對(duì)我礦老空積水的防治技術(shù)研究

1、對(duì)我礦老空積水的防治技術(shù)研究2012級(jí) 采礦專業(yè) 薛俊升指導(dǎo)教師 呂福軍摘要：害是煤礦中常見(jiàn)的主要災(zāi)害之一，如果防治不到位而發(fā)生突水事故，不僅會(huì)影響正常生產(chǎn)，還會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，危害十分嚴(yán)重。通過(guò)分析塔山煤礦的水文地質(zhì)條件得出煤層開(kāi)采受水害的影響程度，并提出了針對(duì)性的防治措施，確保煤礦安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：礦井 含水層 老空積水 防治技術(shù)1.礦井及井田概況1.1礦井及井田基本情況臨沂礦務(wù)局地質(zhì)隊(duì)于1977年12月提交臨沂煤田塘崖區(qū)詳查最終地質(zhì)報(bào)告，共獲得地質(zhì)儲(chǔ)量2695.2萬(wàn)噸，其中塘崖井田地質(zhì)儲(chǔ)量1757.6萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量609.7萬(wàn)噸。臨沂礦務(wù)局設(shè)計(jì)室依據(jù)由山東省煤炭工業(yè)局以（78）魯

2、煤基字875號(hào)文批準(zhǔn)的上述地質(zhì)報(bào)告提出塘崖礦井初步設(shè)計(jì)，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力21萬(wàn)t/年，服務(wù)年限21年。臨沂礦務(wù)局建井工程處于1980年10月開(kāi)始建井， 1987年7月建成、投產(chǎn)。采用立井開(kāi)拓，暗斜井延深，中央邊界式通風(fēng)。礦井投產(chǎn)后，因地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿巖對(duì)煤層侵蝕嚴(yán)重，煤層賦存極不規(guī)律，一直未能達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，1997年礦井核定生產(chǎn)能力為9萬(wàn)t/年；2002年，原臨沂礦務(wù)局塘崖煤礦進(jìn)行股份制改造，組建成立臨沂興元煤業(yè)有限責(zé)任公司，并對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行改造，使礦井生產(chǎn)能力和通風(fēng)能力有了較大提高，2003年、2006年礦井核定生產(chǎn)能力為15萬(wàn)t/年。2009年核定通風(fēng)能力21.4萬(wàn)噸/年。2009年

3、實(shí)際產(chǎn)煤14.38萬(wàn)t。本礦井現(xiàn)有兩個(gè)生產(chǎn)水平，第一水平-250m水平，第二水平-450m水平。目前主要開(kāi)采2層和3層煤，南翼首采區(qū)已于1995年結(jié)束，北翼二、三、四、五采區(qū)也已開(kāi)采完畢?，F(xiàn)主要生產(chǎn)采區(qū)為六采區(qū)、2501快段區(qū)和北部開(kāi)拓找煤區(qū)。1.2位置、交通本井田地處山東省臨沂市羅莊區(qū)高都辦事處境內(nèi)，它北距臨沂城約10公里，西距臨沂市羅莊區(qū)政府約9公里，其大地坐標(biāo)為東經(jīng)11822、北緯3457。井田南北走向長(zhǎng)約3km，東西傾斜寬約2km，面積約6km2，井田南部有市南外環(huán)公路，可與濱河大道連接，西部有臨沂冊(cè)山公路，北部有羅程公路往西與206國(guó)道相連。西距京滬高速公路僅5公里。往東可直達(dá)濱河大

4、道。臨沂市內(nèi)有多條公路通往全國(guó)各地。且有兗石（兗州石臼所）鐵路經(jīng)過(guò)。交通極為便利。1.3地形地貌井田內(nèi)地勢(shì)平坦，地面標(biāo)高在+58.560米之間，北部略高于南部，井口標(biāo)高為+61米，井田西部有陷泥河自北向南流過(guò)，井田以東約4公路有沂河自北向南流去，歷史上沂河曾有過(guò)泛濫，據(jù)臨沂水文站觀測(cè)，最高洪水位為1957年與1960年的+65.65m，最大流量15400m3s，近年來(lái)由于上游建筑水庫(kù)、筑堤壩，下游又有沂沭河?xùn)|調(diào)等水利工程，因此該河對(duì)井田威脅不大。1.4氣象、水文本地區(qū)屬海洋大陸性氣候，年平均氣溫14.1,最高氣溫39.3，最低氣溫-16.5，降雨多集中在79月份，年平均降水量849mm,平均濕

5、度65，平均氣壓10161018毫巴，平均蒸發(fā)量在1400200mm之間，最大凍土深度為30cm。全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，地震裂度為9度。1.5地震本井田位于郯廬斷裂帶上，地震相對(duì)較頻繁。1668年7月25日晚8點(diǎn)左右(清康熙七年六月十六日戌時(shí))，臨沂地區(qū)發(fā)生了我國(guó)歷史上大陸東部最大的一次地震。震中位置為東經(jīng)11830、北緯3448，即現(xiàn)今的郯城、臨沂、臨沭3縣交界處。此次地震震級(jí)為8.5級(jí)，極震區(qū)烈度達(dá)十二度，面積約1700平方公里，另外，歷史上還有：1671年12月20日，費(fèi)縣地震，城垣復(fù)塌。1829年11月19日，費(fèi)縣地震，聲如巨雷。 1852年4月25日夜，莒州大地震。 1865年8月，

