東井煤礦礦井充水因素分析地質(zhì)畢業(yè)論文

1、東井煤礦礦井充水因素分析地質(zhì)畢業(yè)論文 東井煤礦礦井充水因素分析地質(zhì)畢業(yè)論文 畢業(yè)論 文題目：東井煤礦礦井充水因素分析 學(xué)生姓 名系部 班級指 導(dǎo)教師 2011 年 11 月 5 日目錄第一章緒論 .2 第 二章礦井概況 .4 第三 章地層 .6 第一節(jié)地層的劃分 6 第二節(jié)含煤地層 .8 第四章鶴濟(jì)東井煤礦 構(gòu)造特征 .10 第 五章 其它影響礦井開采的因素 .10 第一節(jié) 瓦斯、煤塵和煤 的自燃 .10 第二節(jié) 地溫和地壓 .12 第三節(jié) 巖漿活動 .13 第 六章 鶴濟(jì)東井煤礦水 文地質(zhì)情況 .13 第一節(jié) 主要含水 層.13 第二節(jié) 主要隔水層 .15 第七章 礦井充水因素分析及 礦井防

2、治水 措措施 17 第一節(jié)礦井充水對本礦井開采的影 響 17 第二節(jié) 礦井充水因素分析 18 第三節(jié) 礦井防治水措 施 22 第八 章結(jié)論 .24 第一章緒論我國是一個煤炭資源 豐富的國家，在我國煤炭 資源儲量中，有很大一部分受水害 威脅。在已建成和正在開采的礦井中，多數(shù)礦井受周邊小窯及老 空水威脅，水害十分嚴(yán)重。煤礦水害給國家和人民生命財產(chǎn)造成的損失是巨大的。所以水害的威脅就成了煤礦生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一，我們必 須提高警 惕，做好煤礦防治水工作。煤礦開采多處于地下作業(yè)，在井巷開拓和回采過程中， 不可避免 的要接近、揭露或波及破壞某些含水層。在開拓和回采作業(yè)場所所處的地質(zhì)構(gòu)造部位，含水層的富 水

3、性、可 能的補給水量，以及工程對含水層的揭露、貫穿或 波及破壞程度。因此，煤礦生產(chǎn)建設(shè)的整個過程，都存在著與地下水的斗 爭，礦井 的生存與發(fā)展，都與這一斗爭息息相關(guān)。水害是煤礦的五大災(zāi)害之一，防治水寒是煤礦安全生產(chǎn)工 作的重中 之重。礦井投產(chǎn)至今，從已采的東部、 南部煤田揭露的水文地質(zhì) 情況分析， 礦井涌水量較大，礦井開采過程中出現(xiàn)過規(guī)模較 小的透水事故（與礦 區(qū)東部相鄰的馬莊礦因 2009 年一次重 大透水事故而關(guān)閉）。此次對礦井充水條件及其防治措施的研究加強了我對礦 井工作新的認(rèn)識。同時也提高了我對礦井水害方面的認(rèn)識。礦井開采受水害影響情況分析 本文首先簡要介紹了東 井礦的礦井地質(zhì)構(gòu)造，地

4、層，水文地質(zhì)情況及受水害情況， 在此基礎(chǔ) 上研究本地區(qū)礦井充水因素及防治水措施。本地區(qū)處于太行山南麓，克井盆地中部，地貌為山前沖， 地表大 部分為第四系沖、洪積物覆蓋，地勢北高南低，地形 相對開拓，地表 水易排泄，但在雨季本地區(qū)降水較多，對井 下涌水量有很大影響，礦 區(qū)常年積水為引沁濟(jì)蟒渠，在礦區(qū) 北部自東向西流過，灌溉季節(jié)對礦井的涌水量有很大影響影響二 1 煤層開采的二 1 煤層頂板碎屑巖裂隙含水層、 太原組上 段巖溶裂隙含水層。正常情況下，奧灰水對開采二 1 煤層影響不大，但在漭河 附近的采掘活動對其影響較大，此外礦井內(nèi)的采空區(qū)積水為 礦井重要 的沖水水源。關(guān)鍵詞： 充水因素，防治水措施，

5、涌水量。第二章 礦井概 況一、生產(chǎn)建設(shè)情況 鶴濟(jì)東井煤業(yè) 為整合技改礦井。整合重組前的濟(jì)源市克井鎮(zhèn)東井煤業(yè)有限公司，成立于2005 年 5 月，由原濟(jì)源市大社東井煤礦、大社二礦、盤古礦 三個礦 井整合而成， 企業(yè)性質(zhì)為有限公司， 2006 年 7 月批復(fù) 進(jìn)行技改。井田走向長 1280 米，傾斜長（平均） 692 米，由 15 個拐 點連線 圈定，開采標(biāo)高 -130 米一 +190 米，井田面積 0.8864km2 。主采二 1 煤層，煤層厚度 3.83 7.86 米，平均 5.23 米，煤 層傾 角 18°左右，可采儲量 126.07 噸，設(shè)計能力 15 萬噸 /年, 可服務(wù)年限

