资源描述
中长期防治水规划规划 目 录第一章 矿井概况1第一节 矿井概况1第二节 现采掘情况、5年采掘计划及水害分析1第三节 地质勘探情况4第二章 井田地质特征6第一节 地层6第二节 煤层9第三节 矿井地质构造12第三章 矿井水文地质特征12第一节 矿井水文性质12第二节 井田内主要含水层13第三节 主要隔水层15第四节 地下水的补、径、排条件15第五节 矿井充水因素分析16第六节 井田及周边地区老窑水分析22第四章 矿井防治水规划24第一节 防治水组织机构24第二节 地面防治水规划25第三节 井下防治水规划26第四节 综合防治措施27第五节 防治水工作的预防3234中长期防治水规划第一章 矿井概况第一节 矿井概况山西柳林联盛郭家山煤业有限公司位于柳林县县城140方向直距约11km的郭家山狮尾沟村一带，行政区划隶属于陈家湾乡管辖。地理坐标为东经11057221105934，北纬372104372243。井田紧靠离石-石楼的二级公路，距孝柳铁路穆村站13.5km，交通运输条件较为便利，交通较便利。该井田地处晋西黄土高原，属吕梁山西侧的中山区，地貌类型以侵蚀的黄土梁、峁为主，其次为黄土沟谷地貌中的冲沟。井田内地势高低起伏，最高点在井田东南部的山梁上，海拔1110.0m，最低点位于井田西部石盘沟沟中，海拔为885.0m，最大相对高差225.0m。井田内有石盘沟从井田西界附近由南向北穿过，其它沟谷都是季节性沟谷，平时干枯无水，只有在洪水期才有大的洪流通过。第二节 现采掘情况、5年采掘计划及水害分析一、现采掘情况及水害分析 （1）现采掘情况我矿现开采4号煤层，回采工作面为4215高档工作面，无掘进工作面。 （2）现采掘工作面水害分析根据现采掘工作面布置情况分析4#煤层主要水害为：4209采空区和4213采空区积水；大气降水及雨季沟谷洪水；上覆岩层含水层水，地表基岩风化带裂隙水；二、5年采掘计划及水害分析(1)5年采掘计划2011年回采工作面为4215高档工作面，无掘进工作面。2012年回采安排为4215高档工作面、4217综采工作面，无掘进工作面。2013年掘进安排为8#皮带上山剩余段、轨道上山剩余段、回风上山、8101皮带顺槽、8101轨道顺槽。2014年掘进安排为8#8101皮带顺槽剩余段、8101轨道顺槽剩余段、8101切眼、8103皮带顺槽、8103轨道顺槽、8105皮带顺槽。2015年掘进安排为8#8103轨道顺槽、8103切眼、8105皮带顺槽剩余段、8105轨道顺槽、8105切眼。回采为8#8101综采工作面。 （2）水害分析 根据采掘计划布置情况分析主要水害为：我矿采空区积水和相邻煤矿采空区积水；大气降水及雨季沟谷洪水；上覆岩层含水层水，地表基岩风化带裂隙水；井田地质构造水 三、水害防治： 1、我矿采空积水和相邻矿井采空区积水的防治：在回采推进和掘进工作面掘进时，要严格遵守“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”探放水方针。井下采掘至井田边界时，应预留井田保安煤柱，以防周围煤矿采空积水引发该矿水灾害发生。井下巷道沿煤层布置，受煤层起伏影响较大，巷道中可能发生积水现象，在矿井生产期间应根据实际情况，在巷道适当位置设置水仓，由小水泵将积水排出，确保井下巷道畅通。2、上覆岩层含水层水，地表基岩风化带裂隙水的防治： 由于本区长期处于干旱半干旱地区，其上覆岩层含水层水，地表基岩风化带裂隙水相对较弱，开采煤层时，只要完善排水设施，就能有效防治本水害。 3、大气降水及雨季沟谷洪水的防治；由于本区长期处于干旱半干旱地区，大气降水雨量相对较少。加强“雨季”三防工作。煤矿企业要建立防范台风暴雨的预报、预警、预防和应急救援工作机制，建立雨季巡视制度和停工撤人制度。雨季前必须对防范台风暴雨进行隐患排。对矿区内河道进行彻底清挖、疏通，必要时对河堤进行加固；严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段，严禁侵占河道，保障河道的畅通；对洪水可能淹没的废弃老窑井口必须按规定填实封死，或在井口浇注l个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖板，严防地表水倒灌井下淹井。 4、井田地质构造的防治 井下虽揭露了冲刷带以及多个陷落柱,但不含水或不导水,开采其附近要留的保安煤柱，也应引起防治水和安全工作的高度重视。因此,在工作面采掘前对内部构造、构造导、含水性及含水层富水性分布规律进行探测,是预防水害发生的有效措施。第三节 地质勘探情况历年来的地质勘查工作主要有：1、1958年，山西省地质厅212队在柳林精查区以南进行了青龙城普查勘探，1958年9月将资料移交148队后，由148队就已有成果于1959年12月提交了河东煤田青龙城区普查勘探地质报告。1962年10月7日经山西省煤管局地质勘探局复审技术委员会复审以决议书第019号文定为基本合格报告。2、1987年，山西省地矿局215队对河东煤田中部进行了远景调查，并提交了山西省河东煤田中部远景调查区地质报告。该报告经山西省地矿局1987年审批通过。3、1988-1992年，山西煤田地质勘探148队在青龙城进行了详查地质工作，并于1992年6月提交了详查地质报告。当时施工了33个钻孔，总进尺21439.37m。其中水文孔5个，进尺3079.05m，岩溶孔3个，岩溶进尺347.60m。