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文檔簡介
1/1某煤礦防治水分區(qū)管理論證報(bào)告
aaaa
XXXX有限公司
煤礦防治水分區(qū)管理論證報(bào)告
XXXX有限公司
aaaa
二〇一七年十月
目錄
前言(1)
1礦井概況(3)
1.1煤礦基本情況(3)
1.1.1煤礦位置(3)
1.1.2礦井范圍(3)
1.1.3交通狀況(4)
1.1.4自然地理(5)
1.1.5四鄰關(guān)系(6)
1.2煤礦生產(chǎn)建設(shè)概況(6)
1.2.1礦井開采歷史(6)
1.2.2礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀(10)
1.2.3礦井未來五年采掘規(guī)劃(10)
1.3煤礦以往水文地質(zhì)勘查工作(11)
1.3.1礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)工作(13)
1.3.2物探工作(15)
1.4礦井水文類型劃分及煤礦水患補(bǔ)充調(diào)查工作及質(zhì)量評(píng)述(17)
1.4.1礦井水文類型劃分報(bào)告評(píng)述(17)
1.4.2煤礦水患補(bǔ)充調(diào)查報(bào)告評(píng)述(17)
2地質(zhì)概況(18)
2.1礦井地質(zhì)(18)
2.1.1地層(18)
2.1.2含煤地層(19)
2.1.3構(gòu)造(20)
2.2可采煤層(24)
2.3水文地質(zhì)概況(25)
2.3.1區(qū)域水文地質(zhì)(25)
2.3.3礦井充水因素(29)
3礦井水患分析(37)
3.1地表水(37)
3.2老空水(37)
3.3煤層底板奧灰承壓水(38)
3.4煤層頂板含水層水(38)
3.5隱伏構(gòu)造(39)
3.6未封堵及封堵不良鉆孔、廢棄(關(guān)閉)井筒(39)
4煤礦防治水分區(qū)管理(40)
4.1水害防治分區(qū)劃分(40)
4.1.1可采區(qū)(40)
4.1.2緩采區(qū)(44)
4.2分區(qū)管理措施(44)
4.2.1可采區(qū)防治措施(45)
4.2.2緩采區(qū)(48)
4.2.3禁采區(qū)(48)
5結(jié)論及建議(49)
5.1結(jié)論(49)
5.2問題建議(49)
附圖目錄
附件目錄
附件1:《XXXX有限公司水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告》評(píng)審意見
附件2:《XXXX有限公司地面三維地震勘探報(bào)告》評(píng)審意見書
附件3:《XXXX有限公司地面瞬變電磁勘探工程成果報(bào)告》評(píng)審意見
附件4:皖北煤電集團(tuán)公司文件皖北煤電秘發(fā)[2016]135號(hào)皖北煤電集團(tuán)公司關(guān)于《XX煤礦礦井水患補(bǔ)充調(diào)查報(bào)告》評(píng)審意見的批復(fù)及評(píng)審意見
附件5:《XXXX有限公司水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告》評(píng)審意見
附件6:皖北煤電集團(tuán)公司文件皖北煤電生技[2017]89號(hào)關(guān)于《XXXX有限公司帶壓開采安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》評(píng)審意見的批復(fù)及評(píng)審意見
附件7:《XXXX有限公司地質(zhì)類型劃分報(bào)告》評(píng)審意見
附件8:礦方承諾書
附件9:編制單位承諾書
附件10:采礦許可證
附件11:編制單位勘查資質(zhì)證書
前言
1、目的、任務(wù)
XXXX有限公司為安徽省皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司所屬生產(chǎn)礦井,該礦井前身為嵐縣地方國營候家?guī)r煤礦附屬一礦,始建于1962年,1966年投產(chǎn)。2009年晉煤重組辦以[2009]17號(hào)文件“關(guān)于呂梁市嵐縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案的批復(fù)”核準(zhǔn)該礦為兼并重組整合單獨(dú)保留礦井,安徽省皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司為該礦主體企業(yè)。山西省國土資源廳于2014年12月1日為XXXX有限公司換發(fā)了新的采礦許可證,證號(hào)為C1400002009121220046512,有效期為2014年12月1日至2034年12月1日,井田面積為2.9978km2,批準(zhǔn)開采4號(hào)~9號(hào)煤層,開采深度標(biāo)高為1180m~860m,生產(chǎn)規(guī)模為90萬t/a。
根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤行發(fā)[2017]128號(hào)文,《關(guān)于全面推進(jìn)煤礦防治水分區(qū)管理進(jìn)一步加強(qiáng)防治水工作的通知》,按照水文地質(zhì)查明程度和防治水措施到位情況將井田劃分為“可采區(qū)”、“緩采區(qū)”、“禁采區(qū)”,按照防治水分區(qū)管理標(biāo)準(zhǔn),對(duì)全礦井實(shí)行合理分區(qū),制訂針對(duì)性水害防治措施。受山西省XXX煤焦有限公司委托,aaaa為其編制了《XXXX有限公司煤礦防治水分區(qū)管理論證報(bào)告》。
2、編制依據(jù)
(1)依據(jù)的規(guī)程、規(guī)范
1)根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤行發(fā)[2017]128號(hào)文,關(guān)于《全面推行防治水分區(qū)管理進(jìn)一步加強(qiáng)防治水工作》的通知;
2)《煤礦防治水規(guī)定》,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局,國家煤礦安全監(jiān)察局,2009年12月1日;
3)《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》,國家安全監(jiān)管總局、國家煤礦安監(jiān)局,2013年12月31日;
4)《煤礦安全規(guī)程》,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局,2016年;
5)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》,中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),GB12719-91,國家技術(shù)監(jiān)督局;
6)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》(安監(jiān)總煤裝【2017】66號(hào))。
(2)資料依據(jù)
1)2015年7月山西地寶能源有限公司編制的《XXXX有限公司煤礦建礦地質(zhì)報(bào)告》;
2)2016年4月,中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司編制完成了《XXXX有限公司地面瞬變電磁法勘探工程成果報(bào)告》。煤礦組織有關(guān)專家對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了審查,形成了評(píng)審意見。
3)2016年11月山西地寶能源有限公司提交的《XXXX有限公司煤礦9號(hào)煤補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告》;
4)2016年11月山西太行礦業(yè)工程技術(shù)有限公司《XXXX有限公司礦井水患補(bǔ)充調(diào)查報(bào)告》;
5)2017年1月XXXX有限公司編制的《隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素普查報(bào)告》;
6)2017年8月由安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)提交的《XXXX有限公司(煤礦)礦井水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告》;
7)2017年9月安徽地質(zhì)安全研究院股份有限公司編制的《XXXX有限公司礦井地質(zhì)類型劃分報(bào)告》;
8)2017年10月山西太行礦業(yè)工程技術(shù)有限公司《XXXX有限公司水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告》;
9)2017年10月安徽地質(zhì)安全研究院股份有限公司編制的《帶壓開采安全評(píng)價(jià)報(bào)告》;
10)礦井充水性圖、采掘工程平面圖、礦井未來5年生產(chǎn)規(guī)劃圖及其他相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)資料。
1礦井概況
1.1煤礦基本情況
1.1.1煤礦位置
XXXX有限公司(煤礦)位于山西省嵐縣縣城東南8km的社科鄉(xiāng)下會(huì)村附近,行政區(qū)劃屬嵐縣梁家莊鄉(xiāng)管轄,地理坐標(biāo)為:
東經(jīng)111°42′38″~111°43′34″,北緯38°11′57″~38°14′05″。
1.1.2礦井范圍
根據(jù)山西省國土資源廳2014年12月1日頒發(fā)的采礦許可證(證號(hào)為C1400002009121220046512),其井田范圍由下列12個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)連線圈定而成。
礦區(qū)范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)表1-1
井田為一不規(guī)則多邊形,井田東西最長1.2km,南北最長4.0km,面積為2.9978km2,批準(zhǔn)開采4-9號(hào)煤層,生產(chǎn)規(guī)模為90萬t/a。開采標(biāo)高為1180m至860m。采礦許可證有效期限2014年12月1日至2034年12月1日。
本井田交通方便,太佳高速公路自井田南部10km經(jīng)過,省級(jí)公路白會(huì)線從井田西部南北穿過,井田的北西部有209國道和磧口~忻州的S313省道通過,此外在本區(qū)的南和東均有縣級(jí)公路通過,煤炭外運(yùn)便利(見交通位置圖1-1)。