6、6.5 年。開拓方式為三立井單水平上下山開拓。即主井為進(jìn)風(fēng)井和主提升井，直徑4.5 米，副立井為進(jìn)風(fēng)井和擔(dān)負(fù)人員升降及材料運輸，直徑3.6 米，風(fēng)井為礦井的專用回風(fēng)井，直徑 2.2 米，通風(fēng)方式為中央邊界式。礦井屬低瓦斯礦井，煤層不易自燃，煤塵無爆炸危險性。 礦井水文地質(zhì)條件為簡單型，區(qū)內(nèi)無斷層，礦井主要充水因素為第四系、二疊系、石炭系及奧陶系地下水和大氣降水， 威脅礦井安全的主要水源為南部采區(qū)及老窯積水和風(fēng)化帶 水，以及引沁濟(jì)漭渠的滲水。礦井正常涌水量 180m3/h ，最大涌水量為 350m3/h 。二、礦井技改項目批復(fù)情況（一）基建技改項目名稱：鶴濟(jì)東井煤業(yè)有限公司（原：克井鎮(zhèn)東井煤業(yè)有

7、限公司） （二）設(shè)計單位： 義馬廣宇工程設(shè)計咨詢有限責(zé)任公司 （三）批復(fù)機關(guān)、批 文、文號：濟(jì)資源整合 20052 號文對克井鎮(zhèn)東井煤業(yè)有限公司進(jìn)行了 批復(fù)。 礦井技術(shù)改造初步設(shè)計由義馬廣宇工程設(shè)計咨詢有限公 司設(shè)計， 經(jīng)濟(jì)源市安監(jiān)局評審，于2006 年 7 月 4 日濟(jì)安監(jiān)200684 號文批復(fù)。礦井技術(shù)改造初步設(shè)計安全專篇說明書，由義馬廣宇工 程設(shè)計有 限公司編制，經(jīng)豫西分局審查，于 2006 年 7 月 19 日豫西煤安監(jiān) 200638 號文批復(fù)。礦井施工組織設(shè)計由河南華康盈利工程技術(shù)咨詢有限公 司設(shè)計， 經(jīng)濟(jì)源安監(jiān)局批準(zhǔn)。技術(shù)改造開工申請經(jīng)濟(jì)源安監(jiān)局審查， 于 2006 年 7 月 2

8、0 日濟(jì)安監(jiān) 200698 號文批復(fù)。2007 年 11 月根據(jù)礦井實際情況， 對原設(shè)計的運輸巷、進(jìn)行了米區(qū)位置、設(shè)備選型（風(fēng)機、水泵、井下變壓器、副井絞車） 修改修改初步設(shè)計和安全專篇說明書均由原設(shè)計單位進(jìn)行。修改后的初步設(shè)計經(jīng)濟(jì)源市煤炭管理局評審，于 2007 年11 月 28 日濟(jì)煤管 200765 號文批復(fù)。修改后的安全專篇說明書經(jīng)豫西分局審查，于 2008 年 5 月 4 日豫西煤安監(jiān) 200852 號文批復(fù)。出于政策原因，由于礦井名稱的變更，于 2011 年 5 月委托河南祥泰安全評價有限公司對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化修改，現(xiàn)設(shè)計 修改2011 年 8 月份通過復(fù)工驗收， 現(xiàn)在處于停工停產(chǎn)階段

9、， 只 進(jìn)行通風(fēng)排水工作。礦井井筒坐標(biāo)見表主、畐 9、風(fēng)井井口坐標(biāo) 名稱 三度帶坐標(biāo) X 丫 Z 主（立）井 3896117 38374280 +270 副（立） 井 3896088 38374296 +270 風(fēng)井 3896085 38374978 +236.50（四）礦井排水系統(tǒng) 礦井新的水倉、泵房沒有施工結(jié)束， 排水采用臨時系統(tǒng)。二臺 MD280 43X7 排水泵，一臺使用，一臺備用，檢修泵為 D155 30X9 。二趟八寸排水管，一趟使用，一趟備用。第三章地層第一節(jié)地層的劃分本區(qū)地表均為第四 系覆蓋，據(jù)區(qū)域 鉆孔及生產(chǎn)礦井揭露資料，該區(qū)主要地層由 老至新有奧陶系中統(tǒng)上馬 家溝組、石炭系

10、本溪組、石炭系太 原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下統(tǒng)石 盒子組、上統(tǒng)石盒子組和 第四系，現(xiàn)分述如下：一、奧陶系中統(tǒng)（ 01 ）（一）上馬家溝組（ O2S ）下部為紅黃色夾淺灰色角礫狀灰?guī)r，上部為灰?guī)r夾花班狀灰?guī)r，巖堅硬性脆，夾薄層泥質(zhì)白 云巖和灰質(zhì)白云 巖，厚度約 250 米，與上覆石炭系本溪組呈 平行不整合接觸。二、中上石巖統(tǒng)（ C2+3 ）（一）本溪組（ C2b ）該組下自奧陶系頂部的平行不整合界 面、上至 太原組頂部的 L1 灰?guī)r，厚度 2.5 16.08 米，平均 厚度 15.0 米左右。 底部為淺灰色鋁質(zhì)泥巖夾紫色鐵質(zhì)泥巖。下部為深灰色砂巖和泥巖，夾煤線，含植物化石。 中部為中粗粒硅質(zhì)膠結(jié)