6、費(fèi)縣地震，星斗皆見(jiàn)，逾時(shí)方霽。 1910年1月8日，臨沂無(wú)云而雨，夜中地震。 1990年8月1日北京夏令時(shí)5時(shí)44分， 在蒼山縣城西北8公里的賈莊-尚莊一帶 (北緯3450、東經(jīng)11755)發(fā)生4.4級(jí)地震，震中烈度為5度。震中區(qū)僅有兩間舊房出現(xiàn)裂縫，部分房屋掉磚溜瓦，窗戶掉玻璃，地震未造成人員傷亡，蒼山、臨沂、郯城、費(fèi)縣、莒縣、沂水等縣市均有震感。 1995年9月20日,山東省臨沂市費(fèi)縣、蒼山交界處發(fā)生5.2級(jí)地震,這是該地區(qū)自1672年以來(lái)最大的一次地震。1.6礦井排水設(shè)施能力現(xiàn)狀-250水平正常涌水量為96米3/小時(shí),-450水平正常涌水量為40米3/小時(shí),250m水平中央泵房承擔(dān)著整個(gè)

7、礦井的排水任務(wù)，泵房?jī)?nèi)安裝四臺(tái)排水泵。其中：三臺(tái)200D439型排水泵，配備440KW電機(jī)，額定揚(yáng)程387m,單臺(tái)額定流量288m3/h；一臺(tái)D450606型排水泵，配備580KW電機(jī)，其額定流量為450m3/h；。其中一臺(tái)工作，一臺(tái)檢修，兩臺(tái)備用。工作泵20h排水量5760m3，大于礦井24h最大涌水量2184m3。井筒中設(shè)三趟主排水管路。一趟管徑為273mm，兩趟管徑219mm，采用并聯(lián)方式。泵房設(shè)置兩個(gè)安全出口，一個(gè)出口用斜井通到井筒，高出泵房11米，另一個(gè)出口通到井底車場(chǎng)，并設(shè)置二組既能防水又能防火的密閉門(mén)；250m中央水倉(cāng)為內(nèi)、外環(huán)結(jié)構(gòu)倉(cāng)，容積3500 m3。450m水平泵房于99年

8、底前安裝完成，擔(dān)負(fù)著450m水平的排水任務(wù)，水倉(cāng)容積為1200 m3，設(shè)計(jì)涌水量167.4 m3h，設(shè)計(jì)最大涌水量240 m3h，泵房?jī)?nèi)共安裝三臺(tái)排水泵，一臺(tái)型號(hào)為200D439型排水泵，配備440KW電機(jī)，額定排水量288 m3h，一臺(tái)型號(hào)為200D436型水泵，配備360KW電機(jī)，流量288 m3h，安設(shè)150mm排水管路兩趟，經(jīng)主下山排至250m水平地溝，然后進(jìn)入中央水倉(cāng)，完全能夠滿足450m水平排水要求。能夠保障礦井安全生產(chǎn)需要。見(jiàn)下表。井下排水設(shè)施配備情況表水 平（包括下山采區(qū)）水泵臺(tái)數(shù)水泵型號(hào)總排水能力管路趟數(shù)型號(hào)水倉(cāng)容量m3正常涌水量m3/h-250m水平3200D439型288

9、 m3/h1趟273mm3700971D450606型2趟219mm-450m水平1200D439型288 m3/h2趟150mm1200392200D436型2.以往地質(zhì)和水文地質(zhì)工作評(píng)述2.1 預(yù)查、普查、詳查、勘探階段地質(zhì)和水文地質(zhì)工作成果評(píng)述1959年至1962年，山東省地質(zhì)局124隊(duì)在該區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)普查，先后施工125個(gè)鉆孔，總工程量15709.9m。其中水文孔9個(gè)，鉆探進(jìn)尺1436.43m，抽水12次，最后提出高都勘探區(qū)普查總結(jié)地質(zhì)資料。1975年至1977年12月，臨沂礦務(wù)局地質(zhì)隊(duì)在原124隊(duì)工作的基礎(chǔ)上，在該區(qū)進(jìn)行了詳查，先后施工鉆孔86個(gè)，其中水文鉆孔6個(gè)?？偣こ塘繛?377

10、0.38m，于1977年12月提交了山東省臨沂煤田塘崖區(qū)詳查最終地質(zhì)報(bào)告，煤炭工業(yè)部山東省煤炭工業(yè)局以（78）魯煤基字第875號(hào)文下達(dá)了臨沂煤田塘崖區(qū)詳查最終地質(zhì)報(bào)告審批決議書(shū)。2.2礦區(qū)地震勘探及其他物探工作評(píng)述臨沂煤田塘崖井田屬于全隱蔽性井田，具有斷裂構(gòu)造及巖漿巖發(fā)育、煤層穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，故采用鉆探和測(cè)井兩種手段相結(jié)合的方法進(jìn)行勘查。同時(shí)，根據(jù)相鄰礦井實(shí)際揭露資料和124隊(duì)普查資料分析，參照煤炭資源地質(zhì)勘探規(guī)范要求，在詳查時(shí)將本井田的構(gòu)造復(fù)雜程度定為第三類；煤層穩(wěn)定性定為第二至第三型，即三類二至三型。詳終勘探工程網(wǎng)度250250m。鉆孔密度達(dá)12.94個(gè)/km2。2.3礦井建設(shè)、開(kāi)拓、采掘

