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煤业有限公司防治水分区管理论证报告|

无忧文档网    时间: 2019-11-18 21:02:53     阅读:

XX煤业有限公司 防治水分区管理 论证报告 编制:
总工程师:
编制单位:XX煤业有限公司 编制时间:二O一七年五月 文字目录 前言 1 1、矿井概况 1 1.1煤矿基本情况 1 1.2煤矿生产建设概况 2 1.3煤矿以往水文地质勘查工作 1 2、地质概况 3 2.1 矿井地质 3 2.2 可采煤层 4 2.3 矿井水文地质 7 3、矿井水患分析 8 4、煤矿防治水分区管理 15 4.1 水害防治分区划分 3 4.2 分区防治措施 4 5、结论与建议 15 附图目录 1、井上下对照图 2、综合水文柱状图 3、水害防治分区图 4、采掘工程平面图 5、充水性图 附件目录 1、 采矿许可证 前言 1、目的 根据**省煤炭工业厅关于全面推行煤矿防治水分区管理进一步加强防治水工作的通知晋煤行发[2017]128号文件要求。为全面提升矿井防治水工作水平和水害治理能力,在去年资源整合矿井水患补充调查工作的基础上(晋煤行发[2016]42号)文件和以**省人民办公厅关于**省煤矿老空水害防治工作规定的通知晋政办发[2017]36号文件规定。搜集以有地质、水文地质等成果,为了有效的评价矿井充水条件变化的因素进行合理分区,提出针对性措施,更好的指导矿井生产建设。

2、本次编制报告的主要地质任务是:
1、全面收集已有地质、水文地质、井巷揭露资料和补充地质、水文地质工作成果综合分析煤矿水患类型。

2、分析评价引起矿井充水条件变化的因素。

3、按要求科学合理划分区域(可采区、缓采区、禁采区)。

4、提出针对性的防治水措施。

5、提出报告的存在问题和下一步工作建议。

3、本次编制报告的主要地质依据和资料来源为:
1) 2016年8月**地宝能源有限公司对该矿进行了物探电法,并编制完成了《XX煤业有限公司地面瞬变电磁法勘探报告》及评审意见书;

2)2013年11月**地宝能源有限公司编制的《XX煤业有限公司生产矿井地质报告》及评审意见书;

3)2013年10月**地宝能源有限公司编制的《XX煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》及评审意见书;

4)2009年11月,**克瑞通实业有限公司编制了《XX煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》,该报告已由**省煤炭工业厅(晋煤规发[2010]157号)文件批复通过;

5)2017年2月**地宝能源有限公司编制完成了《XX煤业有限公司水患补充调查报告和设计》及评审意见书;

6)在生产建设中实际揭露的地质成果 4、本次编制报告依据的主要技术规范和有关文件 1)**省煤炭工业厅发《关于下发《全省煤矿分区管理实施方案》的通知》(晋煤发[2017]128号)文件。

2)**省人民政府办公厅发《**省煤矿老空水害防治工作规定》的通知》(晋政办发[2017]36号)文件。

3)**省煤炭工业厅发《关于下发《全省资源整合矿井水患补充调查工作方案》的通知》(晋煤行发[2016]42号)文件。

4)朔州市煤炭工业局关于转发省煤炭厅《关于下发全省煤矿防治水分区管理实施方案的通知》的通知(朔煤发[2017]81号)文件。

5)国家安全监管总局、国家煤矿安监局安监总煤调[2013]135号文件颁布的《煤矿地质工作规定》及释义(2014年3月起实施)。

6)国家安全生产监督管理局总局令第28号颁布的《煤矿防治水规定》及释义(2009)。

7)中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》(MT/T1091-2008)。

1、矿井概况 1.1 煤矿基本 1.1.1煤矿位置、范围、交通 1、XX煤业井田位于右玉县城东南26km的元堡子镇辛屯村南,行政区划隶属于右玉县元堡子镇。地理坐标为:
北纬:39°44′14″~39°45′40″, 东经:112°34′24″~112°36′16″。

根据2012年11月**省国土资源厅为XX煤业有限公司换发了《采矿许可证》,证号C1400002009111220041775,井田面积5.5593km2,批准开采9-11号煤层,生产规模120万t/a,批采标高:1360.00-1250.00m,有效期2012年11月1日至2033年11月1日;
井田范围拐点由以下9个坐标点圈定(详见表1-1):
井田范围拐点坐标表表1-1 点号 1954年北京坐标系(6°带) 1980年西安坐标系(3°带) X Y X Y 1 4404300.00 19635000.00 4404039.25 38377853.04 2 4404300.00 19637500.00 4403955.52 38380351.55 3 4403915.00 19637500.00 4403570.76 38380338.66 4 4402500.00 19636857.00 4402178.15 38379648.67 5 4402500.00 19636580.00 4402187.42 38379371.84 6 4401650.00 19636580.00 4401337.93 38379343.39 7 4401681.00 19634887.00 4401425.57 38377652.43 8 4403100.00 19634839.00 4402845.34 38377651.96 9 4403100.00 19635000.00 4402839.95 38377812.86 井田呈不规则多边形,东西长约2.66km,南北宽约2.65km,井田面积5.5593km2。

2、交通 XX煤业有简易公路直通右玉(油坊)-山阴(岱岳)公路,南距北同蒲铁路线岱岳站30km,东至金沙滩站40km,交通较为方便(见交通位置示意图1-1)。

交通位置图图1-1 1.1.2自然地理 1、地形地貌:本区位于大同盆地西缘,洪涛山以北,属山前丘陵区,地势平缓,井田内总体表现为南高北低,最高点位于井田南部土梁,海拔为1516.60m,最低点位于西北部的大沙沟河漫滩上,海拔为1409.00m,相对高差107.60m。

2、地表水系:本区属海河流域桑干河水系。区内无常年性河流,只在井田北部有源子河,平时干涸无水,仅雨季时有短暂洪水排泄。源子河雨季最大流量达980m3/h,河床宽度在井田内30-140m,于井田西北侧由北向南流过,为井田附近主要河流。

3、气象:本区地处在**黄土高原之西部,属温带大陆性气候,气候干燥,春夏秋冬四季分明,冬季长而寒冷,夏季短而炎热。昼夜温差较大,夏季午间较热,早晚凉爽,气温多变。据右玉县气象站截止2011年观测统计资料:年平均气温4.5℃,最高气温和昼夜温差显著,最高气温在7月份,平均21.5℃,极端最高温度33.4℃(1977.07.15),最低气温在1月份,平均-18.5℃,极端最低温度-34.1℃(1970.01.05),平均日温差为15℃左右;
受季风影响,降水极不均匀,降水量主要集中在7~9月份,多年降水量为157~706mm,平均降水量430.5mm,七、八月份的降水量约占全年的55%,降水量最少是一月份,一般降水量为0mm;
全年蒸发量为1556.7~1926.7mm,平均蒸发量为1705.9mm,其中4-8月蒸发量大,约占全年的40%,最小的是一月份,仅占全年蒸发量的0.5%,蒸发量是降水量的3~4倍;
每年结冰期从10月上旬至翌年4月下旬,最大冻土深度163cm,最大积雪厚度为30mm;
全年无霜期170天;
全年最多风向为西北风,西北风几乎贯穿全年,5月份风力最大,风速在14.0~22.0m/s。

4、地震:据史料记载和地震台监测,区内记载最早的历史地震是公元前231年发生于蔚县盆地的6.5级地震,此后至2000年,大同-朔州地区及周边共发生中强级地震170多次,其中以1022年大同-应县、1305年大同-怀仁两次ML6.5级的地震破坏最为严重。在大同盆地的现代地震活动中,自1989年10月前后在大同-阳高地区发生了6.1级地震后,已进入了一个新的地震活跃期,近年来发生震级最大的大同一阳高6.1级地震,震中地理位置为北纬39°58′、东经113°50′,由于距本井田较远,只是波及本区,没有发生较严重的破坏;
震源中心距井田较近的一次是1962年右玉-左云地震,震级4.0级,震中地理坐标为北纬40°00′、东经112°36′,由于震级较低亦没有造成较严重的破坏。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010),本区属抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g的第二组。

1.1.3四邻关系 XX煤业井田北部为**右玉东洼北煤业有限公司(兼并重组整合生产矿井),东南部为**教场坪集团玉岭煤业有限公司(兼并重组整合生产矿井),东部为大同煤矿集团铁峰煤业有限公司南阳坡煤矿(单独保留生产矿井),西部及南部无煤矿(详见四邻关系图1-2)。

井田四邻关系示意图图1-2 1.2煤矿生产建设概况 XX煤业有限公司是资源整合的重组矿井,2010年11月22日批准正式开工建设,经过了改扩建项目改造,完成了建设项目的各项工作任务,顺利地通过了竣工验收,**省煤炭工业厅2012年7月24日以晋煤办基发[2012]836号文件对我公司竣工验收批复,2013年1月份正式转为生产矿井。

1.2.1开拓方式 矿井开拓方式为斜井开拓,共布置主斜井、副斜井、回风斜井3个井筒(详见表1-4)。保留原南阳坡西煤矿主斜井作为整合后矿井的回风斜井,保留原南阳坡西煤矿副斜井作为整合后矿井的副斜井,新建一条主斜井作为整合后矿井主斜井,关闭原吐儿水煤矿主、副井。

1、主斜井(新建井筒)进风、行人、运输,坡度为18°,长度607m,净宽3.8m,为半圆拱断面,断面积11.5m2,装备胶带输送机、洒水管、通讯电缆行人台阶和扶手,担负全矿井煤炭提升任务,兼作进风井,为矿井安全出口之一。

2、副斜井(利用已有井筒)进风、运料,坡度23°,长度276.1m,净宽4.2m,为半圆拱断面,断面为13.6m2,装备提升绞车,行人台阶、扶手、下井电缆和管路,担负全矿井矸石、材料及设备等辅助提升任务,兼作进风井和安全出口,为矿井安全出口之一。

3、回风斜井(利用已有主斜井井筒改造),坡度29°,长度333.5m,净宽3.2m,为三心拱断面,断面为7.4m2,装备矿井主要通风机、灌浆管、洒水管,行人台阶和扶手,担负全矿井回风任务兼作安全出口。

