地質(zhì)畢業(yè)論文---煤礦礦井充水因素分析.doc

畢 業(yè) 論 文題 目：東井煤礦礦井充水因素分析學(xué) 生 姓 名 系 部 班 級 指 導(dǎo) 教 師 2011 年 11 月 5 日目 錄 第一章 緒 論.2 第二章 礦 井 概 況.4 第三章 地 層.6 第一節(jié) 地層的劃分.6 第二節(jié) 含煤地層.8 第四章 鶴濟東井煤礦構(gòu)造特征.10第五章 其它影響礦井開采的因素.10 第一節(jié) 瓦斯、煤塵和煤的自燃.10 第二節(jié) 地溫和地壓.12 第三節(jié) 巖漿活動.13第六章 鶴濟東井煤礦水文地質(zhì)情況.13 第一節(jié) 主要含水層.13 第二節(jié) 主要隔水層.15 第七章 礦井充水因素分析及礦井防治水措措施.17 第一節(jié) 礦井充水對本礦井開采的影響.17 第二節(jié) 礦井充水因素分析.18 第三節(jié) 礦井防治水措施.22第八章 結(jié) 論.24 第一章 緒 論 我國是一個煤炭資源豐富的國家，在我國煤炭資源儲量中，有很大一部分受水害威脅。在已建成和正在開采的礦井中，多數(shù)礦井受周邊小窯及老空水威脅，水害十分嚴重。煤礦水害給國家和人民生命財產(chǎn)造成的損失是巨大的。所以水害的威脅就成了煤礦生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一，我們必須提高警惕，做好煤礦防治水工作。煤礦開采多處于地下作業(yè)，在井巷開拓和回采過程中，不可避免的要接近、揭露或波及破壞某些含水層。在開拓和回采作業(yè)場所所處的地質(zhì)構(gòu)造部位，含水層的富水性、可能的補給水量，以及工程對含水層的揭露、貫穿或波及破壞程度。因此，煤礦生產(chǎn)建設(shè)的整個過程，都存在著與地下水的斗爭，礦井的生存與發(fā)展，都與這一斗爭息息相關(guān)。水害是煤礦的五大災(zāi)害之一，防治水寒是煤礦安全生產(chǎn)工作的重中之重。礦井投產(chǎn)至今，從已采的東部、南部煤田揭露的水文地質(zhì)情況分析，礦井涌水量較大，礦井開采過程中出現(xiàn)過規(guī)模較小的透水事故（與礦區(qū)東部相鄰的馬莊礦因2009年一次重大透水事故而關(guān)閉）。此次對礦井充水條件及其防治措施的研究加強了我對礦井工作新的認識。同時也提高了我對礦井水害方面的認識。 礦井開采受水害影響情況分析 本文首先簡要介紹了東井礦的礦井地質(zhì)構(gòu)造，地層，水文地質(zhì)情況及受水害情況，在此基礎(chǔ)上研究本地區(qū)礦井充水因素及防治水措施。本地區(qū)處于太行山南麓，克井盆地中部，地貌為山前沖，地表大部分為第四系沖、洪積物覆蓋，地勢北高南低，地形相對開拓，地表水易排泄，但在雨季本地區(qū)降水較多，對井下涌水量有很大影響，礦區(qū)常年積水為引沁濟蟒渠，在礦區(qū)北部自東向西流過，灌溉季節(jié)對礦井的涌水量有很大影響。影響二1煤層開采的二1煤層頂板碎屑巖裂隙含水層、太原組上段巖溶裂隙含水層。正常情況下，奧灰水對開采二1煤層影響不大，但在漭河附近的采掘活動對其影響較大，此外礦井內(nèi)的采空區(qū)積水為礦井重要的沖水水源。關(guān)鍵詞：充水因素，防治水措施，涌水量。 第二章 礦 井 概 況 一、生產(chǎn)建設(shè)情況鶴濟東井煤業(yè)為整合技改礦井。整合重組前的濟源市克井鎮(zhèn)東井煤業(yè)有限公司，成立于2005年5月，由原濟源市大社東井煤礦、大社二礦、盤古礦三個礦井整合而成，企業(yè)性質(zhì)為有限公司，2006年7月批復(fù)進行技改。井田走向長1280米，傾斜長（平均）692米，由15個拐點連線圈定，開采標高-130米+190米，井田面積0.8864km2 。主采二1煤層，煤層厚度3.837.86米，平均5.23米，煤層傾角18左右，可采儲量126.07噸，設(shè)計能力15萬噸/年，可服務(wù)年限6.5年。開拓方式為三立井單水平上下山開拓。即主井為進風井和主提升井，直徑4.5米，副立井為進風井和擔負人員升降及材料運輸，直徑3.6米，風井為礦井的專用回風井，直徑2.2米，通風方式為中央邊界式。礦井屬低瓦斯礦井，煤層不易自燃，煤塵無爆炸危險性。