煤矿河下开采与防治措施

河流下采煤技术与防治水探析（铜川矿业公司东坡煤矿吴刚727023）摘要：通过对东坡煤矿广阳河下开采的地质及水文地质条件分析，结合近年来井上、下实际观测与理论计算结果的比较，制定了水体下开采的安全技术措施，得出了现采煤方法不会影响地表水源及井下安全生产。关键词：水体下分析开采与防治一、矿井概况东坡煤矿隶属于铜川矿业公司下属的一个大型矿井，行政区划归铜川市印台区高楼河乡。矿井为黄土覆盖式井田，平均埋深280米。广阳河位于井田中部，为本区地表仅有的一条长年河流，由南向北流入洛河。全长约20公里，河床宽3—30米，水深0.4—0.9米，一般流量270.2—950.7m3/h，最大洪流量2782m3/h，其它均为季节性小溪。东二扩大区西翼采区布置的2105工作面现横垮广阳河开采。二、开采区地质及水文地质条件（一）地层及含水性根据多年矿井生产资料统计结果显示，本区域水文地质条件较简单。主要含水层从上而下依次为：(1)第四系松散层孔隙含水层本层不整合覆盖于基岩之上，主要岩性由更新世黄土与底部细砂、砂砾石组成，厚0～150m，一般厚100m。含水层主要为底部细砂与砂砾石充水。砂质土:厚度0～30m,含水属孔隙潜水,最大涌水量为8.3L/s。砾石、砂质土:此层厚度0～7.0m,含水属古河床及风化裂隙水,如井筒最大涌水量为10.7～15m3/h。由于沟谷的侵蚀切割作用，该层泉水甚多，但流量皆甚微。(2)二叠系下石盒子组含水层其底部砂岩含水,岩性为中粗粒长石石英砂岩,厚2～22m。常分上下两层,上层为承压水,单位涌水量为0.326L/s·m。该含水层总体含水不丰富，但在砂岩厚度大、裂隙发育的构造复合部位，富水性较强。(3)二叠系山西组含水层擦山西漠组中爷上部娘砂岩振为中句粗粒秤长石两石英榜砂岩估,厚电度压5～剃20土m物,为逝承压见含水遥层,桐其单姥位涌柔水量青0.苦01邻66盒～0该.4疯6部L危/s姻·盯m讨。属崇于制弱机含水站层姑。索山西普组底菌部砂嫁岩(肆K俊4若),组厚度冬约勿0.瑞35居～2巨4歉.5病m避。为云承压莲含水游层,耳单位删涌水摄量简0.尿00据1～成0形.0孤86边9专L模/s滥·袋m叼。含螺水量寿小，防属于能弱含雀水层忆。历(怎4)光奥陶引系石贡灰岩脏裂隙判岩溶间水架该层嫁是渭同北煤寒田的熟一个岭区域纪含水遍层，糟其岩佛性主户要以铅灰、落深灰汪色石睁灰岩用及白堆云质锹灰岩碎、浅勿灰色初白云为岩组乌成。捞该层抄裂隙酒、岩老溶较孝发育鹊，此航层水拢对煤雁层开岔采没泡有影冒响利井田猪内发灶育有盼较好铺的隔棒水岩作层，晋主要义有：贿(1皆)第弃四系保更新光统：肃上中侨部为掠黄土隐夹砂门质粘已土,席下部文为红毫色粘家土，脆中夹宇10势多层府钙质树结核百,隔轮水层晋厚度辫15严～1洋00佣m畏；枯(2企)二猜叠系首下石弊盒子贫组：垂有多桐层泥惕岩、径砂质湖泥岩尸组成徐，搏遇水绪膨胀够起着暑隔水有作用养，厚贺度询10射～1遣00尖m。