东井煤矿矿井充水因素分析地质毕业论文
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东井煤矿矿井充水因素分析地质毕业论文 东井煤矿矿井充水因素分析地质毕业论文 文题目： 东井煤矿矿井充水因素分析 学生姓 名系部 班级指 毕业论 导教师2011年11月5日目录第一章绪论.2第 二章矿井概况.4第三章地层.6第一节地层的划分6 第二节含煤地层.8第四章鹤济东井煤矿构造特征 .10第 五章 其它影响矿井开采的因素.10第一节 瓦斯、煤尘和煤 的自燃.10第二节 地温和地压.12第三节 岩浆活动.13第 六章 鹤济东井煤矿水文地质情况 .13第一节 主要含水 层.13第二节 主要隔水层.15第七章 矿井充水因素分析及 矿井防治水措措施 17第一节矿井充水对本矿井开采的影 响17第二节 矿井充水因素分析 18第三节 矿井防治水措 施22第八章结论.24第一章绪论我国是一个煤炭资源 丰富的国家，在我国煤炭资源储量中，有很大一部分受水害 威胁。 在已建成和正在开采的矿井中，多数矿井受周边小窑及老 空水威胁，水害十分严重。 煤矿水害给国家和人民生命财产造成的损失是巨大的。 所以水害的威胁就成了煤矿生产的重大灾害之一，我们必 须提高警惕，做好煤矿防治水工作。 煤矿开采多处于地下作业，在井巷开拓和回采过程中， 不可避免的要接近、揭露或波及破坏某些含水层。 在开拓和回采作业场所所处的地质构造部位，含水层的富 水性、可能的补给水量，以及工程对含水层的揭露、贯穿或 波及破坏程度。 因此，煤矿生产建设的整个过程，都存在着与地下水的斗 争，矿井的生存与发展，都与这一斗争息息相关。 水害是煤矿的五大灾害之一，防治水寒是煤矿安全生产工 作的重中之重。 矿井投产至今，从已采的东部、南部煤田揭露的水文地质 情况分析，矿井涌水量较大，矿井开采过程中出现过规模较 小的透水事故（与矿区东部相邻的马庄矿因 大透水事故而关闭）。 此次对矿井充水条件及其防治措施的研究加强了我对矿 井工作新的认识。 同时也提高了我对矿井水害方面的认识。 矿井开采受水害影响情况分析 本文首先简要介绍了东 2009年一次重 井矿的矿井地质构造，地层，水文地质情况及受水害情况， 在此基础上研究本地区矿井充水因素及防治水措施。 本地区处于太行山南麓，克井盆地中部，地貌为山前冲， 地表大部分为第四系冲、洪积物覆盖，地势北高南低，地形 相对开拓，地表水易排泄，但在雨季本地区降水较多，对井 下涌水量有很大影响，矿区常年积水为引沁济蟒渠，在矿区 北部自东向西流过，灌溉季节对矿井的涌水量有很大影响 影响二1煤层开采的二1煤层顶板碎屑岩裂隙含水层、 太原组上段岩溶裂隙含水层。 正常情况下，奥灰水对开采二 1煤层影响不大，但在漭河 附近的采掘活动对其影响较大，此外矿井内的采空区积水为 矿井重要的冲水水源。 关键词： 充水因素，防治水措施，涌水量。 第二章 矿井概 况一、生产建设情况 为整合技改矿井。 整合重组前的济源市克井镇东井煤业有限公司，成立于 鹤济东井煤业 2005年5月，由原济源市大社东井煤矿、大社二矿、盘古矿 三个矿井整合而成， 企业性质为有限公司，2006年7月批复 进行技改。 井田走向长1280米，倾斜长（平均）692米，由15个拐 点连线圈定，开采标高-130米一+190米，井田面积 0.8864km2。 主采二1煤层，煤层厚度3.83 — 7.86米，平均5.23米，煤 层倾角18°左右，可采储量126.07吨，设计能力15万吨/年, 可服务年限6.5年。 开拓方式为三立井单水平上下山开拓。 即主井为进风井和主提升井，直径 井和担负人员升降及材料运输，直径 4.5米，副立井为进风 3.6米，风井为矿井的 专用回风井，直径 2.2米，通风方式为中央边界式。 矿井属低瓦斯矿井，煤层不易自燃，煤尘无爆炸危险性。 矿井水文地质条件为简单型，区内无断层，矿井主要充水 因素为第四系、二叠系、石炭系及奥陶系地下水和大气降水， 威胁矿井安全的主要水源为南部采区及老窑积水和风化带 水，以及引沁济漭渠的渗水。 矿井正常涌水量 180m3/h，最大涌水量为 350m3/h。 