大屯公司徐莊煤礦工作面水文地質(zhì)情況評價(jià)及水害隱患治理情況分析報(bào)告

1、7335工作面水文地質(zhì)情況評價(jià)及水害隱患治理情況分析報(bào)告一、工作面概況1、地面位置7335工作面地面位置為微山湖湖區(qū)，地面標(biāo)高為+。2、井下位置及四鄰情況7335工作面位于H3采區(qū)東翼，工作面標(biāo)高。東部是與山東高莊煤礦之間的邊界煤柱，高莊煤礦尚未在該區(qū)域進(jìn)行開采；西部是H3采區(qū)上山系統(tǒng)及7334設(shè)計(jì)工作面；南（淺）部是7333采空區(qū)；北（深）部是未采區(qū)域。二、地質(zhì)情況評價(jià)工作面整體呈單斜構(gòu)造，煤層傾角21。26,屬緩傾斜-傾斜煤層，煤層傾角相對較大。受斷層構(gòu)造影響，局部區(qū)域煤層產(chǎn)狀變化較大。根據(jù)掘進(jìn)資料分析，材料道共揭露4條正斷層及一條平滑斷層組，從工作面東部向西部依次為：/59H=E斷層、f

2、82H總=平滑正斷層組、/62H=E斷層及F114H=F斷層。溜子道共揭露4條斷層，其中一條逆斷層3條正斷層，工作面由東向西依次為；F1172H至斷層f72H=E斷層、H=E斷層及f86H評滑正斷層組，對工作面影響最大的為f86H=平滑正斷層及F1172H=逆斷層；其中f86平滑范圍約10ml最薄煤厚只有，F(xiàn)1172逆斷層造成溜子道中西部煤厚重疊，最大煤厚達(dá)，斷層繼續(xù)向工作面中東部發(fā)育對工作面回采影響較大。三、水文地質(zhì)情況評價(jià)1、頂?shù)装搴畬?335工作面回采的是山西組7號煤層，從上往下含水層依次為第四系砂巖含水層、侏羅白堊砂礫巖含水層、下石盒子組砂巖含水層、山西組煤層頂(底)板砂巖含水層、太

3、原組灰?guī)r含水層及奧陶系灰?guī)r組含水層，各含水層情況如下：(1)第四系砂巖含水層礦區(qū)第四系厚度，平均，自上而下劃分為6個(gè)含水層，5個(gè)隔水層。含水層結(jié)構(gòu)、厚度變化較大，含水性差異也較大。井田東南部由于基巖面抬升，使第四系的IV、V含與基巖面呈帶狀接觸，各含水層之間在此產(chǎn)生水力聯(lián)系，對淺部工作面回采有一定影響，隨著采深加大，影響逐漸降低。根據(jù)7335工作面附近的45、47號鉆孔揭露資料，該區(qū)域第四系底界為砂礫層，厚度,距離7煤頂板距離,工作面標(biāo)高在，屬井田中深部，正常情況不受第四系含水層的影響。(2)侏羅白堊砂礫巖含水層井田揭露最大殘厚，底部礫巖含水層為含較豐富溶洞裂隙水。根據(jù)45、47號鉆孔揭露資料

4、，該區(qū)域侏羅白堊底界為的礫巖層，距離7煤頂板,由于距離煤層較遠(yuǎn)，一般情況下對煤層開采基本無影響。(3)下石盒子組砂巖含水層該地層平均厚度，底部分界砂巖平均厚度，整體含水性較弱。根據(jù)45、47號孔揭露資料，該區(qū)域處下石盒子組底界為細(xì)-粗砂巖，厚度,距離7煤頂板,在上“兩帶”冒落范圍以內(nèi)，是7335工作面開采的直接充水含水層，對回采有一定影響。(4)山西組煤層頂(底)板砂巖含水層井田范圍內(nèi)地層平均厚度，煤層頂、底板砂巖裂隙水是煤層開采的直接充水水源。頂板砂巖含水層：是主要充水含水層，整體較富水，裂隙較發(fā)育，導(dǎo)水性較強(qiáng)，受其它含水層補(bǔ)給，但補(bǔ)給量小，有一定靜儲量。充水表現(xiàn)為突水較頻繁，初始水量較大，

