郭矿矿井水文地质调查报告.doc

矿井水文地质调查报告编制日期：2012年1月 编 制 人： 高 明 亮 科 长： 地测副总： 总工程师： 山西柳林联盛郭家山煤业有限公司山西柳林联盛郭家山煤业有限公司矿井水文地质调查报告 一、矿井基本概况 我矿为资源整合矿井，由原山西柳林郭家山煤业有限公司和山西柳林狮尾沟煤业有限公司整合为山西柳林联盛郭家山煤业有限公司，设计能力60万吨/年，实际生产能力30万吨/年，矿井设计服务年限17.5年，批准开采3-9号煤层，井田面积为3.8912km2。现开采煤层为4#煤层。二、水文地质调查小组组 长：岳振辉（矿长）副组长：宋彦生（总工程师）、郝替昌（地测副总）成 员：王晓军 王侯平及技术科（全体人员）三、周边矿井水文地质调查情况 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90万吨/年，可采煤层为4#10#，属低瓦斯矿井，井田面积为8.441km2，采用斜井竖井开拓，该矿现正处于扩建阶段。该矿井现开采煤层为4#煤层，现回采工作面为4112高档普采工作面（现停采）。掘进工作面为201顺槽，202顺槽。根据对该矿调查井下无积水、对我矿安全生产无影响。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、斜井开拓。现开采煤层为4#煤层，现回采110405工作面，掘进110404掘进工作面，井下涌水量不大，矿井无积水。现采掘工作面的底板高程为610m-657m，低于我矿底板高程，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、山西柳林狮子沟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，现回采42306高档工作面，无掘进工作面，该回采工作面底板标高为+864m+960m，高于我矿底板标高且工作面距我矿较远，该矿井内无积水，因此该矿对我矿的安全生产无影响。 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90万吨/年，开采9#煤层，属低瓦斯矿井，井田面积为4.207km2，采用斜井竖井开拓。现回采工作面为9105工作面，掘进工作面为三采皮带巷和三采回风巷，工作面无积水。该矿底板标高为+760m+900m，低于我矿底板标高，因此对我矿的安全生产无影响。 四、本矿水文地质调查情况1、自然地理井田内沟壑纵横，切割强烈，具典型的黄土地貌特征。在梁峁地带多被第四系中上更新统黄土所覆盖，沟谷中广泛出露第三系上新统红土和第四系全新统冲积层。基岩在矿区西南部沟谷中有下石盒子组地层出露，其它均未见基岩裸露。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，水流很小，为煤矿排水，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。本区属为大陆性半干旱气候。春季干旱无雨，夏季炎热多雨，秋季温度适中，冬季寒冷干燥。多年日平均最高气温32.5，最低气温-20.1，多年平均气温12.5。全年无霜期175天 ，每年11月底冻结，翌年月初解冻。最大冻土深度0.91m，降水量为374.4577.7mm，大多集中在78月份，年平均蒸发量1711mm，蒸发量大于降雨量。2、矿区水文地质（1）含水层 主要含水层由奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组、石炭系上统太原组碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层、二叠系山西组以及山西组以上碎屑岩裂隙含水层、新生界松散岩类孔隙含水层组成。（2）隔水层 1、太原组底部的砂质泥岩、泥岩和铝土混合体、泥岩、砂质泥岩为主的本溪组地层具有良好的隔水性能，是奥灰水与煤系地层含水层之间良好隔水层。2、煤系地层各含水层之间的泥岩、砂质泥岩也具有良好的隔水性能，是煤系地层各含水层之间隔水层。（3）地表水井田内有石盘沟从井田西界附近由南向北穿过，水流很小，为煤矿排水，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。 （4）地下水 矿井充水源条件有三种，其大气降水（地表水）、老空积水是矿井充水的主要因素，次为地下水。（5）矿井充水条件分析地表水：地表水补给来源为大气降雨，地表水通过冲沟和岩土体空隙，裂隙、断层渗透到地下，对矿井开采有一定的影响。老空积水：据调查，根据采煤方法、地层产状、顶底板岩性及其稳定性、返水孔情况，确定本区4号煤层存在2块采空积水区，另外据调查采空区都有一定积气存在。