二、矿井技改项目批复情况 （一）基建技改项目名称： 鹤济东井煤业有限公司（原： 克井镇东井煤业有限公司） （二）设计单位： （三）批复机关、批 义马广宇工程设计咨询有限责任公司 文、文号： 济资源整合[2005]2号文对克井镇东井煤业有限公司进行了 批复。 矿井技术改造初步设计由义马广宇工程设计咨询有限公 司设计，经济源市安监局评审，于 2006年7月4日济安监 [2006]84号文批复。 矿井技术改造初步设计安全专篇说明书，由义马广宇工 程设计有限公司编制，经豫西分局审查，于 日豫西煤安监[2006]38号文批复。 矿井施工组织设计由河南华康盈利工程技术咨询有限公 司设计，经济源安监局批准。 技术改造开工申请经济源安监局审查， 日济安监[2006]98号文批复。 于2006年7月20 2006年7月19 2007年11月根据矿井实际情况， 对原设计的运输巷、 首 米区位置、设备选型（风机、水泵、井下变压器、副井绞车） 进行了修改。 修改初步设计和安全专篇说明书均由原设计单位进行。 修改后的初步设计经济源市煤炭管理局评审，于 2007年 11月28日济煤管[2007]65号文批复。 修改后的安全专篇说明书经豫西分局审查，于 月4日豫西煤安监[2008]52号文批复。 出于政策原因，由于矿井名称的变更，于 2008年5 2011年5月委 托河南祥泰安全评价有限公司对设计进行优化修改，现设计 修改。 2011年8月份通过复工验收， 现在处于停工停产阶段， 只 进行通风排水工作。 矿井井筒坐标见表 主、畐9、风井井口坐标 名称 三度带 坐标 X 丫 Z 主（立）井 3896117 38374280 +270 副（立） 井 3896088 38374296 +270 风井 3896085 38374978 +236.50 （四）矿井排水系统 矿井新的水仓、泵房没有施工结束， 排水采用临时系统。 二台MD280 — 43X7排水泵，一台使用，一台备用，检修 泵为 D155 — 30X9。 二趟八寸排水管，一趟使用，一趟备用。 第三章地层第一节地层的划分本区地表均为第四 系覆盖，据区域钻孔及生产矿井揭露资料，该区主要地层由 老至新有奥陶系中统上马家沟组、石炭系本溪组、石炭系太 原组、二叠系下统山西组、下统石盒子组、上统石盒子组和 第四系，现分述如下： 一、奥陶系中统（01） （一）上马家沟组（O2S）下部为红黄色夹浅灰色角砾状灰 岩，上部为灰岩夹花班状灰岩，岩坚硬性脆，夹薄层泥质白 云岩和灰质白云岩，厚度约 250米，与上覆石炭系本溪组呈 平行不整合接触。 二、中上石岩统（C2+3） （一）本溪组（C2b）该组下自奥陶系顶部的平行不整合界 面、上至太原组顶部的 L1灰岩，厚度2.5—16.08米，平均 厚度15.0米左右。 底部为浅灰色铝质泥岩夹紫色铁质泥岩。 下部为深灰色砂岩和泥岩，夹煤线，含植物化石。 中部为中粗粒硅质胶结的石英砂岩。 上部为深灰色铝质泥岩，具鲕状结构，局部夹煤线。 与上覆太原组呈整合接触。 （二）太原组（C3t）该组下自L1灰岩下部的石英砂岩、 上至L8灰岩。 总厚 57.60— 68.0 米。 为一套海陆交互相沉积构造。 主要由灰岩、砂岩及煤层煤线组成。 一般含3—5层灰黑色石灰岩及燧石灰岩。 与上覆山西组呈整合接触。 三、二叠系下统（P1） （一）山西组（P1S）为一套河湖相碎屑沉积构造。 由深灰色砂岩、砂质泥岩及泥岩组成，厚 0— 85米。 该组为本区二1煤层的赋存层位，根据岩性组合，大致分 为三段： 下段： 下部为灰色粉砂质泥岩，含少量云母碎片及硅质结核，上部 为炭质泥岩及二1煤层，二1煤层呈灰黑色，块状一粉末状， 厚4.80 — 8.14米，一般厚 5米。 该段厚度一般为20米左右。 中段： 为浅灰一灰白色含云母中细粒砂岩及砂质泥岩，层面普遍含 炭质，局部可见方解石细脉。 该段厚0—25.47米。 上段： 以深灰色含云母砂质泥岩为主，夹泥岩及砂岩薄层，下部可 见鲕状结构，上部裂隙发育，该段厚 0—47.22米。 其顶部常夹有1 — 2层灰一深灰色的鲕状泥岩，是见二 1 煤层的间接标志层。 （二） 石盒子组（P1X）该组下自山西组顶部的鲕状灰 岩、上至上石盒子组底部的含砾长石砂岩总厚 209.17米。 根据颜色及岩性组合可分为上、下两段，其中上段厚 0 —116.17米，主要岩性为灰 一浅灰色粉砂岩及砂质泥岩组 成，夹有细粒砂岩及泥岩。 该段底部一般含一层灰 一灰白色中粗粒长石石英砂岩。 上段主要岩性为紫 一灰绿色砂岩及砂质泥岩组成，夹泥 岩薄层，该段区内出露厚度 0—93米。 （三） 上统石盒子组（P2S）下部为灰白色细粒砂岩， 局部为含砾粗粒岩。 中部为浅灰色泥岩，砂质泥岩互层，局部夹铝土质泥岩。 上部为土黄色泥岩、灰色铝土质泥岩及灰绿色砂岩组成， 泥岩中有紫色斑块。 因剥蚀，厚度不全，该组厚 0 —120米左右。 四、第四系（Q）以黄土为主，次为黄色亚粘土，局部 夹钙质结核，底部常夹砾石层。 厚度10—30米。 与下覆地层呈角度不整合关系。 第二节 含煤 地层一、煤层 本矿区含煤地层为石炭 系、二叠系下统山西组，平均地层厚约 5.58米，含煤系数 5.8%。 其中赋予山西组下部的二 1煤层为本矿区可采煤层，可采 煤层厚度3.83米---7.86米，平均厚度 5.23米左右。 二1煤层的标志层特征为： （一）下石盒子底部的一层灰白色中 西组合下石盒子组的分界标志层。 --粗粒石英砂岩作为山 （二） 距二1煤层顶板29.92米--70.37米，一般52.69米 处的泥岩、砂质泥岩中常夹有一层灰、深灰色鲕状泥岩，较 稳定，该层厚0.14--4.16米，一般厚度1.30米，为二1煤层 辅助标志层。 （三） 二1煤层顶板为含云母砂岩，顶板与煤层间呈过 度关系，常夹有 0.81--1.03米的炭质泥岩，易认，全区分布 稳定。 （四） 二1煤层，黑色，深黑色，亚金属光泽、玻璃光 泽，与围岩界限清楚，标志明显。 （五） 二1煤层底板为炭质泥岩与泥岩互层，含硅质结 核，科作为二1煤层的直接标志层。 二1煤层： 位于山西组下部，距太原组顶部燧石灰岩层约 层位稳定，厚度约 3.83--7.86米，平均5.23米 区内煤层厚度呈西部薄，东部厚。 总体产状与地层产状基本一致。 煤层特征表煤组煤层煤层厚度（m）煤层结构煤层 间距顶底板岩性稳定性倾角视密度t/m3备注最小最 大平均最小最大平均夹矸煤层夹面总厚度（m）顶板 底板 山西组 二1 3.83 7.86 5.23 10.5 15 13 0 0 鲕状灰岩 砂 质泥岩、泥岩 稳定10°— 25 °.66全部可采 二、煤质 （一）煤岩成分、结构 矿区二1煤层呈黑色、深黑色，呈 20米左右， 亚金属光泽为块状、质硬，呈玻璃光泽的粉末状，疏松。 该矿二1原煤呈块状及粉末状相间出现， 亮煤为主，暗煤次之，煤炭类型为半暗型 具条带状结构，层状构造。 断口为贝壳状及不平坦状，局部裂隙面被白色钙质薄膜及 褐红色铁质薄膜浸染，视密度 煤岩组分以镜煤、 一半亮型煤。 1.66吨/米3。 根据本区地质勘探资料及矿井实际揭露情况和临近矿井 开采实际，二1煤层厚度一般为0.8— 8.14米，平均为5米 左右，本矿区煤层厚 3.83— 7.86米，平均厚度5.23米。 煤层结构简单，不含夹矸，属 I 型较稳定型煤层。 根据本矿对二1煤层采样，根据济源市煤质检验中心化 验报告，二1煤层煤质特征简述如下： 煤质分析结果表矿别煤层编号水分（%）灰水（%）挥 发分（%）固定碳（%）全硫（%）发热量（MJ/KG ）东 井煤矿 二 1 2.56 11.43 4.51 79.67 0.6 25.14 盘古煤矿 二 1 2.56 13.50 3.30 78.4 0.6 25.14第四章 鹤济东井煤矿构造 特征 本矿区地处华北地台山西台隆与华北拗陷接壤地带。 次级构造单元属克井单斜构造盆地之康村向斜东翼，地层 呈单斜产出，走向北东 70°左右，倾向北西，倾角 10— 25° 矿区范围内未发现断裂构造。 本煤业公司的地质构造复杂程度类型属简单型。 