马坊煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告(12.7)

山东能源临沂矿业集团马坊煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告（2014）PAGEPAGE24山东能源临沂矿业集团马坊煤矿有限公司隐蔽致灾地质因素普查报告(2014年)编制单位：临沂矿业集团马坊煤矿有限公司编制时间：二O一四年十一月山东能源临沂矿业集团马坊煤矿有限公司隐蔽致灾地质因素普查报告业主单位：临沂矿业集团马坊煤矿有限公司核定能力：21万t/a报告编制：樊敬王文建胡艳娇审核：郭言军总工程师：编制单位：临沂矿业集团马坊煤矿有限公司编制时间：二0一四年十一月马坊煤矿隶属于临沂矿业集团有限责任公司，1979年11月正式投产；设计生产能力9万吨/年，通过技术改造现生产能力30万吨/年，2006年核定生产能力21万吨/年；2013年原煤产量8.1万吨。井田从地质勘探、建井到开采积累了大量的地质资料。根据《煤矿地质工作规定》的要求及临沂矿业集团有限责任公司的工作部署，需要编制煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告，以明确矿井各类隐蔽致灾地质因素。为此，矿井组织人员认真统计整理历年来矿井地质、地质勘探成果的基础上，结合矿井生产中的实际地质资料，按照《煤矿地质工作规定》第四章要求，认真普查编制了《临沂矿业集团马坊煤矿有限公司隐蔽致灾地质因素普查报告报告》（2014）。1、报告编制目的、任务编制报告的目的：为从源头遏制事故，夯实安全生产工作基础，提升煤矿安全管理水平。对影响矿井安全生产的各类不能直接辨识的，给采掘生产带来影响的各类地质灾害因素进一步分析、研究、归纳和总结，为煤矿以后的生产提供更充分更可靠的地质技术资料。依据《煤矿地质工作规定》第四章，第29条至第38条要求，对井田内各类影响生产安全的隐蔽地质因素进行了调查分析，编制了普查报告。具体任务是：结合矿井实际情况开展，采空区、废弃老窑、封闭不良钻孔、断层、裂隙、褶曲、陷落柱、瓦斯富集区、导水裂隙带、地下含水体、古河床冲涮、天窗等各类隐蔽致灾地质因素普查，并编制普查报告。2、报告编写依据编制本报告依据的主要规程、规定和相关资料（采用西安1980年坐标系统）：（1）国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局《煤矿防治水规定》（2009.9）；（2）国家煤矿安全监察局《煤矿防治水规定释义》（2009.12）；（3）中华人民共和国国家安全生产监督管理总局《煤矿安全规程》（2011）；（4）中华人民共和国国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局《煤矿地质工作规定》（2014）；（5）山东省煤炭工业局《关于认真做好全省煤矿水文地质类型划分工作的通知》（鲁煤发明电[2013]36号）；（6）国家质量技术监督局1999年《固体矿产资源/储量分类》（GB/T17766-1999）；（7）《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（国家煤炭工业局煤行管﹝2000﹞第81号）；（8）《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215-2002）；（9）《山东省马坊煤矿生产矿井地质报告》（2005）；（10）马坊煤矿历年有关矿井地质及水文地质资料3、煤矿隐蔽致灾因素在煤矿生产过程中，煤矿井田范围内及矿井周边区域客观存在的不能直接辨识的能给采掘活动造成影响的地质构造、瓦斯及其它有毒有害气体、含（导）水体、采空区以及煤层自燃倾向等可能造成煤矿安全生产事故的灾害统称。矿井基本情况一、成立隐蔽致灾因素普查领导小组组长：付士军副组长：郭言军英俊胡湘贵官士勇成员：樊敬季彬王守伟许良晓张连运赵传辉王文建组长全面负责隐蔽致灾因素普查工作的指挥及安排，负责整改所需资金的落实。