见采空区情况统计表。采空区积水量估算公式： 式中：老空积水的静储量（m3）；小窑老空积水区平面积（m2）；煤层采厚（m）；煤层倾角（）；老空区充水系数，取0.3。 采空区情况统计表 煤层号积水区编号积水区面积(m2)采厚（m）煤层倾角（）积水量(m3)积气情况备注4积水区133733.5033542有积水区246531.8032513有区域地层总体倾向南西，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。井田南部煤矿采空积水对本矿无影响。地下水：地下水是矿井直接充水源，当矿山井巷工程揭露含水层或通过含水层时，地下水就会立即涌出矿井。（6） 现采掘工作面水文地质调查本矿井现回采工作面4215高档工作面。根据已掘巷道及回采过程中水文地质观测分析，个别巷道在中部顶板有少量淋水，对安全生产无任何影响。 根据以上分析矿井含水层主要为太原组灰岩岩溶裂隙含水层，补给条件一般，富水性弱；矿井及周边老空区存在少量老空积水，其位置、范围、积水量清楚；矿井防治水工作简单，本矿井水文地质类型属等。（7）矿井涌水量调查根据本矿现在回采工作面及开掘巷道及周边矿井涌水量的调查，矿井正常涌水量为40m3/h，最大涌水量为70m3/h；属于涌水量小的矿井。另外对地表水特别是雨季洪水应加强防范措施，以防洪水涌入矿井造成水害。五、安全要求及技术措施（一）、矿井开拓、开采所采取的安全保障措施1、采掘工程所采取的防治水措施1）、收集、调查和核对相邻矿井煤矿和废弃老窑的情况，并在井上下对照图上标出其井田位置、开采范围、开采年限、积水情况等。2)、进行井下地下水观测、水害预报，并采取相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。3）井巷在掘进过程中必须边探边掘，掌握前方水文情况，若发现水患时，应及时采取措施，待确认安全后才向前掘进。井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含沙量综合观测和分析，防治滞后突水。4）采掘工作面或其他地点发现挂红、挂汗、空气变冷、出现水雾、水叫、顶板淋水加大，顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑有突出预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告调度室，发出警报，撤出所有受害威胁地点的人员。5）井下和地面排水设施保证完好，所设水仓、水沟要及时清理，雨季前必须清理一次。雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。6）在矿井采掘过程中坚持“先探后掘”的原则，避免遇到威胁矿井安全生产的水患。7）查明矿区和矿井的水文地质条件，做的水文地质条件可靠。8）雨季前必须对防治水工作进行全面检查。雨季受水威胁的矿井，应制定雨季防治水措施，并应组织抢险队伍，储备足够的防洪抢险物资。特别是副斜井的防治水工作更要加强。（二）、地面防治水措施1）查清矿区及其附近地面水流系统的汇水，渗漏情况，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立输水、防水和排水系统。2）井口和工业场地的高层必须高于当地历年最高洪水水位，避开可能发生泥石流、滑坡的地段；井口和工业场地的高层底于当地历年最高洪水水位时，必须修筑堤坝、沟渠或采取其他防排水措施。3）严谨开采煤层露头的防水煤柱。4）工业场地容易积水的地点应修筑沟渠，排泄积水。5）矿井受山洪和滑坡的威胁，采取修筑泄洪水渠和防治滑坡的措施。6）排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再渗透到井下。7）每次降暴雨时和降雨后，必须派专人检查矿区及其附近有无裂缝、老窑陷落和岩溶塌陷等现象。发现漏水情况必须及时处理。（三）、防水安全煤岩柱留设 根据上述并结合实际情况，故主要巷道两侧各留设20m防水煤柱。防水煤柱留设表名称煤柱尺寸井田一侧边界煤柱20大巷一侧20上山一侧/两侧之间的断层20区段煤柱10小窑、老硐防水保护30采空区边界煤柱20（四）输水降压措施1、无承压含水层。2、井下探放水措施探放水注意事项安装钻机探放水前，要必须遵守下列规定：加强钻场附近巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板。清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探放水的位置、方位、倾角、深度、以及钻孔数目。