5、但持續(xù)一段時(shí)間后或明顯減小、或消失，總涌水量不大，是一個(gè)較易疏放和疏干的含水層。充水量具有隨采掘面積擴(kuò)大，深度增加而變大的總體趨勢，但其裂隙的發(fā)育從總體上符合一般規(guī)律：隨深度加大而衰減。底板砂巖含水層：基本不含水，個(gè)別地段存在導(dǎo)水裂隙，整體為局部含水層，含水區(qū)域位于煤層露頭附近，受第四系底含少量滲透補(bǔ)給，靜儲量也不大，井下原有突水點(diǎn)基本已干涸。7335工作面范圍內(nèi)7煤頂板直接頂為砂質(zhì)泥巖，老頂為中砂巖，厚度,工作面掘進(jìn)期間，在材料道進(jìn)行深孔爆破泄壓，鉆孔附近淋水量正常1m3/h,最大達(dá)3m/h;下卷未進(jìn)行深孔爆破泄壓，僅在局部區(qū)域有少量淋滴水，淋水量小于ho(5)太原組灰?guī)r含水層該地層平均厚度

6、，共有灰?guī)r14層，含水灰?guī)r有L2、L4、L8-9和L12,對礦井生產(chǎn)有影響的為L4。L4平均厚度，具巖性致密堅(jiān)硬，裂隙巖溶發(fā)育程度不均一，整體富水性隨深度增加而減弱。7335工作面范圍內(nèi)L4厚度,距離7煤底板。由于L4為局部含水，主要集中在斷層破碎帶處，可以通過工作面底板破壞帶和地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)水，7335工作面掘進(jìn)期間揭露斷層構(gòu)造時(shí)未發(fā)現(xiàn)有底板出水跡象，基本可以排除太原組L4水的影響。(6)奧陶系灰?guī)r組含水層奧陶系分為中、下奧陶統(tǒng)，計(jì)6個(gè)地層組。該地層頂界距山西組7煤平均為。為區(qū)域性強(qiáng)含水層，其中馬家溝組灰?guī)r溶洞裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)。目前礦井開采山西組7、8層煤，在不受地質(zhì)構(gòu)造的導(dǎo)通下不波及到該含水

7、層。經(jīng)分析，7335工作面回采期間主要受下石盒子組底界砂巖、山西組煤層頂板砂巖含水層的影響。2、地質(zhì)構(gòu)造水7335工作面在掘進(jìn)過程中揭露的地質(zhì)構(gòu)造及構(gòu)造導(dǎo)、含水情況分別如下：(1)材料道材料道C2#自處，/60H=,正斷層，無出水跡象;材料道C4#電處，f83+總=、的平滑正斷層組，揭露時(shí)未出水;材料道C12#K處，/62H=,正斷層，無出水跡象；材料道L25#點(diǎn)處，F(xiàn)114H=,正斷層，無出水跡象。(2)溜子道溜子道L5#L8#電處，F(xiàn)lH二,逆斷層，巷道剛揭露時(shí)局部區(qū)域有少量滴水跡象，目前出水點(diǎn)已消失；溜子道L9#點(diǎn)往西處，f73H=,正斷層，無出水跡象；溜子道L13#點(diǎn)往東處，/85H=

8、,正斷層，無出水跡象；溜子道A#點(diǎn)B#電之間，f72H,平滑正斷層組，無出水跡象。(3)切眼切眼L20#點(diǎn)處，/75H=,無出水跡象。(4)放水巷放水巷L(fēng)16#點(diǎn)往東處，f7254/70H=,正斷層，無出水跡象；放水巷L(fēng)16#點(diǎn)往東處，f7255Z40H=,正斷層，無出水跡象。經(jīng)分析，7335工作面掘進(jìn)期間所揭露的地質(zhì)構(gòu)造基本不存在導(dǎo)、含水現(xiàn)象，極個(gè)別斷層，例如F117-2逆斷層，也僅僅是巷道剛揭露時(shí)局部區(qū)域有少量滴水跡象，分析為頂板砂巖水滲入斷層破碎帶中，少量靜儲量水在揭露時(shí)被疏放，不存在外來水源的補(bǔ)給。3、老空水7335工作面僅存在7333采空區(qū)，7333工作面自2015年12月份開始回采