11、的石英砂巖。上部為深灰色鋁質(zhì)泥巖，具鮞狀結(jié)構(gòu)，局部夾煤線。與上覆太原組呈整合接觸。（二）太原組（ C3t ）該組下自 L1 灰?guī)r下部的石英砂巖、上至 L8 灰?guī)r。總厚 57.60 68.0 米。為一套海陸交互相沉積構(gòu)造。主要由灰?guī)r、砂巖及煤層煤線組成。一般含 3 5 層灰黑色石灰?guī)r及燧石灰?guī)r。與上覆山西組呈整合接觸。三、二疊系下統(tǒng)（ P1 ）（一）山西組（ P1S ）為一套河湖相碎屑沉積構(gòu)造。 由深灰色砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖組成，厚 0 85 米。 該組為本區(qū)二 1 煤層的賦存層位，根據(jù)巖性組合，大致分 為三段： 下段：下部為灰色粉砂質(zhì)泥巖，含少量云母碎片及硅質(zhì)結(jié)核，上部 為炭質(zhì)泥巖及二 1煤層

12、，二 1煤層呈灰黑色，塊狀一粉末狀， 厚 4.80 8.14 米，一般厚 5 米。該段厚度一般為 20 米左右。中段：為淺灰一灰白色含云母中細(xì)粒砂巖及砂質(zhì)泥巖，層面普遍含 炭質(zhì)，局 部可見方解石細(xì)脈。該段厚 0 25.47 米。上段： 以深灰色含云母砂質(zhì)泥巖為主，夾泥巖及砂巖薄層，下部可 見鮞狀結(jié) 構(gòu)，上部裂隙發(fā)育，該段厚 047.22 米。其頂部常夾有 1 2 層灰一深灰色的鮞狀泥巖，是見二 1 煤層的間 接標(biāo)志層。（二）石盒子組（ P1X ）該組下自山西組頂部的鮞狀灰 巖、上至上石盒子組底部的含礫長石砂巖總厚 209.17 米。根據(jù)顏色及巖性組合可分為上、下兩段，其中上段厚0 116.17

13、 米，主要巖性為灰 一淺灰色粉砂巖及砂質(zhì)泥巖組 成，夾有細(xì)粒砂巖及泥巖。該段底部一般含一層灰 一灰白色中粗粒長石石英砂巖。 上段主要巖性為紫 一灰綠色砂巖及砂質(zhì)泥巖組成，夾泥 巖薄層， 該段區(qū)內(nèi)出露厚度0 93 米。（三）上統(tǒng)石盒子組（ P2S ）下部為灰白色細(xì)粒砂巖， 局部為 含礫粗粒巖。中部為淺灰色泥巖，砂質(zhì)泥巖互層，局部夾鋁土質(zhì)泥巖。 上部為土黃色泥巖、灰色鋁土質(zhì)泥巖及灰綠色砂巖組成， 泥巖中有 紫色斑塊。因剝蝕，厚度不全，該組厚 0 120 米左右。四、第四系（ Q ）以黃土為主，次為黃色亞粘土，局部夾鈣質(zhì)結(jié)核，底部常夾礫石層。厚度 10 30 米。 與下覆地層呈角度不整合關(guān)系。第二節(jié)

14、 含煤 地層一、煤層 本礦區(qū)含煤地層為石炭 系、二疊系下 統(tǒng)山西組，平均地層厚約 5.58 米，含煤系數(shù) 5.8%。其中賦予山西組下部的二 1 煤層為本礦區(qū)可采煤層，可采 煤層厚度 3.83 米 -7.86 米，平均厚度 5.23 米左右。1 煤層的標(biāo)志層特征為：（一）下石盒子底部的一層灰白色中-粗粒石英砂巖作為山西組合下石盒子組的分界標(biāo)志層。（二） 距二 1 煤層頂板 29.92 米 -70.37 米，一般 52.69 米 處 的泥巖、砂質(zhì)泥巖中常夾有一層灰、深灰色鮞狀泥巖，較 穩(wěn)定，該層 厚 0.14-4.16 米，一般厚度 1.30 米，為二 1 煤層 輔助標(biāo)志層。（三）二 1 煤層頂板

15、為含云母砂巖， 頂板與煤層間呈過 度關(guān)系， 常夾有 0.81-1.03 米的炭質(zhì)泥巖，易認(rèn)，全區(qū)分布穩(wěn)定。（四）二 1 煤層，黑色，深黑色，亞金屬光澤、玻璃光 澤，與 圍巖界限清楚，標(biāo)志明顯。（五）二 1 煤層底板為炭質(zhì)泥巖與泥巖互層， 含硅質(zhì)結(jié) 核， 科 作為二 1 煤層的直接標(biāo)志層。二 1 煤層： 位于山西組下部，距太原組頂部燧石灰?guī)r層約 20 米左右，層位穩(wěn)定，厚度約 3.83-7.86 米，平均 5.23 米 區(qū)內(nèi)煤層厚度呈西部薄，東部厚?？傮w產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致。煤層特征表煤組煤層煤層厚度（ m ）煤層結(jié)構(gòu)煤層 間距頂?shù)装鍘r 性穩(wěn)定性傾角視密度 t/m3 備注最小最 大平均最小最大

