采煤工作面水害分析評價報告

1、精品水城縣都格河邊煤礦10101綜采工作面水情水害分析及安全許可評價報告礦 長:總工程師：安全礦長：感謝下載載生產(chǎn)礦長：羅順軍機電礦長：袁明海編制單位：技術(shù)科目錄第一節(jié)基本情況概述-4-一、工作面基本情況及四鄰情況概述-4-二、水文地質(zhì)條件概況-4-三、礦井充水條件-5-四、10101綜采工作面水情水害分析-8-第二節(jié)物探報告-.1.0-一、礦井瞬變電磁(MTEM)原理-.10-二、數(shù)據(jù)采集與測線布設-.15-三、數(shù)據(jù)處理與成果解釋-.16-第三節(jié)結(jié)論-.2.0.-第四節(jié)防治水措施-.2.0-第一節(jié)基本情況概述一、工作面基本情況及四鄰情況概述10101工作面位于河邊煤礦一采區(qū)東翼的1#煤層，+

2、853水平以上，該面上限標高為+995.7,下FM標高為+854.4工作面運輸巷走向長度880m，回風巷走向長度930m，工作面傾斜長度227m，工作面下部距3#煤層6.3m，未開采，以西為風井保護煤柱，以北為煤層露頭風化帶，以南為853-1瓦斯抽放巷，以東為井田邊界，3#煤層和1#煤層之間平均垂距約為5米左右。二、水文地質(zhì)條件概況井田內(nèi)出露地層有峨眉山玄武巖組（P3（3）、龍?zhí)督M（P31）、下三疊統(tǒng)飛仙關組（T1f）、第四系Q。其巖性特征由老到新分述如下：1、峨嵋山玄武巖組（P3B）：分布于礦區(qū)北部邊緣，大多呈同向坡，局部地方呈聳立的山峰，山間沖溝發(fā)育、地表大部分被風化物覆蓋。礦區(qū)內(nèi)未見泉水

3、出露，據(jù)鄰區(qū)資料，一般泉流量小于1l/s，動態(tài)變化顯著。富水性弱，屬相對隔水層。2 、龍?zhí)督M（P3l）：廣泛分布于礦區(qū)內(nèi)，巖性主要為細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥巖、煤層組成。地表出露面積大，但多被坡殘積層覆蓋，地貌上多呈緩坡、溝谷。共調(diào)查泉點4個，一般流量0.0010.2771/s,動態(tài)變化明顯。本組含裂隙水，富水性弱。3 、飛仙關組（T1f）：本組分上下兩段。（1）上段（T1f2）：分布礦區(qū)東南部，巖性以砂巖為主。多成垂直走向的山脊和沖溝，巖石易風化，裂隙發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)泉水出露少，調(diào)查泉點2個，流量0.0610.112l/s?？菁径喔珊?，季節(jié)性變化顯著。本段含少量的裂隙水，富水性

4、弱。（2）下段（T1f1）：分布同上段，巖性以粉砂巖為主。出露于山坡前緣，成緩坡地形，礦區(qū)內(nèi)未見泉點出露。本段富水性弱，屬相對隔水層。4 、第四系（Q）：為坡、殘積物及沖、洪積物等。其厚度變化較大，在238m之間，一般約20m。具透水性較強，往往有泉水出露，流量在0.1680.344l/s之間。動態(tài)嚴格受季節(jié)控制。5 、老窯水文地質(zhì)特征礦區(qū)內(nèi)煤層露頭線一帶分布老窯，巷道開拓時，地表水沿砂巖破碎帶涌入，順煤層的頂板塌陷裂隙滲入，對礦坑進行充水。水量受大氣降水控制明顯。6 、構(gòu)造對礦床充水的影響礦區(qū)所處區(qū)域構(gòu)造位置屬于揚子陸塊，黔北隆起，六盤水斷陷，楊梅樹向斜南東翼，總體構(gòu)造形態(tài)為單斜。地層走向南