11、、延深、改擴(kuò)建時(shí)期的水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探、試驗(yàn)、研究資料或?qū)ｉT(mén)報(bào)告評(píng)述從建井開(kāi)始，臨沂礦務(wù)局地質(zhì)隊(duì)施工了562-4號(hào)水文孔，對(duì)白堊系凝灰?guī)r砂礫巖含水層進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，試驗(yàn)成果見(jiàn)表4，投產(chǎn)后，通過(guò)巷探及井下鉆探，取得了大量的水文地質(zhì)資料，基本上掌握了白堊系凝灰?guī)r含水性及水力補(bǔ)給情況，以及-250m,-450m水平間煤層頂?shù)装搴约八ρa(bǔ)給情況，對(duì)F10斷層、F16斷層的導(dǎo)水性、含水性及奧灰含水性也有了一定的了解。生產(chǎn)時(shí)期從投產(chǎn)至今素描井下巷道約30000余米，主要為主、副暗斜井、-250m運(yùn)輸大巷、-450m運(yùn)輸大巷、二采主副上山、三采主副下山、五采主副上山及運(yùn)輸、回風(fēng)石門(mén)；六采主、副上山、七、八

12、采主上山及回風(fēng)道、-300m北翼總回風(fēng)石門(mén)、-250m北翼開(kāi)拓大巷等，僅礦井北翼采掘工程共提供巷探點(diǎn)70余處。共施工井下探水鉆孔15個(gè)，計(jì)1000m,分別為-250m水平煤3層位、二、三、四采下山煤3層位的確定及煤層附近含水情況，積累了大量巷探和鉆探地質(zhì)資料，為進(jìn)一步查明和掌握礦井水文地質(zhì)情況提供了依據(jù)。3.地質(zhì)概況 3.1地層本井田區(qū)域地層由老到新有下古生界奧陶系石灰?guī)r地層，上古生界石炭二疊系海陸交互相煤系地層，中生界白堊系火山碎屑巖底層，第四系沖積黃土流沙層。石炭系太原群有煤14煤17形成，二疊系山西組有煤1煤3，其中煤3為礦井主采煤層。3.1.1奧陶系馬家溝組（OM） 全厚700余米，其

13、巖性主要為灰至灰白色石灰?guī)r和白云巖，在井田西部和中部出露并形成低矮山丘。3.2石炭系（C）3.2.1、本溪組（C2B）一般厚約60m，主要是雜色或淺灰色泥巖及少量砂巖，含灰白色石灰?guī)r二到三層，底部有G層鋁土和山西式鐵礦，與下伏奧陶系呈假整合接觸。3.2.2太原組（C3T）厚約60m，主要由泥巖、砂巖、石灰?guī)r組成，石灰?guī)r十三層，含煤十二層，其中有開(kāi)采價(jià)值的煤層二至四層。本組與下伏地層呈整合接觸。煤14平均0.6米，可采儲(chǔ)量為15.8萬(wàn)噸。為較穩(wěn)定到不穩(wěn)定煤層，在F16斷層以南分布較廣。煤16厚0-1.18米，平均0.56米，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在井田南部分布較廣，可采儲(chǔ)量為18.8萬(wàn)噸。煤17平均厚0.4

14、6米，且硫分超標(biāo)，故未進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算。3.3二疊系（P）3.3.1山西組（）厚約110m，是本井田的主要含煤地層，與下伏地層呈整合接觸。主要由中細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖組成，含煤三到五層，有開(kāi)采價(jià)值的二層，煤2在11勘探線以南較發(fā)育，以北則零星分布，賦存較穩(wěn)定，剩余可采儲(chǔ)量為35.2萬(wàn)噸，煤3平均厚2.04米，厚度變化較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在井田范圍內(nèi)分布較廣，剩余可采儲(chǔ)量為266.2萬(wàn)噸。3.3.2上下石盒子組（）殘留厚度約250m。主要由雜色粘土巖和灰灰綠色中粗砂巖組成。中上部發(fā)育一層奎山砂巖，其頂界為上下石河子組分界。下組夾一至二層鋁土（B層），奎山砂巖下有不穩(wěn)定的柴煤組，在煤田南部有一定的價(jià)值。