16、平均夾矸煤層夾 面總厚度（m）頂板底板 山西組 二 1 3.83 7.86 5.23 10.5 15 13 0 0 鮞狀灰?guī)r 砂 質(zhì)泥巖、泥巖 穩(wěn)定 10° 25 ° .66 全部可采 二、煤質(zhì)一）煤巖成分、結(jié)構(gòu) 礦區(qū)二 1 煤層呈黑色、深黑色，呈 亞金屬光澤為塊狀、質(zhì)硬，呈玻璃光澤的粉末狀，疏松。該礦二 1 原煤呈塊狀及粉末狀相間出現(xiàn)，煤巖組分以鏡煤、亮煤為主，暗煤次之，煤炭類型為半暗型 一半亮型煤。具條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。 斷口為貝殼狀及不平坦?fàn)睿植苛严睹姹话咨}質(zhì)薄膜及 褐紅色鐵質(zhì)薄膜浸染，視密度1.66 噸 /米 3。根據(jù)本區(qū)地質(zhì)勘探資料及礦井實際揭露情況和臨近礦

17、井開采實際，二 1 煤層厚度一般為 0.8 8.14 米，平均為 5 米 左右，本礦區(qū)煤層厚 3.83 7.86 米，平均厚度 5.23 米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，屬 I 型較穩(wěn)定型煤層。根據(jù)本礦對二 1 煤層采樣，根據(jù)濟(jì)源市煤質(zhì)檢驗中心化 驗報告， 二 1 煤層煤質(zhì)特征簡述如下： 煤質(zhì)分析結(jié)果表礦別煤層編號水分 （ %） 灰水（ %）揮 發(fā)分（ %）固定碳（ %）全硫（ %）發(fā)熱量（ MJ/KG ） 東 井煤礦 二 1 2.56 11.43 4.51 79.67 0.6 25.14 盤古煤礦 二 1 2.56 13.50 3.30 78.4 0.6 25.14 第四章 鶴濟(jì)東井煤礦構(gòu)造 特

18、征 本礦 區(qū)地處華北地臺山西臺隆與華北拗陷接壤地帶。次級構(gòu)造單元屬克井單斜構(gòu)造盆地之康村向斜東翼，地層 呈單斜產(chǎn) 出，走向北東70°左右，傾向北西，傾角10 25°礦區(qū)范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造。本煤業(yè)公司的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度類型屬簡單型。 第五章其它影響開采的因素 第一節(jié)瓦斯、煤塵和煤的 自燃一、煤層瓦斯 東井煤礦因礦井技改停產(chǎn)，沒有最近兩 年的瓦斯等 級鑒定資料，根據(jù) 2006 年 4月 15 日河南省煤 炭工業(yè)局關(guān)于對濟(jì)源市地方國有煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的 批復(fù)（豫 煤安 2006: 190 號）, 鑒定礦區(qū)內(nèi)鶴濟(jì)東井煤礦 二 1煤層的全礦井 瓦斯絕對涌出量 0.1m3/min

19、 ，相對涌出量 1.8m3/t ; 瓦斯鑒定等級均為低瓦斯，省局批復(fù)等級均為低瓦 斯礦井。根據(jù)礦區(qū)內(nèi)老井資料，本區(qū)在未曾發(fā)生過瓦斯爆炸事故。隨著煤層開采深度的增加，不利于煤層瓦斯向外界的運移 和逸散， 有可能造成煤層瓦斯的局部富集，因此，建議在礦 井未來的生產(chǎn)過程 中應(yīng)加強礦井通風(fēng)和瓦斯監(jiān)測工作，避免 因煤層瓦斯?jié)舛瘸藁蚓植?富集而造成不應(yīng)有的損失。二、煤塵的爆炸性根據(jù)河南省煤炭工業(yè)局關(guān)于對濟(jì)源 市地方國有煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復(fù) （豫煤安 2006: 190 號）鑒定礦區(qū)內(nèi)二 1 煤層無煤塵爆炸危險性， 詳見表 煤 塵爆炸 性鑒定報告表 送樣編號采樣地點化驗編號工業(yè) 分析（ %）爆炸性試

20、驗 爆炸性水分 Mad 灰分 Ad 揮發(fā)分 焦渣特征 火焰長度（ mm ）抑制煤塵 爆炸最低巖粉量（ % ）Vd Vdaf 1 總回平巷 2005-42 1.09 58.01 9.83 23.25 3 0 0 無 2 回風(fēng) 上山 2005-42 2.19 32.07 4.40 6.47 3 0 0 無 備注 上 述兩個煤樣均 無煤塵爆炸性危險 根據(jù)資料，在二 1 煤層的 開采過程中，未發(fā)生過煤 塵爆炸事故。為防患于未然，建議開采過程中加強通風(fēng)防塵措施，降低 井下煤塵 濃度，保證井下生產(chǎn)安全。三、煤的自燃 根據(jù)河南省煤炭工業(yè)局關(guān)于對濟(jì)源市地 方國有煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復(fù)（豫煤安 2006 1

21、90號），鑒定礦區(qū)內(nèi)二 1 煤層自燃發(fā)火等級均為不易自燃，詳 見表煤炭自燃傾向等級鑒定報告表試樣編號 煤層名稱采樣地點 工業(yè)分析（% ）著火溫度（C） T自燃傾分類Mad Ad Vdaf T 氧 T原 T還 2005-42 二 1 煤層上山 11 采區(qū) 1.09 57.72 23.25 378 380 390 12 三類 2005-42 二 1 煤層上山 11 采區(qū) 2.19 32.07 6.47 405 412 432 27 三類備注一類：容易自燃；二類：自燃；三類：不易自燃根據(jù)資料，區(qū)內(nèi)二 1 煤層屬中高變質(zhì)的無煙煤 一貧煤，其 還原程度高，燃點高，屬不易自燃煤，各煤礦在開 采過程中均未發(fā)