副组长协助组长工作，协调指挥各科室进行普查工作，负责组织制定整改方案、安全技术措施，重点负责隐蔽致灾因素调查工作的跟踪及监督。成员主要根据各专业结合实际，认真做好本专业的隐蔽致灾因素调查，收集现场资料并分析可能存在的隐患，真正做到消除隐患，确保矿井安全生产。二、矿井概况马坊煤矿位于肥城市石横镇境内，井田中心地理坐标为东经116°30′00"，北纬36°18′00"，井田东以F25断层与山东鑫国煤电有限责任公司为界，西以F5-1断层为界，北以四个钻孔坐标连线（人为边界）与山东新查庄矿业有限公司为界，南至各可采煤层露头，井田走向长1.2km,倾斜宽0.7km，面积0.84km²。马坊煤矿采矿许可证证号为：C3700002009111110043088，由11个拐点圈定（表1-1），有效期为2013年5月20日～2015年5月20日。采矿许可证矿区范围拐点坐标一览表（1980西安坐标系）拐点编号X坐标Y坐标拐点编号X坐标Y坐标14009154.2939458025.3674008287.2839458118.3624008814.2939458711.3784008421.2839458114.3634008814.2939458025.3694008423.2839457973.3644007912.2839458640.37104008522.2939457975.3654008364.2839458208.37114008574.2839457898.3664008292.2839458207.37矿井为斜井开拓，共有三个井筒，主、副斜井和回风立井，通风方式为中央并列抽出式通风，采煤方法为走向（倾向）长壁后退式采煤法，采煤工艺使用综采或炮采。三、证照情况矿井“四证一照”齐全采矿许可证，证号C3700002009111110043088，有效期限2013年5月20日至2015年5月20日；安全生产许可证，证号（鲁）MK安许证字【2005】1－224，有效期限2013年7月22日至2015年5月20日；矿长资格证，证号MK372614043，有效期限2014年3月15日至2017年3月15日；矿长安全资格证，证号14037012610080，有效期限2014年3月15日至2017年3月15日；企业法人营业证照，证号370000000001487，有效期限2013年7月10日至2015年5月20日；第二节充水因素分析、周边老空区分布普查一、大气降水矿区属北温带半湿润大陆性气候，四季分明，冬春两季干旱少雨，夏秋两季湿热多雨。多年平均气温13.5℃，1月份气温最低，最低气温-20℃（1910年1月5日）；7月份气温最高，最高气温39.6℃（1958年6月27日）。降雨多集中在7月至9月，年平均降水量643mm，年最大降水量1082.7mm（1964年），最小降雨量323.2mm（2002年），月最大降水量474mm（1973年7月），日最大降水量208.1mm（1973年3月16日）。年平均蒸发量1738.25mm，最大蒸发量2381.1mm（1960年），最小蒸发量1196.6mm（2008年）。降雪、降霜一般在每年的11月至来年的3月，最大积雪深度为250mm。二、地表水正在生产的七采区地面为南高余村旧址，地表无积水。三、老空水井田周边无老窑分布，不存在老窑水威胁。井田已有三十多年的开采历史，其深部资源已开采完毕，老空区无突水点，少量涌水点涌水量，依据南高北低的地势自流至马查边界，通过8层煤顶板四灰裂隙渗入深部，已无老空积水。四、封闭不良钻孔根据《肥城煤田西四、西五井田最终（精查）补充勘探地质报告》及马坊煤矿修编地质报告钻孔质量评价表，马坊煤矿封闭不良钻孔有118、63水24、西检4、、矿补1、矿补3，其中118、西检4、矿补1、矿补3终孔层位为10层煤，63水24终孔层位为五灰。118号钻孔位于矿井工业广场内，因终孔位置位于10层煤风氧化带内，因此该孔附近区域煤层赋存条件为不可采，因此对矿井生产无威胁。63水24、西检4、、矿补1、矿补3这四个钻孔位于9100采区和9300采区，钻孔所穿越的煤层已全部开采完毕，开采过程中未发现开采区域钻孔渗漏水现象，说明这四个钻孔与井下采场没有水利联系。