1101采煤工作面回采水文地质情况评价报告

赫章县妈姑镇何家冲煤矿1101采煤工作面回采水文地质情况

评价报告编制单位： 编制人： 审 核： 总工程师： 矿 长：

何家冲煤矿（方案）会审表名称：1101采煤工作面回采水文地质情况评价报告（修编）会审时间会审地点编制人主持人职务会审意见会审签字矿长总工程师生产矿长安全矿长机电矿长地测副总采煤副总通防副总掘进副总机电副总调度室施工单位会审综合意见：TOC\o"1-5"\h\z一、矿区整体规划及采区概况 1二、地理概况 2赫章县妈姑镇何家冲煤矿矿权拐点坐标 2三、地质构造及特征 3\o"CurrentDocument"1、地层 3(1)峨嵋山玄武岩组(P3B) 3(2)二叠系上统宣威组(P3x) 3(3)三叠系下统飞仙关组(T1f) 4(4)第四系(Q) : 4\o"CurrentDocument"2、构造 4四、水文地质情况 5(1)第四系(Q):孔隙含水层 7(2)三叠系下统飞仙关组(T1f)基岩裂隙含水层 7(3)二叠系上统宣威组(P3X)基岩裂隙含水层 7(4)二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3B)：基岩裂隙含水层 7\o"CurrentDocument"2、地下水物理性质及化学成份 7\o"CurrentDocument"3、水力联系 8(1)大气降水对矿井充水的影响 8(2)地表水对矿井充水的影响 8(3)老窑及采空区积水对矿井充水影响 9(4)含水段对矿井充水的影响 10(5)断层对矿井充水的影响 106、水文地质类型 10五、物探及钻探分析 11六、矿井涌水量 11\o"CurrentDocument"1、矿井涌水量预算层位 11\o"CurrentDocument"2、预算方法 11\o"CurrentDocument"3、水文地质参数的确定及矿井涌水量计算结果 12七、矿井主要水害预测及防治措施 131、水害预测 13\o"CurrentDocument"2、防治水措施 13八、区域、局部探放水措施及设备 14九、1101采煤工作面排水路线 15十、评价报告结论 151101采煤工作面回采水文地质情况评价报告（修编）一、矿区整体规划及采区概况赫章县妈姑镇何家冲煤矿于2012年8月取得的30万t/a采矿许可证（证号：C5200002012ni20122764,有效期2012年8月至2020年8月，矿区面积为0.833km2,开采深度：+2120m〜+1700m）和原设计获得的30万t/a设计生产规模的批复文件，本次设计的矿井生产能力45万t/a在取证中。1101工作面位于我矿井田东北翼、东部为本煤层上分层采空区、西部为本煤层未采区、南部为1950集中运输石门、1950车场，北部为煤层露头、但已经留有充足的保护煤柱。地面相应位置为跑马山下，地面为荒山。1101采煤工作面走向长48米，倾向长91.3米，可回采面积为4382.4壮，工业储量23007吨，按97%回采率计算，实际可采储量为22317吨,，预计2020年10月30日回采结束。该工作面煤层倾角60°〜68°平均倾角65°,采用伪倾斜回采、角度控制在25-30°。本采面掘进期间实测控制煤层厚2.2-2.7m,平均煤层厚度2.45m,局部煤层厚度3.5米，该区域煤层变化较大，回采期间跟住煤层底板。1101工作面内无封闭不良钻孔，工作面附近无灰岩水、无承压水、因此回采期间没有突水威胁，该工作面无煤尘爆炸性，煤尘自然为ni类，不易自然。矿井在副斜井底部设置井底水泵房。泵房底板标高+1900.5m,长