礦井水文地質(zhì)條件為簡單型，區(qū)內(nèi)無斷層，礦井主要充水因素為第四系、二疊系、石炭系及奧陶系地下水和大氣降水，威脅礦井安全的主要水源為南部采區(qū)及老窯積水和風化帶水，以及引沁濟漭渠的滲水。礦井正常涌水量180m3/h，最大涌水量為350m3/h。二、礦井技改項目批復(fù)情況（一）基建技改項目名稱：鶴濟東井煤業(yè)有限公司（原：克井鎮(zhèn)東井煤業(yè)有限公司）（二）設(shè)計單位：義馬廣宇工程設(shè)計咨詢有限責任公司（三）批復(fù)機關(guān)、批文、文號：濟資源整合20052號文對克井鎮(zhèn)東井煤業(yè)有限公司進行了批復(fù)。礦井技術(shù)改造初步設(shè)計由義馬廣宇工程設(shè)計咨詢有限公司設(shè)計，經(jīng)濟源市安監(jiān)局評審，于2006年7月4日濟安監(jiān)200684號文批復(fù)。礦井技術(shù)改造初步設(shè)計安全專篇說明書，由義馬廣宇工程設(shè)計有限公司編制，經(jīng)豫西分局審查，于2006年7月19日豫西煤安監(jiān)200638號文批復(fù)。礦井施工組織設(shè)計由河南華康盈利工程技術(shù)咨詢有限公司設(shè)計，經(jīng)濟源安監(jiān)局批準。技術(shù)改造開工申請經(jīng)濟源安監(jiān)局審查，于2006年7月20日濟安監(jiān)200698號文批復(fù)。2007年11月根據(jù)礦井實際情況，對原設(shè)計的運輸巷、首采區(qū)位置、設(shè)備選型（風機、水泵、井下變壓器、副井絞車）進行了修改。修改初步設(shè)計和安全專篇說明書均由原設(shè)計單位進行。修改后的初步設(shè)計經(jīng)濟源市煤炭管理局評審，于2007年11月28日濟煤管200765號文批復(fù)。修改后的安全專篇說明書經(jīng)豫西分局審查，于2008年5月4日豫西煤安監(jiān)200852號文批復(fù)。出于政策原因，由于礦井名稱的變更，于2011年5月委托河南祥泰安全評價有限公司對設(shè)計進行優(yōu)化修改，現(xiàn)設(shè)計修改。2011年8月份通過復(fù)工驗收，現(xiàn)在處于停工停產(chǎn)階段，只進行通風排水工作。礦井井筒坐標見表主、副、風井井口坐標名稱三度帶坐標XYZ主（立）井389611738374280+270副（立）井389608838374296+270風井389608538374978+236.50（四）礦井排水系統(tǒng)礦井新的水倉、泵房沒有施工結(jié)束，排水采用臨時系統(tǒng)。二臺MD280437排水泵，一臺使用，一臺備用，檢修泵為D155309。二趟八寸排水管，一趟使用，一趟備用。第三章 地 層 第一節(jié) 地層的劃分本區(qū)地表均為第四系覆蓋，據(jù)區(qū)域鉆孔及生產(chǎn)礦井揭露資料，該區(qū)主要地層由老至新有奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組、石炭系本溪組、石炭系太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下統(tǒng)石盒子組、上統(tǒng)石盒子組和第四系，現(xiàn)分述如下：一、奧陶系中統(tǒng)（01）（一）上馬家溝組（O2S）下部為紅黃色夾淺灰色角礫狀灰?guī)r，上部為灰?guī)r夾花班狀灰?guī)r，巖堅硬性脆，夾薄層泥質(zhì)白云巖和灰質(zhì)白云巖，厚度約250米，與上覆石炭系本溪組呈平行不整合接觸。二、中上石巖統(tǒng)（C2+3）（一）本溪組（C2b）該組下自奧陶系頂部的平行不整合界面、上至太原組頂部的L1灰?guī)r，厚度2.516.08米，平均厚度15.0米左右。底部為淺灰色鋁質(zhì)泥巖夾紫色鐵質(zhì)泥巖。下部為深灰色砂巖和泥巖，夾煤線，含植物化石。中部為中粗粒硅質(zhì)膠結(jié)的石英砂巖。上部為深灰色鋁質(zhì)泥巖，具鮞狀結(jié)構(gòu)，局部夾煤線。與上覆太原組呈整合接觸。（二）太原組（C3t）該組下自L1灰?guī)r下部的石英砂巖、上至L8灰?guī)r?？偤?7.6068.0米。為一套海陸交互相沉積構(gòu)造。主要由灰?guī)r、砂巖及煤層煤線組成。一般含35層灰黑色石灰?guī)r及燧石灰?guī)r。與上覆山西組呈整合接觸。