山西煤管局以晋煤决字199208号文批准。本煤矿位于该详查区东南部。4、1992年，山西煤田地质勘探148队在沙曲进行了精查地质工作，并于1992年6月提交了精查地质报告。施工有42个钻孔，进尺24004.64m，其中特级21个，甲级20个，乙级1个，特甲级孔率98%；所有钻孔均进行了物探测井，完成实测米21530.30m，占总进尺的90%。共求得A+B+C+D级储量225228万吨，其中A+B+C级储量201372万吨，D级储量23856万吨。全国储委1992年以全储决字1992第363号文批准。本煤矿位于该精查区的东南部外围。5、1993年，山西省地矿局215队对曹家山、陈庄井田进行了精查工作，并编制了山西省柳林县曹家山、陈庄井田扩建勘探（精查）地质报告，该报告经山西省储委以晋储决字199313号文批准通过。本煤矿位于该井田东部。 6、2006-2007年，郭家山煤业有限公司及狮尾沟煤业有限公司为扩大生产能力后的建井需要，以进一步查明井田内的地层、构造特征、水文地质特征以及各可采煤层的赋存形态、煤质、瓦斯、煤尘爆炸性、地温和顶底板岩石物理力学性质、资源/储量等，委托山西省第三地质工程勘察院在其井田范围内进行煤炭地质勘探工作，在井田内及邻区共施工10个钻孔，总进尺2422.24m。7、2009年10月山西省第三地质工程勘察院编制的山西柳林联盛郭家山煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告并评审能过。经过开采验证，以往地质勘查成果提供的可采煤层、煤层厚度、埋深、顶底板岩性、水文地质特征等基本与实际情况相符，地质可靠程度较高。第二章 井田地质特征第一节 地层井田位于吕梁山中段西缘，属黄土高原丘陵山区，井田内地表大部分被上第三系上新统（N2）和第四系上更新统（Q3）、全新统（Q4）所覆盖，基岩仅在沟谷中出露。井田内发育的地层由老至新有奥陶系中统峰峰组；石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组；上第三系上新统；第四系上更新统、全新统的地层。现分述如下：1、奥陶系中统峰峰组（O2f）与下伏上马家沟组地层整合接触。本组厚103.54147.41m，平均124.16m。下、中部多为浅灰、灰白色角砾状泥灰岩、碎屑灰岩，夹薄层白云质灰岩及铝土质泥岩，含不稳定的似层状、透镜状细晶石膏2-3层，石膏层厚17m，或为巨厚层状的泥灰岩、白云质灰岩与石膏层混生，并有纤维状石膏脉充填于不规则的裂隙中，石膏脉宽0.55m。上部为中厚巨厚层状灰白、深灰色微晶石灰岩、薄层状黑灰色泥灰岩、白云质灰岩、角砾状碎屑泥灰岩。2、石炭系中统本溪组（C2b）与下伏奥陶系中统峰峰组地层呈平行不整合接触。本组厚16.2939.00m，平均27.37m，下部为铁铝岩段，厚016.29m，平均4.29m，其底部为山西式铁矿，呈透镜状、鸡窝状，厚04.90m，一般为1m。上部为灰黑色泥岩、砂质泥岩、深灰色铝质泥岩、粉砂岩夹灰色中细粒石英砂岩、灰岩及煤层，灰岩03层。 3、石炭系上统太原组（C3t）本组以K1砂岩与下伏本溪组地层整合接触，为本区主要含煤地层之一。厚81.02116.76m，平均96.22m。本组可明显分为三段。下段(C3t)：由K1砂岩底至-1号煤层顶，厚37.3370.55m,平均52.70m。为一套灰、灰黑色细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成的碎屑岩段，夹02层不稳定的生物碎屑灰岩及薄层铝质泥岩，含煤35层，其中8-1、8-2、9号煤层为稳定可采的主要煤层。中段(C3t2)：由L1灰岩底至L5灰岩顶，厚25.6657.76m,平均36.21m。岩性由35层灰色泥晶（微晶）石灰岩夹深灰灰黑色泥岩、砂质泥岩和少量薄层粉细砂岩和煤层组成。本段所含的煤层均为零星可采或不可采煤层。上段(C3t3)：由L5灰岩顶界至K3砂岩底，厚0-13.93m,平均7.31m，为深灰黑灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，夹薄层铝质泥岩和不稳定的6-1薄煤层。4、二叠系下统山西组（P1s）底部以K3砂岩与下伏地层呈整合接触。为井田内另一主要含煤地层。全组厚42.8979.92m平均厚60.80m。岩性为深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩，含煤45层，其中3、4号煤层为稳定可采的主要煤层。5、二叠系下统下石盒子组（P1x）底部以K4砂岩与下伏地层呈整合接触。本组厚度66.12102.18m，平均81.93m。本组岩性为灰色、灰绿色、石英砂岩、长石石英砂岩及灰色砂质泥岩、粉砂岩，偶夹薄煤层煤线。K4砂岩厚度变化大，厚度0.5521.70m，平均5.41m，岩性为中粗粒长石石英砂岩为主，交错层理发育。6、二叠系上统上石盒子组（P2s）以K6砂岩与下伏地层呈整合接触，全组厚269.70457.40m，平均371.00m。主要由灰色、灰绿色、紫红色、紫色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，由下向上紫色色调渐浓。全组分为三段。下段（P2s1）：主要为灰绿色、灰白色砂岩、粉砂岩与杂色、深灰色及紫红色泥岩、砂质泥岩互层，厚121.00156.90m，平均137.13m。