5、東，傾向南西，地層傾角2640°。未發(fā)現(xiàn)對礦床開采構(gòu)成影響的斷裂構(gòu)造。三、礦井充水條件（1） 、充水水源分析區(qū)內(nèi)主要的充水水源有大氣降水、地表水、地下水、滑坡水、采空區(qū)積水等，現(xiàn)分述如下：1 、大氣降水大氣降水是區(qū)內(nèi)地表水、地下水的主要補給來源，降雨還可以沿地表裂隙及孔隙直接滲入礦井中，同時還可以通過老窯采空區(qū)蓄集，給礦井開采帶來危害；特別是雨季及暴雨期，地表水暴漲容易造成淹井事故，故礦井應加強防洪工作。2 、地表水北盤江及礦區(qū)內(nèi)地表沖溝水是影響礦井充水的主要地表水體。（1）北盤江：位于礦區(qū)西部邊緣，河床最低標高+900m左右，且距礦區(qū)較遠，因此，在不改變自然地質(zhì)環(huán)境的條件下，北盤江

6、對礦井開采影響不大。但應加強監(jiān)測，防患于未然。（2）礦區(qū)內(nèi)沖溝水：發(fā)育于礦區(qū)內(nèi)。目前觀測，沖溝水無明顯滲漏現(xiàn)象，但在其下及附近進行采礦應加強頂板管理，預防冒落裂隙帶與其溝通，導致溝水涌入。特別是井田中部的溪流在自然狀態(tài)下通過第四系松散層和含煤地層中裂隙帶對礦井間接補給，當人為作用下改變了原始條件，溪流將慣入井巷成為直接充水水源，造成水害。3 、地下水礦區(qū)內(nèi)上覆含水層為飛仙關組上段，與含煤地層間有厚約150m的飛仙關組下段隔水層相隔，故對今后開采影響不大；下伏地層峨嵋山玄武巖組富水性弱，亦屬相對隔水層，對今后開采影響亦不大；含煤地層本身含裂隙承壓水，根據(jù)鄰區(qū)小窯調(diào)查，進水方式以頂板淋水、滴水，底

7、板滲水為主，構(gòu)造裂隙為其主要的充水通道，總出水量一般不大。如發(fā)耳區(qū)辦煤礦，開采3號煤層，巷道長約300m，采空面積約2000m2，但水量極微，總出水量約0.1l/s；新龍煤礦總出水量為0.436l/s（2002年8月4日）；攀枝花煤礦為1.245l/s（2002年9月5日）。雖然富水性弱，但具承壓性，開采過程中應做好疏排水工作。4、滑坡水區(qū)內(nèi)滑坡2處，面積大于0.3km2左右，但都具有透水性強的特點。因此，在滑坡體下開采應注意冒落帶的影響高度，以免降雨和溝水通過滑坡滲入，造成淹井事故。5、采空區(qū)積水礦區(qū)周圍有采空區(qū)分布，且多有積水。在其附近開采時必須注意因人工破壞其自然壓力平衡狀態(tài)，而導致老窯

8、積水突然潰入井巷造成淹井事故；礦井開采過程中必須加強預防。（2） 、充水通道分析1 巖石節(jié)理裂隙礦山內(nèi)的龍?zhí)督M含煤地層在接近地表附近大部為第四系，透水性較強。而龍?zhí)督M則發(fā)育成巖或構(gòu)造節(jié)理、裂隙，尤其是內(nèi)部細砂巖等脆性巖石更為發(fā)育，它們是地下水活動的良好通道，并溝通上覆含水層與含煤地層的水力聯(lián)系。2 人為采礦冒落裂隙未來的采煤活動將產(chǎn)生大量的采礦裂隙，這些人為裂隙也會溝通上覆含水層與含煤地層的水力聯(lián)系，成為地下水活動的良好通道。3 原小煤礦采空區(qū)礦山內(nèi)原小煤礦廢棄采面或巷道會成為采空區(qū)積水，當煤層開采至采空區(qū)時，巷道勾通采空區(qū)會成為充水通道。（3） 、充水方式由于礦井直接充水含水層露頭分布不廣，

