隱蔽致災報告

隱蔽致災地質(zhì)因素普查報告

第一節(jié)目的、任務、要求及編寫依據(jù)一、 目的全面普查煤礦存在的隱蔽致災因素，有針對性的制定措施，做的隱蔽致災因素清晰明確，防范措施全面有效，從根本上遏制事故的發(fā)生。二、 任務查明影響煤礦生產(chǎn)的各種隱蔽致災因素，為制定防止措施和做好相應的預測預報工作提供依據(jù)。三、 要求重點查明本礦的“采空區(qū)、廢棄老窯(井筒)、封閉不良鉆孔，斷層、裂隙、褶曲，陷落柱，瓦斯富集區(qū)，導水裂縫帶，地下含水體，井下火區(qū)，古河床沖刷帶、天窗等不良地質(zhì)體”等隱蔽致災因素。四、 編寫依據(jù)《關于進一步加強煤礦安全生產(chǎn)工作的意見》(國辦發(fā)[2013]99#)《煤礦地質(zhì)工作規(guī)定》(2014)《煤炭煤層氣地震勘探規(guī)范》MT/T97-2000《煤、泥炭地質(zhì)勘探規(guī)范》DZ/T0215-2002《煤炭電法勘探規(guī)范》MT/T898-2000《地面瞬變電磁法勘探規(guī)范》DZ/T0187-1997《煤礦水害防治規(guī)定》雄山常蔣煤業(yè)有限公司相關資料。第二節(jié)礦井概況一、礦井基本情況1、 位置與交通山西長治縣雄山常蔣煤業(yè)有限公司位于長治市長治縣城南的常蔣村東，行政區(qū)劃隸屬八義鎮(zhèn)管轄。其地理坐標：東經(jīng)113°02，29〃?113°03，30〃，北緯35°57，59〃?35°59，33〃。井田地理位置優(yōu)越，交通方便，井田西距長（治）至晉（城）二級公路約3km。村與村之間有簡易公路相通，交通較為便利。交通位置詳見圖。2、 地形地貌井田位于太行山脈中段西側(cè)、長治盆地東南部邊緣。井田中部及南部有基巖出露，松散層分布也較為廣泛，受剝蝕后形成眾多黃土陡坎及溝壑。地貌類型劃分為低山丘陵地帶。井田內(nèi)溝谷縱橫，山梁綿延，溝深坡陡，地形較復雜?？偟牡貏轂橹袞|部高，南、北、西三面低；地形最高點位于井田中南部的山梁，海撥高程1178.7m，地形最低點位于井田西北溝谷，海拔高程約983.0m，最大相對高差195.7m。工業(yè)場地周邊溝谷歷史最高洪水位標高1024m左右。占地面積4.75hm2。豎向上分為三個臺階布置：第一臺階平場控制標高為1049.00m左右，主要布置有風機平臺、風機電控室、值班室；生活、地面消防供水系統(tǒng)；空氣壓縮機；生產(chǎn)、綠化、井下消防灑水供水系統(tǒng)；10kV變電所等建、構(gòu)筑物。第二臺階平場控制標高為1038.288m左右，主要布置有主斜井井口房；天輪架；絞車房；空氣加熱室等建、構(gòu)筑物。第三臺階平場控制標高為1028.00——1033.50m之間；主要布置有副斜井井口房；空氣加熱室；天輪架；絞車房；空壓機房；機修車間；器材庫；器材棚；消防材料庫；燈房、浴室及任務交代室聯(lián)合建筑；鍋爐房；安全指揮中心；單身宿舍；食堂等建、構(gòu)筑物。綜上所述，各建筑、構(gòu)筑物均在該場地最高洪水位標高之上，不收地表洪水直接影響。3、氣象、地震本區(qū)屬暖溫帶大陸性季風型氣候，四季分明，夏季炎熱，秋季涼爽多雨，冬季寒冷少雪。由于受山谷冷空氣影響，氣溫變化較大；根據(jù)縣氣象站提供資料和本礦氣象資料記錄，統(tǒng)計2001-2014年氣象資料；一般年平均氣溫為9.0°C，一月份最低，平均為-6.2°C；七月份最高平均氣溫為22.9°C。平均年降水量411mm，主要集中在七、八、九3個月。年平均蒸發(fā)量為1406.5mm，為降水量的3倍。年平均無霜期160天，年均凍結(jié)夭數(shù)100天，霜凍期為十月中旬至次年四月。全年平均日照時數(shù)2482.34h。全年風向以西北風和東南風為主，一般冬季多西北風，夏季多東南風，年均風速3m/s，最大風速14m/s。本區(qū)位于山西省巧級構(gòu)造單元沁水構(gòu)造盆地的東南部、長治新裂陷盆地的南緣，北部2km處為莊頭斷層，西部約1km處為晉獲褶段帶高平、高廟山大斷層，這些構(gòu)造形跡是新生界初期喜馬拉雅活動期旋扭運動所造成的，時代久遠，有記載以來沒有活動記錄，屬區(qū)域構(gòu)造比較穩(wěn)定地塊。據(jù)歷史記載，長治市及周邊附近先后發(fā)生過28次地震，其中破壞性地震8次，強度4-5級。根據(jù)中華人民共和國標準GB50011-2010《建筑抗震設計規(guī)范》，井田所屬地區(qū)抗震設防烈度為7度區(qū)第二組，設計基本地震加速度值為0.10g。井田內(nèi)未發(fā)生過滑坡、泥石流地質(zhì)災害，僅在雨季土坎邊有少許黃土崩塌，陡崖邊有塊石墜落。