原郝家?guī)X煤礦采空由我院向

隆

積水區(qū)64500070000有原郝家?guī)X南古空區(qū)獷方進(jìn)行

煤調(diào)查，礦

業(yè)積水區(qū)74500070000有原崔家?guī)X南古空區(qū)

方向我院

小計(jì)311100490000提供資料

積水區(qū)86500有原鑫隆煤礦采空區(qū)

6

積水區(qū)9195006000有原窸隆屎礦采空區(qū)

小計(jì)260008000

合計(jì)337100498000

依據(jù)〈煤炭安全手冊(cè)》第五篇礦井防治水中的采空積水公式估算其

積水量：

Cosa

式中:W一老空積水的靜儲(chǔ)量（n?）;

F一小窯老空積水區(qū)平面積（m?）;

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M一煤層采厚(m);

a一煤層傾角(。)；

K一老空區(qū)充水系數(shù)，取0.25o

根據(jù)以上公式，各積水區(qū)積水量為(采空區(qū)的充水系數(shù)采用0.25):

10號(hào)煤層：

Q積水區(qū)i=(0.25x6.23x158000)/cosl0°=25萬(wàn)m3

Q積水區(qū)2=(0.25x6.23x3000)/cos10。=0.5m3

Q積水區(qū)3=(025x6.23x41000)/cosl0°=6.5萬(wàn)m3

Q積水區(qū)4=(0.25x6.23x12600)/cos10°=2萬(wàn)m，

Q積水區(qū)5=(0.25x6.23x6500)/cos10°=1萬(wàn)n?

Q積水區(qū)6=(025x6.23x45000)/cosl00=7萬(wàn)

Q積水區(qū)7=(0.25x6.23x45000)/cos10°=7萬(wàn)m，

6號(hào)煤層：

Q積水區(qū)s=(0.25x1.21x6500)/cosl0°=0.2Jjm3

Q積水區(qū)9=(025x1.21x19500)/cosl0°=0.6萬(wàn)m3

井田西部采空區(qū)易于積水,下一步開拓、回采到采空區(qū)附近時(shí)要注

意其積水，一定執(zhí)行經(jīng)審批的探放水措施。

井田北部為山西離柳宏巖煤業(yè)有限公司煤礦(原朱家店煤礦二坑)開

采4號(hào)煤層，采空區(qū)距本井田工作面較遠(yuǎn),積水、積氣對(duì)本礦無(wú)影響，但

在開采兩礦邊界附近煤層時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)探放水工作，留足保安煤柱;東北部

為山西中陽(yáng)聯(lián)盛照陽(yáng)煤業(yè)有限公司(由原照陽(yáng)煤礦和原青蒿煤礦整合),

原照陽(yáng)煤礦開采10號(hào)煤,采空區(qū)位于照陽(yáng)煤礦的東部，約有積水8500m

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3,原青蒿煤礦現(xiàn)采10號(hào)煤,采空區(qū)位于青蒿煤礦的中部，約有積水

6000m3,也均有一定的積氣現(xiàn)象,該礦井采空區(qū)距本井田工作面較遠(yuǎn)，礦

井無(wú)越層開采現(xiàn)象,在開采兩礦邊界附近煤層時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)探放水工作，留

足保安煤柱。因此周邊礦井積水、積氣對(duì)本礦開采不會(huì)造成危脅。據(jù)

煤礦提供資料，本礦煤層露頭附近曾有小窯破壞，不會(huì)對(duì)開采造成影響。

五、覆巖破壞高度及地下水對(duì)煤層開采的影響

覆巖破壞高度包括垮落帶高度和導(dǎo)水裂隙帶高度。

該礦現(xiàn)采10號(hào)煤層，根據(jù)煤礦提供資料，開采10號(hào)煤層時(shí)形成的垮

范帶和導(dǎo)水裂隙帶暫沒有發(fā)現(xiàn)溝通6號(hào)煤層的采空區(qū)。

4號(hào)煤層頂板為中細(xì)砂巖，局部為泥巖或砂質(zhì)泥巖，屬中硬巖層，煤層

厚度為0.70m—1.28m,采用全部垮落法管理頂板,根據(jù)“三下“采煤工

藝技術(shù)，垮落帶及導(dǎo)水裂隙帶高度經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算覆巖破壞高度如下：

垮落帶高度:凡=黑22.2(取+2.2)

4.72M十19

導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨?凡=20?i+10

式中:Z”一累計(jì)采厚(m)

求得4號(hào)煤層開采的垮落帶高度為5.34—7.32m,導(dǎo)水裂隙帶高度

為24.00.35.6m,物帶影響的累計(jì)高度為29.34—42.92m,4號(hào)煤層在井田

西北部可采區(qū)內(nèi)埋深大于50m,開采4號(hào)煤層形成的垮落帶和導(dǎo)水裂隙

帶不會(huì)溝通地表水。

5上號(hào)煤層頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，屬軟弱巖層，煤層厚度為0.70m-

1.44m,采用全部垮落法管理頂板,根據(jù)“三下“采煤工藝技術(shù)，垮落帶及

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導(dǎo)水裂隙帶高度經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算覆巖破壞高度如下:

垮落帶高度:%=不*、±1.5（取+1.5）

O.Zyivl+52.

