王家峪煤业有限公司探放水设计(编辑修改稿)

王家峪煤业有限公司探放水设计(编辑修改稿)内容摘要：

外，一般含水 王家峪煤业有限公司 探放水设计 16 性较差。 2） 二叠系碎屑岩类含水层：尽管含水层数多，但单层厚度小，厚度及岩性岩相变化大， 砂岩局部裂隙发育，具有一定富水性，但裂隙大多不发育， 以弱含水为主，补给条件差，加之含水层间均有砂质泥岩或泥岩隔水层，致使不仅砂岩含水层本身横向与垂向上水力联系相对较弱，而且同其它含水层水力联系亦较差。 3） 石炭系石灰岩岩溶裂隙含水 层：由于单层厚度小，埋藏较深，岩溶裂隙发育程度低，之间又有砂质泥岩、泥岩隔水层，在自然状态下，垂向上水力联系较差。 井田范围内无石炭系地层出露，且埋藏较深，大气降水对本含水层补给影响较弱。 但在导水断裂构造发育地段，可接受其他含水层水的垂向补给。 4） 奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层：由于厚度大，在井田外东北部广泛分布，为大气降水的补给提供了良好的条件，通过岩溶裂隙导水通道向南偏西径流。 井田范围内无奥陶系地层出露，上下含水层水力联系较差。 三、 含水层 第四系松散含水层 第四系冲积层主要由粗砂、砾石组成，粒径 ，主要分布在现代河床附近，由于地表水流的入渗，因而局部含水量较大。 基岩风化裂隙含水层 受基岩岩性和地形地貌影响，富水性随风化裂隙的发育程度而异。 局部风化裂隙发育，富水性较强，泉水多流自本层。 钻孔钻至此层，大都发生漏水现象，推测该含水层局部地段富水性较强。 该含水层可接受大气降水，地表水及松散含水层的补给，含水较丰富，但富 王家峪煤业有限公司 探放水设计 17 水差异性大。 区域内此含水层出露的泉水流量可达 140L/s。 下石盒子组砂岩裂隙含水层 井田内上、下石盒子组含有多层中粗粒砂岩，但裂隙大都不发育，据补勘钻孔钻进情况， 冲洗液消耗量均不大。 根据区域资料，该含水层富水性较弱。 二叠系山西组砂岩裂隙含水层 井田内没有二叠系山西组部分地层出露，据钻孔揭露资料，二叠系山西组地层含有数层厚度不等的中粗粒砂岩，砂岩局部裂隙发育，具有一定富水性。 据井田内 20xx 年施工的补 1 号孔对 K8砂岩与山西组砂岩混合抽水 试 验 成 果 ： 钻 孔 单 位 涌 水 量 q=，渗透系数K=，水位标高 +，富水性弱，水质类型为 SO4178。 HCO3— Ca178。 Mg 型。 据井田内 20xx 年施工的奥灰长观孔对山西组含水层抽水试验资料： 单 位涌水量 q=，渗透系数 K=，水位标高 +，富水性弱，水质类型为 HCO3178。 SO4178。 ClNa 型。 太原组石灰岩岩溶裂隙含水层 本含水层主要由太原组三层稳定石灰岩组成，即 K K3和 K4石灰岩。 三层石灰岩平均厚度分别为 、 和 ，埋藏较浅，局部裂隙、岩溶发育。 据井田内 20xx 年施工的补 1 号孔对太原组 K K K4含水层进行混合抽水试验资料：单位涌水量 q=，渗透系数K=，水位标高 +，富水性弱，水质类型为 SO4178。 HCO3— Ca178。 Mg 型水。 王家峪煤业有限公司 探放水设计 18 据井田内 20xx 年施工的奥灰长观孔对太原组含水层混合抽水试验资料： 单位涌水量 q=，渗透系数 K=，水位标高 +，富水性弱， 水质类型为 SO4178。 ClNa178。 Ca 型。 奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层 为 井田内 最主要的含水层 组， 埋藏较深。 由石灰岩、白云质灰岩、角砾状灰岩、泥灰岩及溶洞中次生沉积物等组成， 井田内 主要含水层为上马家沟组 中 段及下段几层角砾状石灰岩。 根据井田内 20xx 年施工的补 1 号孔揭露奥 灰 ，岩溶裂隙不发育，根据其抽水试验资料：单位涌水量 q=， 渗透系数 K=， 奥 灰 水 水 位 标 高 + ， 水 质 类 型 为SO4178。 