第五章其它影响开采的因素 第一节瓦斯、煤尘和煤的 自燃一、煤层瓦斯 东井煤矿因矿井技改停产，没有最近两 年的瓦斯等级鉴定资料，根据 2006年4月15日《河南省煤 炭工业局关于对济源市地方国有煤矿瓦斯等级鉴定结果的 批复》（豫煤安］2006: 190号）,鉴定矿区内鹤济东井煤矿 二1煤层的全矿井瓦斯绝对涌出量 0.1m3/min，相对涌出量 1.8m3/t;瓦斯鉴定等级均为低瓦斯，省局批复等级均为低瓦 斯矿井。 根据矿区内老井资料，本区在未曾发生过瓦斯爆炸事故。 随着煤层开采深度的增加，不利于煤层瓦斯向外界的运移 和逸散，有可能造成煤层瓦斯的局部富集，因此，建议在矿 井未来的生产过程中应加强矿井通风和瓦斯监测工作，避免 因煤层瓦斯浓度超限或局部富集而造成不应有的损失。 二、煤尘的爆炸性根据《河南省煤炭工业局关于对济源 市地方国有煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》 （豫煤安］2006: 190号）鉴定矿区内二1煤层无煤尘爆炸危险性， 详见表 煤 尘爆炸性鉴定报告表 送样编号采样地点化验编号工业 分析（%）爆炸性试验爆炸性水分Mad灰分Ad挥发分 焦渣特征 火焰长度（mm）抑制煤尘爆炸最低岩粉量（%） Vd Vdaf 1 总回平巷 2005-42 1.09 58.01 9.83 23.25 3 0 0 无 2 回风上山 2005-42 2.19 32.07 4.40 6.47 3 0 0 无 备注 上 述两个煤样均无煤尘爆炸性危险 根据资料，在二1煤层的 开采过程中，未发生过煤尘爆炸事故。 为防患于未然，建议开采过程中加强通风防尘措施，降低 井下煤尘浓度，保证井下生产安全。 三、煤的自燃 根据《河南省煤炭工业局关于对济源市地 方国有煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》 （豫煤安］2006］ 190 号），鉴定矿区内二 1煤层自燃发火等级均为不易自燃，详 见表 煤炭自燃倾向等级鉴定报告表 采样地点 工业分析（%）着火温度（C） 试样编号 煤层名称 △ T自燃倾分类 Mad Ad Vdaf T 氧 T原T还2005-42二1煤层上山11采 区 1.09 57.72 23.25 378 380 390 12 三类 2005-42 二 1 煤层 上山 11 采区 2.19 32.07 6.47 405 412 432 27 三类 备注 一 类： 容易自燃；二类： 自燃；三类： 不易自燃 根据资料，区内二 1煤层属中高变质的无烟煤 一 贫煤，其还原程度高，燃点高，属不易自燃煤，各煤矿在开 采过程中均未发生过煤的自燃现象。 第二节 地温和地压 一、地温 据区域资料，该矿区地温 值20C左右，属低温、低梯度变化区。 另据矿方介绍，由于本矿二 1煤层埋藏浅薄，地温一般为 18— 22 C,故本矿井无热害影响，属地温正常区。 二、地压 目前本矿没有开展对地压大小的测定工作，有 关地压大小，目前只是停留在矿方对井巷支护物变形、 损坏， 顶板掉块、冒顶，围岩片帮及底板有无鼓胀情况的观察来说 明地压的大小。 根据调查，该矿井开采二 1煤层时，一般地压不大，井 巷围岩受挤压变形较小，但采掘中有轻微片帮、底板鼓胀现 象。 第三节 岩浆活动 本区域范围内未发现有岩浆岩侵入。 第6章鹤济东井矿水文地质情况 本矿区内主要分布的含水层及隔水层： 一、岩溶裂隙含水层 （一）奥陶系〜寒武系岩溶裂隙含水层 奥陶系、寒武系碳 第一节主要含水层 酸盐岩在井田周围有大面积的分布，奥陶系与寒武系之间无 明显的隔水层存在。 由于在济源煤田内该含水层研究的程度较低，仅对奥陶系 地层进行过1次抽水，单位涌水量仅 0.085 L/s m,水位标高 169.83m，低于太原组岩溶裂隙水的水位 （约225m），与一般 的规律不相符，据此分析，奥陶系〜寒武系岩溶裂隙水的水 位在标咼250m左右。 一般情况下该含水层为二 1煤层的间接充水含水层，上距 二1煤底约70m，正常情况下对开采二 1煤层影响影响不大。 但在林场断层附近开采煤层时，对煤矿安全威胁。 （二） 层 含水层性为石灰岩， 太原组下段岩溶裂隙含水由L1〜L4石灰岩组成，其中 L1较发育，石灰岩总厚度约 10m。 