下部K6砂岩厚1.2523.57m,平均10.06m，为灰灰白色厚层状中粗粒长石石英砂岩。中段（P2s2）：厚73.67116.23m，平均91.40 m。主要为紫红色砂质泥岩夹灰色、绿灰色砂岩及灰黑色泥岩。砂质泥岩多呈团块状，水平层理发育，夹泥岩条带，层面上有云母片。7、上第三系上新统（N2）广泛分布于井田内的山梁之上，岩性主要为棕红色浅棕红色粉质粘土、亚粘土夹钙质结核，次为砂砾石，杂色粘土及泥灰岩、灰岩。底部为砂砾石层。其厚度为4.0094.50m。与下伏各组地层呈角度不整合接触。8、第四系上更新统(Q3)厚0162.8m，广泛分布于井田内的梁、垣、峁和半坡上。由浅红、黄红色砂质亚粘土及亚粘土组成。垂直节理发育，地貌上易形成陡壁、黄土柱及天生桥。与下伏地层呈角度不整合接触。9、第四系全新统(Q4) 为现代冲积、洪积物，系砾石、卵石和砂及砂土的层状或混合堆积，分布于井田大的冲沟内。第二节 煤层一、含煤性井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组（C3t）和二叠系下统山西组（P1s）。山西组和太原组共含煤14层，自上而下分别为山西组的1、3、4-1、4、5号煤层和太原组的6-1、6、7、7-2、8-1、8-2、9、10、11号煤层。山西组和太原组累计厚度为123.91-196.68m，平均157.02m。煤层累计厚度平均为13.98m，含煤系数为8.90%。1、山西组（P1s）地层厚度一般为42.89-79.92m，平均60.80m。含煤1-5层，煤层总厚度平均为5.97m，含煤系数平均为9.82%。1、3号煤层位于本组中上部，1号煤层为不可采煤层，3号煤层属大部可采的稳定煤层；4、4-1、5号煤层位于本组中下部，4号煤层属大部可采的稳定煤层， 4-1、5号煤层为不可采煤层。2、太原组（C3t）地层厚度一般为81.02-116.76m，平均为96.22m。含煤一般4-9层。煤层总厚度平均为8.01m，含煤系数为8.32%。其中主要可采的8-1、8-2、9号煤层位于本组中部，其余煤层虽见有零星可采点，但难以构成具有工业价值的可采。二、可采煤层井田内共含五层全区可采或局部可采煤层，自上而下依次为山西组的3、4号煤层和太原组的8-1、8-2、9号煤层，现分述如下：可采煤层情况一览表含煤组段煤层号煤层厚度（m）层间距（m）煤层结构（夹矸层数）顶板岩性底板岩性稳定性可采性山西组41.51-4.593.26较简单（0-2）泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩稳定大部可采53.00-65.4761.90太原组8-10.80-1.020.88简单（0）石灰岩泥岩、炭质泥岩稳定全区可采0.97-1.781.438-20.60-1.080.76简单（0）泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩稳定大部可采5.89-10.978.9391.63-4.824.02复杂（1-3）泥岩、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩稳定全区可采 1、4号煤层位于山西组中下部，上距3号煤层12.05-23.45m，平均15.66m；下距K3砂岩9.18-20.26m，平均13.76m。煤层厚度为1.51-4.59m，平均3.26m，含0-2层厚度为0-0.44m的夹矸，结构较简单，属大部可采的稳定煤层，在井田西南部存在古空区，东南部存在冲刷带。其顶板岩性为泥岩、砂质泥岩、细中粒砂岩，底板岩性为泥岩、砂质泥岩。2、8-1号煤层位于太原组的中下部，上距4号煤层砂岩53.0-65.47m，平均61.90m，煤层厚度为0.80-1.02m，平均0.88m，不含夹矸，结构简单，属全区可采的稳定煤层，其顶板岩性为石灰岩，局部有一层炭质泥岩伪顶；底板岩性为泥岩、炭质泥岩。3、8-2号煤层位于太原组中下部，上距8-1号煤层0.97-1.78m，平均1.43m。煤层厚度为0.60-1.08m，平均0.76m，不含夹矸，结构简单，属大部可采的稳定煤层，其顶板岩性为泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩；底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。4、9号煤层位于太原组中下部，上距8-2号煤层5.89-10.97m，平均8.93m。煤层厚度为1.63-4.82m，平均4.02m，含0-3层厚度为0-0.45m的夹矸，结构复杂，属全区可采的稳定煤层。其顶板岩性为泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩；底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。第三节 矿井地质构造井田地层总体上为一单斜构造，走向北北西，倾向南西，地层倾角为37，发现八个直径为17125m陷落柱，另根据金家庄煤业有限公司煤矿和原狮尾沟煤矿井下揭露控制，本井田东南部4号煤层存在冲刷带。井田内未发现有断层。总之，井田构造复杂程度类型属中等类型。第三章 矿井水文地质特征第一节 矿井水文性质井田内地势高低起伏，最高点在井田东南部的山梁上，海拔1110.0m，最低点位于井田西部石盘沟沟中，海拔为885.0m，最大相对高差225.0m。