9、接受大氣降水補給不強，為弱含水層，充水通道主要以巖石原生和采礦節(jié)理、裂隙為主，規(guī)模一般不大，少量為采空巷道導水，因此未來礦井充水方式主要以滲水、滴水、淋水為主，局部可能發(fā)生突水。（4） 10101綜采工作面水情水害分析1 、地表水分析10101采煤工作面對應地表地形為南高北低的陡坡旱地，高差較大，在100m以上，地表主要是溪溝水，隨季節(jié)變化而變化，全年除5、6月外，其余季節(jié)均為干枯狀態(tài)，由于對應地面均為陡坡，故雨季時地表水均排泄于溪溝中后流入阿貢河后匯于北盤江。2 、井田周邊小窯及煤礦情況通過對周邊老窯的調(diào)查，井田范圍內(nèi)的小窯集中在原老系統(tǒng)井口以北，均為地表露頭開挖，小窯具體情況如下；老系統(tǒng)主

10、井：X=2917698Y=35470815Z=980,位于現(xiàn)風井、948石門往東30米巷道方位145度，距現(xiàn)開采的10101采面150米，積水標高+936m，面積1200m2,積水量800m3。老系統(tǒng)風井：X=2917749Y=35470796Z=970,位于現(xiàn)風井、948石門往東30米巷道方位145度，距現(xiàn)開采的10101采面180米，積水標高+936m，面積2300m2,積水量1850m3。1#老窯：X=2917825Y=35470881Z=963.8,位于現(xiàn)風井往東180米位置，距現(xiàn)開采的10101采面420米，積水標高+940m，面積3600m2,積水量2000m3。2#老窯：X=29

11、17749Y=35470797Z=970,位于948石門往東90米位置，距現(xiàn)開采的10101采面360米，積水標高+945m，面積1800m2,積水量800m3。3#老窯：X=2917731Y=35470841Z=975,位于948石門往東92米，位置，距現(xiàn)開采的10101采面330米，開采時上山開采，已封填實，無積水。4#老窯：X=2917760Y=35470830Z=973,位于948石門往東90米，位置，距現(xiàn)開采的10101采面360米，開采時上山開采，已封填實，無積水。5#老窯：X=2917650Y=35470839Z=994,位于113101回風巷頂部70米，距現(xiàn)開采的10101采面

12、250米，開采時上山開采，已封填實，無積水。由于小窯封閉年限較久，已垮塌實，加之離現(xiàn)在回采的10101采煤工作面較遠，故對礦井現(xiàn)階段的回采無安全威脅。精品感謝下載載第二節(jié)物探報告一、礦井瞬變電磁（MTEM）原理1、探測方法原理瞬變電磁法屬時間域電磁感應方法。其探測原理是：在發(fā)送回線上供一個電流脈沖方波，在方波后沿下降的瞬間，產(chǎn)生一個向發(fā)射回線法線方向傳播的一次磁場，在一次磁場的激勵下，地質(zhì)體將產(chǎn)生渦流（見圖2-1）,其大小取決于地質(zhì)體的導電程度，在一次場消失后，該渦流不會立即消失，它將有一個過渡（衰減）過程。該過渡過程又產(chǎn)生一個衰減的二次磁場向地質(zhì)體內(nèi)傳播，由接收回線接收二次磁場，該二次磁場的

13、變化將反映地質(zhì)體的電性分布情況（見圖2-2）。良導體圖2-2瞬變電磁法原理圖解瞬變電磁場在大地中主要以擴散形式傳播，在這一過程中，電磁能量直接在導電介質(zhì)由于傳播而消耗,由于趨膚效應，高頻部分主要集中在地表附近,且其分布范圍是源下面的局部,較低頻部分傳播到深處，且分布范圍逐漸擴大。其傳播深度:傳播速度:,t/ 0(2-1 )t為傳播時間，為介質(zhì)電導率20t(2-2)0為真空中的磁導率。瞬變電磁的探測度與發(fā)送磁矩覆蓋層電阻率及最小可分辨電壓有關。由(2-2)式得:-72(2-3)t210h/時間與表層電阻率，發(fā)送磁矩之間的關系為:(3-4)M為發(fā)送磁矩，1為表層電阻率，為最小可分辨電壓，它的大小與