井筒特征一览表表1-4 序号 井筒特征 井筒名称 主斜井 副斜井 回风斜井 1 54坐标 纬距(X) 4403365.000 4403580.179 4403711.533 经距(Y) 19636115.000 19635823.735 19635872.687 80坐标 纬距(X) 4403317.432 4403532.616 4403663.971 经距(Y) 19636044.847 19635753.581 19635802.533 2 井口标高(m) +1422.750 +1419.952 +1422.960 3 方位角(度) 282°09’36’’ 285°10’ 258°43’ 4 井筒倾角(度) 18° 23° 29° 5 落底水平标高(m) +1229.000 +1313.423 +1271.220 6 井底垂深或斜长(m) 607 276.1 333.5 7 井筒净径或净宽(m) 3.8 4.2 3.2 8 井筒 支护 支护 形式 表土段 钢筋砼砌碹 料石砌碹 料石砌碹 基岩 U25钢棚+喷砼 料石砌碹 料石砌碹 支护厚度(mm) 表土段 350 400 400 基岩 350+110 400 400 9 断面积 (m2) 断面形状 半圆拱 半圆拱 三心拱 净断面 11.5 13.6 7.4 掘进 表土段 15.3 17.8 10.8 基岩 16.4 17.8 10.8 10 井筒装备 装备胶带输送机、洒水管、通讯电缆行人台阶和扶手 装备提升绞车,行人台阶、扶手、下井电缆和管路 装备矿井主要通风机、灌浆管、洒水管,行人台阶和扶手 11 备注 新建井筒 利用已有井筒 利用已有主斜井井筒改造 1.2.2水平及采区划分 采区布置:全井田共划分为6个采区,9号煤层划分为1个采区,11号煤层划分为5个采区,9、11号煤层划分为一个水平开采,水平标高为+1262m。目前开采9号煤层1904工作面,9号煤层采空后开采11号煤层。

根据计划安排未来5年采掘规划:2017年综采布置在1904综采工作面,掘进布置在1905掘进面,(掘进按照先后顺序)2018年综采布置在1905工作面,掘进布置在1906工作面,2019年综采布置在1906综采工作面,(按照先后顺序进行回采)、掘进布置在11#层1101工作面,2020年综采布置在11#层1101工作面,掘进布置在11#层1102工作面,2021年综采布置在11#层1102工作面,掘进布置在11#层1103工作面,2022年综采布置在11#层1103工作面,掘进布置在11#层1104工作面。

9煤层厚度10-12米,容重1.43。1904工作面可回采110万吨左右,1905-1906工作面走向长400米,倾向长160米,煤层厚度6米。容重1.43共计可采煤量110万吨,11#煤层厚度平均6米,容重1.5,4块煤共计414万吨,按照设计生产能力120万吨要求,五年的生产量为600万吨,9#、11#两层煤共计产量634万吨大于600万吨/5年产量,能够满足五年规划的要求。

1.2.3采煤方法 采煤工艺为综采放顶煤,采煤方法走向长壁式,全部垮落法管理顶板。

1.2.4采掘生产系统 1、采掘系统:矿井一采区布置有一个综采放顶煤工作面和一个掘进工作面,即1904综采工作面和1905巷道掘进。

2、提升、运输系统:主斜井井筒长607m,倾角18°,支护方式U型钢棚加喷砼支护。净断面11.5m²,选用DTL100/32/2×160型阻燃带式输送机,带宽1m,带速1.25m/s,运输能力320t/h,配备电机功率2×160KW,担负全矿井煤炭提升任务,各种安全保护装置齐全。副斜井长276.1m,倾角23°,断面支护形式为料石砌碹,净断面13.845m²,选用JK—3×2.2型单绳缠绕式提升机,主要担负矿井辅助提升任务。用于单钩提升1t矿车、平板车、下放设备和材料。钢丝绳型号为32NAT6×7+NF。井筒铺设30kg/m钢轨,轨距为900mm。轨道线路按照规定装有声光信号,斜巷设置了齐全的阻车器和防跑车装置。运输设备设施、安全保护装置齐全可靠,操作规程、管理制度完善,符合《煤矿安全规程》要求,满足安全生产需要。架空乘人装置:进风行人斜井选用RTKY37-32/1300煤矿固定抱索器架空乘人装置,担负矿井升降人员任务。

3、通风系统:矿井通风方式采用中央并列式,通风方法为抽出式。矿井采用主斜井进风、副斜井进风行人,回风斜井,中央并列式通风系统。掘进工作面采用独立通风,由局部通风机采用压入式供风。采区变电所采用独立通风,其余硐室采用全风压通风。安装两台FBCDZ—№23/2×185型防爆对旋轴流式通风机,电机功率2×185kw,排风量为3780-8460m³/min。一台工作、一台备用。目前矿井总进风量为4785m³/min,总回风量为4850m³/min。综采工作面采用U型通风方式,掘进工作面采用FBDNO6.0/2×18.5型对旋轴流式局部通风机,并实现了双风机、双电源自动切换;
实现了风电闭锁。瓦电闭锁。井下构筑了风门,调节风窗、风桥、密闭等通风设施。

4、供电系统:矿井供电电源为双回路。分别引自增子坊110KW变电站两段不同10KV母线。一路运行,另一路带电备用。任何一回路均能满足全矿井负荷需求。地面设10KV变电所,变电所包括10KV配电室和0.4KV配电室。以双回路向主井皮带、副井绞车房、主要通风机、压风机房供电。井下设有中央变电所和采区变电所,供电电源从地面10kv变电所不同母线段各引一路电源经副斜井敷设至井下中央变电所,经中央变电所到采区变电所。井下用电设备的电压等级分别为:10kv、1140v、660v、127v。

5、排水系统:井下中央水仓的主、副水仓容积1320m3,矿井平均涌水量11.5m3/h,最大涌水量15m3/h,中央水泵房排水设备选用3台MD155-30×8水泵,一台运行,一台备用,一台检修。排水管路选用无缝钢管Φ194×8mm无缝钢管两趟,采区选用BQS130/60-45/N型矿用隔爆潜水排沙电泵3台,安装排水管路D159×6mm无缝钢管两趟。排水管沿采区轨道大巷敷设至一采区大巷交汇处。矿井主排水系统采用斜井主水仓排水管直接排到地面污水处理站,经过污水处理后再进入静压水池到煤场和井下复用。井下目前有1个采区,为一采区,采区均设有采区水仓,排水方式为采区水仓直接将水排到主水仓,排水能力为155m3/h。工作水泵的能力能在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水泵总能里在20h内排出矿井24h的最大涌水量。工作水管的能力能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。

1.3以往水文地质勘查工作 1.3.1以往水文地质勘查工作及质量评述 1. 1985-1987年。**省煤炭地质公司勘探二队在吐儿水勘探区进行了精查勘探,共施工钻孔21个,工程量4130.11m,并于1987年提交了《**省大同煤田吐儿水勘探区精查地质报告》。1990年4月经**省煤炭工业厅审批,降为详查。本次利用该次钻孔4个,钻探总进尺825.96m,其中丙级孔一个(TE8),乙级孔三个(TE9、TE11、TE12)。

2. 1985-1994年,**省煤炭地质115勘查院在左云南勘探区(南区)进行了详查,于1994年10月提交了《**省大同煤田左云南勘探区(南区)详查地质报告》。本次利用该次钻孔5个,井田内钻孔3个(S308、303、YB2号孔),井田周边钻孔2个[203、(609水文孔,位于本井田东北侧6km处)],其中乙级孔3个(S308、303、203),其余2个未评级。

3. 2005年10月-12月,由**省煤炭地质115勘查院在相邻东洼北煤矿进行了补充勘探工作,共施工8个钻孔,钻探总进尺1585.59m。其中包括水文孔1个(3号钻孔),工程量198.50m,抽水1层次,抽水质量合格,并提交了《**省右玉县梁油坊镇东洼北煤矿补充勘探地质报告》,该水文孔资料为本次报告所利用。

4. 2008年,中国煤炭地质总局第一勘探局119队,为原南阳坡西煤矿施工了15个钻孔(西1-西5、东1、东2、东4、东7-东10、南1-南3),钻探总进尺2233.18m,所有钻孔均采用无芯钻进,测井曲线解释,资料为本次报告所利用。

5. 2009年11月,**克瑞通实业有限公司编制了《XX煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》,该报告已由**省煤炭工业厅(晋煤规发[2010]157号)文件批复通过。

6. 2010年5月,煤炭工业济南设计研究院有限公司编制了《XX煤业有限公司矿井兼并重组整合初步设计》,该设计由**省煤炭工业厅(晋煤办基发 [2010]653号)文件批复通过。

7. 2010年12月,**地宝能源有限公司编制了《XX煤业有限公司9号煤层瓦斯地质图》,已由**省煤炭地质技术委员会评审中心以晋煤地技评瓦发[2011]237号评审意见书评审通过。

8. 2011年12月,**地宝能源有限公司编制了《XX煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》,该报告已由矿方评审,并以XX煤业有限公司(玉煤字[2012]108号)文件批复通过。

综上所述,本次共利用井田内22个钻孔,井田周边2个钻孔,钻孔及煤层质量见表2-1。

钻孔及煤层质量情况表 表2-1 孔号 钻孔质量评级 煤层号 煤层质量评级 钻探 测井 综合评级 钻探 测井 综合利用 TE8 丙 丙 丙 9/11 无 合/合 测/测 TE9 丙 乙 丙 9/11 无 合/合 测/测 TE11 甲 乙 乙 9/11 优/合 无 钻/钻 TE12 丙 乙 丙 9/11 无 合/优 测/测 203 乙 乙 乙 9/11 无 合/合 测/测 303 乙 乙 乙 9/11 无/合 合/ 测/钻 S308 甲 乙 乙 9/11 无/合 无 钻/钻 YB2 9/11 无/合 无 钻/钻 K10 9/11 优/无 无/合 钻/测 西1 9/11 无 优/优 测/测 西2 9/11 无 优/优 测/测 西3 9/11 无 优/优 测/测 西4 9/11 无 优/优 测/测 西5 9/11 无 优/参考 测/测 东1 9/11 无 优/优 测/测 东2 9/11 无 优/优 测/测 东4 9/11 无 优/优 测/测 东7 9/11 无 优/优 测/测 东8 9/11 无 优/优 测/测 东9 9/11 无 优/优 测/测 东10 9/11 无 优/参考 测/测 南1 9/11 无 优/优 测/测 南2 9/11 无 参考/优 测/测 南3 9/11 无 优/优 测/测 9、2016年8月**地宝能源有限公司对该矿进行了物探电法,并编制完成了《XX煤业有限公司地面瞬变电磁法勘探报告》;
勘探测区内9#煤采空区积水分布情况。该次勘探区面积总共为0.36km2,勘探区边界坐标(西安80坐标系3°带)范围(见表1-5):
通过该次地面瞬变电磁法勘探工作,共完成两个测区瞬变电磁测线24条(一测区7条;
二测区17条),测点564个,检查点27个,试验点31个,总计622个物理点。

