富盛煤矿中长期(5年)防治水规划

1、.：.；目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc420212110 前 言 - 37 -二、滑坡体Qdel1、位置、形状、规模滑坡体位于矿区南面，在主井与副井的北面位置，纵长300m，横宽约50-70m，呈北西南西南东向的长椭圆体，面积约0.021Km2,4勘探线所控制滑坡体深度约35 m，对上部含煤地层中的M7、M9、M11、M2、物质组成滑坡体为第四系残坡积物组成，成份多为粉砂质粘土夹灰绿色、灰色粉砂岩碎块，下部由泥质粉砂岩及煤包组成。3、滑坡体特征滑坡体经长期侵蚀，表征多已消逝，但与滑坡所在地相比，滑坡体物质成分截然不同，具有明显异地物质成分，皆为自上而下

2、顺滑所致，在前缘沟谷中切割较深部位可见滑动痕迹面及滑动角砾，滑坡体内产状变化较大，煤层明显位移错开、急扭，显示出滑坡挪动或挤压影响的特征。4、滑坡体成因分析滑坡体前缘冲沟雨季洪水侧方浸蚀，沟壁垮塌，土体饱水，容重增大失稳，沿土石分界面向沟谷方向滑移构成。滑坡体前缘剪出口堆积物已被沟水冲失完。滑坡现处于稳定形状，与主、副斜井及风井口有沟谷相隔，且井口位置较高，对井口危害性较小。第三节 主要含隔水层一、矿区含隔水层矿区出露的含水层主要为裂隙含水层、孔隙含水层，据地层时代重新至老分述如下：1、第四系Q孔隙含水层主要为第四系松散风化残积、冲积物构成，厚度017.03m，主要受大气降水的补给，雨季有泉水

3、出露，流量为0.02l/s，季节性变化2、三叠系下统永宁镇组T1y灰岩、砂、泥岩岩溶含水层出露于矿区西部外围F1断层上盘，岩性主要为灰色薄层状灰岩，厚度50m，岩溶发育，富含岩溶裂隙水，处于矿区外飞仙关组三段之上的盖层，部分对矿区开采有一定的影响。3、三叠系下统飞仙关组第二、三段(T1f2+3)砂、泥岩裂隙含水层岩性主要为紫红色、暗紫色薄层状细砂岩、粉砂岩夹少量泥质粉砂岩，普通厚211.58m左右。该段岩性巩固，抗风化才干强，节理、裂隙发育，含水层直接接受大气降雨的补给。山顶地形平缓，植被较多。山坡上多为植被覆盖，有利于大气降雨的浸透补给。矿区内无泉点出露，据岩性分析，浸透性较好，富水性弱。其

4、底部为飞仙关组一段泥岩隔水层，隔断了飞仙关组二、三段与卡以头组含水层之间的水力联络，对矿床充水影响较小4、三叠系下统飞仙关组第一段T1f1岩性主要为紫色、紫红色粉砂质泥岩、泥岩构成，含钙质结核，该层泥质含量高，层位稳定，厚71.3497.54 m之间，普通厚84.44m，在矿区范围内零星出露，地表水文地质测绘中，没有发现有泉水出露，在沟谷低洼处有潮湿等渗水景象，在矿井坑道中没有淋水景象，仅在部分地段沿裂隙面有微弱渗水景象。总体上为较良好的隔水层，该层隔断了飞仙关组二、三段裂隙含水层同卡以头组裂隙含水层之间的水力联络，对矿床充水影响较小。5、三叠系下统卡以头组T1k砂岩裂隙含水层出露于矿区西南部

5、及东部矿界附近，岩性为灰绿色、黄绿色中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩，厚71.00109.95 m之间，普通厚93.03m。地表出露泉1，流量0.08L/s,受季节性变化明显。巷道揭露该层时统计线裂隙率为0.15%1.54%，裂隙面常被方解石薄膜及泥质充填，由于泥质物的充填和上覆隔水层的存在，该含水层浸透性较弱，富水性较弱。据相邻矿区补木煤矿ZK4503、ZK101号钻孔抽水实验资料知：静止水位标高的平均值1969.50m，浸透系数为0.00204m/d，钻孔单位涌水量为0.00180l/s.m，富水性弱。6、二叠系上统长兴组、龙潭组P2l+P2c出露于矿区的中部。岩性为浅灰色薄层状粉砂岩、泥质粉砂

6、岩、泥岩及煤层构成，厚255.91m。地表出露泉2，流量为0.07L/s，受季节性影响明显。该含水层是矿床直接充水弱裂隙含水层，泥质含量高，浸透性差，富水性弱。巷道揭露该层时统计面裂隙率为0.10%0.72%，据邻区补木煤矿ZK4503、ZK103、ZK4501号钻孔抽水实验资料知：静止水位标高的平均值1956.10m，浸透系数为0.0011m/d，钻孔单位涌水量为0.00176l/s.m。该含水层对矿床充水有直接影响7、二叠系上统峨眉山组P2玄武岩裂隙含水层出露于矿区的南部边及矿区外围的北西部，岩性为深绿色墨绿色致密块状玄武岩，气孔状、杏仁状构造。厚度大于100m，是矿床基底。岩性致密，含弱

7、裂隙水，二、断裂构造带水文地质特征及对矿床充水的影响区内共查出断层4条，各断层的水文地质特征分述如下：1、F2正断层: 位于矿区中部，走向北北东或近南北向，倾向西，倾角50-60，断层经小河边村电讯塔杨家沟村西，纵贯全区，区内出露长度1400 m，往南延伸出矿界交于F3断层，往北延伸出矿界与F3相交继续延伸，断层倾角较缓，断距较小，普通在3040 m之间，断层两盘小断层较发育，地层产状有一定变化，断层下盘上升出露P2c、P2l、T1k地层，上盘下降出露P2c、P2l、T1k地层，为一张性正断层。深部PD2、F3逆断层：位于矿区东部，走向近南北，倾向西，倾角60-80，区内出露长度1550 m，