14、目標層幾何參數(shù)和物理參數(shù)，還有和觀測時間段有關。聯(lián)立(2-3)(2-4)式，可得：M1%/cH0.55L(2-5)上式為野外工程中常用來計算最大探測深度公式。瞬變電磁的探測度與發(fā)送磁矩，覆蓋層電阻率及最小可分辨電壓有關。采用晚期公式計算視電阻率：02 0M47 5tdMdt式中(2-7)dBz(t)VII103dtSNR2、瞬變電磁特點礦井瞬變電磁和地面瞬變電磁法的基本原理的一樣的，理論上也完全可以使用地面電磁法的一切裝置及采集參數(shù)，但受井下環(huán)境的影響，礦井瞬變電磁法與地面的TEM的數(shù)據(jù)采集與處理相比又有很大的區(qū)別。由于礦井軌道、高壓環(huán)境及小規(guī)模線框裝置的影響，在井下的探測深度很受限制，一般有

15、效解釋距離在110m左右。另外地面瞬變法為半空間瞬變響應，這種瞬變響應來自與地表以下半空間層，而礦井瞬變電磁法為全空間瞬變響應，這種響應來自回線平面上下（或兩側(cè)）地層，這對確定異常體的位置帶來很大的困難。實際資料解釋中，必須結(jié)合具體地質(zhì)和水文地質(zhì)情況綜合分析。具體來說礦井瞬變電磁法具有以下特點：精品3m 的1) 受礦井巷道的影響礦井瞬變電磁法只能采用邊長小于多匝回線裝置，這與地面瞬變電磁法相比數(shù)據(jù)采集勞動強度小，測量設備輕便，工作效率高，成本低；2) 采用小規(guī)?；鼐€裝置系統(tǒng)，因此為了保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量、降低體積效應的影響、提高勘探分辨率，特別是橫向分辨率，在布設測點時一定要控制點距，在考慮工作強度

16、的情況盡可能使測點密集；3) 井下測量裝置距離異常體更近，大大的提高測量信號的信噪比，經(jīng)驗表明，井下測量的信號強度比地面同樣裝置及參數(shù)設置的信號強10100倍。井下的干擾信號相對于有用信號近似等于零，而地面測量信號在衰減到一定時間段接被干擾信號覆蓋，無法識別有用的異常信號；4) 地面瞬變電磁法勘探一般只能將線框平置于地面測量，而井下瞬變電磁法可以將線圈放置于巷道底板測量，探測底板一定深度內(nèi)含水性異常體垂向和橫向發(fā)育規(guī)律，也可以將線圈直立于巷道內(nèi)，當線框面平行巷道掘進前方，可進行超前探測；當線圈平行于巷道側(cè)面煤層，可探測側(cè)幫和頂?shù)装逡欢ǚ秶鷥?nèi)含水低阻異常體的發(fā)育規(guī)律。工作中根據(jù)實際情況采取不同的

17、回線裝置，在本次探測過程中根據(jù)現(xiàn)場的施工條件，選取了多匝重疊回線裝置。二、數(shù)據(jù)采集與測線布設1 、現(xiàn)場探測布置現(xiàn)場探測工作于2017年3月1日早班由技術(shù)科組織進行展開，本次探測采用YCS360-Z礦用多通道瞬變電磁儀，在10101運輸巷、回風巷布置測點各一組，數(shù)據(jù)采集時由工作面切眼往副井方向延伸，按照圖2-1所示探測方向進行Mtem數(shù)據(jù)采集，以切眼口為基點，往南方向每間隔20m以+50°傾角進行探測，本次探測共采集84組數(shù)據(jù)，表2-1為儀器采集參數(shù)。2-1測點布置圖10101回風巷探測方向10101運輸巷表2-1YCS360儀器采集參數(shù)設置與裝置參數(shù)儀器參數(shù)設置裝置參數(shù)發(fā)射頻率5Hz