導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨?3=10必7+5

式中：1＞一累計(jì)采厚(m)

求得5上號(hào)煤層開采的垮落帶高度為4.92—6.52m,導(dǎo)水裂隙帶高度

為13.37-17.00m,兩帶影響的累計(jì)高度為18.29-23.52m,5上號(hào)煤層上距

4號(hào)煤層8?10m,如開采5上號(hào)煤層，形成的導(dǎo)水裂隙帶會(huì)溝通4號(hào)煤層的

采空區(qū)。

據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)6號(hào)煤層直接頂板泥巖測(cè)試

結(jié)果頂板抗壓強(qiáng)度為8.0MPa,屬極軟弱巖層，煤層厚度為0.98-1.40m,

采用全部垮落法管理頂板,根據(jù)“三下“采煤工藝技術(shù)，垮落帶及導(dǎo)水裂

隙帶高度經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算覆巖破壞高度如下：

垮落帶高度:2黑算±1.2(取+1.2)

7.0、M+63

導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨?乩=10底瓦+5

式中:ZM—累計(jì)采厚(m)

求得6號(hào)煤層開采的垮落帶高度為2.60—3.12m,導(dǎo)水裂隙帶高度

為19.8-24.00m,兩帶影響的累計(jì)高度為22.40—27.12m,6號(hào)煤層上距5

二號(hào)煤層15-20m,如開采6號(hào)煤層，形成的導(dǎo)水裂隙帶會(huì)溝通5上號(hào)煤層

的采空區(qū)。

據(jù)山西省煤炭工皿局綜合測(cè)試中心對(duì)10號(hào)煤層頂板細(xì)砂巖測(cè)試結(jié)

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果頂板抗壓強(qiáng)度為39.8MPa,,屬中硬巖層;煤層厚度為3.54-7.27m,采用

全部垮落法管理頂板，根據(jù)“三下“采煤工藝技術(shù)，垮落帶及導(dǎo)水裂隙帶

高度經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算覆巖破壞高度如下：

垮落帶高度:Hk=2.2(取+2.2)

I?//AVJL?JL)

導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨?Hk=20這^+10

式中:X”一累計(jì)采厚(m)

求得10號(hào)煤層開采的垮落帶高度為12.13—15.87m,導(dǎo)水裂隙帶高

度為80.80m?155.40m,兩帶影響的累計(jì)高度為92.93—171.27m,10號(hào)煤

層上距6號(hào)煤層40.00-54.00m,開采10號(hào)煤層形成的導(dǎo)水裂隙帶會(huì)溝通

6號(hào)煤層的采空區(qū)。

六、煤層突水系數(shù)

4號(hào)煤層最低底板標(biāo)高620m,距奧灰頂界面距離平均為150m;5上號(hào)煤

層最低底板標(biāo)高670m,距奧灰頂界面距離平均為140m;6號(hào)煤層最低底板

標(biāo)高580m,距奧灰頂界面距離平均為120m;10號(hào)煤層最低底板標(biāo)高540m,

距奧灰頂界面距離平均為69m。各可采煤層底板標(biāo)高部分位于奧灰水

水位之下,現(xiàn)將各可采煤層的突水危險(xiǎn)性計(jì)算如下：

計(jì)算公式:T=P/M

式中:T—突水系數(shù)(MPa/m)

P—底板隔水層承受的水壓(MPa)

M—隔水層厚度(m)

則：4號(hào)煤層:

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T=(803.32-620+150)x0.0098/150=0.022MPa/m

5?號(hào)煤層：

T=(803.32-670+140)x0.0098/140=0.019MPa/m

6號(hào)煤層：

T=(803.32-580+120)x0.0098/120=0.028MPa/m

10號(hào)煤層：

T=(803.32-540+69)x0.0098/69=0.047MPa/m

因井田內(nèi)構(gòu)造條件簡(jiǎn)單，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)臨界突水系數(shù)不大于0.06Mpa/m

時(shí)，由計(jì)算結(jié)果可知45上、6、10號(hào)煤層突水系數(shù)均小于0.06MPa/m,

屬巖層非完整塊段突水性安全區(qū)。但在有斷層等構(gòu)造勾通奧灰水的情

況下會(huì)發(fā)生突水事故，因此煤礦開采時(shí)應(yīng)嚴(yán)格堅(jiān)持”有掘必探,先探后

掘”的原則，注意對(duì)隱伏構(gòu)造的研究和發(fā)現(xiàn)，要留足保安煤柱，防止突水

事故的發(fā)生。

七、礦井水文地質(zhì)類型

井田4、5二號(hào)煤層直接充水含水層為太原組灰?guī)r含水層，間接充水

含水層為下石盒子組含水層，均屬弱含水層。其山西組含水層單位涌水

量?jī)H為0.00651/s?mo礦井涌水量小于5m3/h,采掘面干燥。但煤層底

板標(biāo)高大部低于奧灰水位標(biāo)高，若遇隱伏斷層等導(dǎo)水構(gòu)造，則存在奧灰水

沿構(gòu)造導(dǎo)水裂隙突入巷道的可能。根據(jù)上述情況并參照＜礦井地質(zhì)規(guī)

程,中礦井水文地質(zhì)類型分類標(biāo)準(zhǔn)綜合分析，該礦4、5上號(hào)煤層井水文

地質(zhì)類型應(yīng)屬中等型。

6號(hào)煤層主要充水含水層為太原組灰?guī)r含水層,單位涌水量為

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0.0149L/S*mo該含水層富水性不強(qiáng)。礦井涌水量小于15m3/h,但煤層

底板標(biāo)高大部低于奧灰水位標(biāo)高，若遇隱伏斷層等導(dǎo)水構(gòu)造，則存在奧灰

水沿構(gòu)造導(dǎo)水裂隙突入巷道的可能。參照（礦井地質(zhì)規(guī)程〉中礦井水文

地質(zhì)類型分類標(biāo)準(zhǔn)綜合分析，該礦6號(hào)煤層井水文地質(zhì)類型應(yīng)屬中等

型。

10號(hào)煤層厚而穩(wěn)定，井下涌水量120-150m3/d,主要充水含水層為

太原組灰?guī)r含水層,單位涌水量為0.0149L/S-mo該含水層富水性不

強(qiáng)。另外，考慮到井田中西部10號(hào)煤層底板標(biāo)高大部低于奧灰水位標(biāo)