圖1-1交通位置圖
1、地形、地貌
本井田屬于呂梁山脈的蘆芽山南端低山黃土丘陵區(qū),地形復(fù)雜,溝谷縱橫,井田總體南高北低,最高點(diǎn)位于井田的南部梁上,標(biāo)高為1318.20m,最低點(diǎn)位于井田北東部溝谷中,標(biāo)高1166.00m,相對(duì)高差152.20m。
2、河流水系
井田的北東部有嵐河流經(jīng),發(fā)源于嵐縣西白龍山,全長約25km,河水流量受季節(jié)影響很大,雨季山洪爆發(fā),河水泛濫,旱季水量極小,年平均流量2.82m3/s,在靜游鎮(zhèn)匯入汾河,為黃河流域汾河水系。井田內(nèi)無大的河流,只有一些河谷,雨季有短暫流水,平時(shí)干涸無水。
3、氣象及地震
本區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣侯,冬季長而寒冷,夏季短而炎熱。年降水量一般為510mm,蒸發(fā)量2000mm左右,蒸發(fā)量約是降水量的4倍,降水多集中在7~9月。平均氣溫6.8℃,一月均溫8℃,七月均溫22℃。無霜期130天,霜凍期在當(dāng)年的10月底至次年的4月中旬,凍土深度85~117cm。風(fēng)向多為西北,次為東南,最大風(fēng)速16m/s,年平均風(fēng)速1.7~2.6m/s。
本區(qū)歷史上未發(fā)生過地震,鄰縣靜樂曾在1583年9月發(fā)生過4.8級(jí)地震,本地有震感。根據(jù)GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,本區(qū)地震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g第三組。
4、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況
嵐縣現(xiàn)有耕地50.50萬畝,農(nóng)作物以谷子、莜麥、土豆、豆類、油料為主。該縣礦藏資源豐富,主要有鐵、煤、石灰石、白云巖、硅石、大理石等。其中以鐵礦為最,總儲(chǔ)量約13億噸,均為露天礦體,易于開采;硅石礦儲(chǔ)量約1100萬噸,礦質(zhì)良好,含硅量達(dá)99%;另外,石灰石、白云巖、煤炭、錳礦、大理石、花崗巖、麥飯石、長石、白云母、蛭石、銅、綠柱石、頁巖、鋁礬土等均有相當(dāng)規(guī)模的儲(chǔ)量。
目前,全縣工業(yè)主要有煤炭、煉鐵、水泵、節(jié)能變壓器、水泥、玻璃器、礦車、大理石開采與加工。
1.1.5四鄰關(guān)系
井田西鄰山西呂梁嵐縣龍達(dá)煤業(yè)有限公司,南鄰大同煤礦集團(tuán)同安煤業(yè)有限責(zé)任公司,東、北為空白區(qū)。
1、大同煤礦集團(tuán)同安煤業(yè)有限責(zé)任公司
井田南部為嵐縣地方國營侯家?guī)r煤礦現(xiàn)被同安煤業(yè)整合,一對(duì)斜井開拓,開采4、9號(hào)煤層,現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)模90萬t/a,屬低瓦斯礦井。目前礦井正常涌水量145m3/d,最大涌水量180m3/d。現(xiàn)處停產(chǎn)建設(shè)階段。
2、山西呂梁嵐縣龍達(dá)煤業(yè)有限公司
山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)龍達(dá)煤業(yè)有限公司由山西黑龍洼煤礦有限公司、山西嵐縣畢家坡煤業(yè)有限公司、山西嵐縣侯家?guī)r通達(dá)煤業(yè)有限公司三座煤礦兼并重組而成,礦區(qū)面積5.2532km2。開采4、9號(hào)煤層,批準(zhǔn)生產(chǎn)能力為90萬t/a,瓦斯相對(duì)涌出量5.21m3/t,絕對(duì)涌出量1.08m3/min,屬低瓦斯礦井。礦井涌水量100~150m3/d,現(xiàn)處停產(chǎn)建設(shè)階段(見礦田位置關(guān)系示意圖1-2)。
1.2煤礦生產(chǎn)建設(shè)概況
1.2.1礦井開采歷史
XXXX有限公司前身為嵐縣地方國營候家?guī)r煤礦附屬一礦,始建于1962年,1966年投產(chǎn),批準(zhǔn)開采4、9號(hào)煤層。2009年晉煤重組辦以[2009]17號(hào)文件核準(zhǔn)該礦為兼并重組整合單獨(dú)保留礦井,安徽省皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司為該礦主體企業(yè)。兼并重組整合后換發(fā)了新采礦許可證(證號(hào):C1400002009121220046512),生產(chǎn)規(guī)模900kt/a。
圖1-2井田四鄰關(guān)系圖
2009年兼并重組整合后該礦初期主斜井、副斜井兩個(gè)井筒均充分利用原嵐縣地方國營候家?guī)r煤礦附屬一礦已有井筒。新的開拓系統(tǒng)形成后利用新系統(tǒng)對(duì)井田進(jìn)行回采。
2011年10月10日山西省煤炭工業(yè)廳文件晉煤辦基發(fā)【2011】1358號(hào)關(guān)于XXXX有限公司兼并重組整合項(xiàng)目開工建設(shè)的批復(fù),開工日期為2011年10月10
日,批準(zhǔn)建設(shè)工期為24個(gè)月。2014年5月26日,山西省煤炭基本建設(shè)局以晉煤基局發(fā)〔2014〕120號(hào)文批復(fù)礦井建設(shè)工期由原設(shè)計(jì)的24個(gè)月調(diào)整為47個(gè)月,至2016年1月底。2015年11月10日山西省煤炭工業(yè)廳以晉煤辦基發(fā)[2015]938號(hào)文批復(fù)進(jìn)入聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)。通過49個(gè)月的建設(shè),又經(jīng)過聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn),礦井各生產(chǎn)系統(tǒng)及安全設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)正常,2016年5月回采工作面進(jìn)入正式生產(chǎn)。
2016年10月11日,山西省煤炭工業(yè)廳以晉煤行發(fā)[2016]740號(hào)文對(duì)礦井生產(chǎn)能力等相關(guān)生產(chǎn)要素信息進(jìn)行公告,公告能力90萬噸/年,重新確定的生產(chǎn)能力76萬噸/年。
井田采用兩個(gè)水平開拓全井田,即一個(gè)主水平一個(gè)輔助水平,分別開采井田內(nèi)的4號(hào)和9號(hào)煤層,其中輔助水平標(biāo)高+980m,開采4號(hào)煤層;主水平標(biāo)高+910m,開采9號(hào)煤層。分別在4號(hào)和9號(hào)煤層中布置運(yùn)輸大巷、軌道大巷和回風(fēng)大巷。
XXXX有限公司現(xiàn)為生產(chǎn)礦井,礦井生產(chǎn)規(guī)模為90萬t/a,開采煤層為4號(hào)煤層。
截止目前,4號(hào)煤層首采區(qū)4101工作面已回采完畢,正在4103工作面回采。
現(xiàn)將礦井開拓建設(shè)情況敘述如下:
1、井田開拓
井田采用斜井開拓方式,全礦井共布置四個(gè)井筒開發(fā)全井田。即主斜井、副斜井、進(jìn)風(fēng)行人斜井、回風(fēng)立井。
主斜井:井筒凈寬3.0m,凈斷面積8.03m2,傾角23°,到4號(hào)煤層斜長454m,到9號(hào)煤層斜長646m,井筒內(nèi)裝備帶寬1.0m的膠帶輸送機(jī),擔(dān)負(fù)礦井提煤和進(jìn)風(fēng)的任務(wù);
副斜井:井筒凈寬3.2m,凈斷面積9.8m2,傾角22°,到4號(hào)煤層斜長490m,到9號(hào)煤層斜長689m,井筒內(nèi)裝備單鉤串車,并設(shè)臺(tái)階扶手,擔(dān)負(fù)礦井除人員以外的輔助提升任務(wù),為礦井的一個(gè)安全出口;
進(jìn)風(fēng)行人斜井:井筒凈寬3.6m,傾角23°~25°,到4號(hào)煤層斜長515m(23°),4號(hào)煤層到9號(hào)煤層斜長187m(25°),總斜長724m,裝備架空乘人器,設(shè)臺(tái)階扶手,擔(dān)負(fù)礦井上下人員、排水和進(jìn)風(fēng)任務(wù),是礦井的一個(gè)安全出口;
回風(fēng)立井:井筒凈徑5.0m,凈斷面積19.6m2,到9號(hào)煤層垂深308.5m;井筒內(nèi)設(shè)梯子間,擔(dān)負(fù)礦井的回風(fēng)任務(wù),兼做安全出口;
各井筒表土松散層均采用混凝土支護(hù),副斜井及進(jìn)風(fēng)行人斜井厚度均為400mm,主斜井為350mm,回風(fēng)立井為800mm;主斜井、副斜井及進(jìn)風(fēng)行人斜井基巖段均采用混凝土支護(hù),厚度均為300mm;回風(fēng)立井基巖段采用混凝土支護(hù),厚400mm。
2、水平、采區(qū)劃分
全井田共劃分為四個(gè)采區(qū),其中4號(hào)煤層劃分為二個(gè)采區(qū),9號(hào)煤層劃分為兩個(gè)采區(qū)。礦井首采區(qū)選擇為4號(hào)煤層一采區(qū)。
采用兩個(gè)水平開拓全井田,即一個(gè)主水平一個(gè)輔助水平,分別開采井田內(nèi)的4號(hào)和9號(hào)煤層,其中輔助水平標(biāo)高+980m,開采4號(hào)煤層;主水平標(biāo)高+910m,開采9號(hào)煤層。
3、采煤方法及工藝
4煤層為走向長壁一次采全高采煤法,9煤綜采放頂煤的采煤工藝,全部跨落法管理頂板。
4、通風(fēng)系統(tǒng)
礦井采用全負(fù)壓抽出式機(jī)械通風(fēng),通風(fēng)方式為中央邊界式,主斜井、副斜井、行人斜井進(jìn)風(fēng),回風(fēng)立井回風(fēng)。地面主通風(fēng)機(jī)房安裝有2臺(tái)FBCDZ№25礦井通風(fēng)機(jī),一用一備。目前礦井總進(jìn)風(fēng)量4452m3/min,總回風(fēng)量4504m3/min,礦井有效風(fēng)量率87%。
采煤工作面采用“U”型通風(fēng)方式。掘進(jìn)工作面為壓入式通風(fēng),配備有2臺(tái)FBD№6.0/2×30KW型局部通風(fēng)機(jī),實(shí)現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)、雙電源自動(dòng)切換和“三專兩閉鎖”功能。
5、供電系統(tǒng)