在原克井井田勘探中未对该含水层未进行单独抽水，而是 与太原组上段混合抽水，一般情况下，其富水性与太原组上 段岩溶裂隙含水层的富水性相近，水位亦与太原组上段岩溶 裂隙水相近而略高于太原组上段。 一般情况下该含水层为二 1煤层的间接充水含水层，上 距二1煤底约45m，正常情况下对开采二 1煤层影响影响不 大。 但遇构造裂隙带对开采煤层时，对煤矿在一定的影响。 （三） 层 含水层性为石灰岩， 太原组上段岩溶裂隙含水由L7〜L9石灰岩组成，其中 L7较发育，石灰岩总厚度约 10m。 100〜160m有6孔遇0.1〜 1.02m高的溶洞，说明太原组上段岩溶裂隙发育 在原克井井田勘探中在标高 该含水层为二1煤层的底板直接充水含水层，上距二 煤层底板8m，天然条件下，太原组岩溶裂隙水不易进入二 1 1 煤层，在开采二1煤层条件下，由于对煤层底板的扰动破坏， 太原组上段岩溶裂隙水会进入矿井，因此太原组上段岩溶裂 隙水对矿井影响较大。 二、碎屑岩裂隙含水层 （一）二1煤层顶板碎屑岩裂隙含水层 砂岩，井田内及附近一般有 含水层岩性为中粒 1〜3层，厚度5.8〜55.51m，一 般约30m，裂隙较发育，但多被方解石充填。 该含水层在与第四系接触部位接受孔隙水补给，在矿井采 空为裂隙水矿井。 据抽水资料，单位涌水量 0.0056〜0.014L/S m•该含水层 的富水性弱。 中粒砂岩的渗透系数0.0111〜0.0928m/d ,水位标高 165.98 〜225.37m。 山西组碎屑岩裂隙水的 pH值7.80〜7.90，溶解性固体 0.229〜0.324g/L ,水化学类型为 HC03 — Ca Mg水。 该含水层为二1煤层的顶板直接充水含水层，在开采条 件下，其中的裂隙水会进入矿井，对开采二 1煤层有一定的 影响，由于其富水性弱，一般以淋水及小股状进入矿井，一 般不会对矿井的安全构成威胁。 （二）下石盒子组碎屑岩裂隙含水层 粒砂岩，井田内及附近一般有 含水层岩性为为中 2〜12层，厚度 33.03〜 108.96m, —般约 30〜40m，裂隙较发育，但多被方解石充 填。 该含水层在与松散层部位接受孔隙水补给，裂隙水顺岩层 倾向向深部径流于盘古寺断层与岩溶裂隙水汇合。 据抽水资料，单位涌水量0.0206L/S m•该含水层的富水性 弱。 中粒砂岩的渗透系数 0.02399m/d，水位标高243.05m。 裂隙水的pH值为8.00,溶解性固体0.441g/L,水化学类 型为HCO3 — Ca・Mg水。 下石盒子组在该区无出露，因此下石盒子组含水层接受松 散岩类孔隙水补给。 该含水层为二1煤层的顶板间接充水含水层，在开采条 件下，其中的裂隙水一般不会进入矿井，对开采二 乎无影响。 （三）松散岩类孔隙含水层 井田及周边松散层厚 12.58〜 1煤层几 94.15m（即第四系至古近系），由黄土及砂砾石层及砾岩组成， 其中的砂砾石层和砾岩为含水层，分布的连续性差，据钻孔 揭露的砂砾石层厚度 2.24〜8.78m ,单位涌水量为1.51L/S m, 富水性强；新近系中的砾岩富水性相对较弱。 松散岩类孔隙水接受大气降水的补给，其径流方向与地面 倾向一致。 该含水层为二1煤层顶板间接充水含水层，一般情况下 对开采 二1煤层无影响，但在二1煤层上基岩厚度较薄时， 孔隙含水层成为 二1煤层顶板直接充水含水层， 对开采二1 煤层有一定影响，但由于该含水层连续性差，一般不会造成 水害。 第二节主要隔水层一、本溪组隔水层据河南省冶金煤 炭厅勘探第三队1969年提交的《河南省济源县克井勘探区 地质勘探报告书》，本溪组厚度2.5〜16.08m，平均6.14m。 由铝土质泥岩、泥岩和薄煤层组成。 该隔水层在厚度正常情况下隔水性能良好，可阻止太原组 下段和奥陶系〜寒武系岩溶裂隙水的水力联系，但在厚度小 的地段或断层附近将失去隔水作用。 二、 太原组中段隔水层 太原组中段砂泥岩段平均厚 15〜 30m,由岩性以泥岩、粉砂岩、砂岩为主、薄层组成。 该隔水层在厚度正常情况下隔水性能良好，可阻止太原组 上、下段和岩溶裂隙水的水力联系，但在断层附近将失去隔 水作用。 