8、断距80150m，断层往北1勘探线位置被第四系掩盖后继续延伸出矿界后交于F2断层。往南4勘探线附近被一滑坡体掩盖后继续出露延伸出矿界。区内该断层大致与F2断层平行，断层下盘出露P2l2、P2c、T1k地层，上盘出露地层P2l为上盘上升的逆断层，呵斥P2l1下部地层缺失，P2l1与下盘P2l2、P2c、T1k接触，两盘地层产状相反，东盘地层产状变陡。破碎带宽35m3、F5正断层：位于矿区南部南西角，走向北东东南西西，倾向南南东，倾角70度，该断层往东延伸交与F3断层上盘，往南西被F2断层切割，切割部位被滑坡体掩盖，经滴水北面延伸出矿界交F1断层，断层北盘上升盘出露地层P2l、P2c、T1k、T1

9、f1,南盘下降盘出露地层P2l、P2c、T1k、T1f1、T1f2、T4、F6逆断层:位于小河边村东面，夹持于F3、 F4断层之间，走向北北东南西，倾向北西西向，倾角80度，往北延伸出矿界被第四系掩盖，往南延伸交于F3断层，区内延伸长度200 m，地层断距50m，断层上盘出露P2l2地层，下盘出露P2l1、P2l2地层，破碎带宽约3m，三、矿井煤层采空区及老窑积水矿区煤炭开采历史悠久，以斜井开采为主，排水方式抽出式和自流排水。最上部的M7、M9、M11、M16煤层已部分采空，根据储量估算图，采空区面积为5.05万m2,采空区内无大面积的积水区。由于采空区边境无本质性资料，疑或边境以外有数量不详

10、的积水面积和积水量，故在矿井延伸开采过程中因煤层顶板冒落使采空区积水流入矿井的能够，应高度注重，以防突水事故。矿区煤炭开采历史悠久，据访以往老窑区主要分布在矿区北东部，龙潭组地层出露及第四系掩盖区，由于年代长远，老窑详细位置及采掘深度已无法调查清楚，据访以往老窑多属挖煤自用，井型为斜井，井深在50m以内，挖煤为季节性，旱季开采，雨季停工，人工排水。根据调查的情况分析：斜井老窑硐巷有积水条件。井深能够有50m者，存在有较多积水的老硐。所采煤层应包括本矿区的一切煤层。故老窑积水对现矿井可构成矿井突水来源，建议采煤时应于先探后采，以防突水事故。四、矿井巷道内出水点矿井调查点8个，为裂隙巷段、淋水巷段

11、及涌水点，据矿井调查，裂隙带长0.86.0m，淋水段长3.88.0m，两者联络亲密，流量普通均小于0.14L/s，最大涌水点流量五、矿井涌水量预测根据矿区水文地质条件和对矿区开发的初步方案，矿权内煤炭资源分布标高在1580m以上，拟对1580矿区内及矿井周边没有专门的水文地质钻孔，不具备地下水动力学法进展矿井涌水量估算的条件。富盛煤矿已开采多年，积累了较丰富的水文地质及矿井排水资料，利用富盛煤矿上部矿井排水量资料，采用水文地质比较法对下部的矿井涌水量进展估算。1、矿井涌水量估算范围矿区内大部份煤资源位于标高1580 m以上，结合资源量统计方法，以煤层资源储量估算平面图为根据，在矿坑涌水量计算图

12、上北以2勘探线为界、西、东、南以矿界为界，以上四个边境为本次涌水量计算边境。矿井涌水量计算范围面积为2、计算方法、公式选择及矿井涌水量计算根据现有资料，选择水文地质“比较法对现矿井进展涌水量计算。该矿已开采多年，积累了丰富的矿井水文地质资料，利用上部开采程度比较预测下部矿井涌水量，水文地质条件一样，开采方式一致，比较条件较好。矿区煤系地层为半裸露型，故矿井涌水量与开辟面积大致呈1.5次方根关系而与水位降深大致呈曲线关系，故本区采用比较法计算矿坑涌水量时，选用以下公式： 式中参数为：Q旱、Q雨预测矿井旱、雨季涌水量m3/d。Q0旱、Q0雨知富盛煤矿井巷系统涌水量，旱季排水量355.33 m雨季排

13、水量532.80 mF0富盛煤矿消费矿井巷道控制面积118400m2见S0富盛煤矿主斜井掘进时，含水层水位降深值。富盛煤矿主斜井及风井初见水位标高平均值1875.66 m与最低井巷平均即：S0=1875.66-1720.80=154.F富盛煤矿涌水量估算块段，其面积为F=647200m2S富盛煤矿平均水位降深值。初见水位标高平均值1875.66 m即：S=1875.66-1580=295.66m 将上列相应参数带入公式得矿井旱季涌水量为1265.12m3/d；将上列相应参数带入公式得矿井雨季涌水量为1896.98m3比较法矿井涌水量预算成果表 表5-计 算 参 数预测标高1F0m2S0(m)矿

14、井涌水量(m3/d)F(m2)S(m)预算结果(m3/d)旱季雨季干季雨季118400154.86355.33532.80647200295.661265.121896.983、矿井涌水量计算结果评述本次涌水量预算采用比较法预算，参与预算的各种参数如水位降深、涌水量来源于本次调查的实测成果及矿井开采实践排水资料，预算面积那么根据煤层底板等高线及资源储量估算平面图、煤层底板等高线图用MAPGIS6.7成图软件进展计算，数据较为可靠。现对涌水量预算结果评述如下：从计算结果分析，采用比较法计算，雨季最大涌水点为旱季正常涌水量的1.5倍，其缘由主要是旱季各矿井涌水量以耗费含水层的静储量为主，而雨季矿井

15、涌水除耗费含水量的静储量外，雨水尚沿开采塌陷裂隙直接进入矿坑。因此，雨季最大涌水量比旱季正常涌水量增大较多。综上所述，采用比较法的计算结果较为合理，可供矿山设计参考。第五节 地下水动态特征 对地下水进展动态监测和动态特征的分析是矿井防治水任务的重要方面，它有助于我们掌握井田所在区段地下水运移规律，分析各含水层之间能否存在水力联络，尤其是对分析含水层与矿井之间能否有充水关系有着重要的意义。本区地下水观测网络尚未建立，第三章 矿井充水条件第一节 矿井水害情况的统计分析一、矿井充水水源及其特征普通情况下，矿井的充水水源主要包括大气降水、地表水、地下水和老空积水。从严厉意义上讲，大气降水是一切矿井充水