井田内无常年性河流。但沟谷纵横，沟中平时干涸，雨季有短暂洪流，沿较大沟谷向西南流出井田外，经三川河流入黄河。上马家沟组及峰峰组灰岩含水层为中等富水性含水层，山西组砂岩裂隙含水层富水性弱，太原组灰岩岩溶裂隙含水层水富水性弱。松散岩类含水层连续性差，基本不含水，补给条件也不好；上第三系上新统底砾岩含水层，多出露于沟谷中，其次为第四系中、上更新统层间砂砾石含水层，广泛分布于区内，因其间含水层出露高，连续性差，补给条件不好，含水层富水性弱。第二节 井田内主要含水层1、奥陶系中统峰峰组(O2f)石灰岩岩溶水含水层离石详查区外围广泛出露，岩性为蓝灰色致密状灰岩，常夹泥灰岩、泥岩和石膏等。本层在区内无泉出露，在详查区以西约16km的柳林镇有泉涌出。钻孔揭露此层39-223m，根据岩芯所见裂隙不发育，仅有少量峰窝状溶洞。4号孔钻穿该层6.5m时，发现漏水，水位从原来的数米突降至134m（标高811.87m）。51号孔钻穿该层32m时曾漏水，水位亦随之下降，但很快被岩粉堵塞而回升，说明裂隙（溶洞）不大，该孔抽水试验结果：水位标高为877.70m，单位涌水量为0.00076L/s.m，渗透系数0.0047m/d。206孔钻穿该层223m，水位无变化，仅消耗量略有增加。上述情况说明该组含水层裂隙、溶洞不发育，含水微小，个别地方可能含水稍多。2、石炭系上统太原组（C3t）碎屑岩类及碳酸岩类裂隙含水层本组含水层主要由3层石灰岩组成，其平均厚度L5是3.11m，K2是7.73m，L1是8.74m。其间距多在10m内，中间主要隔以泥岩，或者有少量砂岩。遇K2和L2时消耗量及水位明显变化的钻孔占29%，遇L5有显著变化的占4%。这些孔多位于浅部。K2和L1。含水性因地而异，相差悬殊，浅部裂隙发育，含水性强，深部则截然相反。例如位于浅部的37、39号孔K2和L1涌水，q=1.073L/s.m；而位于深部的51、78号孔q=0.0009L/s.m左右，35号孔则无水。本组抽水试验结果：水位标高874.93-961.67m，浅部高，深部低；q为0.0009-1.073L/s.m，最大为最小的1200倍，k为0.0056-9.00m/d，最大为最小的1600倍。水质属重碳酸盐-硫酸盐型，为软的淡水。3、二叠系下统山西组（P1s）砂岩裂隙含水层岩性主要由砂岩组成，厚度不大，且不稳定，含水微少。4次抽水试验中就有两次是水位下降几十米后不再出水，其余两次q值0.00012-0.0022L/s.m，k值0.0012-0.012m/d，水位标高881.23-1025.42m。水质属重碳酸盐-氯化物型，为硬的淡水。4、二叠系石盒子组（P1x-P2s）砂岩裂隙含水层本组厚砂岩较多，且位于浅部，易于接受补给，故含水性较山西组稍强，出露的下降泉较多，流量多为0.1-0.5L/s，最大1.1 L/s。有10%的钻孔发现本组涌水。试验结果：q值为0.0025-0.061L/s.m，k值为0.0032-0.22m/d，水位标高882.36-1069.35m。水质属重碳酸盐-硫酸盐型，为软的淡水。5、上新统砾岩含水层上新统的底砾岩，常为半胶结状， 渗透性好，多位于沟谷侵蚀基面以上，当埋藏较深时，由于有红土覆盖，而含承压水。地表有不少小泉出露，水量多在0.2-0.4L/s间，钻孔遇该层涌水的有2、92、34号，涌水量0.26-1.8L/s。6、全新统冲积砾石含水层本层广泛分布于三川河河谷中，砾石多为滚圆状，透水性好，含水较丰富。潜水水位多在10m内，其年变化幅度不大，为0.33-0.93m；7-10月最高，1-3月最低。离石县城和马茂村有该层泉水涌出，流量分别为35 L/s、20L/s，水质属重碳酸盐-氯化物型，为微硬的淡水。第三节 主要隔水层1、井田内奥陶系顶面至9号煤层底板间平均厚度为64m左右，包括本溪组，岩性主要为泥质岩、铝土泥岩类，夹不稳定的薄层砂岩和灰岩，具有较好的隔水性能，对奥灰岩溶水可起到隔水作用。为井田及区域良好的隔水层。2、此外，相间于各灰岩、砂岩含水层之间的较厚的泥岩、砂质泥岩及裂隙岩溶不发育的砂岩、灰岩均可视作隔水层，加上本区断层不发育，因此，各含水层组基本上是独立的，互不构通，厚度稳定，隔水性能较好。第四节 地下水的补、径、排条件松散岩类孔隙含水层主要接受大气降水的补给，在雨后一定时间内，各民井水位有上升现象，其径流方向与地表水基本一致，向沟谷下游径流。地面蒸发和人工开采是主要的排泄方式。深部山西组砂岩裂隙含水层和太原组灰岩裂隙含水层主要是在其裸露区接受大气降水的补给。各含水层属于平行复合式结构，含、隔水层间均处于分散隔离状态，各含水层间的水力联系被其间隔水层所阻隔，它们之间存在着一定的水位差，若无构造沟通隔水层不遭破坏时，则各含水层间无互补关系。地下水主要以径流为主，径流方向一般沿岩层倾斜方向运动，排泄方式主要是矿井排水。奥陶系岩溶水的补给主要是裸露区接受大气降水和地表水的入渗补给，本区为岩溶水径流区，径流方向由南东流向北西，最终排向柳林群泉，近年来人工开采也是其主要排泄方式之一。第五节 矿井充水因素分析一、矿井充水来源现依据矿区水文地质条件将矿井充水因素分析如下：1、大气降水及地表水体对矿井充水的影响降水通过不同成因的基岩裂隙及松散沉积物孔隙，与含水层沟通的情况下，以及通过煤层露头渗入地下进入井下，成为矿井充水的间接但重要的补给来源。