三、 二1煤层底板隔水层系指太原组石灰岩顶面至二 煤层之间的泥岩、砂质泥岩，据以往资料，泥岩、砂质泥岩 厚10m，在自然条件下，可阻止太原组段岩溶裂隙水进入二 1煤层，但在开采条件下，由于采矿引起的煤层底板扰动破 坏，使该隔水层失去隔水作用 四、二1煤层顶板隔水层 系指开采煤层引起的裂隙带之 上的泥岩、砂质泥岩和细粒砂岩组成的隔水层，一般指下石 盒子组中的泥岩、砂质泥岩和细粒砂岩组成的隔水层，厚度 0.5〜1.5m，层位稳定，有较好的隔水能力，可阻止下石盒子 组中裂隙水进入矿井。 1 （一）岩溶裂隙水的补、径、排条件 天台山背斜以东岩溶 裂隙含水系统的补给区为碳酸盐岩分布区，主要为大气降 水，其次为沁河、蟒河的河水的补给。 大气降水不仅在碳酸盐岩裸露区补给岩溶裂隙水，而且在 太行山山脊线至碳酸盐岩之间的古老地层的大气降水在地 面形成径流也补给岩溶裂隙水，虽其补给量无人准确计算， 但从太行山山脊线至碳酸盐岩裸露欧面积大的实际情况分 析，其补给量相当大。 （二） 裂隙水在碳酸盐岩裸 露区得到补给后，在盘古寺断层以北，岩溶裂隙水的大致径 流方向由岩溶裂隙水的径流条件 岩溶北西向南东，在盘古寺断层以南，岩溶裂隙水的大 致径流方向由南西向北东，至盘古寺断层岩溶裂隙水由西向 东。 （三） 然条件下，岩溶裂隙 水的排泄为径流，即岩溶裂隙水在天台山背斜以东的碳酸盐 岩裸露区得到补给后，在盘古寺断层汇集，由西向东径流至 焦作煤田。 在现状条件下，天台山背斜以东岩溶裂隙含水系统内矿井 较多，岩溶裂隙水一部分由矿井排出， 但大部分为径流排泄。 岩溶裂隙水的排泄条件 在自第7章矿井充水因素 分析及矿井防治水措施 第一节 矿井充水对本矿井的影响 一、造成顶板淋水，巷道积水， 老空区积水使工作面及其附近巷道空气潮湿，工作环境恶 化，影响工作人员的身体健康。 本矿上层煤层在先前采掘活动中已经被采动过，并且已 经有一定的时间，采空区有大量的积水，在采掘过程中必须 经过对这些老空积水的疏放才能采掘其下部煤层，稍有不慎 就有积水涌入矿井巷道的危险，影响施工的进度；老空水大 部分呈酸性，排放方式不正确就有腐蚀机械设备的危险，使 用寿命缩短，增加开采的成本；此外老空积水中含有很多有 毒有害的气体，一旦排放不及时就会严重威胁工作面工作人 员的身体健康，对企业和个人造成重大的损失。 二、使排水费用增加，生产效率降低，开采成本提高。 本矿井属技改小矿井，而涌水量较大，在开采过程中必 须同时做好排水渠的修筑工作，同时在适当的位置安放排水 泵以及铺设电缆，使排水费用增加，生产效率降低，使开采 成本增加。 三、突然发生大量涌水时，轻则造成生产环境恶劣或局 部停产，重则直接危害及工人生命和造成国家财产损失。 因本矿井涌水量较大，突然发生大量涌水时，使工作面 环境急剧恶化，造成工作面的停产及人员伤亡，对企业的发 展造成严重的损失。 四、影响煤炭资源的回收和煤炭质量。 引沁济漭渠在矿区的北部经过，平时渠流量不是很大， 一到农田灌溉季节，渠内水大量从我矿区北部流过，大量流 水渗入井下，使矿井涌水量大大增多，严重影响矿井正常的 生产、掘进；此外矿井还需在引沁济漭渠的两岸布置护渠煤 柱（北岸120米，南岸100米，地质储量为126.5万吨），使 矿井的资源量有很大一部分变成不可采，严重影响了矿井的 煤炭资源量和矿井的持续发展。 第二节 矿井充水因素分析 一、地表水概况 济源鹤济东 井煤业有限公司井田及周围附近地处克井盆地东南侧，系 冲、洪积扇地带，地势北高南低，区内地势较为平坦，最高 海拔380m，最低海拔220m，相对高差160m，区内发育有 南北向小型冲沟，雨季地表降雨多顺冲沟流走.地表常年流水 引沁济蟒渠，从井田北部自东向西流过，该渠建成于 1972 年,区内渠底最低标高 276m，设计引水量23m3/s,据1980〜 90年观测资料，引沁济蟒渠平均流量 5.19m3/s, 1980年最大 流量8.44m3/s, 1984年最小流量 4.03m3/s,平均引水276天， 1990年最多330天，1984年最少211天，根据矿山疏排水 资料，引沁济蟒渠放水期间，矿井排水量比正常排水量增加 —倍以上，表明了引沁济蟒渠向老井矿坑充水，但矿方提供 的开采工程平面图上有引沁济蟒渠保护煤柱，因此渠水对开 采煤炭资源影响不大.