三、二疊系下統(tǒng)（P1）（一）山西組（P1S）為一套河湖相碎屑沉積構(gòu)造。由深灰色砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖組成，厚085米。該組為本區(qū)二1煤層的賦存層位，根據(jù)巖性組合，大致分為三段：下段：下部為灰色粉砂質(zhì)泥巖，含少量云母碎片及硅質(zhì)結(jié)核，上部為炭質(zhì)泥巖及二1煤層，二1煤層呈灰黑色，塊狀粉末狀，厚4.808.14米，一般厚5米。該段厚度一般為20米左右。中段：為淺灰灰白色含云母中細粒砂巖及砂質(zhì)泥巖，層面普遍含炭質(zhì)，局部可見方解石細脈。該段厚025.47米。上段：以深灰色含云母砂質(zhì)泥巖為主，夾泥巖及砂巖薄層，下部可見鮞狀結(jié)構(gòu)，上部裂隙發(fā)育，該段厚047.22米。其頂部常夾有12層灰深灰色的鮞狀泥巖，是見二1煤層的間接標志層。（二）石盒子組（P1X）該組下自山西組頂部的鮞狀灰?guī)r、上至上石盒子組底部的含礫長石砂巖總厚209.17米。根據(jù)顏色及巖性組合可分為上、下兩段，其中上段厚0116.17米，主要巖性為灰淺灰色粉砂巖及砂質(zhì)泥巖組成，夾有細粒砂巖及泥巖。該段底部一般含一層灰灰白色中粗粒長石石英砂巖。上段主要巖性為紫灰綠色砂巖及砂質(zhì)泥巖組成，夾泥巖薄層，該段區(qū)內(nèi)出露厚度093米。（三）上統(tǒng)石盒子組（P2S）下部為灰白色細粒砂巖，局部為含礫粗粒巖。中部為淺灰色泥巖，砂質(zhì)泥巖互層，局部夾鋁土質(zhì)泥巖。上部為土黃色泥巖、灰色鋁土質(zhì)泥巖及灰綠色砂巖組成，泥巖中有紫色斑塊。因剝蝕，厚度不全，該組厚0120米左右。四、第四系（Q）以黃土為主，次為黃色亞粘土，局部夾鈣質(zhì)結(jié)核，底部常夾礫石層。厚度1030米。與下覆地層呈角度不整合關(guān)系。 第二節(jié) 含 煤 地 層 一、煤層本礦區(qū)含煤地層為石炭系、二疊系下統(tǒng)山西組，平均地層厚約5.58米，含煤系數(shù)5.8%。其中賦予山西組下部的二1煤層為本礦區(qū)可采煤層，可采煤層厚度3.83米-7.86米，平均厚度5.23米左右。二1煤層的標志層特征為：（一）下石盒子底部的一層灰白色中-粗粒石英砂巖作為山西組合下石盒子組的分界標志層。（二）距二1煤層頂板29.92米-70.37米，一般52.69米處的泥巖、砂質(zhì)泥巖中常夾有一層灰、深灰色鮞狀泥巖，較穩(wěn)定，該層厚0.14-4.16米，一般厚度1.30米，為二1煤層輔助標志層。（三）二1煤層頂板為含云母砂巖，頂板與煤層間呈過度關(guān)系，常夾有0.81-1.03米的炭質(zhì)泥巖，易認，全區(qū)分布穩(wěn)定。（四）二1煤層，黑色，深黑色，亞金屬光澤、玻璃光澤，與圍巖界限清楚，標志明顯。（五）二1煤層底板為炭質(zhì)泥巖與泥巖互層，含硅質(zhì)結(jié)核，科作為二1煤層的直接標志層。二1煤層：位于山西組下部，距太原組頂部燧石灰?guī)r層約20米左右，層位穩(wěn)定，厚度約3.83-7.86米，平均5.23米。區(qū)內(nèi)煤層厚度呈西部薄，東部厚?？傮w產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致。煤層特征表煤組煤層煤層厚度（m）煤層結(jié)構(gòu)煤層間距頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性傾角視密度t/m3備注最小最大平均最小最大平均夾矸煤層夾面總厚度（m）頂板底板山西組二13.837.865.2310.5151300鮞狀灰?guī)r砂質(zhì)泥巖、泥巖穩(wěn)定10251.66全部可采二、煤質(zhì)（一）煤巖成分、結(jié)構(gòu)礦區(qū)二1煤層呈黑色、深黑色，呈亞金屬光澤為塊狀、質(zhì)硬，呈玻璃光澤的粉末狀，疏松。該礦二1原煤呈塊狀及粉末狀相間出現(xiàn)，煤巖組分以鏡煤、亮煤為主，暗煤次之，煤炭類型為半暗型半亮型煤。具條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。斷口為貝殼狀及不平坦狀，局部裂隙面被白色鈣質(zhì)薄膜及褐紅色鐵質(zhì)薄膜浸染，視密度1.66噸/米3 。