大屯公司徐莊煤礦7335工作面水文地質情況評價及水害隱患治理情況分析報告0001

1、7335工作面水文地質情況評價及水害隱患治理情況分析報告、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)，地面標高為 +。2、井下位置及四鄰情況7335工作面位于n 3采區(qū)東翼，工作面標高。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)域進行開采；西部是n3采區(qū)上山系統及7334設計工作面；南（淺）部是7333采空區(qū)；北（深）部是未米區(qū)域。二、地質情況評價工作面整體呈單斜構造，煤層傾角2126 ,屬緩傾斜-傾斜 煤層，煤層傾角相對較大。受斷層構造影響，局部區(qū)域煤層產狀變化 較大。根據掘進資料分析，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：/ 59 H

2、=E斷層、f73 H總二二平滑正斷層組、/ 62斷層及FII4 H=正斷層。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；&17 2日日= =逆斷層 f72 H=E斷層、H=E斷層及f82 H=平滑正斷層組，對工作面影響最大的為f82 H=平滑正斷層及FII7 2 H=逆斷層；其中f76平滑范圍約10m最薄煤厚只有，FII7 2逆斷層造成溜子道中西部煤厚重疊，最大煤厚達,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、水文地質情況評價1、頂底板含水層7335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

3、、 山西組煤層頂(底)板砂巖含水層、太原組灰?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個含水層，5個隔水層。含水層結構、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W、V含與基巖面呈帶狀接觸，各含水 層之間在此產生水力聯系，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

4、為含較豐富溶洞裂隙水。根據45、47號鉆孔揭露資料，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，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45、47號孔揭露資料，該區(qū)域處下石盒子組底界為細-粗砂巖，厚 度，距離7煤頂板，在上“兩帶”冒落范圍以內，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, 導水性較強，受其它含水層補給，

5、但補給量小，有一定靜儲量。充水 表現為突水較頻繁，初始水量較大，但持續(xù)一段時間后或明顯減小、 或消失，總涌水量不大，是一個較易疏放和疏干的含水層。充水量具 有隨采掘面積擴大，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，個別地段存在導水裂隙，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 給，靜儲量也不大，井下原有突水點基本已干涸。7335工作面范圍內7煤頂板直接頂為砂質泥巖，老頂為中砂巖,厚度，工作面掘進期間，在材料道進行深孔爆破泄壓，鉆孔附近淋 水量正常ImVh，最大達3nT/h ;下巷未進行深孔爆破泄壓

6、，僅在局 部區(qū)域有少量淋滴水，淋水量小于 h。(5)太原組灰?guī)r含水層該地層平均厚度，共有灰?guī)r14層，含水灰?guī)r有L2、L4、L8-9和L12,對礦井生產有影響的為L4。L4平均厚度，其巖性致密堅硬，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構造導水，7335 工作面掘進期間揭露斷層構造時未發(fā)現有底板出水跡象，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，計6個地層組。該地層頂界距山西組7煤平均為。為區(qū)域性強含水層，其中馬家溝組灰?guī)r溶

7、洞裂隙發(fā)育,富水性強。目前礦井開采山西組 7、8層煤，在不受地質構造的導通F不波及到該含水層。經分析，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、地質構造水7335工作面在掘進過程中揭露的地質構造及構造導、含水情況分 別如下:(1)材料道材料道C2#點處，/ 60 H=,正斷層，無出水跡象;材料道C4#點處，f72 H總二二、的平滑正斷層組，揭露時未出水;材料道C12#點處，/ 62 H=,正斷層，無出水跡象;材料道L25#點處，FII4 H=,正斷層，無出水跡象。(2)溜子道溜子道L5#L8#點處，FII7-2 H=,逆斷層，巷道剛揭露時局部區(qū)域有少

8、量滴水跡象，目前出水點已消失;溜子道L9#點往西處，f 72 H二二，正斷層，無出水跡象;溜子道L13#點往東處，/ 85 H=,正斷層，無出水跡象;溜子道A#點B#點之間，f 72 H總二二，平滑正斷層組,無出水跡象。(3)切眼切眼L20#點處，/ 75 H=,無出水跡象。(4)放水巷放水巷L16#點往東處，f7254 / 70 H=，正斷層,無出水跡象;放水巷L16#點往東處，f7255 / 40 H=，正斷層,無出水跡象。經分析，7335工作面掘進期間所揭露的地質構造基本不存在導、含水現象，極個別斷層，例如F117-2逆斷層，也僅僅是巷道剛揭露時局部區(qū)域有少量滴水跡象，分析為頂板砂巖水滲