16、的最终水源，由于无论是地表水或地下水都直接或间接地于大气降水的补给。但这里所指的是大气降水本身成为矿坑充水的直接或独一的充水水源。以大气降水作为主要充水水源的矿坑涌水量及其涌水特点与当地的年降水变化过程和降水强度具有明显的相关关系，其主要涌水特点是矿坑涌水的动态与当地降水动态相一致，呈现出明显的季节性变化和多年周期性变化，这主要是由于我国大部分地域受季风气候的影响，大气降水的年分布具有季节性，多年变化具有周期的特点所决议的。地下水：由于大多数采矿活动都发生在地外表以下，所以，地下水往往是呵斥矿山充水的最主要水源。地下水作为矿坑充水水源时，可依其与煤层的相互位置关系及其充水特点分为间接式充水水源

17、、直接式充水水源和本身充水水源三种最根本方式：所谓间接充水水源是指充水含水层主要分布于煤层的间接顶板或底板，但和煤层并未直接接触的充水水源，常见的间接充水水源含水层有间接顶板含水层、间接底板含水层、间接侧邦含水层或它们之间的某种组合。应该指出间接充水水源的水只需经过某种导水构造穿过隔水围岩进入矿井后才干使其作为充水水源的现实得以实现。所谓直接充水水源是指含水层与煤层直接接触或矿山消费与建立直接揭露含水层而导致含水层水进入矿井的充水含水层。常见的直接充水水源含水层有煤层直接顶板含水层、直接底板含水层。直接含水层中的地下水并不需求专门的导水构造导通，只需采矿工程进展，其必然会经过开挖或采空面直接进

18、入矿坑。所谓本身充水水源主要是指煤层本身就是含水层。一旦对煤层进展开发，赋存于其中的地下水或经过某种方式补给煤层的水就会涌入矿坑构成充水，该类型矿坑在我国并不多见，但在国外许多矿井中经常遇到。以地下水作为主要充水水源的矿坑充水有如下规律和根本特点：矿井充水的强度与充水含水层的空隙性及其富水程度有亲密关系，不同的岩性决议着不同岩体中的空隙发育特征，按空隙性质可把地下水水源分为孔隙水，裂隙水和岩溶水三种根本方式。普通地说，受裂隙水充水的矿床，其充水强度小于受孔隙水和岩溶水充水矿床，而受卵砾石层潜水和强岩溶含水层水充水的矿床，多成为大水矿床。岩溶水突水时，普通水量大、来势猛、不易疏干，会给矿井带来宏

19、大灾祸。而砂岩裂隙水充水时，主要以淋水、渗水为主、突水的瞬间冲击力不大，不会给矿井带来灾难。矿井充水特点与充水量变化规律与充水含水层中地下水的性质及其水量有关：流入矿井的水往往包含两个性质完全不同的组成部分：一部分在矿床水文地质学中称为静贮量，指充水含水层中储存的水的体积，这部分水量大小及其对矿井充水的才干主要取决于含水层厚度，分布规模、空隙性质以及储存水的给出才干。另一部分在矿床水文地质中称为动储量，指含水层中获得的补给水量，该部分水量是以一定的补给和排泄为前提，以地下径流的方式在充水含水层中不断地进展着水交替。假设充水含水层中的水以静贮量为主，那么矿坑涌水的特点是：初期矿坑涌水量较大，随着

20、排水时间的延续，矿井涌水会逐渐减少。该类矿床易于疏干；假设矿坑充水含水层以动贮量为主，那么矿坑涌水量相对比较稳定，矿坑涌水量的动态特点往往会受充水含水层补给量的动态变化的影响。该类型充水水源水不易疏干。老窑积水主要是指矿床体开采终了后，封存于采矿空间的地下水，近年来由于小煤窑开采和封锁矿井的迅速添加，许多正在消费的矿井周边及临近往往分布有很多废弃和封锁的小煤窑或矿井，而这些矿井由于排水停顿而成为地下的积水空间，并积存了大量的地下水，这些水体经过某种途径一旦进入消费矿井，便构成了老窑积水充水水源，特别是一些非法开采的小煤窑由于缺乏合理的设计和准确的丈量资料，其井下巷道的分布特征往往不清楚，很容易

21、和消费矿井构通构成水害。传统意义上的老窑积水普通为封存的“死水，属静贮量，但具有一定的静水压力，所以其充水特点是突发性强，来势猛，继续时间短，有害气体含量高，对人身和设备的损伤较大。但对于近年来频繁发生的小煤窑和相邻废弃矿井突水，除了具有上述特征外，由于废弃矿井或小煤窑往往与地表水或某种地下含水层水勾通并接受补给，所以一旦发生突水，也可继续较长时间，并且很难疏干。根据矿井充水水源的根本类型和告成矿根本水文地质条件分析，可以得到如下认识：富盛煤矿的主要充水含水层为顶板相对较厚且分布稳定的碎屑岩及砂岩孔隙裂隙间接顶板(有些区域可视为直接充水含水层)充水含水层、M9煤层底板薄层裂隙直接含水层充水含水

22、层。大气降水作为各个充水含水层的最终补给水源，但其对不同含水层的补给速度和补给量不同，根据对多种信息的综合分析可以发现大气降水对各个含水层的补给速度快慢和补给强度特点是顶板碎屑岩砂岩得到补给的速度最快和补给强度最大。大气降水对各个含水层的补给由于受含水层浸透性能的影响，补给方式以缓慢渗入式为主，补给的水量要经过较长时间的渗流才干进入矿井。所以短时间的集中降水不会呵斥矿井涌水量的明显添加。同样，大气降水也构不成矿井的直接充水水源。各充水含水层的动态补给水量不够充分，矿井充水在短时间内主要以静储量疏干为主，所以一旦发生突水，突水量往往会在短时间内很快减少，单点突水量的大小主要取决于突水裂隙的空间延

23、展度和与其它裂隙的网络连通条件。根据目前资料分析，M9煤直接顶板逆推断层碎屑岩具有聚集其上覆砂岩下渗水并导入矿井的作用。各含水层的富水性由于受循环条件和补给条件的限制，随着埋深的添加，补给条件变差，富水性变弱。但这种减弱速度在顶板随屑岩砂岩和底板灰岩中表现的更为明显。二、矿井充水途径及其特征矿坑充水途径是指衔接充水水源与矿井之间的流水通道，它是矿井充水要素中最关键，也是最难以准确认识的要素，大多数矿井突水灾祸正是由于对矿井充水途径导水通道认识不清所致。矿坑充水的导水通道按其成因不同可分为：构造类导水通道：如断层、裂隙等；采矿扰动类导水通道：如顶板冒落、底板破裂、煤柱击穿等；人类工程类导水通道：