也可通过3号煤层采空区上部的地层下沉形成的导水通道进入矿坑。但一般情况下，由于地形坡度较陡，植被不发育，地形有利于自然排水，对入渗补给地下水条件差。 2、地下水对矿井充水的影响现开采4号煤层，4号煤层的直接充水含水层是山西组砂岩含水层，间接充水含水层为第三系砾石层的风化裂隙带水、下石盒子组砂岩含水层。8-1、8-2、9号煤层的直接充水顶板是太原组砂岩、灰岩含水层，山西组砂岩含水层为间接充水含水层。二、矿井充水通道据井田水文地质和工程地质条件分析，矿井充水通道主要为岩土层的孔隙、裂隙、岩溶、顶板冒裂带及井筒。其次为可采煤层回采后产生的冒落带及导水裂隙带。1、4号煤层采空区导水裂隙带高度根据顶板岩性，4号煤层顶板为泥岩、砂质泥岩； 采用经验公式（1）、（2）计算其导水裂隙带高度： Hh= (1) Hh = （2）式中：Hh导水裂隙带高度m；M 累计采厚m。4号煤层厚度为1.51-4.59m,平均为3.26m，取最大值4.59m；根据公式（1）计算结果为：19.8727.87m, 公式（2）计算结果为：26.42m。取最大值27.87m。2、8-1号煤层采空区导水裂隙带高度根据顶板岩性，8-1号煤层顶板为石灰岩； 采用经验公式（1）、（2）计算其导水裂隙带高度：Hh= (1)Hh= （2）式中：Hh导水裂隙带高度m；M 累计采厚m。8-1号煤层厚度为0.80-1.02m,平均为0.88m，取最大值1.02m；根据公式（1）计算结果为：22.6840.48m，公式（2）计算结果为：40.30m。取最大值40.48m。3、8-2号煤层采空区导水裂隙带高度根据顶板岩性，8-2号煤层顶板为泥岩、砂质泥岩； 采用经验公式（1）、（2）计算其导水裂隙带高度： Hh= (1) Hh = （2）式中：Hh导水裂隙带高度m；M 累计采厚m。8-2号煤层厚度为0.60-1.08m,平均为0.88m，取最大值1.08m；根据公式（1）计算结果为：8.9316.93m, 公式（2）计算结果为：15.39m。取最大值15.39m。4、9号煤层采空区导水裂隙带高度根据顶板岩性，9号煤层顶板为泥岩、砂质泥岩； 采用经验公式（1）、（2）计算其导水裂隙带高度： Hh= (1) Hh = （2）式中：Hh导水裂隙带高度m；M 累计采厚m。9号煤层厚度为1.63-4.82m,平均为4.02m，取最大值4.82m；根据公式（1）计算结果为：20.1728.17m, 公式（2）计算结果为：26.95m。取最大值28.17m。由以上计算可知，4号煤层导水裂隙带高度为27.87m，据历年来开采，4号煤层在井田北部存在露头（巷道揭露），被第四系覆盖，主要为井田北部，4号煤层导水裂隙带与松散层构通，地表水及大气降水对4号煤层的开采一定的影响。4号煤层导水裂隙带高度为27.87m。8-1号煤层层间距为61.90m，8-1号煤层导水裂隙带最大高度为40.48m。8-1号煤层导水裂隙带最大高度达不到4号煤层底板，4号煤层采空积水对开采8-1号煤层无影响。8-1、8-2号煤层层间距为1.43m，8-2号煤层导水裂隙带最大高度为15.39m。8-2、9号煤层层间距为8.93m, 9号煤层导水裂隙带最大高度为28.17m，9号煤层导水裂隙带最大高度达到8-1、8-2号煤层底板。8-1、8-2号煤层对9号煤层的开采有影响。综合上述山西组4号煤层导水裂隙带高度均达到上层煤层底板。太原组8-1、8-2、9号煤层导水裂隙带高度均达到上层煤层底板。所以上层煤层采空区积水对下层煤层开采有很大影响。太原组8-1煤层导水裂隙带高度虽达不到山西组4号煤层底板。但必须注意潜伏的地质构造，在生产中必顺采取相应防范措施，防止未来开采时，酿成水灾事故。三、奥灰岩溶水对矿井充水的影响井田内奥灰岩溶水位标高在806810m，据4 号煤层底板标高为820-910m，8-1、8-2号煤层底板标高为740-830m，9号煤层底板标高为730-820m。8-1、8-2、9煤层存在带压开采问题，奥灰水对8-1、8-2、9煤层的开采有影响。下面对奥灰水的突水危险性进行计算，计算公式如下：1、8-1、8-2号煤层突水系数计算Ts上式中Ts突水系数（MPa/m）P水头压力（MPa）（井田西部推测奥灰水最高水位标高比8-1、8-2号煤层最低底板标高高出70m，计算水头压力时，再加上8-2号煤层以下至奥灰顶界面隔水层厚度76.93m）；M8-1、8-2号煤层以下至奥灰顶界面隔水层厚度为76.93m；Ts经上述计算，井田内8-1、8-2号煤层奥灰水最大突水系数为0.0187MPa/m，小于受构造破坏块段临界突水系数值0.06 MPa/m。均处在承压安全区内，奥灰水突水危险性小。2、9号煤层突水系数计算Ts上式中Ts突水系数（MPa/m）P水头压力（MPa）（井田西部推测奥灰水最高水位标高9号煤层最低底板标高高出80m，计算水头压力时，再加上9号煤层以下至奥灰顶界面隔水层厚度63.98m）；M9号煤层以下至奥灰顶界面隔水层厚度为63.98m；Ts经上述计算， 9号煤层奥灰水最大突水系数为0.0221MPa/m，大于受构造破坏块段临界突水系数值0.06 MPa/m。处在承压安全区内，奥灰水突水危险性小。四、构造对矿井开采的影响井田总体上为一单斜构造，走向北北西，倾向南西，地层倾角为37，发现八个直径为17125m陷落柱，另根据金家庄煤业有限公司煤矿和原狮尾沟煤矿井下揭露控制，本井田东南部4号煤层存在冲刷带。