矿区附近采空区探放水设计及安全技术措施

1、矿区附近采空区探放水设计及安全技术措施 一概况 山西晋煤集团平陆晋平煤业有限责任公司兼并重组整合矿井位于平陆县曹川镇太寨、寺头村一带，距平陆县城直距46km，行政区划隶属平陆县曹川镇管辖。其地理位置为东经：1113150-1113311，北纬345337 -34 5458。 井田中部有风（陵渡）南（沟）公路东西向通过，矿井井口由2公里土路与该公路相接，通过风南公路向西约55公里可达平陆县城与运（城）三（门峡）高速路相接，由运（城）三（门峡）高速路向北40公里可达大（同）风（陵渡）高速路、南同蒲铁路运城火车站。向南经黄河大桥可抵河南省三门峡市，与陇海铁路及连（云港）霍（城）高速公路联通。由铁路、

2、公路向东南可达中南及华东各省市。 二地形地貌 1、本井田地处中条山南麓，黄河北侧，隔黄河与河南省为邻，以低山丘陵为主的侵蚀山地地貌，素有“平陆不平沟三千”之称，井田内沟壑纵横，地形复杂，总的地势为南高北低。地形最高点为井田南部太寨山梁，标高为649.2m，最低点为井田北界处曹家河床南岸，标高为362.3m，最大相对高差286.9m，属低山区。 2、井田内构造简单，主要为一轴向北西的背、向斜构造，地层倾角一般5-8。局部达15，井田内发现1条逆断层及2条褶曲，未发现陷落柱构造，现将本井田构造叙述如下： （1） F1逆断层 位于井田西部边界，302号钻孔揭露，K2及10号煤层重复出现，10号煤层底

3、板铝质泥岩与K2顶板粉砂岩接触。F1逆断层走向N38W，倾向S W，倾角35，落差H=25m，井田内延伸长度550m。 （2） 褶曲 S1向斜构造 位于井田的中部，轴向N60-50W，向NW仰起，两翼基本对称，地层倾角5-8，轴长约2.3km。 S2背斜构造 位于井田的南部，轴向N84-68W，向SE倾伏，两翼基本对称，地层倾角5-12，轴长约1.8km。 综上所述，井田构造属简单类。 三井田水文地质 1、本井田地处中条山南麓，黄河北侧， 井田内地表河流不发育，大小沟谷多为干沟，只有雨季时才汇集洪水沿沟排泄，井田地表水向北汇入曹河，向南汇入太寨河，曹河向东于南沟注入黄河，太寨河向南直接注入黄河

4、，井田地表水属黄河水系。 2、井田内各沟谷基本常年无水，遇雨季一泻而去，雨停后沟干或为细流，属季节性溪流。本井田保留的原龙潭沟煤矿的主平硐、副平硐、回风平硐口标高分别为406.78m、406.67m、408.16m均高于所处地段曹河的最高洪水位（370m）。本井田井口不受洪水威胁。 四主要含水层情况 （一）井田的含水层自上而下有： 1、第三、四系松散砂砾孔隙含水层 松散含水层在区内发育，大面积出露。岩性为近代冲积砂砾层，透水性良好，直接接受大气降水及地表径流补给，厚度埋藏大时，该层为浅层含水较丰富的砂砾孔隙含水层。 2、上石盒子组底部K10砂岩裂隙含水层 黄绿色、灰白色中细粒砂岩，稳定性差，常

5、相变为粉砂岩，位于浅部裂隙风化带，含水丰富。 3、下石盒子组K8、K9砂岩裂隙含水层 岩性为灰白色、粗中粒砂岩为主，以石英为主。受地形影响，接受大气降水及地表水补给差异性大，裂隙不发育，属富水性弱的裂隙含水层。 4、山西组K7砂岩裂隙含水层 岩性为灰白色中、细粒砂岩，以石英为主。受地形影响，接受大气降水及地表水补给条件差，裂隙不发育，该层属富水性弱的含水层。 5、太原组K2石灰岩溶隙含水层 岩性为深灰色，致密坚硬的石灰岩，为10号煤层的直接充水含水层亦为煤系地层主要含水层，厚度1.92m左右，裂隙不发育，钻进消耗量小于0.5m3/h，矿井涌水量95m3/d144m3/d，受地形影响，大气降水及