24、如封锁不良钻孔、小煤窑等；其它：如陷落柱、岩溶塌洞等。按导水通道的形状可分为：点状导水通道：如陷落柱、封锁不良钻孔、岩溶塌洞等。线状导水通道：如断层带或断裂破碎带等。面状导水通道：如发育于顶、底板岩层的各类裂隙等。不同成因、不同类型的导水通道所诱发的矿井充水方式各不一样。常见的导水通道及其相应的充水特征有：构造断裂：由构造断裂构成的断层破碎带，往往具有较好的透水性，会构成矿坑充水的良好通道。对于一些宏大的断裂，由于断层两盘的牵引裂隙广泛发育，该类断层断层带除了具有导水性质外，其断裂带本身就是一个含水体，因此还具有充水水源的性质。由于断层面或断层牵引的裂隙带导水而引发的矿井突水灾祸在矿井突水事故

25、中占有绝对主导的位置。但并不是一切断层都可构成导水通道，构造断裂的水文地质性质与其断裂的力学性质及其两盘岩性有着亲密的关系，普通以为张性断裂的透水性较强，压性断裂的透水性较弱，扭性断裂的透水性那么介于与二者之间。实践上，断层的导、贮性要远比上述规律复杂的多，它不仅要受断层力学性质和岩性的影响，而且会遭到断层面所受的应力形状、断层活动次数和序次、断层带胶结物性质与胶结程度等多种要素的影响。根据大量资料和断层导突水事例统计分析以为，断层的导水性遭到两盘岩性的直接影响。普通来说，断层带的透水性与其两盘岩石的透水性具有一致性。当断层两盘为脆性可溶岩石时如石灰岩、白云岩，断裂及其影响带裂隙、岩溶发育，具

26、有良好的透水性；当断裂两盘为脆性但不可溶岩石时如石英岩、石炭砂岩，断层两侧往往发育有张开性较好的牵引裂隙，具有较好的透水性；当断层两盘为柔性岩石如泥岩、页岩时，断层破碎带多被低浸透性的泥质成份充填，孔隙、裂隙率低，断层面闭合，普通不导水或导水性极弱。在分析断层的导水性时，应特别留意不要轻意将某条断层简单地划为导水断层、隔水断层或贮水断层，而应充分留意断层的水文地质性质具有方向性和部分性。即一条断层可以在某一方导游水，而在另一方向上隔水，或同一断层的某一部位导水，而在另一部位隔水。有些断层在初次揭露时隔水，但随采矿扰动能够发生滞后导水。所以，在研讨和探测断层的水文地质性质时，一定要将其视为一个在

27、不同部分具有不同岩性对接关系，不同部位具有不同应力形状，不同部位具有不同水理性质的复杂面状地质构造体，进展整体分析和分区评价，而不应以一点之见资料就对整条断层做出评价。顶板冒落：采煤任务面回采后顶板冒落所构成的垮塌，裂隙属典型的采矿扰动类导水通道。矿床开发开采以后，由于在地下构成采空空间，假设没有专门顶板管理技术，那么必然呵斥采空区上方岩层的变形、挪动、破坏，甚至构成开裂、离层或碎块状垮塌。采空区顶板岩层的破坏变形形状与规律会遭到采空空间几何构造，顶板岩性及其组合，矿床产状及采矿方法，岩石应力环境及其受力形状等多种要素的控制，不同条件的组合会产生完全不同的顶板岩石变形破坏特征，但就普通规律而言

28、，采空区上方可划分出三个不同性质的破坏和变形影响带。1冒落带：指采煤任务面放顶后引起的直接顶板垮落破坏范围，根据冒落块的破坏程度和堆积情况，可分为规那么冒落带和不规那么杂乱冒落带，假设冒落带高度到达上覆含水层，那么往往引起顶板水的突发性突入，当上覆含水层为第四纪松散堆积含水层时，不但会构成突水，还会引起溃砂和地面塌陷等灾祸。2导水裂隙带：指冒落带以上大量出现的切层、离层和裂隙发育带。该带普通由下而上，其裂隙和离层程度由强变弱。但当顶板岩性及其组合变化比较复杂时，也会出现不均匀发育的特点，总之，该层不一定具备透砂才干，但普通具有较强的导水才干。整体挪动带：指点水裂隙带以上至地表的整个范围内，岩体

29、发生的整体变形和沉降挪动区。该带主要特点是岩层的整体变形和挪动，而其裂隙化程度较弱，所以普通不具备导水才干。从矿床水文地质角度来看，可以把任务面顶板简单地划为两带，即垮落裂隙带冒落带和导水裂隙带之和和整体挪动带，对矿井突水有意义的主要是垮落裂隙带。当顶板裂隙构通任务面或巷道上覆含水层时，矿坑突水那么不可防止。 底板破坏：当煤层底板隔水层之下赋存有高承压水时，在煤层未开采前，水岩处于一定的力学平衡形状之下，一旦矿体被开发在隔水层之上构成临空边境并产生应力释放后，在矿压和水压的作用下，隔水底板岩层必然遭到不同程度的破坏，构成新的破裂面或使原有的闭合裂隙活化。一旦这种破裂面或裂隙构通底板承压含水层水

30、时，必然导致底板之下承压含水层水涌入矿井。这种因巷道掘进或矿床开发扰动其底板隔水层使其构成的导水通道称之为底板破坏式导水通道。我国是世界上煤矿水害最严重的国家之一，而采煤任务面或巷道底板隔水层之下岩溶承压水突水事故占我国煤矿总突水事故的30%以上，这主要是由于我国大面积分布的华北石炭二叠系煤层底板之下普遍发育有山西组、太原组薄层灰岩承压含水层和深部的奥陶系巨厚层灰岩富水含水层，含水层的富水性是发生底板突水的内在要素，它决议着突水水量的大小及突水量的动态变化特征，水压力的存在是驱动含水层水流入矿坑的动力，而底板破坏所构成的破裂那么是地下水得以流动的通路和咽喉，只需当三者同时存在并到达某种特殊组合

