大屯公司徐莊煤礦工作面水文地質(zhì)情況評價及水害隱患治理情況分析報告

1、7335工作面水文地質(zhì)情況評價及水害隱患治理情況分析報告一、工作面概況1、地面位置7335工作面地面位置為微山湖湖區(qū)，地面標高為 +。2、井下位置及四鄰情況7335工作面位于H 3采區(qū)東翼，工作面標高。東部是與山東高 莊煤礦之間的邊界煤柱，高莊煤礦尚未在該區(qū)域進行開采；西部是n 3采區(qū)上山系統(tǒng)及7334設計工作面；南（淺）部是 7333采空區(qū)； 北（深）部是未采區(qū)域。二、地質(zhì)情況評價工作面整體呈單斜構(gòu)造，煤層傾角 21。-26° ,屬緩傾斜傾斜煤 層，煤層傾角相對較大。受斷層構(gòu)造影響，局部區(qū)域煤層產(chǎn)狀變化較 大。根據(jù)掘進資料分析，材料道共揭露4條正斷層及一條平滑斷層組， 從工作面東部

2、向西部依次為：/ 59十二正斷層、f72 H總=平滑正斷 層組、/624二正斷層及F114 H=F斷層。溜子道共揭露4條斷層， 其中一條逆斷層3條正斷層，工作面由東向西依次為；F117 2H=逆斷 層f72 H=F斷層、H=F斷層及f86 H=平滑正斷層組，對工作面影響 最大的為f862 H=平滑正斷層及F1172 H=逆斷層；其中f82平滑范圍約 10m ,最薄煤厚只有，F(xiàn)117 2逆斷層造成溜子道中西部煤厚重疊，最 大煤厚達，斷層繼續(xù)向工作面中東部發(fā)育對工作面回采影響較大。三、水文地質(zhì)情況評價1、頂?shù)装搴畬?335工作面回采的是山西組7號煤層，從上往下含水層依次為 第四系砂巖含水層、侏羅

3、白堊砂礫巖含水層、下石盒子組砂巖含水層、 山西組煤層頂(底)板砂巖含水層、太原組灰?guī)r含水層及奧陶系灰?guī)r 組含水層，各含水層情況如下：(1)第四系砂巖含水層礦區(qū)第四系厚度，平均，自上而下劃分為 6個含水層，5個隔 水層。含水層結(jié)構(gòu)、厚度變化較大，含水性差異也較大。井田東南部 由于基巖面抬升，使第四系的IV、V含與基巖面呈帶狀接觸，各含水 層之間在此產(chǎn)生水力聯(lián)系，對淺部工作面回采有一定影響，隨著采深 加大，影響逐漸降低。根據(jù)7335工作面附近的45、47號鉆孔揭露 資料，該區(qū)域第四系底界為砂礫層，厚度 ，距離7煤頂板距離， 工作面標高在，屬井田中深部，正常情況不受第四系含水層的影響。(2)侏羅白堊

4、砂礫巖含水層井田揭露最大殘厚，底部礫巖含水層為含較豐富溶洞裂隙水。根 據(jù)45、47號鉆孔揭露資料，該區(qū)域侏羅白堊底界為 的礫巖層，距 離7煤頂板，由于距離煤層較遠，一般情況下對煤層開采基本無影(3)下石盒子組砂巖含水層該地層平均厚度，底部分界砂巖平均厚度，整體含水性較弱。根 據(jù)45、47號孔揭露資料，該區(qū)域處下石盒子組底界為細 -粗砂巖， 厚度,距離7煤頂板,在上“兩帶”冒落范圍以內(nèi)，是 7335工 作面開采的直接充水含水層，對回采有一定影響。(4)山西組煤層頂(底)板砂巖含水層井田范圍內(nèi)地層平均厚度，煤層頂、底板砂巖裂隙水是煤層開采 的直接充水水源。頂板砂巖含水層：是主要充水含水層，整體較富