26m,净断面积5.45m2,直墙半园拱形，位于C202煤层底板岩层内,采用锚喷支护。在副斜井底部设置井底水仓,水仓底板标高+1897.5m,断面积5.45m2,直墙半园拱形，位于C202煤层底板岩层内，采用锚喷支护。设置两个水仓，一个主水仓，长度80m,容量436m3；一个副水仓，长度55m,容量299.75m3,以便一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。井底水泵房水泵型号DW85—45X5型离心泵3台，1台工作，1台备用，1台检修，水泵流量100m3/h,扬程225m。单台水泵配套电机功率为90kw,水仓及水泵均按照矿井设计部署符合相关要求。二、地理概况口1、矿区、矿井所在地理位置、交通情况何家冲煤矿位于赫章县妈姑镇，距县城直线平距约24km,县城距省会贵阳340km,距毕节地区行署所在地96km,距六盘水市107km,距威宁县39km,G326国道从矿井北面通过，交通条件较好。交通位置见图。PIH科古M耙*O县人民政府所在地QPIH科古M耙*O县人民政府所在地Q多、忖_铁踞2国词匕语］尺2。£行4g即公里矿区位置湖泊一~省界◎地，市入医政府断在地〜省遒拐点XY开采标高（m）12984621.219354555372.636+2120——+170022984245.21835455232.63432983942.21635455365.63442983832.21735454720.63052985192.22535454470.63362985317.22535454688.634面积：0.833平方公里三、地质构造及特征1、地层矿区出露地层有上二叠统峨嵋山玄武岩组（P3B）、宣威组（P3x）及下三叠统飞仙关组（Tf）,在沟谷及缓坡等地带有第四系（Q）分布。1由老至新叙述于下：（1）峨嵋山玄武岩组（P3B）据岩性分为上、下两段。下段厚300m,为灰绿、灰兰、暗绿黄色块状玄武岩，具气孔状和杏仁状结构，中央4〜5层灰兰色、暗紫红色凝灰岩；上段厚10〜40m,为紫红色、紫灰色层状凝灰岩，由南到北逐渐增厚。分布于矿区的西部。（2）二叠系上统宣威组（Px）3属陆相沉积，厚163〜192m,一般分为上、下两段。下段（P3x1）厚108〜114m,大致与东相区的龙潭组（P31）相当。该段下部岩性由黄绿、灰绿紫色细砂岩、砂质页岩及泥岩,粘土质页岩互层组成，间夹1〜4层黄绿色斑状凝灰质灰岩；上部岩性为黄褐夹绿色薄层细砂岩,中夹灰白色砂质页岩及粘土岩,偶夹炭质页岩；顶部有一层全区稳定的可采煤层C201,并以此与上段分界。上段（P3x2）厚50〜80m,大致与东相区的长兴一大隆组（P3c-d）相当。下部岩性以粘土岩、砂质页岩、炭质页岩为主，夹薄层状细砂岩；上部岩性以黄绿色、灰绿色细砂岩为主，间夹页岩；该段见煤五层，全区可采和局部可采煤层四层，是矿区的主要含煤岩系。（3）三叠系下统飞仙关组（Tf）1矿区厚200〜250m。主要由黄绿、紫色砂页岩夹泥灰岩组成。分布于矿区东部及外围。（4）第四系（Q）主要为坡积、残积物，以粘土、砂质粘土、亚粘土为主，见砂岩转块，多分布于缓坡地带，不整合覆盖于下伏地层之上。厚0〜10m，平均5m。2、构造由于矿区位于妈姑--簸箕沟向斜南西翼北西端及北西转折端近轴部过渡地段，向斜转折端地层产状较陡，翼部地层较缓，致使矿区内地层产状变化较大，地表产状23°〜76°之间，总体遵循北陡南缓，地表陡深部缓之规律。矿区内南部700m有-条断裂构造F10,将矿区煤层错断。该断层走向南东，倾向东，倾角70°,走向长约1.5km,断层将矿区煤层错断，水平错距100m左右，落差30m左右，为一横向平移断裂。由于原有井巷密闭，现井下未实测到断层，经调查了解，井下小于5m断层偶见。此类小断层使煤层局部变薄、增厚或短距离错位,破坏了煤层局部的稳定性和连续性,降低了煤层顶底板岩石的强度,对煤层的水文地质、工程地质条件产生了不利影响。根据地质以往的经验大断层周边必然伴生同类型的小断层,所以1101回采工作面在回采期间难免会有小断层出现,另外由于局部煤层变厚地质变化较大,煤层中