22、生 過煤的自燃現(xiàn)象。第二節(jié)地溫和地壓 一、地溫?fù)?jù)區(qū)域資料，該礦區(qū)地溫 值 20C 左右，屬低溫、低梯度變化區(qū)。另據(jù)礦方介紹，由于本礦二 1 煤層埋藏淺薄，地溫一般為18 22 C,故本礦井無熱害影響，屬地溫正常區(qū)。二、地壓目前本礦沒有開展對地壓大小的測定工作，有關(guān)地壓大小，目前只是停留在礦方對井巷支護(hù)物變形、損壞，頂板掉塊、冒頂，圍巖片幫及底板有無鼓脹情況的觀察來說明地壓的大小。根據(jù)調(diào)查，該礦井開采二1 煤層時，一般地壓不大，井巷圍巖受擠壓變形較小，但采掘中有輕微片幫、底板鼓脹現(xiàn) 象。第三節(jié) 巖漿活動 本區(qū)域范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖侵入。第 6 章鶴濟(jì)東井礦水文地質(zhì)情況 第一節(jié)主要含水層 本礦區(qū)內(nèi)

23、主要分布的含水層及隔水層：一、巖溶裂隙含水層（一）奧陶系 ? 寒武系巖溶裂隙含水層 奧陶系、寒武系碳 酸鹽巖在井田周圍有大面積的分布，奧陶系與寒武系之間無 明顯的隔 水層存在。由于在濟(jì)源煤田內(nèi)該含水層研究的程度較低，僅對奧陶系 地層進(jìn)行過 1 次抽水，單位涌水量僅 0.085 L/s m, 水位標(biāo)高 169.83m ， 低于太原組巖溶裂隙水的水位（約 225m ），與一般的規(guī)律不相符，據(jù)此分析，奧陶系 ? 寒武系巖溶裂隙水的水 位在標(biāo)咼 250m 左右。一般情況下該含水層為二 1 煤層的間接充水含水層，上距二 1 煤底約 70m ，正常情況下對開采二 1 煤層影響影響不大。但在林場斷層附近開采

24、煤層時，對煤礦安全威脅。（二）太原組下段巖溶裂隙含水層 含水層性為石灰?guī)r，由 L1? L4 石灰?guī)r組成，其中 L1 較發(fā)育，石灰?guī)r總厚度約10m 。在原克井井田勘探中未對該含水層未進(jìn)行單獨抽水，而是段巖溶裂與太原組上段混合抽水，一般情況下，其富水性與太原組上 隙含水層的富水性相近，水位亦與太原組上段巖溶 裂隙水相近而略高 于太原組上段。般情況下該含水層為二 1 煤層的間接充水含水層，上距二 1 煤底約 45m ，正常情況下對開采二 1 煤層影響影響不 大但遇構(gòu)造裂隙帶對開采煤層時，對煤礦在一定的影響（三）層 含水層性為石灰?guī)r， 由 L7 ? L9 石灰?guī)r組成，其中 10m 。太原組上段巖溶裂隙

25、含水L7 較發(fā)育，石灰?guī)r總厚度約在原克井井田勘探中在標(biāo)高100? 160m 有 6 孔遇 0.1?1.02m 高的溶洞，說明太原組上段巖溶裂隙發(fā)育該含水層為二 1 煤層的底板直接充水含水層，上距二1煤層底板 8m ，天然條件下，太原組巖溶裂隙水不易進(jìn)入二1煤層，在開采二 1 煤層條件下，由于對煤層底板的擾動破壞， 太原組 上段巖溶裂隙水會進(jìn)入礦井，因此太原組上段巖溶裂 隙水對礦井影響 較大二、碎屑巖裂隙含水層（一）二 1 煤層頂板碎屑巖裂隙含水層 含水層巖性為中粒 砂巖，井田內(nèi)及附近一般有1? 3 層，厚度 5.8? 55.51m ，一般約 30m ，裂隙較發(fā)育，但多被方解石充填。該含水層在與

26、第四系接觸部位接受孔隙水補給，在礦井采 空為裂隙水礦井。據(jù)抽水資料，單位涌水量 0.0056 ? 0.014L/S m ?該含水層 的富水 性弱。中粒砂巖的滲透系數(shù) 0.0111 ? 0.0928m/d , 水位標(biāo)高 165.98 ? 225.37m 。山西組碎屑巖裂隙水的 pH 值 7.80? 7.90 ，溶解性固體0.229 ? 0.324g/L , 水化學(xué)類型為 HC03 Ca Mg 水。該含水層為二 1 煤層的頂板直接充水含水層，在開采條件下，其中的裂隙水會進(jìn)入礦井，對開采二 1 煤層有一定的 影響，由于其富水性弱，一般以淋水及小股狀進(jìn)入礦井，一般不會對礦井的安全構(gòu)成威脅。（二）下石盒