5、水，裂隙較發(fā)育， 導水性較強，受其它含水層補給，但補給量小，有一定靜儲量。充水 表現(xiàn)為突水較頻繁，初始水量較大，但持續(xù)一段時間后或明顯減小、 或消失，總涌水量不大，是一個較易疏放和疏干的含水層。充水量具 有隨采掘面積擴大，深度增加而變大的總體趨勢，但其裂隙的發(fā)育從 總體上符合一般規(guī)律：隨深度加大而衰減。底板砂巖含水層：基本不含水，個別地段存在導水裂隙，整體為 局部含水層，含水區(qū)域位于煤層露頭附近，受第四系底含少量滲透補 給，靜儲量也不大，井下原有突水點基本已干涸。7335工作面范圍內(nèi)7煤頂板直接頂為砂質(zhì)泥巖，老頂為中砂巖， 厚度,工作面掘進期間，在材料道進行深孔爆破泄壓，鉆孔附近淋 水量正常1

6、m3/h ,最大達3m3/h ;下卷未進行深孔爆破泄壓，僅在 局部區(qū)域有少量淋滴水，淋水量小于 h。(5)太原組灰?guī)r含水層該地層平均厚度，共有灰?guī)r14層，含水灰?guī)r有L2、L4、L8-9 和L12 ,對礦井生產(chǎn)有影響的為L4。L4平均厚度，具巖性致密堅硬， 裂隙巖溶發(fā)育程度不均一，整體富水性隨深度增加而減弱。7335工作面范圍內(nèi)L4厚度 ,距離7煤底板。由于L4為局部含水，主要 集中在斷層破碎帶處，可以通過工作面底板破壞帶和地質(zhì)構(gòu)造導水， 7335工作面掘進期間揭露斷層構(gòu)造時未發(fā)現(xiàn)有底板出水跡象，基本 可以排除太原組L4水的影響。(6)奧陶系灰?guī)r組含水層奧陶系分為中、下奧陶統(tǒng)，計6個地層組。該地

7、層頂界距山西組 7煤平均為。為區(qū)域性強含水層，其中馬家溝組灰?guī)r溶洞裂隙發(fā)育， 富水性強。目前礦井開采山西組 7、8層煤，在不受地質(zhì)構(gòu)造的導通 下不波及到該含水層。經(jīng)分析，7335工作面回采期間主要受下石盒子組底界砂巖、山 西組煤層頂板砂巖含水層的影響。2、地質(zhì)構(gòu)造水7335工作面在掘進過程中揭露的地質(zhì)構(gòu)造及構(gòu)造導、含水情況 分別如下：(1)材料道材料道C2#點處，Z60 H二,正斷層，無出水跡象;材料道C4#點處，f 82 H總=、的平滑正斷層組，揭露時未出水;材料道C12#點處，Z62 H二,正斷層，無出水跡象；材料道L25#點處，F(xiàn)114 H= ,正斷層，無出水跡象。(2)溜子道溜子道L5

8、#L8#點處，F(xiàn)ii7-2 H=,逆斷層，巷道剛揭露時局 部區(qū)域有少量滴水跡象，目前出水點已消失；溜子道L9#點往西處，f72 H 二,正斷層，無出水跡象；溜子道L13#點往東處，Z85 H二,正斷層，無出水跡象；溜子道人#點8#點之間，f72 H總=,平滑正斷層組，無出水 跡象。切眼切眼L20#點處，/75° H二,無出水跡象。(4)放水巷放水卷L16#點往東處，f7254 Z70 H=，正斷層，無出水跡象；放水巷L16#點往東處，f7255 Z40 H=，正斷層，無出水跡象。經(jīng)分析，7335工作面掘進期間所揭露的地質(zhì)構(gòu)造基本不存在導、含水現(xiàn)象，極個別斷層，例如 F117-2逆斷層