高（見1。號(hào)煤層帶壓開采范圍示意圖），若遇隱伏斷層等導(dǎo)水構(gòu)造，則存在

奧灰水沿構(gòu)造導(dǎo)水裂隙突入巷道的可能。參照〈礦井地質(zhì)規(guī)程〉中礦井

水文地質(zhì)類型分類標(biāo)準(zhǔn)綜合分析，該礦10號(hào)煤層礦井水文地質(zhì)類型應(yīng)

為中等。

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圖2/4號(hào)煤層帶壓開采區(qū)分布范圍圖

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圖2?26號(hào)煤層帶壓開采區(qū)分布范圍圖

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圖2-310號(hào)煤層帶壓開采區(qū)分布范圍圖

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八、礦井充水通道

礦井充水必備的兩個(gè)條件,一是充水水源，二是充水途徑。只有兩個(gè)

條件都具備了才有可能發(fā)生突水，因此煤礦的充水途徑也是我們研究煤

礦突水的一個(gè)重要因素。礦井充水通道包括導(dǎo)水?dāng)鄬?、巖層裂隙、采

空導(dǎo)水裂隙帶、封閉不良的鉆孔等。

1、斷裂及破碎帶

構(gòu)造裂隙(斷裂)，它包括各種節(jié)理、斷層、斷裂破碎帶和陷落柱等,

是礦井充水和礦井透水的主要通道。構(gòu)造裂隙對(duì)礦井充水的影響，一方

面表現(xiàn)在其本身的富水性;另一方面又往往是各種水源進(jìn)入采掘工作面

的天然通道。因此,當(dāng)采掘工作面和它們相遇或接近時(shí)，與它有關(guān)的水源

則會(huì)經(jīng)過(guò)它們涌入井下。

井田地表大部為松散巖類覆蓋，據(jù)鉆孔資料，井田內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，總體

上位傾向北西的單斜構(gòu)造,局部有次一級(jí)寬緩波狀起伏，地層傾角8-

14。，平均10。左右。現(xiàn)有勘探程度下淌未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造形跡。

建井及開采階段巷道揭露斷層3條，斷距5-17m,

井田西部煤層底板標(biāo)高低于奧陶系巖溶水位標(biāo)高(803.32m),如果有

斷裂存在可能形成導(dǎo)水通道，使下伏巖溶水涌入礦井，造成礦井水害。因

此,一定要重視對(duì)隱伏斷裂及其它構(gòu)造形跡的探查和研究,防止斷層突水

造成的水害。

2、底板突破

煤層間接底板存在巖溶承壓水,其水壓隨著巷道或回采區(qū)隔水巖柱

底板埋藏深度而增大、當(dāng)水壓值超過(guò)隔水巖柱的強(qiáng)度時(shí)，將可能破壞間接

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底板，使巖溶水潰入礦坑，稱為底板突破或突水。它既是一種工程地質(zhì)現(xiàn)

象又是一種人為的充水作用。對(duì)其間接底板充水作用必須作出評(píng)價(jià)，這

種評(píng)價(jià)的實(shí)質(zhì)，就是評(píng)價(jià)隔水底板的穩(wěn)定性。

井田內(nèi)4、6、10號(hào)煤層突水系數(shù)均小于斷裂構(gòu)造發(fā)育地段臨界突

水系數(shù)值0.06MPa/m,屬巖層非完整塊段突水性安全區(qū)。但在有斷層等

構(gòu)造勾通奧灰水的情況下會(huì)發(fā)生突水事故，斷層誘發(fā)底板突水，可分為以

下幾種情況：

①當(dāng)張性、張扭性導(dǎo)水?dāng)鄬踊蛄严吨苯忧懈蠲簩蛹捌涞装宄袎核?/p>

含水層時(shí),引發(fā)底板承壓水突水，見圖2-4。

(a)(b)

圖2-4導(dǎo)水?dāng)鄬雍土严兑l(fā)的底板突水

②斷層雖然切割底板隔水巖層，但天然狀態(tài)下不導(dǎo)水，當(dāng)斷層帶存

在水壓影響的擴(kuò)展效應(yīng)時(shí)，由于水壓擴(kuò)展效應(yīng)，使斷層或裂隙改變其性質(zhì),

產(chǎn)生引張,導(dǎo)致底板突水，見圖2-5O

圖2-5導(dǎo)水?dāng)鄬右l(fā)的底板突水

③斷裂帶中的充填物,若是由膠結(jié)不緊密的泥質(zhì)、炭質(zhì)組成和鈣質(zhì)

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膠結(jié)時(shí)，天然狀態(tài)下不導(dǎo)水，但由于受采后礦壓與水壓的共同作用，斷層

或裂隙中的填充物和膠結(jié)物被掏蝕、溶蝕,引發(fā)底板突水，見圖2-6。

二

111111Il1111

圖2-6斷層、礦壓與水壓引發(fā)的底板突水

因此煤礦開采時(shí)應(yīng)嚴(yán)格堅(jiān)持”有掘必探、先探后掘、有采必探、

先探后采”的原則，注意對(duì)隱伏構(gòu)造的研究和發(fā)現(xiàn)，要留足保安煤柱，防

止突水事故的發(fā)生。

3、頂板采動(dòng)導(dǎo)水裂隙

頂板破壞也是一種人為的充水途徑，由于開采礦體在地下形成采空

區(qū)，采空區(qū)上方頂板巖層失去支撐和平衡后，會(huì)產(chǎn)生變形，以致破壞，這就

會(huì)給上部含水層提供充水途徑。

按照國(guó)家煤礦安監(jiān)局9月頒發(fā)的＜煤礦防治水規(guī)定釋義,要求，采用

國(guó)家煤炭工業(yè)局制定的〈建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓

煤開采規(guī)程》(煤行管字口第81號(hào))中的公式，分別進(jìn)行計(jì)算了各煤層導(dǎo)