预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承压的水压后，方准继续钻进。危险的地区，施工躲避硐室，避灾路线为:迎头经主斜井（副立井）到达地面。钻孔水压过大时，采用反压和防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤壁发生鼓出的措施。钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压和钻孔中的水压、水量增大、以及顶钻等异常情况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室汇报，并排人监测水情，发现清苦危险时，必须立即撤出所有受水害危险地区的人员，然后采取措施，进行处理。探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置，积水量和水压。老空积水区高于探放水体位置时，只准用钻机探放水。探放水孔必须打空老空水体，并要监视放水的全过程，核对放水量，直到老空水放完为止；钻孔接近老空预计有可能有瓦斯和其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员和跟班队长现场值班，检查空气成分，如果瓦斯和其他有毒有害气体超过规程规定，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，报告矿调度室，进行处理。钻孔放水前，必须估计涌水量，根据矿井的排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须派专人观察钻孔的出水清苦，测定水量，水压，并做好记录，若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。排除上山的积水以及恢复被淹井巷前，必须检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理，排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。探水钻孔应保持适当的超前距、帮距和密度。探水工作采用“探水-掘进-探水”方式进行，探水钻孔为巷道掘进探明一段安全距离后，巷道允许掘进一段距离，然后再探在掘，确保掘进安全。超前距：探水钻孔终孔超前掘进工作面的距离必须大于20m。允许掘进距离，经探水证实无水害威胁，可安全掘进30m。帮距：成扇形布置的钻孔的最外侧探水孔所控制的范围是巷道轮廓外20m，钻孔的孔间距，一般是不低于0.2m,不高于0.5m。煤层探水钻孔布置，主要是探巷道上帮及采空区积水，钻孔成扇形布置在巷道中部。探放水的设备及数量：矿井配备ZLJ350（四台），3台工作，一台备用。探放水的方法 1、探水起点水灾清楚，压力不小于1MPa时，探放线至积水区的最小距离：煤层中不小于30m,岩石中不小于20m，造成水灾情况不清楚时，探水线至推断积水区的距离不得小于70m.掘进巷道附近有断层和落陷柱时，探水线至预计煤柱线的距离不得小于70m.钻孔深度及超前距：探水钻孔眼底至采掘工作面的距离不得小于40m的超前距离。钻孔深度70m（允许掘进距离30m，超前距离40m）。 3）、钻孔直径 探放水孔径一般不大于70mm为宜。4）、钻孔布置与孔数（1）、掘进工作面、采煤工作面钻孔布置成扇形。（2）、老塘探水：探后掘进停掘后的钻孔眼距不得超过3m。以防漏探。（3）、探断层水：开孔位置必须在防水煤柱外和应力影响带以外。（4）、钻孔个数以保证必要的密度为原则，不得小于5个。4、探放水的安全技术措施（1）、探水前应加固工作区支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架。（2）、清理巷道，保证安全退路畅通无阻。（3）、保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面，水仓和排水设备要有足够的容量和能力。（4）、探水地点要安装电话，与所有可能受水威胁的工作地点联通，并实现制定好撤退路线，以防止以外事故的发生。（5）打钻过程中若发现煤、岩松软或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量，要立即停止打钻，不能移动或拔出钻杆，派人监视水情并向矿调度室汇报，如情况危急，要立即撤出受威胁地点的人员，并采取急救措施。（6）钻孔接近采空区，可能有有害气体的涌出，必须随时进行对有害气体的监测，探水点的通风必须按照有关规定处理。5、地表防止水措施（1）由于地下煤层的开采，使得采空去上方的地表有不同程度的移动和变形，其影响范围将略大于采空区范围，地处山区，其地形高差较大，采空区引起的地表塌陷，可能会引起地形陡峭的地方发生崩塌、滑坡。