9、，也僅僅是巷道剛揭露時 局部區(qū)域有少量滴水跡象，分析為頂板砂巖水滲入斷層破碎帶中， 少 量靜儲量水在揭露時被疏放，不存在外來水源的補給。3、老空水7335工作面僅存在 7333采空區(qū)，7333工作面自2015年12 月份開始回采，2017年5月回采結(jié)束，工作面老頂初次來壓時頂板 砂巖發(fā)生突水，最大水量 20m 3/h ,穩(wěn)定后水量10m 3/h ,直至工作 面回采結(jié)束，老塘水基本穩(wěn)定，未發(fā)生較大的波動。工作面下巷存有 2處低洼區(qū)，工作面推過后形成積水區(qū)，積水空間分別為1200m 3、425m3,積水深度分別為、。2017年12月2018年2月，在7335切眼、材料道分別為這 兩個積水區(qū)進行探放

10、，探放情況如下：7333采空區(qū)1#積水區(qū)探放水工作分為兩部分。第一部分：于7335切眼對1#積水區(qū)的積水情況進行探測，并對積水提前 進行疏放，工程日期2017年12月2729日，共計施工3個鉆孔， 工程量190m ,累計疏放水量約1600m 3 （其中400m 3的動水），疏 放水量與預計的水量較吻合。第二部分：于7335材料道對1#積水區(qū)最低點施工了 2個觀測孔，為了防 止原疏放水孔受到礦壓影響而破壞。工程日期 2018年1月22日， 工程量12m。7333采空區(qū)2#積水區(qū)探放水工作分為兩部分。第一部分：于7335材料道（東）對2#積水區(qū)的積水情況進行探測，并對積水提前進行疏放，工程日期 2

11、018年2月810日，共計施工2 個鉆孔，工程量91m ,累計疏放水量約345m3,與原預計的水量有 一定的差距。第二部分：于7335材料道(西)對2#積水區(qū)最低點施工了 2個觀測孔，為了防止原疏放水孔受到礦壓影響而破壞。工程日期2018年2月25日，工程量12m。經(jīng)分析，7335工作面周邊僅存在7333采空區(qū)，采空區(qū)中的2 個積水區(qū)在7335材料道、切眼掘進期間已經(jīng)進行了探放，積水已疏 放完畢，目前不存在老空水隱患。4、鉆孔水7335工作面附近存在45、47號兩個地面勘探鉆孔，經(jīng)查閱資 料，這兩個鉆孔封孔合格，且工作面在掘進至鉆孔附近時也未發(fā)現(xiàn)有 異常的出水情況，因此，基本可以排除受鉆孔水的

12、影響。綜上所述，對7335工作面回采有影響的水源為山西組煤層頂板 砂巖水和下石盒子組砂巖水。四、導水通道分析1、導水裂隙帶(1)頂板導水裂隙帶7335工作面設計為綜放工作面，工作面無偽頂發(fā)育，直接頂為 砂質(zhì)泥巖，老頂為中砂巖，屬中硬巖，單項抗壓強度為2040MPa 。根據(jù)煤礦防治水手冊中綜放工作面中硬類覆巖“兩帶”冒落高度 的經(jīng)驗公式：m-累計采高(7335工作面設計采高為)計算得到7335工作面導水裂隙帶高度為 Hl= ±。根據(jù)7335工 作面回采說明書中的綜合柱狀圖資料分析，該區(qū)域下石盒子組底界 為細-粗砂巖，厚度 ,距離7煤頂板 ,在上“兩帶”冒落范圍以內(nèi)， 因此“兩帶”高度將