部有一层夹矸，夹矸最大厚度为0.6米，给回采造成一定的困难，同时也影响了煤质。可采煤层主要特征表煤层煤层厚度(m)层间距(m)容重结构煤层稳定性煤层倾角(°)顶底板岩性名称最小最大平均（m3/t）夹矸数平均顶板底板C2050.11.31.01.55简0~1不稳定60~68粉砂岩泥岩泥岩、泥质9955.8单局部可采65泥质粉砂岩粉、砂LLr岩1.71简单不稳定60~68粉砂岩泥岩泥岩、泥质粉、砂LLr岩C2040.41.2281.550~2局部可采65粉砂岩、砂LLr岩C2020.37.03.91.55简0~1稳定60~68粉砂岩泥岩泥岩、泥质513单可采65泥质粉砂岩粉、砂LLr岩60~68粉砂岩泥岩C2010.688.335.2915.51.55简单0~1稳定可采65泥质粉砂泥岩、泥质粉、砂LLr岩岩四、水文地质情况1、地形地貌；矿区范围内地势南北两端高，东西两端低，地形切割强烈，高差较大，最高点位于矿区北部，海拔标高+2180m，最低点位于矿区东部公路边，海拔标高+1980m,相对高差200m。矿区东部边界500米外为妈姑河支流通过，其河床最低标高+1850.0米，为矿区最低侵蚀基准面。矿区总体为构造侵蚀、剥蚀、溶蚀、沟谷等地貌。2、地表水；地表水系不发育，无大的河流，但冲沟较发育，地表水大多为季节性冲沟水。冲沟流程短，流量受季节性控制明显，大多在雨季时增大，旱季时减小甚至干涸，一般小于2L/s。矿区东部边界500m外为妈姑河支流通过，河床最低标高+1850.0m左右，妈姑河支流距离矿区最近距离500m，矿井最低开采标高+1700m。根据地表水留设防水安全煤岩柱的角度，取60°，开采煤层全部在安全线以外，所以不留设地表水体煤柱。3、地下水动态特征区域内岩溶水和碎屑岩裂隙水均以大气降水作为主要补给来源，地下水动态随季节变化明显，一般每年5月地下水流量、水位开始回升，6〜9月为最高值，其间出现1〜3次峰值，10〜12月份进入平水期，水位、流量开始逐渐递减，到次年三、四月份降为最低值。4、地下水补给、径流、排泄条件该区雨量较丰沛，地下水主要靠大气降水补给。除1—4月份降水量过少，蒸发量偏大，引起地下水消耗，其余月份均可获得适当的补给。矿区内岩层主要为宣威组碎屑岩类，碎屑岩分布面积相对较广，主要为二叠系上统宣威组砂泥岩。碎屑岩靠近地表时风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水，深部发育构造裂隙地段，含构造裂隙水为主，碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受地势影响，一般为近源补给、就近排泄。5、地下水类型与含水层岩组区域地下水的类型根据岩性组合和地下水赋存条件分为：基岩裂隙水、松散岩类孔隙水二大类。基岩裂隙水、孔隙水富水性弱。6、岩性组合，岩层的富水性和可采煤层赋存空间等因素，自上而下将煤矿区内地层含水性叙述如下：(1)第四系(Q)：孔隙含水层浮土、粘土、砂质粘土，表层为腐植层，厚0〜15米。含孔隙水，富水性弱。(2)三叠系下统飞仙关组(Tf)基岩裂隙含水层上段为灰绿色细砂岩、粉砂岩、薄层砂质泥岩、泥岩组成，下部富含动植物化石及零星散状黄铁矿，下段为紫色岩层：多由紫色泥岩、砂岩、泥质粉砂岩等组成。矿区厚200米。含基岩裂隙水，富水性弱，为弱含水层。(3)二叠系上统宣威组(P3X)基岩裂隙含水层以细碎屑岩为主的陆相沉积。岩性由细砂岩、粉砂质页岩、泥岩及煤层组成，该岩组风化裂隙较发育，含少量裂隙水，含基岩裂隙水，富水性弱，为弱含水层。