HCO3— Ca178。 Mg 型水。 由于奥陶系灰岩含水层富水行不均匀， 补 1号水文孔 未揭露奥陶系中统主要含水层 O2s 地层， 岩溶裂隙不发育 ，导致 抽水成果代表性较差，对该水文孔的奥灰水位仅进行参考，不予利用。 根据井田内 20xx 年施工的奥灰长观孔资料：揭露奥灰地层，钻孔 单位涌水量 q=， 渗透系数 K=，奥灰 水水位标高 +，富水性弱， 水质类型为 HCO3178。 SO4Ca 型水。 结合区域区域水文地质资料推测，本井田奥灰水位标高为 +678～+682m， 奥灰水流向为由北向南。 四、主要 隔水层 3 号煤层顶板以上层间隔水层 山西组、下石河子组含水层之间分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩，厚度大多在 2m20m 之间，一般不透水，可起到良好的层间隔水 王家峪煤业有限公司 探放水设计 19 作用。 根据井田内奥灰水长观孔采取的岩石力学样资料：顶板砂质泥岩抗压强度为 ，平均 ；抗拉强度为 ，平均 ；抗剪强度为 ，平均。 本溪组泥质岩隔水层组 井田本溪组厚度 ～ ，平均 ，岩性主要由泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩等泥岩组成，岩质致密，隔水性好，是阻断奥灰水与煤系地层水力联系的重要隔水层。 根据井田内奥灰水长观孔采取的岩石力学样资料： 泥岩、铝质泥岩抗压强度为 ，平均 ；抗拉强度 ，平均 ；抗剪强度为 ，平均。 砂质泥岩抗压强度 为 ，平均 ；抗拉强度为 ，平均 ；抗剪强度为 ，平均。 五 、矿井充水因素分析 1. 大气降水对矿井充水的影响 大气降水可通过松散沉积物空隙及基岩风化裂隙向下入渗，但山西组、太原组含水层之间分布有厚度不等的泥岩隔水层，阻隔大气降水向下入渗补给。 另外本矿 15 号煤层埋深相对较深，煤层开采产生的导水裂隙带不能达到地表及基岩风化带。 因此，大气降水对 15 号煤层矿井充水影响较小。 地表 主要河流为洪水河，于井田北部边界 附近由东北向西南流过，至西南西营镇汇入浊漳河北源河。 洪水河常年流水，为本区主要河流，属海河流域漳河水系浊漳河支流。 另外，在井田南部还发育一条季节性河流下合河，沿井田南部边界附近流过，向西南汇入洪水河。 下合河平时水量很小，旱季干涸无水，雨季汇集洪水，沿沟排泄，水 王家峪煤业有限公司 探放水设计 20 量随季节变化。 井田内无其它大的地表水体。 现生产矿井井口有 5 个，分别为主立井、副立井 、 回风立井 及新掘主斜井、副斜井 ，井口标高分别为 +、 +、 +、+、 +， 当地最高洪水位标高为 + 左右，井口标高均高于当地最高洪水位标高 ，地表水对矿井 15 号煤层开采影响不大。 但在雨季仍然不能放松警惕，应采取设置防洪堤、防洪排涝措施，以确保安全。 大气降水是 矿井 水的间接补给来源，即降水通过基岩裂隙及松散沉积物孔隙渗入井下，在岩石裂隙相互勾通的情况下进入坑道，由于降水量的季节变化， 矿井 涌水量亦具明显的动态变化特征。 3 号煤层直接充水含水层为其上部砂岩裂隙含水层。 据补 1号孔抽水试验，单位涌水量 q=。 为弱富水含水层，据该矿开采情况， 3 号煤层 井下涌水量为 60～ 100m3/d，矿井水主要来源于煤层顶板的砂岩裂隙含水层渗水。 15 号煤层矿井水主要来源于其上部 K2石灰岩含水层渗水。 目前开采 15 号煤层井下涌水量 1760～2390m3/d，水量一般，只要按时抽排，一般不会对矿井生产形成大的威胁。 板含水层对矿井充水的影响 井田内 15 号煤层底板实际标高在 +470～ +840m 之间，而井田奥灰水位标高在 +678～ +682m 之间，井田内西部部分煤层底板位于奥灰岩溶水水位之下，存在带压开采问题。 《根据煤矿防治水规定》中突水系数计算公式： T=P/M 式中： T— 突水系数， MPa/m； 王家峪煤业有限公司 探放水设计 21 P— 底板隔水层承受的水头压力， MPa； M— 底板隔水层厚度， m； 其中： P=（ HoH1+M）179。 