中长期防治水规划1文档格式.docx
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煤17:
上距煤15底板6.58-17.4m,平均厚度在15.2m左右,下距12层石灰岩26m左右,煤层厚度0.53-0.97m,平均厚度0.76m,顶板为11层石灰岩,厚1.30-1.33m,局部相变为泥岩厚0.10-0.20m。
1.4 设计、核定生产能力、实际产量
矿井设计年生产能力6万吨/年。
2001年11月市局对矿井的通风、排水、生产及井型提升能力进行核定生产能力为45万吨/年,矿井2003年第三季度,矿井生产技术改造工程完成,矿井生产能力可达到30万吨/年。
2012年矿井核定生产能力可达到35万吨/年,现矿井实际生产15万吨/年。
1.5 资源储量
截止2005年底,矿井尚有总地质储量1263.9万吨,可采储量524.6万吨。
1.6矿井开拓、开采
矿井采用立井开拓,中央并列式通风,主、付井进风,风井回风,煤层开采顺序先上后下,后退式回采。
采煤方法:
柔性掩护支架采煤法。
开采水平:
为±
0至-400m。
矿井设计服务年限:
28.4年,剩余服务年限:
45年。
2、 矿井地质及水文地质
2.1 矿井地质
2.1.1 地层与含煤地层
2.1.1.1 地层
本井田地层由老到新有:
奥陶系、石炭系本溪组、太原组、二叠系、山西组、下石盒子组、第三系、第四系。
井田主地层由上而下简述如下:
1、第四系(Q):
本井田为隐蔽式井田。
第四系厚11~45m,一般厚约13m。
由土黄色耕植土,棕黄色至黄褐色砂质粘土,姜结石及底部砂砾或灰色粘土薄层组成。
其中姜结石层有粘土充填其中,为弱含水层。
2、第三系(E)
揭露的岩性多为紫红色砂质泥岩,砂砾岩,砂泥岩及砾岩组成,砾径0.5-0.8cm,分选性较差。
3、二迭系(P):
最大残厚约530m,分为石盒子组和山西组,
(1)石盒子组在本区的上、下石盒 组中标志层A层铝土,中粗粒,厚层大奎山砂岩等均无明显沉积。
下二迭统山西组(P12):
本组为华北型石炭二迭系地层的主要含煤组段,由深灰色到灰黑色泥岩,灰白色中细粒砂岩,砂泥岩互层及第2,第3两层中厚煤层组成,正常厚度多在110m左右,在韩台煤田范围内,受燕山期岩浆活动影响较剧,隔河相邻的张山子煤矿,岩浆在煤2、煤3层位呈床式侵入煤层,或把煤层全部吞蚀。
取代或将煤层留其顶部形成薄层天然焦。
4、石炭系(C)
(1)上石炭统太原组(C3):
厚约180m,为典型的海陆交互相沉积,由灰至黑色泥岩,灰至灰白色细中粒砂岩,石灰岩和薄煤层组成,计含煤层(6、9、10、13、15、45、15、17层)其中大部或局部可采为15、15、17层煤。
本组与中石炭统本溪组假整合接触。
(2)中碳统本溪组(C2),厚约45m,主要由灰深灰色,杂色泥岩,石灰岩,薄层灰色砂岩组成。
含石灰岩四层(第十二~第十五层)
4、奥陶系(O):
厚约800m,假整合于寒武系之上,区内无上奥陶统O3沉积,中奥陶统(O2)厚约600m,分五段其中二、四段含水丰富。
在垂深180m内段岩溶发育而含水,下奥陶(O1)厚约190m,与下伏寒武系整合接触。
2.1.1.2 含煤地层
11井田含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组,计含煤10层(2、3、6、9、10、13、15、45、15、17)。
其中主要可采煤层为第2、3层煤,局部可采煤层为第15、15、17层煤,各可采和局部可采煤层五层分述如下:
煤2
在全井田均有沉积,厚1.07-3.0m,平均2.2m,老顶为粘土质中、细粒砂岩,厚5.90-47.84m,一般20.0左右,伪顶和伪底大部分为泥岩,厚度各在1m左右,煤2底板为煤3顶板,为中细砂岩。
煤3
上距煤2为45.35-33.15m,平均24.00m,煤厚2.60-5.00m,平均3.41m,顶板多有0.40-1.0m左右泥岩伪顶,老顶为煤2、3之间的中、细粒砂岩,底板多为泥岩或砂泥岩。
煤15
位于太原群中部,上距煤3为115.00-137.60m,平均间距为130m,煤厚0.98-1.08m,平均1.10m,较稳定,大部可采。