对于地表塌陷形成的塌陷坑，要尽量整平，回填造地，易产生滑坡的地方要提前修筑挡土墙，打坑桩或削坡减载，平时应经常有巡视人员，发现问题及时处理。 (3）建立输水、排水、防水系统。井口附近或塌陷区内外的地表水体可能溃入井下采取的措施，修筑沟渠，排泄积水，对地势较低洼点、塌陷区地表裂隙填充压实；排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免在渗入井下；每次降大暴雨时和降雨后，必须派专人检查矿区及其附近有无裂缝、老窑塌陷等情况，发现漏水情况，必须及时处理。 为了防止水渗入到井下，在矿区内采取填坑，补凹、整平地表、修筑排洪沟等措施，在井口上方，地面工业广场建筑物周围等修筑排洪水沟，进行防排水。严谨将矸石、灰炉、垃圾等杂物堆放在山洪可能冲刷到的地段。地表水防止工程及设备1）防洪提坝工程：在井口上边缘砌筑高1m.厚0.6m的防洪挡水墙。2）排洪工程：井口及工业场地排水水沟汇合排入小水沟。七、井下防治水安全技术措施1、水仓、水泵型号及台数情况本矿井在主斜井井底附近建有一个主排水泵房，有主、副两个水仓，总容积为900m，其中主仓容积为450m，副仓容积为450m3。矿井排水主水泵使用3台水泵：其中D85-453型水泵2台，功率为55kW，水泵额定流量85m/h，额定扬程135m；DF85-453型水泵1台，功率为55kW，水泵额定流量85m/h，额定扬程135m。正常涌水时为1台工作，1台备用，1台检修。最大涌水时为2台工作， 1台检修。矿井水经泵房、管道、回风大巷至回风立井敷设的2趟159型无缝钢管排至地面沉淀池（污水处理站）。正常涌水时为1趟使用，1趟备用。最大涌水时2趟同时工作，管路长约1200m，排水高度114m。3台主排水泵于2008年10月27日经山西煤矿矿用安全产品检验中心进行检测，检测结果：所检项目均符合AQ1012-2005煤矿在用主排水系统安全检测检验规范的相关规定，判定合格”。各台排水泵实测流量分别为1号泵67.38 m/h、2号泵66.29 m/h、3号泵70.26 m/h防水设施（1）在采空区断离破碎带周围，留设防水安全煤柱;巷道掘进时必须探水掘进。（2）采掘工作或其他地点有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气，水叫、底板来压、底板鼓起、或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突出预兆是，必须停止作业，发出警报、撤出所有受威胁的人员。（3）矿井必须做好水文地质调查工作，查明构造发育情况及导水性，主要含水层的厚度、岩性、水质，以及隔水层岩性和厚度等。（4）、当导水裂隙带范围内的含水层或老窑积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。（5）只有在建立防、排水系统后，方可开始向有突出危险地区开始掘进。八、安全出口井下发生透水事故时，应撤退到涌水地点上部水平，避免进入涌水巷道的堵头巷道。工作面发生水灾路线：（主斜井） 工作面主斜井地面（副立井） 工作面副立井地面九、目前主要防水工作安排1、加强防治水工作的管理，我矿各级管理人员及格科室必须重视防治水工作。2、矿安全管理部门必须认真落实有关规定、制度和措施，对水患进行登记，落实措施及责任人，限期进行整改和组织验收。并监督落实水患排查整改工作。3、各掘进工作面必须认真执行“有掘必探，先探后掘”的制度，探放水设备和设施必须预先到位。4、矿机电部门对探放水设备进行检修、维护，确保正常运行。5、严格执行我矿矿探放水制度及矿井探放水措施。6、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。7、加强“雨季”三防工作。煤矿企业要建立防范暴雨的预报、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。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。对井田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； 8、强化职工防治水安全培训煤矿企业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。9、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：10、上述预防各类灾害措施应予以严格执行，未尽事宜执行煤矿安全规程、煤矿防治水规定有关条文规定和国家及地方政府关于煤矿安全生产政策的法律、法规与规定。