(4)二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3B)：基岩裂隙含水层1、下段厚250米，为灰绿、灰兰、暗绿黄色块状玄武岩，具气孔状和杏仁状结构，中央4〜5层灰兰色、暗紫红色凝灰岩；上段厚10〜40米，为紫红色、紫灰色层状凝灰岩。含基岩裂隙水，富水性中等，为中等含水层。2、地下水物理性质及化学成份矿区内地下水一般无色、无味、无臭，水温正常，水质多为碳酸钙镁型水。地下水和地表水对水泥制品和钢构件无腐蚀—弱腐蚀。3、水力联系地下水以沿层面渗透为主，区内分布有沟谷汇集而成的冲沟，地表水必然在一定的垂深范围内有一定的补给，特别是在采煤地段，由于工程地质条件的改变，必然产生大量的裂缝会给地表水的渗入补给造成有利条件；另外还有大气降水补给，大气降水一部份蒸发，另一部份通过裂隙下渗补给地下水。地下水的流向受岩性、构造的控制，其总体流由南西向北东迳流。矿区内的宣威组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙不发育，含少量基岩裂隙水，而深部则发育成岩或构造节理、裂隙，尤其是内部粉砂岩等脆性岩石更为发育，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。因此，矿区水文地质类型应为以顶、底板进水的水文地质条件中等的裂隙充水矿床。4、充水因素分析矿井充水因素既决定于水文地质条件，又决定于开拓方式。充水强度受充水水源和通道的影响。（1）大气降水对矿井充水的影响矿井内宣威组裸露或浅埋，主采煤层普遍埋藏较浅，风氧化带沿倾向深度普遍达50米左右，补给面积较大，植被较发育。尽管岩层富水性弱，由于大气降水的直接补给，可沿节理、裂隙等渗入矿井。当矿井煤层开采后，易对顶部岩层造成破坏，产生“冒落”，增大地表水对矿井的渗入。（2）地表水对矿井充水的影响区内无大的地表水体，有发育的小冲沟，井田内无山塘、水库、河流，仅有顺向小溪沟。矿区最低侵蚀基准面位于矿区东部边界500米外为妈姑河支流通过，河床最低标高+1850.0米左右。为山区雨源型河流，流量变化幅度大，雨季暴涨，枯季流量较小，地表水大多受季节性影响较大。对开矿有一定影响。区内最低侵蚀基准面标高为1850米，高于该矿最低开采标高（1700m）150米，地表水将通过岩石的节理、裂隙及断层破碎带渗入地下补给地下水。在自然状态下对矿床充水影响小,但在开采条件下可通过塌陷裂隙渗入矿坑而成为充水水源,对煤层的开采可能构成威胁。（3）老窑及采空区积水对矿井充水影响据调查区内沿煤层露头线一带分布着大小不一、开采深度或深或浅的老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、部分地表水进入矿井的通道。老窑多沿主采煤层露头开采，开采深度50〜100米不等。由于矿区范围内还包括原赫章县妈姑镇老厂煤矿，原来是一合法生产矿井，采用斜井开拓，有一个主斜井和一个回风斜井，主要开采C201、C202煤层，于2002年8月29日发生透水事故后关闭，井下现状无法调查，巷道布置情况不清，现在井下积水较严重，2002年老厂煤矿发生透水事故是由于误穿老窑所致，何家冲煤矿目前对原老厂煤矿采取疏排水降压措施，积水位标高从1970米降至1860米，原老厂老窑积水是该矿区最大的充水隐患，在井下布置系统时应采取先探后掘的防治水措施，必须先对该煤矿进行采空区积水疏放，保证矿井安全施工。老窑沿倾向开挖，长期废弃且积水，大气降水是老窑积水的主要水源，也是矿井充水的主要因素。由于老窑及采空区主要分布在井田C202煤层和C201煤层，标高在1700多米至2000多米左右。当矿井开采低于1700米标高时，老窑及采空区的积水对矿井造成突水，在以后采煤的生产过程中，如果揭穿或连通老窑采空区,老空区水将会进入矿井,发生透水事故。