4、井田境界根據(jù)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領導組辦公室文件晉煤重組辦發(fā)[2009]37號文“關于長治市長治縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案（部分）的批復”，和山西省國土資源廳2012年9月頒發(fā)的采礦許可證C1400002009111220044873,山西長治縣雄山常蔣煤業(yè)有限公司礦井范圍坐標如下：表2-1-1礦井范圍坐標對照表坐標拐點編號1980西安坐標系3度帶1980西安坐標系6度帶1954北京坐標系6度帶緯距（X）經(jīng)距（Y）緯距（X）經(jīng)距（Y）緯距（X）經(jīng)距（Y）13984744.5238413589.443986248.2819684131.743986297.0019684200.0023984477.8238414489.593986276.2819685031.753986325.0019685070.0033985219.4338414504.203986751.2819685031.753986900.0019685070.0043985200.9838415103.723986751.2819685631.753986900.0019685700.0053985802.9138415029.923984351.2719685631.763984500.0019685700.0063982809.0638414830.083984351.2719685431.763984500.0019685500.0073982809.4538414814.713983851.2619685431.763983900.0019685500.0083982333.8938414020.343983851.2619684636.753985485.0019684200.0093983929.0938414054.243985441.2719684621.753984500.0019685020.00103983933.1638413564.483985436.2719684131.753984500.0019685100.00井田南北長2.9km,東西寬1.5km,井田面積3.0181km2。批準開采3?15號煤層。開采深度由+1110m至+720.0m標高。5、四鄰關系井田邊界為人為劃定，井田西部為風氧化帶，無煤礦分布；井田北部120m處為2009年以前關閉的王慶煤礦；井田東部與長治縣西山煤業(yè)有限公司相鄰；井田南部與長治紅山煤業(yè)有限公司相鄰。6、礦井及周邊老窯、老空區(qū)分布據(jù)該礦井資料：井下新采空區(qū)基本無積水，本礦北部的采空區(qū)、古空區(qū)和南部的采空區(qū)與南部紅山煤礦采空區(qū)存在積水，本次收集和調(diào)查情況對采空區(qū)、古空區(qū)進行了估算，估算結(jié)果見表3-1、3-2。井田西部有較大面積的3號煤古空區(qū)，存蓄著一定的積水，而且處于相對較高的位置，雖有斷層分隔，但對低位礦井的充水威脅仍存在，南部的紅山煤礦采空區(qū)基本上構(gòu)成威脅，在此范圍開采一定要重視。西山煤礦處于下山方向，對本礦基本不會構(gòu)成威脅。（1） 、北部是王慶煤礦（2009年以前關閉），井田范圍內(nèi)北部與王慶煤礦邊界120m左右，相鄰處為實體煤。據(jù)調(diào)查王慶煤礦采空區(qū)無積水，不會影響到本礦的安全生產(chǎn)。（2） 、東部是西山煤礦井田，與本礦屬同一傾斜煤層，本礦處于傾斜煤層上山，西山煤礦處于傾斜煤層下山，西山煤礦接壤處已于2004年至2007年回采，回采過程中無涌水，且本礦現(xiàn)回采區(qū)段標高高于西山井田30m左右。經(jīng)對該礦楊彩奇、王紅華兩位同志調(diào)查，該礦積水不會對常蔣煤礦構(gòu)成威脅。（3） 、南部為紅山煤業(yè)有限公司，山西省地勘局二一二地質(zhì)隊于2009年11月24日至2009年12月28日采用瞬變電磁完成了野外地球物理勘探工作。（4） 、5號采空區(qū)位于礦界外南部，屬紅山煤業(yè)有限公司，處于溝里背斜東翼北山村向斜的西翼，采3號煤層，煤層傾角取平均值14°，通過計算機抓取采空區(qū)面積為127250m2,計算積水量約985m3,水位標高為985m。處于擬開采區(qū)的上山方向，礦井在該段布置工作面時，受該積水區(qū)的威脅較大，建議開采時加強探放水工作、加強監(jiān)測。7、相鄰礦井生產(chǎn)情況井田東與山西長治縣西山煤業(yè)有限公司為鄰，北與王慶煤礦(已關閉)為鄰，南與山西長治縣紅山煤業(yè)有限公司為鄰。各礦井情況分述如下：、山西長治縣西山煤業(yè)有限公司：西山煤業(yè)有限公司位于長治縣蔭城鎮(zhèn)蔭城村，本礦井為兼并重組整合單獨保留煤礦，批準開采3號煤層，現(xiàn)開采3號煤層。開采方式為綜合液壓支架放頂煤采煤法，生產(chǎn)規(guī)模60萬噸/年，井田面積3.3928km2。本礦區(qū)無越界開采現(xiàn)象，屬低瓦斯礦井，3號煤層有爆炸性，自然傾向等級為II級，屬不自然煤層。礦井最大涌水量25m3/h，正常用水量20m3/h。、長治縣蔭城鎮(zhèn)王慶煤礦長治縣蔭城鎮(zhèn)王慶煤礦為長治縣蔭城鎮(zhèn)王慶村集體企業(yè)(于2009年以前關閉)，批準開采3號煤，生產(chǎn)能力為6萬噸/年。、山西長治縣紅山煤業(yè)有限公司長治縣紅山煤炭有限公司位于八義鎮(zhèn)溝里村東，在整合區(qū)南部。為單獨保留礦井，2009年11月29日由山西省國土資源廳換發(fā)采礦許可證(證號C1400002009111230045871)，準采3號煤層，有效期自2009年11月29日至2011年11月29日，生產(chǎn)規(guī)模120萬噸/年，井田面積7.2900km2。