马坊煤矿封闭不良钻孔表孔号终孔深度（米）钻进方法终孔层位简易水文可靠程度钻孔封孔质量评价对今后矿井生产影响矿补3164.67分段102未评不合格无影响63水24100.81取芯五灰合格不合格无影响11850.84取芯102未评不合格无影响西检4189.68取芯102尚可不合格无影响矿补1135.17无芯102未评不合格无影响五、岩溶陷落柱马坊井田的煤系基底是巨厚的奥陶系石灰岩，裂隙岩溶均较发育，具备形成岩溶陷落柱的地质条件，但由于矿井揭露奥灰孔少，开采深度较小，目前尚未发现岩溶陷落柱。一、断层本井田断层均为正断层，断层南北方向分布①、F5-1正断层走向NNE，倾向SEE，倾角70°，落差50m，井田位于其上盘（下降盘）。63水1、63水3对孔控制，控制距离70m，属查明断层。井田内延伸长度800m，向北进入查庄煤矿后成为F5断层的派生断层，落差增大到50～280m，控制程度不高，属基本控制断层。②、F25正断层走向NE，倾向SE，倾角70°，落差50～90m，井田位于其下盘（上升盘）。井田深部由96水2与西补5，79与西补5孔控制，控制距离分别为120m、380m。井田浅部由63-72与63-04对孔控制，控制距离120m，井田内延伸长度900m，断层落差浅部小而深部大。属基本查明断层。③、F西1正断层走向NNE，倾向NWW，倾角65°，落差10m。7402轨道巷进入其上盘，控制断层落差，属查明断层。井田内延伸长度600m，向北进入查庄煤矿后成为小断层组。④、F25-1正断层走向NNE，倾向SEE，倾角70°，落差16m，位于F25断层下盘，是F25断层的分支支断层。井田内延伸长度约900m，被查庄煤矿5111机巷和8113切眼所揭露控制，整条断层走向长度约2150m（查庄段1250m，马坊段900m），属查明断层。⑤、F东1正断层走向NE，倾向NW，倾角60°，落差2～10m，5、6、7、8、9、102煤层回采工作面已揭露控制本断层，井田内延伸长度约800m，落差深部大，浅部小，未达煤层露头即尖灭消失，向北延伸进入查庄煤矿后，被更名为CF4，落差5～12m，被7101出口及8100皮带巷所揭露控制，整条断层走向长度约2450m（查庄段1650m，马坊段800m），属查明断层。⑥、F40正断层走向NNE，倾向SEE，倾角60°，落差0～10m，5、6、7、8、9、102煤层回采工作面已揭露控制本断层，井田内延伸长度约200m，落差深部大，浅部小，未达煤层露头即尖灭消失，向北延伸进入查庄煤矿后，落差增至7～30m，被5、6、7、8、9、10煤层相关工作面所揭露控制，整条断层走向长度约3800m（查庄段3600m，马坊段200m），属查明断层。马坊煤矿井田主要构造控制程度。马坊井田主要构造控制程度一览表断层名称产状要素断层控制及对现今生产影响情况控制程度性质走向倾向倾角0落差（m）长度(m)F5-1正NNESEE705080063水1、63水3对孔控制；对矿井开采影响较大。查明F25正NESE7050～9090096水2与西补5，79与西补5，63-72与63-04三组钻孔对孔控制；对矿井现今生产无影响。基本查明F西1正NNENWW65106005、6、7、8煤层工作面揭露控制；对矿井现今生产较大影响。查明F25-1正NNESEE70169005、6、7、8煤层工作面揭露控制对矿井现今生产基本无影响。查明F东-1正NENW602～108005、6、7、8、9、102煤层工作面揭露控制；对矿井现今生产影响较小。查明F40正NNESEE600～102005、6、7、8、9、102煤层工作面揭露控制；对矿井现今生产无影响。查明马坊煤矿东为F25-1断层，西为F5-1断层，断层落差大，为保证矿井安全，在煤炭开采时，已留设合理断层保护煤柱。根据钻探、物探及实际生产揭露，目前区内尚未发现影响生产的褶曲和裂隙构造。一、矿井边界水文地质条件马坊煤矿边界,东以F25断层与山东鑫国煤电有限责任公司为界，西以F5-1断层为界，北以63水22、西检4、241、75水1四个地面钻孔座标连线垂直划分与山东新查庄矿业有限责任公司为界，南至各可采煤层露头。