15、B層鋁土、奎山沙巖和柴煤是二疊系中部的重要標(biāo)志層。本組與下伏地層呈整合整觸。3.4白堊系 （K）3.4.1青山組（KQ）厚600余米。主要為灰綠色中粗粒凝灰質(zhì)砂巖、礫巖、砂礫巖。與下伏地層呈區(qū)域性角度不整合接觸。3.4.2王氏組（KW）最大厚度約1000米。巖性主要為紫紅色砂礫巖、砂巖。礫石成份為花崗巖、石英巖、泥灰?guī)r、粉砂巖等。與下伏地層呈區(qū)域性角度不整合接觸。 3.5第四系（Q）厚約025米，主要由粘土、含水沙層、礫石層組成。礫石成份主要為石英巖。第四系在煤田內(nèi)分布廣泛。3.5.1構(gòu)造。井田內(nèi)基本構(gòu)造形態(tài)以形成于白堊紀(jì)以前（即斷層只錯(cuò)動(dòng)白堊紀(jì)以下地層）走向正斷層為主，其次發(fā)育傾向、斜交斷層

16、。斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，主要表現(xiàn)為正斷層，地層傾角隨構(gòu)造影響程度而變化。縱觀整個(gè)井田，以近南北向和東北向斷層為主，構(gòu)成了井田的主要構(gòu)造框架。井田內(nèi)已揭露斷層共46條，密度達(dá)7.6條/km2，構(gòu)造分類為級(jí)。井田內(nèi)主要斷層產(chǎn)狀見(jiàn)斷層控制情況表（表1）。井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，斷層發(fā)育，早期發(fā)育走向大斷層（F3、F4、F5、F6、F7）后期派生小型走向斷層及傾斜、斜交斷層，斷層切割抬升煤層，破壞了煤層的連續(xù)性和穩(wěn)定性。落差大的斷層，切割整個(gè)井田，落差小的斷層延展較短，有的呈不連續(xù)性。大型斜交斷層和傾向斷層切割走向斷層，大部分走向斷層呈東升西降的階梯狀正斷層，走向斷層大部分被巖漿巖充填。3.5.2巖漿巖。 井田內(nèi)

17、火成巖屬中基性巖類，形成時(shí)期為燕山中晚期，入侵層位為煤3及其他軟巖層和斷層形成的破碎帶，火成巖的侵蝕程度與斷層的發(fā)育程度密切相關(guān)，以斷層為通道侵入煤系地層，火成巖入侵北強(qiáng)南弱，以煤3為例，巖漿侵入具有積聚、擴(kuò)展、波及三個(gè)分區(qū)現(xiàn)象。積聚區(qū)為無(wú)煤區(qū);在擴(kuò)展區(qū)，火成巖侵蝕煤層，形成煤包，波及區(qū)煤層保存較好，火成巖侵入體主要以層狀和似層狀巖床侵入煤層頂?shù)装澹仨敯宥嘤谘氐装迩秩?，但不破壞煤層底板，整個(gè)井田火成巖侵入面積多達(dá)80。另外本井田內(nèi)的巖漿巖多沿破碎帶以巖床形式侵入軟底層，郯廬斷裂帶及次生的F3斷裂是區(qū)域巖漿侵入的主要通道，巖漿以該斷層為通道侵入到附近煤系地層。巖漿巖對(duì)含水層的破壞作用主要表現(xiàn)在

18、對(duì)煤層頂?shù)装宓钠茐?，巖漿巖侵入煤層后，使煤層分叉或變薄。形成了火成巖假頂或火成巖假底。從而阻斷了上下含水層的水力聯(lián)系，使涌水量減少或淋水消失。3.5.3區(qū)域水文地質(zhì)臨沂煤田位于華北石炭二疊紀(jì)拗陷型聚煤盆地東南部，“魯西系”東南緣新華夏式構(gòu)造體系第二隆起帶交叉處，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。臨沂煤田主要受四條NNE向斷層控制，自西向東依次為蒼山斷層、青云山斷層、后村斷層和中坦斷層，構(gòu)成兩塹一壘，即羅莊褚墩和東高都后村地塹，青云山地壘。煤系地層賦存于兩個(gè)地塹之中，形成南北向展布的兩個(gè)含煤帶。塘崖井田位于臨沂煤田東含煤帶的北部，其東側(cè)為鄌郚葛溝斷層。區(qū)域性含水層有第四系流沙層，白堊系凝灰?guī)r，三煤頂板砂巖及三灰、八

19、灰、九灰、十灰、十四灰、奧灰等。煤層開(kāi)采后，其頂板砂巖裂隙水沿裂隙滲入采空區(qū)，經(jīng)排水溝流入水倉(cāng)，由水泵排出地面，頂板裂隙水的主要補(bǔ)給水源為上部凝灰?guī)r含水層，現(xiàn)開(kāi)采3層煤，底板距石炭系含水層較遠(yuǎn)。故對(duì)礦井涌水量無(wú)影響。4.礦井水文地質(zhì)4.1井田邊界及其水力性質(zhì)本井田南部以F17斷層與宇光礦業(yè)公司（小莊子煤礦）相鄰，因受巖漿巖侵入影響，該井田主采煤層大部變質(zhì)為天然焦。煤14 、煤16、煤17與塘崖井田之間以第20號(hào)勘探線附近的5、6、7邊界點(diǎn)為井田邊界。邊界兩側(cè)，各留50m煤柱為礦界煤柱。與宇光礦業(yè)公司相鄰的我礦首采區(qū)于96年開(kāi)采完畢，并用永久性水閘墻進(jìn)行了封閉，該礦井對(duì)本礦無(wú)水害威脅。本井田西部