根據(jù)本區(qū)地質(zhì)勘探資料及礦井實際揭露情況和臨近礦井開采實際，二1煤層厚度一般為0.88.14米，平均為5米左右，本礦區(qū)煤層厚3.837.86米，平均厚度5.23米。煤層結(jié)構(gòu)簡單，不含夾矸，屬型較穩(wěn)定型煤層。根據(jù)本礦對二1煤層采樣，根據(jù)濟源市煤質(zhì)檢驗中心化驗報告，二1煤層煤質(zhì)特征簡述如下：煤質(zhì)分析結(jié)果表礦別煤層編號水分（%）灰水（%）揮發(fā)分（%）固定碳（%）全硫（%）發(fā)熱量（MJ/KG）東井煤礦二12.5611.434.5179.670.625.14盤古煤礦二12.5613.503.3078.40.625.14第 四 章 鶴濟東井煤礦構(gòu)造特征本礦區(qū)地處華北地臺山西臺隆與華北拗陷接壤地帶。次級構(gòu)造單元屬克井單斜構(gòu)造盆地之康村向斜東翼，地層呈單斜產(chǎn)出，走向北東70左右，傾向北西，傾角1025礦區(qū)范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造。本煤業(yè)公司的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度類型屬簡單型。第五章 其它影響開采的因素第一節(jié) 瓦斯、煤塵和煤的自燃一、煤層瓦斯東井煤礦因礦井技改停產(chǎn)，沒有最近兩年的瓦斯等級鑒定資料，根據(jù)2006年4月15日河南省煤炭工業(yè)局關(guān)于對濟源市地方國有煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復(fù)（豫煤安2006190號），鑒定礦區(qū)內(nèi)鶴濟東井煤礦二1煤層的全礦井瓦斯絕對涌出量0.1m3/min，相對涌出量1.8m3/t；瓦斯鑒定等級均為低瓦斯，省局批復(fù)等級均為低瓦斯礦井。根據(jù)礦區(qū)內(nèi)老井資料，本區(qū)在未曾發(fā)生過瓦斯爆炸事故。隨著煤層開采深度的增加，不利于煤層瓦斯向外界的運移和逸散，有可能造成煤層瓦斯的局部富集，因此，建議在礦井未來的生產(chǎn)過程中應(yīng)加強礦井通風和瓦斯監(jiān)測工作，避免因煤層瓦斯?jié)舛瘸藁蚓植扛患斐刹粦?yīng)有的損失。二、煤塵的爆炸性根據(jù)河南省煤炭工業(yè)局關(guān)于對濟源市地方國有煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復(fù)（豫煤安2006190號），鑒定礦區(qū)內(nèi)二1煤層無煤塵爆炸危險性，詳見表 煤塵爆炸性鑒定報告表送樣編號采樣地點化驗編號工業(yè)分析（%）爆炸性試驗爆炸性水分Mad灰分Ad揮發(fā)分焦渣特征火焰長度（mm）抑制煤塵爆炸最低巖粉量（%）VdVdaf1總回平巷2005-421.0958.019.8323.25300無2回風上山2005-422.1932.074.406.47300無備注上述兩個煤樣均無煤塵爆炸性危險根據(jù)資料，在二1煤層的開采過程中，未發(fā)生過煤塵爆炸事故。為防患于未然，建議開采過程中加強通風防塵措施，降低井下煤塵濃度，保證井下生產(chǎn)安全。三、煤的自燃根據(jù)河南省煤炭工業(yè)局關(guān)于對濟源市地方國有煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復(fù)（豫煤安2006190號），鑒定礦區(qū)內(nèi)二1煤層自燃發(fā)火等級均為不易自燃，詳見表煤炭自燃傾向等級鑒定報告表試樣編號煤層名稱采樣地點工業(yè)分析（%）著火溫度（）T自燃傾分類MadAdVdafT氧T原T還2005-42二1煤層上山11采區(qū)1.0957.7223.2537838039012三類2005-42二1煤層上山11采區(qū)2.1932.076.4740541243227三類備注一類：容易自燃；二類：自燃；三類：不易自燃根據(jù)資料，區(qū)內(nèi)二1煤層屬中高變質(zhì)的無煙煤貧煤，其還原程度高，燃點高，屬不易自燃煤，各煤礦在開采過程中均未發(fā)生過煤的自燃現(xiàn)象。 第二節(jié) 地溫和地壓一、地溫據(jù)區(qū)域資料，該礦區(qū)地溫值20左右，屬低溫、低梯度變化區(qū)。