9、，2017年5月回采結(jié)束，工作面老頂初次來壓時(shí)頂板砂巖發(fā)生突水，最大水量20m3/h，穩(wěn)定后水量10m3/h，直至工作面回采結(jié)束，老塘水基本穩(wěn)定，未發(fā)生較大的波動。工作面下巷存有2處低洼區(qū)，工作面推過后形成積水區(qū)，積水空間分別為1200m3、425m3，積水深度分別為、。2017年12月2018年2月，在7335切眼、材料道分別為這兩個(gè)積水區(qū)進(jìn)行探放，探放情況如下：7333采空區(qū)1#積水區(qū)探放水工作分為兩部分。第一部分：于7335切眼對1#積水區(qū)的積水情況進(jìn)行探測，并對積水提前進(jìn)行疏放，工程日期2017年12月2729日，共計(jì)施工3個(gè)鉆孔，工程量190ml累計(jì)疏放水量約1600m（其中400m

10、的動水），疏放水量與預(yù)計(jì)的水量較吻合。第二部分：于7335材料道對1#積水區(qū)最低點(diǎn)施工了2個(gè)觀測孔，為了防止原疏放水孔受到礦壓影響而破壞。工程日期2018年1月22日，工程量12m。7333采空區(qū)2#積水區(qū)探放水工作分為兩部分。第一部分：于7335材料道（東）對2#積水區(qū)的積水情況進(jìn)行探測，并對積水提前進(jìn)行疏放，工程日期2018年2月810日，共計(jì)施工2個(gè)鉆孔，工程量91ml累計(jì)疏放水量約345吊，與原預(yù)計(jì)的水量有一定的差距。第二部分：于7335材料道(西)對2#積水區(qū)最低點(diǎn)施工了2個(gè)觀測孔，為了防止原疏放水孔受到礦壓影響而破壞。工程日期2018年2月25日，工程量12m經(jīng)分析，7335工作面

11、周邊僅存在7333采空區(qū)，采空區(qū)中的2個(gè)積水區(qū)在7335材料道、切眼掘進(jìn)期間已經(jīng)進(jìn)行了探放，積水已疏放完畢，目前不存在老空水隱患。4、鉆孔水7335工作面附近存在45、47號兩個(gè)地面勘探鉆孔，經(jīng)查閱資料，這兩個(gè)鉆孔封孔合格，且工作面在掘進(jìn)至鉆孔附近時(shí)也未發(fā)現(xiàn)有異常的出水情況，因此，基本可以排除受鉆孔水的影響。綜上所述，對7335工作面回采有影響的水源為山西組煤層頂板砂巖水和下石盒子組砂巖水。四、導(dǎo)水通道分析1、導(dǎo)水裂隙帶(1)頂板導(dǎo)水裂隙帶7335工作面設(shè)計(jì)為綜放工作面，工作面無偽頂發(fā)育，直接頂為砂質(zhì)泥巖，老頂為中砂巖，屬中硬巖，單項(xiàng)抗壓強(qiáng)度為2040MPa根據(jù)煤礦防治水手冊中綜放工作面中硬類

12、覆巖“兩帶”冒落高度的經(jīng)驗(yàn)公式:Hl =100 M0.26 m+6.8811.49m-累計(jì)采高(7335工作面設(shè)計(jì)采高為)計(jì)算得到7335工作面導(dǎo)水裂隙帶高度為HL=士。根據(jù)7335工作面回采說明書中的綜合柱狀圖資料分析，該區(qū)域下石盒子組底界為細(xì)-粗砂巖，厚度,距離7煤頂板,在上“兩帶”冒落范圍以內(nèi)，因此“兩帶”高度將波及7煤頂板所有的山西組砂巖含水層，以及下石盒子組底界砂巖含水層。(2)底板破壞帶根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)在徐莊煤礦、姚橋煤礦8199、7265工作面監(jiān)測的底板破壞帶數(shù)據(jù)，當(dāng)單獨(dú)回采7煤時(shí)，底板破壞帶深度；當(dāng)7煤已回采，進(jìn)行8煤回采時(shí)，底板破壞帶深度。7335工作面目前僅回采7煤，預(yù)計(jì)底