渠(3周)二仰叠系照山西拘组：漂有多首层泥头岩、逢砂质塞泥岩搅及钙真质结燥核组兽成，召是很晚好的猛隔水备层，寒厚度主13赶～3劈0m肠。绕（二剥）地颤质构摸造错东二营扩大阵区西久翼尝总体蜂为一子轴向强SN蹈的宽壁缓竿向斜回。根凶据《祸东坡钳煤矿鄙精查挽勘探案地质蚕报告剩》及晓《港东坡企井田它精查做补充芽勘探锣报告灾》资良料，浅认为配该区饲域没序有大庸的地理质构篮造，景小断裕层犹较为狮发育团，断匹距一析般题为1互-霉3米校，以吗正断行层为蛇主，怕地质且构造祝较复煎杂再。希三、愚水力宝联系川与矿缸井充朱水因笑素分夜析艰1、待水力棚联系算及隔两水层忠分析踢以上势各含狂水层渠之间楚均有竭数米描到几宗十米咬的泥阶岩、捕砂质聚泥岩探相隔钢，厚痒度稳查定，盏隔水负性能性好。迅又据级水文橡地质昨资料缠分析啄，各谎含水才层之言间的挥水位衬及水贼质各煌不相臣似，职故说赚明各秆含水锻层之役间无铅水力凳联系柜。柴2、糊矿井夏开采锯“乱二带罚”晚计算炉本矿恼因未安进行馒过水傻体下眉开采肤，无由资料扭和经列验可拜利用赞，因快此以休20累00顺年5瓣月2则6日准国家僵煤炭腿工业扔局制毙定的互《建辣筑物泊、水抬体铁贡路及亏主要帮井巷席煤柱鸦开采票规程奏》为剃标准此（以报下简除称纲“女三下炼”唉规程皂）。抽根据筋《杜“垮三下悲”星规程砌》第焰50榨条表耐4：请矿区户的水遍体采寸动等疫级及惹允许尊采动酷程度拒规定促，我邀矿水假体为吐重要使水源细，允脱许采盈动等休级应舍属1班级，圈不允异许导干水裂旗隙波浸及到星二叠算系下邻石盒悬子组疫含水掘层及铸地面从水体妹。烘根据邮《浊“缩三下乎”浩规程暴》附吗表6封—厨2：劲厚煤守层开就采的拘导水忘裂隙比带高训度计研算公侦式，猫对我创矿导街水裂委隙带太进行灰预计姨。帖公式届：H卷Li其=2至0(鞭Σ精M)电1/械2+退10贿=凡40诱.0灯米被HL蓄i导田水裂亏隙带丈高度会，岛Σ丈M为烈累计闭采厚狼，取增3.彼0胸米裂。未根据滔《爆“甜三下元”似规程突》中姐关于来开采老单一馋煤层炎的垮颗落带震最大腥高度对计算送公式究，对内我矿健垮落朵带最圾大高复度进许行预要计：密公式擦：H慨m=刷10勒0创Σ箭M/康(4点.7丑Σ燥M+裹19聚)诞±冠2.斗2严=粒1港1.塌3枪米笋式中业：H矛m垮孔落带轿最大导高度深，旁Σ梢M为举累计捆采厚款，取父3.挪0鸭米剧。零计算薯结果骡确定采我矿游垮落延带最伙大高蓬度为培11波.怠3米逗，导筝水裂织隙带流最大赴高度江为哪4湖0.扬0轿米欣。白3、握矿井迹充水房因素行分析敲根据猾“竭二带飘”困计算前，导鞋水裂钉隙带惜高度平仅炸4念0勒米储，K目4旱为山谢西组廊砂岩刚，归5号逮煤层荐老顶悉，距即5#好煤层委0携—尺3米商，都属黎弱香含水肠层。券随着科煤层坡的开灭采而美垮落丝或断弯裂，瞒这些芬含水药层会连遭到守破坏虑，预佩计矿日井涌姓水量筋会增筒大。盘根据倘开采收实践五，开降采初网期工勺作面胃涌水制量较仍大，慎一般哗5到纤15武m悠3澡/h击，随填后逐胞渐减认小到悄每小查时几插立方言米。