五、采空区积水及周边采空积水井田内可采煤层采空区以及相邻矿的采空区均都有积水，对开采是主要的隐患，也是形成突水事故的因素之一。六、主要水害本井田现开采4号煤层，8-1、8-2、9号层未开采，其充水来源主要有：1、开采煤层上覆岩层含水层水，地表基岩风化带裂隙水；2、本矿井采空区积水；3、大气降水及雨季沟谷洪水。我矿现开采4号煤层，矿井生产能力为30万t/a。矿井涌水量正常为20m3/d,最大为30m3/d。矿井涌水量不大。矿井涌水量和降雨量变化不大，降雨量大的时候，矿井涌水量略有上升的趋势。矿井随着开采的进一步加深，开采面积的进一步加大，采空区面积的增大所造成的地面塌陷和地裂缝是沟通地表溪流水和雨季洪水的通道，亦是该井田的主要水害。采空区积水及周边矿井采空区积水对矿井产生突水事故的可能性也不能轻视，开采靠近时应引起注意，并在井下采煤时，要掌握突水征兆，防止突水事故的发生。第六节 井田及周边地区老窑水分析本井田由原郭家山煤业有限公司和狮尾沟煤业有限公司整合而成。周边东邻山西柳林联盛哪哈沟煤业有限公司、北邻山西柳林联盛陈家湾煤业有限公司、西邻山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司、南为山西山西柳林金家庄煤业有限公司。（见四邻关系图）一、井田内煤矿采空区积水情况分析经调查，4号煤层中部有1处采空区，东南部有1处采空积水。经计算，4号煤层采空区积水如下表：4号煤层采空区积水情况表 积水区编号积水区面积（m2）积水量（m3）标高（m）备注积水区-133732729841原郭家山煤业有限公司采空区积水区-246523763833原狮尾沟煤业有限公司采空区合计802564924号煤层采空区积水面积8025m2，总积水量共6492m3。二、周边矿井积水情况分析1、山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司该矿为原曹家山联办煤矿和曹家山村办煤矿资源整合后煤矿，位于我矿西北部，设计生产能力为30万吨/年，可采煤层为4#10#，属低瓦斯矿井，井田面积为8.441km2。该矿现采4#煤层，采用斜井竖井开拓，该矿现正处于基建阶段，而我矿现准备工作面位于二采区南部，所以该矿井对我矿采掘工作面无影响。2、山西柳林金家庄煤业有限公司该矿位于我矿南部，设计生产能力为120万吨/年，开采3#、4#煤层，属高瓦斯矿井，井田面积为6.0842km2，采用竖井开拓。现采4#和3#煤层，井下涌水量不大，且该矿4#煤层底板标高低于我矿4#煤层，且紧靠我矿边界有200300m的实体煤，所以该矿对我矿的安全生产无影响。3、 山西柳林联盛哪哈沟煤业有限公司该矿由原山西柳林永强煤业有限公司和山西柳林哪哈沟煤业有限公司资源整合后煤矿，位于我矿东部，设计生产能力为90万吨/年，开采39号煤层，属底瓦斯矿井，井田面积为6.1539km2，现采4#煤层，采用立井开拓，现布置一个高档工作面。4、山西柳林联盛陈家湾煤业有限公司该矿位于我矿北部，设计生产能力为120万吨/年，开采3#、4#煤层，属高瓦斯矿井，井田面积为4.1980km2，采用竖井开拓。本次工作根据我方地质技术人员与矿方地质技术人员调查，该矿周边相邻各煤矿的采空积水量调查结果如下：周边矿井采空区积水情况表 矿名积水区煤层号积水量（m3）备注山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司4无山西柳林金家庄煤业有限公司3无4无山西柳林联盛哪哈沟煤业有限公司3无4无山西柳林联盛陈家湾煤业有限公司3无4无根据调查结果综合上表：山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司开采4号煤层，采空区无积水，对我矿的开采无影响。山西柳林金家庄煤业有限公司3号煤层已采空，现开采4号煤层，3、4号采空区无积水，对该矿的开采无影响。山西柳林联盛哪哈沟煤业有限公司3、4号煤层采空区内无积水，对我矿的开采无影响。山西柳林联盛陈家湾煤业有限公司现开采3、4号煤层，采空区内无积水，对我矿的开采无影响。今后矿井在生产过程中，周边矿井也同样随着开采面积的增大，矿井涌水量也会随着增大，采空也可那能出现积水；我矿在开采到井田边界时，必须坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则。认真开展防治水工作，防此事故发生。第四章 矿井防治水规划第一节 防治水组织机构为了从从制度上和组织机构上确保防治水工作落实责任，能够扎扎实实地开展,特成立井上下防治水领导组，并坚持24小时轮流值班，一旦有突发事件发生，马上能投入到抗洪抢险中。组 长：岳振辉（矿 长）副组长：白燕兵（生产矿长） 宋彦生（技术矿长） 张永健（机电矿长） 刘缠平（安全矿长） 王青平（通风矿长） 梁红星（通风副总） 张应平（机电副总）常务副组长：郝替昌（地测副总）成 员：高瑞峰（安监站长） 王小军（技术科长） 李三虎（回采队长） 梁红星（通风科长） 王志平（运输队长） 郭全喜（通风队长） 郭银锁（调度主任） 裴志亮 (机电科长) 薛建龙 (机电队长) 王玉平(办公室主任) 高瑞峰（质标办主任） 王侯平（探水队长）第二节 地面防治水规划根据本矿的开采规划及地形和实际情况，地面防治水害主要以防为主，、防、排、堵、疏相结合。 1、治山、治坡以防为主，我矿计划在矿区内及附近山体进行植树造林，挖鳞坑，挖顺水沟，修土埂，修建挡土墙，清理山坡，植树植草。 