另據(jù)礦方介紹，由于本礦二1煤層埋藏淺薄，地溫一般為1822，故本礦井無熱害影響，屬地溫正常區(qū)。二、地壓目前本礦沒有開展對地壓大小的測定工作，有關(guān)地壓大小，目前只是停留在礦方對井巷支護物變形、損壞，頂板掉塊、冒頂，圍巖片幫及底板有無鼓脹情況的觀察來說明地壓的大小。根據(jù)調(diào)查，該礦井開采二1煤層時，一般地壓不大，井巷圍巖受擠壓變形較小，但采掘中有輕微片幫、底板鼓脹現(xiàn)象。第三節(jié) 巖漿活動本區(qū)域范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖侵入。第6章 鶴濟東井礦水文地質(zhì)情況 第一節(jié) 主要含水層本礦區(qū)內(nèi)主要分布的含水層及隔水層：一、巖溶裂隙含水層（一）奧陶系寒武系巖溶裂隙含水層奧陶系、寒武系碳酸鹽巖在井田周圍有大面積的分布，奧陶系與寒武系之間無明顯的隔水層存在。由于在濟源煤田內(nèi)該含水層研究的程度較低，僅對奧陶系地層進行過1次抽水，單位涌水量僅0.085 L/sm，水位標高169.83m，低于太原組巖溶裂隙水的水位(約225m)，與一般的規(guī)律不相符，據(jù)此分析，奧陶系寒武系巖溶裂隙水的水位在標高250m左右。一般情況下該含水層為二1煤層的間接充水含水層，上距二1煤底約70m，正常情況下對開采二1煤層影響影響不大。但在林場斷層附近開采煤層時，對煤礦安全威脅。（二）太原組下段巖溶裂隙含水層含水層性為石灰?guī)r，由L1L4石灰?guī)r組成，其中L1較發(fā)育，石灰?guī)r總厚度約10m。在原克井井田勘探中未對該含水層未進行單獨抽水，而是與太原組上段混合抽水，一般情況下，其富水性與太原組上段巖溶裂隙含水層的富水性相近，水位亦與太原組上段巖溶裂隙水相近而略高于太原組上段。一般情況下該含水層為二1煤層的間接充水含水層，上距二1煤底約45m，正常情況下對開采二1煤層影響影響不大。但遇構(gòu)造裂隙帶對開采煤層時，對煤礦在一定的影響。（三）太原組上段巖溶裂隙含水層含水層性為石灰?guī)r，由L7L9石灰?guī)r組成，其中L7較發(fā)育，石灰?guī)r總厚度約10m。在原克井井田勘探中在標高100160m有6孔遇0.11.02m高的溶洞，說明太原組上段巖溶裂隙發(fā)育。 該含水層為二1煤層的底板直接充水含水層，上距二1煤層底板8m，天然條件下，太原組巖溶裂隙水不易進入二1煤層，在開采二1煤層條件下，由于對煤層底板的擾動破壞，太原組上段巖溶裂隙水會進入礦井，因此太原組上段巖溶裂隙水對礦井影響較大。二、碎屑巖裂隙含水層（一）二1煤層頂板碎屑巖裂隙含水層含水層巖性為中粒砂巖，井田內(nèi)及附近一般有13層，厚度5.855.51m，一般約30m，裂隙較發(fā)育，但多被方解石充填。該含水層在與第四系接觸部位接受孔隙水補給，在礦井采空為裂隙水礦井。據(jù)抽水資料，單位涌水量0.0056 0.014L/sm，該含水層的富水性弱。中粒砂巖的滲透系數(shù)0.01110.0928m/d，水位標高165.98225.37m。山西組碎屑巖裂隙水的pH值7.807.90，溶解性固體0.2290.324g/L，水化學(xué)類型為HCO3CaMg水。該含水層為二1煤層的頂板直接充水含水層，在開采條件下，其中的裂隙水會進入礦井，對開采二1煤層有一定的影響，由于其富水性弱，一般以淋水及小股狀進入礦井，一般不會對礦井的安全構(gòu)成威脅。（二）下石盒子組碎屑巖裂隙含水層含水層巖性為為中粒砂巖，井田內(nèi)及附近一般有212層，厚度33.03108.96m，一般約3040m，裂隙較發(fā)育，但多被方解石充填。該含水層在與松散層部位接受孔隙水補給，裂隙水順巖層傾向向深部徑流于盤古寺斷層與巖溶裂隙水匯合。據(jù)抽水資料，單位涌水量0.0206L/sm，該含水層的富水性弱。中粒砂巖的滲透系數(shù)0.02399m/d，水位標高243.05m。裂隙水的pH值為8.00，溶解性固體0.441g/L，水化學(xué)類型為HCO3CaMg水。下石盒子組在該區(qū)無出露，因此下石盒子組含水層接受松散巖類孔隙水補給。該含水層為二1煤層的頂板間接充水含水層，在開采條件下，其中的裂隙水一般不會進入礦井，對開采二1煤層幾乎無影響。