张集煤矿隐蔽致灾因素普查报告.docx
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张集煤矿隐蔽致灾因素普查报告
单县丰源实业有限公司张集煤矿
2014年隐蔽致灾地质因素普查报告
编制时间:
二〇一四年八月
目录
一、矿井基本情况1
二、煤层赋存情况2
三、煤矿隐蔽致灾地质因素普查3
(一)采空区积水普查3
(二)相邻矿井普查3
(三)煤矿周边废弃老矿普查3
(四)井田范围内钻孔情况普查4
(五)断层导富水性、褶曲普查4
(六)陷落柱及其导富水性研究7
(七)瓦斯富集区普查7
(八)地下含水层普查7
(九)井下自然发火区普查9
(十)自燃煤层高温危险区普查9
(十一)古河床冲刷带、天窗普查9
(十二)导水裂缝带普查10
四、隐蔽致灾地质因素防范措施10
(一)封闭不良钻孔及三灰含水层治理防范措施10
(二)防治断层导富水措施10
(三)防止瓦斯积聚的措施11
(四)火灾隐患防治措施12
(五)高温隐患防治措施13
张集煤矿关于隐蔽致灾地质因素的普查报告
根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局印发的《煤矿地质工作规定》及山东煤矿安全监察局鲁西监察分局下发的鲁煤监西局发(鲁西监察分局关于学习贯彻《煤矿地质工作规定》的通知)的要求,张集煤矿由集团公司总工程师牵头,组织了矿总工程师、副总工程师、生产技术科、通防科及相关技术人员,根据矿井实际隐蔽致灾地质因素,在全矿开展了隐蔽致灾地质因素普查工作,现将普查情况汇总如下:
一、矿井基本情况
张集煤矿在单县煤田东部,西距单县县城22公里,行政区划属张集镇管辖。
国土资源部以国土资矿划字[2009]014号文批复矿区开采范围39.928km2,开采深度为-400m~-1200m,总资源储量18835万t,保有资源量12103万t,工业资源量11053.8万t。
山东省煤炭工业局以鲁煤规发[2012]86号文批复矿井初步设计,张集矿井设计可采储量7809万吨,设计年生产能力120万吨,设计工业广场布置在煤层露头以外,采用立井+石门+暗斜井的开拓方式。
矿井设主、副两个井筒,主井净直径5.5m,兼回风井;副井净直径6.5m,兼进风井。
设计采用一个开采水平,上、下山开拓全井田。
立井井底车场标高-600m,生产水平标高-950m,在立井井底至生产水平之间设暗斜井联系。
主、副井口及主要建筑物按百年一遇洪水位设计标高为+41.2m。
矿井投产前井巷工程量18810m,掘进体积349620m,建设工期46个月。
目前,矿井完成一期建设工程,正在进行二期工程建设。
二、煤层赋存情况
张集井田含煤地层为太原组(C2P1t)和山西组(P1s)。
全区含可采、局部可采煤层2、3上、3下、12下、16上、17、18上煤层共7层。
可采煤层平均纯煤总厚9.05m,可采含煤系数3.6%。
2煤层
煤厚0.35~3.60m,平均1.52m,2煤层位于山西组中部,下距3上煤层10.27~42.01m,平均25.93m;上距石盒子底界17.28~71.35m,平均42.28m。
顶板多为泥岩、粉、细粒砂岩。
底板为砂质泥岩、粉砂岩、泥岩。
3上煤层
煤厚0.36~7.00m,平均3.09m,3上煤层位于山西组中部,下距3下煤层1.27~10.93m,平均3.78m。
顶板多为泥岩、中、细粒砂岩。
底板为泥岩、砂质泥岩,个别点见细粒砂岩。
3下煤层
煤厚0.40~2.53m,平均1.01m,3下煤层位于山西组中部,下距12下煤层96.31~112.90m,平均108.57m。
顶板多为泥岩、砂质泥岩,个别点见粉砂岩。
底板主要为泥岩。
12下煤层
煤厚1.10~1.20m,平均1.15m,12下煤层位于太原组中部,下距16煤层51.60~68.93m,平均58.70m。