顶板为八灰,厚0.60-3.42m,底板为砂泥岩。
上距煤15为44.00-80.10m,平均在62m左右,煤厚0.50-0.73m,平均0.50m,为层位稳定局部可采煤层。
煤层顶板为十一灰,底板为泥岩或粘土岩。
煤17
上距煤15为6.93-12.30m,平均在9.61m左右,煤厚0.53-0.97m,平均0.83m,为层位稳定,结构简单大部可采煤层,煤层顶板为十一灰,底板为泥岩或粘土岩。
2.1.2 井田地质构造
1、区域构造
韩台煤田位于秦岭东西复杂构造带北支通过的部位,同时又处于新华夏系第四沉降带之中。
它的东部为临沂煤田,西部为大屯矿区,北部为陶枣煤田,南部为贾汪矿区。
而韩庄含煤予测区和孝庄含煤予测区又处于韩台煤田的中部,位于徐州复背斜的东南翼,区域构造比较复杂。
2、井田构造
本区总的为一向西北倾斜的单斜构造,地层走向北东,倾向西北。
构造类型为中等。
(1)褶曲:
本井田因受北西60°
,方向强烈挤压力影响,工广煤柱以北-200m水平以上煤层发生倒转,煤层倾向出现反倾斜,煤层倾角变为急倾斜甚至直立,对采煤方法产生较大的影响。
(2)断层:
F1断层为正断层,走向东北40°
倾向西,倾角70°
,落差0-240m。
F5断层为正断层,走向东西,倾向北,倾角70°
,落差60-80m。
F3断层为正断层,走向北东150°
,倾向北,倾角70°
,落差0-30m。
F4断层为正断层,走向北东35°
,倾向西,倾角70°
,落差>500m。
F5断层为正断层,走向近东西,倾向北,倾角70°
,落差5-40m。
F6断层为正断层,走向近东西,倾向北,倾角70°
,落差0-44m。
F7断层为逆断层,走向东西,倾向北,倾角48°
,落差0-10m.
2.1.3岩浆岩
11矿三煤-203M水平以上多处掘进见到岩浆岩侵入,致使煤层尖灭。
2.1.4岩溶陷落柱
11矿掘进和采煤过程中至今没有发现岩溶陷落柱。
2.2 矿井水文地质
2.2.1 地表水体
11井田内地表水体,南有京杭大运河,由西向东流经本区。
京杭大运河韩庄河段历史最高洪水位为+35m,最大河水流水量达1890m3/s河宽约200m,常年水深大于3m,设计流量1700m3/s,北有胜利渠设计80m3/s,灌溉48万亩,实际放水40m3/s可灌溉20余万亩。
警戒水位为+33m,保证 水位为+33.5m,全井田地势 平坦,北高南低。
井田东部第四系冲积层下伏大面积奥陶系石灰岩上,第四系露头可直接接受大气降水补给。
因此,11矿在井田北翼,地面塌陷坑建立了永久泵站,安设潜水泵QD450/6-7.5两台,两台潜水泵的排水能力为400m3/h。
地面泵站的建立防止了塌陷坑内的水进入井下的可能。
2.2.2 含水层与隔水层
本井田主要含水层有第四系姜结石层,二迭系上统石盒子组砂岩,二迭系下统山西组煤2、煤3顶板砂岩,石炭系上统太原组第三,八,十层石灰岩,奥陶系石灰岩。
2.2.2.1含水层
1、第四系姜结石含水层,由于粘土的充填透水性减弱直接覆于基岩之上时,对基岩补给相对较差。
2、二迭系上统石盒 子组砂岩含水层:
裂隙发育不匀,在对96-13号孔抽水并进行流量测井时,152~172段的一层细砂岩有水单位涌水量为0.045L/sm。
本层对井下开采无直接影响。
3、二迭系下统山西组煤2、煤3、顶板砂岩含水层:
煤2顶板砂岩厚约5.90~47.84m,为老顶,岩性为灰白色中粒石英长石砂岩;
煤3上距煤2一般45m,为灰白色细砂岩。
这两层砂岩裂隙发育不均,含水性较弱无补给来源。
但这两层砂岩的孔隙,裂隙水是开采煤2、煤3时,矿井的直接充水水源。
北翼开采至今,北翼实际涌水量6m3/h,雨季对北翼涌水量没有影响,因此,煤2、煤3的顶底板渗水没有安全隐患。
4、第三层含石灰岩含水层:
深灰色至黑色灰色,质纯致密,有时含石结核,裂隙岩溶发育,但不均为本井田主要含水层,上距煤3底板41m。
5、第八层石灰岩含水层:
厚0.6-3.42m,为15层老顶,没有抽水试验。
6、第十层石灰岩含水层厚3.9-6.63m,深灰色,质纯致密,有时局部含有泥质裂隙,岩溶较发育但不均匀,富水差导性明显。
为15层煤的直接顶板,没有抽水试验。