流经济源鹤济东井煤业有限公司井田 东部外约2.25km的沁河，发源于山西省，流域面积 13000km2，据五龙口水文站观测，最大流量 2520m3/s，最 小流量13.5m3/s，据勘探报告，在沁河河口村河水流量 70 m3/s时的水位标高 182m。 因井田及附近标高比河道高且距河较远，沁河对该矿开采 影响不大。 二、充水因素分析 （一）充水因素概况 1、充水水源 影响二1煤层开采的有 二1煤层顶板碎屑岩裂隙含水层、太原组上段岩溶裂隙含水 层。 二1煤层顶板砂岩裂隙含水层，该含水层中的裂隙发育 不良，其富水程度弱，0.0056〜0.014L/S m,目前进入矿井的 水量约42m3/h，对采掘活动影响不大。 在正常情况下，奥陶系〜寒武系含水层对开采二 1煤层 影响不大，但在蟒河附近，对采掘活动影响较大，因此在井 田边界处应留足防水煤柱。 本矿井内存在采空区积水，为矿井重要充水水源。 2、充水通道 充水通道主要有两种，渗入性通道和溃入 通道。 渗入性通道： 水源以较小的流量进入矿井的通道，主要是指细小的裂隙， 通过渗入性通道的水量一般较小，多以淋水、滴水方式进入 矿井。 渗入性通道在该矿井内主要为开采煤层后引起的顶板裂 隙和底板扰动裂隙。 溃入性通道： 水源以较大的流量进入矿井的通道，主要是指宽大的裂隙， 断层破碎带以及由高水压引起的煤层底板隆起所产生的裂 隙等。 通过溃入性通道的水量一般较大，多以股状方式进入矿井 为主，持续时间决定于含水层的富水程度。 二1煤层底板岩溶裂隙水主要是通过溃入性通道进入矿井 的。 如封闭不良钻孔、富水断层附近。 三、充水因素 （一）地表水 从矿区的地形地质情况分析，矿区四周皆为 农田，有灌溉渠引沁济漭渠在矿区北部通过，遇旱季农田灌 溉，呈间隙性流经矿区。 这是造成我矿东南部采煤易受水害威胁的一个原因。 特别是灌溉农田季节，水流量较大，加之河床在以前的采 掘活动中被破坏，农田灌溉水渗入地下比较严重。 此外，由于风化带同时又是地层露头，各含水层的水均 在此部位富集，加之风化带地层节理裂隙发育， 因此，风化带水复杂，对矿井有一定的影响。 （二） 顶板砂岩水，当掘进头和回采工作面揭露顶板导 水、裂隙带导水及导水断层时，顶板砂岩水对生产有影响。 渗水性较好， （三） 老空老巷积水，采空区和废弃的巷道由顶板砂岩 淋水和地表水汇集在低洼处，对生产危害最大。 现井田内无其他小矿，浅部的老窑分布区现为采空区。 该井田内有采空区积水一处，积水面积为 量为4923m3，该积水对未来采掘活动影响大。 该井田内出现少量过突水。 （四） 底板水，二1煤C3L8灰岩含水层由于受奥灰水和 二灰水的补给，水量充沛，水头压力大，遇到导水断层和底 板隔水层节理发育，岩层破碎时，会造成淹井和淹水平事故 的发生。 （五） 断层水，井巷通过和揭露导水及含水断层时，使 巷道冒顶造成突水事故。 林场断层位于济源鹤济公司东井矿煤业有限公司北部边 界外，仅在钻孔中揭露。 为一南盘下降，北盘上升的正断层，走向近东西，倾向南 西，倾角6520m2，积水 70°落差约60〜120m 其南盘的二1煤层与对盘的太原组、本溪组或奥陶系接触。 在自然条件下，该断层破碎带在垂向上的导水性可能不 好，但由于南盘的二 1煤层标高约-220m，其煤层底板承受 其下有岩溶裂隙水的水压较大；如在开采条件下，由于开采 被开采煤层的底板板受到扰动破坏，而断层破碎带为一软弱 结构面，其力学强度比围岩低得多，在开采对煤层对底板破 坏因素的诱导下，岩溶裂隙水可沿断层破碎带进入矿井，对 矿井构成较大的威胁。 因此在该断层处应留足防水煤柱，防止岩溶裂隙水进入矿 井。 （六）相邻矿井对本矿涌水量的影响 相邻生产矿井主要 有鹤济公司克二煤业有限公司、济源市克井镇马庄煤矿。 其中，克二矿的东部与东井矿相邻，马庄煤矿位于东井矿 的东部。 以上煤矿主要开采煤层均为二 1煤。 鹤济公司克二煤业有限公司开采煤层与济源鹤济东井煤 业有限公司相同，深部煤层标高一致，在开采条件下，矿井 水以顶板水为主，正常涌水量 40〜60m3/h。 