31、时，才干发生底板突水。封锁不良钻孔：封锁不良钻孔是典型的由于人类活动所留下的点状垂导游水通道，该类导水通道的隐蔽性强，垂导游水畅通，不仅会使垂向上不同层位的含水层之间发生水力联络，而且当井下采矿活动揭露或接近时，会产生突发性的突水事故。由于封锁不良钻孔在垂向上串通了多个含水层，所以一旦发生该类导水通道的突水事故，不仅突水初期水量大，而且还会有比较稳定的补给量。所以在进展矿井设计和消费时，必需查清井巷揭露区或其附近地域各种钻孔的技术参数及其封孔技术资料，以确保不会因封锁不良钻孔而引起突水事故。陷落柱与岩溶塌洞：由于我国广泛分布的华北石炭二叠系煤层的基底发育有巨厚的奥陶系石灰岩含水层普通厚度在60

32、0800m，巨厚层可溶碳酸岩的存在，使得其在漫长的地质历史过程中构成了宏大的地下溶蚀空洞，这为陷落柱的发育构成发明了有利条件。实践揭露的资料证明，分布于太行山两侧的煤田均广泛发育有岩溶陷落柱因、性质和形状，成为导致灾难性突水灾祸的最危险导水通道，这主要是由于：1突水水源的水量充沛：根据陷落柱的根本成因条件可知，只需有陷落柱存在，那么必然在其根部存在有厚层的可溶岩如石灰岩，而厚层可溶岩又往往构成富水含水层，该类含水层不仅有丰富的静贮量，也往往具有较大的补给量。所以一旦发生陷落柱型突水，其突水水量往往较大。2突水水压大、流速高：北方型煤田厚层灰岩含水层主要是奥陶系灰岩含水层，该含水层赋存于煤系地层

33、之下一定的深度，且在煤层和含水层之间存在有一定厚度的隔水层，奥陶系灰岩含水层往往在平面上延展的范围较大，其主要在地势较高处的裸露露头区接受大气降水或地表水补给，在煤层之下的含水层水往往处于高承压形状，一旦发生突水，往往呈现出突水点水压大，突水流速高的特点。3突水通道具有隐蔽性和难以探知性：陷落柱的构成缘由决议了其具有点状导水构造的特点，虽然有些陷落柱的直径可达数百米，但和整个地质构造体相比，其仍具有很强的部分性，特别是在陷落柱的周边区域，地层层序仍坚持着正常形状，这就构成了经过地层层序和构造形状分析预测陷落柱变的非常困难，甚至不能够，陷落柱的隐蔽性和难以探知性，决议了陷落柱突水具有突发性和难以

34、防备性。根据对富盛矿井地质、水文地质、含隔水层空间分布规律及其构造特征的分析，可以得到告成矿井主要导水通道及其根本特征如下：呵斥富盛矿井9煤开采突水的主要导水通道有发育于顶底板岩层中的天然构造裂隙，一旦巷道掘进或任务面回采过程中遇到该类导水裂隙就会呵斥矿井出水。任务面回采后产生的顶板岩层冒裂带会直接导通顶板断层碎屑岩和砂岩含水层水进入矿井，所以一旦发生顶板冒裂，且冒裂带内有水存在，会发生矿井采空区涌水增大。这一点已被目前揭露的水文地质条件所证明。底板采矿破坏导水裂隙导水。由于9煤底板相对隔水层较薄，普通厚度小于60m，底板所接受的水压在3Mpa左右。在采矿扰动和底板水压的共同作用下，很容易产生

35、任务面底板导水裂隙导通薄层灰岩出水。封锁不良的钻孔：根据目前资料分析，富盛矿区不存在封锁不良钻孔。第二节 影响和控制矿井主要充水要素分析根据对矿井水文地质条件和矿井水害特征的分析研讨，可以得出影响和控制富盛矿井水害的主要要素有：大气降水：大气降水作为本区矿井各个充水含水层的最终补给水源，控制和维持着各含水层长期稳定的充水水量。假设没有大气降水的补给，随着矿井的消费排水，含水层水会逐渐趋于疏干，矿井的涌水量会逐渐减少。但应该明确的是大气降水是一个不可控要素，很难经过人为要素减少和控制。含水层的埋藏条件和构造开启性条件：由于主要充水含水层受大气降水的直接或间接补给，而大气降水的补给强度和补给速度主

36、要受含水层的埋藏条件、构造裂隙发育条件和水循环开启性条件控制。目前的资料曾经显现出随着含水层埋藏深度的添加，其富水性具有减弱的趋势。我们要充分研讨和利用这一根本规律。 构造发育情况特别是导水裂隙的发育与分布规律：裂隙储水、裂隙导水和裂隙突水已成为矿井水害的明显特征，裂隙的发育与否决议了矿井能否具有突水的条件，裂隙的导水性能及其空间联通网络的大小、网络之间水力联络的亲密程度决议了单个出水点水量的大小。研讨和探查导水裂隙的发育规律、空间展布规律和控制要素对有效预测和防备矿井水害具有重要意义。 矿井采掘扰动：从矿井采掘层位与含水层的空间构造关系可知，9煤层与其顶板碎屑岩砂岩含水层之间并不存在稳定明显

37、的隔水层，矿井采掘活动一旦揭露11煤层，必然呵斥其顶板碎屑岩砂岩含水层水流入矿井，流入水量的大小直接受采掘扰动裂隙涉及含水层空间范围的大小及其与天然导水裂隙的沟通情况。一旦由于采矿扰动或揭露导水裂隙也会使该含水层水直接涌入矿井。第四章 矿井水害特征及需求查明的主要水文地质问题第一节 矿井已完成和根本查清的水文地质问题富盛煤矿属于技改矿井，曾经进展了大量的水文地质勘探实验任务，积累了大量的较为丰富的矿井水文地质资料，应该说以下方面的矿井水文地质问题已根本查清：主要充水含水层的分布、构造、厚度及其埋藏条件已根本查清。主要充水含水层之间的构造关系以及与大气降水和地表水体之间相互联络已根本清楚。矿井充