2、治沟塌陷区小窑以防为主，防、排、堵、疏相结合。 我矿已在工业广场延内开挖并修筑了数条排水沟，每年雨季前清理一次经过矿区的河道，如果发现沟内塌陷产生裂隙，可采用混凝土充填裂缝铺底的方法治理。塌陷坑采用围堵、截流、疏导及设泵站排水治理。 3、矿井已成立地表水防治领导组，在雨季到来前，矿井地表水防治领导组必须设专人经常检查地面防洪设施是否完好和附近沟谷是否畅通，发现问题及时向领导组汇报，并及时处理。地表水防治领导组还必须及时了解矿井采空区地面塌陷情况，并组织人员对塌陷区进行治理。备好物料、工具，做好防水的一切准备。第三节 井下防治水规划我矿井底中央水仓主水仓容积450m3，副水仓400m3。并且在每个采掘工作面均开挖了一定容水量的临时水仓，以解决因开采造成的涌水量大的问题。另外，我矿已成立井下防治水领导组，全面负责井下防治水工作。井下防治水主要以“查、探、放、排、堵、截”六种方式进行。1、查：及时查明矿区和矿井的水文地质条件，加强水害预测，拟定并实施防治水的规划。2、探：“有掘必探，先探后掘”，对井下所有掘进工作面进行水情水害分析，制定探放水措施，并严格按规定执行。3、放：对威胁性水源制定相应的处理措施，采用地面打钻抽水、井下疏水、钻孔等方法，全部或部分疏放掉。4、排：按煤矿安全规程规定建立有效的排水系统，进行排放水。5、堵：用水泥砂浆或化学堵水材料通过钻孔注入到渗水的地层裂隙、溶洞断层破碎带，使其凝结硬化，将裂隙、裂缝和溶洞充填，达到堵水目的。6、截：修建水闸墙、水闸门设施，临时或永久地截住涌水，将采掘区与水源隔离，使某一地点突水不致危及其它地区。第四节 综合防治措施一、地表防治水措施1、按照有关规定的要求定期对采掘范围内的地表河流以及勘探钻孔进行调查、观测、并做好记录台账、填绘图件。2、地表采空区裂缝的填堵及观测：定期委派专人实地调查采空区断裂、塌陷情况，建立相关文档、通过长期观测，分析地表水可能发生泄漏的区域和地表水可能滞积的区域，找出其规律，为以后的防治水工作提供依据；同时，进入雨季前、后经常性派专人查看采空区的裂缝、塌陷情况并检查漏水情况，及时汇报上级领导部门，以便采取相应措施，对地表水可能发生泄漏的区域进行填堵，对地表水可能滞积的区域进行疏通，严防地表水发生泄漏，渗入井下，从而威胁矿井的安全生产。其相应工程应建立审批制度，由矿长批准后，报集团公司进行严格执行。3、由矿调度全面负责，矿其他相关单位密切配合，成立雨季“三防”指挥部，准备抗洪抢险所必需的物资，切实做好雨季防洪抗灾工作，确保矿井安全生产。4、对周边矿井的调查：由技术科组织人员，对周边矿井每季度至少对周边矿井进行一次水文地质调查工作，严防煤矿越层越界，私挖滥采，有问题，及时上报或与地方相关的部门联系妥善解决，同时查明其采掘范围及采空区积水量大小以及对我矿安全生产的威胁程度，从而制定相应的防、探水措施，确保煤矿安全生产。5、对于地面防洪工程，汛期防水、排水、疏水、堵水、探水、截水要有施工计划和实施计划，并编制防治水工作总结，成果报告等，最后由矿长或总工审批后报集团公司备案。6、每月必须编制水情水害预报分析表，对该月采掘进度进行水情水害分析，并下发相关科室、队组，以便做好防治水工作。二、井下防治水措施 （1）井下探放水措施1、 在进行探放水前，必须做好以下工作和准备好必要的设备、设施： 在探放水前必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其它有害气体危害等安全措施； 坚持排水设备的维护制度，保持正常排水； 坚持水沟、水仓的清理制度，保证流水畅通； 确定流水路线； 坚持巷道维护制度，保证巷道畅通； 做好安全躲避硐； 制定通风方法和瓦斯检查制度； 制定通讯联络方法和准备好通讯工具及必要堵水材料； 选好避灾路线； 制定钻眼放水措施，包括孔口装置、套管深度和套管固定方法；制定钻机安装及钻机操作的安全措施。2、探水前应注意如下问题： 加强靠近探水工作面的支护，以预防高压水冲垮煤壁及支架； 检查排水系统，根据预计出水量确定是否加大排水能力，清理水沟、水仓使其畅通和起缓冲作用； 水压较大时，探水孔要设套管，以便安装水阀控制放水量，特别危险的地区还要选择坚固地点，砌筑水闸墙； 探水工作地点要安设电话，以便能及时与调度室和中央泵房联系。3、探水时注意事项： 探水地点要确保与相邻地区的工作地点的联系，一旦出水，要马上通知水害威胁地区的工作人员撤到安全地点。 打钻时，要时刻观察钻孔的情况，发现煤层疏松，钻杆推进突然感到轻松或顺着钻杆流出来的水超过供水量时，都要特别注意，这些都是接近或钻入积水地点的征兆。碰到这种情况，要立即停止钻进，进行检查。如果孔内水很大，喷射较远，必须马上固定钻杆，背紧探水工作面，如加固煤壁及顶底板。 探水工作面要经常检查瓦斯及其他有害气体，当瓦斯含量达1时，必须停止钻进；达到1.5时，必须停止工作，使其降至1以下，方可开动机器。4、放水时的注意事项： 放水前必须估计积水量，并要根据矿井排水能力和水仓容量控制放水数量及放水眼的流量。 要经常观测钻孔中水量变化情况，特别放老空积水时，当水量变小或无水时，应反复多次下钻至原孔深度或超过原孔深度，以防钻孔被堵塞，造成放干积水的假象，避免掘进时发生事故。 放水过程中，应经常检查孔内放出的瓦斯及其他有害气体含量，以便采取措施。 （2）探放水设备1、探水设备设计选择TXU-75A型探水钻机2台，额定钻进深度75m，用于巷道掘进等需要超前探放水的地段。2、采用直流电发探水仪结合井下探水设备对掘进和回采工作面进行探放水。三、周边煤矿采空区防治措施当矿井开采至井田边界且邻近周边煤矿采空区时，若井田边界煤柱不够或是打穿时，周边煤矿采空区积水或是有害气体会渗透或涌泻入本矿井，造成本矿井淹井或是有害气体浓度巨升等事故。因此靠近这些地带开采时应特别予以重视。主要防治措施有：1、必须加强对周边矿井的的调查，禁止越界开采。2、生产过程中，按规定留足井田边界煤柱。3、 超前探水。矿坑水患，不仅在于水量大、水压高，更重要的是在于其突发性。超前探水就是在掘进过程中对于可能有水患的地段，提前进行钻探，以查明采掘工作面、侧帮或顶底板的水情，这是确保安全生产的一项重要防水措施。当煤矿在开拓至井田边界附近区域时，必须引起足够的重视，一定要加强周边矿井采空区的探测、密闭、监测工作。掘进时要坚持“有掘必探，先探后掘、有水必放”的原则。 4、 随时检查、维修煤矿使用、备用的探放水设备，以充分应对突发水害。5、 加强安全教育，经常进行安全知识培训，牢固掌握井下防水知识技能，将水害事故消灭在萌芽状态。6、探水起点的确定：为了确保采掘工作和人身安全、防止误穿积水区，将采空区积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上，经过分析划出三条界线，分别为积水线、探水线和警戒线。对于探水线要求如下：a.对采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水，如边界准确，水文地质条件清楚，水压不超过10kPa时，探放线至积水区的最小距离：煤层中不小于30m；岩层中不小于20m。b.对虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置的积水区，探水线至推断积水区边界的最小距离不小于100m。c.对没有图纸资料可查的可疑水患地段，必须坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，防止发生透水事故。第五节 防治水工作的预防随着开采面积的扩大，以及降雨量等自然因素的影响，可能使矿井涌水量增大，特别是近年来，各处水害事故时有发生，煤矿在注意井下生产的同时，还要加强水害防范意识，时刻保证安全生产，并建议做好以下防范水害的工作。在今后生产中决不能放松对水害的防治工作。具体应做到：1、要认真坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则。认真落实“探、防、堵、排、截”五项综合治理措施，按照新颁布的煤矿防治水规定，认真开展防治水工作；2、建立建全水害防治技术管理制度、水害预测预报和水害隐患排查治理等制度；3、应加强矿井防治水基础工作，应配备专门负责防治水工作的专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍；4、在井下保证排水设备正常运作，主水泵必须保持完好，要定期检修；必须保证一台运行，一台备有，一台检修；5、加强矿井防治水管理及矿井水文地质资料的收集，掌握井田范围内有水害威胁的各种隐患。必须经常检查矿区地表是否存在导水裂隙或其它导水通道，发现裂隙及其它导水通道，应及时将其回填密实；6、必须随时观察井下各种涌水、煤层变湿、松软、煤帮出现滴水、淋水、矿压增大、底板膨起、产生裂隙等现象，做好常规矿井水文地质工作；7、井田为一单斜构造，在井田南部布置工作开采煤层，其含水层水会南部聚积，使矿井涌水量增大。因此，在南部开采时，尤要加强矿井的排放工作。8、对井下揭露的冲刷带以及多个陷落柱,也应引起防治水和安全工作的高度重视。因此,在工作面采掘前对内部构造、构造导、含水性及含水层富水性分布规律进行探测,是预防水害发生的有效措施。9、井田内8-1、8-2、9号煤层存在带压开采现象。要加强动态监测，制定带压开采方案，制定现场应急预案。应加强防范，防止突水发生。10、要加强矿井水文地质工作，注意井下隐伏构造，做好水文地质工作的预测预报工作，始终坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，确保生产建设的安全进行。11、加强“雨季”三防工作。要建立防范台风暴雨的预报、预警、预防和应急救援工作机制，建立雨季巡视制度和停工撤人制度。雨季前必须对防范台风暴雨进行隐患排查和专项整治，消除隐患。对矿井双回路供电系统、通讯系统及排水设备、设施等进行全面检查，确保系统、设备完好可靠。对矿区内河道以及排水设施进行彻底清挖、疏通，必要时对其进行加固；严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段，严禁侵占河道，保障河道的畅通；12、强化职工防治水安全培训要结合典型水害案例分析，加强对职工进行防治水知识的培训和教育，使职工了解做好防治水工作的基本知识，掌握井下透水的征兆的有关知识组织井下职工开展水害应救援演练提高职工防治水工作的技能和抵御水害能力；安全管理人员及相关岗位管理人员必须经防治水知识培训后方可上岗。13、 建立完善水害应急救援预案。增置排水设备，定期对设备进行检修，保证设备完好，以提高抢险救灾能力和效果。企业要储备足够的抢险物资和设备，确保抢险救灾时能够及时到位并发挥作用。
展开阅读全文