本礦井地面設(shè)有35KV變電所一座,安裝2臺(tái)SZ11-10000/35型變壓器35/10KV10000KVA(1臺(tái)使用1臺(tái)備用)雙回路進(jìn)線,一回路來自車道坡110KV變電站,線路單長11.2km,采用LGJ-150/25mm2導(dǎo)線至變電所。另一路引自普明35KV變電站,線路單長13.328km,采用LGJ-150/20mm2導(dǎo)線至變電所。井下有中央變電所和采區(qū)變電所各一座。大型設(shè)備各類保護(hù)裝置齊全完善、靈敏可靠,設(shè)備綜合保護(hù)率達(dá)到100%,防爆率達(dá)到100%,各種合格證證標(biāo)齊全、合格。聘請(qǐng)有關(guān)資質(zhì)單位按時(shí)對(duì)井上下各類大型設(shè)備進(jìn)行檢測檢驗(yàn)。
6、運(yùn)輸系統(tǒng)
主斜井選用1部DTC100/25/2×220帶式輸送機(jī),輸送機(jī)傾角23°,輸送距離719.1m,提升高度280.84m,驅(qū)動(dòng)方式為變頻軟啟動(dòng),配用2臺(tái)220kWYB系列4級(jí)電機(jī),各類保護(hù)裝置齊全有效。副斜井選用1部JK-3.0×2.2/31.5型單滾筒提升機(jī)車,配用電機(jī)功率為400kW,該井采用單鉤串車提升方式,完成全礦提矸、下料等全部輔助提升任務(wù)。
7、排水系統(tǒng)
在副斜井井底布置有中央水泵房,有效容量為2635m3,中央水泵房安裝有四臺(tái)MD280-65×6型離心式水泵,一用一備兩檢修,經(jīng)兩趟Φ219×8無縫鋼管經(jīng)進(jìn)風(fēng)行人斜井排到地面污水處理廠;在強(qiáng)排巷安裝有兩臺(tái)BQ275-306/8-360強(qiáng)排泵,額定流量306m3/h,功率360kw,經(jīng)一趟Φ325×8無縫鋼管經(jīng)進(jìn)風(fēng)行人斜井排到地面污水處理廠。
1.2.2礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀
目前我礦有41一個(gè)生產(chǎn)采區(qū),有一個(gè)準(zhǔn)備采區(qū)91采區(qū)。
41采區(qū)4103工作面正在回采,剩余工作面為4104工作面,其中4103工作面預(yù)計(jì)年底回采結(jié)束,4104工作面剩余儲(chǔ)量為56萬噸;91采區(qū)剩余工作面為9101、9102、9013工作面。
1.2.3礦井未來五年采掘規(guī)劃
2018年計(jì)劃原煤產(chǎn)量91萬噸,計(jì)劃總進(jìn)尺2172m,生產(chǎn)格局為1采、1掘;
2019年計(jì)劃生產(chǎn)原煤93萬噸,計(jì)劃總進(jìn)尺2005m,生產(chǎn)格局為1采、1掘;
2020年計(jì)劃生產(chǎn)原煤93萬噸,計(jì)劃總進(jìn)尺2996m,生產(chǎn)格局為1采、1掘;
2021年計(jì)劃生產(chǎn)原煤93萬噸,計(jì)劃總進(jìn)尺2217m,生產(chǎn)格局為1采、1掘;
2022年計(jì)劃生產(chǎn)原煤94萬噸,計(jì)劃總進(jìn)尺1533m,生產(chǎn)格局為1采、1掘。
XXXX有限公司2018~2022年回采工作面接替計(jì)劃表表1-2
圖1-3XX煤焦4號(hào)煤層5年生產(chǎn)規(guī)劃示意圖
圖1-4XX煤焦9號(hào)煤層5年生產(chǎn)規(guī)劃示意圖
1.3煤礦以往水文地質(zhì)勘查工作
本井田位于嵐縣詳查勘探區(qū)中西部煤層露頭線一帶。嵐縣勘查工作始于1954年,普查勘探在1959年進(jìn)行,該階段施工鉆孔18個(gè),鉆探進(jìn)尺6831.46m。1960年下馬鋪精查勘探共施工鉆孔41個(gè),進(jìn)尺10338.25m,兩次勘探工作分別由143隊(duì)和148隊(duì)完成,有43個(gè)鉆孔進(jìn)行了物探測井工作。鉆探見煤78層次,其中合格7層次,乙級(jí)18層次,丙級(jí)18層次,廢品35層次;測井見煤91層次,其中甲級(jí)7層次,乙級(jí)35層次,丙級(jí)12層次,廢品15層次。全孔綜合評(píng)級(jí)合格孔27個(gè),參考孔10個(gè),廢孔6個(gè)。該時(shí)期施工之鉆孔60%以上無芯鉆進(jìn),測井因當(dāng)時(shí)的儀器、技術(shù)水平所限制,資料的可靠性較差。正因?yàn)槿绱耍?959年12月148隊(duì)提交的下馬
鋪地質(zhì)普查報(bào)告在1962年復(fù)審時(shí),認(rèn)為質(zhì)量低劣,列為不合格報(bào)告,1960年所進(jìn)行的詳查工作未提交最終成果。
148隊(duì)、228隊(duì)根據(jù)國家計(jì)委于1972年制定的《關(guān)于太(原)、古(交)、嵐(縣)地區(qū)煤炭規(guī)劃的初步意見》,為解決嵐鋼等鋼鐵工業(yè)對(duì)煉焦用煤的需要,嵐縣礦區(qū)作為配焦用煤地,這次勘探為礦區(qū)總體設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)。從1973年在面積約140km2的勘查區(qū)施工,1976年10月底施工結(jié)束,同年底提交了《嵐縣勘探區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告》,山西省煤炭工業(yè)管理局以[1978]第781號(hào)決議書予以批準(zhǔn)。此次共施工鉆孔109個(gè),總進(jìn)尺48201.65m,100個(gè)鉆孔實(shí)施了物探測井。鉆探見可采煤層247層次,其中甲級(jí)131層次,乙級(jí)52層次,丙級(jí)54層次,廢品10層次;測井見煤238層次,其中甲級(jí)199層次,乙級(jí)37層次,丙級(jí)0層次,廢品2層次。全孔質(zhì)量綜合評(píng)級(jí),甲級(jí)孔57個(gè),乙級(jí)孔36個(gè),丙級(jí)孔2個(gè),2個(gè)鉆孔因測井曲線為廢品,未參與綜合評(píng)級(jí)。
2012年XXXX有限公司委托安徽省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì)在井田內(nèi)施工鉆孔5個(gè)(地質(zhì)孔3個(gè),地質(zhì)兼水文孔2個(gè))工程量1527.03m,目的層為4號(hào)、9號(hào)煤層,共取瓦斯樣4個(gè),煤質(zhì)樣10個(gè),主采煤層頂?shù)装迳舷?0m范圍內(nèi)巖樣共計(jì)60組。并于2012年10月提交了《XXXX有限公司(煤礦)整合重組補(bǔ)充勘探礦井地質(zhì)報(bào)告》,該報(bào)告未按規(guī)范要求編寫,未獲得批復(fù)文件。依據(jù)《煤炭地質(zhì)勘查鉆孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(MT/T1042-2007)該次補(bǔ)勘5個(gè)鉆孔所有煤層均達(dá)到優(yōu)質(zhì)層標(biāo)準(zhǔn),鉆孔質(zhì)量評(píng)級(jí)均為甲級(jí)孔,,煤樣、瓦斯、巖石力學(xué)樣采樣均能滿足試驗(yàn)要求,樣品檢測報(bào)告真實(shí)可靠。該次補(bǔ)充勘探對(duì)補(bǔ)1號(hào)孔4~9號(hào)煤層之間、補(bǔ)5號(hào)孔4號(hào)煤層上部砂巖進(jìn)行了注水層位,注水試驗(yàn)按照規(guī)范要求進(jìn)行,質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。補(bǔ)勘施工5個(gè)鉆孔,補(bǔ)1孔作為長觀孔未封閉,其余4個(gè)鉆孔均進(jìn)行了封閉,封孔質(zhì)量合格。本次報(bào)告利用其鉆孔成果,煤樣、瓦斯、巖石力學(xué)樣測試成果,水文孔抽水試驗(yàn)成果。
綜上所述,嵐縣詳查區(qū)1959年~1960年所施工鉆孔質(zhì)量不高,測量成果欠佳,主要表現(xiàn)有部分鉆孔高程相差較大,經(jīng)1/5000航測地形圖校正,舊孔高程有誤,但因年久,原孔位不易查找,故采用原坐標(biāo)、新高程。鉆孔封閉質(zhì)量不詳,未作啟封檢查孔施工,煤層露頭外鉆孔及未見煤鉆孔未封閉。此外,對(duì)含水層及相互關(guān)系缺乏系統(tǒng)的分析和論證資料。1973年的詳查勘探工作總體質(zhì)量較高。2012年補(bǔ)充勘探工作質(zhì)量可靠。
本次工作收集利用了1959年的鉆孔24、115、116、117;1960年的鉆孔淺9、淺10、113、123、128;1973年的鉆孔31、32、35;2012年安徽一隊(duì)施工的補(bǔ)1、補(bǔ)2、補(bǔ)3、補(bǔ)4、補(bǔ)5,總進(jìn)尺4775.17m。此外還利用了永久水源井和風(fēng)井檢查孔資料,參考利用了井田內(nèi)127號(hào)鉆孔及井田東部邊緣的121號(hào)鉆孔資料。本次工作利用鉆孔19個(gè),其中地質(zhì)孔15個(gè),水文孔2個(gè),永久水源井1個(gè),風(fēng)井檢查孔1個(gè),參考利用鉆孔2個(gè),共計(jì)21個(gè)。
以往地質(zhì)及水文地質(zhì)工作匯總表表1-3
1.3.1礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)工作
本礦建礦初期礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)工作以往做得較少,近年來,隨著管理不斷完善,逐步走向正規(guī)。
1、井巷測量工作
2008年皖北煤電控股該礦后,委托山西省第三地質(zhì)工程勘察院對(duì)本礦進(jìn)行了實(shí)測。
在礦區(qū)原有四等控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上,在井口附近再進(jìn)行部分控制點(diǎn)的加密測量工作,井口及井下巷道采用拓普康防爆全站儀(GTS-332W)三架法進(jìn)行測量。在主副井筒、井底車場、軌道運(yùn)輸大巷布設(shè)7″級(jí)的基本控制導(dǎo)線,回風(fēng)大巷、以及采區(qū)皮帶、軌道、回風(fēng)順槽均布設(shè)15″級(jí)的采區(qū)控制導(dǎo)線,采區(qū)皮帶上山和皮帶運(yùn)輸順槽為獨(dú)頭掘進(jìn)巷道而布設(shè)復(fù)測支導(dǎo)線,其余均布設(shè)閉(附)合導(dǎo)線。
井下主副井筒、井底車場、軌道運(yùn)輸大巷所有導(dǎo)線點(diǎn)全部為永久點(diǎn),其它主要巷道均留設(shè)三個(gè)為一組的永久導(dǎo)線點(diǎn)。永久導(dǎo)線點(diǎn)同時(shí)作為井下高程點(diǎn),且進(jìn)行了統(tǒng)一編號(hào),并將編號(hào)標(biāo)記在點(diǎn)的附近。水平角采用測回法兩測回觀測,導(dǎo)線點(diǎn)的高