20、與臨沂市羅莊區(qū)西高都煤礦相鄰，兩井田之間有F3、F4兩條落差分別為100m和145m的斷層相隔，且斷層帶均被火成巖充填。不含水，不導(dǎo)水。兩礦互不構(gòu)成威脅。本井田北部與臨沂市羅莊區(qū)東高都煤礦相鄰，該礦井已于2002年關(guān)井停產(chǎn)。井田邊界附近無(wú)較大地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)山東省煤管局魯煤管生（1994）375號(hào)文規(guī)定，兩礦井分別在本井田邊界附近各留50m煤柱為礦界煤柱，東高都煤礦生產(chǎn)期間曾在本井田邊界附近進(jìn)行采掘活動(dòng)。 因此，本礦井采掘工程接近北部邊界時(shí)必須堅(jiān)持“先探后掘，先治后采”的原則，確保安全生產(chǎn)。礦井東部以F10大斷層為邊界，該斷層走向NNENE,傾向W,傾角1535，為高落差低角度斷層，落差大于20

21、0米，據(jù)首采區(qū)10310軌平巷揭露，該斷層為弱含水?dāng)鄬樱衣对摂鄬訒r(shí)涌水量為3.0m3/h,后逐漸變小。4.2含水層4.2.1第四系含水沙層該層遍布整個(gè)井田之上，厚021.5米，平均厚10.43米。流沙層成分以中粗粒到巨粒石英為主，長(zhǎng)石次之，另還有一些砂屑物質(zhì)和褐鐵礦結(jié)核等，局部有河卵石層，本層含水豐富，稍有承壓性質(zhì)，水位標(biāo)高為54.559米左右，水的來(lái)源靠大氣降水補(bǔ)給，其涌水量為450510立方米/小時(shí)之間。煤層均受該潛水帶補(bǔ)給，水質(zhì)為碳酸鈣鈉鎂水，總硬度8.3818.29，PH值為7.17.5，水溫17左右。4.2.2白堊系凝灰層砂巖本層全厚可達(dá)306.88米，局部分布。本井田主要分布在F

22、7斷層以東，成分主要由凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)礫巖等組成凝灰質(zhì)膠結(jié)，它覆蓋于整個(gè)煤系地層之上，是煤系地層的直接充水來(lái)源，其含水性具“滯性”。白堊系上帶也就是強(qiáng)風(fēng)化帶和風(fēng)化帶。強(qiáng)風(fēng)化帶深度位于地表以下30米左右，風(fēng)化帶深度位于地表以下40米左右。強(qiáng)風(fēng)化帶呈褐黃色，風(fēng)化特別嚴(yán)重，巖石極破碎，層間裂隙和斜交裂隙發(fā)育，裂隙不僅發(fā)育而且寬大，裂隙寬可達(dá)1030。風(fēng)化帶呈灰色，棕紅色間夾褐黃色，局部裂隙有方解石充填物。該兩帶都直接受流沙水補(bǔ)給，為風(fēng)化裂隙含水層，屬中富含水層。第二帶從地面40米以下至白堊系底界，該帶裂隙不發(fā)育，而且隨深度的增加而逐漸減少，這少許裂隙大部分被方解石充填，呈方解石石脈狀，巖石

23、完整呈塊狀和柱狀，含水微弱，補(bǔ)給來(lái)源差。第三帶位于白堊系底界與煤系頂界接觸處，長(zhǎng)期受到侵蝕風(fēng)化，巖石破碎，受上部流沙水補(bǔ)給，流沙水沿風(fēng)化帶流動(dòng)，為承壓裂隙含水層，含水弱中等，該帶對(duì)礦井涌水影響最大。原臨沂礦務(wù)局煤田地質(zhì)隊(duì)為搞清本井田的凝灰?guī)r含水性質(zhì)，于1987年分別施工了5624孔和5623孔(觀察孔)，其抽水情況見(jiàn)表4。4.2.3層煤頂板砂巖全厚10.4041.50米，平均厚21.00米，成分以長(zhǎng)石、石英為主，有黑色鎬狀紋理，位于距地表50米以上的強(qiáng)風(fēng)氧化帶，節(jié)理較發(fā)育，為風(fēng)化裂隙含水層。位于距地表50米以下的3層煤頂板砂巖，巖石較細(xì)密，含水較弱或不含水，而我礦開(kāi)采的3層煤最上限為-50米（