9、入斷層破碎帶中，少量靜儲量水在揭露時被疏放，不存在外來水源的補給。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， 2017 年 5 月回采結束，工作面老頂初次來壓時頂板砂巖 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 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1200m、425m，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積水區(qū)進行探放，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

10、分。第一部分：于 7335 切眼對 1#積水區(qū)的積水情況進行探測，并對積水提前進行疏放，工程日期2017年12月2729日，共計施工3個鉆孔，工 程量190m累計疏放水量約 1600m （其中4oom的動水），疏放水量 與預計的水量較吻合。第二部分：于 7335材料道對 1#積水區(qū)最低點施工了 2 個觀測孔，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)的積水情況進行探測，并對積水提前進行疏放，工程日期 2018年 2 月 810 日，共計施

11、工 2 個鉆孔，工程量91m累計疏放水量約345m，與原預計的水量有一定的 差距。第二部分:于7335材料道(西)對2#積水區(qū)最低點施工了 2個觀測孔，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。經分析，7335工作面周邊僅存在7333采空區(qū)，采空區(qū)中的2個 積水區(qū)在7335材料道、切眼掘進期間已經進行了探放，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號兩個地面勘探鉆孔，經查閱資料,這兩個鉆孔封孔合格，且工作面在掘進至鉆孔附近時也未發(fā)現有異常 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

12、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、導水通道分析1、導水裂隙帶(1)頂板導水裂隙帶7335工作面設計為綜放工作面，工作面無偽頂發(fā)育，直接頂為砂質泥巖，老頂為中砂巖，屬中硬巖，單項抗壓強度為204OMPa根據煤礦防治水手冊中綜放工作面中硬類覆巖“兩帶”冒落高度的 經驗公式:100 MHL=100- 11.490.26 M +6.88m-累計采高(7335工作面設計采高為)計算得到7335工作面導水裂隙帶高度為HL二二士。根據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-粗砂巖，厚度，距離7煤頂板，在上“兩帶”冒落范圍以內, 因此“兩帶”

13、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)底板破壞帶根據中國礦業(yè)大學在徐莊煤礦、姚橋煤礦8199、7265工作面監(jiān)測的底板破壞帶數據，當單獨回采7煤時，底板破壞帶深度；當7煤 已回采，進行8煤回采時，底板破壞帶深度。7335工作面目前僅回 采7煤，預計底板破壞帶深度在左右，該范圍內為8煤及8煤底板砂 質泥巖或細砂巖。工作面范圍內太原組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。根據回采工作面底板安全水頭壓力值計算公式: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進行過L4水疏放，該處標高。工作面標高，則L

14、4水壓。Ts-臨界突水系數，構造破壞地段m隔水層完整地段MPam計算得Ts= MPa/RK MPa/m,滿足底板隔水層的要求。2、導水構造7335工作面掘進期間兩道及切眼均揭露斷層構造，以正斷層為主, 斷層(組)落差在10m以下，基本不存在導、含水現象。根據地面三維物探資料，該工作面及周圍200m范圍內未發(fā)現陷落柱等其他地質構造。3、地質勘探鉆孔工作面附近50m范圍內存在45、47兩個地質鉆孔，經查閱資料, 這兩個鉆孔封口合格。綜上所述，7335工作面存在的導水通道為煤層開采后形成的頂板“冒落”帶，導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1、工作面涌水

15、量預測(1)單位涌水量比擬法石盒子組底界砂巖含水層平均累計厚度為+ =o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。R0 R r0，r0 寧寧7335工作面周邊僅7333工作面已回采，這兩個工作面走向平行布置，地質、水文地質條件相同，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，可用以下公式計算 7335工作面涌水量:? ?Q= ?o?0 ?0Q-7333工作面涌水量，正常lOnVh，最大ZOmVh ；F、Fo-分別表示7335和7333工作面的面積，分別為 12