7、上述煤2顶板砂岩和煤3的底板砂岩及三、五、八、十层石灰岩含水层露头直接与第四第地层接触,雨季地表水可能直接进入上述该层含水层中对井下构成威胁。
8、奥陶系石灰岩含水层:
厚600-800m,深灰色、灰色,质纯致密。
在井田东部直接下伏于第四系之下,上部强风化,岩溶发育,为强含水层。
在垂深180m以内,有数段岩溶发育,含水丰富。
F4断层可能切割奥陶系石灰岩,井下有导水现象,与煤系地层各含水层有无补给关系现应引起矿上重视。
F4号断层在井田东部,由于地层倒转,开采小槽煤时,才有可能揭露F4号断层,现11矿主采煤层煤2、煤3,因此,F4号断层对11矿没有安全隐患。
2.2.2.2隔水层
井田内二迭系石盒子组,有多层砂泥岩互层,可以起到一定的隔水作用,而在石盒子与山西组之间有一层厚度约十米以上的中粗砂岩,其底部到12层煤顶板又有厚度不等的三层泥岩,也可起到隔水作用,防止2层煤上部的水对开采煤层的影响。
2.2.3断层的含导水性
(1)F1断层为11矿与大兴矿的边界断层,11矿至今掘进没有到边界也没有接触到F1断层,所以F1断层的导水性不清。
(2)F5号断层为井田内部断层,根据-57m水平探巷掘进证实,F5实际为一构造带由三条小断层组成。
Fy1=270――275°
<56°
N L=40m H=30m
Fy2=265°
-270°
<60°
N L=20m H=45m
Fy3=353°
-358°
<62°
N L=35m H=20m
随采掘深度的加深,综合分析认为:
水平错距L及落差H,将随之加大,三条断层都没有出水现象。
(3)经井下巷道揭露,新发现F3、F5、F6、F7断层均小于4m上述断层导水性不良,采动的影响可能使原来不导水的断层导水,11煤矿在采掘活动中严格按规定留设保护煤柱,至今还没发现F3、F5、F6、F7断层有导水现象。
(4)在井田东部边界由于受F4断层的影响,断层带岩性破碎,导水性强,因此奥陶系、石灰岩水是补给本井田的主要水源。
F4号断层在井田东部,由于地层倒转,只有开采小槽煤时,才有可能揭露F4号断层,现F4号断层对11煤矿无任何安全隐患。
2.2.4 含水层间的水力联系
奥陶系灰岩为强含水层,在本井田东边界,由于受F4断层影响,断层带岩性破碎,导水性强,奥陶系石灰岩水是补给本井田的主要水源。
奥陶系灰岩上距煤17约70m,此段含第12、13、15、45计四层石灰岩,其中第十四层石灰岩最厚,平均8m,其余三层厚1.0-3.0m不等。
第十五层石灰岩下奥陶石灰岩顶之间为泥岩,G层铝土及铁质泥岩,总厚约23m左右。
由于地层倒转,奥陶系灰岩东移,下部开采小槽煤时是矿井防治水的工作重点。
2.2.5相邻矿井生产对本矿的影响
11矿西邻大兴煤矿,大兴矿在-400m以下进行采掘生产,而11煤矿到目前为止,采掘在-203m水平以上,彼此之间以井田技术边界为界,留足煤柱,因此11矿与大兴矿之间没有任何影响。
11矿南邻张山子煤矿,张山子煤矿开采在-123m以上,张山子煤矿的开采对11煤矿的开采有一定影响。
为确保矿井安全,11矿在与张山子扩大区边界处,打设了防水密闭墙,能够满足《煤矿安全规程》和有关措施的规定。
在防水密闭墙处均留设了水阀和水压表,派专人对防水密闭墙的防水情况及压力值进行观测。
3、矿井充水因素
根据本井田精查报告及现场实际分析论证,本矿井的充水因素有以下几个方面:
3.1主要可采煤层的充水因素的特征和充水含水层水文地质特征
3.1.1 可采煤层的充水因素的特征
下二迭系山西组:
煤2、煤3顶板砂岩煤2顶板砂岩厚约10余米,煤3顶板砂岩厚约13米,这两层砂岩裂隙发育不均,含水性较弱,是开采煤2、煤3的直接充水水源,应引起矿的重视。
3.1.2充水含水层水文地质的特征
上二迭系石盒子组砂岩:
石盒子组上部多为粗、中、细、砂岩,下部以中、细砂岩为主,裂隙发育不均,钻进过程中有四个钻孔漏水,通常对井下开采无直接影响。
第十层灰岩:
厚3.9-6.63m,一般5m,裂隙、岩溶较发育,含水丰富属强含水层以。
奥陶系灰岩:
为强含水层,在本井田东部边界,由于受F4断层影响,断层带岩性破碎,导水性强,因此,奥陶系石灰岩水是补给本井田的主要水源。
3.2充水因素之间的水力联系