棒根据跳地质遣报告纱资料绢，矿商井正煤常涌稿水量均为葡2饭0技-岗40殃m顷3渡/h压，最闯大涌换水量汪为苏1亿5苗0幼m保3迎/h奴，主豪要为昏第四中系古烈河床魔水尊，距巷5＃秒煤层握约繁15贞0宽米嫩，是择导水而裂隙怎带高洋度的终3赤倍，秀又无亦大型棕断层煌，隔仪水层吼较好柄，一晌般不脚会破卵坏该递含水碑层。带广阳枪河距捧5＃芽煤层甩26患0武米略，导姓水裂胖隙带羞波及有不到痕二叠壳系下贯石盒互子组舅含水踪层间，更激不会戴波及鞋到地租面敞广阳伏河，峡矿井渐不会叠由于晚开采何引起墨广阳死河水嫁溃入得井下败而发甩生突器水现坝象。男根据温以上描分析贪，按岭《照“是三下万”饺规程遥》第底51丈条规交定，委我矿帅广阳步河河维床下场允许管开采徐。僻四、毁综合崇防治通措施披1、必地表咬打水猾文观简测孔吸通过锤在肆地表你补打轿水文学观测跳孔，份定期什对开誓采工秃作面壶进行主观测龟。开楼采初仿期每布月最植少一淹次，结工作疼面开螺采后掏每1疲0天蛇观测仿1次恩，及薪时掌木握水则位变西化情度况，滥采取凯防范困措施执。船2、画加强钟河区秘地面叛观测挤在地捞表设兴立观印测站槐，由民地测均科负佣责测拆绘，伴发现篮有地体表裂自缝，中通知辅矿上叮应立幸即进垃行充满填处厅理措水施，恢防止剥地表业水渗泽漏井述巷。慧3、召加强愉水文帽地质厦分析陈采掘匠工作到面地族质说拍明书巨中必消须有魂水文祥地质次情况包分析抢，对娱工作摆面进袄行充支水性懂调查茄，并化建立闷台帐渣。采椅掘工锄作结或束后授，必何须进猴行水金文地技质分办析总扭结。串对煤他层顶闪板砂微岩含规水层星与开租采煤吉层之却间的究空间你关系朵、岩躬性组探合特芬征、痰采后茄“屋二带愤”贞发展简高度投及充气水含艰水层访在空茧间上鲁的变非化进赴行分秃析。航4、电加强窄井下薯探放趟水工拨作长坚持垄“的有闸必探催、先恳探后节掘（枪采）须”蚁的原剧则，糠在有趟可能漂存在暑水灾象威胁咐的地饰点都斤必须吸坚持暖探放姑水。中对煤揪层顶某板砂部岩富厦水性关及有乞出水始征兆肥地段傅，预顷先实窃施探浆放水胜措施合。凯5、滔工作用面必测须根疏据实畜际编隶制专库门的帜防治寄水措娘施漆建立召健全捧技术夜保障防体系股，从掘设计变源头月抓起谜，工矛作面皮设计恳时将蜘管路静和泵早数一明并进桌行设桶计，银在过挎程中役必须著编制倒专门禽的防厉治水滥措施岔。佛6、罢完善违井下劲排水仗系统魂，增炉强排撤水能央力择经常捡清理漫水仓妹及各愚运输贸中巷晋、石慰门等肆巷道丧，按宜规定减对井融下排促水设秆备进孝行检夜查、帅检修卖和联留合试熄运转而,使阶其保勾持完邮好。狠回采穗工作坝面的民运、持回槽渠及掘咸进工三作面吉设水介仓、订水泵栋、排蔽水管勇路，末加强碑对管泄路的担维修袭、保愤养,坐以利渔于工究作面替排水昆。街7、狐定期他观测颂广阳枪河流励量凶在矿尸井芽广阳丙河流俭域范匹围内杏建立陈上、退下水园文观微测站曾，如界果发妹现寄广阳鸦河流送量有怨漏失漆现象植，必虎需采碍取安顽全有次效的谅防范命措施芝，做范好井丹上、碗下涌晋水量销观测射工作召。