大屯公司徐莊煤礦工作面水文地質(zhì)情況評(píng)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(píng)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H 3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(kāi)采；西部是n 3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(píng)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(duì)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

2、向西部依次為：/ 59十二正斷層、f72 H總=平滑正斷 層組、/624二正斷層及F114 H=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；F117 2H=逆斷 層f72 H=F斷層、H=F斷層及f86 H=平滑正斷層組，對(duì)工作面影響 最大的為f862 H=平滑正斷層及F1172 H=逆斷層；其中f82平滑范圍約 10m ,最薄煤厚只有，F(xiàn)117 2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(duì)工作面回采影響較大。三、水文地質(zhì)情況評(píng)價(jià)1、頂?shù)装搴畬?335工作面回采的是山西組7號(hào)煤層，從上往下含水層依次為 第四系砂巖含水層、侏羅

3、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(duì)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(hào)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

4、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(hào)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(yuǎn)，一般情況下對(duì)煤層開(kāi)采基本無(wú)影(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(hào)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?xún)?nèi)，是 7335工 作面開(kāi)采的直接充水含水層，對(duì)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(kāi)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

5、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(chǔ)量。充水 表現(xiàn)為突水較頻繁，初始水量較大，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(shì)，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(chǔ)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1

6、m3/h ,最大達(dá)3m3/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 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(duì)礦井生產(chǎn)有影響的為L(zhǎng)4。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(guò)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

7、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(kāi)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(guò)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#點(diǎn)處，Z60 H二,正斷層，無(wú)出水跡象;材料道C4#點(diǎn)處，f 82 H總=、的平滑正斷層組，揭露時(shí)未出水;材料道C12#點(diǎn)處，Z62 H二,正斷層，無(wú)出水跡象；材料道L25#點(diǎn)處，F(xiàn)114 H= ,正斷層，無(wú)出水跡象。(2)溜子道溜子道L5

8、#L8#點(diǎn)處，F(xiàn)ii7-2 H=,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，f72 H 二,正斷層，無(wú)出水跡象；溜子道L13#點(diǎn)往東處，Z85 H二,正斷層，無(wú)出水跡象；溜子道人#點(diǎn)8#點(diǎn)之間，f72 H總=,平滑正斷層組，無(wú)出水 跡象。切眼切眼L20#點(diǎn)處，/75° H二,無(wú)出水跡象。(4)放水巷放水卷L16#點(diǎn)往東處，f7254 Z70 H=，正斷層，無(wú)出水跡象；放水巷L(fēng)16#點(diǎn)往東處，f7255 Z40 H=，正斷層，無(wú)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

9、，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(chǔ)量水在揭露時(shí)被疏放，不存在外來(lái)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(kāi)始回采，2017年5月回采結(jié)束，工作面老頂初次來(lái)壓時(shí)頂板 砂巖發(fā)生突水，最大水量 20m 3/h ,穩(wěn)定后水量10m 3/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(dòng)。工作面下巷存有 2處低洼區(qū)，工作面推過(guò)后形成積水區(qū)，積水空間分別為1200m 3、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

10、，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(duì)1#積水區(qū)的積水情況進(jìn)行探測(cè)，并對(duì)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190m ,累計(jì)疏放水量約1600m 3 （其中400m 3的動(dòng)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(duì)1#積水區(qū)最低點(diǎn)施工了 2個(gè)觀測(cè)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(duì)2#積水區(qū)的積水情況進(jìn)行探測(cè)，并對(duì)積水提前進(jìn)行疏放，工程日期 2

11、018年2月810日，共計(jì)施工2 個(gè)鉆孔，工程量91m ,累計(jì)疏放水量約345m3,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(duì)2#積水區(qū)最低點(diǎn)施工了 2個(gè)觀測(cè)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(hào)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

12、影響。綜上所述，對(duì)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(wú)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(cè)中綜放工作面中硬類(lèi)覆巖“兩帶”冒落高度 的經(jīng)驗(yàn)公式：m-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= ±。根據(jù)7335工 作面回采說(shuō)明書(shū)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?xún)?nèi)， 因此“兩帶”高度將

13、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(guó)礦業(yè)大學(xué)在徐莊煤礦、姚橋煤礦8199、7265工作面監(jiān) 測(cè)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(guò) L4水疏放，該處標(biāo)高。工作面