水裂隙帶高度。

(1)4號(hào)煤層頂板為中細(xì)砂巖，局部為泥巖或砂質(zhì)泥巖，屬中硬巖層，煤

層厚度為0.70m—1.28m,采用全部垮落法管理頂板日艮據(jù)“三下“采煤

工藝技術(shù),垮落帶及導(dǎo)水裂隙帶高度經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算覆巖破壞高度如下:

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垮落帶高度:凡=;±2.2(取+2.2)

4.7\M+19

導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨?加=20d甌+1。

式中:ZM一累計(jì)采厚⑺)

求得4號(hào)煤層開采的垮落帶高度為5.34—7.32m,導(dǎo)水裂隙帶高度

為24.00-35.6m,兩帶影響的累計(jì)高度為29.34—42.92m,4號(hào)煤層在井田

西北部可采區(qū)內(nèi)埋深大于50m,開采4號(hào)煤層形成的垮落帶和導(dǎo)水裂隙

帶不會(huì)溝通地表水。地表水一般不會(huì)經(jīng)過(guò)導(dǎo)水裂隙帶進(jìn)入井下，影響生

產(chǎn)。

(2)據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)6號(hào)煤層直接頂板泥巖測(cè)

試結(jié)果頂板抗壓強(qiáng)度為8.0MPa,屬極軟弱巖層，煤層厚度為0.98-1.40m,

采用全部垮落法管理頂板,根據(jù)“三下“采煤工藝技術(shù)，垮落帶及導(dǎo)水裂

隙帶高度經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算覆巖破壞高度如下：

垮落帶高度:2黑算±1.2(取+1.2)

7.0、M+63

導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨?乩=10西瓦+5

式中:ZM—累計(jì)采厚(m)

求得6號(hào)煤層開采的垮落帶高度為2.60—3.12m,導(dǎo)水裂隙帶高度

為19.8-24.00m,兩帶影響的累計(jì)高度為22.40—27.12m,6號(hào)煤層上距4

號(hào)煤層23-30m,如開采6號(hào)煤層，形成的導(dǎo)水裂隙帶會(huì)溝通4號(hào)煤層的

采空區(qū)。因此開采6號(hào)煤層時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)探放水防止4號(hào)煤層采空后積水

對(duì)開采6號(hào)煤層的影響。

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(3)據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)10號(hào)煤層頂板細(xì)砂巖測(cè)試

結(jié)果頂板抗壓強(qiáng)度為39.8MPa,屬中硬巖層;煤層厚度為3.54-7.27m,采用

全部垮落法管理頂板，根據(jù)“三下“采煤工藝技術(shù)，垮落帶及導(dǎo)水裂隙帶

高度經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算覆巖破壞高度如下：

垮落帶高度:加=二^^±2.2(取+2.2)

4.7\M+19

導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨?％=20直直+1。

式中:ZM一累計(jì)采厚⑺)

求得10號(hào)煤層開采的垮落帶高度為12.13—687m,導(dǎo)水裂隙帶高

度為80.80m-155.40m,兩帶影響的累計(jì)高度為92.93-171.27m,10號(hào)煤

層上距6號(hào)煤層40.00-54.00m,開采10號(hào)煤層形成的導(dǎo)水裂隙帶會(huì)溝通

6號(hào)煤層的采空區(qū)，導(dǎo)水裂隙帶可能造成采空區(qū)積水下滲。因此開采10

號(hào)煤層時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)探放水防止6號(hào)煤層采空后積水對(duì)開采10號(hào)煤層的影

響。

4、井巷工程連通

井巷施工過(guò)程中揭露并連通了所經(jīng)過(guò)的含水層組，由于巷道壁后封

閉止水不良,會(huì)使得淺部孔隙水或基巖風(fēng)化帶裂隙水滲入井下，形成礦井

充水，現(xiàn)狀條件下，井筒滲水是鑫隆煤礦充水的形式之一。

5、封閉不良的鉆孔導(dǎo)通

按規(guī)定，勘探時(shí)施工的各種鉆孔，在工作結(jié)束后都要按要求進(jìn)行封閉,

如果封孔質(zhì)量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，鉆孔就成了煤層與其頂?shù)装搴畬踊虻?/p>

表水之間的充水通道。在開采過(guò)程中，遇到或接近它們時(shí)，就會(huì)引起涌水

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或造成淹井事故。

我礦井田內(nèi)共有19個(gè)地質(zhì)鉆孔,各鉆孔施工年代已久，封孔情況不

清，在鄰近開采時(shí)應(yīng)加強(qiáng)探放水工作，各鉆孔坐標(biāo)位置、孔口標(biāo)高、終孔

深度等參數(shù)具體如下：

鉆孔及井巷見煤點(diǎn)情況一覽表

孔(井)口高程終孔深度

孔號(hào)緯距(X)經(jīng)距(Y)終孔層位備注

(H)(m)

214139200.9119514903.511048.07510.8610號(hào)屎下鉆孔

824139318.5819516073.161071.48405.4810號(hào)煤下鉆孔

834136184.1319516681.151083.10130.6810號(hào)煤下鉆孔

841047.84鉆孔

413623.3519515277.67275.16K2

1034138407.5619514899.631048.71508.9710號(hào)煤下鉆孔

1044138063.3119515980.041078.04437.43Ki鉆孔

1054137355.9019517111.441111.78139.0210號(hào)煤下鉆孔

1064137377.7619516363.581147.25375.15Ki鉆孔

1074137207.8219515781.191073.04452.83K,鉆孔

1084136843.8719516822.631084.21148.8110號(hào)煤下鉆孔

1094136720.9819515263.161042.47417.2410號(hào)煤下鉆孔

1104136453.8819515870.701058.38285.59Ki鉆孔

1164139141.5019516949.901091.0010號(hào)煤下鉆孔

1174140147.5519516666.401241.24461.6910號(hào)煤下鉆孔

1184140136.6919517229.701240.68408.5210號(hào)煤下鉆孔

1234139821.7819514710.831180.03641.0910號(hào)煤下鉆孔

1604139982.6019515697.901197.61575.2310號(hào)煤下鉆孔

1124135223.6619516194.601060.55271.97鉆孔

1134134839.9219516862.651071.5181.3910號(hào)煤下鉆孔

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第三節(jié)煤層底板突水系數(shù)計(jì)算及帶壓開采分區(qū)