18、發(fā)射邊長1.62m米樣頻率1.25MHz發(fā)射匝數(shù)10匝疊加次數(shù)128接收邊長0.77m測道數(shù)120接收匝數(shù)67匝采樣方式間歇期采樣2、現(xiàn)場干擾因素本次探測現(xiàn)場有有刮板機、皮帶機、錨桿、錨網(wǎng)等干擾因素，對數(shù)據(jù)采集有一定影響。三、數(shù)據(jù)處理與成果解釋1、瞬變電磁數(shù)據(jù)處理礦井瞬變電磁數(shù)據(jù)處理選擇MTEM系統(tǒng)配套數(shù)據(jù)處理軟件。處理流程為：數(shù)據(jù)室內(nèi)回放一一數(shù)據(jù)的預處理（轉(zhuǎn)化、拆分）一一曲線剖面分析一一濾波處理一一視電阻率計算一一維正反演h剖面繪制。視電阻率計算與深度轉(zhuǎn)換結(jié)束后，直接新建等值線文檔，進行等值線作圖，選用克里格法對數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，對扇形數(shù)據(jù)體一般采用自然零點法。在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)時，一定要有數(shù)據(jù)采集記

19、錄，記錄每個物理測點的背景情況，特別是對具有干擾因素的物理測點一定要注明干擾的類型，以便在數(shù)據(jù)處理時進行校正。假設測量工作裝置條件與環(huán)境都相同，沒有干擾因素和有干擾因素條件下的是視電阻率分別為與1,感應電位與感應電流分別為V。、I0與5、1,這樣用就得到：2V03070VoVi二，令廠Ko廠Ki,根據(jù)現(xiàn)場米集的數(shù)據(jù)可以得到，V13011l20Ko3,，一，、一，一、，-于B,得出的比值可認為是校正系數(shù)，然后根據(jù)實際測量結(jié)1K1果除以每個時間窗口的校正系數(shù)，得到了校正以后的視電阻率值，得出的結(jié)果就更接近實際的地質(zhì)信息，解釋結(jié)果更為準確。2、數(shù)據(jù)分析與解釋瞬變電磁在礦井探水，探測構(gòu)造中的解釋原則：

20、主要從電性上分析不同地層的電性分布規(guī)律。煤層電阻率值相對較高，砂巖次之，粘土巖類最低。由于煤系地層的沉積序列比較清晰，在原生地層狀態(tài)下，其導電性特征在縱向上固定的變化規(guī)律，而在橫向上相對比較均一。當斷層、裂隙和陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育時，無論其含水與否，都將打破地層電性在縱向和橫向上的變化規(guī)律。這種變化規(guī)律的存在，表現(xiàn)出巖石導電性的變化。當存在構(gòu)造破碎帶時，如果構(gòu)造不含水，則其導電性較差，局部電阻率值增高；如果構(gòu)造含水，由于其導電性好，相當于存在局部低電阻率值地質(zhì)體，解釋為相對富水。同樣如果有采空區(qū)，若采空區(qū)不積水，則其導電性較差，局部電阻率值增高；如果采空區(qū)含水，由于其導電性好，相當于存在局部低

21、電阻率值地質(zhì)體。根據(jù)MTEM視電阻率擬斷面圖，綜合地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，可確定橫向、水平深度和垂向深度電性變化情況，得出瞬變電磁法超前探測成果圖（見下頁），成果解釋如下：如圖所示：X軸表示巷道延伸方向，Y軸以“表視本次所探?jīng)]方向，即煤層傾向方向，解釋如下；從運輸巷切片分析：在X軸780820米，Y軸4050米以外出現(xiàn)一個相對低阻區(qū)，結(jié)合地質(zhì)資料分析該處低阻區(qū)可能為局部裂隙水所致，也不排除因其它物體干擾所致。從回風巷切片分析：在X軸780800米，Y軸6070米以外出現(xiàn)一個相對低阻區(qū)，結(jié)合地質(zhì)資料分析該處低阻區(qū)可能為局部裂隙水所致，也不排除因其它物體干擾所致。注：在數(shù)據(jù)采集時，由于受現(xiàn)場的錨桿、錨網(wǎng)等干擾，前20米段均不做分析。感謝下載載精品田1。1回風巷十沌0全程視電阻率擬斷面圖一XY切片二林5C0利網(wǎng)'MT#網(wǎng)頻段。MO6CD式丁口布