14、標(biāo)高,則L4水壓。Ts-臨界突水系數(shù)，構(gòu)造破壞地段m;隔水層完整地段 MPa/m計(jì)算得Ts= MPa/m < MPa/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?chē)?00m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(kāi)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

15、隱患治理情況評(píng)價(jià)1、工作面涌水量預(yù)測(cè)(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(kāi)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 = ? V7aZ ? ?Qo-7333工作面涌水量，正常10m 3/h ,最大20m 3/h ;F、F。-分別表示7335和7333工作面的面積，分別為125244m 2、 157164m 2;S、So-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

16、=h、17m3/h，即工作面正常水量h,最大水量17m 3/h 。（2）大井法7335工作面寬平均m,推進(jìn)長(zhǎng)度平均，將工作面近似看做一個(gè) 矩形大井（長(zhǎng)a=，寬b=）。由于采動(dòng)破壞，“兩帶”會(huì)造成上覆巖含 水層水位下降、局部疏干，選用大井法承壓 -無(wú)壓井流公式。Q366K（2H-M）M , R 10SR Ro R 圣 IgRo-lgro4Q-涌水量，m3/hM-含水層厚度，m。7335工作面范圍內(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 +=。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

17、值 m/d 。H-水位標(biāo)高，m。7335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=H=。R0-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H 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(zhì)情況與 采區(qū)內(nèi)其他工作面不同，而 7332、7333、7335工作面地質(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(cè)7335

18、工作面涌水量。表1涌水量情況統(tǒng)計(jì)表工作回名稱(chēng)正常涌水量(m3/h)最大涌水量(m3/h)工作卸卸積(m27332101559214732733310201571647335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510m 3/h ,最大涌水量50m 3/h 。綜上所述，單位涌水量比擬法預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)偏小， 而大井法考慮的是 整個(gè)頂板完全垮落，預(yù)測(cè)水量偏大，因此這兩種方法僅作為相關(guān)分析 法預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的參考，預(yù)計(jì)7335工作面正常涌水量510附h,最大涌 水量 50n3/h。2

19、、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(cè)點(diǎn)后，全長(zhǎng)約。切眼下口至15#測(cè)點(diǎn)略微下山，標(biāo)高差距，這段距離，老頂尚不 會(huì)垮落，主要水源為生產(chǎn)水，在15#測(cè)點(diǎn)處施工水泱子（參數(shù)，長(zhǎng)X 寬x深 =X1m X1m ）,使用風(fēng)泵向后側(cè)放水巷排水?；夭蛇^(guò)15#測(cè)點(diǎn)后就可向后側(cè)自流排水。第二階段：俯采，14#測(cè)點(diǎn)后至溜子道臨時(shí)水倉(cāng)，全長(zhǎng)約。鋪搪瓷溜子梢將水引致沉淀池，經(jīng)沉淀池過(guò)濾后經(jīng)水溝引致臨時(shí) 水倉(cāng)，使用泵排，臨時(shí)水倉(cāng)設(shè)有英格索蘭 BQG-450/風(fēng)泵=2臺(tái)， BQS60-80-30N 型電泵=2臺(tái)，鋪設(shè)了 2趟

20、4寸排水管（無(wú)縫鋼管， 溝梢連接），總排水能力174m 3/h 。第三階段：仰采，溜子道臨時(shí)水倉(cāng)至溜子道 4#測(cè)點(diǎn)后，全長(zhǎng)約 338m。工作面推至9#測(cè)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(cè)點(diǎn)后至停產(chǎn)線，全長(zhǎng)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#測(cè)點(diǎn)處的最低點(diǎn)施工了水泱子（參數(shù)，長(zhǎng)X 寬x深 =X1m X1m ）,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(duì)該問(wèn)題已提前建立了完善的排水系統(tǒng)， 在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下， 煤層頂板砂巖水對(duì)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)

21、隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)工作面特點(diǎn)，編制工作面來(lái)壓和出水觀測(cè)措施，制定工作面搶險(xiǎn)救援專(zhuān)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(guò)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(chǎng)工作人員，立即向調(diào)度臺(tái)匯報(bào)，待查明原因采取相應(yīng)的措施 確認(rèn)無(wú)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(chǎng)工作人員在立即向礦調(diào)度臺(tái)匯報(bào)的同時(shí)，在跟班隊(duì)長(zhǎng)、班長(zhǎng)的指揮下，要迅速組織搶救，爭(zhēng)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n 3采區(qū)、n 3