本礦區(qū)無越界開采現(xiàn)象，屬低瓦斯礦井，3號煤層有爆炸性，開采3號煤層礦井最大涌水量40m3/h，正常用水量25m3/h。自然傾向等級為II級，屬不自然煤層。另據(jù)該礦3號煤層巷道揭露情況和調(diào)查了解資料，井田中西部接近煤層露頭附近的淺埋區(qū)。3號煤層均分布有大片古空破壞區(qū)，3號煤層古空破壞區(qū)則分布在風氧化帶以東200~300m范圍。二、礦井地質(zhì)條件1、 地層和含煤地層井田內(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。含煤地層總厚162.48m，含煤10?13層，可采煤層2層，煤層總厚8.90m，含煤系數(shù)5.48%。山西組為一套陸相含煤地層，平均厚度50.28m，含煤1?3層，總厚度5.85m，含煤系數(shù)11.6%；其中3號煤層在井田內(nèi)穩(wěn)定可采，煤層平均厚度5.33m，可采含煤系數(shù)10.6%。太原組為一套海陸交互相含煤地層，平均厚度119.38m，本組含煤7?10層，其中15號煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，全組煤層總厚4.48m，含煤系數(shù)3.7%，15號煤層平均厚度3.57m，可采含煤系數(shù)為2.93%。下部流砂層厚4-33m，由細-粗粒砂巖及底部礫巖組成，含水豐富。2、 礦井構(gòu)造本區(qū)處于晉獲褶斷帶的東緣，趙村向斜的西翼（向斜軸部位于井田東外邊緣），地層總體呈向東傾斜的單斜構(gòu)造。地層產(chǎn)狀8°~120°，傾角7~15°。東部地層傾角較大，傾角15°~40°，中部地層產(chǎn)狀由于受斷層影響，變化較大。斷層：井田中部發(fā)育兩條（F1、F2）走向北東的斷層，為區(qū)域晉獲褶斷帶在區(qū)內(nèi)的反映。F2形成期應稍晚于Fl，北端尖滅在F1上。F1正斷層：走向NE，傾向SE，傾角80°，斷距45~50m。斷層東側(cè)，（上盤）出露山西組地層，西側(cè)中段出露太原組9號煤及老頂黃水溝砂巖，南、北段為第四系覆蓋。該斷層斜穿井田西部，井田內(nèi)延伸長度1100m。F2正斷層：走向NNE，傾向NWW，傾角75°，斷距約85m，斷層東側(cè)（下盤）出露山西組地層，西側(cè)出露下石盒子組底部砂巖。該斷層北端與F1斷層相交，井田內(nèi)延伸長度480m。F3正斷層：在3號煤層巷道開掘遇見一小型正斷層，走向NEE，傾角10°，斷距約10m，延長約500m。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱等其它構(gòu)造現(xiàn)象，亦未發(fā)現(xiàn)有火成巖侵入體。綜上所述：該區(qū)構(gòu)造屬簡單類型。3、水文地質(zhì)（1） 地表河流井田內(nèi)地形南高北低。地貌類型為構(gòu)造剝蝕低中山區(qū)。井田最高點海拔高程1178.7m，最低點海拔983.0m，相對高差195.7m。井田水系均為季節(jié)性洪流溝谷，無常年性河流及地表水體。僅雨季時，溝谷才匯集洪水向北流出井田。根據(jù)資料礦井所在地區(qū)河溝歷史洪水位線標高1116.40m，工業(yè)廣場最低標高1125.0m，礦井最低副井井口為1130.5m，均高于最高洪水位標高，井口及工業(yè)廣場均不受洪水威脅。（2） 井田主要含水層1、 第四系松散沉積物孔隙含水層區(qū)內(nèi)第四系中更新統(tǒng)廣為分布，巖性為亞粘土、亞砂土、孔隙率差，加之井田地形坡降大，大氣降水，排泄快，下滲量很小，故含水性微弱。局部較大溝谷底部的全新統(tǒng)砂礫石層。含水層厚度因地而異，水位埋深較淺，一般富水性較弱，水質(zhì)較好，水位及水量季節(jié)性變化大。2、 二疊系山西組、下石盒子組砂巖裂隙含水層該含水層埋深變化較大，據(jù)其埋藏條件分析，地下水類型為承壓水，據(jù)井田鄰區(qū)長治縣王莊煤礦詳查勘探資料，該含水層為弱富水性，其鉆孔單位涌水量為0.0046-0.034L/s?m，滲透系數(shù)為0.02-0.24m/d，礦化度為290-490mg/L，PH值為7.6-8.2，水質(zhì)類型為HCO3-Ca型及HCO3-Ca-Na型。3、 石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r及砂巖巖溶裂隙含水層該含水層在井田內(nèi)部分地段埋深較大，含水層層間為厚度不等的泥巖類隔水層，相互間水力聯(lián)系較弱，地下水具承壓性，局部地段為潛水。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，一般含水層巖溶及裂隙不夠發(fā)育，富水性弱。據(jù)長治縣王莊煤礦詳查資料，鉆孔單位涌水量為0.0212-0.027L/s?m，滲透系數(shù)為0.0049-0.072m/d，礦化度為280-320mg/L，水質(zhì)類型為HCO3-Ca-Na型及HCO3-Ca?Na?Mg型，屬弱富水含水層。4、 奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶含水層本區(qū)奧灰?guī)r溶含水層埋深大，以上馬家溝組一段下部灰?guī)r巖溶裂隙較為發(fā)育，富水性較強。