27、子組碎屑巖裂隙含水層 含水層巖性為為中 粒砂巖，井田內(nèi)及附近一般有2? 12 層，厚度 33.03 ?108.96m , 般約 30? 40m ，裂隙較發(fā)育，但多被方解石充填。該含水層在與松散層部位接受孔隙水補給，裂隙水順巖層 傾向向深 部徑流于盤古寺斷層與巖溶裂隙水匯合。據(jù)抽水資料，單位涌水量 0.0206L/S m ?該含水層的富水性 弱。中粒砂巖的滲透系數(shù) 0.02399m/d ，水位標(biāo)高 243.05m 。裂隙水的pH值為8.00,溶解性固體0.441g/L ,水化學(xué)類 型為HCO3 Ca? Mg 水。下石盒子組在該區(qū)無出露，因此下石盒子組含水層接受松 散巖類孔 隙水補給。該含水層為二

28、 1 煤層的頂板間接充水含水層，在開采條件下，其中的裂隙水一般不會進(jìn)入礦井，對開采二 1 煤層幾 乎無影響。（三）松散巖類孔隙含水層 井田及周邊松散層厚 12.58 ? 94.15m （即第四系至古近系 ），由黃土及砂礫石層及礫巖組成， 其中 的砂礫石層和礫巖為含水層，分布的連續(xù)性差，據(jù)鉆孔 揭露的砂礫石 層厚度 2.24? 8.78m ,單位涌水量為 1.51L/S m , 富水性強；新近系中 的礫巖富水性相對較弱。松散巖類孔隙水接受大氣降水的補給， 其徑流方向與地面 傾向一致。 該含水層為二 1 煤層頂板間接充水含水層，一般情況下 對開采 二 1 煤層無影響，但在二 1 煤層上基巖厚度較薄

29、時， 孔隙含水層成為 二 1 煤層頂板直接充水含水層， 對開采二 1 煤層有一定影響，但由于該 含水層連續(xù)性差，一般不會造成 水害。第二節(jié)主要隔水層一、本溪組隔水層據(jù)河南省冶金煤 炭廳勘探第 三隊 1969 年提交的河南省濟(jì)源縣克井勘探區(qū) 地質(zhì)勘探報告書， 本溪組厚度 2.5? 16.08m ，平均 6.14m 。由鋁土質(zhì)泥巖、泥巖和薄煤層組成。該隔水層在厚度正常情況下隔水性能良好，可阻止太原組 下段和奧 陶系 ? 寒武系巖溶裂隙水的水力聯(lián)系，但在厚度小的地段或斷層附近將失去隔水作用。二、太原組中段隔水層 太原組中段砂泥巖段平均厚15?30m, 由巖性以泥巖、粉砂巖、砂巖為主、薄層組成。該隔水

30、層在厚度正常情況下隔水性能良好，可阻止太原組上、下段和巖溶裂隙水的水力聯(lián)系，但在斷層附近將失去隔 水作用。三、二 1 煤層底板隔水層系指太原組石灰?guī)r頂面至二 1 煤層之間的泥巖、砂質(zhì)泥巖，據(jù)以往資料，泥巖、砂質(zhì)泥巖 厚 10m ，在自然條件下，可阻止太原組段巖溶裂隙水進(jìn)入二1 煤層，但在開采條件下，由于采礦引起的煤層底板擾動破 壞，使該隔水層失去隔水作用四、二 1 煤層頂板隔水層 系指開采煤層引起的裂隙帶之 上的泥巖、 砂質(zhì)泥巖和細(xì)粒砂巖組成的隔水層，一般指下石 盒子組中的泥巖、砂 質(zhì)泥巖和細(xì)粒砂巖組成的隔水層，厚度0.5? 1.5m ，層位穩(wěn)定，有較好的隔水能力，可阻止下石盒子 組中裂隙水進(jìn)

31、入礦井。（一）巖溶裂隙水的補、徑、排條件 天臺山背斜以東巖溶 裂隙含水 系統(tǒng)的補給區(qū)為碳酸鹽巖分布區(qū)，主要為大氣降 水，其次為沁河、蟒 河的河水的補給。大氣降水不僅在碳酸鹽巖裸露區(qū)補給巖溶裂隙水，而且在 太行山山 脊線至碳酸鹽巖之間的古老地層的大氣降水在地 面形成徑流也補給巖 溶裂隙水，雖其補給量無人準(zhǔn)確計算， 但從太行山山脊線至碳酸鹽巖 裸露歐面積大的實際情況分 析，其補給量相當(dāng)大。流方向由（二）巖溶裂隙水的徑流條件 巖溶 裂隙水在碳酸鹽巖裸露區(qū)得到補給后，在盤古寺斷層以北，巖溶裂隙水的大致徑 北西向南東，在盤古寺斷層以南，巖溶裂隙水的大 致徑流方向由南西 向北東，至盤古寺斷層巖溶裂隙水由西

32、向 東。（三）巖溶裂隙水的排泄條件 在自 然條件下，巖溶裂隙 水的排泄為徑流，即巖溶裂隙水在天臺山背斜以東的碳酸鹽 巖裸露區(qū)得到補給后， 在盤古寺斷層匯集， 由西向東徑流至 焦作煤田。在現(xiàn)狀條件下，天臺山背斜以東巖溶裂隙含水系統(tǒng)內(nèi)礦井 較多，巖 溶裂隙水一部分由礦井排出， 但大部分為徑流排泄。第 7 章礦井充水因素 分析及礦井防治水措施 第一節(jié) 礦井充水對 本礦井的影響 一、造成頂板淋水，巷道積水， 老空區(qū)積水使工作面及其附近巷道空氣潮濕，工作環(huán)境惡 化，影響工 作人員的身體健康。本礦上層煤層在先前采掘活動中已經(jīng)被采動過，并且已 經(jīng)有一定 的時間，采空區(qū)有大量的積水，在采掘過程中必須 經(jīng)過對這