13、波及7煤頂板所有的山西組砂巖含水層， 以及下 石盒子組底界砂巖含水層。(2)底板破壞帶根據(jù)中國礦業(yè)大學在徐莊煤礦、姚橋煤礦8199、7265工作面監(jiān) 測的底板破壞帶數(shù)據(jù)，當單獨回采 7煤時，底板破壞帶深度；當 7 煤已回采，進行8煤回采時，底板破壞帶深度。7335工作面目前僅 回采7煤，預計底板破壞帶深度在左右，該范圍內(nèi)為 8煤及8煤底 板砂質(zhì)泥巖或細砂巖。工作面范圍內(nèi)太原組L4距離7煤底板 ,減去底板破壞帶深度 后有效的隔水層厚度為。根據(jù)回采工作面底板安全水頭壓力值計算公式：Ts = P/MM-底板隔水層厚度P-水壓，7335工作面下方的東九集中放水巷曾經(jīng)進行過 L4水疏放，該處標高。工作面

14、標高,則L4水壓。Ts-臨界突水系數(shù)，構(gòu)造破壞地段m;隔水層完整地段 MPa/m計算得Ts= MPa/m < MPa/m ,滿足底板隔水層的要求。2、導水構(gòu)造7335工作面掘進期間兩道及切眼均揭露斷層構(gòu)造，以正斷層為 主，斷層(組)落差在10m以下，基本不存在導、含水現(xiàn)象。根據(jù)地面三維物探資料，該工作面及周圍200m范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷 落柱等其他地質(zhì)構(gòu)造。3、地質(zhì)勘探鉆孔工作面附近50m范圍內(nèi)存在45、47兩個地質(zhì)鉆孔，經(jīng)查閱資 料，這兩個鉆孔封口合格。綜上所述，7335工作面存在的導水通道為煤層開采后形成的頂板 “冒落”帶，導通的水源為山西組煤層頂板砂巖水和下石盒子組底界 砂巖水。五、水害

15、隱患治理情況評價1、工作面涌水量預測(1)單位涌水量比擬法7335工作面周邊僅7333工作面已回采，這兩個工作面走向平行布置，地質(zhì)、水文地質(zhì)條件相同，工作面出水水源均為山西組煤層頂板砂巖水和下石盒子組底界砂巖水，受工作面開采面積及砂巖水水位降深影響，可用以下公式計算 7335工作面涌水量：? ?Q = ? V7aZ ? ?Qo-7333工作面涌水量，正常10m 3/h ,最大20m 3/h ;F、F。-分別表示7335和7333工作面的面積，分別為125244m 2、 157164m 2;S、So-分別表示7335和7333工作面頂板砂巖水水位降深，以工作面標高的垂高為參照，分別為、。計算得Q

16、=h、17m3/h，即工作面正常水量h,最大水量17m 3/h 。（2）大井法7335工作面寬平均m,推進長度平均，將工作面近似看做一個 矩形大井（長a=，寬b=）。由于采動破壞，“兩帶”會造成上覆巖含 水層水位下降、局部疏干，選用大井法承壓 -無壓井流公式。Q366K（2H-M）M , R 10SR Ro R 圣 IgRo-lgro4Q-涌水量，m3/hM-含水層厚度，m。7335工作面范圍內(nèi)煤層頂板砂巖含水層、 下石盒子組底界砂巖含水層平均累計厚度為 +=。K-含水層滲透系數(shù)，m/d。根據(jù)礦井抽（注）水試驗綜合成果表， 山西組頂板砂巖含水層滲透系數(shù)值，Q1孔m/d , XSG-2孔，取大

17、值 m/d 。H-水位標高，m。7335工作面頂板砂巖水水位降深，以工作面 標高的垂高為參照，。S-水頭降深，S=H=。R0-引用半徑，計算得。R-影響半徑，計算得。0-大井半徑，計算得。刀-a、b比值，計算得，Q=h。(3)相關(guān)分析法7335工作面屬于H 3采區(qū)，該采區(qū)目前已回采 7331、7332、 7333工作面，其中7331工作面受F14斷層影響，水文地質(zhì)情況與 采區(qū)內(nèi)其他工作面不同，而 7332、7333、7335工作面地質(zhì)、水文 地質(zhì)情況相似，均是回采山西組7煤，且都是受山西組煤層頂板砂巖 水和下石盒子組底界砂巖水的影響，因此，可參考 7332、7333工 作面涌水情況預測7335