38、水的方式、途径和突水产生的条件根本清楚。矿井水害类型及其水害特征根本清楚。初步建立了矿井水文地质信息观测系统。目前存在并需查明的矿井水文地质问题目前尚需进一步查明以下决议矿井水害条件和矿井水害防治方法的关键问题：1查明采区或任务面范围内含水层的富水性、重点富含水区段的分布规律及其主要控制要素。2查明采区或任务面范围内存在的小规模隐伏导水构造，如断层、裂隙发育带及其分布与展布规律。3进一步查明各含水层水力动态特征，特别是不同含水层之间发生水力联络的位置、缘由及其与矿井突水之间的相互关系。明确各含水层地下水流场及其随矿井消费排水的变化规律和趋势。4根据任务面回采条件采厚、采宽、推进速度、采煤方法等

39、和岩石力学性质，计算分析回采过程和回采完成后对顶底板含、隔水层的破坏特征和破坏程度。5计算分析采掘过程中采区或任务面的涌水量，涌水特征及其平安疏降水量，为超前预防或治理任务面回采过程中发生不测突水的技术措施设计提供根据。第二节 矿井近期与中远期分别应查明的水文地质问题普通情况下，矿井水文地质任务需求查清的重点义务有：1查明和控制矿区区域水文地质条件，确定矿区所处的水文地质单元的位置，详细查明矿区发育的主要含水层及其各个含水层地下水的补给、径流、排泄条件，区域地下水对矿区充水含水层的补给关系，矿区地表水系及气候要素与地下水的相互关系及其相互影响。2详细查明矿区含隔水层的岩性、厚度、产状，分布范围

40、、边境条件、埋藏条件，含水层的富水性，矿床与顶底板含水层之间隔水层的厚度及稳定性。着重查明矿区主要充水含水层的富水性、浸透性、水位 、水质、水温、动态变化以及地下水径流场的根本特征，特别是主采煤层顶底板隔水层所接受的静水头压力，确定矿区水文地质边境位置及其水文地质性质。3详细查明矿区或附近对矿坑充水有较大影响的构造破碎带的位置、规模、性质、产状、充填与胶结程度、风化及溶蚀特征、富水性和导水性及其变化、沟通各含水层以及地表水之间相互补给关系的程度，分析构造破碎带及其能够诱发的引起突水的地段，提出开采中对构造水的防治方案原那么性建议。4详细查明对煤层开采有影响的地表水的汇水面积、分布范围、水位、流

41、量、流速及其季节性动态变化规律、历史上出现的最高洪水位、洪峰流量及淹没范围。详细查明地表水对井巷能够的充水方式、地段和强度，并分析论证其对煤层开采的影响，提出开采过程中对地表水的防治方案原那么性建议。5对于煤层与含隔水层多层相间的矿床，应详细查明开采煤层顶、底板主要充水含水层的水文地质特征和隔水层的岩性、厚度、稳定性和隔水性，不同含水层之间的水力联络情况，断裂与裂隙发育程度、位置、导水性以及沟通各含水层的情况，分析不同的采矿方式对隔水层的能够呵斥的破坏情况。当深部有强含水层或采区地表有水体时，应查明主要充水的中间含水层从底部或地表获得补给的途径和部位。6对已有多年开采历史的老矿区，应重点调查废

42、弃矿井、周边地域小煤窑、曾经采掘的老空区的分布位置、范围、埋藏深度、积水和塌陷情况，与地表及其它富含水的含水层之间的水力联络情况，大致圈定采空区，估算积水量，提出开采中对老空水的防治措施建议。7在水文地质条件勘探的根底上，应根据矿井采掘条件和矿井采掘规划，建立矿井涌水量预测预告模型，选择适宜矿井水文地质条件的涌水量预测和计算方法，对全矿井涌水量、分程度涌水量、分采区涌水量进展计算预测。在条件答应的条件下还应对矿井能够构成的突水水量进展分析评价，为矿井防排水系统和才干设计提供根底资料。8对于深部开采的矿井，应详细查明主要充水含水层的富水性及导水断裂破碎带向深部的变化规律。对矿井采掘过程中能够出现

43、的高地应力、高温热害、有毒气体等进展勘探和分析，初步查明地应力、地热场的成因、分布及其对矿床开采能够带来的的危害。第五章 矿井防治水技术道路及原那么第一节 矿井防治水任务的根本原那么根据和等相关技术规范的要求，结合米村井田地质、水文地质条件和防治水任务现状，米村矿防治水任务应该遵照以下原那么：1预防为主，有疑必探，探治结合，探采结合，先探后掘，先治后采；2以根底水文地质任务为平台，井上探查手段以物探为主，钻探为辅；井下探测手段物探先行，钻探验证。井上下探测、监测与水文地质实验严密结合；3以地下水信息监测为根底，建立矿井水害水情实时监测体系。4控制设防9煤顶板水，治理和受控疏放合理结合综合防备顶

44、板水害。5探测和监控相结合，合理避让地质构造；6改造矿井防排水系统，提高矿井排水才干；7建立水害平安保证体系的整体规划，设计整体目的，分解阶段目的，分区、分阶段实施规划与设计；8防治水工程与矿井采掘工程相结合，防治水工程方案优化与经济效益相结合，选择经济有效、对矿井消费进度影响较小的防治水工程技术；9防治水工程与水资源的合理利用相结合，在防治矿井水害、合理受控疏放地下水的同时留意对地下水资源和地表水体的维护。第二节 矿井防治水任务的技术道路根据本矿的水文地质根本条件与矿井水害特点，本防治水规划建议采用的防治水技术道路是疏堵结合以疏为主，技术途径是准确预测矿井涌水量，合理设计矿井排水才干和井下疏

45、排水系统，防治水工程实施的技术方法是井上下结合井下为主。1疏降为主、疏堵结合，减少采掘涌水量，降低掘进头和采煤任务面水压力，改善掘进作业环境，提高消费效率和质量；2探堵结合，探查煤层底板隐伏导水构造，加固煤层底板薄弱区段。第六章 防治水技术与工程规划第一节 主要水文地质研讨任务根底矿井水文地质条件技术研讨与技术分析是制定切合实践的合理的矿井防治水工程措施及其相关任务的根底和前提，只需经过深化系统的矿井水文地质和矿井水害特征技术研讨和技术分析，真正认识和把握了矿井水害发生开展的规律和控制条件，才干确保制定出科学合理的矿井水文地质平安保证工程与措施体系。针对告成矿的水文地质条件和矿井水害特点，防治