勘探区边界坐标表表1-5 测区编号及面积 拐点 坐标(西安80坐标3°带) 备注 X Y 一测区勘探面积:0.13km2。

1 4403176.77 38380115.39 2 4403943.99 38380136.19 3 4403936.88 38380347.79 4 4403570.56 38380339.26 5 4403175.05 38380143.64 二测区勘探面积:0.23km2。

1 4402708.95 38379496.57 2 4403163.58 38379507.51 3 4403142.70 38380126.45 4 4402705.85 38379909.53 9号煤层地质成果:该次瞬变电磁勘探,共圈定9号煤层一测区富水区2处,二测区富水区4处(见表1-6)。

物探9号煤层积水区统计表表1-6 测区编号 编号 面积(m2) 异常区性质 备注 一测区 富水区A1 12291 煤层顶板富水 富水区A2 3255 煤层顶板富水 二测区 富水区B1 356 煤层顶板富水 富水区B2 681 煤层顶板富水 富水区B3 14194 煤层顶板富水 富水区B4 4612 煤层顶板富水 2016年8月**地宝能源有限公司对该矿进行了物探电法,并编制完成了《XX煤业有限公司地面瞬变电磁法勘探报告》;
并且经矿方总工程师组织评审,质量可靠,本次直接利用其成果。

10、XX煤业在9号煤层井下钻探验证工程中使用的钻探设备为:ZL-400型钻机,钻机最大钻探深度为200米。设备性能良好,能按设计布置完成钻探、验证工程。

1)、以往钻探验证工程 XX煤业在兼并重组后积极做了探放水工作,于2009年11月至2010年4月做过探放孔,排出积水量约为2万m3,部分积水已排除。其2009.11.16—2009.12.01期间对井田西北2005—2005年采空区积水进行抽排,排水量2640m3,该处积水已基本排完;
2009.12.10—2009.12.29期间对井田西北2006—2008年采空区积水进行抽排,排水量3300m3,该处积水已基本排完。

2)、本次钻探验证工程 本次2016年10月17日在9号煤层1904工作面胶带顺槽和轨道顺槽分别施工1个钻孔,共计2个,为验证前方9号煤层物探富水区A1号和富水区A2号的井下钻探验证工程;
实际采用了ZL-400型钻机,施工了2个井下钻探验证孔:1号钻孔方位角90°,仰角48°,采用φ56mm钻头钻进,终孔直径为φ56mm,深度18m;
计算出钻孔平距12.04m,高度13.38m,计算终孔在9号煤层上部泥岩中,未见钻孔涌水。2号钻孔方位角90°,仰角48°,采用φ56mm钻头钻进,终孔直径为φ56mm,深度17.6m;
计算出钻孔平距11.76m,高度13.08m,计算终孔在9号煤层上部泥岩中,未见钻孔涌水。验证了9号煤层物探富水区1号和富水区2号无水。。该验证工程质量可靠。

矿方在未来5年规划的采掘区域,仍须继续对地面物探和井下调查所圈定的层采(古)空区积水进行探放、验证工程,解除矿井水患威胁,确保矿井生产安全。

2、 地质概况 2、1矿井地质 本井田位于大同煤田西缘。

(一)井田地层 井田内全部为第四系黄土覆盖,根据井田以往勘查资料和钻孔揭露情况,井田赋存地层由老至新有:奥陶系中统上马家沟组,石炭系中统本溪组和上统太原组,二叠系下统**组和下石盒子组,第四系中、上更新统和全新统。现根据井田内地层层序、厚度、岩性及其变化情况由老到新简述如下:
1. 奥陶系中统上马家沟组(O2s) 井田内未出露,为煤系地层基底,主要为灰、灰黄色厚层状石灰岩及白云质灰岩,夹有少量泥灰岩,岩石致密、坚硬,裂隙及小溶洞发育,裂隙多被方解石脉充填,含动物化石,本井田内无揭露该组地层的钻孔,根据《XX煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》中资料,井田最大揭露厚度260.00m。

2. 石炭系中统本溪组(C2b) 平行不整合于下伏奥陶系中统上马家沟组之上,主要为具鲕粒结构的浅灰色铝质泥岩及黑色砂质泥岩,局部夹薄层石灰岩。底部主要为含铁(黄铁矿、菱铁矿)泥岩,局部可形成铁矿层(即“**式铁矿”)。本组厚度18.00-26.64m,平均22.10m。

3. 石炭系上统太原组(C3t) 整合于本溪组之上,本组为一套海陆交互相含煤沉积建造,为井田主要含煤地层之一。岩性为灰黑色、深灰色泥岩、砂质泥岩及各粒级砂岩和煤层,局部有风化现象,底部K2砂岩层位稳定,厚度1.40-5.40m,平均2.80m,为太原组与本溪组的分界标志,本组厚72.70-120.00m,平均100.76m。

4. 二叠系下统**组(P1s) 整合于太原组之上,以K3砂岩底和太原组分界。为一套陆相含煤沉积建造,为井田主要含煤地层之一。岩性为灰色、灰黑色砂岩、砂质泥岩、煤层,底部含植物化石,底部K3砂岩层位稳定。本组厚44.50-46.80m,平均45.80m。

5. 二叠系下统下石盒子组(P1x) 为一套陆相沉积地层,底部为中细粒砂岩K4,层位较稳定,中上部为灰绿色砂岩、深灰色泥岩、粉砂岩;
下部主要为深灰-灰黑色砂质泥岩、泥岩,局部为粉砂岩。与下伏地层呈整合接触,井田最大残留厚度73.00m。

6. 第四系中上更新统(Q2+3) 井田全部为第四系所覆盖,与下伏地层呈不整合接触,岩性以浅红色、土黄色亚砂土、亚粘土为主,夹有钙质结核。该组厚度为4.00-47.10m,平均19.73m。

7. 第四系全新统(Q4) 分布于大沙沟河床及两侧平缓地带,为现代河流沉积物,由亚沙土、砂、卵石组成,厚度为0-20.0m,平均5.00m。

(二)含煤地层 井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统**组。现根据井田资料将太原组、**组分述如下:
1. 太原组(C3t) 整合于本溪组之上,本组为一套海陆交互相含煤沉积建造,为本区主要含煤地层之一,岩性为灰黑色、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层。本组含4、7、9、10、11、12号共6层煤,其中9、11号煤层为稳定的可采煤层,4号煤层为不稳定的局部可采煤层,其余均为不稳定不可采煤层,由于井田内煤层埋藏较浅,4号煤层已全部风氧化,9、11号煤层均有不同程度的风化。本组最底部发育一层灰白色中、粗砂岩,为标志层K2,作为与下伏本溪组的分界标志。本组含有丰富的植物化石,沉积韵律较为清楚。本组厚72.70-120.00m,平均100.76m。

2. **组(P1s) 主要由灰黑色泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、砂岩及煤层组成。最底部发育一层灰白色细砂岩K3,赋存较稳定,作为与太原组的分界标志。本组属古陆边缘的山前冲积平原型,以陆相沉积为主的含煤沉积建造,含2、3号煤层,均为不稳定不可采煤层。本组厚44.50-46.80m,平均45.80m。

(二)构造 本井田总体为一背向斜相间的褶曲构造,两翼倾角3-5°。根据钻孔及井下巷道揭露资料,井田内共发现褶曲6条,断层20条,(详见图3-2,井田构造纲要图)现叙述如下:
1. 褶曲 井田内共发现褶曲6条,详见褶曲特征一览表3-2,现将各褶曲特征分述如下:
(1)S1向斜 位于井田东北部,轴向近N,向S倾伏,两翼地层均为黄土覆盖, E翼倾角约5°,W翼倾角约3°,井田延伸长度1500m。

(2)S2背斜 位于井田西部,轴向NE,向NE倾伏,两翼倾角约3°,井田延伸长度约1000m。

(3)S3向斜 位于井田西部,轴向NE,向NE倾伏,两翼倾角约3°,井田延伸长度约1200m。

(4)S4背斜 位于井田西南部,轴向NE,向NE倾伏,两翼倾角约3°,井田延伸长度约1700m。

(5)S5向斜 位于井田南部,轴向近N,向S倾伏,两翼地层倾角约5°,井田延伸长度1300m。

(6)S6背斜 位于井田东南部,轴向NW,向NW倾伏,两翼地层倾角约3°,井田延伸长度1500m。

褶曲特征一览表 表3-2 编号 性质 位置 轴向 延伸长度(m) S1 向斜 井田东北部 N 1500 S2 背斜 井田西部 NE 1000 S3 向斜 井田西部 NE 1200 S4 背斜 井田西南部 NE 1700 S5 向斜 井田南部 N 1300 S6 背斜 井田东南部 NW 1500 2. 断层 现将断层性质、产状、延伸长度及控制程度叙述如下:
截止2013年10月井田内共揭露20条断层,其中落差≥5m的断层10条,下面着重叙述落差≥5m断层的具体特征,详见断层特征一览表3-3。

(1)F1正断层 位于井田西北部,走向NW,倾向NE,倾角75°,最大落差8 m,区内延伸长度330 m,9号煤层巷道揭露。

(2)F2正断层 位于井田北中部,走向N,倾向E,倾角75°,最大落差9m,区内延伸长度1450m,巷道揭露。

(3)F4正断层 位于南1孔东北270m左右,走向NW,倾向NE,倾角75°,最大落差6 m,区内延伸长度190 m,9号煤层巷道揭露。

(4)F5正断层 位于东9孔西北300m,走向NW,倾向NE,倾角85°,最大落差5.5m,区内延伸长度30 m,9号煤层巷道揭露。

(5)F9正断层 位于F7正断层东北,走向W,倾向N,倾角85°,最大落差5 m,区内延伸长度40 m,11号煤层巷道揭露。

(6)F10正断层 位于F9正断层东北,走向NE,倾向SE,倾角80°,最大落差5 m,区内延伸长度40m,11号煤层巷道揭露。

(7)F15正断层 位于TE11孔西侧,走向NW,倾向NE,倾角80°,最大落差10 m,区内延伸长度760 m。

(8)F17正断层 位于F19正断层东侧,走向NW,倾向NE,倾角65°,最大落差6m,区内延伸长度40 m,9号煤层巷道揭露。

(9)F19正断层 位于TE11孔东侧,走向NW,倾向SW,倾角70°,最大落差7.8m,区内延伸长度940m,9号煤层巷道揭露。

(10)F20正断层 位于东1西侧220m,走向W,倾向N,倾角70°,最大落差5 m,区内延伸长度200 m,9号煤层巷道揭露。

断层特征一览表 表3-3 序号 名称 性质 走向 倾向 倾角 (°) 最大落差 (m) 区内延伸 长度(m) 位置 备注 1 F1 正断层 NW NE 75 8 330 井田西北 9号揭露 2 F2 正断层 N E 75 9 1450 井田北中部 3 F3 正断层 NW SW 75 4 245 F5东部 4 F4 正断层 NW NE 75 6 190 南1孔东北270m左右 5 F5 正断层 NW NE 85 5.5 30 东9孔西北300m 6 F6 正断层 NW NE 70 2 60 TE8孔东北80m 7 F7 正断层 NE SE 70 1.3 40 F6东部 8 F8 正断层 NE SE 70 3.5 75 TE8孔东北180m 11号揭露 9 F9 正断层 W N 85 5 40 F7东北部 10 F10 正断层 NE SE 80 5 40 F9东北部 11 F11 正断层 NW NE 75 1.2 40 F5东部 9号揭露 12 F12 正断层 NW NE 70 1.5 215 F11东部 13 F13 正断层 NW SW 65 1.5 270 F12东部 14 F14 正断层 NW NE 65 1.3 25 TE9孔北100m 15 F15 正断层 NW NE 80 10 760 TE11孔西侧 16 F16 正断层 NW NE 50 0.8 25 TE9孔东北140m 17 F17 正断层 NW NE 65 6 40 F19东侧 18 F18 正断层 NW NE 60 1.5 25 东7孔东南150m 19 F19 正断层 NW SW 70 7.8 940 TE11孔东侧 20 F20 正断层 W N 70 5 200 东1西侧220m 3. 陷落柱及岩浆岩 井田内未发现陷落柱和岩浆岩侵入现象。