3.2.1 大气降水
降水多集中在七、八、九三个月,年最大降水量1324mm,年最小降水量618.7mm,累年平均降水量905.2mm,七、八、九为雨季,三个月的降水量约占全年降水的60-70%以上。
3.2.2 地表水
地表水体为京杭大运河,河内常年有积水,水深3-5米。
另外,由于开采范围的加大,受其影响,相对地表已明显的出现了塌陷凹地,雨季(6-9月)地表塌陷凹地内极易积水,防治地面塌陷凹地积水显得格外重要。
地面塌陷坑积水是矿的一大隐患。
3.2.3 含水层
本井田主要含水层以有第四系姜石层,第碱系岩,上二迭系石盒子组,砂岩,下二迭系山西组砾岩、第三、十层灰岩和奥灰。
第四系姜石层:
第三系砾岩、上二迭系石盒子组,通常对井下开采无直接影响。
含水性较弱是开采2、3煤直接充水水源应引起足够重视。
裂隙、岩溶较发育,含水丰富属强含水层。
为强含水层,在本井田东部边界,由于受F4断层影响,断层带岩性破碎,导水性强,因此奥陶系石灰岩水是补给本井田的主要水源。
3.2.4钻孔
井田范围内共施工地需钻孔18个,其中探煤钻孔7个,灭火注浆11个,所有钻孔全部按照国家规定的标准进行封孔,封孔质量良好。
3.2.5断层
奥陶系石灰岩含水层:
F4断层可能切割奥陶系石灰岩,井下有导水现象,与煤系地层各含水层有无补给关系是今后开采小槽煤的一大隐患。
3.2.6采空区
11煤矿开采北翼煤2、煤3倾角在60°
以上为急倾斜煤层,所以采空区存在很少量的积水。
3.2.7陷落柱
11矿采掘至今尚未发现陷落柱。
4、 矿井涌水特征
4.1历年涌水量及其变化
历年矿井涌水量情况表
年度
2000
2001
2002
2003
2012
2005
最大
(m3/h)
40
60
90
95
100
80
最小
20
35
66
63
平均
30
42.5
78
80.5
83
70
4.2 矿井涌水来源及构成
矿井开采煤2、煤3是南翼F5之断层有涌水现象7m3/h,其它小断层涌水稳定在10m3/h,常年如此。
开采北翼煤2、煤3由于顶板垮落有涌水现象6m3/h。
矿井掘进开采到现在为止,无突水现象发生,矿井正常涌水来源为小断层和顶板裂隙水构成。
几年来涌水量无明显的增大,稳定在83.00m3/h左右。
4.3矿井充水相关因素
4.3.1 地表水
由于开采影响地面出现近10000平方米塌陷凹地,塌陷深度0~0.8m。
雨季塌陷坑内积水严重,若大面积积水不及时排出,积水可能通过塌陷裂隙进入第四系,积水有溃入井下的可能。
4.3.2 含水层水
开采北冀2煤、3煤时,由于地层倒转,煤2顶板沙岩厚约10余米,煤3顶砂岩厚约13m,此2层砂岩露头直接与第四系接触,雨季地表水可能直接进入砂岩裂隙中,进入井下。
砂岩裂隙发展不均,含水性较弱,是开采煤2、煤3的直接充水水源。
4.3.3 断层水
南翼井下掘进巷道揭露三个小断层,常年保持涌水量为8.6m3/h。
4.4 矿井涌水特点及变化规律
(1)北翼开采2煤,2煤顶板淋水(包括采空区顶板向下淋水),淋水量常年保持在3-4.5m3/h。
(2)北翼开采三煤底板渗水(包括采空区底板渗水),渗水量常年保持在4.2-5.6m3/h。
(3)开采南翼巷道遇到三个小断层。
-99M水平平巷遇到一个小断层,小断层的涌水量为6-8m3/h,。
-203M水平巷遇到一个小断层,小断层涌水量10.6-15.4m3/h。
南翼三煤-71巷道遇小断层,小断层涌水量6.2-6.8m3/h,常年保持正常涌水量。
5、 矿井水害特征分析
5.1历史突水资料的统计分析
11煤矿从98年建矿开采以来,没有发生突水事故。
2000年8月在掘进三煤-71巷道时遇小断层F5-1,断层涌水h量为6.8m3/h。
2001年7月在掘进-99m平巷时,遇到F5-2号断层,出现涌水,涌水量南翼7m3/h
由于水量很小,没有采取任何大的处理措施。
现在测水记录F5-2断层的涌水量常年保持7-9m3/h。
2002年11月在掘进南翼–123m水平掘进时,遇到F5-3号断层,出现涌水,涌水量为5.2m3/h,常年的涌水量保持在5m3/h。
2012年8月在南翼–123m下山掘进时,遇到灰岩含水层涌水10-15.6m3/h.