一、煤層底板突水系數(shù)計(jì)算

井田內(nèi)各可采煤層均存在局部奧灰?guī)洪_采區(qū),開采煤層時(shí)是否會(huì)發(fā)

生煤層底板奧灰突水，可采用突水系數(shù)法進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

采用〈煤礦防治水規(guī)定〉中的突水系數(shù)公式：

T=P/M

式中:T----突水系數(shù),MPa/m;

P——隔水層承受的壓力,MPa;

M----煤層底板白效隔水層厚度(m)。

M={h-(h,+h3)}§

其中:h——煤層底板距奧灰頂面的距離(m);

hi——煤層底板采動(dòng)破壞帶深度(m);

h3----承壓含水層導(dǎo)升帶高度(m);

§——等值隔水系數(shù)，取平均值0.8.

根據(jù)計(jì)算的突水系數(shù)值，可對(duì)帶壓開采區(qū)進(jìn)行危安區(qū)的劃分:當(dāng)突水

系數(shù)T<0.06MPa/m對(duì)，為相對(duì)安全區(qū);當(dāng)突水系數(shù)0.06vTv0.1MPa/m

時(shí)，為過(guò)渡區(qū);當(dāng)突水系數(shù)T>0.1MPa/m時(shí)，為突水危險(xiǎn)區(qū)。

計(jì)算結(jié)果見下表：

完整巖層塊段區(qū)突水系數(shù)計(jì)算結(jié)果表

煤層編號(hào)45上610

煤層底板距奧灰頂面的距離h(m/p>

煤層底板采動(dòng)破壞帶深度hi(m)18181818

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承壓含水層導(dǎo)升帶高度h3(m)3333

煤層底板有效隔水層厚度M(m)103.295.279.238.4

底板隔水層承受的最大水頭壓力P(MPa)3.332.373.433.32

最大突水系數(shù)T(MPa)0.0260.0250.0430.086

斷層附近突水系數(shù)計(jì)算結(jié)果表

煤層編號(hào)45上610

煤層底板距奧灰頂面的距離h(m/p>

煤層底板采動(dòng)破壞帶深度hi(m)37373737

承壓含水層導(dǎo)升帶高度h3(m)6666

煤層底板有效隔水層厚度M(m)85.677.66420.8

底板隔水層承受的最大水頭壓力P(MPa)3.332.373.433.32

最大突水系數(shù)T(MPa)0.0390.0310.0540.16

帶壓開采區(qū)危安區(qū)劃分結(jié)果表

煤煤層底板隔水煤層底板隔水

層煤曷底板突水系數(shù)

層承受的最大層承受的最大分區(qū)

號(hào)標(biāo)高(m)T(MPa/m)

水頭(m)水壓(MPa)

煤層底板高于奧灰

803-1100///水位，為絕對(duì)安全開

4采區(qū)

TWO.06MPa,為相對(duì)

620-8033333.330.026

安全區(qū)

屎層底板高于奧灰

803-1100///水位，為絕對(duì)安全開

5采區(qū)

上

TWO.06MPa,為相對(duì)

670-8032732.730.025

安全區(qū)

煤層底板高于奧灰

803-1100///水位，力絕對(duì)安全并

6采區(qū)

TWO.06MPa,為相對(duì)

580-8033433.430.043

安全區(qū)

煤層底板高于奧灰

10803-1140///水位，為絕對(duì)安全開

采區(qū)

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TW0.06MPa,為相對(duì)

573-8032302.300.06安全區(qū)

T>0.06MPa,為過(guò)渡

3320.086

540-5733.32區(qū)

二、帶壓開采分區(qū)及奧灰突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

根據(jù)突水系數(shù)計(jì)算結(jié)果,對(duì)各可采煤層奧灰突水性分析評(píng)價(jià)如下：

(1)4號(hào)煤層底板奧灰突水性評(píng)價(jià)

803m.1100m標(biāo)高段，奧灰水位低于煤層底板標(biāo)高,在此標(biāo)高段開

采4號(hào)煤層，即使有貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造，也不存在煤層底板奧灰突水的威脅,

此地段為絕對(duì)安全開采區(qū)。

620m.803m標(biāo)高段，奧灰水位高于煤層底板標(biāo)高，突水系數(shù)

T=0.026-0.039<0.06MPa/m,在此標(biāo)高段開采4號(hào)煤層，一般情況下不存

在煤層底板奧灰突水威脅，但若此區(qū)段有隱伏貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造時(shí),則存在

煤層底板奧灰突水危險(xiǎn),此地段為相對(duì)安全開采區(qū)。

(2)5上號(hào)煤層底板奧灰突水性評(píng)價(jià)

803m-1100m標(biāo)高段，奧灰水位低于煤層底板標(biāo)高,在此標(biāo)高段開

采5上號(hào)煤層，即使存在貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造，也不存在煤層底板奧灰突水的

威脅,此地段為絕對(duì)安全開采區(qū)。

670m-803m標(biāo)高段，奧灰水位高于煤層底板標(biāo)高，突水系數(shù)

T=U.U25-U.O31Vo.06MPa/m,在此標(biāo)高段開采5上號(hào)煤層,一般情況下不

存在煤層底板奧灰突水威脅，但若此區(qū)段有隱伏貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造時(shí)則存