16、5244吊吊、 157164m;S、S0-分別表示7335和7333工作面頂板砂巖水水位降深，以工作面標高的垂高為參照，分別為、。計算得Q=h 17m/h，即工作面正常水量h,最大水量17m/h o(2)大井法7335工作面寬平均m,推進長度平均，將工作面近似看做一個Q 5（2H-M）M , R 1OS7K, IgRo -IgroQ-涌水量，m/hM-含水層厚度，m 7335工作面范圍內煤層頂板砂巖含水層、下H-水位標高,m 7335工作面頂板砂巖水水位降深，以工作面標S-水頭降深,S=H=R-引用半徑,計算得。R-影響半徑，計算得。K-含水層滲透系數，m/d。根據礦井抽(注)水試驗綜合成果表

17、,山西組頂板砂巖含水層滲透系數值，Q1孔m/d ,XSG-2孔，取大值m/d。高的垂高為參照,ro-大井半徑，計算得。n -a、b比值，計算得，Q=h(3)相關分析法7335工作面屬于n 3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，水文地質情況與采區(qū)內 其他工作面不同，而7332、7333、7335工作面地質、水文地質情況 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工作面涌水情況預測7335工作面涌水量。表1涌水量情況統計表工作面名稱正常涌水量(m3/h)最大涌水量(m

18、3/h)工作面面積(m27332101559214732水倉，使用泵排，臨時水倉設有英格索蘭BQG-450風泵=2 臺,733310201571647335預計510預計50125244根據7332、7333工作面回采時出水統計，由于7335工作面回采面積較小，但是工作面內小斷層較多，經綜合考慮，預計該工作面正 常涌水量510nr/h，最大涌水量50nn/h。綜上所述，單位涌水量比擬法預測數據偏小，而大井法考慮的是 整個頂板完全垮落，預測水量偏大，因此這兩種方法僅作為相關分析 法預測數據的參考，預計7335工作面正常涌水量510rr/h，最大涌 水量 50nn/h 。2、工作面排水系統根據73

19、35工作面預計涌水量、以及溜子道起伏情況分析，工作 面回采時防治水可分為四個階段。第一階段：仰采，切眼至14#測點后，全長約。切眼下口至15#測點略微下山，標高差距，這段距離，老頂尚不 會垮落，主要水源為生產水，在15#測點處施工水泱子（參數，長X 寬X深=x 1mX In）,使用風泵向后側放水巷排水。回采過15#測點后就可向后側自流排水。第二階段：俯采，14#測點后至溜子道臨時水倉，全長約。鋪搪瓷溜子槽將水引致沉淀池，經沉淀池過濾后經水溝引致臨時BQS60-80-30N型電泵=2臺，鋪設了 2趟4吋排水管（無縫鋼管，溝槽連接），總排水能力174/h。338m工作面推至9#測點后后水可自流至后

20、側老塘。第四階段：俯采，溜子道4#測點后至停產線，全長約。第三階段：仰采，溜子道臨時水倉至溜子道4#測點后，全長約此時已接近工作面回采結束，頂板砂巖水已疏放的差不多了，主 要水源為生產水，在 2#測點處的最低點施工了水泱子（參數，長X寬X深=x imx im ,使用風泵向溜子道外口排水。綜上所述，目前7335工作面回采經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， 在系統穩(wěn)定運行的情況下, 煤層頂板砂巖水對工作面正?；夭捎绊戄^小。六、應急準備及措施1、采掘區(qū)隊應根據工作面特點，編制工作面來壓和出水觀測措施，制定工作面搶險救援專項預案（可在作業(yè)規(guī)程中體現），并 認真組織學習傳達。2、當工作面推進過程中在工作面煤壁、巷道頂底板或其它地點發(fā)現有淋滲水、煤壁外鼓等突水征兆時，必須停止工作面推進作業(yè), 撤出現場工作人員，立即向調度臺匯報，待查明原因采取相應的措施 確認無突水威脅時方可繼續(xù)生產。如果情況危急，必須立即發(fā)出警報, 撤出受水害威脅區(qū)域的所有人員。3、當工作面發(fā)生突然透水事故時，現場工作人員在立即向礦調度臺匯報的同時，在跟班隊長、班長的指揮下，要迅速組織搶救，爭 取就地解決。應盡可能就地取材，加固工作面支護，以免事故擴大。4、礦調度接到報警要迅速通知n 3采區(qū)、n 3下采區(qū)、-750人員撤離危險區(qū)域，同時通知救護隊