程采用三角高程測量方法確定,垂直角采用中絲法兩測回觀測,距離采用全站儀直接測定(加各項(xiàng)改正常數(shù))。
坐標(biāo)系統(tǒng)采用1954年北京坐標(biāo)系,1956年黃海高程系,高斯6°帶正形投影,中央子午線為111°。
各項(xiàng)精度指標(biāo)均符合《工程測量規(guī)范》(GB50026-2007)之規(guī)定,精度能夠滿足本次報(bào)告要求。
2、煤系地層、煤層及構(gòu)造的觀測
在以往的開采過程中,凡經(jīng)井巷、鉆探揭露的煤系地層及其巖性特征、厚度均進(jìn)行逐層的觀測與編錄,對(duì)煤層、標(biāo)志層、煤層頂?shù)装逡鲋攸c(diǎn)觀測,在以往的鉆探施工時(shí)采取標(biāo)本和樣品進(jìn)行鑒定、化驗(yàn)和測試工作。并將煤巖送至有資質(zhì)的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)室,對(duì)采集的巖石與煤進(jìn)行了物理力學(xué)性質(zhì)的測試工作,可以滿足煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)性質(zhì)的評(píng)價(jià)。
(1)煤層的觀測
井巷揭露的煤層不論可采與否均進(jìn)行觀測和描述;井筒、石門和其它穿層巷道編錄一幫素描圖,構(gòu)造復(fù)雜時(shí),編錄展開圖。凡揭露煤層的地點(diǎn)均布設(shè)觀測點(diǎn),沿可采煤層掘進(jìn)的巷道,在連續(xù)觀測的基礎(chǔ)上布設(shè)觀測點(diǎn)。當(dāng)煤厚變化大時(shí)可適當(dāng)加密觀測點(diǎn)或編錄一幫素描圖和素描展開圖。
(2)地質(zhì)構(gòu)造的觀測
凡揭露的斷層不論大小均進(jìn)行觀測,地層傾角在10°以下時(shí),只測鉛直斷距,10°以上時(shí)同時(shí)測量地層斷距,傾角較大時(shí)還應(yīng)測出實(shí)際影響斷距。褶皺的觀測與描述:起伏在一米以上的褶曲兩翼應(yīng)有產(chǎn)狀控制,并測出軸的位置與傾伏方向,局部地層傾角增大的地段加密產(chǎn)狀或?qū)崪y剖面,推測出影響生產(chǎn)的范圍。頂壓、底窿觀測描述內(nèi)容:位置、形狀(脊?fàn)?、圓弧狀)兩側(cè)產(chǎn)狀、寬度、煤層薄化程度、壓下或鼓起幅度、煤的正常厚度。古河流沖刷觀測描述內(nèi)容:沖刷面形狀和傾角變化情況,沖刷寬度,切割深度,沖刷面與頂?shù)装褰痪€的位置,沖刷體巖性和旁側(cè)應(yīng)變狀態(tài),沖刷類型等。除以上規(guī)定外,未提到的部分均按規(guī)程進(jìn)行。
3、地質(zhì)資料編錄工作的程序與種類
礦井在基建開拓過程中,對(duì)巷道揭露的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行了實(shí)測,其中揭露5m以上正斷層11條,5m以下正斷層20條。對(duì)揭露的煤層實(shí)測了見煤點(diǎn),實(shí)測煤層厚度總體比勘探揭露厚度薄。相關(guān)工程技術(shù)人員在井巷開拓、掘進(jìn)施工工作中,按照礦
井地質(zhì)工作規(guī)定要求,進(jìn)行了主斜井、副斜井、進(jìn)風(fēng)行人井、回風(fēng)巷等的工程地質(zhì)素描編錄工作。
4、“三書”及采后總結(jié)的編制情況
地質(zhì)說明書是為各項(xiàng)采掘工程設(shè)計(jì)、施工和管理提供的地質(zhì)預(yù)測資料,是制定作業(yè)規(guī)程的依據(jù)。礦井生產(chǎn)階段的地質(zhì)說明書主要是采區(qū)地質(zhì)說明書、掘進(jìn)地質(zhì)說明書、回采地質(zhì)說明書,簡稱“三書”。采區(qū)地質(zhì)說明書設(shè)計(jì)前三個(gè)月提出,回采工作面說明書在工作面掘出后五天內(nèi)提出,回采工作面采后總結(jié),采后30天內(nèi)提出。內(nèi)容:隊(duì)名、采煤方法、支架型號(hào)、始采與結(jié)束時(shí)間、采高、平均日進(jìn)度、統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量、計(jì)算產(chǎn)量、損失量、工作面回采率、儲(chǔ)量增減情況、影響生產(chǎn)的主要地質(zhì)因素及其影響程度、預(yù)測與實(shí)際出入較大的地質(zhì)要素對(duì)比、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等。
5、地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)工作
隨著采掘的前進(jìn),對(duì)新揭露的地質(zhì)資料要不斷地進(jìn)行觀測與收集,并及時(shí)反映到有關(guān)圖紙資料中去。在充分占有資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析,逐步揭示其實(shí)質(zhì),補(bǔ)充和修正原來對(duì)各種地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),預(yù)測采掘前方的地質(zhì)變化,著重是構(gòu)造、煤厚變化、古河流沖刷、巖溶陷落現(xiàn)象。采掘年預(yù)報(bào)每年編制一次,回采工作面預(yù)報(bào)每月編制一次。
6、圖件編繪
為了滿足采掘規(guī)劃需要,根據(jù)搜集到的有關(guān)資料和井巷測量成果繪制了“采掘工程平面圖”、“井上下對(duì)照?qǐng)D”和“井田地形地質(zhì)圖”等圖件,對(duì)礦井開拓提供了指導(dǎo)作用。
7、水文地質(zhì)觀測
該礦井下涌水量不大,主要為頂板和井筒滲水,生產(chǎn)中對(duì)井下涌水情況進(jìn)行了認(rèn)真觀測和分析,建立了各類水文地質(zhì)觀測臺(tái)賬,礦井根據(jù)涌水量情況及時(shí)向地面抽排,保證了礦井正常安全生產(chǎn)。
8、水文地質(zhì)工作
對(duì)井下涌水量情況進(jìn)行了觀測和分析,井田內(nèi)全部為松散層覆蓋,井田溝谷發(fā)育,多為季節(jié)性干溝,僅雨季較大溝谷有雨水匯集形成洪流,向東流出井田外。
1.3.2物探工作
1、三維地震勘探
本礦委托安徽省煤田地質(zhì)局物探測量隊(duì)于2014年5月-2015年12月對(duì)全井田進(jìn)行了三維地震勘探,于2015年12月提交了《北方能化(嵐縣)XX煤焦有限公司地面三維地震勘探報(bào)告》。該次工作對(duì)全井田的地層形態(tài)、構(gòu)造發(fā)育情況進(jìn)行了勘察。該報(bào)告由礦方組織專家評(píng)審?fù)ㄟ^。
全區(qū)設(shè)計(jì)21束線,完成16束線,完成地震物理點(diǎn)1868個(gè),其中三維生產(chǎn)物理點(diǎn)1661個(gè),試驗(yàn)物理點(diǎn)207個(gè)。滿覆蓋控制面積2.43km2。
地震勘探揭露煤系地層形態(tài)總體為一走向近SN,傾向E的單斜構(gòu)造,傾角3-31°。在測區(qū)北部有一軸向北東的寬緩背斜和一軸向北東東的寬緩向斜,背斜兩翼傾角為3°-14°,在區(qū)內(nèi)延伸長度約1000m,向斜兩翼傾角約為7-14°,在區(qū)內(nèi)延伸長度約800m。斷層較發(fā)育,地層比較穩(wěn)定。
共組合斷層4條,均為正斷層;按可靠程度分,可靠斷層3條,較可靠斷層1條;按落差分類,落差0m<H<5m斷層1條,落差10m≤H<20m斷層2條,落差H≥20m斷層1條。
2、地面瞬變電磁勘探
2016年04月中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司對(duì)本礦進(jìn)行了地面瞬變電磁勘探,提交了《XXXX有限公司地面瞬變電磁法勘探工程成果報(bào)告》,該次工作圈定了井田內(nèi)4、9號(hào)煤層的采空區(qū)積水范圍和地層富水區(qū)并對(duì)已知陷落柱的富水情況進(jìn)行了評(píng)述。該報(bào)告由礦方組織專家評(píng)審?fù)ㄟ^。該次地面電法工作采取瞬變電磁法對(duì)礦方指定區(qū)域的進(jìn)行了探測,主要推斷和解釋了指定區(qū)域內(nèi)4煤、9煤采空積水范圍、太原組灰?guī)r含水層富水性、奧陶系灰?guī)r含水層富水性、以及已知構(gòu)造富水性。方法選擇具有針對(duì)性,施工方案合理。在勘探施工過程中,嚴(yán)格按照《地面瞬變電磁法技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行施工,共完成瞬變電磁法物理點(diǎn)6659個(gè),有效控制探測面積2.4km2,完成了合同規(guī)定的工作量。經(jīng)統(tǒng)計(jì)評(píng)級(jí),原始數(shù)據(jù)質(zhì)量符合規(guī)范要求。本次地面瞬變電磁法資料顯示,推斷4號(hào)煤層有4處采空積水區(qū),積水面積分布約81800m2、326300m2、45000m2、23000m2。推斷9煤層有2處采空積水區(qū),積水面積分別約為46600m2、191300m2。
1.4礦井水文類型劃分及煤礦水患補(bǔ)充調(diào)查工作及質(zhì)量評(píng)述
1.4.1礦井水文類型劃分報(bào)告評(píng)述
1、報(bào)告闡述了礦井地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件;對(duì)各煤層受含水巖組影響的劃分及其富水性分析思路正確,闡述詳細(xì),依據(jù)充分,井田水文地質(zhì)補(bǔ)、徑、排條件符合客觀實(shí)際。
2、礦井充水因素分析合理,礦井和周邊小煤礦開采情況及采空區(qū)積水情況了解詳細(xì),為正確劃分礦井水文地質(zhì)類型提供了依據(jù)。
3、對(duì)構(gòu)成礦井安全生產(chǎn)的水害問題及其影響程度做了詳細(xì)的分析,并對(duì)其難易程度作出了正確的評(píng)價(jià),可以作為水文地質(zhì)類型劃分的基礎(chǔ)資料。
4、報(bào)告根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》對(duì)XXXX有限公司4、9號(hào)煤層水文地質(zhì)類型進(jìn)行了劃分,確定礦井水文地質(zhì)類型為中等類型。報(bào)告結(jié)論合理,可作為該礦井防治水和安全生產(chǎn)的依據(jù)。