鹤济公司克二煤业有限公司矿井排水使济源鹤济东井煤 业有限矿井的排水量减小，对济源鹤济东井煤业有限公司有 利。 马庄煤矿现已闭坑 该矿井原来生产时，矿井水以顶板水为主，矿井正常涌水 量为140〜150m3/h ,雨季时，由于地表水沿采空塌陷裂隙下 渗，最大涌水量为 200m3/h。 以上几个矿井之间虽有边界煤柱相隔，但开采过程中可 能会发生越界开采现象，要预防开采期间及报废后的采空区 积水涌入本井田。 本矿区矿床充水因素很多，第四系孔隙水由大气降水补 给，并和风化带水连通，补给二叠砂岩承压水。 从目前矿井揭露情况及二 1煤开采情况，采空区积水是威 胁我矿煤炭开采的主要因素之一，矿井正常涌水量为 180m3/h，最大涌水量为 350 m3/h。 四、矿井水文地质类型 根据前面对该井田的水文地质条 件分析，依据《煤矿防治水规定》 ，该矿井的水文地质类型 为中等，详情见表。 水文地质类型划分一览表 分类依据单位涌水量 (L/s m) 矿井及周边采空区 积水情况 矿井涌水量 (m3/h)正常/最大 突水量 (m3/h)受水害影响程度 防 治水工作 难易程度 单项 指标0.05位置、范围、 水量基 本清楚180/350未较大防治水工作较难 简单 中等 简单 简单 中等 中等 水文地质类型 三节 矿井充水的防治措施 况采取的措施： 一、地面防治水 在地面对矿井塌陷区及地表裂缝进行充 填，定期查看渗透情况。 对引沁济漭渠的渗漏进行整理如铺假河床。 二、井下防治水 （一）周边小煤矿防治水措施 单项指标评价 中等 第 根据矿井现状需对矿井水害情 1、对周边及井田范围内的小 定期检查，及时掌握煤矿的生产范围及进度，对查出的地质 及水文地质问题， 2、严禁乱挖乱采矿界煤柱和防水煤柱。 3、 对井下的导水断层按规定留设防水煤柱。 工程揭露导水断层采取注浆封堵措施。 4、 对老空老巷水采取疏放措施 5、检测禁止小煤矿井下 水向矿境内排泄。 （二）防老空老巷水措施 1、对矿井采空区老巷积水认 真排查，积水区位置、积水量、警戒线用红笔标注在生产图 纸上，当工作面进入警戒线要采取先探后掘（采）的措施， 距积水区20米进行老空疏放水。 2、 在煤巷掘进期间，对老空积水情况认真排查， 坚持 有 掘必探，先探后掘，不探不掘 ”的原则，确保矿井安全生产。 3、 在回采过程中，对工作面的上部采空区进行排查，对 老空积水进行探放。 4、 在岩巷掘进中，坚持超前地质钻探，查清前方地质构 造及水文情况，确定巷道层位，使巷道距 保持一定的安全距离。 （三） 防断层水措施 1、当工作面接近断层时，要采用 超前钻探措施查清断层是否导水，及导水类型。 C3L8灰岩含水层 2、 当工作面穿过导水断层时，要采用先注浆封堵断层带 要清挖水沟，安装排水设备，把水引流到水仓。 3、 对已探明的导水断层，要留设合理的防水煤柱。 4、 在生产中地质人员要对可能遇到的断层位置、性质及 水文情况及时进行预测预报。 （四） 防含水层措施 1、在工作面施工过程中，要认真 分析预测前方的地质构造及水文地质、顶板裂隙充水情况， 及时向施工单位下发水情水害预报通知书 2、对奥灰、二灰 主要采取查清条件、以防为主的措施，一旦发现有导通奥灰、 二灰的坑能够必须实施注浆封堵的措施。 3、 对八灰水采取疏放措施，按计划实施八灰疏放工程。 4、 在矿井生产过程中，必须坚持 探后采”的原保证矿井安全生产。 有掘必探，先探后掘， 先5、加强矿井排水系统的维护与管理，确保矿井有足够的 排水能力。 6、 掌握矿井水文观测孔水位的动态，加强矿井地质及水 文地质的预测预报覆盖率达到 100%。 7、 若出现导通奥灰、二灰水害事故，应立即启动防治水 应急预案。 （五） 钻钻空认真排查， 对封闭不良钻孔要建档保存，并在生产用图上注有明显标 记。 防封闭不良钻孔措施 1、对地面2、对工作面所遇到的钻孔提前 钻孔通知书，在通知书中注明钻 20米向施工单位下发过 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/1050949a950590c69ec3d5bbfd0a79563c1ed4f5.html