含水層的補給來源以北部和東部灰?guī)r露頭區(qū)補給為主，深層巖溶水屬辛安泉域范圍。據(jù)井田南側(cè)4km處王莊煤礦水源井資料，井深559.80m,取水層為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組，水位埋深405.60m,涌水量33.75m3/h,水位標高632.40m,水質(zhì)類型為HCO3—Ca?Mg型水。由此推測，本井田奧灰水位均在628m左右。主要隔水層本溪組及太原組底部泥質(zhì)巖類隔水層該隔水層位于15號煤之下，巖性為泥巖、鋁土質(zhì)泥巖等，巖石裂隙一般呈閉合狀且不發(fā)育，平均厚度約12.57m，正常情況下在15號煤與奧陶系之間可起到良好的隔水作用。太原組及山西組、上、下石盒子組灰?guī)r、砂巖含水層層間泥質(zhì)巖類隔水層井田內(nèi)該隔水層主要巖性由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，單層厚度不等，呈層狀分布與灰?guī)r、砂巖含水層之間，隔斷或減弱了各含水層之間的水力聯(lián)系，可起到良好的層間隔水作用。4、充水因素分析及水文地質(zhì)類型本礦井為一向東傾斜的單斜構(gòu)造。東部地層傾角較大，中部地層產(chǎn)狀由于受斷層影響，變化較大。由于地質(zhì)報告中未能提供斷層的導水性，井田內(nèi)構(gòu)造對礦井充水因素影響不確定。為確保安全，設計為斷層留設了40m的防水煤柱。大氣降水通過不同成因的基巖裂隙及松散堆積物孔隙在裂隙溝通的情況下進入礦井，成為礦井充水的間接補給來源。礦井涌水量受降水季節(jié)變化影響，具明顯的動態(tài)變化特征。按井田3號煤層平均厚度5.33m，采用公式HT=100M/(3.3n+3.8)+5.1計算，開采3號煤層頂板冒落導水裂隙高度為80.17m，多數(shù)地段可與基巖風化帶連通或直接影響至地表，在其影響范圍內(nèi)的含水層水進入礦井，是礦井充水的主要因素之一。近年來由于井田煤層已大面積采空，上覆含水層已被基本疏干，現(xiàn)井下無水。關于15號煤層，該煤層平均厚度3.57m，采用公式HT=100M/(2.4n+2.1)+11.2計算，開采15號煤層頂板導水裂隙高度為62.94m，小于3號、15號煤層間距95.00~110.00m，3號煤層東部采空區(qū)積水一般不會影響下部15號煤層開采。但井田中南部斷層處則可能由斷層導水而溝通3號煤層采空區(qū)積水和15號煤層間的充水通道，臨近斷層處開采15號煤層時應采取防范措施。井筒穿過其揭露深度內(nèi)的所有含水層，周圍地下沿井筒滲出，成為礦井充水的一部分。由于多年開采，井筒上部含水層已被基本疏干，現(xiàn)井筒已不滲水。另外，不應忽視區(qū)內(nèi)可能未查明的隱伏陷落柱對礦井充水的影響。井田西部有較大面積的3號、15號煤古空區(qū)，如同“水庫”一樣，存蓄著一定的積水，而且處于相對較高的位置，雖有斷層分隔，但對低位礦井的充水威脅仍存在。據(jù)本次調(diào)查，該礦3號煤層新采空區(qū)廢棄時間不長，一般無積水，只在3號煤古空區(qū)東南推測分布有積水區(qū)，積水量約42320m3。15號煤層推測F2斷層西側(cè)向斜軸部古空區(qū)地段存有積水，估算積水量約4875m3。區(qū)內(nèi)奧灰水位約為+628m，據(jù)煤層底板等高線圖，最下層15號煤層底板標高最低位+680m，均高于奧灰水位，不存在對煤層底板的突水問題。據(jù)該礦資料：其井下新采空區(qū)基本無積水，本礦北部的采空區(qū)、古空區(qū)和南部的采空區(qū)與南部紅山煤礦采空區(qū)存在積水，本次收集和調(diào)查情況對采空區(qū)、古空區(qū)進行了估算。井田西部有較大面積的3、15號煤古空區(qū)，存蓄著一定的積水，而且處于相對較高的位置，雖有斷層分隔，但對低位礦井的充水威脅仍存在，南部的紅山煤礦采空區(qū)基本上構(gòu)成威脅，但要重視，西山煤礦處于下山方向，對本礦不會構(gòu)成威脅。5、礦井主要水害及其防治措施礦井產(chǎn)生突水事故的一大因素為老窯或鄰近礦井采空區(qū)積水，防治辦法主要為詳細調(diào)查老窯開采情況及積水情況，并在井下采煤時，掌握突水征兆，其征兆有以下幾點：①煤層發(fā)潮發(fā)暗，正常情況下煤層是干燥光亮的，當有水滲入時，使之潮溫變暗，說明附近有積水。②煤壁出汗，煤層是隔水的，當煤層附近和其上方存在積水，使得煤壁溫度低于巷道空氣溫度，在冷熱交換作用下而出汗。③工作面溫度低，迎頭必有積水區(qū)，當煤層滲透進水后，吸收熱量而使工作面溫度降低。④煤壁掛紅毒氣增生，注意積水老窯，積水年久，煤質(zhì)變松，裂隙面生銹，由于積水年長日久，水滲入裂隙中擠出氣體，這些氣體如硫化氫，沼氣等在未采掘前被迫壓縮于裂隙中，巷道開拓后，獲得釋放，溢入巷道。上述突水征兆一經(jīng)呈現(xiàn)，應立即組織查明情況，以便及早采取有效措施，妥善處理。另外在礦井生產(chǎn)過程中還應采區(qū)以下措施以防水患：（1） 井田煤層埋藏較淺，注意煤層有古空區(qū)存在，做到“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則。