1.4.2煤礦水患補(bǔ)充調(diào)查報(bào)告評(píng)述
1、2016年11月山西太行礦業(yè)工程技術(shù)有限公司編制的《XXXX有限公司礦井水患補(bǔ)充調(diào)查報(bào)告》采用地面踏勘、老窯調(diào)查,地面物探、井下物探、井下鉆探等多種手段及方法,進(jìn)行了采(古)空區(qū)積水調(diào)查工作。重點(diǎn)調(diào)查和勘查了本礦未來五年開采區(qū)域的水患,達(dá)到了普查程度。
2、本礦4、9號(hào)煤層南部有部分采空,未來五年開采4號(hào)煤層F1北部的41采區(qū)的4102、4103工作面,9號(hào)煤層F1北部的91采區(qū)的9101工作面,其主要水害為4號(hào)煤層同層鄰近采空積水、采煤產(chǎn)生的導(dǎo)水裂縫帶導(dǎo)通上部含水層水及奧灰水帶壓開采問題。
3、本井田4號(hào)煤層首采工作面4101采空區(qū)為兼并重組整合后本礦自己所形成的,采空區(qū)面積位置清楚。煤層開采前應(yīng)對(duì)積水區(qū)積水進(jìn)行疏排,確保煤礦安全生產(chǎn)。采空積水面積及積水量屬于動(dòng)態(tài)過程,會(huì)隨煤礦開采的變化而變化,礦方應(yīng)在下一個(gè)生產(chǎn)階段,采用物探、鉆探等手段進(jìn)一步查清其積水面積及積水量,隨時(shí)調(diào)整安全設(shè)施與防范措施,以滿足安全生產(chǎn)要求,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)目標(biāo)。
2地質(zhì)概況
2.1礦井地質(zhì)
2.1.1地層
本井田位于寧武煤田嵐縣礦區(qū)的西南龍泉井田精查勘探區(qū)邊緣,地表大部分為黃土覆蓋,基巖僅出露于溝谷中,根據(jù)以往地質(zhì)勘探資料,結(jié)合地面露頭,井田內(nèi)發(fā)育地層由老到新為奧陶系中統(tǒng)峰峰組;石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組;二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組;上統(tǒng)上石盒子組;上第三系上新統(tǒng)及第四系地層?,F(xiàn)由老到新敘述如下:
1、奧陶系中統(tǒng)峰峰組(O2f)
由石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖組成,全組厚度大于100m。據(jù)井田內(nèi)31號(hào)鉆孔揭露,峰峰組厚度為139.11m。該組地層在井田內(nèi)無出露,出露于下靜游東南汾河西岸及上天窊一帶。
2、石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)
平行不整合于下伏地層之上,底部為“山西式”鐵礦或鋁土礦,中部為灰白色石英砂巖,灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖及1~3層薄煤層組成,該組中部發(fā)育一層穩(wěn)定的石灰?guī)r,厚度在2~5m之間,定為標(biāo)志層(K1)。本組含有煤線,本組總厚29.90~49.00m,平均37.40m。
3、石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)
為主要含煤地層之一,由灰白色砂巖、深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、石灰?guī)r及煤層組成,含有豐富的海相動(dòng)物化石,底部為一層灰白色細(xì)、中粒砂巖,厚2.00~9.08m,層位穩(wěn)定,是太原組底部標(biāo)志(K2)。含有5、6、7、8、9、10、11號(hào)煤層,9號(hào)煤層穩(wěn)定可采,其余不穩(wěn)定不可采。本組厚度49.00~77.31m,平均64.50m,與下伏地層整合接觸。
4、二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)
與下伏地層整合接觸。主要含煤地層之一,由灰白色砂巖、深灰色泥巖砂質(zhì)泥巖及煤層組成,富含植物化石。因遭受剝蝕,井田西部地層賦存不全,厚度42.10~58.72m,平均49.12m,底部為灰白色中、細(xì)粒砂巖(K4標(biāo)識(shí)層)。該組含有1、2、
3、4號(hào)煤層,4號(hào)煤層穩(wěn)定可采,其余不穩(wěn)定不可采。本組厚度63.19~85.94m,平均73.25m,與下伏地層整合接觸。
5、二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P1x)
底部為灰白色中、粗粒砂巖(K5),其上為黃綠、藍(lán)灰色夾紫色斑塊的泥巖及砂質(zhì)泥巖,夾有薄層砂巖,含植物化石。由于剝蝕作用,井田西部地層賦存不全,厚度在30.00~65.82m,平均46.50m。
6、二疊系上統(tǒng)上石盒子組(P2s)
由雜色砂質(zhì)泥巖、泥巖和砂巖組成,底部為一層灰黃或黃綠色中、粗粒砂巖(K6),穩(wěn)定性差。由于剝蝕作用,井田內(nèi)該組僅賦存下部地層,最大賦存厚度126.41m,厚度在15.95~126.41m,平均65.46m與下伏地層整合接觸。
7、上第三系上新統(tǒng)(N2)
靜樂紅土,井田溝谷局部有出露,角度不整合于下伏地層之上,上部為棕紅色粘土、亞粘土、夾鈣質(zhì)結(jié)核,下部為砂、礫石層,礫石多為石灰?guī)r,有少量泥巖屑和砂巖巖塊。厚10.00~83.21m,平均34.21m。
8、第四系中上更新統(tǒng)(Q2+3)
中上更新統(tǒng),下部為淺紅色亞粘土,中夾不連續(xù)鈣質(zhì)結(jié)核層,含古土壤層,常形成黃紅間帶色。上部為灰黃色亞砂土和砂土。分布于山嶺、山地上和溝谷兩側(cè)。厚0~29.55m,平均10.15m。
9、第四系全新統(tǒng)(Q4)
分布井田北部較大河谷之中,構(gòu)成河漫灘Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地,上部為再生黃土,下部為礫石及砂,厚0~22.62m,平均4.64m。
2.1.2含煤地層
井田內(nèi)主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。
1、山西組
井田內(nèi)主要含煤地層之一,由灰白色砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖和煤層組成,西部邊緣風(fēng)化剝蝕,局部賦存下部地層。本組厚度為63.19~85.94m,平均73.25m,4號(hào)煤層之下發(fā)育一層灰白色細(xì)粒砂巖(K4),厚0.98(補(bǔ)2)~18.36m(115),平均5.69m,為山西組沉積結(jié)束之標(biāo)識(shí)。該組含有1、2、3、4號(hào)煤層,4號(hào)煤層穩(wěn)定可采,其余
為不穩(wěn)定不可采。
2、太原組
井田內(nèi)主要含煤地層之一,厚度49.00~77.31m,平均64.50m,由灰白色砂巖、深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、石灰?guī)r及煤組成,富含海相動(dòng)物化石,本組可分為三段:
下段:K3砂巖底~L1石灰?guī)r底,厚度平均37.16m。本段為主要含煤段,9號(hào)煤層位于該段頂部,為井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層,10號(hào)煤上距9號(hào)煤層7.00m左右,11號(hào)煤在K2砂巖上0~25.27m,此段發(fā)育2層標(biāo)識(shí)層,即9號(hào)煤層直接頂板L1石灰?guī)r或泥灰?guī)r,厚0.52(128)~5.00m(24),平均2.68m,全井田基本發(fā)育,富含海相動(dòng)物化石。
中段:L1石灰?guī)r底界~L3石灰?guī)r頂界,厚度平均36.41m。L3石灰?guī)r深灰色,質(zhì)純,厚1.60(115)~3.62m,平均厚2.81m,下部含有7號(hào)煤層;L2石灰?guī)r全井田發(fā)育,厚1.50(永久水源井)~3.96m,平均厚2.62m,深灰色,含海相動(dòng)物化石,該石灰?guī)r之下約0.50m為8號(hào)煤層,此段以明顯的海陸交替相沉積韻律為其特征。7、8號(hào)煤層不穩(wěn)定不可采。
上段:L3石灰?guī)r頂界~K4砂巖底,厚度平均25.95m。為灰白色砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖組成,含5、6號(hào)煤層,K3砂巖上約3.00m為6號(hào)煤層,其上5.00m左右為5號(hào)煤。中間標(biāo)識(shí)層K3砂巖,為灰白色粗砂巖或砂礫巖,厚1.73(補(bǔ)5)~14.35(116)m,平均厚8.34m,層位穩(wěn)定。5、6號(hào)煤層不穩(wěn)定不可采。
總之,太原組為海陸交互相含煤沉積建造,韻律明顯;山西組為陸相碎屑巖含煤沉積建造。
2.1.3構(gòu)造
本井田位于寧武煤盆地的西南端,總體為一近南北走向,傾向東的單斜構(gòu)造,傾角3°~22°,井田北部伴有次一級(jí)的褶曲構(gòu)造,井田內(nèi)發(fā)育有11條落差大于5m的正斷層,落差小于5m的斷層20條,未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入,見井田構(gòu)造綱要圖。
1、褶曲
S1背斜:位于井田北部,軸向N65°E~N45°E,兩翼傾角為5°~10°,南翼傾角大于北翼。在井田內(nèi)延伸長度約1100m。軸部發(fā)育F3斷層,該斷層為井下實(shí)見斷
層。背斜構(gòu)造受鉆孔控制,研究程度較高。
S2向斜:位于井田北部,軸向N75°E~N45°E,兩翼傾角為5°~10°,北翼傾角大于南翼。在井田內(nèi)延伸長度約1100m。背斜構(gòu)造受鉆孔控制,研究程度較高。
2、斷層
F1正斷層(DF1):位于井田南部,走向N50°E,傾向NW,傾角75°,落差10~45m.井田內(nèi)延伸長度1690m,井下采掘工程、物探控制。
F2正斷層:位于井田西南部,走向N35°E,傾向NW,傾角60°,落差10~15m,井田內(nèi)延伸長度300m,井下采掘工程控制。
F2-1正斷層:位于井田東北部,走向N30°E,傾向SE,傾角50°,落差6m,井田內(nèi)延伸長度450m,井下采掘工程控制。
F2-2正斷層:位于井田中部,走向N30°E,傾向NW,傾角45~60°,落差8m,井田內(nèi)延伸長度450m,井下采掘工程控制。