综上所述,根据《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T0215-2002)附录D,井田构造复杂程度为简单类型。

2、2 可采煤层 井田内可采煤层为太原组的4、9、11号煤层(见可采煤层特征见表4-1)采矿许可证批准开采煤层为9、11号煤层,现将各煤层叙述如下:
1、4号煤层 位于太原组顶部,K3砂岩为其直接顶板,煤层厚度为0.00-6.08 m,平均为0.57m,可采地段为井田东北部(见4号煤层厚度等值线图4-1),由于煤层埋藏较浅,该煤层均已风氧化。结构简单,含0-2层夹矸,为不稳定的局部可采煤层,顶板岩性为泥岩、砂质泥岩,底板为泥岩、砂质泥岩。

可采煤层特征表 表4-1 煤 层 编 号 煤层厚度(m) 最小-最大 平均 煤层间距(m) 最小-最大 平均 结构 (夹矸数) 稳定性 可采性 顶板岩性 底板岩性 4 0-6.08 0.57 26.54-55.45 45.46 简单 (0-2) 不稳定 局部可采 泥岩 砂质泥岩 泥岩 砂质泥岩 9 5.25-14.87 9.53 复杂 (0-4) 稳定 可采 泥岩 砂质泥岩 泥岩 砂质泥岩 8.11-18.13 14.54 11 3.40-11.27 6.00 复杂 (0-4) 稳定 可采 泥岩 粉砂岩 细砂岩 泥岩 细砂岩 砂质泥岩 图4-1 4号煤层厚度等值线图 2、9号煤层 位于太原组中部,煤层厚度为5.25-14.87 m,平均为9.53m,厚度由井田四周向井田中部逐渐变薄,井田内南部已风氧化,S308、303、YB2、K10、号钻孔揭露该煤层全部风氧化,TE8、TE9、TE12、西1、西2、西3、西4、西5、南1、南3号钻孔揭露该煤层上部风氧化(见9号煤层厚度等值线图4-2),含0-4层夹矸,结构复杂,层位、厚度均较稳定,为稳定的可采煤层,顶板岩性为泥岩、砂质泥岩,底板为泥岩、砂质泥岩,含有大量植物茎叶化石。

图4-2 9号煤层厚度等值线图 3、11号煤层 位于太原组中下部,下距K2砂岩16.50m左右,煤层厚度为3.40-11.27m,平均为6.00m,厚度由井田中部向井田四周逐渐变薄,井田内西4号钻孔揭露该煤层存在风氧化区,南1、南2号钻孔揭露该煤层上部风氧化,另外原**右玉喜鹊沟煤业有限公司越界进入本井田东南角开采11号煤层时发现存在风氧化区(见11号煤层厚度等值线图4-3),含0-4层夹矸,结构复杂,层位、厚度均较稳定,为稳定的可采煤层,顶板岩性为泥岩、粉砂岩、细砂岩,底板为泥岩、细砂岩、砂质泥岩。该煤层采空区位于井田西北部及西南部。

图4-3 11号煤层厚度等值线图 4.煤层对比 1)、煤层对比的方法和依据 煤层对比是在聚煤盆地中地层对比的基础上进行的,对比的方法,主要是根据聚煤盆地中标志层划分各组段地层界线,再用标志层、煤层厚度、煤层结构及煤层间距等进行对比,辅以顶底板岩性及沉积旋回进行核对。

2)、煤层对比 太原组为本井田主要含煤地层,太原组顶部为K3砂岩,K3砂岩层位较稳定,厚度0.90-5.00m,平均2.54m,K3砂岩为4号煤层直接顶板,是理想的标志层,对比可靠;
太原组底部为K2砂岩,K2砂岩层位较稳定,厚度1.40-5.40m,平均2.80m,11号煤层下距K2砂岩平均16.50m,9号煤层与11号煤层间距平均14.54m,同时9、11号煤层层位稳定,本身亦为良好的标志层,对比结果准确可靠。

5、 煤质 1) 、物理性质 本井田各层煤以弱玻璃光泽为主,参差状断口,块状构造,韧性较大,内生裂隙较发育并充填方解石,可见黄铁矿结核,外生裂隙不发育。

2)、煤岩特征 宏观煤岩类型以半暗煤为主,半亮型煤为辅。

根据《XX煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》中资料,9、11号煤层进行的显微煤岩组分鉴定结果见表4-2。

煤层显微组分定量统计表 表4-2 煤层号 有机组分(含矿物基)% 镜煤最大反射率% 镜质组 惰质组 壳质组 9 54.00-66.2 59.7(3) 14.4-20.4 18.6(4) 7.1-9.8 8.1(4) 0.62-0.63 0.63(4) 11 54.0-66.2 59.7(3) 15.4-20.8 (18.0(3)) 6.9-7.9 7.3(3) 0.64-0.65 0.65(3) 无机组分% 煤层号 粘土类 硫化铁类 碳酸盐类 石英 9 17.1-20.3 18.9(4) 11 11.2-18.3 14.8(3) 显微煤岩组分以镜质组为主,主要为基质镜质体,其次为均质镜质体,有部分碎屑体;
惰质组为次,多为氧化丝质体,团块状和不规则状,11号煤有个别火焚丝质体;
壳质组在10%以下。无机组分以粘土类为主,为分散状、浸染状和颗粒状粘土,充填于有机质中。

3)、.煤的变质阶段 井田内煤变质程度较高,镜煤最大反射率在0.63%-0.65%之间,变质阶段相当于长焰煤至气煤阶段。

6、化学性质和工艺性能 1)、化学性质 本次工作在井下采取了9号煤层煤样,送至右玉县诚信煤质化验中心化验,同时收集了该矿以往各钻孔煤芯煤样资料以及以往勘查报告资料。

详见煤层化验成果汇总表4-3。

9号煤层 水分(Mad):原煤 1.56%-2.97%,平均 2.10%, 浮煤 1.98%-2.82%,平均 2.40%;

灰分(Ad):原煤22.51%-38.76%,平均33.09%, 浮煤7.22%-7.42%,平均7.32%;

挥发分(Vdaf):原煤24.59%-40.41%,平均31.06%, 浮煤37.35%-41.52%,平均39.44%;

全硫(St,d):原煤 1.89%-2.36%,平均1.92%, 浮煤 0.78%-1.25%,平均1.02%;

发热量(Qgr,d):原煤17.46-25.39MJ/kg,平均为20.70 MJ/kg;

浮煤26.96-28.44MJ/kg,平均为27.70MJ/kg;

磷(Pd):原煤0.023%-0.036%;

据《煤炭质量分级第1部分:灰分》(GB/T15224.1-2010)、《煤炭质量分级第2部分:硫分》(GB/T15224.2-2010)、《煤炭质量分级第3部分:发热量》(GB/T15224.3-2010)标准,9号煤层为中灰-中高灰、中硫-中高硫、中低发热量-中高发热量之气煤。

根据9号煤层灰分、硫分等值线图可知,9号煤层原煤灰分由井田中东向南向东北逐渐降低,原煤硫分由井田中东向南向东北逐渐降低。详见图4-3、4-4。

图4-3 9号煤层原煤灰分等值线图 图4-4 9号煤层原煤硫分等值线图 11号煤层 水分(Mad):原煤 1.43%-3.28%,平均 2.38%, 浮煤 2.08%-3.95%,平均 3.01%;

灰分(Ad):原煤21.23%-36.47%,平均28.03%, 浮煤 8.10%-10.68%,平均 9.84%;

挥发分(Vdaf):原煤36.95%-40.84%,平均38.84%, 浮煤35.64%-40.22%,平均38.80%;

全硫(St,d):原煤 0.85%-2.68%,平均1.73%, 浮煤 0.79%-1.54%,平均1.22%;

发热量(Qgr,d):原煤22.41-27.82MJ/kg,平均为24.83 MJ/kg;

浮煤25.77-29.64MJ/kg,平均为27.46 MJ/kg;

磷(Pd):原煤0.023%-0.036%;

据《煤炭质量分级第1部分:灰分》(GB/T15224.1-2010)、《煤炭质量分级第2部分:硫分》(GB/T15224.2-2010)、《煤炭质量分级第3部分:发热量》(GB/T15224.3-2010)标准,11号煤层为中灰-中高灰,低硫-中高硫、中发热量-高发热量之气煤。