（2） 井下采掘至井田邊界時，應預留井田保安煤柱，隨時了解井田鄰礦的開采情況，避免鄰礦采空時對井田產(chǎn)生影響。（3） 井下巷道沿煤層布置，受煤層起伏影響較大，巷道中可能發(fā)生積水現(xiàn)象，在礦井生產(chǎn)期間應根據(jù)實際情況，在巷道適當位置設置水倉，由小水泵將積水排出，確保井下巷道暢通。（4） 定期清理水倉、水溝。（5） 雨季來臨前要及時清理地面防洪溝渠，做好地面塌陷坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯實高出地表，防止洪水危害礦井。（6） 隨時踏勘地表是否有新的裂縫存在，并及時給予填堵。6、煤礦水文地質(zhì)類型評價井田3、15號煤層是以頂板之上山西組、太原組砂巖、灰?guī)r為主要充水含水層的裂隙、巖溶充水礦床。井田內(nèi)部分地段覆蓋第四系松散層，厚度0~35m，地表自然排水暢通，無河流等地表水體。井田構(gòu)造簡單，中部煤層底板位于當?shù)厍治g基準面之上，東部位于侵蝕基準面以下。礦井充水含水層一般補給條件較差，富水性弱。奧灰?guī)r溶含水層對礦井充水沒有影響。結(jié)合該礦現(xiàn)開采3號煤層井下無水和參考鄰礦（北窯溝煤礦）開采15號煤層井下涌水量200~300m3/d，涌水量不大的實際情況綜合分析，本礦井開采3號煤層水文地質(zhì)類型屬簡單型，15號煤層為中等類型。三、瓦斯地質(zhì)1、煤層瓦斯參數(shù)和礦井瓦斯等級煤層瓦斯參數(shù)：礦井絕對瓦斯涌出量為2.15m3/min，相對瓦斯涌出量為2.09-2.13m3/t。通過各作業(yè)點測定，瓦斯主要來源于煤層。礦井瓦斯等級：根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳晉煤瓦發(fā)[2016]77號《關于山西長治縣雄山常蔣煤業(yè)有限公司礦井聯(lián)合試運轉(zhuǎn)期間瓦斯等級鑒定結(jié)果確認的通知》，瓦斯等級鑒定結(jié)果為：礦井瓦斯絕對涌出量為2.33m3/min，瓦斯相對涌出量為2.13m3/t，二氧化碳絕對涌出量為1.82m3/min，二氧化碳相對涌出量為1.66m3/t，3101回采工作面最大瓦斯絕對涌出量為1.63m3/min，3102掘進工作面最大瓦斯絕對涌出量為0.11m3/min，依《煤礦安全規(guī)程》中礦井瓦斯等級劃分，為瓦斯礦井。本礦雖屬低瓦斯礦井，但在生產(chǎn)中也要加強通風，防止瓦斯聚集，杜絕事故發(fā)生。2、 礦井瓦斯賦存規(guī)律礦井瓦斯分布及含量，受煤層埋藏深度、構(gòu)造、煤層頂?shù)装鍘r性、煤的變質(zhì)程度等是控制本礦井瓦斯含量的主要因素，井田整體呈西高東低形態(tài)，為一向西傾斜的單斜構(gòu)造，甲烷含量分布具有東高中西低的特點。3號煤層埋藏較淺，又處于煤層露頭、剝蝕無煤區(qū)、風氧化帶影響，斷層影響，且頂板為泥巖，斷層構(gòu)造帶局部瓦斯含量較大，其它地段瓦斯含量較小；但隨著開采深度的增加，以及其它地質(zhì)條件的變化，瓦斯賦存情況也發(fā)生變化。因此，需要進一步研究瓦斯的賦存規(guī)律，摸清控制瓦斯賦存的主控因素，避免礦井生產(chǎn)中發(fā)生瓦斯事故。3、 煤與瓦斯區(qū)域突出危險性預測依據(jù)瓦斯等級鑒定結(jié)果和雄山常蔣煤業(yè)井下開采情況，常蔣煤業(yè)屬于無突出礦井。四、工程地質(zhì)及其它開采地質(zhì)條件1、井田內(nèi)奧陶系以及主要工程地質(zhì)巖組為晚新生界第四系、松散巖組、二疊系上、下統(tǒng)碎屑巖組、石炭系碎屑巖夾碳酸鹽巖巖組。區(qū)域上部松散覆蓋層孔隙發(fā)育，工程地質(zhì)性能差?；鶐r風化帶巖石裂隙發(fā)育，巖體破碎，工程地質(zhì)性能不良。以下層位的砂巖及灰?guī)r較硬，一般較完整，裂隙發(fā)育程度較低，工程地質(zhì)性能一般良好，做為礦井直接頂板、底板，或老頂時，可視為穩(wěn)巖區(qū)，泥巖、粉砂質(zhì)泥巖一般比較軟弱或性脆，易變形破碎，力學強度較低，工程地質(zhì)性能較差，做為礦井直接頂板、底板或老頂時，可視為不穩(wěn)定區(qū)。2、 煤層頂、底板特征3號煤層直接頂板底板為灰黑色泥巖，厚度5m左右，根據(jù)井田地質(zhì)情況及鄰近的王莊煤礦詳查，勘探報告資料，單向抗壓強度為 34.89?54.10MPa，飽和狀態(tài)為8.43?49.78MPa，單向抗拉強度干燥狀態(tài)為3.72?11.07MPa，屬軟質(zhì)巖石，穩(wěn)固性較差，易產(chǎn)生頂板巖石裂縫與塌落。老頂為厚層砂巖，單向抗壓強度干燥狀態(tài)為44.8?53.7MPa，屬中等堅硬巖石，力學強度較高，穩(wěn)固性較好。根據(jù)開采情況，3號煤層頂層板容易管理。3、 地層產(chǎn)狀要素礦井處于晉獲褶斷帶的東緣，趙村向斜的西翼（向斜軸部位于井田東外邊緣），地層總體呈向東傾斜的單斜構(gòu)造。地層產(chǎn)狀80?120。，傾角7?15°。東南部地層傾角較大，最大傾角可達26°，中部地層產(chǎn)狀由于受斷層影響，變化較大。