礦區(qū)附近采空區(qū)探放水設(shè)計及安全技術(shù)措施

1、礦區(qū)附近采空區(qū)探放水設(shè)計及安全技術(shù)措施 一概況 山西晉煤集團平陸晉平煤業(yè)有限責任公司兼并重組整合礦井位于平陸縣曹川鎮(zhèn)太寨、寺頭村一帶，距平陸縣城直距46km，行政區(qū)劃隸屬平陸縣曹川鎮(zhèn)管轄。其地理位置為東經(jīng)：1113150-1113311，北緯345337 -34 5458。 井田中部有風（陵渡）南（溝）公路東西向通過，礦井井口由2公里土路與該公路相接，通過風南公路向西約55公里可達平陸縣城與運（城）三（門峽）高速路相接，由運（城）三（門峽）高速路向北40公里可達大（同）風（陵渡）高速路、南同蒲鐵路運城火車站。向南經(jīng)黃河大橋可抵河南省三門峽市，與隴海鐵路及連（云港）霍（城）高速公路聯(lián)通。由鐵路、

2、公路向東南可達中南及華東各省市。 二地形地貌 1、本井田地處中條山南麓，黃河北側(cè)，隔黃河與河南省為鄰，以低山丘陵為主的侵蝕山地地貌，素有“平陸不平溝三千”之稱，井田內(nèi)溝壑縱橫，地形復雜，總的地勢為南高北低。地形最高點為井田南部太寨山梁，標高為649.2m，最低點為井田北界處曹家河床南岸，標高為362.3m，最大相對高差286.9m，屬低山區(qū)。 2、井田內(nèi)構(gòu)造簡單，主要為一軸向北西的背、向斜構(gòu)造，地層傾角一般5-8。局部達15，井田內(nèi)發(fā)現(xiàn)1條逆斷層及2條褶曲，未發(fā)現(xiàn)陷落柱構(gòu)造，現(xiàn)將本井田構(gòu)造敘述如下： （1） F1逆斷層 位于井田西部邊界，302號鉆孔揭露，K2及10號煤層重復出現(xiàn)，10號煤層底

3、板鋁質(zhì)泥巖與K2頂板粉砂巖接觸。F1逆斷層走向N38W，傾向S W，傾角35，落差H=25m，井田內(nèi)延伸長度550m。 （2） 褶曲 S1向斜構(gòu)造 位于井田的中部，軸向N60-50W，向NW仰起，兩翼基本對稱，地層傾角5-8，軸長約2.3km。 S2背斜構(gòu)造 位于井田的南部，軸向N84-68W，向SE傾伏，兩翼基本對稱，地層傾角5-12，軸長約1.8km。 綜上所述，井田構(gòu)造屬簡單類。 三井田水文地質(zhì) 1、本井田地處中條山南麓，黃河北側(cè)， 井田內(nèi)地表河流不發(fā)育，大小溝谷多為干溝，只有雨季時才匯集洪水沿溝排泄，井田地表水向北匯入曹河，向南匯入太寨河，曹河向東于南溝注入黃河，太寨河向南直接注入黃河

4、，井田地表水屬黃河水系。 2、井田內(nèi)各溝谷基本常年無水，遇雨季一瀉而去，雨停后溝干或為細流，屬季節(jié)性溪流。本井田保留的原龍?zhí)稖厦旱V的主平硐、副平硐、回風平硐口標高分別為406.78m、406.67m、408.16m均高于所處地段曹河的最高洪水位（370m）。本井田井口不受洪水威脅。 四主要含水層情況 （一）井田的含水層自上而下有： 1、第三、四系松散砂礫孔隙含水層 松散含水層在區(qū)內(nèi)發(fā)育，大面積出露。巖性為近代沖積砂礫層，透水性良好，直接接受大氣降水及地表徑流補給，厚度埋藏大時，該層為淺層含水較豐富的砂礫孔隙含水層。 2、上石盒子組底部K10砂巖裂隙含水層 黃綠色、灰白色中細粒砂巖，穩(wěn)定性差，常

5、相變?yōu)榉凵皫r，位于淺部裂隙風化帶，含水豐富。 3、下石盒子組K8、K9砂巖裂隙含水層 巖性為灰白色、粗中粒砂巖為主，以石英為主。受地形影響，接受大氣降水及地表水補給差異性大，裂隙不發(fā)育，屬富水性弱的裂隙含水層。 4、山西組K7砂巖裂隙含水層 巖性為灰白色中、細粒砂巖，以石英為主。受地形影響，接受大氣降水及地表水補給條件差，裂隙不發(fā)育，該層屬富水性弱的含水層。 5、太原組K2石灰?guī)r溶隙含水層 巖性為深灰色，致密堅硬的石灰?guī)r，為10號煤層的直接充水含水層亦為煤系地層主要含水層，厚度1.92m左右，裂隙不發(fā)育，鉆進消耗量小于0.5m3/h，礦井涌水量95m3/d144m3/d，受地形影響，大氣降水及