硬8、蹲对水汤源井跨水位必情况辣经常槽观测舰如发闪现水腔源井尾水位猎有变席化，到及时冠向矿但井有平关部旦门汇睡报。析9、榴研究辈地表席开采饰移动疾规律通在开猪采区俊域建课立地如表移雪动观胳测站屠，掌废握开姻采沉艘陷规哄律，杰进行脊相关善设施絮变形郑观测奥，以孩便及醉时采监取有锤力安犯全技务术保淡护措拣施。尖10武、涂开采依中蚊控制额顶板致在河归床附式近高必须沙随机日拉架励、控慌制顶陷板则，绿防止池漏顶削，锤可减更小导烂水裂蹦隙带妨和跨胃落带阳的高揉度，职以利困于水零下安恨全开论采。叨五、向广阳争河水齿体下翁开采寿特点物：渴广阳冰河水吸与基败岩地牌下水暴有直登接的臂水力泄联系仔，一众旦基惧岩含誉水层群与采议场沟北通将傅导致堂地表荐水溃驰入矿钩井。估所以倦水下终开采谅的研跃究重势点是冷基岩她主要朝含水系层受把采动临影响册的变座化情眼况。心六、郊地表箩移动启影响仗分析瓶1、甚地表僚移动箭理论谋计算午结果扒依据洒所选衫的地折表移确动参时数及慰数学配模型会，对迫开采狡后产担生的培地表烂移动咏影响吐进行水了预殊计。拆开采蛮后地掉表最找大下龄沉为逝2数25半6荷mm轨，最已大水奔平移为动为陕13角9社mm纠，最差大倾迟斜为镜41翠mm旺/m长,最婚大曲妙率为阁0.嘉5盲5屈×挑10灶-3阻/m腹,最乖大水细平变扶形为侦12关mm订/m偶。依访据此馆计算致结果个可绘轮制地眨表下溪沉、隶倾斜做等值永线图器。沈2、祝地表武移动上实际熔观测帅结果症经过仪对岩壁移观皆测资品料的乖计算你整理状，该持工作抚面实弹测移怨动变轧形最悉大值争分别筝为：贩最大袜下沉抄量为摇16拜45库mm规,愈最大罢水平曲移动丧值为传75继mm环,杰最大兆水平降变形冰值为预9.蔽36瞒mm特/m根.仰最大伟倾斜慢变形软值为屯38拒.4北mm仔/m涉,柜以上追数值拍小于概预计虫值。抵3、尝水文撒观测驴孔水齐位观脾测情口况统类计表篮（单禁位：秆m）舍月份引年度柄1湿2祝3飘4闷5势6尊7挎8屑9见10跑11甩12恳20盒0立9坐5.倍66贴5.殿35匹5.脱39誉5.英64崖5.霉61悲5.设40慧20针10袍5.惭42宪5.洽55重5.更62勉5.村71本七、移结论报通过障对地达表水袜、地燕下水新、矿券井涌照水以亚及地波表移摔动的市观测橡和综着合分夹析，园形成弊以下撞几点尿认识荐：盲①珠目前增开采妥对水培源地虎含水属层未志造成绒破坏建。水箱源地蛮水位物变化竿的原绍因，仆应为过受气泽候、壤降水覆条件典影响划造成否的暂警时水扛位下资降。粒②陵目前介开采肆未出暴现预鄙料之双外的摔不良写后果屋。回豪采期哲间工食作面狼出现邀滴、睡淋水薪现象恼，符添合新团水平毁、新棒采区累开采妨的水苦文地驾质基拜本特定征。枝地表冷水与枣矿井灶充水隶无关协。塔③速在采北深大识于团26缺0戚米板，采葛长、崇采宽润较小贷、推演采速上度较女慢，啦对地缓表