Ho— 奥灰岩溶水水位标高（ m） H1— 煤层底板最低标高 本次确定以下带压开采分区标准： T＜ 相对安全区（Ⅰ） ≤ T＜ 临界区 （Ⅱ） T≥ 危险区 （Ⅲ） 井田内 3 号煤层底板标高在 +560m～ +980m 之间， 3 号煤层距奥陶系灰岩界面平均间距约为 152m，计算得 3 号煤层最大突水系数为 MPa/m，小于临界值 MPa/m，处于相对安全区。 由于 3 号煤层带压区煤层不可采， 3 号煤层带压区对煤矿安全生产影响不大。 本矿今后主要开采 15 号煤层，现根据井田内带压区钻孔资料对带压区突水系数计算如下： 15号煤层突水系数计算表 表 14 孔号 H1 H0 M P T 补 1 681 补 2 501 680 503 680 504 35 506 679 27 508 678 511 奥灰长观孔 井田西部边界（底板最低标高处） 470 680 王家峪煤业有限公司 探放水设计 22 经计算，本井田 15 号煤层最大突水系数为 ，大于受构造破坏地段的奥灰水临界经验值 ，而小于正常地段的奥灰突水临界经验值。 因此，在正常块段开采 15 号煤层底板突水的危险性小。 但在构造破坏地段（断层、陷落柱等），则存在15 号煤层底板突水的危险性。 因此，在井田西部突水系数大于，要特别注意该地段隐伏构造如断层和陷落柱的分布情况，以便采取防范措施。 图 11 矿井 15号煤层奥灰水带压 开采安全性分区图 （ 1）井田内老空水 王家峪煤业有限公司 探放水设计 23 根据调查，井田内存在 2 号、 3 号及 15 号煤层采空区，且有不同程度的存有积水。 井田内 2 号煤层可采范围不大，基本被小窑开采破坏，井田中部及南部存在 2 处采矿积水区，采空积水区总积水面积为 784663m2，总积水量为 164779m3； 3 号煤层东部可采，西部不可采，本矿井对该煤层进行了少量开采，在井田中部及南部存在 3 处采空积水区 ， 总积水面积为 646000m2，总积水量为 134045m3； 15 号煤层在东部也进行了少量开采，在井田东部形成 6 处采空积水 区，总积水面积为 120876m2，总积水量为 107882m3。 本井田 3 号煤层采空区积水由于位于 15 号煤层的上方，且积水量大，一旦有导水通道沟通两者间的水力联系，必然造成 3 号煤层采空区积水溃入 15 号煤层，因此， 3 号煤层采空区积水对 15 号煤层开采将造成一定影响。 井田内 15 号煤层采空区积水主要位于井田东南部，积水区底板标高相对较高，且积水量较大，对未来煤层开采构成一定的水患威胁。 因此，井田内 15 号煤层采空区积水对未来开采15 号煤层构成一定的水患影响。 采空区积水会通过巷道和采煤引起的顶板导水 裂隙带等不同渠道进入采掘工作面和巷道。 （ 2）周边矿井老空水 根据调查， 周边矿井 15 号煤层采空积水区 9 处，但距本井田边界最近距离也为 200 多米，并且本矿井未来三年采掘区域主要为井田中部，因此，周边矿井采空积水区对本矿井未来三年 15 号煤层开采无影响。 因此，在采掘 15 号煤层时，必须加强探测，以确保矿井安全生产。 在生产过程中，应坚持“预测预报、有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”的原则，不断修改 矿井 充水性图。 、地面沉降、塌陷、裂缝和裂隙对矿井充水的 王家峪煤业有限公司 探放水设计 24 影响 大气降水、太原组灰岩岩溶裂隙 含水层水、基岩风化带裂隙含水层水和第四系砂砾层含水层水可通过导水裂隙带或采煤引起的地面沉降、塌陷、裂缝和裂隙进入矿井，成为矿井充水的主要来源。 采煤引起的沉降变形在垂丰方向上表现为覆岩移动及其影响高度和波及范围，主要取决于煤层的顶板特征、构造、煤层开采厚度、开采方法以及上覆岩层的厚度和特征。 垂向变形一般可分为。