根據(jù)礦井開采揭露情況，井巷工程所反映的煤層底板起伏變化與鉆孔資料及地表基巖露頭的地層產(chǎn)狀基本吻合，即井田內(nèi)總體為一向東南傾斜的單斜構(gòu)造，在井田中部發(fā)現(xiàn)一條約10m的正斷層，開采中未發(fā)現(xiàn)陷落柱構(gòu)造。4、 其它開采地質(zhì)條件根據(jù)礦井開采情況和鄰礦情況，井下均未發(fā)現(xiàn)陷落柱、沖擊地壓、地熱和天窗等不良地質(zhì)體。5、 工程地質(zhì)及其它開采地質(zhì)條件評價本礦區(qū)開采條件地質(zhì)構(gòu)造為簡單，煤層結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。瓦斯地質(zhì)類型為簡單。水文地質(zhì)類型為中等。其它開采地質(zhì)類型為簡單。五、以往地質(zhì)及水文地質(zhì)勘查程度評述1、 煤田勘查及補充地質(zhì)勘探工作本次水文地質(zhì)勘探工作，通過野外地質(zhì)及井下調(diào)查，1.20km2的瞬變電磁法勘探及收集本礦井或附近礦井的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，基本查明本礦井水文地質(zhì)條件，確定了礦井水文地質(zhì)類型，預算了礦井涌水量，提出了水害防治措施的建議。2、 地面瞬變電磁法勘探補充勘查方法采用物探中的瞬變電磁法，工作區(qū)面積1.20km2,全區(qū)共完成瞬變電磁法測線38條，測線長度30520m，勘探物理點1659個。其中坐標點1564個，試驗點45個，質(zhì)量檢測點50個，質(zhì)量檢測點占坐標點的3.20%?？傮w質(zhì)量精度達到A級，符合《煤炭電法勘探規(guī)范》(MT/T898—2000)和《地面瞬變電磁法技術規(guī)程》(DZ/T0187-1997)要求。3、 地面瞬變電磁法物探成果3號煤層共解釋出富水異常區(qū)9塊。第一個異常區(qū)雖然發(fā)育規(guī)模較小，但該異常帶的東部是以已知斷層為界，推斷該斷層具一定的導水性；第一處位于測區(qū)南部，富水性為中等，推測為煤層頂板相對富水處；第二個異常區(qū)位于測區(qū)中部，正好位于已有的巷道部位，且富水性相對較強；第三個異常區(qū)位于測區(qū)北部，發(fā)育規(guī)模較大，分布范圍較廣，富水性較強，推測為煤層頂板采空積水區(qū)。各富水區(qū)對煤層開采均會產(chǎn)生一定影響。4、 通過水文地質(zhì)調(diào)查，井田內(nèi)3號煤層共存在4處采空積水區(qū)，采空區(qū)總面積556307m2，積水面積55632m2，積水量74859m3。經(jīng)過兩年多的排放水及探水工作，井田南部的2處3號煤采空積水區(qū)已經(jīng)排放或探測無水，只剩北部的2處采空積水。后經(jīng)補充物探勘測，解釋積水異常區(qū)3處，均位于北部，估測總積水量為9757.3m3。井田西部3號煤層露頭附近的老窯破壞區(qū)煤層埋深淺，早已塌實，不會存在老窯積水區(qū)；井田內(nèi)15號煤層未進行開采，只有新開拓巷道，暫不存在15號煤層采空區(qū)積水。5、 水文地質(zhì)類型劃分（1） 通過本次水文地質(zhì)補充勘探，針對本礦礦井水文地質(zhì)特征，按照《煤礦防治水規(guī)定》的分類依據(jù)，劃分本礦井3號煤層礦井水文地質(zhì)類型均定為“中等類型”。（2） 預測礦井涌水量:兼并重組后本礦核定該礦井生產(chǎn)能力60萬t/a，預算達產(chǎn)后3號煤層礦井正常涌水量為600m3/d（25m3/h），最大涌水量為1200m3/d（50m3/h）；（3） 奧灰水對煤層開采的影響：通過搜集井田及周邊礦井鉆孔資料，推測井田內(nèi)奧灰水位標高為水位標高為640?642m，3號煤層底板最低開采標高為810m，各開采煤層均位于奧灰水位之上，奧灰水對3號煤層的開采充水沒有影響。煤田、水文勘查及補充地質(zhì)勘探，物探工作評述綜上煤田勘查及補充地質(zhì)勘探、物探工作及水文地質(zhì)勘查工作能滿足未開采地區(qū)生產(chǎn)建設和安全生產(chǎn)需要。六、煤礦生產(chǎn)情況山西長治縣雄山常蔣煤業(yè)有限公司，根據(jù)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領導組辦公室文件，晉煤重組辦發(fā)[2009]37號文批準的兼并重組整合礦井，是于原來的山西長治常蔣煤業(yè)有公司和原山西長治新龍煤礦有限責任公司整合而成，兼并重組后批準開采3-15#煤層，生產(chǎn)能力為600kt/a。所屬主體企業(yè)為山西長治縣雄山煤炭有限公司。2015年11月16日長煤局規(guī)發(fā)(2015)336號文，批復了常蔣煤業(yè)聯(lián)合試運轉(zhuǎn)。礦開拓方式為斜井開拓，三條斜井分別為主斜井、副斜井、回風斜井。利用主斜井、副斜井進風，回風斜井回風，通風方法為機械抽出式通風，礦井通風方式為中央并列式。三個井筒服務于全井田的開采，三個井筒均作為礦井的安全出口，主斜井與回風斜井距離為45米，副斜井與回風斜井距離為50米。主斜井:落底于15號煤層，巷道凈寬4.2m，墻高1.5m，凈斷面積13.22m2傾角18°，斜長680m，落底于15號煤層，裝備帶寬1000mm的大傾角膠帶輸送機，擔負全礦井原煤提升及進風任務，井筒內(nèi)敷設消防灑水管路，設臺階扶手，是礦井的一個安全出口。