5.2 矿井水害隐患分析
5.2.1 矿井现存和潜在水害隐患情况
5.2.1.1 矿井现存水害隐患情况
由于北翼为急倾斜煤层倾角在56°
以上,受开采影响,地面已形成塌陷地,塌陷范围6000m2,雨季塌陷地平均水深0.4m,因煤2、煤3的顶板沙岩露直接与第四地层接触,雨季水可能通过塌陷裂隙进入井下。
现11矿已于2012年6月10日建成泵站一座,安设潜水泵QD450/6-7.5两台,从而大大增加了11矿的防灾和抗灾能力,为井下的开采创造了条件。
地面积水量为2400m3。
泵站两台潜水泵的排水能力为400m3/h。
计2400m3/400m3,等于6小时,即6小时可排完北翼凹地的积水量。
5.2.1.2 矿井潜在水害隐患
井田东部为F4号,由于地层倒转,使奥陶系石灰岩东移,F4号断层可能切割奥陶系石灰岩下步开采15、15、17层煤时,奥陶系石灰岩水是井下开采的主要水患。
现11煤矿主采煤2、煤3由于地层倒转奥陶系石灰岩东移至东部边界以外,下步开采小槽煤时11矿的防治水是石灰岩水。
5.2.2 矿井水害隐患类型
(1)北翼塌陷区雨季积水为矿井的A级隐患。
(2)F4断层可能切割奥陶系石灰岩水是下步开采小槽煤的C级隐患。
(3)2、3煤顶底板的砂岩水为矿井的C级隐患。
5.2.3 各种类型水害隐患
5.2.3.1 地表水害
另外,由于开采范围的加大,受其影响,相对地表已明显的出现了塌陷凹地,雨季(6-9月)地表塌陷凹地内极易积水,防治地面塌陷坑凹地积水显得格外重要。
地面塌陷坑积是矿的一大隐患。
为此,现11矿已于2012年6月10日建成泵站一座,安设潜水泵QD450/6-7.5两台,从而大大增加了11矿的防灾和抗灾能力,为井下的开采创造了条件。
泵站两台潜水泵的排水能力为300m3/h。
5.2.3.2 新生界水害
第四系姜结石含不层是由松散的单体大小形态各异的姜结石构成,内有黄褐色粘土充填,厚度达7
m,由于粘土的充填使透水性减弱,直接上覆于基岩之上时,对基岩补给相对较差,但随着采掘面积的增大,地面形成塌陷,雨季时,地面积水可能通过第四系进入井下。
地面泵站的建成消除了新生界的水害的隐患。
5.2.3.3 古空
11井田为新井田。
5.2.3.4 老空水害
北翼开采的煤2、煤3、煤层倾角都在56°
以上,因此不存在老空区积水。
5.2.3.5 煤层顶板水害
北翼由于地层倒转,煤2的顶板为砂质岩,正常情况下,顶板水没有但随着开采面积的增大,地面塌陷范围的增加,砂岩的露头直接与第四系地层接触,雨季地表水可能直接进入2煤的顶板中。
、5.2.3.6煤层底板水害
开采北翼3煤,由于地层倒转3煤的底板为砂岩,随着开采面积的增大,地面塌陷范围的增加,砂岩的露头直接与第四系地层接触,雨季地表水可能直接进入3煤的底板中。
5.2.3.7 矿井陷落柱水害
11煤矿自98年采掘以来,还没有发现岩落陷落柱。
5.2.3.8 断层水害
奥陶系灰岩为强含水层,在本井田东部边界,由于受F4断层影响,断层带岩性破碎,导水性强,由于地层倒转,奥陶系石灰岩水是开采小槽煤时的主要水源。
5.2.3.9 封闭不良钻孔水害
5.2.3.10 矿井隔离煤柱
11煤矿在采掘过程中,边界煤柱按标准留设断层煤柱,各保护煤
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