根据11号煤层灰分、硫分等值线图可知,11号煤层原煤灰分由井田东北向西北、西南逐渐升高,原煤硫分由井田东向西逐渐升高。详见图4-5、4-6。

图4-5 11号煤层原煤灰分等值线图 图4-6 11号煤层原煤硫分等值线图 煤层化验成果汇总表 表4-3 煤层 号 原煤 浮煤 工业分析(%) 发热量(MJ/kg) 粘结 指数 GR.I 煤类 水份 Mad 灰分 Ad 挥发份 Vdaf 全硫 St,d Qgr,d 9 原煤 1.56-2.97 2.10(5) 22.51-38.76 33.09(5) 24.59-40.41 31.06(5) 1.89-2.36 1.92(5) 17.46-25.39 20.70(5) QM 浮煤 1.98-2.82 2.40(2) 7.22-7.42 7.32(2) 37.35-41.52 39.44(2) 0.78-1.25 1.02(2) 26.96-28.44 27.70(2) 70-75 73(2) 11 原煤 1.43-3.28 2.38(4) 21.23-36.47 28.03(4) 36.95-40.84 38.84(4) 0.85-2.68 1.73(4) 22.41-27.82 24.83(4) QM 浮煤 2.08-3.95 3.01(4) 8.10-10.68 9.84(4) 35.64-40.22 38.80(4) 0.79-1.54 1.22(4) 25.77-29.64 27.46(4) 62-78 69(4) 7、工艺性能 1)发热量 9号煤原煤干燥基高位发热量(Qgr,d)为17.46-25.39MJ/kg,平均为20.70 MJ/kg,属中低发热量-中高发热量煤;
11号煤原煤干燥基高位发热量(Qgr,d)为22.41-27.82MJ/kg,平均为24.83 MJ/kg,属中发热量-高发热量煤。

2)煤灰成分 煤灰成分各煤层均以SiO2为主,含量平均在47.40%-48.94%,Al2O3含量平均在35.08%-41.97%,Fe2O3含量平均在0.88%-10.22%以下,其它成分含量较少。

3)煤对二氧化碳反应性 根据东洼北煤矿钻孔煤芯样中测定,结果见表4-4,各煤层测定在1000℃时的还原率均低于60%,其反应性差。

煤对二氧化碳化学反应测定结果表 表4-4 煤层 取样深度 α% 起 止 800 ℃ 850℃ 900 ℃ 950 ℃ 1000 ℃ 1050 ℃ 1100 ℃ 9 141.15 150.52 8.2 15.6 32.0 41.4 57.1 75.8 85.7 11 164.16 169.10 8.8 13.5 22.7 36.4 53.0 61.2 72.2 8)、煤的可选性 根据《XX煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》中资料,与本井田相近的**右玉元堡煤业有限公司所做的9、11号煤层浮沉试验结果(见表4-5、4-6),采用分选比重±含量法对9、11号煤层分选性进行分选性初步评价:9号煤层灰分在7.85%时,产率为51.85%,为极难选煤;
11号煤层灰分在11.51%时,产率为50.52%,为极难选煤。

9号煤层浮沉试验结果表(13-0.5mm粒度级) 表4-5 密度级Kg/L 产率% 灰分% 累计 分选密度级±0.1 浮物 沉物 密度Kg/L 产率% 产率% 灰分% 产率% 灰分% <1.30 9.01 5.02 9.01 5.02 100.00 26.31 1.30 51.85 1.30-1.40 42.83 7.85 51.85 7.36 90.99 28.42 1.40 53.56 1.40-1.50 10.72 16.95 62.67 9.00 48.15 46.72 1.50 16.04 1.50-1.60 5.32 25.25 67.89 10.28 37.43 55.24 1.60 9.30 1.60-1.80 7.97 35.74 75.85 12.95 32.11 60.21 1.70 7.97 1.80-2.00 3.03 46.34 78.89 14.23 24.15 68.29 1.80 5.50 >2.00 21.11 71.44 100.00 26.31 21.11 71.44 0.90 3.03 合计 100.00 26.31 煤泥 0.220 41.15 总计 100.00 26.34 11号煤层浮沉试验结果表(13-0.5mm粒度级) 表4-6 密度级Kg/L 产率% 灰分% 累计 分选密度级±0.1 浮物 沉物 密度Kg/L 产率% 产率% 灰分% 产率% 灰分% <1.30 3.93 6.42 3.93 6.42 100.00 30.56 1.30 36.14 1.30-1.40 32.22 10.51 36.41 10.06 96.07 31.55 1.40 50.52 1.40-1.50 18.30 20.03 54.45 13.41 63.86 42.17 1.50 26.85 1.50-1.60 8.55 27.83 62.99 15.37 45.55 51.06 1.60 14.72 1.60-1.80 12.36 38.41 75.35 19.15 37.01 56.42 1.70 12.36 1.80-2.00 4.50 49.81 79.85 20.88 24.65 65.45 1.80 8.43 >2.00 20.15 68.94 100.00 30.56 20.15 68.94 1.90 4.50 合计 100.00 30.56 煤泥 0.230 39.97 总计 100.00 30.58 9)煤的风氧化 井田内各可采煤层埋藏较浅,风氧化侵蚀严重,其中局部可采的4号煤层,已全部被风氧化;
稳定可采的9号煤层在井田北部,中部分布有面积不等风氧化区,井田南部已全部被风氧化;
稳定可采的11号煤层在井田中部及东南部分布有面积不等的风氧化区。

10)、南阳坡西矿在矿井西北部对9#、11#煤层有不同程度的开采,矿井整合后对以往采空积水进行排放,基本排清。自矿井整合后,井田内的一切采掘活动远离以往老空区,对现采掘作业没有影响,2017年综采布置在1904综采工作面,掘进布置在1905掘进面,(掘进按照先后顺序)2018年综采布置在1905工作面,掘进布置在1906工作面,2019年综采布置在1906综采工作面,到2019年9#层工作面全部采完,2010年采掘活动进入11#煤层。

2、3矿井水文地质 根据含水介质性质特征,可划分四大含水岩组,由下至上依次为奥陶系石灰岩岩溶水含水层(简称奥灰)、石炭系砂岩裂隙含水层、二叠系砂岩裂隙含水层、松散层孔隙含水层,现分述如下:
1)、奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层 奥陶系主要为岩溶裂隙含水层,根据大同煤田左云南勘探区(南区)详查地质报告资料,多数钻孔在钻进至石灰岩时漏水,富水性较强,据井田东南侧6km处609号水文孔抽水试验结果,单位涌水量为0.21-0.28L/s.m,渗透系数1.08-1.278m/d,水位标高1201.10m,裂隙发育,且多被方解石充填,本含水层富水性中等,水量较大,水质类型为HCO3-·SO42-Ca2+·Mg2+型水。根据609号水文孔资料推测,本井田奥灰岩溶水水位标高为1204.3m-1204.9m。

2)、石炭系太原组砂岩裂隙含水层 太原组是本区主要含煤地层,9号煤层上部砂岩及K2砂岩是本组主要含水层段,含水层厚10-20m,9号煤层上部砂岩呈半风化状,岩石较为破碎,裂隙发育。本矿在开采9号煤层时,砂岩裂隙水经过冒落带或断层直接进入矿井,矿井涌水量在250m3/d左右,由于矿井排水,太原组地下水位已大幅度下降,在影响半径范围,地下水位已降至9号煤层中。据井田北侧**右玉东洼北煤业有限公司井田内3号水文孔抽水试验,静止水位深149.52m,单位涌水量0.0285-0.04L/s.m,渗透系数0.0856-0.1001m/d,富水性弱。水质类型:HCO3-Ca·Mg型水,矿化度340mg/L,总硬度238.42mg/L,PH值7.07。

3)、二叠系**组及下石盒子组砂岩裂隙含水层 **组地层埋藏较浅,近地表岩石均已风化,属风化裂隙水,该含水层与上部冲积层水局部沟通,富水性弱。有时第四系上更新统与**组地层直接接触,水力联系密切。在矿坑排水疏干范围内,**组含水层已基本无水。据井田北侧**右玉东洼北煤业有限公司井田内3号孔**组抽水试验时,静止水位埋深85.20m,基本已到孔底,成干孔状态。

4)、第四系松散岩类孔隙水含水层 第四系孔隙含水层在本区分布范围较广,含水层为第四系上更新统砂、砂砾石层,厚10.00m左右,以中粗砂、砾石为主,局部富水性较好。据**右玉东洼北煤业有限公司井田内浅层水井资料,出水量300-400m3/d,富水性中等。水质类型为HCO3-Ca.Mg型,矿化度215mg/L,总硬度185.87mg/L,PH值8.30。

2.3.2 矿井充水因素 根据井田水文地质条件和该矿目前涌水情况综合分析,矿井充水因素主要有两个方面:1、充水水源,2、充水通道。

1、充水水源 1)大气降水 大气降水是该矿矿坑水的重要来源,本区属大陆性气候,干旱少雨,年降水集中在7、8、9三个月份,本井田煤层埋藏较浅,大气降水可通过松散堆积物孔隙与基岩裂隙下渗,补给第四系松散岩类孔隙含水层,通过二叠系下统下石盒子组地层补给**组、石炭系太原组砂岩裂隙含水层,从而使得矿井涌水量随着降水量呈动态变化。

2)地表水 井田内无常年性河流,只在井田中部分布一条较大沟谷-大沙沟,平时一般干涸无水,仅雨季时有短暂洪水排泄,由东南向西北汇入源子河,所以地表水对矿井开采影响不大,但是,随着煤矿的开采,顶部岩层将遭到破坏,会使基岩裂隙加大、增多,使地表水涌入巷道,形成水害。因此在开采过程中一定要采取防范措施,井口、堆煤场也要建在最高洪水位之上,以防洪水袭击,造成危害。

3)煤层顶板裂隙水 9、11号煤层顶板主要含水层为石炭系太原组砂岩裂隙含水层。根据井田北侧3号水文孔资料,该含水层节理、裂隙较发育,一般富水性弱,井下涌水主要来自煤层顶板砂岩裂隙水,但随着时间推移,水压及水量均逐渐减少。

4)采空区积水 ①井田内采空区积水 井田内主要开采9、11号煤层,具体采空区积水范围见矿井充水性图。

经计算,井田内9号煤层有3处积水,积水面积约19017m2,积水量约19039m3,11号煤层有3处积水,积水面积约43536m2,积水量约27353m3。

②井田周边采(古)空区积水 井田北部为**右玉东洼北煤业有限公司,该矿开采9、11号煤层,各开采煤层均有不同程度的采空区积水,根据《**右玉东洼北煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》资料,9号煤层与本井田相邻有1处采空区积水,积水量约279900m3,1处采空区积水与本井田东北边界相距约500m,积水量约37700m3,其余采空区积水距离本井田均超过500m;
11号煤层采空区积水与本井田距离均超过500m。

井田东南部为**教场坪集团玉岭煤业有限公司,该矿9、11号煤层有采(古)空区积水,根据《**教场坪集团玉岭煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》资料,9号煤层与本井田东南部相邻有1处采空区,积水量为21000m3,其余采空区积水距离本井田均超过500m;
11号煤层与本井田东南部相邻有1处采空区,积水量为4600m3,其余采空区积水距离本井田均超过500m;
井田东部南阳坡煤矿采空区积水距离本井田均超过500m。