（1）东部边界井田东部边界为F25断层，矿井实际回采边界F25-1断层，落差5～10m，井田位于其下盘（上升盘），该边界已按标准留设煤柱，安全回采完毕。（2）西部边界井田西部边界F5-1断层：落差40～50m，井田位于其上盘（下降盘），该断层使五灰含水层与8煤对接，奥灰含水层与9煤、10-2煤对接，按导水断层考虑，留足不低于40m保护煤柱。（3）北部边界井田北部为查庄煤矿，两矿间留设40m边界煤柱，马坊煤矿位于浅部，边界无补给水源。（4）南部边界南部边界至各可采煤层露头，2005年6月，马坊煤矿委托山东科技大学采矿研究所编制了《马坊煤矿安全开采上限论证研究报告》，该报告确定的8层煤的开采上限为±0m,7、9、10煤层的开采上限为+20米，该报告于2005年7月经山东省煤炭工业局批复（鲁煤安管便字【2005】60号）。因此本矿井边界条件为东、北、部位无补给边界，南部为弱补给边界，西部为补给边界。二、相邻矿井北部矿井查庄煤矿，两矿均按要求留足边界煤柱，且煤柱无采掘活动。东部矿井国庄煤矿，东边界附近已回采完毕，无采掘活动。井田主要含水层自上而下为：第四系砂姜石含水层、太原群第二、三、四层灰岩含水层、本溪群五层石灰岩含水层、奥陶系石灰岩含水层，共7层。（1）第四系砂姜石含水层厚度9.08～36.05m，平均18.19m，主要由黄褐色～棕黄色砂质粘土及粘土夹砂姜石层组成，井田内东厚西薄，北厚南薄。粘土夹砂姜石层位于第四系上段，是当地民井的取水层位，供水量不大，水质类型HCO3SO4—CaKNa，该含水接受大气降水渗透补给，由于第四系底部以粘土、砂质粘土为主，具有良好的隔水性和可塑性。可有效地隔绝大气降水、上部砂姜石层水与煤系内各含水层的不力联系。仅以井壁淋水方式渗入井下，一号斜井井壁淋水4m3/h，随季节变化波动在3～5m3/h之间，方型风井（一号风井）井壁淋水1m3/h。第四系砂姜石含水层潜水位一直保持在+66.2m左右。（2）二、三灰含水层二灰厚度1.00～2.57m，平均1.64m，中部较纯，上、下部则富含泥质，西检4号孔二灰及其下部砂岩混合抽水试验，q=0.044L/s.m，富水性弱，水质类型ClHCO3SO4—KNaCa，矿化度1.582g/L，水循环交替作用弱，以静水量为主，二灰为6煤层直接顶板，巷道掘进阶段时有少量淋水。三灰平均厚度0.3m,富水性极小，采掘过程未揭露。（3）四灰含水层四灰厚度3.00～7.00m，平均4.80m，灰～深灰色，质纯，局部含燧石，顶底部含泥质较多，岩溶裂隙发育，抽水试验q=0.005～1.11L/s.m，原始静止水位标高+60m，富水性中等，水质类型HCO3—CaMg～HCO3—KNaCa，矿化度0.3～0.76g/L，四灰为8煤层的直接顶板，开采过程中曾多次发生顶板淋水。1983年11月开始，深部查庄煤矿疏放四灰水，四灰水位由当时的-32.69m，降至现在的-350m，马坊煤矿范围内四灰从此疏干。（4）五灰含水层第五层石灰岩(徐家庄灰岩)：厚5.5～10.58m，平均8.7m，上距8层煤22.5～43.18m，平均32～34m；距9层煤16.9～33.02m，一般24m；上距10层煤14～37m，一般16～20m；下距奥灰1.41～14.54m，一般10m左右，为灰色质纯致密厚层状细粒结晶灰岩，岩溶裂隙发育，目前五灰水位+22.4m，单位涌水量q=0.0017～0.1612L/s.m，富水性较强，水质类型属重碳酸氯化物钙镁水。因迳流条件、构造等因素的影响，富水性不均一，具有明显的块段性和垂直分带性，靠近井田东西边界五灰富水性相对中部强，倾向上，一般向深部五灰岩溶发育趋于减弱，富水性亦呈浅大深小，但个别地段仍存在富水区。由于五灰和奥灰间距小，受断裂构造发育的影响，水力联系十分密切，水质、水位动态与奥灰基本相同，为煤系底盘主要含水层。（5）奥陶系灰岩：为煤系地层底盘含水层，厚约800m，岩溶发育不均匀，具有成层性。根据岩性、化学成分、岩石结构、可溶性及富水性，并结合沉积特征,可将奥灰划分为8个含水层段，其中最上一个含水层段含水量最为丰富，直接与矿井充水有关。