F3正斷層:位于井田西北部,走向N30°E,傾向NW,傾角40°,落差20m,井田內(nèi)延伸長度1300m,井下采掘工程控制。
F4正斷層:位于井田西北部,走向N30°E,傾向SE,傾角45°,落差20m,井田內(nèi)延伸長度970m,該斷層為推斷斷層,控制程度較差。
F5正斷層:位于井田西北部,走向N30°E,傾向SE,傾角65°,落差25m,井田內(nèi)延伸長度930m,該斷層為井下實(shí)見斷層,受井下控制。
F6正斷層:位于井田西北部,走向N45°E,傾向NW,傾角65°,落差5m,井田內(nèi)延伸長度200m,該斷層為4號(hào)煤井下實(shí)見斷層,受井下控制。
F7正斷層:位于井田東南部,走向N30°E,傾向NW,傾角65°,落差15-20m,井田內(nèi)延伸長度750m,該斷層為根據(jù)井下揭露情況推斷,控制程度較差。
DF2正斷層:位于井田中部,走向N10°E,傾向NWW,傾角65°,落差6-10m,井田內(nèi)延伸長度1360m,該斷層為物探控制,本次報(bào)告利用該成果時(shí),礦方根據(jù)實(shí)際揭露情況進(jìn)行了修正。
DF3正斷層:位于井田中部,走向N15°E,傾向NWW,傾角60°,落差5-10m,井田內(nèi)延伸長度930m,該斷層為物探控制,本次報(bào)告利用該成果時(shí),礦方根據(jù)實(shí)際揭露情況進(jìn)行了修正。
斷層情況一覽表表2-1
圖2-1井田構(gòu)造綱要圖
3、陷落柱
該礦井田在原生產(chǎn)系統(tǒng)9206工作面內(nèi)曾發(fā)現(xiàn)一處陷落柱,長軸30m,短軸20m,該陷落柱為無水陷落柱。
4、巖漿巖
井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入現(xiàn)象。
2.2可采煤層
井田內(nèi)可采煤層為山西組4號(hào)煤層和太原組9號(hào)煤層,均為批采煤層,其主要特征見表2-2,現(xiàn)分述如下。
可采煤層特征表表2-2
1、4號(hào)煤層
位于山西組底部,井田西南部有出露,下距本組標(biāo)識(shí)層k4砂巖0~18.36m,平均4.46m。煤層厚度3.06~8.29m,平均4.83m;結(jié)構(gòu)較簡單,含0~3層夾矸,一般2層,個(gè)別鉆孔(35)含3層以上夾矸。煤層總體南厚北薄,除西南部山西組受剝蝕而使煤層不賦存或變薄外,其它地區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定可采,頂板巖性多為砂質(zhì)泥巖,底板巖性為細(xì)砂巖或砂質(zhì)泥巖。
2、9號(hào)煤層
位于太原組下部,上距4號(hào)煤層底59.10~78.44m,平均68.01m,煤層厚度7.50~12.22m,平均9.54m,結(jié)構(gòu)簡單,含0~2層夾矸,煤層總體東南部厚,北部及中西部較薄,為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。頂板為石灰?guī)r或泥灰?guī)r,底板為粉砂巖或砂質(zhì)泥巖。
2.3水文地質(zhì)概況
2.3.1區(qū)域水文地質(zhì)
寧武煤田以寧靜向斜為主體構(gòu)造,地形主體呈中部高、南北兩端低之趨勢。以云中山脈分水嶺為界,將地表水體分為兩個(gè)不同的地表水系,分水嶺南部屬黃河流域汾河水系,分水嶺以北屬海河流域桑干河水系。以朔州平原南部王萬莊區(qū)域性大斷裂為地下水相對(duì)隔水邊界,將寧武煤田劃分為南北兩個(gè)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元。
嵐縣詳查區(qū)位于寧武煤田西南邊緣,西、北、南三面環(huán)山,東部為黃土梁峁,地形西南高北東低,自西北向東南嵐河縱貫本區(qū),最后在上靜游注入汾河,流向總體由西北向東南。本井田位于嵐縣詳查勘探區(qū)西南部,屬于寧武煤田南部水文地質(zhì)單元。
寧靜向斜是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的褶皺構(gòu)造,南北長60km,東西寬30余km,軸兩端仰起與盆地形態(tài)相吻合,兩翼地層相對(duì)傾斜,邊緣受構(gòu)造影響,地層傾角突然變陡,呈一較為對(duì)稱的開闊向斜構(gòu)造。區(qū)域北部,寧靜向斜西翼有摩天嶺逆斷層,規(guī)模較大。寧靜向斜構(gòu)成了區(qū)域內(nèi)最大的向斜蓄水構(gòu)造,為一兩翼補(bǔ)給,對(duì)稱徑流,中心排泄的承壓水自流盆地,區(qū)內(nèi)馬營海即形成于盆地中心向斜軸部的侏羅系云崗組(J2y)紫紅色砂頁巖中。摩天嶺斷裂為一壓性斷裂,受其影響在其南端出露了汾河源泉。
汾河發(fā)源地位于距東寨鎮(zhèn)2km的樓子山下,標(biāo)高為1600.20m,流量約1.0m3/s。汾河河床的標(biāo)高在管涔山腳下為1600.20m,在壩門口為1370m,坡降為0.006。
寧靜向斜總體上在本區(qū)域構(gòu)成一個(gè)承壓水自流盆地,按其含水特性可劃分為四個(gè)含水巖組,即松散巖類孔隙含水巖組,碎屑巖類裂隙含水巖組,碳酸鹽巖類裂隙、巖溶含水巖組,變質(zhì)巖類裂隙含水巖組。
區(qū)域地下水的來源主要為大氣降水,其次為地表水。本區(qū)外的西南奧陶系石灰?guī)r出露區(qū)為奧灰含水層補(bǔ)給區(qū),地表逕流嵐河是本區(qū)地表水的排泄通道,地下水由西南向東北在下靜游一帶泄出。
本井田處于天橋泉域與晉祠泉域之間,無巖溶泉域系統(tǒng)(見圖2-2)。
圖2-2山西省巖溶泉域水資源保護(hù)區(qū)分布圖
2.3.2井田水文地質(zhì)
1、含水層
井田內(nèi)含水層自下而上有奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖夾石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖裂隙含水層、二疊系下統(tǒng)下石盒子組孔隙裂隙含水層、二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層、基巖風(fēng)化帶含水層及新生界孔隙含水層。
(1)奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層
由石灰?guī)r、泥灰?guī)r及鈣質(zhì)泥巖等組成,石灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育,特別是在上覆地層較薄或出露地區(qū)。1976年冶金五隊(duì)在下靜游(汾河邊)勘查水源時(shí)(距本井田15km),抽水試驗(yàn)單位涌水量4.67~18.9L/s.m,PH值7.4~7.8,礦化度0.316~0.596g/L,水質(zhì)類型為HCO3?SO4—K?Na?Ca型水,井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高在1120.0~1132.8之間。
(2)石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖夾灰?guī)r巖溶裂隙含水層
本組巖性除砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層外,有三層發(fā)育良好且易被水溶解的海相石灰?guī)r(L1、L2、L3):
按賦水層位不同,太原組含水層分上、下兩個(gè)含水段。
1)下段:灰?guī)r巖溶裂隙含水層,由L3~L1三層灰?guī)r組成,為9號(hào)煤層的直接或間接頂板,其中,L1厚0.52(128)~5.00m(24),平均2.68m;L2厚1.50(永久水源井)~3.96m(128),平均2.62m;L3厚1.65(115)~3.62m(117),平均2.81m?;?guī)r偶見水銹,裂隙不甚發(fā)育,2012年補(bǔ)充勘探施工時(shí)未見循環(huán)液明顯漏失現(xiàn)象。
各層灰?guī)r之間均有粉砂巖及砂質(zhì)泥巖相隔。巖溶裂隙與發(fā)育程度不均,富水性受風(fēng)化溶蝕嚴(yán)重程度控制,一般為弱-中等,2012年補(bǔ)充勘探施工時(shí)未見循環(huán)液明顯漏失現(xiàn)象。據(jù)以往資料,侯家?guī)r舊井涌水量在0.12L/s,對(duì)礦井充水影響小。
2)上段:K3砂巖裂隙含水段,厚度1.73(補(bǔ)5)~14.35m(116),平均8.34m,為本組主要含水層,巖性變化較大,以粗砂巖為主,顆粒組成自上而下漸粗,具裂隙。區(qū)域內(nèi),單位涌水量0.359L/s.m,富水性中等,水質(zhì)類型為HCO3-Ca型。據(jù)2012年本井田內(nèi)施工的補(bǔ)1水文孔資料,該孔采用注水試驗(yàn),注水層位4~9號(hào)煤層之間,靜止水位標(biāo)高1042.587m,單位用水量0.00379L/s.m,滲透系數(shù)0.000011m/d,富水性弱。
綜合以上資料,太原組含水層富水性總體弱~中等,本組含水層為9煤直接充水含水層。
(3)二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖裂隙含水層
二疊系下統(tǒng)山西組含水層,地層厚度63.19~95.94m,平均厚73.25m,含水層以粗粒砂巖為主,砂層厚18.43m,淺銹黃色,局部見裂隙,簡易水文0.16m3/h。區(qū)域內(nèi)富水性弱。侯家?guī)r建井初期,井筒涌水量最大可達(dá)1.67L/s;據(jù)2012年本井田內(nèi)施工的補(bǔ)5水文孔,靜止水位1100.637m,單位涌水量0.00508L/s.m,滲透系數(shù)0.000339m/d,富水性弱。
本層為4煤直接充水含水層。
(4)二疊系下統(tǒng)下石盒子組孔隙裂隙含水層
組厚:30.00~65.82m,平均46.50m,由砂質(zhì)泥巖、泥巖、K5砂巖組成,細(xì)砂巖為灰白色,細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu),硅質(zhì)膠結(jié),性硬,成份以石英長石為主,含少量暗色礦物。裂隙不發(fā)育,區(qū)域內(nèi)富水性差。補(bǔ)3孔在孔深175.95~181.20m,揭露5.23m細(xì)砂巖時(shí),出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,漏失量6.864m3/s。
(5)二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層
砂巖裂隙含水層,組厚15.95(剝蝕)~126.41m,平均厚65.46m,以K6砂巖,泥巖及粉砂巖組成,砂巖平均厚度6.38m。含水層富水性弱,屬弱含水層.