由于本矿及周边各矿均已开采年代较久,所以开采情况较复杂,建议今后要随时调查了解邻矿开采情况,禁止越界开采,以防由巷道相互贯通。在开采煤层时一定要沿古空或采空区留足防隔水煤柱,穿越古空或采空区时一定要先做探放水工作,坚持“预测预报,有掘必探(钻探),先探后掘,先治后采”的原则,严防各类事故的发生。

5)奥灰岩溶裂隙水 井田批准开采9-11号煤层,位于太原组,井田内奥灰水位标高为1204.2m-1205.0m,9、11号煤层底板标高均高于奥灰水位标高,11号煤层最低底板标高为1250m,奥灰水对煤层开采无影响。

2、导水通道 据生产矿井充水情况与井田水文地质条件来看,本矿煤层充水通道主要为煤层开采后形成的导水裂缝带,其次为采空区对应地表形成的地裂缝、地表塌陷,另外封闭不良的钻孔、废弃井筒和陷落柱、断层也可能成为导水通道。

3、矿井水患分析 3、1、1、该矿主要可采煤层为9、11号煤层,其直接充水含水层太原组砂岩裂隙含水层,富水性较弱,但由于其上覆第四系孔隙水富水性局部较强,而且部分地段与**组风化壳直接接触,水力联系密切,第四系孔隙水可通过裂隙带向井下泄流,使矿井涌水量增加。井田奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水性较强,岩溶水水位标高+1204m左右,而11号煤层底板标高为+1249~+1345m,均在+1204m以上,一般不会受到岩溶水的危害。本井田水文地质类型为裂隙、孔隙充水水文地质条件中等矿井。

3、1、2、矿井兼并重组整合前开采形成的老空区积水 根据晋煤重组办发【2009】18号文件《关于朔州市右玉县煤矿企业兼并重组整合方案的批复》,XX煤业有限公司由原**右玉南阳坡西煤业有限公司和原**右玉吐儿水煤业有限公司兼并重组整合而成,井田面积5.5593km2,批准开采9-11号煤层。

经计算,井田内9号煤层原有1处积水,积水通过泄水巷排除,11号煤层有9处积水,积水面积约17490m2,积水量约7890m3。其中Q11-4积水通过泄水巷排除。井田煤层现存采(古)空区积水8处,积水面积合计约19090m2,积水量合计约7890m3。(见表3-1) 采空区积水量估算结果表表3-1 煤层 积水区编号 积水区位置 积水区面积 煤层厚度 积水系数 煤层倾角 积水量 备注 (m²) (m) (°) (m³) 9号 Q9-1 XX煤业2013年采空区 1600 6.22 0.2 4 0 通过泄水巷排除 小计     1600       0   11号 Q11-1 原XX2007年采空区 950 6.5 0.2 5 620   Q11-2 原XX2005年采空区 1400 6.5 0.2 4 910   Q11-3 原XX2001年前采空区 970 5.5 0.2 4 530   Q11-4 原XX2001年前采空区 2000 6.1 0.2 4 0 通过泄水巷排除 Q11-5 原吐儿水2004-2006年采空区 1700 5.9 0.2 4 1000   Q11-6 原吐儿水2005年采空区 820 5.5 0.2 4 450   Q11-7 原吐儿水2005年采空区 950 5.5 0.2 4 520   Q11-8 原吐儿水2005年采空区 3500 3.54 0.2 4 1200   Q11-9 原吐儿水1992-2004年采空区 5200 5.1 0.2 4 2660   小计     17490       7890   合计     19090       7890   其中9号煤层1处积水Q9-1采(古)空区积水位于井田北部XX煤业2013年采空区,原积水通过泄水巷排除。11号煤层9处积水:Q11-1采(古)空区积水位于井田西北部原XX2007年采空区,积水面积约950m2,积水量约620m3;
Q11-2采(古)空区积水位于井田西北部原XX2005年采空区,积水面积约1400m2,积水量约910m3;
Q11-3采(古)空区积水位于井田北部原XX2001年以前采空区,积水面积约970m2,积水量约530m3;
Q11-4采(古)空区积水位于井田北部原XX2001年以前采空区,原积水通过泄水巷排除;
Q11-5采(古)空区积水位于井田西南部原吐儿水2004-2006年采空区,积水面积约1700m2,积水量约1000m3;
Q11-6采(古)空区积水位于井田西南部原吐儿水2005年采空区,积水面积约820m2,积水量约450m3;
Q11-7采(古)空区积水位于井田西南部原吐儿水2005年采空区,积水面积约950m2,积水量约520m3;
Q11-8采(古)空区积水位于井田南部原吐儿水2005年采空区,积水面积约3500m2,积水量约1200m3;
Q11-9采(古)空区积水位于井田南部原吐儿水1992-2004年采空区,积水面积约5200m2,积水量约2660m3。

井田煤层现存采(古)空区积水8处,积水面积合计约19090m2,积水量合计约7890m3。

根据煤矿未来5年采掘规划,5年内不在上述积水区域附近进行采掘活动。

2、物探勘查圈定的兼并重组整合前老空积水或富水异常区 根据 2016年8月**地宝能源有限公司对该矿进行了物探电法,并编制完成了《XX煤业有限公司地面瞬变电磁法勘探报告》及评审意见书;
该次勘探区面积总共为0.36km2,共圈定9号煤层一测区富水区2处,二测区富水区4处(详见表3-2),富水区面积合计约35389m2。

物探9号煤层富水区统计表表3-2 测区编号 编号 面积(m2) 异常区性质 备注 一测区 富水区A1 12291 煤层顶板富水 富水区A2 3255 煤层顶板富水 二测区 富水区B1 356 煤层顶板富水 富水区B2 681 煤层顶板富水 富水区B3 14194 煤层顶板富水 富水区B4 4612 煤层顶板富水 合计 35389 验证了9号煤层一测区富水区A1、富水区A2、富水区B4无水。

根据煤矿未来5年采掘规划,上述9号煤层二测区B1、B2、B3物探富水区,现在矿方井下巷道未掘进到位,无法现在井下进行验证,待巷道掘进到距富水区位置100m处提前进行井下物探和钻探验证,确认无水后再进行采掘活动。

3、1、3、矿井兼并重组后开采形成的采空区积水 XX煤业兼并重组整合后开采9号煤层,新形成的采空区1901、1902、1903工作面,采空区面积分别为83821m2、115428m2、105636m2。水属于流体,随着时间的推移采空区将可能有积水。

3、1、3、周边矿井老空区积水情况 据调查:井田北部为**右玉东洼北煤业有限公司,该矿开采9号煤层,9号煤层与本井田相邻有1处原东洼南2003-2007年采空区积水,积水量约13900m3,其余采空区积水距离本井田均超过500m。

井田东南部为**教场坪集团玉岭煤业有限公司,该矿9、11号煤层有采(古)空区积水,9号煤层与本井田东南部相邻有1处原喜鹊沟1990-2003年采空区积水,积水量为2100m3,其余采空区积水距离本井田均超过500m;
11号煤层与本井田东南部相邻有1处原喜鹊沟2007—2008年采空区积水,积水量为4600m3,其余采空区积水距离本井田均超过500m;
井田东部南阳坡煤矿采空区积水距离本井田均超过500m(见表3-3)。

周边采(古)空区积水统计表表3-3 煤层 积水区编号 积水区位置 积水区面积 煤层厚度 积水系数 煤层倾角 积水量 备注 m² m (°) m³ 9 Q邻9-1 原东洼南2003-2007年采空区 20800 8.90 0.15 3 13900   Q邻9-2 原喜鹊沟1990-2003年采空区 1120 12.5 0.15 2 2100   Q邻11-1 原喜鹊沟2007—2008年积水区 5480 5.6 0.15 2 4600   合计   27400       20600   综上所述,本矿及邻矿煤层采空区积水量约28490m3。以上积存在本井田及邻近矿井煤层采空区和废弃的井巷工程之中的水,尤其是年代久远、缺乏足够资料老空积水,在今后生产过程应加强防范。由于采空区积水为一动态变化过程,同时还随着采掘系统的变化,积水情况会也有所改变。因此须加强探放水工作,严格执行“预测预报、有掘必探,先探后掘,先治后采”的防治水方针,确保矿井今后的安全生产。

3、1、4废弃老窑(井筒) 根据本次调查,井田内现有关闭井口3座:原南阳坡西煤业旧副斜井(关闭),原吐儿水主斜井(关闭)、回风斜井(关闭)。井筒均不在未来矿井采掘区内。

3.1.5陷落柱对老空积水的影响 未发现陷落柱。尽管井田内陷落柱不发育,不过今后不能忽视其他未揭露或隐伏陷落柱对矿井充水的影响,仍须进一步加强探测、研究其导水性。

3、1、6断层对老空积水的影响 根据以往地质资料和井下采掘现状,在未来5年规划采掘区内受采动影响的较大,但从9、11号煤层以往开采情况来看,断层对矿井充水影响均不大;
不过今后不能忽视其它未揭露或隐伏断层对矿井充水的影响,仍须进一步加强探测、研究其导水性。

3、1、7煤层开采后形成的导水裂缝带 工作面回采后顶板冒落所形成的垮塌裂隙属典型的采矿扰动类导水通道。是大气降水、地表水、老空水及顶板含水层水进入回采工作面的通道。矿井煤层开采时,冒落带和采动裂缝高度延伸向上发育,采动裂隙和由此引起的岩层破坏沟通煤层顶板多个含水层,使得顶板裂隙水能进入矿井,增大工作面涌水量,且顶板裂隙水多以淋水形式进入工作面,影响工作面生产环境和生产效率。同时开采下组煤时,若导水裂隙带发育到上部对应的上组煤工作面采空区,会将工作面老空水及煤层顶板含水层水导入下面的工作面。

根据《煤矿防治水规定释义》(2009年)关于煤层开采垮落带和导水裂缝带高度计算公式如下表(表3-5):
垮落带高度公式及导水裂缝高度公式表表3-5 岩性硬度 垮落带高度计算公式 导水裂缝高度计算公式(1)、(2) 备注 坚硬 ∑M-累计采厚 HLi:导水裂缝带高度(m) Hm:垮落带高度(m) M:煤厚(m) 中硬 较软 井田内9、11号煤层直接顶板多为泥岩、粉砂岩、砂质泥岩。属中硬岩石;
根据计算公式,计算各可采煤层垮落带高度和导水裂缝带最大高度取两式之最大值(详见表3-6)。