18、工作面涌水量。表1涌水量情況統(tǒng)計表工作回名稱正常涌水量(m3/h)最大涌水量(m3/h)工作卸卸積(m27332101559214732733310201571647335預計5-10預計50125244根據(jù)7332、7333工作面回采時出水統(tǒng)計，由于7335工作面回 采面積較小，但是工作面內(nèi)小斷層較多，經(jīng)綜合考慮，預計該工作面 正常涌水量510m 3/h ,最大涌水量50m 3/h 。綜上所述，單位涌水量比擬法預測數(shù)據(jù)偏小， 而大井法考慮的是 整個頂板完全垮落，預測水量偏大，因此這兩種方法僅作為相關(guān)分析 法預測數(shù)據(jù)的參考，預計7335工作面正常涌水量510附h,最大涌 水量 50n3/h。2

19、、工作面排水系統(tǒng)根據(jù)7335工作面預計涌水量、以及溜子道起伏情況分析，工作 面回采時防治水可分為四個階段。第一階段：仰采，切眼至14#測點后，全長約。切眼下口至15#測點略微下山，標高差距，這段距離，老頂尚不 會垮落，主要水源為生產(chǎn)水，在15#測點處施工水泱子（參數(shù)，長X 寬x深 =X1m X1m ）,使用風泵向后側(cè)放水巷排水。回采過15#測點后就可向后側(cè)自流排水。第二階段：俯采，14#測點后至溜子道臨時水倉，全長約。鋪搪瓷溜子梢將水引致沉淀池，經(jīng)沉淀池過濾后經(jīng)水溝引致臨時 水倉，使用泵排，臨時水倉設有英格索蘭 BQG-450/風泵=2臺， BQS60-80-30N 型電泵=2臺，鋪設了 2趟

20、4寸排水管（無縫鋼管， 溝梢連接），總排水能力174m 3/h 。第三階段：仰采，溜子道臨時水倉至溜子道 4#測點后，全長約 338m。工作面推至9#測點后后水可自流至后側(cè)老塘。第四階段：俯采，溜子道4#測點后至停產(chǎn)線，全長約。此時已接近工作面回采結(jié)束，頂板砂巖水已疏放的差不多了，主 要水源為生產(chǎn)水，在 2#測點處的最低點施工了水泱子（參數(shù)，長X 寬x深 =X1m X1m ）,使用風泵向溜子道外口排水。綜上所述，目前7335工作面回采經(jīng)受到煤層頂板砂巖水的影響，針對該問題已提前建立了完善的排水系統(tǒng)， 在系統(tǒng)穩(wěn)定運行的情況下， 煤層頂板砂巖水對工作面正?；夭捎绊戄^小。六、應急準備及措施1、采掘區(qū)

21、隊應根據(jù)工作面特點，編制工作面來壓和出水觀測措施，制定工作面搶險救援專項預案（可在作業(yè)規(guī)程中體現(xiàn)），并認真組織學習傳達。2、當工作面推進過程中在工作面煤壁、巷道頂?shù)装寤蚱渌攸c發(fā)現(xiàn)有淋滲水、煤壁外鼓等突水征兆時，必須停止工作面推進作業(yè)， 撤出現(xiàn)場工作人員，立即向調(diào)度臺匯報，待查明原因采取相應的措施 確認無突水威脅時方可繼續(xù)生產(chǎn)。如果情況危急，必須立即發(fā)出警報， 撤出受水害威脅區(qū)域的所有人員。3、當工作面發(fā)生突然透水事故時，現(xiàn)場工作人員在立即向礦調(diào)度臺匯報的同時，在跟班隊長、班長的指揮下，要迅速組織搶救，爭取就地解決。應盡可能就地取材，加固工作面支護，以免事故擴大。4、礦調(diào)度接到報警要迅速通知n 3采區(qū)、n 3