24、距地表110米），因此，該層對(duì)礦井的涌水影響不大。當(dāng)3層煤回采后，3層煤頂板砂巖冒落、彎曲以及發(fā)生裂隙，這樣3層煤上部水平的水會(huì)沿砂巖裂隙導(dǎo)入，使3層煤頂板變成后生含水層，該“含水層”將對(duì)3層煤的回采帶來(lái)極大的影響。該含水層的水質(zhì)為中碳酸根鉀鈣鎂水。4.2.4三灰厚4.0114.84米，平均厚8.47米。上部灰?guī)r呈灰白色、質(zhì)純；下部灰?guī)r呈深灰色、質(zhì)不純、堅(jiān)硬、節(jié)理、溶洞及裂隙較發(fā)育，當(dāng)斷層錯(cuò)動(dòng)時(shí)，可能造成三灰與各煤層的直接接觸，因此應(yīng)注意透水，在一些已經(jīng)開(kāi)采的礦井中，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)在3層煤的回采過(guò)程中由于三灰的機(jī)械作用而發(fā)生底鼓。根據(jù)226孔的抽水資料（見(jiàn)表2）。三灰屬中等含水層，其水質(zhì)為中碳酸根

25、鉀鈉鈣水。另外根據(jù)-450大巷的實(shí)際揭露和鄰近礦井東高都礦的實(shí)際揭露得知三灰基本無(wú)水，這可能是由于淺部揭露三灰時(shí)，由于節(jié)理、溶洞等發(fā)育而含水，而深部的節(jié)理、裂隙、溶洞等不發(fā)育而不含水，這還有待于今后的進(jìn)一步證實(shí)。4.2.5八灰本層厚0.023.20米，平均厚1.67米，顏色呈灰到深灰色，結(jié)構(gòu)粗糙，為14層煤頂板，裂隙、溶洞都很發(fā)育，該層在西高都一號(hào)井已實(shí)際揭露。根據(jù)實(shí)際觀測(cè)及257號(hào)孔的抽水資料（見(jiàn)表2）。該層為中等含水層。水質(zhì)為重碳酸鈣鈉水。4.2.6九灰本層厚0.64-6.67米,平均4.00米,上部呈深灰色,往下其顏色漸深,為鈣質(zhì)泥巖,中部質(zhì)較純,內(nèi)夾黑色燧石層，層理發(fā)育,裂隙也較發(fā)育,

26、根據(jù)278號(hào)孔抽水資料(見(jiàn)表2).該層為弱含水層.4.2.7十灰厚5.86-13.05米，平均9.82米，為16煤頂板。該層厚度較大，沉積穩(wěn)定而均一，裂隙、溶洞均很發(fā)育，從224孔、257孔、219孔及278孔的抽水情況（見(jiàn)表2）分析，該層屬中等含水層，其水質(zhì)為重碳酸鹽和硫酸根鉀鈉鈣水。4.2.8十四灰厚27-30米，灰白致密質(zhì)純，厚度大，巖性均一，含有灰色燧石結(jié)核，裂隙、溶洞均較發(fā)育，但多被泥質(zhì)、粘土和方解石石脈充填，本含水層為弱含水層。4.2.9奧灰厚48米左右，F(xiàn)1斷層以西大面積露出地表，F(xiàn)1以東由蓋層履蓋，該層除裂隙發(fā)育外還有古溶洞，為強(qiáng)含水層，其水質(zhì)為重碳酸鹽鈣鎂水。4.3隔水層。4

27、.3.1下石盒子組泥頁(yè)巖以及上石盒子組上部的泥頁(yè)巖隔水層組雖然該隔水層組在局部范圍內(nèi)有部分缺失，但殘存的少許能防止上部含水層（如第四系流沙水及白堊系凝灰?guī)r水等）直接導(dǎo)入礦井。4.3.2一灰上部與下部的粘土巖、沙質(zhì)泥巖、泥巖等隔水層組該隔水層組厚28.43米，為較好的隔水層，在開(kāi)采2、3層煤時(shí)，可以防止下部含水層水（如三灰、奧灰等）導(dǎo)入礦井。4.3.3三灰到八灰之間隔水層組這一段有五、六層粘土巖，泥巖和砂質(zhì)泥巖隔水層，厚30.75米，在開(kāi)采14層煤時(shí)，可以防止三灰水導(dǎo)入礦井。4.3.414煤與15煤之間泥巖和砂質(zhì)泥巖隔水層組厚9.94米，可以防止八灰水補(bǔ)給九灰。4.3.5九灰和十灰間的泥巖隔水層

28、組厚8.36米，可以防止十灰與九灰相互勾通，特別是今后開(kāi)采15層煤時(shí)，應(yīng)盡量減少其對(duì)頂板的破壞。4.3.6.16煤及17煤上下的粘土巖、泥巖隔水層組厚11.81米，為良好的隔水層組，可以防止本溪群含水層的水充入礦井。5.礦井充水條件5.1含水層第四系流沙層，白堊系凝灰?guī)r等都是本礦井的主要含水層，礦井現(xiàn)有的井巷已有多處直接揭露了這些含水層，例如主井，副井揭露了第四系流砂層、白堊系凝灰?guī)r，雖然鑿井時(shí)采用了特殊的施工方法，這兩處現(xiàn)仍有一定量的涌水，例如主井涌水量為6.00m3/h，風(fēng)井涌水量為2.00m3/h，首采區(qū)總回風(fēng)上山在揭露白堊系底界含水層處，其涌水量達(dá)4.86m3/h。5.2大氣降水大氣降