在煤層底板奧灰突水危險(xiǎn),此地段為相對(duì)安全開采區(qū)。

(3)6號(hào)煤層底板奧灰突水性評(píng)價(jià)

803m-1160m標(biāo)高段，奧灰水位低于煤層底板標(biāo)高,在此標(biāo)高段開

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采6號(hào)煤層，即使存在貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造，也不存在煤層底板奧灰突水的威

脅,此地段為絕對(duì)安全開采區(qū)。

580m-803m標(biāo)高段，奧灰水位高于煤層底板標(biāo)高，突水系數(shù)

T=0.043-0.054<0.06MPa/m,在此標(biāo)高段開采6號(hào)煤層，一般情況下不存

在煤層底板奧灰突水威脅，但若此區(qū)段有隱伏貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造時(shí),則存在

煤層底板奧灰突水危險(xiǎn),此地段為相對(duì)安全開采區(qū)。

(4)10號(hào)煤層底板奧灰突水性評(píng)價(jià)

803m-1140m標(biāo)高段，奧灰水位低于煤層底板標(biāo)高,在此標(biāo)高段開

采1。號(hào)煤層，即使有隱伏貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造,也不存在煤層底板奧灰突水

的威脅，此地段為絕對(duì)安全開采區(qū)。

573m.803m標(biāo)高段，奧灰水位高于煤層底板標(biāo)高，突水系數(shù)

T=0.06-0.16MPa/m,0.06<T<0.1MPa/m,在此標(biāo)高段開采10號(hào)煤層，完

整巖層段一般情況下不存在煤層底板奧灰突水威脅，但在斷層附近有奧

灰突水危險(xiǎn)性;當(dāng)此區(qū)段有隱伏貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造時(shí)，則存在煤層底板奧灰

突水危險(xiǎn)。在完整巖層區(qū)為相對(duì)安全開采區(qū)，在斷層附近則為危險(xiǎn)區(qū)。

540m-573m標(biāo)高段，奧灰水位高于煤層底板標(biāo)高，突水系數(shù)

T=0.086-0.16MPa/m,T>0.06-0.1MPa/mo在此標(biāo)高段開采10號(hào)煤層，在

完整巖層區(qū)為過(guò)渡區(qū)，在斷層附近則為危險(xiǎn)區(qū)。當(dāng)此地段存在隱伏貫穿

性導(dǎo)水構(gòu)造時(shí)，奧灰突水危險(xiǎn)性大。

斷層(陷落柱)等地質(zhì)構(gòu)造破壞隔水底板的完整性，降低隔水層厚度

和抗、隔水性能，成為底板突水的潛在通道，是最容易發(fā)生突水的區(qū)段，

也是礦井防治水的重點(diǎn)。在帶壓開采過(guò)渡區(qū)及危險(xiǎn)區(qū)開采煤層時(shí)，必須

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根據(jù)實(shí)際情況采取留設(shè)防水煤柱或其它安全措施才能進(jìn)行采掘作業(yè)。

礦井生產(chǎn)應(yīng)采用物探方法探測(cè)井田內(nèi)的隱伏斷層和陷落柱,落差較

大的斷層和陷落柱要留設(shè)防隔水煤柱或進(jìn)行注漿工程。

同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)直流電法或(井上或井下)鉆探對(duì)煤層的底

板承壓含水層灰?guī)r探測(cè)后，建議在帶壓開采區(qū)內(nèi)進(jìn)行采掘作業(yè)時(shí),采取物

探和鉆探措施，查明采掘工作面前方隱伏構(gòu)造及已知構(gòu)造的導(dǎo)水性。同

時(shí)對(duì)灰?guī)r含水層的水文地質(zhì)特征,特別富水部位進(jìn)行認(rèn)真探查，為帶壓開

采提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù),從而采取針對(duì)性的防治奧灰水突水措施。

三、首采工作面帶壓開采情況

(1)10401綜采工作面

1、工作面位置

10401綜采工作面位于我礦井田南部，所在煤層為10#煤，采區(qū)為四

采區(qū)，地面標(biāo)高1095.0m—1232.6m,煤層底板標(biāo)高687m—855mo地表

地形多為坡、溝和耕地，工作面對(duì)應(yīng)于地表黃土丘陵區(qū)，溝谷縱橫，工作

面范圍內(nèi)無(wú)任何建筑物、公路、河流分布。

2、工作面設(shè)計(jì)參數(shù)

10401綜采工作面可采長(zhǎng)度578m,傾斜長(zhǎng)155.8m,可采面積為

90052.4m?,煤層厚度6.23m,容重1.35m九工業(yè)儲(chǔ)量92.84萬(wàn)噸，采高

2.6m,放頂煤高度為3.63m,回采率93%,可采儲(chǔ)量為68.32萬(wàn)噸。

3、工作面四周采掘情況

10401綜采工作面井上下位置及四鄰情況:工作面上下部均無(wú)巷道

形成，東鄰南翼總回風(fēng)巷二;北鄰10#煤西回風(fēng)、軌道、皮帶下山,工作面

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順槽在此巷道開口;西部為尚未掘進(jìn)的10403運(yùn)輸順槽，其間留設(shè)保安煤

柱30m;南部為原喬家溝煤礦采空區(qū)，期間留設(shè)50米保安煤柱。

4、工作面地質(zhì)構(gòu)造情況

(1)褶曲情況及其對(duì)回采的影響

根據(jù)工作面順槽實(shí)際揭露煤層資料顯示，該工作面煤層為南■北走向,

東西傾向，傾角6.16。，工作面構(gòu)造簡(jiǎn)單，為單斜構(gòu)造，煤的普氏硬度為

F=2.5-3O

(2)其它因素對(duì)回采的影響(陷落柱、火成巖等)