从井田内奥灰水文孔统计资料看，奥灰顶部30m左右岩溶裂隙不发育，仅在局部地段顶部岩溶裂隙发育。奥陶系灰岩目前水位+40m，单位涌水量0.017～0.1620L/s.m，水质属于重碳酸氯化物钙镁水。由于地表出露广泛，直接接受大气降水的补给，动水量十分丰富，平均为2.8万m3/h，由于构造作用，奥灰极易以水平或垂直方式补给五灰，二者水力联系密切，为主要水源补给层。四、隔水层（1）第四系底部矿质粘土、粘土隔水层厚度9.08～36.05m，平均18.19m，主要由黄褐色～棕黄色砂质粘土及粘土夹砂姜石层组成，井田内东厚西薄，北厚南薄。第四系底部黄褐色砂质粘土、粘土厚度稳定，具有良好的隔水性和可塑性，隔绝了大气降水，地表水及第四系上段潜水对煤系内各含水层的渗透补给。（2）在10-2层煤底板有一层平均厚5.0m的粘土岩，具有良好的塑性和隔水性。五灰顶部大部分区域有一层坚硬中砂岩，对防治五灰突水起到一定安全屏障作用。五、底板水五灰、奥灰含水层上距7层煤平均层间距59m，8层煤平均层间距36m，9层煤平均层间距28m，10层煤平均层间距22m。①掘进工作面五灰安全隔水层厚度计算（2014年11月，五灰水位平均在+20m左右）根据《煤矿防治水规定》附录四公式：t=式中：t——安全隔水层厚度，m；L——巷道底板宽度，取4.00m；r——底板隔水层的平均容重，取3t/m3；Kp——底板隔水层的平均抗拉强度，取0.1t/m2；P——底板隔水层承受的水头压力，MPa（7煤水压1.07MPa，8煤水压1.3MPa，9煤水压1.38MPa，10煤水压1.44MPa）可采煤层安全隔水层厚度（五灰）计算成果表煤层编号煤层标高（m）五灰水位（m）煤层~五灰最小间距（m）安全隔水层厚度（m）结论7-85+22.4590.36安全8-108+22.4360.44安全9-116+22.4280.46安全10-2-122+22.4220.48安全经计算，各可采煤层掘进工作面施工是安全的。②回采工作面根据《煤矿防治水规定》对突水系数的规定，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m，正常块段不大于0.10MPa/m，即构造破坏块段，五灰突水系数在0.06MPa/m以下的区域为安全区，正常情况下带压开采不会突水；突水系数大于0.06MPa/m的区域为危险区，带压开采有可能发生突水。突水系数计算公式如下：式中：T—突水系数，MPa/m；P—底板隔水层承受的水头压力，MPa；M—底板隔水层厚度，m。将相关数据代入公式计算有：7层煤突水系数0.020MPa/m；8层煤突水系数0.037MPa/m；9层煤突水系数0.054MPa/m。10层煤突水系数0.065MPa/m,由此可见，7煤、8煤、9煤突水系数均小于0.06MPa/m，经计算10层煤突水系数临界值取0.06MPa/m时，标高为-112m,即10层煤采深为-112m～-123m块段受五灰水威胁。结合我矿临近关井实际情况，10层煤可采资源不再开采。六、矿井涌水通道1、断层根据本区勘探钻孔穿过煤系地层和断层揭露情况看，有如下几种规律：（1）根据矿井三十多年来积累的地质资料总结，井田边界内落差大于5.0m的仅有三条，断层落差小且导水性弱，但小断层形成的断层组，容易出现出（涌）水情况。（2）只有断层两侧为各含水层互相对接才有富水导水性，而且其富水、导水性受对接处含水层富水性的控制，对接处含水层的富水性强则导水性强，对接处含水层的富水性弱则导水性弱，对接处含水层致密而不富水则不导水，富水性不均则导水性也不均匀。（3）F5-1断层，落差40m～50m，倾角50°～70°，属查明断层。井田位于其上盘（下降盘）,矿井8、9、10层煤为近距离煤层，10层煤距五灰含水层间距平距22m,距奥灰含水层层间距平均39m，该断层使五灰、奥灰含水层与开采煤层对接，五灰含水层顶界面上抬至7煤下10m,8煤上11m处，奥灰含水层顶界面上抬至8煤下4m,9煤上3m处，对煤层开采造成较大影响。F西1正断层，落差5～10m。该断层于2013年在轨道运输巷、机轨联络巷10煤、7煤揭露不导