副斜井：落底于15號煤層，巷道凈寬4.0m，墻高1.5m，凈斷面積12.28m2，傾角18°30'，斜長515m，落底于15號煤層，采用單鉤串車提升，擔負礦井的提矸、下放材料等輔助提升及進風任務，裝備架空乘人器，擔負礦井人員運輸任務，井筒內(nèi)敷設供電電纜，排水管路、壓風管路、供水管路和消防灑水管路，設臺階扶手，是礦井的另一個安全出口。回風斜井：落底于15號煤層，巷道凈寬4.0m，墻高1.5m，凈斷面積12.28m2,傾角25°，斜長369m，落底于15號煤層，擔負礦井的回風任務，設臺階扶手，是礦井的另一個安全出口。采煤工作面采用走向長壁采煤，全部垮落法管理頂板，支護方式采用液壓支架支護頂板，回采工藝為輕型機械化放頂煤回采工藝。掘進工作面采用炮掘工藝，支護方式為錨網(wǎng)索支護。第三節(jié) 隱蔽致災因素普查一、采空區(qū)普查1、 井田內(nèi)3號煤層經(jīng)過多年開采，已形成大面積采空區(qū)，經(jīng)資源整合后，現(xiàn)井田南部的新龍煤業(yè)礦井關閉，利用原常蔣煤業(yè)現(xiàn)有的新斜井作為整合后的主斜井，在主斜井西側(cè)新掘一斜井作為礦井整合以后的副斜井，在原副斜井東側(cè)新掘一斜井作為整合后的回風斜井。通過水文地質(zhì)調(diào)查，井田內(nèi)3號煤層共存在4處采空積水區(qū)，采空區(qū)總面積556307m2，積水面積55632m2，積水量74859m3。經(jīng)過兩年多的排放水及探水工作，井田南部的2處3號煤采空積水區(qū)已經(jīng)排放或探測無水，只剩北部的2處采空積水。后經(jīng)補充物探勘測，解釋積水異常區(qū)3處，均位于北部，積水面積7249.3m2估測總積水量為9757.3m3。井田內(nèi)15號煤層未進行開采，只有新開拓巷道，暫不存在15號煤層采空區(qū)積水。2、 采空區(qū)災害預防措施采空區(qū)存在積水，對同煤層及下伏煤層的采掘工作有影響，積水范圍、積水量基本查明。因此，在采空區(qū)附近開采時，一是通過地質(zhì)、水文及測量聯(lián)系單形式提前預測預報。二是根據(jù)采空區(qū)積水分布采掘情況，編制專門探放水設計，由專業(yè)探放水隊伍依據(jù)相關規(guī)程規(guī)范進行探放水工作。三是必須嚴格執(zhí)行物探先行，根據(jù)物探結(jié)果進行探放水設計修改和完善，并嚴格執(zhí)行。在采掘工作面施工前本著“預測預報、有掘必探，先探后采，先治后采”的原則進行探放水工作，確保采掘工作面無隱患作業(yè)。3、采空區(qū)自燃情況及預防措施常蔣煤礦開采至今未發(fā)現(xiàn)采空區(qū)存在火區(qū)。主要措施是：一是及時封閉采空區(qū)；二是對采空區(qū)進行實時監(jiān)測監(jiān)控。同時密閉留有觀察孔，觀測采空區(qū)內(nèi)的溫度和有害氣體情況。二、廢棄老窯（井筒）和封閉不良鉆孔普查1、 礦井范圍內(nèi)有廢棄井口2個：新龍煤礦主井于2010年進行了回填封閉；新龍煤礦風井于2010年進行了回填封閉。2、 地質(zhì)水文鉆孔普查情況：2008年4-11月，山西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局212地質(zhì)隊在井田內(nèi)施工了3個鉆孔（ZK1、ZK2、ZK3號），其中ZK1、ZK2號孔位于本井田中北部，ZK3位于本井田南部，鉆探總進尺629.77m，經(jīng)過地質(zhì)、鉆探、測井、簡易水文等現(xiàn)場驗收合格，鉆孔簡易水文觀測成果可利用。所有鉆孔均按規(guī)范要求進行了封閉，質(zhì)量合格。3、 廢棄老窯（井筒）和封閉不良鉆孔預防措施通過地質(zhì)、水文及測量聯(lián)系單形式提前預測預報。4、 廢棄老窯（井筒）和封閉不良鉆孔普查結(jié)果經(jīng)過對關閉的王慶煤礦普查，個廢棄井開采情況基本清楚；但廢棄的新龍煤礦兩個井口均在井田內(nèi)，對開采其下部煤層有一定的影響，必須對封閉的井口進行管理和檢查，可列為本礦的隱蔽致災因素。在礦井地質(zhì)鉆孔，加強地質(zhì)鉆孔管理和檢查，也列為本礦井的隱蔽致災因素。三、斷層、裂隙和褶曲普查1、 本區(qū)處于晉獲褶斷帶的東緣，趙村向斜的西翼（向斜軸部位于井田東外邊緣），地層總體呈向東傾斜的單斜構(gòu)造。地層產(chǎn)狀80?120。，傾角7?15°。東南部地層傾角較大，最大傾角可達26°，中部地層產(chǎn)狀由于受斷層影響，變化較大。斷層：井田中部發(fā)育兩條（F1、F2）走向北東的斷層，為區(qū)域晉獲褶斷帶在區(qū)內(nèi)的反映。F2形成期應稍晚于Fl，北端尖滅在F1上。F1正斷層：走向NE，傾向SE，傾角80°，斷距45?50m。斷層東側(cè)，（上盤）出露山西組地層，西側(cè)中段出露太原組9號煤及老頂黃水溝砂巖，南、北段為第四系覆蓋。該斷層斜穿井田西部，井田內(nèi)延伸長度1100m。F2正斷層：走向NNE，傾向NWW，傾角75°，斷距約85m，斷層東側(cè)（下盤）出露山西組地層，西側(cè)出露下石盒子組底部砂巖。