(6)基巖風(fēng)化帶含水層
揭露厚度3.70~26.60m,平均16.35m。補(bǔ)3孔埋深106.4~131.95m,厚度25.55m,與地形有關(guān),巖層因強(qiáng)烈風(fēng)化作用導(dǎo)致其裂隙發(fā)育,具水蝕現(xiàn)象,巖層疏松,性軟。補(bǔ)5孔出現(xiàn)漏水,泥漿漏失量7.48m3/h。本段一般接受大氣降水的補(bǔ)給,透水性較好。區(qū)域內(nèi)由于煤層的開采影響,風(fēng)化帶原有的含水層水文地質(zhì)條件被破壞,上部水通過風(fēng)化帶已大量或全部漏失井下。
(7)新生界孔隙含水層
揭露厚度:5.87(128孔)~106.47m(補(bǔ)3孔),平均29.85m。由上第三系上新統(tǒng)礫石及第四系沖積洪積層含水層組成:
1)上第三系上新統(tǒng)礫石含水層
平均厚19.22m,以砂、礫石層為主,礫石多為石灰?guī)r,有少量泥巖屑和砂巖巖塊。
據(jù)資料,單位涌水量q=1.54L/s.m,滲透系數(shù)K=4.6m/d,水質(zhì)類型為HCO3—Ca?K?Na型水。被沖溝切割出露的礫石層,常有泉水分布,為山區(qū)村莊的主要飲用水源,流量多小于0.1L/s,礦化度0.21~0.28g/L,屬HCO3?SO4—Ca?Mg型水。
2)第四系沖積洪積層
平均厚度17.86m,近代沖積物,由砂、礫巖、砂土、黃土組成,構(gòu)成河漫灘一、二級(jí)階地。據(jù)抽水資料,單位涌水量:1.10~3.50L/s.m,礦化度0.43g/L,水質(zhì)類型為HCO3?SO4-Ca?Mg型,為城河沿岸村莊的主要水源。
2、隔水層
(1)太原組中統(tǒng)底部本溪組,由砂質(zhì)泥巖、泥巖和鋁土混合體為主、厚36.79m左右,具有良好的隔水性能,是奧灰水與煤系地層含水層之間良好隔水層。
(2)井田內(nèi)煤系地層各含水層之間的泥巖、砂質(zhì)泥巖具有良好的隔水性能,是煤系地層各含水層之間的隔水層。
(3)新近系上新統(tǒng)上部的紅色粘土層,平均厚12.23m,粘土層使大氣降水不能直接入滲補(bǔ)給地下水,為地表水與基巖地下水的良好隔水層。
2.3.3礦井充水因素
1、礦井充水來源
根據(jù)井田地質(zhì)及水文地質(zhì)條件分析,礦井充水水源主要包括大氣降水、地表水、各含水層的水及采空區(qū)積水等。
(1)大氣降水
本礦西南部由于煤層埋藏較淺,因此大氣降水是礦坑水的主要充水水源,即降水通過基巖裂隙及松散沉積物孔隙富集,而后滲入基巖風(fēng)化裂隙帶,在巖石裂隙相互溝通的情況下進(jìn)入巷道,由于降水量的季節(jié)變化,礦井涌水量具有明顯的動(dòng)態(tài)變化特征,一般雨后10~20天,礦井涌水量即顯著增加。本礦西南部4號(hào)煤層存在煤層露頭,大氣降水直接補(bǔ)給基巖風(fēng)化帶,從而通過露頭滲入井下,是西南部煤層開采的重大威脅?,F(xiàn)西南部煤層已基本采空,形成大面積采空區(qū),可能存在大面積積水,故在采掘靠近該區(qū)域采空區(qū)時(shí)要加強(qiáng)探查,防治發(fā)生采空區(qū)積水突水事故。
(2)地表水
井田內(nèi)無較大的地表水體,但大型溝谷較發(fā)育,雨季時(shí)匯集降水形成短暫洪流,
自井田西南向東北流出井田。本礦主斜井井口標(biāo)高1168.3m,副斜井井口標(biāo)高1168.3m,行人井井口標(biāo)高1168.7m,回風(fēng)立井井口標(biāo)高1221.5m,井筒附近最高洪水位1165.391m(100年一遇),各井口標(biāo)高高于最高洪水位標(biāo)高,地表洪水對(duì)井口的威脅小。
(3)含水層水
隨著煤礦的開采,頂部巖層將遭到破壞,由于煤層埋藏較淺,會(huì)使地表巖層裂隙加大、增多,冒落帶、導(dǎo)水裂縫帶將與強(qiáng)風(fēng)化裂隙含水層溝通,甚至形成地面塌陷。
1)二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層
砂巖裂隙含水層,組厚15.95(剝蝕)~126.41m,平均厚65.46m,以K6砂巖,泥巖及粉砂巖組成,砂巖平均厚度6.38m。含水層富水性弱,屬弱含水層。
2)二疊系下統(tǒng)下石盒子組孔隙裂隙含水層
組厚:30.00~65.82m,平均46.50m,由砂質(zhì)泥巖、泥巖、K5砂巖組成,細(xì)砂巖為灰白色,細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu),硅質(zhì)膠結(jié),性硬,成份以石英長石為主,含少量暗色礦物。裂隙不發(fā)育,區(qū)域內(nèi)富水性差。補(bǔ)3孔在孔深175.95~181.20m,揭露5.23m細(xì)砂巖時(shí),出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,漏失量6.864m3/s。
3)二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖裂隙含水層
二疊系下統(tǒng)山西組含水層,地層厚度63.19~95.94m,平均厚73.25m,含水層以粗粒砂巖為主,砂層厚18.43m,淺銹黃色,局部見裂隙,簡易水文0.16m3/h。區(qū)域內(nèi)富水性弱。侯家?guī)r建井初期,井筒涌水量最大可達(dá)1.67L/s;據(jù)2012年本井田內(nèi)施工的補(bǔ)5水文孔,靜止水位1100.637m,單位涌水量0.00508L/s.m,滲透系數(shù)0.000339m/d,富水性弱。
4)石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖夾灰?guī)r巖溶裂隙含水層
本組巖性除砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層外,有三層發(fā)育良好且易被水溶解的海相石灰?guī)r(L1、L2、L3):
按賦水層位不同,太原組含水層分上、下兩個(gè)含水段。
①下段:灰?guī)r巖溶裂隙含水層,由L3~L1三層灰?guī)r組成,為9號(hào)煤層的直接或間接頂板,其中,L1厚0.52(128)~5.00m(24),平均2.68m;L2厚1.50(永久水源井)~3.96m(128),平均2.62m;L3厚1.65(115)~3.62m(117),平均2.81m。
灰?guī)r偶見水銹,裂隙不甚發(fā)育,2012年補(bǔ)充勘探施工時(shí)未見循環(huán)液明顯漏失現(xiàn)象。
各層灰?guī)r之間均有粉砂巖及砂質(zhì)泥巖相隔。巖溶裂隙與發(fā)育程度不均,富水性受風(fēng)化溶蝕嚴(yán)重程度控制,一般為弱-中等,2012年補(bǔ)充勘探施工時(shí)未見循環(huán)液明顯漏失現(xiàn)象。據(jù)以往資料,侯家?guī)r舊井涌水量在0.12L/s,對(duì)礦井充水影響小。
②上段:K3砂巖裂隙含水段,厚度1.73(補(bǔ)5)~14.35m(116),平均8.34m,為本組主要含水層,巖性變化較大,以粗砂巖為主,顆粒組成自上而下漸粗,具裂隙。區(qū)域內(nèi),單位涌水量0.359L/s.m,富水性中等,水質(zhì)類型為HCO3-Ca型。據(jù)2012年本井田內(nèi)施工的補(bǔ)1水文孔資料,該孔采用注水試驗(yàn),注水層位4~9號(hào)煤層之間,靜止水位標(biāo)高1042.587m,單位用水量0.00379L/s.m,滲透系數(shù)0.000011m/d,富水性弱。
綜合以上資料,太原組含水層富水性總體弱~中等,本組含水層為9煤直接充水含水層。
5)奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層
由石灰?guī)r、泥灰?guī)r及鈣質(zhì)泥巖等組成,石灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育,特別是在上覆地層較薄或出露地區(qū)。1976年冶金五隊(duì)在下靜游(汾河邊)勘查水源時(shí)(距本井田15km),抽水試驗(yàn)單位涌水量4.67~18.9L/s.m,PH值7.4~7.8,礦化度0.316~0.596g/L,水質(zhì)類型為HCO3?SO4—K?Na?Ca型水,井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高在1120.0~1132.8之間,徑流方向自井田西北到東南。
2012年7月,井田內(nèi)施工奧灰水源井1口,水量充沛,單位涌水量16.667L/s.m,水位標(biāo)高為1129.044m,水質(zhì)符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。區(qū)域內(nèi),2007年,侯家?guī)r村施工完成奧灰水源井,各水源井參數(shù)見下表2-3。
2017年9月施工的BCK01號(hào)奧灰長觀孔資料,揭露上馬家溝組厚度140.62m,含水層以青灰色破碎石灰?guī)r為主,厚度一般為0.65m左右。該組以泥質(zhì)灰?guī)r、局部夾白云質(zhì)灰?guī)r為主,視為相對(duì)隔水層,但其中所夾白云質(zhì)灰?guī)r也是含水層之一。據(jù)
巖芯鑒定資料,含水層的巖溶形態(tài)是以溶孔、溶蝕裂隙為主,局部溶蝕現(xiàn)象較為明顯,即構(gòu)造裂隙在地下水或地表的長期溶蝕作用下發(fā)育而成,從而構(gòu)成井田區(qū)奧灰(O2s)主要含水層。
據(jù)本次BCK01號(hào)奧灰長觀孔揭露上馬家溝組,鉆探井液消耗量略有增大,巖芯有破碎現(xiàn)象。鉆孔抽水試驗(yàn)結(jié)果,單位涌水量0.258L/s·m,滲透系數(shù)30.28m/d,水位標(biāo)高1126.162m,富水性中等。
根據(jù)井田內(nèi)及周邊水文孔及水井資料推測本井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高在1120.0~1132.8之間,徑流方向自井田西北到東南。井田奧灰水位標(biāo)高取1129.044m,4號(hào)煤層除南部部分區(qū)域外、9號(hào)煤層底板標(biāo)高均低于1129.044m,4號(hào)煤層大部分區(qū)域、9號(hào)煤層全區(qū)存在帶壓開采,奧灰?guī)r溶地下水對(duì)煤層的開采有一定影響。