46、水技术任务的主要内容与要求是：1全面系统分析现有资料，在本规划总体框架的指点下，编制矿井9煤平安回采单项防治水工程设计：基于井下采区及任务面水文地质条件主要是基于对矿井建立和消费过程中揭露的水文地质景象和水害景象的分析，有针对性的专门矿井水文地质勘探实验和计算分析任务近乎空白，同时，由于该矿井属多含水层充水型矿井，不同的含水层、不同的埋藏条件和不同的构造位置含水层的富水性和充水条件差别较大，所以，仅以部分采区揭露的水文地质资料难以到达对整个矿井水害条件特别是其变化规律的全面认识。因此，应在对现有矿井水文地质资料分析的根底上，针对目前存在的主要水文地质问题和水文地质资料控制缺陷，编制9煤平安回采

47、的防治水措施工程与技术研讨任务规划及其相应的实施方案设计。2分区域、分含水层定量计算分析评价不同采区任务面21煤回采地质、水文地质条件，分别评价顶、底板水对9煤开采的要挟程度；根据目前资料初步分析，顶板水对11煤开采的影响程度随着开采标高的降低有减弱的趋势，这一问题的深化分析研讨会直接影响矿井防治水任务重点及其变化。3根据目前揭露的矿井水害特征和矿井水文地质构造，配合必要的井上下水情监测信息，对顶板水应采用采矿扰动条件下的水岩耦合模型进展数值模拟计算、对底板水应采用带水压开采技术方法进展数值模拟计算，计算分析不同区域采区任务面正常涌水量和最大涌水量，为矿井排水才干特别是任务面暂时排水才干确实定

48、提供定量根据；4根据采掘工程安排和对水害平安条件的要求，仔细分析研讨各充水含水层富水性规律与地质构造、构造特征、埋藏条件之间的因果关系，提出矿井水害危险性程度预测分析图，用以指点任务面回采或巷道掘进过程中的水害超前探测任务。5根据目前资料分析，在浅部煤炭资源回采过程中，顶板水和底板奥灰岩水是矿井防治水任务的重点目的，因此，对于矿井浅部的任务面应进展顶板扰动与破坏规律和任务面回采过程中涌水量及其分布规律的分析计算并提出相应的防治水措施设计。随着开采深度的添加，奥灰岩水和底板奥灰水将逐渐转化为矿井的主要水患含水层，因此，对于该区域煤炭资源的开采应高度注重带水压平安开采实际的研讨，应经过对9煤底板维

49、护层所接受的水压，水量和岩层厚度、岩层的浸透性及其强度、岩性层序及其组构关系的测定，显水带在采煤过程中的升降变化规律探测，维护层的分层和整体的阻水才干计算，采用五图系列和双系数及三级判别法，对矿井21煤深部开采进展更为准确的计算分析和带压开采分区，并针对不同分区，提出相应的防治水对策。详细研讨内容包括：1全面系统地分析研讨告成矿区9煤底板现有的地质、采矿、水文地质及其它与该工程研讨有关的技术资料。2研讨9煤层底板含水层的富水性规律、水压分布规律、及其地下水补给、径流与排泄特征。3根据9煤赋存条件、埋藏条件、构造特征及其底板岩性特征并参照我国类似条件矿井开采的观测资料分析计算不同开采条件下采煤对

50、底板围岩的破坏与扰动规律。4根据现有资料利用地质统计方法并结合煤层底板维护层岩性的组构关系、构造特征、防突水效应等分析研讨煤层底板维护层的防突水才干。5根据含水层水压导升规律、采矿对底板的破坏扰动规律、底板维护层的构造性特点提出底板岩层的有效维护层厚度分布规律。6将采矿、含水层水文地质特征及底板维护层的防突水条件结合起来综合评价告成煤矿开采9煤层矿井水害平安性条件，并进展平安性条件的分级分区研讨，提出相应的平安开采防治水措施。第二节 水文地质补充勘探根据前述各部分分析可知， 9煤开采过程中同时遭到多个含水层水的要挟，且在不同的开采标高和区域，各个含水层水的要挟程度在发生着转化。对于这种同时受多

51、个含水层水要挟的矿井必需求查明不同含水层的富水性和地下水补排关系，特别要查明不同含水层之间能否存在有水力联络？水力联络的方式和途径是什么？一旦遭到采矿扰动后其水力联络条件能否会发生变化等？目前仅做过地面区域性水文地质补勘和井下一程度以上9煤开采过程中的井下简易水文地质观测和分析任务，针对9煤开采综合防治水技术与方案，还没有做过专门性的系统的水文地质实验、水文地质计算和井下水文地质勘探任务。为了确保矿井一程度的平安回采和矿井向深部程度延伸过程中的水文地质平安，尚需求进展必要的井上、下钻探、物探、放水实验、水化学实验、相关测试分析等水文地质勘探任务。勘探任务的主要目的：1在现有矿井水文地质观测网的

52、根底上，进一步完善矿井水文地质条件观测孔系统，经过对不同含水层地下水位动态信息的长期监测和分析，以到达了解不同含水层之间的水力联络情况，地下水位动态与矿井开采及其涌水量之间的相关性关系，用以分析预测矿井地下水的可疏降性和防治水技术道路。构成矿井水文地质动态长期观测网。2探查和控制不同含水层的主要富水区、富水性与构造发育以及其它地质构造体之间的关系、水量大小及其分布规律.3探查9煤层底板的隐伏导水构造和裂隙破碎带位置与分布。4定量评价矿井部分开采块段实施顶板水超前疏水削峰平安采煤和底板灰岩水实施疏水降压或带水压平安采煤的可行性及其不同程度的疏水量、疏水工艺和疏降水工程设计参数。5为评价不同含水层