33、些老空積 水的疏放才能采掘其下部煤層，稍有不慎 就有積水涌入礦井巷道的危 險，影響施工的進(jìn)度；老空水大 部分呈酸性，排放方式不正確就有腐 蝕機械設(shè)備的危險，使 用壽命縮短，增加開采的成本；此外老空積水 中含有很多有 毒有害的氣體，一旦排放不及時就會嚴(yán)重威脅工作面工 作人 員的身體健康，對企業(yè)和個人造成重大的損失。二、使排水費用增加，生產(chǎn)效率降低，開采成本提高。本礦井屬技改小礦井，而涌水量較大，在開采過程中必 須同時做好排水渠的修筑工作，同時在適當(dāng)?shù)奈恢冒卜排潘?泵以及鋪設(shè)電纜，使排水費用增加，生產(chǎn)效率降低，使開采 成本增加三、突然發(fā)生大量涌水時，輕則造成生產(chǎn)環(huán)境惡劣或局 部停產(chǎn)， 重則直接危害

34、及工人生命和造成國家財產(chǎn)損失。因本礦井涌水量較大，突然發(fā)生大量涌水時，使工作面 環(huán)境急劇 惡化，造成工作面的停產(chǎn)及人員傷亡， 對企業(yè)的發(fā) 展造成嚴(yán)重的損失。四、影響煤炭資源的回收和煤炭質(zhì)量。引沁濟(jì)漭渠在礦區(qū)的北部經(jīng)過，平時渠流量不是很大， 一到農(nóng)田 灌溉季節(jié)，渠內(nèi)水大量從我礦區(qū)北部流過，大量流 水滲入井下，使礦 井涌水量大大增多，嚴(yán)重影響礦井正常的 生產(chǎn)、掘進(jìn)；此外礦井還需 在引沁濟(jì)漭渠的兩岸布置護(hù)渠煤 柱（北岸 120 米，南岸 100 米，地質(zhì) 儲量為 126.5 萬噸），使 礦井的資源量有很大一部分變成不可采，嚴(yán) 重影響了礦井的 煤炭資源量和礦井的持續(xù)發(fā)展。第二節(jié) 礦井充水因素分析 一、

35、地表水概況 濟(jì)源鶴濟(jì)東 井煤業(yè)有 限公司井田及周圍附近地處克井盆地東南側(cè)，系 沖、洪積扇地帶，地 勢北高南低， 區(qū)內(nèi)地勢較為平坦， 最高 海拔 380m ，最低海拔 220m ， 相對高差 160m ，區(qū)內(nèi)發(fā)育有 南北向小型沖溝，雨季地表降雨多順沖 溝流走 .地表常年流水 引沁濟(jì)蟒渠，從井田北部自東向西流過，該渠建 成于 1972 年, 區(qū)內(nèi)渠底最低標(biāo)高 276m ，設(shè)計引水量 23m3/s , 據(jù) 1980? 90 年 觀測資料，引沁濟(jì)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

36、 年 最多 330 天， 1984 年最少 211 天，根據(jù)礦山疏排水 資料，引沁濟(jì)蟒 渠放水期間，礦井排水量比正常排水量增加 倍以上，表明了引沁濟(jì) 蟒渠向老井礦坑充水，但礦方提供 的開采工程平面圖上有引沁濟(jì)蟒渠 保護(hù)煤柱，因此渠水對開 采煤炭資源影響不大 .流經(jīng)濟(jì)源鶴濟(jì)東井煤業(yè) 有限公司井田 東部外約 2.25km 的沁河，發(fā)源于山西省，流域面積 13000km2 ，據(jù)五龍口水文站觀測，最大流量 2520m3/s ，最 小流量 13.5m3/s ，據(jù)勘探報告，在沁河河口村河水流量 70 m3/s 時的水位標(biāo) 高 182m 。因井田及附近標(biāo)高比河道高且距河較遠(yuǎn)，沁河對該礦開采影響不大。二、充水

37、因素分析（一）充水因素概況 1、充水水源 影響二 1 煤層開采的有 二 1 煤層 頂板碎屑巖裂隙含水層、太原組上段巖溶裂隙含水 層。二 1 煤層頂板砂巖裂隙含水層，該含水層中的裂隙發(fā)育 不良，其富水程度弱， 0.0056 ? 0.014L/S m ,目前進(jìn)入礦井的 水量約 42m3/h ，對采掘活動影響不大。在正常情況下，奧陶系 ? 寒武系含水層對開采二1 煤層影響不大，但在蟒河附近，對采掘活動影響較大，因此在井田邊界處應(yīng)留足防水煤柱。本礦井內(nèi)存在采空區(qū)積水，為礦井重要充水水源。2、充水通道 充水通道主要有兩種，滲入性通道和潰入 通道。 滲入性通道：水源以較小的流量進(jìn)入礦井的通道，主要是指細(xì)小