在兩順槽掘進(jìn)的過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)有陷落柱、火成巖等,也無(wú)巖漿巖侵

入活動(dòng)，預(yù)計(jì)回采工作面也不會(huì)出現(xiàn)陷落柱、火成巖等。

(3)斷層情況及其對(duì)回采的影響

在工作面回風(fēng)順槽125m處，運(yùn)輸順槽280m處及回風(fēng)順槽143m處

遇到斷層，斷層走向?yàn)闁|西63。，斷層落差5-8米，屬于正斷層，對(duì)工作面

回采有一定的影響。

本工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬于簡(jiǎn)單型。

5、工作面煤層賦存情況及頂?shù)讕r性

本掘進(jìn)工作面布置在10號(hào)煤層，位于太原組中段底部，為本組主要

可采煤層。上距6號(hào)煤層44.84m,煤層厚3.54-7.27m,平均6.23m。結(jié)

構(gòu)簡(jiǎn)單-復(fù)雜，含夾肝0-5層，夾肝厚度為0.08-0.66m,多為0.05-

0.22m。賦存區(qū)內(nèi)為厚度、層位穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。

煤層頂板情況表

頂?shù)装迕Q巖石類別厚度/m巖性描述

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深灰色，含有動(dòng)物化石及其碎片，兩層石灰

L1石灰

老頂7.0巖中間一般夾有一層平均厚度為1.48m的黑色

巖

頂泥巖或鈣質(zhì)泥巖。

板

砂質(zhì)泥巖

直接頂2.0灰色，含有植物化石碎片。

或細(xì)砂巖

泥巖、砂

直接底1.0灰色，砂質(zhì)泥巖，多含植物化石碎片C

質(zhì)泥巖

底

深灰色L0石灰?guī)r，致密堅(jiān)硬，裂隙中充填方解石

板L0石灰

老底1.3脈，含有動(dòng)物化石，下部具有凹凸不平的溶蝕裂

巖

隙面，并充填有炭屑。

6、工作面帶壓開采情況及防治措施

10401綜采工作面位于我礦井田南部,煤層底板標(biāo)高687m—855m,屬

573m-803m標(biāo)高段，奧灰水位高于煤層底板標(biāo)高，突水系數(shù)T=0.06-

0.16MPa/m,0.06<T<0.1MPa/m,在此標(biāo)高段開采10號(hào)煤層，完整巖層段

一般情況下不存在煤層底板奧灰突水威脅，但在斷層附近有奧灰突水危

險(xiǎn)性;當(dāng)此區(qū)段有隱伏貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造時(shí)，則存在煤層底板奧灰突水危

險(xiǎn)。在完整巖層區(qū)為相對(duì)安全開采區(qū)，在斷層附近則為危險(xiǎn)區(qū)。

10401綜采工作面在回采之前,必須先利用瞬變電法物探儀對(duì)工作

面底板富水區(qū)域和隱伏構(gòu)造進(jìn)行探查,并圈定出可能發(fā)生的突水危險(xiǎn)區(qū),

然后再對(duì)異常區(qū)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，確保安全生產(chǎn)。

⑵4001綜采工作面

1、工作面位置

4001綜采工作面位于我礦井田北部，所在煤層為4#煤，采區(qū)為一采

區(qū)，地面標(biāo)高1209.0m—1235.1m,煤層底板標(biāo)高682.2m—785.9mo地面

位置多為梯田、荒溝、荒山，該區(qū)為第三四系黃土覆蓋，工作面對(duì)應(yīng)位置

為虎疙瘩，地表為黃土丘陵區(qū)，溝谷縱橫。工作面范圍內(nèi)無(wú)任何建筑物、

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公路、河流分布。

2、工作面設(shè)計(jì)參數(shù)

4001綜采工作面傾斜長(zhǎng)度1220m，可采長(zhǎng)度1150m,傾斜長(zhǎng)150m,可

采面積為1725000?,煤層厚度1.0m,容重145m3/t,可采儲(chǔ)量為25.01萬(wàn)

噸。

3、工作面四周采掘情況

4001綜采工作面井上下位置及四鄰情況:工作面上下部均無(wú)巷道形

成，東鄰4#煤北軌道和北回風(fēng)大巷,工作面順槽在此巷道開口;北鄰4002

膠帶進(jìn)風(fēng)順槽，其間留設(shè)保安煤柱30m;西、南部無(wú)采掘巷道布置，均為

實(shí)體煤巖層。

4、工作面地質(zhì)構(gòu)造情況

(1)、褶曲情況及其對(duì)回采的影響

根據(jù)工作面順槽實(shí)際揭露煤層資料顯示，該工作面煤層為南-力走向,

東西傾向傾角8.14。，平均10°左右，工作面構(gòu)造簡(jiǎn)單為單斜構(gòu)運(yùn)煤的

普氏硬度為F=2-3。

(2)、其它因素對(duì)回采的影響(陷落柱、火成巖等)

在兩順槽掘進(jìn)的過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)有陷落柱、火成巖等,也無(wú)巖漿巖侵

入活動(dòng)，預(yù)計(jì)回采工作面也不會(huì)出現(xiàn)陷落柱、火成巖等。

(3)、斷層情況及其對(duì)回采的影響

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及4001綜采工作面現(xiàn)場(chǎng)揭露情況，在4001軌道回風(fēng)

順槽工作面588m處遇一正斷層，落差為5m,將會(huì)對(duì)回采產(chǎn)生一定的影

響O

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本工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬于簡(jiǎn)單型。

5、工作面煤層賦存情況及頂?shù)讕r性

4001綜采工作面布置在4#煤層中,4號(hào)煤層位于山西組中下部，煤

層厚度0.90-1.12m,平均1.00m,資源量估算厚度0.7-1.28m,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