29、水和地表水是許多礦井的主要涌水來(lái)源，因本礦井的基巖普遍被第四系風(fēng)化粘土層及白堊系覆蓋，而且礦井開(kāi)采的最上限是-50米，因此大氣降水以及地表水對(duì)礦井水無(wú)影響，因?yàn)榈乇硭话銤B入第四系流砂層中，而流砂層除對(duì)凝灰?guī)r有少許補(bǔ)給外，對(duì)基巖無(wú)補(bǔ)給作用，例如冬季本礦區(qū)地面為旱地，夏季為水田，但礦井涌水量并不隨季節(jié)而變化（礦井涌水資料見(jiàn)表3），再?gòu)牡孛娼邓c礦井涌水相關(guān)因素曲線上，我們可以看出，地面降水曲線不影響礦井涌水曲線。5.3開(kāi)采水平白堊系與煤系地層以不整合接觸，淺部水平的巷道及工作面距白堊系距離近，這樣淺部巷道及工作面的涌水量相對(duì)于深部巷道及工作面的涌水量大，而井下涌水的實(shí)際情況也的確如此，例如首采區(qū)

30、在回采前，-80米水平、-108米及-136米水平所施工的巷道總長(zhǎng)度差不多。但-80米水平的涌水大于-108米水平的涌水，-450米水平主要來(lái)自四采區(qū)采空區(qū)，五采區(qū)僅有少量淋水，總涌水量一直穩(wěn)定在40立方米/小時(shí)。除首采區(qū)因涌水量大而采用水閘墻封堵外，其余采區(qū)回采后，由于上部工作面的涌水流入下部工作面，使各回采工作面的實(shí)際情況無(wú)法測(cè)量，但從各工作面頂板淋水的發(fā)育情況可以看出，也是上部水平工作面的涌水量大于下部工作面涌水量。5.4采空區(qū)裂隙帶高度在首采區(qū)范圍內(nèi)，三層煤為厚煤層，可采煤厚可達(dá)5米左右，二層煤為薄層煤。平均煤厚約1.1米，三層煤全部采用冒落法管理頂板時(shí)，其頂板冒落帶高度為14米（見(jiàn)下

31、面計(jì)算）小于2、3層煤的層間距40米，其他采區(qū)三層煤厚度也不超過(guò)5米，二層煤僅在個(gè)別采區(qū)可采。這樣2、3層煤的冒落裂隙導(dǎo)水帶高度可分別計(jì)算，到最大值為導(dǎo)水裂隙帶上限。2層煤一般采厚為1.1米，3層煤一般采厚為5米3層煤冒落帶高度：H3m=+2.2=+2.2=14.0米3層煤導(dǎo)水裂隙帶高度:H3l1=+5.6=+5.6=48.7米2層煤導(dǎo)水裂隙帶高度H2l2=+5.6=+5.6 =26.12米通過(guò)計(jì)算我們可以看出3層煤即使全部采用冒落法管理頂板，其導(dǎo)水裂隙高度也在2層煤的導(dǎo)水裂隙帶下部，而且3層煤還采用條帶法開(kāi)采，因此2層煤的頂板導(dǎo)水裂隙帶為2、3層煤綜合影響的頂板導(dǎo)水裂隙帶，整個(gè)礦井涌水的80

32、%以上都是2層煤頂板水帶來(lái)的，而且隨著2層煤開(kāi)采面積的增大其涌水量成正比例增加。6井田及周邊地區(qū)老窯水分布狀況本井田南部小莊子煤礦與西部西高度煤礦均為現(xiàn)生產(chǎn)礦井，礦井涌水及時(shí)排除，不存在老窯積水，礦井北部東高度煤礦已于2002年關(guān)井停產(chǎn)。該礦井與本礦開(kāi)采同一煤層（煤3），井田邊界附近無(wú)較大地質(zhì)構(gòu)造，該礦井在靠近本井田邊界附近所進(jìn)行的采掘活動(dòng)揭露證實(shí)，巖漿巖侵蝕嚴(yán)重，可采有效面積不足20%，為預(yù)防其老空積水，各項(xiàng)采掘工程接近北部邊界時(shí)留設(shè)100m邊界煤柱，并必須堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原則，確保安全生產(chǎn)。7礦井充水狀況目前，礦井除采煤3外，煤2僅開(kāi)采局部塊段，煤14 兩個(gè)

33、可采塊段均位于首采區(qū)采空區(qū)積水體下方，煤16三個(gè)儲(chǔ)量塊段中, 兩個(gè)勘探程度較高的儲(chǔ)量塊段均位于首采區(qū)采空區(qū)積水體下方，一個(gè)勘探程度較低的儲(chǔ)量塊段，全部位于井田西部邊界煤柱和斷層隔水煤柱內(nèi),煤17煤層厚度達(dá)不到可采厚度，近期內(nèi)未被列入開(kāi)采計(jì)劃。自1996年在-250m水平東大巷和-108m水平總回風(fēng)道建永久性水閘墻封閉首采區(qū)，礦井生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到井田北翼以來(lái)，礦井涌水量觀測(cè)結(jié)果證明，本礦井涌水量受開(kāi)采面積和季節(jié)性變化影響不大，僅2001年程莊煤礦與本礦井貫通后涌水量增加40m3/h，該礦井自2003年5月停產(chǎn)后，進(jìn)入本礦井涌水量穩(wěn)定在27m3/h左右；2002年8月4038軌道平巷接近F10斷層時(shí)增加