38、的裂隙， 通過滲入 性通道的水量一般較小，多以淋水、滴水方式進(jìn)入 礦井。滲入性通道在該礦井內(nèi)主要為開采煤層后引起的頂板裂 隙和底板擾 動裂隙。潰入性通道： 水源以較大的流量進(jìn)入礦井的通道，主要是指寬大的裂隙， 斷層破碎 帶以及由高水壓引起的煤層底板隆起所產(chǎn)生的裂 隙等。通過潰入性通道的水量一般較大，多以股狀方式進(jìn)入礦井 為主，持 續(xù)時間決定于含水層的富水程度。二 1 煤層底板巖溶裂隙水主要是通過潰入性通道進(jìn)入礦井 的。 如封閉不良鉆孔、富水?dāng)鄬痈浇?。三、充水因素（一）地表?從礦區(qū)的地形地質(zhì)情況分析，礦區(qū)四周皆為 農(nóng)田，有 灌溉渠引沁濟(jì)漭渠在礦區(qū)北部通過，遇旱季農(nóng)田灌 溉，呈間隙性流經(jīng) 礦區(qū)。

39、這是造成我礦東南部采煤易受水害威脅的一個原因。特別是灌溉農(nóng)田季節(jié)，水流量較大，加之河床在以前的采 掘活動中 被破壞，農(nóng)田灌溉水滲入地下比較嚴(yán)重。此外，由于風(fēng)化帶同時又是地層露頭，各含水層的水均 在此部位 富集，加之風(fēng)化帶地層節(jié)理裂隙發(fā)育， 滲水性較好， 因此，風(fēng)化帶水復(fù)雜，對礦井有一定的影響。（二）頂板砂巖水，當(dāng)掘進(jìn)頭和回采工作面揭露頂板導(dǎo) 水、裂隙帶導(dǎo)水及導(dǎo)水?dāng)鄬訒r，頂板砂巖水對生產(chǎn)有影響三） 老空老巷積水， 采空區(qū)和廢棄的巷道由頂板砂巖 淋水和地表水匯集在低洼處，對生產(chǎn)危害最大。 現(xiàn)井田內(nèi)無其他小礦，淺部的老窯分布區(qū)現(xiàn)為采空區(qū)。 該井田內(nèi)有采空區(qū)積水一處，積水面積為 6520m2 ，積水

40、量為 4923m3 ，該積水對未來采掘活動影響大。該井田內(nèi)出現(xiàn)少量過突水。（四）底板水，二 1 煤 C3L8 灰?guī)r含水層由于受奧灰水和 二灰 水的補給，水量充沛，水頭壓力大，遇到導(dǎo)水?dāng)鄬雍偷?板隔水層節(jié)理 發(fā)育，巖層破碎時，會造成淹井和淹水平事故 的發(fā)生。（五）斷層水，井巷通過和揭露導(dǎo)水及含水?dāng)鄬訒r，使 巷道冒 頂造成突水事故。林場斷層位于濟(jì)源鶴濟(jì)公司東井礦煤業(yè)有限公司北部邊 界外，僅 在鉆孔中揭露。為一南盤下降，北盤上升的正斷層，走向近東西，傾向南 西，傾角 70 °落差約 60? 120m其南盤的二 1 煤層與對盤的太原組、本溪組或奧陶系接觸。在自然條件下，該斷層破碎帶在垂向上的

41、導(dǎo)水性可能不 好，但由于 南盤的二 1 煤層標(biāo)高約 -220m ，其煤層底板承受 其下有巖溶裂隙水的 水壓較大；如在開采條件下，由于開采 被開采煤層的底板板受到擾動 破壞，而斷層破碎帶為一軟弱 結(jié)構(gòu)面，其力學(xué)強度比圍巖低得多，在 開采對煤層對底板破 壞因素的誘導(dǎo)下，巖溶裂隙水可沿斷層破碎帶進(jìn)入礦井，對 礦井構(gòu)成較大的威脅。因此在該斷層處應(yīng)留足防水煤柱，防止巖溶裂隙水進(jìn)入礦 井。（六）相鄰礦井對本礦涌水量的影響 相鄰生產(chǎn)礦井主要 有鶴濟(jì)公司克二煤業(yè)有限公司、濟(jì)源市克井鎮(zhèn)馬莊煤礦。其中，克二礦的東部與東井礦相鄰，馬莊煤礦位于東井礦 的東部。 以上煤礦主要開采煤層均為二 1 煤。鶴濟(jì)公司克二煤業(yè)有限公司開采煤層與濟(jì)源鶴濟(jì)東井煤 業(yè)有限公 司相同，深部煤層標(biāo)高一致，在開采條件下，礦井 水以頂板水為主， 正常涌水量 40? 60m3/h 。鶴濟(jì)公司克二煤業(yè)有限公司礦井排水使?jié)代Q濟(jì)東井煤 業(yè)有限礦井 的排水量減小，對濟(jì)源鶴濟(jì)東井煤業(yè)有限公司有 利。馬莊煤礦現(xiàn)已閉坑 該礦井原來生產(chǎn)時，礦井水以頂板水為主，礦井正常涌水 量為 140 ? 150m3/h , 雨季時，由于地表水沿采空塌陷裂隙下 滲，最大涌水量 為 200m3/h 。以上幾個礦井之間雖有邊界煤柱相隔，但開采過程中可 能會發(fā)生越界開采現(xiàn)象，要預(yù)防開采期間及報廢后的采空區(qū) 積水涌入 本井田。本礦區(qū)礦床充水因素很多，第四系孔