瑞豐防隔水煤巖柱留設設計

1、王軍春市瑞豐礦業(yè)有限公司防隔水煤（巖）柱設計琦春市瑞豐礦業(yè)有限公司二0一七年五月根據(jù)煤礦防治水規(guī)定為確保我礦安全生產(chǎn)，特對我礦的防隔水 煤柱進行設計。一、煤礦簡介及相關水文地質(zhì)情況輝春市瑞豐礦業(yè)有限公司位于輝春市東南部 10kmi隸屬于吉林省庫 ，.一 ， 一一2 一、 _.，, 一 一一，一 一一、一春市馬川鄉(xiāng)，礦區(qū)面積27.6264Km,礦井于201弭12月29日取得米礦證， 201許3月正式投產(chǎn)。有效期限至202眸12月29日，開采深度-40-500m, 主要可采煤層數(shù)共3層（23、26、30）,煤種為褐煤，工業(yè)儲量3870.3 萬噸，可采儲量1976.7萬噸，設計能力30萬噸/年，服務

2、年限47年。（一）礦區(qū)水文地質(zhì)條件本區(qū)大部分位于輝春河最高洪水位之上，西北部為摩春河沖積平 原，煤系地層被第四系含水層所掩蓋，東南部為丘陵地形，為煤系地層 出露部位，區(qū)內(nèi)劃分四個含水層組和兩個隔水層組。（1）含水層1）富水性強的第四系砂礫石孔隙水層：主要分布在摩春河一級階 地，由沖積、洪積砂礫石組成，成分為花崗巖、安山巖、變質(zhì)巖。含水 層厚度3.157.60m,上覆為13m占土、粉土。水位埋深2.653.04m, 含水層滲透性和導水性良好，滲透系數(shù)100200m/d,單位涌水量3.21 5.58L/s.m 。水位年變化幅度1.13m。2）富水性中等的第四系砂礫石孔隙含水層：主要分布在摩春河二級

3、階地，砂礫層含泥量較多。含水層厚度5.7513.95m,上覆0.305.75m粘土、粉土，水位埋深17m,滲透系數(shù)1029m/d。3）富水性中等的古近系碎屑巖風化裂隙含水巖組：該層發(fā)育在煤 系地層上部，厚度約60m在本區(qū)西北部被第四系覆蓋，東南部丘陵地 帶全部出露，鉆孔單位涌水量0.126L/s.m ;滲透系數(shù)0.402m/d。與第四 系含水層有密切的水力聯(lián)系，具同一水位。本含水巖組在丘陵地帶水位埋深較大，為1530m大部分為潛水，局部為承壓水，主要補給來源 是第四系含水層和丘陵地帶，直接接受大氣降水。4)富水性弱的古近系碎屑巖孔隙裂隙含水巖組：Eh咨L隙裂隙承壓含水巖組，為細砂巖、中砂巖、粗

4、砂巖及礫巖組成，呈層狀展布在泥巖 粉砂巖之中，鉆孔單位涌水量2.2 x 10-4L/s.m ,滲透系數(shù)1.2 乂 10-4 7.0Xl0-4m/d; Eh1孔隙裂隙承壓含水巖層組，主要由礫巖組成，礫石 成分為花崗巖、安山巖、變質(zhì)巖，多為凝灰質(zhì)膠結，少數(shù)為泥質(zhì)膠結， 平均厚度20m富水性極弱。鉆孔單位涌水量 4X10-6L/s.m ,滲透系數(shù) 1.46 x10-5m/d;為孔隙裂隙承壓含水組，是Eh2間接充水含水層。主要 由老盤古風化裂隙，構造裂隙含水帶以及斷層帶水補給。(2)隔水層1)古近系碎屑巖Eh3-6相對隔水組：位于Eh2上，由泥巖、粉砂 巖組成，砂巖百分率小于25%平均厚度76m,遇水

5、膨脹，具有良好的隔 水作用。2)古近系碎屑巖Eh才目對隔水組：主要由泥巖、粉砂巖組成，單一 隔水層厚度小于20m分布連續(xù)，較穩(wěn)定。在23號層上，30號層下部及 23、26、30號層間均有分布。各隔水層組富水性極弱，平均膨脹量大于 40%局部為10%遇水更易膨脹，具有良好的隔水作用。(3)礦井涌水量依據(jù)地質(zhì)報告中單孔涌水量0.1266l/sm ,滲透系數(shù)0.402m/d計算， 并參照相鄰礦井涌水量數(shù)據(jù)，綜合確定涌水量為44.6m3/h (1070m3/d)。根據(jù)煤礦防治水規(guī)定，瑞豐礦業(yè)有限公司礦井水文地質(zhì)類型屬 中等型。(二)采空區(qū)積水情況礦井現(xiàn)有2個采空區(qū)分別為12301、1230次空區(qū)，其中

6、12301采空區(qū) 下順最低點至下順溢流口標高差為+5.6米，水量按充水系數(shù)0.3計算為 450n$o 12302采空區(qū)下順最低點至下順溢流口標高差為 +3米，水量按充 水系數(shù)0.3計算為70n3。12301采空區(qū)位于1230琛空區(qū)上部，按照空間 位置關系對新開采的12304工作面存在威脅的為1230琛空區(qū)積水，因此 以12304為基礎進行設計驗算。二、煤層情況根據(jù)吉林省璉春煤田依力礦區(qū)詳查報告第 4章資料顯示：井田 內(nèi)共含有19層煤，其中含可采煤層3層。礦井劃分2個水平五個采區(qū)開采。 目前開采一采區(qū)23號煤層。各可采煤層分述如下：23號煤層全區(qū)發(fā)育，可采范圍有兩塊，一塊分布于本區(qū)南部，煤層走向