各煤层垮落带最大高度和导水裂缝带高度表表3-6 煤层 平均层间距(m) 最小-最大 平均 煤层厚度(m) 最小-最大 平均 顶板岩性硬度 最大跨落带高度(m) 导水裂缝带高度(m) 备注 (1) (2) 最终选取高度 9 5.25-14.87 9.53 中硬 18.93 49.35-59.89 56.16 55.83-87.12 71.74 55.83-87.12 71.74 最终选取高度为各项的最大高度。

8.11-18.13 14.54 11 3.40-11.27 6.00 中硬 17.86 43.21-57.70 51.05 46.88-77.14 58.99 46.88-77.14 58.99 经计算:9、11号煤层顶板垮落带高度分别为18.93m、17.86m,导水裂隙带高度最大为87.12m、77.14m。

9、11号煤层间距为8.11-18.13m,平均14.54m,开采11煤层的导水裂缝和顶板垮落带将上延至9号煤层,9号煤层采空区积水对下部11号煤层开采存在水害威胁,开采11号煤层前,必须对上部9号煤层采空区积水进行探测和排放。

XX煤业未来5年在开采规划范围内,经计算9号煤层老空区产生的最大综合导水裂缝带高度为87.12m,上伏基岩厚度约60m,上伏地层厚度约150m,导水裂缝带高度导通第四系孔隙含水层。

4、煤矿防治水分区管理 2016年6月**地宝能源有限公司在煤矿圈定区域内进行地面瞬变电磁法勘探工作,2016年8月编制了《XX煤业有限公司地面瞬变电磁法勘探报告》并通过矿方总工程师组织的专家评审。物探勘查范围在未来5年规划的采掘范围。其成果均较可靠,在采掘作业过程中坚持物探先行钻探验证,化探跟进和预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采的探放水原则。在采掘作业中没有出现大的涌水现象,只有少量顶板淋水。

4、1、水害防治分区划分 在本矿井田范围内共划分为两个区:一个可采区、一个缓采区,划分为2个区:未来5年采掘区(简称“可采区”)、未来5年采掘区外区域(简称“缓采区”)、矿井今后不再开采的区域、采用现有探测手段无法查清老空积水区情况的区域(简称“禁采区”),详见表4-1。

老空积水查明程度分区标准一览表表4-1 序号 分区名称 分区标准 备注 1 老空积水 查明区 指通过采用井下现场踏勘实测、钻探、物探、化探等手段已经基本查明的老空积水区。

简称“可采区” 2 缓采老空 积水区 根据采掘工程平面图推测估算的老空积水区。未通过采用井下现场踏勘实测、钻探、物探、化探等手段勘察的区域。

简称“缓采区” 3 禁采区 矿井今后不再开采的区域、采用现有探测手段无法查清老空积水区情况的区域。

禁采区范围内不得从事采掘活动。

4、1、2、矿井老空积水查明程度分区 XX煤业兼并重组整合前关闭矿井曾开采过9、11号煤层。

本次根据该矿9、11号煤层采掘现状及老空积水情况,对照上节表4-1分区标准,将全井田老空积水可采程度分区如下:
根据5年的采掘活动区域,将9、11号煤层分为未来5年采掘区域和其他区域(详见图4-1、4-2)。

预计未来5年将开采井田9、11号煤层:2017年综采布置在1904综采工作面,掘进布置在1905掘进面,(掘进按照先后顺序)2018年综采布置在1905工作面,掘进布置在1906工作面,2019年综采布置在1906综采工作面,(按照先后顺序进行回采)、掘进布置在11#层1101工作面,2020年综采布置在11#层1101工作面,掘进布置在11#层1102工作面,2021年综采布置在11#层1102工作面,掘进布置在11#层1103工作面,2022年综采布置在11#层1103工作面,掘进布置在11#层1104工作面。

1、可采区 根据现有的采掘工程、物探勘查工程及本次调查成果,全井田内未来5年采掘区为可采区。(详见图4-1、4-2)。

(1)9号煤层 未来5年规划开采9号煤层1904、1905、1906工作面。据本次调查,本矿北部相邻的东洼北煤业整合前原东洼南煤矿的2003年—2007年采空区对1904工作面有一定的影响。

(2)11号煤层 未来5年规划开采11号煤层1101、1102、1103、1104工作面。据本次调查,本矿北部相邻的东洼北煤业整合前原东洼南煤矿的2003年—2007年采空区对1101、1102、1103、1104工作面有一定的影响。整合后开采的1901、1902、1903工作面形成的采空积水对1101、1102、1103、1104工作面有一定的影响。

2、缓采区 全井田除未来5年采掘规划区以外均为缓采区。

4、1、3两区分布范围、拐点坐标、面积 可采区分布在井田东北部,9号煤层可采区由5个拐点坐标圈定(表1-1)面积0.35km2(附图4-1)。

拐点坐标表表1-1 点号 1980年西安坐标系(3°带) X Y 1 4403960.432 38379568.043 2 4403933.560 383800295.795 3 4403512.790 38380287.657 4 4403143.969 38380104.919 5 4403163.389 38379540.075 11号煤层可采区由5个拐点坐标圈定(表1-2)面积0.56km2(附图4-2)。

拐点坐标表表1-1 点号 1980年西安坐标系(3°带) X Y 1 4403960.432 38379568.043 2 4403933.560 383800295.795 3 4403509.342 38380285.948 4 4403143.969 38380104.919 5 4403163.389 38379540.075 9号煤层未来5年采掘范围及井田老空区积水查明程度分区图图4-1 11号煤层未来5年采掘范围及井田老空区积水查明程度分区图图4-2 可采区能满足未来5年开采条件,在采掘过程中做好防治水工作。

3. 采(古)空区积水情况 井田内煤层采(古)空区积水10处:其中9号煤层1处积水Q9-1采(古)空区积水位于井田北部XX煤业2013年采空区,积水通过泄水巷排除。11号煤层9处积水:Q11-1采(古)空区积水位于井田西北部原XX2007年采空区,积水面积约950m2,积水量约620m3;
Q11-2采(古)空区积水位于井田西北部原XX2005年采空区,积水面积约1400m2,积水量约910m3;
Q11-3采(古)空区积水位于井田北部原XX2001年以前采空区,积水面积约970m2,积水量约530m3;
Q11-4采(古)空区积水位于井田北部原XX2001年以前采空区,积水面积约2000m2,积水通过泄水巷排除;
Q11-5采(古)空区积水位于井田西南部原吐儿水2004-2006年采空区,积水面积约1700m2,积水量约1000m3;
Q11-6采(古)空区积水位于井田西南部原吐儿水2005年采空区,积水面积约820m2,积水量约450m3;
Q11-7采(古)空区积水位于井田西南部原吐儿水2005年采空区,积水面积约950m2,积水量约520m3;
Q11-8采(古)空区积水位于井田南部原吐儿水2005年采空区,积水面积约3500m2,积水量约1200m3;
Q11-9采(古)空区积水位于井田南部原吐儿水1992-2004年采空区,积水面积约5200m2,积水量约2660m3。

井田煤层现存采(古)空区积水8处,积水面积合计约19090m2,积水量合计约7890m3。

井田内煤层采(古)空区积水是水患的重点之一,也是今后钻探验证工程的主要对象之一。

4、井下钻探 XX煤业在9号煤层井下钻探工程中使用的钻探设备为:ZL-400型钻机,钻机最大钻探深度为200米。设备性能良好,能按设计布置完成钻探、验证等工程。

XX煤业在兼并重组后积极做了探放水工作,于2009年11月至2010年4月做过探放孔,排出积水量约为2万m3,部分积水已排除。其2009.11.16—2009.12.01期间对井田西北2005—2005年采空区积水进行抽排,排水量2640m3,该处积水已基本排完;
2009.12.10—2009.12.29期间对井田西北2006—2008年采空区积水进行抽排,排水量3300m3,该处积水已基本排完。采掘中通过物探、钻探验证了煤层的含水情况,未见钻孔涌水。验证了9号煤层物探富水区1号和富水区2号无水。在未来5年规划的采掘区域,仍须继续对地面物探和井下调查所圈定的层采(古)空区积水进行探放、验证工程,解除矿井水患威胁,确保矿井生产安全。

4、2、分区防治措施 4、2、1可采区防治水措施 一、物探富水区的防治水措施 物探富水区A1在1904轨道顺槽巷、A2在1904胶带顺槽巷已钻探验证无水。其余物探富水区井下巷道未掘进到位,无法进行钻探验证,待二测区1905轨道顺槽巷113m处时,距富水区B4位置120m处;
1905胶带顺槽巷23m处时,距富水区B4位置120m处;
1906轨道顺槽巷47m处时,距富水区B4位置120m处;
1906胶带顺槽巷95m处时,距富水区B1位置120m处;
结合井下物探、钻探,超前、有序地进行探放水工作,掘进期间如遇巷道顶板淋水,涌水量增大时必须停止掘进并组织探水队加密钻探,在对富水区进行钻探时必须进行单孔设计。1)钻探采用一级套管二级孔结构。套管以后为裸孔,管壁加焊肋骨并缠麻,套管外焊接高压法兰盘,法兰盘外连接装压力表的短接,短接外接高压闸阀。2)用1:0.5浓水泥浆固定套管,钻探采用65mm钻头钻进。3)开孔用Φ127mm钻头,钻进8.2m后下入直径108mm套管8m。4)固定套管后改用直径65mm的钻头继续钻进至终孔。确认无水后再进行采掘活动。

二、老空积水的防治水措施 可采区内虽未发现老空积水区,但必须严格坚持“预测预报、有掘必探,先探后掘、先治后采”的防治水规定。在11号煤层1101备采工作面西北角的低洼处,为上组9号煤层2013年回采形成的采空区,可能有部分积水,结合井下物探、钻探,超前、有序地进行探放水工作,确认无水后再进行采掘活动。

三、构造、断层及陷落柱的防治水措施 遇断层前100m处先物探后钻探验证确定断层具体位置,导水性,再留设相应的防水煤柱。可采区内未发现陷落柱。

探放构造、断层水的原则:1)采掘面附近有含、导水断层,情况不明时;
2)采掘面附近预计有断层,水性不清时;
3)隔水层处于临界状态,有不明断层时;
4)虽然采掘以穿越断层,但上、下水压大,可能断层活化导水时;
5)断层浅部无水,但深部可能突水时;
6)留设煤(岩)柱,但必须探明断层时;
7)采掘面距已知含水断层100m时;
8)采掘面接近推断含水断层100m时;
9)有小断层使煤层与强含水层距离缩短时;
10)构造不明,含水层水压大于2~3MPa时。

探查的主要内容包括:断层的位置、产状要素、水情等;
断层内充填物、裂隙、岩性等;
断层与煤层的实际距离;
断层与其他地质构造、水情的关系;
叠瓦式断层,应确定综合断距;
结合矿图和实际,查明断层的水压、水量、导升高度等。