故小窑及老采空区积水是矿区的主要水害隐患。1101采煤工作面在矿区北部，其周边离老窑较远，又因其标高比其他老窑高出许多，所以1101工作面在回采期间不受老窑水的威胁。（4）含水段对矿井充水的影响当井筒和巷道揭露含水层时，便成为矿井充水水源。宣威组岩性主要为细砂岩、粉砂质页岩、泥岩及煤层组成等裂隙水为直接充水含水段。富水性弱，据勘探资料，单位涌水量小于0.0084〜0.295L/s.m。且各小分层之间水力联系差，对矿井的充水影响较小。由于该矿属于顶板裂隙充水为主的矿床，在开采煤层时，上覆地层和下伏地层岩石工程地质条件较好，含煤地层局部地段存在砂质泥岩、泥质粉砂岩、小型断层破碎带等软弱层，工程地质条件较差，在开采下部煤层时应预防底板突水，可采煤层的顶、底板稳定性较差，容易造成突水。（5）断层对矿井充水的影响矿区内构造中等，区内断层主要为压扭性断层，断层破碎带胶结较好，含水性和导水性较差。由于矿区内南部有-条断裂构造F10，将矿区煤层错断。该断层走向南东，倾向东，倾角70°，走向长约1.5公里，断层将矿区煤层错断，水平错距100米左右，落差30m左右，为一横向平移断裂。在开采过程中，应注意F10断裂构造裂隙导致正在开采煤层与其它煤层采空区沟通，形成对矿床充水的充水通道。1101采面运输巷及回风巷在掘进期间，两巷揭露的构造观测没有淋水及渗水现象，说明该区域构造处没有积水存在。6、水文地质类型根据《赫章县妈姑镇何家冲煤矿水文地质条件补勘报告》和上述水文地质情况，矿区主要以裂隙充水为主，矿区水文地质类型为直接充水的裂隙充水矿床。区内主要煤层大部分位于相对侵蚀基准面以下，当开采标高在当地侵蚀基准面以上时，地表水对其影响不大，当开采标高在当地侵蚀基准面以下时，地表水就可能通过裂隙、断层破碎带等渠道渗入矿井，水文地质条件属中等类型。五、物探及钻探分析1、2018年4月28日，贵州美升能源集团有限公司对1101采面南段（运输巷）进行超前探测，探测深度100米，未发现积水区。2、1101采煤工作面运输巷及回风巷在掘进期间坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则掘进，在向前施工时控制巷道轮廓线周围30米保护距离。从平面图上分析看出1101采煤工作面回采区域已经在1101运输巷及1101回风巷探放水区域的覆盖范围之内。六、矿井涌水量1、矿井涌水量预算层位矿区内，矿体赋存于宣威组（P3x）基岩裂隙含水层中，该含水层地下水可通过大面积开采揭露而直接进入矿井，故为矿床直接充水含水层，也是矿井涌水量预算层位。凡赋存在细碎屑岩中的压扭性断层带，单位涌水量均小于0.01L/s.m。2、预算方法矿井位于接受大气降水的补给区，矿井充水主要因素为宣威组煤系地层及飞仙关组地层，矿井涌水量采用大气降水入渗法计算，原则77上是根据矿区地貌、岩性、构造、岩溶发育程度等的差异，来确定矿区的入渗系数、汇水面积等有关水文地质参数，按公式进行计算，大气降水的渗入量为矿井涌水量。3、水文地质参数的确定及矿井涌水量计算结果根据该矿提供的现状开采条件涌水量实测资料，采用比拟法进行估算未开采区域的矿井涌水量：Q=Q1X（SS/S1）*Y'F+F1式中：Q一预测矿井涌水量（m3/h）Q1—矿井现状实测涌水量（m3/h）F一矿区开采面积（^2）F1一现状矿井实际采区面积（^2）S一预测未来地下水位下降值（m）S1一矿区现状水位降深值（m）何家冲煤矿矿井涌水量估算成果表实测矿井涌水量（m3/h）预测矿井未开采区涌水量（m3/h）Q正常Q最大Q正常Q最大40.249.350.4161.6根据计算结果，预计矿井未来涌水量正常为50.4m3/h,最大为161.6m3/h,总体上看，矿井涌水量相对较大，水文地质条件中等。