該斷層北端與F1斷層相交，井田內(nèi)延伸長度480m。F3正斷層：在3號煤層巷道開掘遇見一小型正斷層，走向NEE，傾角10°，斷距約10m，延長約500m。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱等其它構(gòu)造現(xiàn)象，亦未發(fā)現(xiàn)有火成巖侵入體。綜上所述；該區(qū)構(gòu)造屬于簡單類型。2、 斷層、裂隙預防措施通過地質(zhì)、水文及測量聯(lián)系單形式提前預測預報。3、 斷層裂隙普查結(jié)果礦井邊界斷層和井田內(nèi)落差大于5米的斷層均已查明，繪制了煤礦構(gòu)造綱要圖。其中，斷層普查主要包括斷層性質(zhì)、走向、傾角、斷距，斷層帶寬度及巖性，斷層兩盤伴生裂隙發(fā)育程度，斷層富水性等均已查明。斷層裂隙帶即是應力集中區(qū)，也是瓦斯富集區(qū)，同時本井田斷層發(fā)育，延伸較遠，對煤層的破壞性較大，因此斷層為礦井的至災隱蔽因素。四、 陷落柱普查1、 井田內(nèi)生產(chǎn)采區(qū)及所有勘探鉆孔均未發(fā)現(xiàn)有陷落柱。2、 陷落柱普查結(jié)果陷落柱不作為礦井的隱蔽致災因素。五、 瓦斯富集區(qū)普查1、 煤與瓦斯突出普查常蔣煤業(yè)各煤層瓦斯壓力均沒有超過煤與瓦斯突出的臨界值，屬無突出礦井。2、 瓦斯鑒定根據(jù)晉煤瓦發(fā)（2016）77號文，鑒定本礦為瓦斯礦井。3、 瓦斯防治措施采掘工作面設置專職瓦斯檢查員檢查采掘工作面瓦斯；設置KJ95N型安全監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測井下瓦斯情況；通風稀釋瓦斯；4、 瓦斯富集區(qū)普查結(jié)果經(jīng)普查，常蔣煤礦屬瓦斯礦井，無煤與瓦斯突出，采掘工作面及接近斷層帶、石門揭露煤層處為瓦斯富集區(qū)。瓦斯富集區(qū)為本礦井的隱蔽至災因素。六、導水裂縫帶普查1、 裂縫帶高度計算常蔣煤礦現(xiàn)有一個生產(chǎn)水平，共有可采煤層3個可采煤層，分別為3#、9#、15#，3號煤層平均厚度5.33m。采用公式HT=100M/(3.3n+3.8)+5.1計算，開采3號煤層頂板冒落導水裂隙高度為80.17m，多數(shù)地段可與基巖風化帶連通或直接影響至地表，在其影響范圍內(nèi)的含水層水進入礦井，是礦井充水的主要因素之一。近年來由于井田煤層已大面積采空，上覆含水層已被基本疏干，現(xiàn)井下無水。關于15號煤層，該煤層平均厚度3.57m，采用公式HT=100M/(2.4n+2.1)+11.2計算，開采15號煤層頂板導水裂隙高度為62.94m，小于3號、15號煤層間距95.00~110.00m，3號煤層東部采空區(qū)積水一般不會影響下部15號煤層開采。但井田中南部斷層處則可能由斷層導水而溝通3號煤層采空區(qū)積水和15號煤層間的充水通道，臨近斷層處開采15號煤層時應采取防范措施。2、 導水裂縫帶預防措施通過地質(zhì)、水文及測量聯(lián)系單形式提前預測預報，設專人觀察。3、 導水裂縫帶普查結(jié)果從計算論證分析：礦井地表標高為1033以上，裂隙帶高度為80.17m，開采當前煤層地表水不會通過裂隙帶導入礦井。但礦井內(nèi)有老窯的采空區(qū)積水和舊采跡積水，會通過導水裂隙帶滲透到采區(qū)工作面，雖不至發(fā)生突水，但對安全生產(chǎn)有一定影響，因此導水裂隙帶為礦井的隱蔽至災因素。該含水層在井田內(nèi)部分地段埋深較大，含水層層間為厚度不等的泥巖類隔水層，相互間水力聯(lián)系較弱，地下水具承壓性，局部地段為潛水。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，一般含水層巖溶及裂隙不夠發(fā)育，富水性弱。本區(qū)奧灰?guī)r溶含水層埋深大，以上馬家溝組一段下部灰?guī)r巖溶裂隙較為發(fā)育，富水性較強。含水層的補給來源以北部和東部灰?guī)r露頭區(qū)補給為主，深層巖溶水屬辛安泉域范圍。據(jù)井田南側(cè)4km處王莊煤礦水源井資料，井深559.80m，取水層為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組，水位埋深405.60m，涌水量33.75m3/h，水位標高632.40m，水質(zhì)類型為HCO3—Ca?Mg型水。由此推測，本井田奧灰水位均在628m左右。七、地下含水體普查1、 含水層與隔水層普查區(qū)內(nèi)第四系中更新統(tǒng)廣為分布，巖性為亞粘土、亞砂土、孔隙率差，加之井田地形坡降大，大氣降水，排泄快，下滲量很小，故含水性微弱。局部較大溝谷底部的全新統(tǒng)砂礫石層。含水層厚度因地而異，水位埋深較淺，一般富水性較弱，水質(zhì)較好，水位及水量季節(jié)性變化大。2、 隔水層普查該隔水層位于15號煤之下，巖性為泥巖、鋁土質(zhì)泥巖等，巖石裂隙一般呈閉合狀且不發(fā)育，平均厚度約12.57m，正常情況下在15號煤與奧陶系之間可起到良好的隔水作用。井田內(nèi)該隔水層主要巖性由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，單層厚度不等，呈層狀分布與灰?guī)r、砂巖含水層之間，隔