單,一般不含夾肝。該煤層層位較穩(wěn)定，但厚度變化較大。

4#煤層頂板:為細(xì)砂巖、泥巖、厚度約1.2-27.5m左右，巖性致密堅(jiān)

硬,局部為泥巖、砂質(zhì)泥巖;底板:巖性為泥巖、砂巖，厚度0.60650m,平

均3m左右，質(zhì)軟，局部為中細(xì)砂巖或粉砂巖。

煤層特征情況表

各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)備注

煤層厚度（最大-最小/平均）m0-1.28平均0.54

煤層傾角（最大-最小/平均）rn8°-14°平均10°

煤層厚度千2-3

煤層層理（發(fā)育程度）清晰

煤層節(jié)理（發(fā)育程度）較發(fā)育

煤層自然發(fā)火情況容易自然

6、工作面帶壓開采情況及防治措施

4001綜采工作面位于我礦井田北部,煤層底板標(biāo)高682.2m—785.9m,

屬620m-803m標(biāo)高段，奧灰水位高于煤層底板標(biāo)高，突水系數(shù)T=0.026-

0.039v0.06MPa/m,在此標(biāo)高段開采4號(hào)煤層，一般情況下不存在煤層底

板奧灰突水威脅，但若此區(qū)段有隱伏貫穿性導(dǎo)水構(gòu)造時(shí)，則存在煤層底板

奧灰突水危險(xiǎn)，此地段為相對(duì)安全開采區(qū)。

4001綜采工作面在回采之前，必須先利用瞬變電法物探儀對(duì)工作面

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底板富水區(qū)域和隱伏構(gòu)造進(jìn)行探查，并圈定出可能發(fā)生的突水危險(xiǎn)區(qū)，然

后再對(duì)異常區(qū)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，確保安全生產(chǎn)。

第四節(jié)礦井防治水保障體系

經(jīng)過(guò)近幾年的不斷補(bǔ)充和完善,我礦現(xiàn)三建立了一套行之有效的防

治水保障體系，包含防治水組織機(jī)構(gòu)、探放水隊(duì)伍、防治水設(shè)備材料、

防治水規(guī)章制度和防治水專業(yè)人員培訓(xùn)等。具體涉及的方面詳述如下：

一、成立帶壓開采防治水工作領(lǐng)導(dǎo)組：

1、組織機(jī)構(gòu)

為有效遏制水害事故發(fā)生，保障煤礦安全生產(chǎn)和職工生命安全,特成立

帶壓開采防治水領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu),以礦長(zhǎng)為組長(zhǎng)，總工程師、機(jī)電、生產(chǎn)、安全

副礦長(zhǎng)以及通風(fēng)、機(jī)電、地測(cè)副總為副組長(zhǎng)，成員包括各科室科長(zhǎng)及相

關(guān)人員，各司其職，下設(shè)防治水辦公室，同時(shí)設(shè)立保安隊(duì)為探放水隊(duì)伍，對(duì)

有關(guān)人員的主要職責(zé)進(jìn)行了詳細(xì)的分工。

組長(zhǎng):任永平（礦長(zhǎng)）

副組長(zhǎng):陳署生（總工程師）任志忠（安全礦長(zhǎng)）

呂喜生（機(jī)電礦長(zhǎng)）王建平（生產(chǎn)礦長(zhǎng)）

劉繼林（通風(fēng)礦長(zhǎng)）張喜平（地測(cè)副總）

張彥龍（機(jī)電,副總）許貴才（通風(fēng)副總）

成員:高仁旺（調(diào)度主任）胡建平（技術(shù)科長(zhǎng)）

靳江榮（地測(cè)科長(zhǎng)）劉巨才（機(jī)電科長(zhǎng)）

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王蟬清（安監(jiān)科長(zhǎng)）毛劍雄（通風(fēng)科長(zhǎng)）

高建平（設(shè)備科長(zhǎng)）馮衛(wèi)平（供應(yīng)科長(zhǎng)）

領(lǐng)導(dǎo)組下設(shè)辦公室，辦公室設(shè)在地測(cè)科，地測(cè)副總?cè)无k公室主任，辦公

室成員:地測(cè)科及其它相關(guān)科室人員。

2、責(zé)任劃分

A、領(lǐng)導(dǎo)組職責(zé)：

礦長(zhǎng):是帶壓開采防治水的組長(zhǎng),負(fù)責(zé)定期組織召開專題會(huì)議，分析

掌握采掘情況，確定帶壓開采防治水的重點(diǎn)區(qū)域和工作面。

總工程師:在組長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下，負(fù)責(zé)帶壓開采防治水技術(shù)管理,督促地

測(cè)部門做好圖紙資料管理、水文地質(zhì)收集分析預(yù)報(bào)、日常探放水技術(shù)

措施編制及防（隔）水煤柱的設(shè)計(jì)上報(bào)工作，認(rèn)真分析采掘情況，確定帶壓

開采防治水重點(diǎn)區(qū)域和工作面,制定帶壓開采防治水的措施，為組長(zhǎng)及時(shí)

提供帶壓開采技術(shù)資料。

生產(chǎn)礦長(zhǎng):在組長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下，組織實(shí)施帶壓開采防治水的方案，督促

現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)有關(guān)措施。

機(jī)電礦長(zhǎng):在組長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下，重點(diǎn)落實(shí)徘水、供電、通訊及其有關(guān)

的事項(xiàng)。

通風(fēng)礦長(zhǎng):在組長(zhǎng)領(lǐng)導(dǎo)下，位貴物資的儲(chǔ)備和調(diào)撥，做到隨調(diào)隨到。

安全礦長(zhǎng):在組長(zhǎng)領(lǐng)導(dǎo)下，負(fù)責(zé)防治水各項(xiàng)措施的監(jiān)督、把關(guān)。

B、各成員職責(zé)：

（1）技術(shù)科負(fù)