（三）松散巖類孔隙含水層井田及周邊松散層厚12.5894.15m(即第四系至古近系)，由黃土及砂礫石層及礫巖組成，其中的砂礫石層和礫巖為含水層，分布的連續(xù)性差，據(jù)鉆孔揭露的砂礫石層厚度2.248.78m，單位涌水量為1.51L/sm，富水性強；新近系中的礫巖富水性相對較弱。松散巖類孔隙水接受大氣降水的補給，其徑流方向與地面傾向一致。該含水層為二1煤層頂板間接充水含水層，一般情況下對開采 二1煤層無影響，但在二1煤層上基巖厚度較薄時，孔隙含水層成為 二1煤層頂板直接充水含水層，對開采二1煤層有一定影響，但由于該含水層連續(xù)性差，一般不會造成水害。 第二節(jié) 主要隔水層一、本溪組隔水層據(jù)河南省冶金煤炭廳勘探第三隊1969年提交的河南省濟源縣克井勘探區(qū)地質(zhì)勘探報告書，本溪組厚度2.516.08m，平均6.14m。由鋁土質(zhì)泥巖、泥巖和薄煤層組成。該隔水層在厚度正常情況下隔水性能良好，可阻止太原組下段和奧陶系寒武系巖溶裂隙水的水力聯(lián)系，但在厚度小的地段或斷層附近將失去隔水作用。二、太原組中段隔水層太原組中段砂泥巖段平均厚1530m，由巖性以泥巖、粉砂巖、砂巖為主、薄層組成。該隔水層在厚度正常情況下隔水性能良好，可阻止太原組上、下段和巖溶裂隙水的水力聯(lián)系，但在斷層附近將失去隔水作用。三、二1煤層底板隔水層系指太原組石灰?guī)r頂面至二1煤層之間的泥巖、砂質(zhì)泥巖，據(jù)以往資料，泥巖、砂質(zhì)泥巖厚10m，在自然條件下，可阻止太原組段巖溶裂隙水進入二1煤層，但在開采條件下，由于采礦引起的煤層底板擾動破壞，使該隔水層失去隔水作用。四、二1煤層頂板隔水層系指開采煤層引起的裂隙帶之上的泥巖、砂質(zhì)泥巖和細粒砂巖組成的隔水層，一般指下石盒子組中的泥巖、砂質(zhì)泥巖和細粒砂巖組成的隔水層，厚度0.51.5m，層位穩(wěn)定，有較好的隔水能力，可阻止下石盒子組中裂隙水進入礦井。（一）巖溶裂隙水的補、徑、排條件天臺山背斜以東巖溶裂隙含水系統(tǒng)的補給區(qū)為碳酸鹽巖分布區(qū)，主要為大氣降水，其次為沁河、蟒河的河水的補給。大氣降水不僅在碳酸鹽巖裸露區(qū)補給巖溶裂隙水，而且在太行山山脊線至碳酸鹽巖之間的古老地層的大氣降水在地面形成徑流也補給巖溶裂隙水，雖其補給量無人準確計算，但從太行山山脊線至碳酸鹽巖裸露歐面積大的實際情況分析，其補給量相當大。（二）巖溶裂隙水的徑流條件巖溶裂隙水在碳酸鹽巖裸露區(qū)得到補給后，在盤古寺斷層以北，巖溶裂隙水的大致徑流方向由北西向南東，在盤古寺斷層以南，巖溶裂隙水的大致徑流方向由南西向北東，至盤古寺斷層巖溶裂隙水由西向東。（三）巖溶裂隙水的排泄條件在自然條件下，巖溶裂隙水的排泄為徑流，即巖溶裂隙水在天臺山背斜以東的碳酸鹽巖裸露區(qū)得到補給后，在盤古寺斷層匯集，由西向東徑流至焦作煤田。在現(xiàn)狀條件下，天臺山背斜以東巖溶裂隙含水系統(tǒng)內(nèi)礦井較多，巖溶裂隙水一部分由礦井排出，但大部分為徑流排泄。第7章 礦井充水因素 分析及礦井防治水措施 第一節(jié) 礦井充水對本礦井的影響一、造成頂板淋水，巷道積水，老空區(qū)積水使工作面及其附近巷道空氣潮濕，工作環(huán)境惡化，影響工作人員的身體健康。本礦上層煤層在先前采掘活動中已經(jīng)被采動過，并且已經(jīng)有一定的時間，采空區(qū)有大量的積水，在采掘過程中必須經(jīng)過對這些老空積水的疏放才能采掘其下部煤層，稍有不慎就有積水涌入礦井巷道的危險，影響施工的進度；老空水大部分呈酸性，排放方式不正確就有腐蝕機械設(shè)備的危險，使用壽命縮短，增加開采的成本；此外老空積水中含有很多有毒有害的氣體，一旦排放不及時就會嚴重威脅工作面工作人員的身體健康，對企業(yè)和個人造成重大的損失。二、使排水費用增加，生產(chǎn)效率降低，開采成本提高。本礦井屬技改小礦井，而涌水量較大，在開采過程中必須同時做好排水渠的修筑工作，同時在適當?shù)奈恢冒卜排潘靡约颁佋O(shè)電纜，使排水費用增加，生產(chǎn)效率降低，使開采成本增加。三、突然發(fā)生大量涌水時，輕則造成生產(chǎn)環(huán)境惡劣或局部停產(chǎn)，重則直接危害及工人生命和造成國家財產(chǎn)損失。因本礦井涌水量較大，突然發(fā)生大量涌水時，使工作面環(huán)境急劇惡化，造成工作面的停產(chǎn)及人員傷亡，對企業(yè)的發(fā)展造成嚴重的損失。