34、3m3/h涌水量，礦井涌水量仍在2001年修編地質(zhì)報(bào)告時(shí)預(yù)計(jì)礦井涌水量基礎(chǔ)上進(jìn)行修正補(bǔ)充：（1）、-250m水平正常涌水量:92.8m3/h,最大涌水量:108.6m3/h；（2）、-450m水平正常涌水量:42.2m3/h,最大涌水量:61.6m3/h；（3）、生產(chǎn)廢水：20 m3/h；（4）、全礦井正常涌水量: 155.0m3/h,最大涌水量:190.2m3/h；而現(xiàn)在實(shí)際涌水量為：（1）、-250米水平正常涌水量為81m3/h,最大涌水量為90m3/h；（2）、-450米水平正常涌水量為39 m3/h,最大涌水量為44 m3/h；（3）、生產(chǎn)廢水:20 m3/h；（3）、全礦井正常涌水量

35、為140 m3/h,最大涌水量為154 m3/h；7.1礦井水來(lái)源分析：礦井南翼礦井水主要來(lái)源是第四系流沙水，通過(guò)首采區(qū)采空區(qū)冒落裂隙帶導(dǎo)入井下。1996年9月首采區(qū)結(jié)束生產(chǎn)后，分別在-250m水平東運(yùn)輸石門(mén)和-108m水平回風(fēng)巷各建筑一道永久性水閘墻對(duì)該部分涌水進(jìn)行了封閉，封閉后無(wú)任何漏水現(xiàn)象。7.1.1礦井水主要來(lái)源一是位于本礦井淺部的程莊煤礦（已關(guān)井停產(chǎn)）采空區(qū)裂隙水，涌水量20 m3/h。二是本礦井四采區(qū)采空區(qū)裂隙水32.3 m3/h，三是礦井主、風(fēng)井井筒淋水8 m3/h，四是二采區(qū)采空區(qū)裂隙水12 m3/h，五是4032塊段采空區(qū)裂隙水40 m3/h，六是北部開(kāi)拓運(yùn)輸大巷3.5 m3

36、/h。七是2501采區(qū)頂板淋水4.2 m3/h。 礦井在各涌水通道均建立了涌水量觀測(cè)站，定期用三角堰法和矩形堰對(duì)礦井涌水量進(jìn)行觀測(cè)。8.礦井防治水工作由于本礦井的主采煤層2層和3層煤采用冒落法回采時(shí)，首采區(qū)回采后，其冒落帶受到上部流沙水的影響，涌水量曾達(dá)450m3/小時(shí)，原塘崖煤礦在-108m水平總回風(fēng)巷依據(jù)臨沂礦務(wù)局臨局生字（94）第335號(hào)文批準(zhǔn)的-108m水閘墻設(shè)計(jì)，于1995年9月19至26日建筑-108m水閘墻，該水閘墻體為多段楔形砼體結(jié)構(gòu)，墻體厚度4500mm，楔槽深度500mm,閘墻凈斷面4.45m2,空區(qū)內(nèi)最大水柱高度168m，設(shè)計(jì)最大抗壓強(qiáng)度1.85MPa。原塘崖煤礦依據(jù)臨沂

37、礦務(wù)局以臨局生字（95）第302號(hào)文批準(zhǔn)的-250m水閘墻設(shè)計(jì)，于1996年7月20日至8月9日在-250m水平東大巷建筑-250m 1#水閘墻，該水閘墻體為多段楔形砼體結(jié)構(gòu)，墻體厚度8000mm，楔槽深度800mm,閘墻凈斷面8.6m2,空區(qū)內(nèi)最大水柱高度310m，設(shè)計(jì)最大抗靜壓強(qiáng)度3.41MPa。抗剪強(qiáng)度0.32 MPa。為進(jìn)一步提高安全防護(hù)能力，臨沂興元煤業(yè)有限責(zé)任公司依據(jù)1#水閘墻批準(zhǔn)設(shè)計(jì)，于2004年9月15至25日，在距1#水閘墻70m處建立2#水閘墻。該水閘墻體為多段楔形砼體結(jié)構(gòu)，墻體厚度8000mm，楔槽深度800mm,閘墻凈斷面4.4m2,設(shè)計(jì)最大抗靜壓強(qiáng)度3.41MPa?？辜魪?qiáng)度0.32 MPa。原1#水閘墻及其周圍巖壁經(jīng)1996年8月9日至2004年9月24日連續(xù)8年現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，無(wú)任何滲漏情況；-108m水閘墻、-250南大巷2#水閘墻自建成以來(lái)，一直堅(jiān)持每周一檢查制度，2006年對(duì)兩處水閘墻安裝視頻監(jiān)控，實(shí)行不間斷監(jiān)控，至今該兩處水閘墻墻體完整，圍巖無(wú)滲漏現(xiàn)象，2009年4月16日，臨沂市煤炭工業(yè)辦公室組織專家對(duì)上述水