6、地表補給條件差，排泄條件好，所以其富水性弱。因此，該含水層為富水性弱的溶隙含水層。 6、奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r溶隙含水層 奧陶系灰?guī)r出露于井田東西部及黃河兩岸，露頭所見溶洞、裂隙發(fā)育。該層為煤系地層下伏的主要含水層，富水性弱，水位標高與黃河水位變化有關(guān)。2021年4月7月山西克瑞通實業(yè)有限公司在本井田南西部補充勘探時施工了501號探巖溶水位孔。501號孔揭露奧灰?guī)r厚度419.15 m，終孔層位O2x。水位埋深165.75 m，水位標高320.70m。O2f在鉆進中鉆進消耗量小于0.5m3/h，巖芯鑒定裂隙、巖溶不發(fā)育，峰峰組為富水性弱的溶隙含水層。O2s在鉆進中鉆進消耗量小于0.5m3/h，巖芯鑒定

7、裂隙、巖溶不發(fā)育，上馬家溝組為富水性弱的溶隙含水層。O2x在鉆進中鉆進消耗量小于1.0m3/h，巖芯鑒定裂隙、巖溶較發(fā)育，從簡易水位觀測在下馬家溝組483.60 m -570.00 m和586.47598.65出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，推測為含水層段，下馬家溝組為富水性弱的溶隙含水層。觀測O2f +O2s+O2x混合水靜止水位埋深165.75 m，水位標高320.70m。據(jù)501號孔O2f +O2s+O2x混合水靜止水位標高控制本井田奧灰水水位標高為319-323m。 （二）主要隔水層情況 1、石炭系中統(tǒng)本溪組 由鋁質(zhì)泥巖及鋁土礦層組成，一般厚為10m左右，系一較好的隔水層。 2、石炭系上統(tǒng)太原組 主要由

8、具有可塑性的泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，各層砂巖及石灰?guī)r間均有泥巖分布，一般厚度2m至數(shù)米不等，可起到良好的層間隔水作用。 （三）礦井水文地質(zhì)類型 1、受采掘破壞和影響的含水層 K2灰?guī)r為10號煤層的直接充水含水層亦為煤系地層主要含水層，厚度1.92m左右，裂隙不發(fā)育，鉆進消耗量小于0.5m3/h，礦井涌水量95m3/d144m3/d，受地形影響，大氣降水及地表補給條件差，排泄條件好，所以其富水性弱。按照煤礦防治水規(guī)定第一分類依據(jù)屬簡單類。 2、礦井及周邊老窯水分布狀況 據(jù)礦井在生產(chǎn)過程中調(diào)查，井田北部邊緣，曹家河南側(cè)，小窯破壞區(qū)及老系統(tǒng)有2處積水區(qū)，推測積水115070m3，未進行鉆探驗證，積水位置

9、邊界和水量不可靠，存在突水危險。物探6個積水區(qū)，面積約3.095萬平方米。按照煤礦防治水規(guī)定第二分類依據(jù)屬復雜類。 3、礦井涌水量 整合后的礦井年生產(chǎn)能力為45萬t/a，10號煤層正常涌水量477m3/d，即19.88m3/h，最大涌水量為723m3/d，即30.13m3/h，遠小于分類標準180 m3/h，按照煤礦防治水規(guī)定第三分類依據(jù)屬簡單類。 4、突水量 該礦自開采10號煤層以來未發(fā)生突水事故，巷道揭露各含水層時，淋水均較大。按照煤礦防治水規(guī)定第四分類依據(jù)屬簡單類。 5、開采受水害影響程度 10煤層采空區(qū)積水及地表水是10煤層采掘工程的主要水害，10煤層采掘工程受老窯積水水害影響大，威脅

10、礦井安全。按照煤礦防治水規(guī)定第五分類依據(jù)屬復雜類。 6、防治水工作難易程度 針對本礦礦井水文地質(zhì)特征，按照煤礦防治水規(guī)定要求，認真做好井上、井下水文地質(zhì)和防治水工作，重點做好對采空區(qū)積水、構(gòu)造水、地表水的防探工作。防治水工作的重點，嚴格執(zhí)行“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水制度。認真做好防水、探水、疏防及排水工作?？偟恼J為，防治水不易于進行。按照煤礦防治水規(guī)定第六分類依據(jù)屬復雜類。 綜合以上闡述，針對分類依據(jù)第二條的評述，按分類依據(jù)就高不就低的原則，建議本礦開采10號煤層，礦井水文地質(zhì)類型定為復雜類。 詳情見下表： 10號煤層礦井水文地質(zhì)類型劃分 項目 煤礦情況 類別 受采掘破

11、壞或影響的含水層及水體 含水層性質(zhì)及補給條件 受采掘破壞或影響的空隙、裂隙、巖溶含水層，補給條件差，補給來資源少 簡單 單位涌水量（Ls.m） 弱 簡單 礦井及周邊老空水分布狀況 據(jù)礦井在生產(chǎn)過程中調(diào)查，井田北部邊緣，曹家河南側(cè)，小窯破壞區(qū)及老系統(tǒng)有2處積水區(qū)，推測積水115070m3，未進行鉆探驗證，積水位置邊界和水量不可靠，存在突水危險。物探6個積水區(qū)，面積約3.095萬平方米。 復雜 礦井涌水量（m3h） 正常Q1 19.88(水文地質(zhì)比擬法預計) 簡單 最大Q2 30.13(水文地質(zhì)比擬法預計) 突水量 Q3（m3h） 無 簡單 開采受水害影響程度 采掘工程受水害影響大 復雜 防治水工作難易程度 防治水工作不易進行 復雜 礦井水文地質(zhì)類型 復雜 （四）礦區(qū)附近采空區(qū)積水現(xiàn)狀 1、根據(jù)我礦10#煤層采掘工程平面圖原采空區(qū)分布情況