7、南東 近東西，傾向南西南，傾角311 , 一般56 ,東西長3.2km,南 北平均寬2.0km,面積8.22km2;另一塊分布于本區(qū)北部55-7, 57-5孔附 近，煤層走向65 ,傾向155 ,彳角7 ,東西長1.6km,南北平均寬 0.4km,面積0.62km2。23號煤層計量面積8.84km2,煤層厚度0.82.73m, 平均1.07m,煤層頂板或底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、局部為粉、細砂巖； 底板大都為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖。26號煤層全區(qū)發(fā)育，全區(qū)可采區(qū)域有兩塊，一塊由本區(qū)向南至勘查邊界，然 后轉向東北59-2孔至東部勘查邊界；另一塊分布于本區(qū)中部55-6孔附近，計量面積9.29k

8、m2;煤層厚度0.82.86m,平均厚度1.04m,煤層頂 板或底板多為泥巖。30號煤層全區(qū)發(fā)育，可采區(qū)域有三塊，一塊分布于本區(qū)西南部，自北向南煤 層走向由南北西北，轉為近東西。傾向由西南西，轉為南傾，傾角27 , 一般35 ,面積3.93km2;另一塊分布于本區(qū)北部55-7, 55-8 及57-5孔附近，煤層走向65 ,傾向155 ,傾角411 , 一般56 , 面積1.94km2。較小的一塊分布于54-2和55-2號孔附近，煤層走向75 , 傾向165 ,傾角7 ,面積0.11km2。30號煤層計量面積5.98km2,煤 層厚度0.82.86m,平均0.88m,煤層頂板或底板多為泥巖.可采

9、煤層特征表煤 層 號煤層厚度（m）煤層間距（項煤層結構頂?shù)装鍘r性煤層 可米 性穩(wěn)定 程度最大一最小 平均最大一最小 平均夾什 層數(shù)夾肝厚度m頂 板底 板2302.731.050500.3K2標志層 粗細 砂巖粗細 砂巖可米較穩(wěn)定17.3052.8732.002602.860.970500.4泥巖泥巖可米較穩(wěn)定23.5056.7542.003002.450.780500.2泥巖泥巖可米局部穩(wěn)定二、防隔水煤（巖）柱的留設設計根據(jù)煤礦防治水規(guī)定中附錄三“防隔水煤（巖）柱的尺寸要求” 具體對我礦的防隔水煤巖柱留設設計如下：1、煤礦防治水規(guī)定第五十一條規(guī)定：相鄰礦井的分界處，應當 留防隔水煤（巖）柱。礦

10、井以斷層分界的，應當在斷層兩側留有防隔水 煤（巖）柱。根據(jù)煤礦防治水規(guī)定附錄三第八條第一點規(guī)定：水文地質(zhì)簡單 型到中等型的礦井，可采用垂直法留設，但總寬度不得小于40nl我礦23#1層水文地質(zhì)屬中等型，礦井邊界沒有斷層，因此采用垂 直法留設，設計井田邊界留設20ml勺防水煤柱，但相鄰礦井之間的井田 邊界煤（巖）總寬度不得小于40m2、煤礦防治水規(guī)定第五十二條規(guī)定：受水害威脅的礦井，有下列情況之一的，應當留設防隔水煤（巖）柱：（一）煤層露頭風化帶；我礦不存在煤層露頭風化帶，因此不進行設計。（二）在地表水體、含水沖積層下和水淹區(qū)鄰近地帶；礦區(qū)內(nèi)不存在地表水體及含水沖積層， 因此不進行設計。根據(jù)附錄

11、 三第五條第二項規(guī)定：在水淹區(qū)或老空積水區(qū)的界限已基本查明，防隔 水煤柱的尺寸應按含水或?qū)當鄬拥姆栏羲?（巖）柱的留設方法進行 留設。防治水規(guī)定附錄第二條規(guī)定：含水或?qū)當鄬臃栏羲海◣r） 柱的留設（圖3-2）可參照下列經(jīng)驗公式計算：L=0.5KM 陛20 m,Kp式中L-煤柱留設的寬度，m;K-安全系數(shù)，一般取2-5 ;本設計取5M-煤層厚度或采高，m;本設計煤層厚度2米p-水頭壓力，MPa本設計取0.15Kp-煤的抗拉強度，MPa本設計取0.032計算結果等于18.75米，不得低于20米，設計防隔水煤（巖）柱為 20米。（三）與富水性強的含水層間存在水力聯(lián)系的斷層、裂隙帶或者強導水斷層接觸的煤層；根據(jù)地質(zhì)報告及實際采掘情況，我礦沒有與富水性強的含水層間存 在水力聯(lián)系的斷層，因此本次不進行設計，將來如發(fā)現(xiàn)斷層要及時進行 補充設計。（四）有大量積水的老窯和采空區(qū)；參照水淹區(qū)鄰近地帶防隔水（煤）巖柱設計進行設計，設計防隔水 煤（巖）柱為20米。（五）導水、充水的陷落柱、巖溶洞穴或地下暗河；根據(jù)地質(zhì)報告及實際采掘情況，我礦沒有未導水、充水的陷落柱、 故不進行設計。（六）分區(qū)隔離開采邊界；參照水淹區(qū)鄰近地帶防隔水（煤）巖柱設計進行設計，設計防隔水 煤（巖）