1)、探放水的注意事项及技术要求 (一)钻场的要求 每处钻场底板破碎或留有残煤的,要对钻场进行处理。钻场周围、巷道要加强支护,确保巷道无空顶,无空帮,帮顶背牢刹实,保证钻探施工人员的人身安全。

(二)通讯要求 钻孔施工受矿调度室统一调度,如发现异常情况应及时通知调度室,施工现场设专用电话一部,随时和调度室保持联系。

(三)瓦检要求 施工现场必须由专人负责检测瓦斯浓度,如瓦斯超限应立即停钻并查明原因同时汇报调度室。

(四)供电保证 钻孔施工期间,由机电科负责在打钻地点通电,加强机电检查,杜绝失爆现象,保证双电源、双回路供电。

(五)排水系统的要求 布置一趟Φ76钢管至探水点,安设扬程不低于40米扬程的潜水泵两台,一台工作,一台备用。排水钢管直接通主水仓然后排出地面。主水仓容积1320立米,Φ133mm钢管,水泵型号MD155-30×8,排水能力155m³/h。

(六)放水要求 钻孔打出水后,单孔出水量通过阀门控制在30m3/h以内,探水队要全过程监测放水,掌握积水量,待水放完,证实无水时,方可结束放水工程。

(七)钻孔施工要求 1、钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定,按设计施工,严格按《煤矿防治水规定》操作,要经常检查设备运转情况,观察孔壁完整程度,防止孔内和机械事故发生,保质保量按期完成钻孔任务。

2、钻探过程中应认真填写探放水原始记录。

3、钻进时操作人员不准离开钻机,并做到“三看”、“二听”、“一及时”。即看给进压力和进尺速度,看泵压表及回水情况,看钻进距离;
听机器运转声,听孔内振动声;
发现异常情况应立即汇报调度室。

5、准确丈量下入孔内钻具及机上余尺,正确计算钻孔深度,并及时校正钻孔方位、倾角。需要站在钻机上丈量余尺时,应停止钻进,以免钻杆回转伤人。

6、严格执行钻具检查制度,对钻杆接头、丝扣磨损、弯曲度等情况认真检查,对质量不好的钻杆严禁使用。

7、钻孔由探水队长负责钻探施工,每班由一名负责人负责协调组织施工。施工人员必须穿戴整齐,扎紧袖口裤腿,以防钻杆缠住伤人。在施工过程中,每班不少于3人。

8、钻进期间如发现水压、水量突然增大、顶钻、进入老空等异常现象时,必须立即停止钻进,不得拔出钻杆。要立即向调度室汇报,并派人监测水情。如果发现情况危急时,关闭防喷装置止水,并立即撤出所有受水害威胁地区的人员,然后采取措施进行处理。

9、放水过程中,探水队安排专人控制放水全过程,通过调节放水阀门,来配合现场水泵的排水能力,防止水淹或冲毁巷道,必要时关闭阀门,暂停放水。同时监测孔内水量、水压,核对放水量,直到老空水放完为止,确保老空水放出。并做好放水记录。

2)、钻孔施工安全措施 (一)严格按照操作规程安装钻机,将钻机固定在钻场底板上,保证钻机牢固,不移位。

(二)钻孔施工前,排水水泵、管路与供电系统必须运行正常,以确保探放水工作的正常进行。

(三)钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定,按设计施工,严格按《煤矿防治水规定》执行。

(四)加强探水地点的支护工作,钻场及其前后10m范围内的巷道支护必须牢固可靠,探放水地点两帮煤壁打锚杆挂网支护,防止片帮冒顶。

(五)在探水地点附近安设专用电话,保证施工地点的通讯良好,如发现异常情况应及时通知调度室。

(六)在探放水期间,专职瓦检员、安全员、地测科人员必须现场跟班,有异常情况,立即向调度室汇报。

(七)钻探施工期间加强供水供电系统检修,严禁设备电缆失爆,保证排水、钻探正常供电。

(八)严格现场交接班制度,交接班时必须将本班进尺、钻孔深度、钻探设备运行状况及存在问题进行交接。每班开工前,必须检查巷顶及两帮的支护情况,发现问题及时处理。

(九)需清理沿途排水沟,保证打钻时用水和打透老空之前的钻孔出水量能及时排出。钻孔施工过程中,安装好孔口管后,应立即安装好孔口安全阀门(耐压2Mpa),钻具从阀门进入孔内进行钻进,钻进过程中,应将阀门开至最大位置,上下钻具过程中,应小心,防止碰坏阀门,每次提钻前后,都要检查阀门启闭情况,保证阀门良好,如发现阀门损坏,立即停止钻进,更换阀门。

(十)钻孔临近水前,应检查阀门,保证性能可靠,确保开闭灵活、可靠,否则立即更换。钻进过程中,发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压水量突然增大、以及有顶钻等异状时,必须停止钻进,不得随意起拔钻具,必须及时将钻具固定,现场施工负责人立即向调度室汇报,并派专人监测水情。如果发现水量过大,水压过高情况危急时,必须立即撤出所有受水害威胁地点的人员,然后采取措施进行处理。

(十一)钻孔施工过程中,施工地点必须保持有足够的风量,若发现停风必须撤人。探放水过程中必须有瓦检员在现场值班,检查空气成分,如果瓦斯或其它有害气体浓度超限,必须立即停止钻进,切断电源,关闭孔口阀门,并向调度室汇报。必要时撤出人员,进行处理。

(十二)钻孔临近水前和钻透老空区放水时,现场施工负责人立即向调度室汇报,由调度室安排中央水泵房排水人员做好排水准备,随时准备排水。

4、2、2缓采区防治水措施 一、物探富水区的防治措施 缓采区未做物探,未来开采时根据实际情况选择是否做物探,如做物探,遇到物探积水区,井下巷道未掘进到位时,无法及时井下进行验证的富水区,待巷道掘进到距富水区位置100m时结合井下物探,超前、有序地进行探放水工作,掘进期间如遇巷道顶板淋水,涌水量增大时必须停止掘进并组织探水队加密钻探。在对富水区进行钻探时进行单孔设计。1)钻探采用一级套管二级孔结构。套管以后为裸孔,管壁加焊肋骨并缠麻,套管外焊接高压法兰盘,法兰盘外连接装压力表的短接,短接外接高压闸阀。2)用1:0.5浓水泥浆固定套管,钻探采用64mm钻头钻进。3)开孔用Φ127mm钻头,钻进8.2m后下入直径108mm套管8m。4)固定套管后改用直径64mm的钻头继续钻进至终孔。确认无水后再进行再采掘活动。

二、老空积水的防治水措施 缓采区内老空积水区。必须遵守以下探放原则:1)积极探放(不得有侥幸心理);
2)先隔离后探放(水体大时);
3)先降压后探放(水压高时);
4)先堵后探放(补给丰富时)。

探水前的主要注意事项:1)检查排水系统。包括水泵、水仓、水沟等,达到最大能力;
2)准备堵水材料。包括坑木、木塞、木板、黄泥、套管、锯、斧等;
3)检查瓦斯。要求0.5%以下;
4)检查支架。要求牢固、完整;
5)检查帮、壁。必要时打木垛;
6)检查水沟。保持畅通;
7)检查安全退路。要求畅通无阻。

未来开采缓采区时,得先确认老空积水积水线、探水线、警戒线,并结合井下物探、钻探,超前、有序地进行探放水工作,确认无水后再进行采掘活动。

三、构造、断层及陷落柱的防治水措施 遇断层或陷落柱前100m处先物探或钻探验证确定断层或陷落柱的具体位置,导水性,再留设相应的防水煤柱。探放构造、断层水的原则:1)采掘面附近有含、导水断层,情况不明时;
2)采掘面附近预计有断层,水性不清时;
3)隔水层处于临界状态,有不明断层时4)虽然采掘以穿越断层,但上、下水压大,可能断层活化导水时;
5)断层浅部无水,但深部可能突水时;
6)留设煤(岩)柱,但必须探明断层时;
7)采掘面距已知含水断层100m时;
8)采掘面接近推断含水断层100m时;
9)有小断层使煤层与强含水层距离缩短时;
10)构造不明,含水层水压大于2~3MPa时。

探查的主要内容包括:断层的位置、产状要素、水情等;
断层内充填物、裂隙、岩性等;
断层与煤层的实际距离;
断层与其他地质构造、水情的关系;
叠瓦式断层,应确定综合断距;
结合矿图和实际,查明断层的水压、水量、导升高度等。

缓采区内未发现陷落柱。

4、2、3、技术措施 1、加强矿井关于老空水分布的特征、变化及其影响因素的探索和研究,建立完善的水文动态观测系统和矿井水文各类台账,为矿井对老空水的防治提供科学依据,做到有针对性、有效性、可靠性、可行性的安全防治。

2、井下巷道基本沿煤层布置,在巷道的低洼处装配排水水泵,确保矿坑水先排入水仓,经常检查排水管路、水泵工作状态;
如在实际开采过程中涌水量增大,可根据实际情况增设临时水仓,并增加水泵数量或更新水泵型号。

3、采掘工作面顺槽须配备探放水设备使用;
矿井掘进工作面要严格执行物探先行、化探跟进、钻探验证的探放水措施,认真做好井下探放水工作。

4、对通往老空区的废巷道必须封闭,但须留设泄水孔。

5、根据实际开采计划和巷道掘进进度,编制相应的年、季、月度防治老空水计划和探放水设计,有序地对尚未疏放、验证的9、11号煤层老空积水区及其周边的巷道进行探放、验证;
尤其在穿越未充填的旧井筒及其周边的巷道时,须提前进行探放水验证工程,待查明前方情况后,确认安全时方可掘进。

6、在井田边界、老空区、村庄等附近,须留设足够的保安煤柱;
如设计采掘工程要经过老空区,则须须提前进行探放水验证工程,待查明前方情况后,确认安全时方可掘进。

7、今后在开采9号煤层过程中,须加强探放水工作,并在调查或物探圈定的9、11号煤层老空积水区外围,按《煤矿安全规程》规定划定探水边界线和探水警戒线;
必须坚持“预测预报,有掘必探,有采必探、先探后掘,先治后采”的探放水原则。

8、今后在开采9、11号煤层老空区地表,须随着开采进度重点进行地表塌陷、地裂缝定期检查,并及时组织力量回填密实,以防雨季大气降水、地表水灌入井下;
同时在井田中部支叉冲沟附近,进行地表塌陷、地裂缝适时监测工作。

9、矿井应建立井田各含水层水质特征标准和9、11号煤层老空水水质特征标准,以便对照、辨别、区分各含水层水和老空水。

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