四、影響煤炭資源的回收和煤炭質(zhì)量。引沁濟漭渠在礦區(qū)的北部經(jīng)過，平時渠流量不是很大，一到農(nóng)田灌溉季節(jié)，渠內(nèi)水大量從我礦區(qū)北部流過，大量流水滲入井下，使礦井涌水量大大增多，嚴重影響礦井正常的生產(chǎn)、掘進；此外礦井還需在引沁濟漭渠的兩岸布置護渠煤柱（北岸120米，南岸100米，地質(zhì)儲量為126.5萬噸），使礦井的資源量有很大一部分變成不可采，嚴重影響了礦井的煤炭資源量和礦井的持續(xù)發(fā)展。第二節(jié) 礦井充水因素分析一、地表水概況濟源鶴濟東井煤業(yè)有限公司井田及周圍附近地處克井盆地東南側(cè)，系沖、洪積扇地帶，地勢北高南低，區(qū)內(nèi)地勢較為平坦，最高海拔380m，最低海拔220m，相對高差160m，區(qū)內(nèi)發(fā)育有南北向小型沖溝，雨季地表降雨多順沖溝流走.地表常年流水引沁濟蟒渠，從井田北部自東向西流過，該渠建成于1972年，區(qū)內(nèi)渠底最低標高276m，設(shè)計引水量23m3/s，據(jù)198090年觀測資料，引沁濟蟒渠平均流量5.19m3/s，1980年最大流量8.44m3/s，1984年最小流量4.03m3/s，平均引水276天，1990年最多330天，1984年最少211天，根據(jù)礦山疏排水資料，引沁濟蟒渠放水期間，礦井排水量比正常排水量增加一倍以上，表明了引沁濟蟒渠向老井礦坑充水，但礦方提供的開采工程平面圖上有引沁濟蟒渠保護煤柱，因此渠水對開采煤炭資源影響不大.流經(jīng)濟源鶴濟東井煤業(yè)有限公司井田東部外約2.25km的沁河，發(fā)源于山西省，流域面積13000km2，據(jù)五龍口水文站觀測，最大流量2520m3/s，最小流量13.5m3/s，據(jù)勘探報告，在沁河河口村河水流量70 m3/s時的水位標高182m。因井田及附近標高比河道高且距河較遠，沁河對該礦開采影響不大。二、充水因素分析（一）充水因素概況1、充水水源影響二1煤層開采的有二1煤層頂板碎屑巖裂隙含水層、太原組上段巖溶裂隙含水層。二1煤層頂板砂巖裂隙含水層，該含水層中的裂隙發(fā)育不良，其富水程度弱，0.00560.014L/sm，目前進入礦井的水量約42m3/h，對采掘活動影響不大。在正常情況下，奧陶系寒武系含水層對開采二1煤層影響不大，但在蟒河附近，對采掘活動影響較大，因此在井田邊界處應(yīng)留足防水煤柱。本礦井內(nèi)存在采空區(qū)積水，為礦井重要充水水源。2、充水通道充水通道主要有兩種，滲入性通道和潰入通道。滲入性通道：水源以較小的流量進入礦井的通道，主要是指細小的裂隙，通過滲入性通道的水量一般較小，多以淋水、滴水方式進入礦井。滲入性通道在該礦井內(nèi)主要為開采煤層后引起的頂板裂隙和底板擾動裂隙。潰入性通道：水源以較大的流量進入礦井的通道，主要是指寬大的裂隙，斷層破碎帶以及由高水壓引起的煤層底板隆起所產(chǎn)生的裂隙等。通過潰入性通道的水量一般較大，多以股狀方式進入礦井為主，持續(xù)時間決定于含水層的富水程度。二1煤層底板巖溶裂隙水主要是通過潰入性通道進入礦井的。如封閉不良鉆孔、富水斷層附近。三、充水因素（一）地表水從礦區(qū)的地形地質(zhì)情況分析，礦區(qū)四周皆為農(nóng)田，有灌溉渠引沁濟漭渠在礦區(qū)北部通過，遇旱季農(nóng)田灌溉，呈間隙性流經(jīng)礦區(qū)。這是造成我礦東南部采煤易受水害威脅的一個原因。特別是灌溉農(nóng)田季節(jié)，水流量較大，加之河床在以前的采掘活動中被破壞，農(nóng)田灌溉水滲入地下比較嚴重。此外，由于風化帶同時又是地層露頭，各含水層的水均在此部位富集，加之風化帶地層節(jié)理裂隙發(fā)育，滲水性較好，因此，風化帶水復(fù)雜，對礦井有一定的影響。（二）頂板砂巖水，當掘進頭和回采工作面揭露頂板導(dǎo)水、裂隙帶導(dǎo)水及導(dǎo)水斷層時，頂板砂巖水對生產(chǎn)有影響。（三）老空老巷積水，采空區(qū)和廢棄的巷道由頂板砂巖淋水和地表水匯集在低洼處，對生產(chǎn)危害最大?，F(xiàn)井田內(nèi)無其他小礦，淺部的老窯分布區(qū)現(xiàn)為采空區(qū)。該井田內(nèi)有采空區(qū)積水一處，積水面積為6520m2，積水量為4923m3，該積水對未來采掘活動影響大。