根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》(國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第28號(hào)),采用公式T=P/M及P=(H-h)×0.0098(MPa)估算突水系數(shù)。式中T-突水系數(shù)(MPa/m),P-底板隔水層承受的水頭壓力(MPa),M-底板隔水層厚度(m),H-奧水位標(biāo)高(m),h-隔水層底板標(biāo)高(m)。本礦奧灰水突水系數(shù)估算結(jié)果。P水頭壓力(4號(hào)煤層最低底板標(biāo)高890m,9號(hào)煤層最低底板標(biāo)高820m,對(duì)應(yīng)奧灰?guī)r頂面標(biāo)高約755m,對(duì)應(yīng)4號(hào)煤的水頭壓力值239.044m水柱=2.34MPa,9號(hào)煤的水頭壓力309.044m水柱=3.03MPa。
M等效泥巖隔水層厚度(4號(hào)煤層約140m,9號(hào)煤層70.6m)。
經(jīng)計(jì)算:
4號(hào)煤層T突水系數(shù)最大為0.0167MPa/m;小于受構(gòu)造破壞下臨界突水系數(shù)0.06MPa/m,根據(jù)相關(guān)規(guī)程:井田范圍內(nèi)4號(hào)煤層突水危險(xiǎn)不大,但在有較大斷層或有陷落柱發(fā)育的情況下有可能對(duì)礦井生產(chǎn)產(chǎn)生危害,在生產(chǎn)過程中加強(qiáng)探查工作。
9號(hào)煤層T突水系數(shù)最大為0.0429MPa/m。小于受構(gòu)造破壞下臨界突水系數(shù)0.06MPa/m,根據(jù)相關(guān)規(guī)程:井田范圍內(nèi)9號(hào)煤層帶壓開采區(qū)有突水危險(xiǎn),如有較大斷層或有陷落柱發(fā)育的情況下有可能對(duì)礦井生產(chǎn)產(chǎn)生危害,在生產(chǎn)過程中加強(qiáng)探查工作。
(4)采(老)空水
老空水包括古井、小窯、礦井采空區(qū)及廢棄老塘的積水等。老空區(qū)積水突出具有來勢迅猛,破壞性強(qiáng),危害性大的特點(diǎn),不及時(shí)加強(qiáng)探查,最容易造成透水事故。
據(jù)調(diào)查,該礦以前采用倉房式采煤方法,煤柱留設(shè)較多,對(duì)煤炭資源浪費(fèi)較大,
回采率僅為25%左右,2004年以來隨著采煤方法改革,回采工藝不斷提高,回采率有了明顯提高。
經(jīng)本次工作調(diào)查:4號(hào)煤層采空積水區(qū)共一處,積水面積約30469m2,積水量約8000m3。9號(hào)煤層采空積水區(qū)共四處,合計(jì)積水面積約19187m2,積水量約12829m3(詳見積水量統(tǒng)計(jì)表2-4)。
4號(hào)煤層采空積水區(qū)位于9號(hào)煤層采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶內(nèi),對(duì)9號(hào)煤層開采有影響。
本礦布置9號(hào)煤層9204工作面時(shí),對(duì)臨近采空區(qū)進(jìn)行了探放水工作,礦坑水經(jīng)過抽排,井田內(nèi)9號(hào)煤層僅在低洼處有少量積水。
由于影響井下積水的因數(shù)較多,隨著時(shí)間的推移,積水情況會(huì)有所變化,因此在生產(chǎn)過程中應(yīng)加強(qiáng)采空區(qū)積水監(jiān)控和探測工作,以防采空區(qū)積水影響礦井安全和生產(chǎn)。
采空區(qū)積水量統(tǒng)計(jì)表表2-4
山西呂梁嵐縣龍達(dá)煤業(yè)有限公司的積水調(diào)查中,原侯家?guī)r通達(dá)煤業(yè)有限公司4號(hào)煤層采空區(qū)無積水,礦井以往采煤方法落后,回采率低。形成的導(dǎo)水裂縫帶規(guī)模很小。位于本井田西部的原畢家坡煤礦兼并重組前開采9號(hào)煤層,在靠近原通達(dá)煤業(yè)有限公司井田部分采空存有積水,面積約14272m2,積水量約12200m3。
山西大同煤礦集團(tuán)同安煤業(yè)有限公司9號(hào)煤層采空區(qū)有3處積水,積水面積分別約面積約19547m2、17672m2、47038m2,積水量分別約9552m3、8636m3、22987m3。但距本井田南邊界800m,目前對(duì)本井田開采無影響。在今后的生產(chǎn)過程中,應(yīng)經(jīng)常了解周邊礦井的采掘、充水情況,注意隱伏的地質(zhì)構(gòu)造。
2、礦井充水通道
前述充水水源能否進(jìn)入礦井,主要取決于開采煤層及圍巖的埋藏條件,以及孔
隙、裂隙和巖溶的發(fā)育、連通程度等。主要充水通道有:
(1)導(dǎo)水裂縫帶
據(jù)2014年8月安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)提交了《XXXX有限公司(煤礦)礦井水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告》,本礦礦井充水通道主要為井筒、斷層及開采后形成的采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶,其它因素居次。
4號(hào)煤層頂板為砂質(zhì)泥巖,根據(jù)頂板巖性,采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算導(dǎo)水裂縫帶高度:
6.56
.3∑M6.1∑M
100H±+=
H=20﹢10
式中:H—導(dǎo)水裂縫帶高度m;
M—煤層厚度m。
4號(hào)煤層最大厚度為5.00m,導(dǎo)水裂縫帶最大高度為54.72m。
9號(hào)煤層頂板為石灰?guī)r,根據(jù)頂板巖性,采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其導(dǎo)水裂縫帶高度:
9.80
.2∑M2.1∑M100H±+=
H=30﹢10
式中:H—導(dǎo)水裂縫帶高度m;
M—煤層厚度m。
9號(hào)煤層最大厚度為12.22m,導(dǎo)水裂縫帶最大高度為114.7m。
由以上計(jì)算可知,在井田西部4、9號(hào)煤層采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶可溝通基巖風(fēng)化裂隙帶地下水。9號(hào)煤層采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶可溝通其上覆L1、L2、L3、灰?guī)r裂隙水,K4砂巖裂隙水和4號(hào)煤層采空區(qū)積水。
(2)導(dǎo)水構(gòu)造、封閉不良鉆孔
包括導(dǎo)水陷落柱、導(dǎo)水?dāng)鄬?、?dǎo)水鉆孔(封閉不良鉆孔)及巖溶塌陷通道;根據(jù)本礦井充水情況,對(duì)本區(qū)充水有影響的主要通道有導(dǎo)水?dāng)鄬雍头忾]不良鉆孔。
1)導(dǎo)水?dāng)鄬?/p>
本井田基本構(gòu)造形態(tài)為傾向向東的單斜構(gòu)造,在井田中部發(fā)育有4條落差大于8m的正斷層及多條小斷層,斷層可能溝通上部風(fēng)化帶、第四系含水層、地表水,成為礦井充水水源。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)斷層以及隱伏斷層的探測與研究,以防構(gòu)造導(dǎo)通富水
MM
較強(qiáng)的含水層,發(fā)生淹礦事故。
2)封閉不良鉆孔
當(dāng)井田內(nèi)勘探鉆孔封孔不合格時(shí),可通過鉆孔溝通煤層頂?shù)装搴畬?,若采掘工程通過封孔不合格的勘探鉆孔時(shí),可出現(xiàn)含水層水的入滲和灌入,影響煤層正常開采,甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的水災(zāi)事故,井田內(nèi)及周邊現(xiàn)有19個(gè)鉆孔,施工年代已久,盡管以往進(jìn)行過封孔,但本次工作未收集到封孔資料,故上世紀(jì)鉆孔均按封閉不良鉆孔對(duì)待,礦井生產(chǎn)時(shí)仍應(yīng)有所防范,必要時(shí)留設(shè)保安煤柱,以防透水事故發(fā)生。
3、礦井涌(突)水情況
(1)礦井涌(突)水點(diǎn)調(diào)查
在建井過程中,共設(shè)立了8個(gè)井下觀測點(diǎn),其突水量見表2-5。
礦井突水情況一覽表表2-5
1)涌(突)水水源
從突水情況看,突水水源為煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水和儲(chǔ)存于井下小斷層形成的小的儲(chǔ)水空間內(nèi)的斷層水,其特點(diǎn)是剛開始出水時(shí),水量相對(duì)較小,再漸增大,一段時(shí)間后水量逐漸疏干,砂巖裂隙水在不與其它含水豐富的含水層(組)發(fā)生水力聯(lián)系時(shí),一般水量不大,易于疏干,在正常情況下對(duì)礦井生產(chǎn)不會(huì)構(gòu)成大的水患威脅,但隱伏斷層或新的導(dǎo)水通道的出現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致水量增大。
2)涌(突)水的通道
在巷道掘進(jìn)過程中,發(fā)現(xiàn)多條0~5m的小斷層,受斷層影響,圍巖裂隙發(fā)育,使原生的砂巖裂隙連通,形成導(dǎo)水通道,但其影響范圍較小,不會(huì)與其它水量豐富的含水層(組)發(fā)生聯(lián)系,從而不會(huì)形成大的水患威脅。
3)涌(突)水的形式
由于其儲(chǔ)水空間相對(duì)較小,水量不大,出水時(shí)一般開始時(shí)水量相對(duì)較小,再漸增大,達(dá)到一定量時(shí)穩(wěn)定,后水量減小,直至疏干。
2、礦井突(出)水點(diǎn)處理情況及效果
1)對(duì)井筒出水采取了井璧間和壁后注漿。
2)施工了地面長期觀測孔,建立建全了礦井長期觀測系統(tǒng)。
3)對(duì)斷層按《煤礦防治水規(guī)定》和《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)和壓煤開采規(guī)程》留設(shè)了防隔水煤(巖)柱,當(dāng)巷道穿過落差較大的斷層時(shí)提前打鉆孔探水。
4、礦井涌水量觀測
根據(jù)礦井涌水量預(yù)測結(jié)果,隨著煤層開采范圍的增大,涌水量有很大的變化,對(duì)于目前開采4號(hào)煤層,根據(jù)近3年礦井涌水量臺(tái)賬(見表2-6),平均涌水量為36.2m3/h,最大涌水量為41.2m3/h。
表2-6礦井涌水量統(tǒng)計(jì)表單位:m3/h
3礦井水患分析
根據(jù)本礦水文地質(zhì)條件,結(jié)合開采過程中礦井涌(突)水
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