53、地下水流场特征，评价矿井正常涌水量和最大涌水量，特别是向深部延伸过程中的涌水量及其涌水特征，核定矿井排水才干，提出改扩建矿井排水系统方案提供重要的根底资料。6探查和控制9煤层顶板推覆断层碎屑岩破碎带厚度分布规律、含水性条件、遇水后的稳定性条件和控制该带溃水溃沙的技术方法。第三节 主要监测实验任务任务面回采过程中底板水害实时监测与预警为确保任务面平安开采，防止突水灾祸事故发生，在查清任务面地质、水文地质条件的根底上，针对采面底板存在的能够发生突水的危险区，经过突水监测系统，实时监测采动过程中煤层底板隔水层中应力、应变、水压、水温等参数的变化规律，来确定9煤回采过程中煤层底板隔水层的破坏带和隔水层

54、下伏的强含水层“导升高度的变化情况，即在煤层底板隔水层中安装公用传感器，经过监测传感器的参数变化，监测数据的计算和综合分析，到达对能够发生突水的危险区突水前兆提早进展预告之目的 。主要监测内容有：1、监测任务面突水危险区底板应力、应变、水压、水温在煤层采动过程中的变化规律。2、 监测任务面突水危险区底板承压含水层水导升高度及其变化规律。3、 经过对采动过程中危险区底板突水参数的实时监测，分析参数变化情况并对能够发生的突水做出提早预告。4、 经过监测数据的综合分析，对现行开采方式条件下二1煤层底板破坏规律进展研讨，获得相应的开采技术参数以指点其它任务面的防治水任务。 底板突水条件实时监测的目的与

55、作用：在煤矿开采过程中煤层底板受采动影响产生破坏，底板隔水层应力场、应变场也会相应发生变化，同时受采动压力和承压水的共同作用，使隔水层裂隙进一步扩张或产生新的裂隙，地下水便沿裂隙“导升，导致煤层底板裂隙水的水压和水温发生相应变化。应力是反映煤层底板发生破坏的重要目的，煤层底板应力场中恣意一点的应力值随任务面的推进不断发生变化。根据底板破坏实验阐明，底板应力小于原始应力时底板钻孔出现耗水，应力越小，钻孔耗水量越大，钻孔耗水量峰值正益处于底板应力值谷底位置；从上述关系可看出，在任务面回采过程中底板破坏深度与导水性能，随底板应力的增大而减小，反之随底板应力的减小而增大。因此，经过对不同深度的底板应力

56、形状的实践监测，以到达反映采动条件下煤层底板发生破坏的深度及强度。应变是用来度量岩体变形程度的量，其值的大小反映了底板岩体破坏程度和变形强弱，随着任务面的推进顶板悬空顶板跨落，那么底板变形出现紧缩膨胀紧缩，当底板岩体裂隙或原生节理在应力场的作用下沿其构造面产生挪动时，经过埋设在不同深度应变传感器的监测值将反映煤层底板挪动或变形的程度。 在采动的影响下，原生裂隙会不会进一步开裂、扩张，特别是能否呵斥底板承压水沿裂隙带进一步上升与煤层底板破坏带相沟通是能否发生突水的必要条件，因此，经过对煤层底板不同深度裂隙水的水压监测可以掌握底板承压水能否向上导升以及导升部位，结合对底板破坏深度的分析，可以对监测

57、部位突水的能够性进展评价和预告。当深部循环地下水经过裂隙通道进入隔水层内部时，过水通道附近岩体温度及煤系裂隙水的水温会出现异常。故可经过对煤系裂隙水水温的监测，预告突水发生的能够性。综上所述，煤层底板监测中的应力、应变形状反映了底板隔水层在采动影响下所受破坏以及导水性能的变化情况，监测水压那么直接反映了底板承压水向上导升情况和导升部位，监测水温那么反映能否有深部承压水的补给。因此，可以经过对这四项监测工程的综合分析，进展任务面回采过程中突水危险性的超前预测预告。监测系统构造原理：煤层底板突水监测系统为由岩水多参数测定仪和传感器组成的监测系统。该系统由地面中心站、井下分站、信号传输电缆和用于底板

58、监测的不同传感器等硬件以及相应运用软件组成(系统构造如以下图7-1所示)。图7-1 突水监测系统表示图根据水文地质条件分析可知，随着采掘深度的添加9煤层底板含水层水将要挟矿井的平安消费，为此应进展典型回采任务面底板水害的实时监测和超前预警。每个任务面监测点的详细位置应根据水文地质条件研讨确定，根据监测效果可适当添加监测任务面的数量。实施监测工程必需有专业人员进展专门的监测设计。在必要的情况下，应采用钻孔窥视技术、顶板水害实时监测技术及顶板钻孔测试技术进展任务面顶板导水裂隙带的测试与计算分析任务，为顶板水数值模拟预测提供根底数据。第四节 主要水害治理工程矿井水害治理技术主要包括疏水降压、截流封堵

59、和含隔水层注浆加固等，详细采用何种技术方法，要根据详细的水害条件选择其中的一种或几种方法的组合。一、疏水降压工程所谓疏水降压防治矿井水害技术就是对要挟矿井平安消费的主要充水含水层水，经过专门的工程和技术措施在人工受控的条件下进展超前预疏干或疏降水压，进而减少或消除其在矿山建立和消费过程中对矿井平安的要挟。疏水降压作为矿井水害防治的技术途径之一有其特定或合理的运用条件，普通在以下矿井水文地质条件下多采用疏水降压的矿井防治水技术：1、 矿井主要充水含水层属于本身充水含水层。由于矿井的主要工程活动位于含水层之中，或者说矿井的采掘活动将直接揭露充水含水层，含水层中的水无法躲避，早晚都要被释放。为了减少

60、或消除采掘过程中大量的水短时间涌入矿井给矿井正常消费与建立带来影响或超越矿井设计的排水才干而呵斥淹井事故，需求在人工受控条件下预先对含水层水进展疏放。2、 矿井主要充水含水层属于直接充水含水层。当含水层作为煤层的直接顶板或底板时，一旦巷道进入煤层或任务面回采后，由于缺乏工程层位与含水层之间的隔水维护层，含水层中的水会直接进入巷道或任务面给矿井消费呵斥影响或灾祸。在这种水文地质条件下，往往需求采用预疏水技术防治矿井水害。3、 矿井主要充水含水层以静储水量为主，动态补给量有限。以静储水量为主的矿井充水含水层发生矿井充水时，往往是瞬间冲击水量大，后期水量迅速衰减甚至干枯，当矿井消费诱发该类含水层突透