本次设计采用比拟法计算矿井涌水量，在水平标高+1900.0m以上正常涌水量为50.4m3/h、最大涌水量为161.6m3/h,矿井在生产过程中，要随时收集水文地质资料，并及时调整涌水量参数，保证矿井安全生产。开采+1900m标高以下资源时，根据实际涌水情况增加排水设备。1101回风巷局部顶板处有滴水现象，根据现场分析处于地质构造裂隙处。经过观测暴雨过后3天该巷道就出现滴水现象，慢慢滴水变小到没有滴水，该水源是地面雨水经过地表渗入到井下。经过分析对工作面影响较小，不影响安全生产。目前矿井涌水观测地点有1504回风巷、1950中部车场、1503运输巷进口、1504运输巷、1900运输大巷、1900井底水仓入口，在1900井底水仓入口实测总涌水量为40.3m3/h,预计暴雨后矿井涌水量会逐渐增大。七、矿井主要水害预测及防治措施1、水害预测根据华东冶金地质勘查研究院2013年10月编制的《赫章县妈姑镇何家冲煤矿水文地质条件补勘报告》可知，本矿井的水文地质条件中等，存在着水患，主要是指地层、裂隙水、小煤窑积水和雨季渗水。在雨季由于地表积水较多，沿风化裂隙渗入井下的水量较大，在枯雨季节由于地表积水较少，沿风化裂隙渗入井下的水量较小，因此，雨季时水患对矿井的威胁程度较大，枯季时水患对矿井的威胁程度较小。矿井井下作业场所空间是有限的，对各类水患，在采掘过程中，矿井涌水量突发性的大量增加，远远超过矿井的正常最大排水能力，将造成人员和生产设备系统的灾害性事故的发生。2、防治水措施（1）必须加强对浅部小井、老窑积水情况和影响范围的调查、控制，掌握准确的位置，并在井上、下工程对照图上标出其井田位置、开采范围、开采年限和积水情况。（2）留设足够的采区、井田边界及断层和强含水层等隔离防水煤柱。（3）坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。（4）对主要含水层建立地下水动态观察系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。（5）配备足够的探放水设备及注浆堵水设备。（6）对矿井采掘所影响到的各含水层、断层，必须作出水文地质评价，进行提前预报，以便采取相应的防治水措施。（7）主要巷道尽量布置在隔水层或弱含水层中。（8）施工之前要对1101工作面进行水文地质分析，确保无水害威胁后方可进行回采。八、区域、局部探放水措施及设备矿井在防治水措施方面，应首先采用区域性的探放水措施，其次是采用局部性的探放水措施。坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。（1）矿井工作面采煤前，应当采用物探、钻探、巷探和化探等方法查清工作面内断层、陷落柱和含水层（体）富水体等情况。地测机构应当提出专门水文地质情况报告，经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后，方可进行回采。发现断层、裂隙和陷落柱等构造充水的，应当采取注浆加固或者留设防隔水煤（岩）柱等安全措施。否则，不得回采。（2）何家冲煤矿有2台型号ZY-750钻机，2台型号ZY-850钻机；其中有2台钻机正在检修，钻杆475mm、数量200根。九、1101采煤工作面排水路线1101运输巷一1101运输石门一1900运输大巷一井底水仓f地面十、评价报告结论1、C201煤层上履地层为下三迭统飞仙关组（Tf）,无含水层，1上履煤层C202、C204、C205煤层未进行采掘活动，上履煤层C205煤层1501工作面在回采期间无积水；同时C201煤层顶板岩性主要为细砂岩及砂质页岩，属隔水地层。C201煤层下履地层为为二叠系上统宣威组（P3X1）玄武岩类，无含水层。从地质沉积条件来说，岩体充水性不强，井下水源补给性差，且距地面荒山其垂距最大为