13、板破壞帶深度在左右，該范圍內(nèi)為8煤及8煤底板砂質(zhì)泥巖或細(xì)砂巖。工作面范圍內(nèi)太原組L4距離7煤底板,減去底板破壞帶深度后有效的隔水層厚度為。根據(jù)回采工作面底板安全水頭壓力值計(jì)算公式：Ts=P/MM-底板隔水層厚度P-水壓，7335工作面下方的東九集中放水巷曾經(jīng)進(jìn)行過L4水疏放，該處標(biāo)高。工作面標(biāo)高,則L4水壓。Ts-臨界突水系數(shù)，構(gòu)造破壞地段mi隔水層完整地段MPa/rn計(jì)算得Ts=MPa/mKMPa/m,滿足底板隔水層的要求。2、導(dǎo)水構(gòu)造7335工作面掘進(jìn)期間兩道及切眼均揭露斷層構(gòu)造，以正斷層為主，斷層(組)落差在10m以下，基本不存在導(dǎo)、含水現(xiàn)象。根據(jù)地面三維物探資料，該工作面及周圍200m

14、范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱等其他地質(zhì)構(gòu)造。3、地質(zhì)勘探鉆孔工作面附近50m范圍內(nèi)存在45、47兩個(gè)地質(zhì)鉆孔，經(jīng)查閱資料，這兩個(gè)鉆孔封口合格。綜上所述，7335工作面存在的導(dǎo)水通道為煤層開采后形成的頂板“冒落”帶，導(dǎo)通的水源為山西組煤層頂板砂巖水和下石盒子組底界砂巖水。五、水害隱患治理情況評價(jià)1、工作面涌水量預(yù)測(1)單位涌水量比擬法7335工作面周邊僅7333工作面已回采，這兩個(gè)工作面走向平行布置，地質(zhì)、水文地質(zhì)條件相同，工作面出水水源均為山西組煤層頂板砂巖水和下石盒子組底界砂巖水，受工作面開采面積及砂巖水水位降深影響，可用以下公式計(jì)算7335工作面涌水量：Q-7333工作面涌水量，正常10m3/h,

15、最大20m3/h;F、F0-分別表示7335和7333工作面的面積，分別為125244r2K2157164吊;S、S-分別表示7335和7333工作面頂板砂巖水水位降深，以工作面標(biāo)高的垂高為參照，分別為、。計(jì)算得Q=h17mi/h,即工作面正常水量h,最大水量17mi/h。（2）大井法7335工作面寬平均m,推進(jìn)長度平均，將工作面近似看做一個(gè)矩形大井（長a=，寬b=）。由于采動破壞，“兩帶”會造成上覆巖含水層水位下降、局部疏干，選用大井法承壓-無壓井流公式。Q1.366K（2H-M）M,R10S衣，RoRr0,r0圣lgRo-lgro4Q-涌水量，m3/hM-含水層厚度，mi7335工作面范圍

16、內(nèi)煤層頂板砂巖含水層、下石盒子組底界砂巖含水層平均累計(jì)厚度為十=K-含水層滲透系數(shù)，m/d。根據(jù)礦井抽（注）水試驗(yàn)綜合成果表，山西組頂板砂巖含水層滲透系數(shù)值，Q1孔m/d,XSG-2孔，取大值m/d。H-水位標(biāo)高，m7335工作面頂板砂巖水水位降深，以工作面標(biāo)高的垂高為參照，。S-水頭降深，S=HmR-引用半徑，計(jì)算得。R-影響半徑，計(jì)算得。0-大井半徑，計(jì)算得。刀-a、b比值,計(jì)算得，Q=h（3）相關(guān)分析法7335工作面屬于H3采區(qū)，該采區(qū)目前已回采7331、7332、7333工作面，其中7331工作面受F14斷層影響，水文地質(zhì)情況與采區(qū)內(nèi)其他工作面不同，而7332、7333、7335工作面

17、地質(zhì)、水文地質(zhì)情況相似，均是回采山西組7煤，且都是受山西組煤層頂板砂巖水和下石盒子組底界砂巖水的影響，因此，可參考7332、7333工作面涌水情況預(yù)測7335工作面涌水量。表1涌水量情況統(tǒng)計(jì)表工作面名稱正常涌水量最大涌水量工作卸卸積（m2(m3/h)(m3/h)7332101559214732733310201571647335預(yù)計(jì)5-10預(yù)計(jì)50125244根據(jù)7332、7333工作面回采時(shí)出水統(tǒng)計(jì)，由于7335工作面回采面積較小，但是工作面內(nèi)小斷層較多，經(jīng)綜合考慮，預(yù)計(jì)該工作面正常涌水量510mVh,最大涌水量50m3/h。綜上所述，單位涌水量比擬法預(yù)測數(shù)據(jù)偏小，而大井法考慮的是整個(gè)頂板完