該井田內(nèi)出現(xiàn)少量過突水。（四）底板水，二1煤C3L8灰?guī)r含水層由于受奧灰水和二灰水的補給，水量充沛，水頭壓力大，遇到導(dǎo)水斷層和底板隔水層節(jié)理發(fā)育，巖層破碎時，會造成淹井和淹水平事故的發(fā)生。（五）斷層水，井巷通過和揭露導(dǎo)水及含水斷層時，使巷道冒頂造成突水事故。林場斷層位于濟源鶴濟公司東井礦煤業(yè)有限公司北部邊界外，僅在鉆孔中揭露。為一南盤下降，北盤上升的正斷層，走向近東西，傾向南西，傾角70，落差約60120m。其南盤的二1煤層與對盤的太原組、本溪組或奧陶系接觸。在自然條件下，該斷層破碎帶在垂向上的導(dǎo)水性可能不好，但由于南盤的二1煤層標高約-220m，其煤層底板承受其下有巖溶裂隙水的水壓較大；如在開采條件下，由于開采被開采煤層的底板板受到擾動破壞，而斷層破碎帶為一軟弱結(jié)構(gòu)面，其力學(xué)強度比圍巖低得多，在開采對煤層對底板破壞因素的誘導(dǎo)下，巖溶裂隙水可沿斷層破碎帶進入礦井，對礦井構(gòu)成較大的威脅。因此在該斷層處應(yīng)留足防水煤柱，防止巖溶裂隙水進入礦井。（六）相鄰礦井對本礦涌水量的影響相鄰生產(chǎn)礦井主要有鶴濟公司克二煤業(yè)有限公司、濟源市克井鎮(zhèn)馬莊煤礦。其中，克二礦的東部與東井礦相鄰，馬莊煤礦位于東井礦的東部。以上煤礦主要開采煤層均為二1煤。鶴濟公司克二煤業(yè)有限公司開采煤層與濟源鶴濟東井煤業(yè)有限公司相同，深部煤層標高一致，在開采條件下，礦井水以頂板水為主，正常涌水量4060m3/h。鶴濟公司克二煤業(yè)有限公司礦井排水使?jié)代Q濟東井煤業(yè)有限礦井的排水量減小，對濟源鶴濟東井煤業(yè)有限公司有利。馬莊煤礦現(xiàn)已閉坑。該礦井原來生產(chǎn)時，礦井水以頂板水為主，礦井正常涌水量為140150m3/h，雨季時，由于地表水沿采空塌陷裂隙下滲，最大涌水量為200m3/h。以上幾個礦井之間雖有邊界煤柱相隔，但開采過程中可能會發(fā)生越界開采現(xiàn)象，要預(yù)防開采期間及報廢后的采空區(qū)積水涌入本井田。本礦區(qū)礦床充水因素很多，第四系孔隙水由大氣降水補給，并和風化帶水連通，補給二疊砂巖承壓水。從目前礦井揭露情況及二1煤開采情況，采空區(qū)積水是威脅我礦煤炭開采的主要因素之一，礦井正常涌水量為180m3/h，最大涌水量為350 m3/h。四、礦井水文地質(zhì)類型根據(jù)前面對該井田的水文地質(zhì)條件分析，依據(jù)煤礦防治水規(guī)定，該礦井的水文地質(zhì)類型為中等，詳情見表。水文地質(zhì)類型劃分一覽表分類依據(jù)單位涌水量（L/sm）礦井及周邊采空區(qū)積水情況礦井涌水量（m3/h）正常/最大突水量（m3/h）受水害影響程度防治水工作難易程度單項指標0.05位置、范圍、水量基本清楚180/350未較大防治水工作較難單項指標評價簡單中等簡單簡單中等中等水文地質(zhì)類型中等第三節(jié) 礦井充水的防治措施根據(jù)礦井現(xiàn)狀需對礦井水害情況采取的措施：一、地面防治水在地面對礦井塌陷區(qū)及地表裂縫進行充填，定期查看滲透情況。對引沁濟漭渠的滲漏進行整理如鋪假河床。二、井下防治水（一）周邊小煤礦防治水措施1、對周邊及井田范圍內(nèi)的小定期檢查，及時掌握煤礦的生產(chǎn)范圍及進度，對查出的地質(zhì)及水文地質(zhì)問題， 2、嚴禁亂挖亂采礦界煤柱和防水煤柱。3、對井下的導(dǎo)水斷層按規(guī)定留設(shè)防水煤柱。工程揭露導(dǎo)水斷層采取注漿封堵措施。4、對老空老巷水采取疏放措施5、檢測禁止小煤礦井下水向礦境內(nèi)排泄。（二）防老空老巷水措施1、對礦井采空區(qū)老巷積水認真排查，積水區(qū)位置、積水量、警戒線用紅筆標注在生產(chǎn)圖紙上，當工作面進入警戒線要采取先探后掘（采）的措施，距積水區(qū)20米進行老空疏放水。2、在煤巷掘進期間，對老空積水情況認真排查，堅持“有掘必探，先探后掘，不探不掘”的原則，確保礦井安全生產(chǎn)。3、在回采過程中，對工作面的上部采空區(qū)進行排查，對老空積水進行探放。4、在巖巷掘進中，堅持超前地質(zhì)鉆探，查清前方地質(zhì)構(gòu)造及水文情況，確定巷道層位，使巷道距C3L8灰?guī)r含水層保