6、地表补给条件差，排泄条件好，所以其富水性弱。因此，该含水层为富水性弱的溶隙含水层。 6、奥陶系中统石灰岩溶隙含水层 奥陶系灰岩出露于井田东西部及黄河两岸，露头所见溶洞、裂隙发育。该层为煤系地层下伏的主要含水层，富水性弱，水位标高与黄河水位变化有关。2021年4月7月山西克瑞通实业有限公司在本井田南西部补充勘探时施工了501号探岩溶水位孔。501号孔揭露奥灰岩厚度419.15 m，终孔层位O2x。水位埋深165.75 m，水位标高320.70m。O2f在钻进中钻进消耗量小于0.5m3/h，岩芯鉴定裂隙、岩溶不发育，峰峰组为富水性弱的溶隙含水层。O2s在钻进中钻进消耗量小于0.5m3/h，岩芯鉴定

7、裂隙、岩溶不发育，上马家沟组为富水性弱的溶隙含水层。O2x在钻进中钻进消耗量小于1.0m3/h，岩芯鉴定裂隙、岩溶较发育，从简易水位观测在下马家沟组483.60 m -570.00 m和586.47598.65出现漏水现象，推测为含水层段，下马家沟组为富水性弱的溶隙含水层。观测O2f +O2s+O2x混合水静止水位埋深165.75 m，水位标高320.70m。据501号孔O2f +O2s+O2x混合水静止水位标高控制本井田奥灰水水位标高为319-323m。 （二）主要隔水层情况 1、石炭系中统本溪组 由铝质泥岩及铝土矿层组成，一般厚为10m左右，系一较好的隔水层。 2、石炭系上统太原组 主要由

8、具有可塑性的泥岩、砂质泥岩组成，各层砂岩及石灰岩间均有泥岩分布，一般厚度2m至数米不等，可起到良好的层间隔水作用。 （三）矿井水文地质类型 1、受采掘破坏和影响的含水层 K2灰岩为10号煤层的直接充水含水层亦为煤系地层主要含水层，厚度1.92m左右，裂隙不发育，钻进消耗量小于0.5m3/h，矿井涌水量95m3/d144m3/d，受地形影响，大气降水及地表补给条件差，排泄条件好，所以其富水性弱。按照煤矿防治水规定第一分类依据属简单类。 2、矿井及周边老窑水分布状况 据矿井在生产过程中调查，井田北部边缘，曹家河南侧，小窑破坏区及老系统有2处积水区，推测积水115070m3，未进行钻探验证，积水位置

9、边界和水量不可靠，存在突水危险。物探6个积水区，面积约3.095万平方米。按照煤矿防治水规定第二分类依据属复杂类。 3、矿井涌水量 整合后的矿井年生产能力为45万t/a，10号煤层正常涌水量477m3/d，即19.88m3/h，最大涌水量为723m3/d，即30.13m3/h，远小于分类标准180 m3/h，按照煤矿防治水规定第三分类依据属简单类。 4、突水量 该矿自开采10号煤层以来未发生突水事故，巷道揭露各含水层时，淋水均较大。按照煤矿防治水规定第四分类依据属简单类。 5、开采受水害影响程度 10煤层采空区积水及地表水是10煤层采掘工程的主要水害，10煤层采掘工程受老窑积水水害影响大，威胁

10、矿井安全。按照煤矿防治水规定第五分类依据属复杂类。 6、防治水工作难易程度 针对本矿矿井水文地质特征，按照煤矿防治水规定要求，认真做好井上、井下水文地质和防治水工作，重点做好对采空区积水、构造水、地表水的防探工作。防治水工作的重点，严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水制度。认真做好防水、探水、疏防及排水工作。总的认为，防治水不易于进行。按照煤矿防治水规定第六分类依据属复杂类。 综合以上阐述，针对分类依据第二条的评述，按分类依据就高不就低的原则，建议本矿开采10号煤层，矿井水文地质类型定为复杂类。 详情见下表： 10号煤层矿井水文地质类型划分 项目 煤矿情况 类别 受采掘破

11、坏或影响的含水层及水体 含水层性质及补给条件 受采掘破坏或影响的空隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来资源少 简单 单位涌水量（Ls.m） 弱 简单 矿井及周边老空水分布状况 据矿井在生产过程中调查，井田北部边缘，曹家河南侧，小窑破坏区及老系统有2处积水区，推测积水115070m3，未进行钻探验证，积水位置边界和水量不可靠，存在突水危险。物探6个积水区，面积约3.095万平方米。 复杂 矿井涌水量（m3h） 正常Q1 19.88(水文地质比拟法预计) 简单 最大Q2 30.13(水文地质比拟法预计) 突水量 Q3（m3h） 无 简单 开采受水害影响程度 采掘工程受水害影响大 复杂 防治水工作难易程度 防治水工作不易进行 复杂 矿井水文地质类型 复杂 （四）矿区附近采空区积水现状 1、根据我矿10#煤层采掘工程平面图原采空区分布情况