18、全垮落，預(yù)測水量偏大，因此這兩種方法僅作為相關(guān)分析法預(yù)測數(shù)據(jù)的參考，預(yù)計(jì)7335工作面正常涌水量510r3/h,最大涌水量50m3/h。2、工作面排水系統(tǒng)根據(jù)7335工作面預(yù)計(jì)涌水量、以及溜子道起伏情況分析，工作面回采時(shí)防治水可分為四個(gè)階段。第一階段：仰采，切眼至14#測點(diǎn)后，全長約。切眼下口至15#測點(diǎn)略微下山，標(biāo)高差距，這段距離，老頂尚不會垮落，主要水源為生產(chǎn)水，在15#測點(diǎn)處施工水泱子（參數(shù)，長X寬x深=xim1mj）,使用風(fēng)泵向后側(cè)放水巷排水?；夭蛇^15#測點(diǎn)后就可向后側(cè)自流排水。第二階段：俯采，14#W點(diǎn)后至溜子道臨時(shí)水倉，全長約。鋪搪瓷溜子梢將水引致沉淀池，經(jīng)沉淀池過濾后經(jīng)水溝引致

19、臨時(shí)水倉，使用泵排，臨時(shí)水倉設(shè)有英格索蘭BQG-450網(wǎng)泵=2臺，BQS60-80-30N電泵=2臺，鋪設(shè)了2趟4口寸排水管（無縫鋼管，溝梢連接），總排水能力174m3/h。第三階段：仰采，溜子道臨時(shí)水倉至溜子道4#測點(diǎn)后，全長約338m工作面推至9#測點(diǎn)后后水可自流至后側(cè)老塘。第四階段：俯采，溜子道4#測點(diǎn)后至停產(chǎn)線，全長約。此時(shí)已接近工作面回采結(jié)束，頂板砂巖水已疏放的差不多了，主要水源為生產(chǎn)水，在2#點(diǎn)處的最低點(diǎn)施工了水泱子（參數(shù)，長X寬x深=ximx1m）,使用風(fēng)泵向溜子道外口排水。綜上所述，目前7335工作面回采經(jīng)受到煤層頂板砂巖水的影響，針對該問題已提前建立了完善的排水系統(tǒng)，在系統(tǒng)穩(wěn)

20、定運(yùn)行的情況下，煤層頂板砂巖水對工作面正常回采影響較小。六、應(yīng)急準(zhǔn)備及措施1、采掘區(qū)隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)工作面特點(diǎn)，編制工作面來壓和出水觀測措施，制定工作面搶險(xiǎn)救援專項(xiàng)預(yù)案（可在作業(yè)規(guī)程中體現(xiàn)），并認(rèn)真組織學(xué)習(xí)傳達(dá)。2、當(dāng)工作面推進(jìn)過程中在工作面煤壁、巷道頂?shù)装寤蚱渌攸c(diǎn)發(fā)現(xiàn)有淋滲水、煤壁外鼓等突水征兆時(shí)，必須停止工作面推進(jìn)作業(yè)，撤出現(xiàn)場工作人員，立即向調(diào)度臺匯報(bào)，待查明原因采取相應(yīng)的措施確認(rèn)無突水威脅時(shí)方可繼續(xù)生產(chǎn)。如果情況危急，必須立即發(fā)出警報(bào)，撤出受水害威脅區(qū)域的所有人員。3、當(dāng)工作面發(fā)生突然透水事故時(shí)，現(xiàn)場工作人員在立即向礦調(diào)度臺匯報(bào)的同時(shí)，在跟班隊(duì)長、班長的指揮下，要迅速組織搶救，爭取就地解決。應(yīng)盡可能就地取材，加固工作面支護(hù)，以免事故擴(kuò)大。4、礦調(diào)度接到報(bào)警要迅速通知n3采區(qū)、n3下采區(qū)、-