顶板多为细粒砂岩、砂质泥岩。
底板主要为石灰岩,个别点为细粒砂岩,局部见泥岩伪底。
16上煤层
煤厚0.50~0.90m,平均0.70m,16上煤层位于太原组下部,石灰岩(十下)之下,下距17煤层3.34~8.85m,平均7.70m。
顶板为石灰岩(十下),底板大多为泥岩。
17煤层
煤厚0.61~0.80m,平均0.70m,17煤层位于太原组下部,石灰岩(十一)之下,下距18上煤层10.44~13.30m,平均12.07m。
顶板为石灰岩(十一),底板大多为泥岩。
18上煤层
煤厚0.48~2.40m,平均1.20m,18上煤层位于太原组下部,下距石灰岩(十二)5m左右。
顶板多为泥岩,底板大多为泥岩、砂质泥岩。
三、煤矿隐蔽致灾地质因素普查
(一)采空区积水普查
张集煤矿为基建矿井,目前没有回采活动,未形成采空区,无采空区积水。
(二)相邻矿井普查
张集煤矿周边无相邻矿井。
(三)废弃老窑(井筒)普查
张集煤矿周边及矿区范围内无废弃老矿(井筒)。
(四)井田范围内钻孔情况普查
张集井田各勘探阶段共施工钻孔25个,除ZK12-1和ZKm3钻孔封孔质量不合格,其余钻孔封孔质量全部合格。
钻孔ZK12-1位于井田西部,钻孔ZKm3位于井田东部,本年度内不会开采。
若采掘发生改变,需过该钻孔时,严格根据计算结果留设钻孔保护煤柱。
(五)断层导富水性、褶曲普查
张集井田地质构造中等,井田有3个较为明显的宽缓褶曲,即姜庄向斜、张小楼背斜和张小楼向斜。
均为宽缓褶曲,跨度大,幅度小,产状较平缓,对矿井安全影响较小。
张集井田穿过断层带的钻孔,均无漏水现象发生,说明断层带充填较好,富水性弱,导水性差。
由于断层本身是非均质体,其导水性在不同部位有很大差异,即同一条断层在不同地段,其导水性也有很大差别。
本区断层落差大多<100m,多为张扭性断层,使得下组可采煤层的直接充水含水层与奥灰对接或间距变小,奥灰水可能通过破碎带成为下组煤层开采的充水水源。
我矿在采掘工程中,实际揭露的F11、ZF26、ZF19等断层,均表明其富水性弱,导水性差,一般不会发生突水,对矿井安全生产影响较小。
附:
断层一览表
组
名
断层
名称
产状
走向
长度
(km)
落差
(m)
地
震
线
条
数
地震断
点级别
与个数
三维控制
钻孔控制
穿过钻
孔断点
及级别
查明
程度
走
向
倾
向
倾角
(°)
北
东
向
正
断
层
终兴
北
东
北
西
70
3.5
50~100
2
B2
基本
控制
ZF1
北
东
南
东
50
∫
60
0.20
0~20
三维物探控制
基本
查明
ZF17
北
东
南
东
50
∫
60
0.55
0~15
三维物探控制
查明
ZF19
北
东
北
西
50
∫
60
1.10
0~30
三维物探控制
ZK8-1A
查明
ZF27
北
东
南
东
50
∫
60
0.35
0~20
三维物探控制
基本
查明
ZF32
北
东
南
东
60
∫
70
0.28
0~10
三维物探控制
查明
ZF34
北
东
北
西
60
∫
70
0.21
0~15
三维物探控制
查明
ZF38
北
东
北
西
60
∫
70
0.20
0~15
三维物探控制
查明
北
西
向
正
断
层
谢集
北
西
南
西
70
3.00
>200
4
B4
基本
查明
F2
北
西
北
东
70
2.80
0~80
5
A1
B4
查明
F3
北
西
南
西
50
∫
60
0.90
0~30
5
A2
B3
查明
F9
北
西
南
西
50
∫
60
0.90
0~30
5
A3
B2
查明
ZF9
北
西
北
东
60
∫
70
0.70
0~15
三维物探控制
查明
ZF12
北
西
北
东
60
∫
70
0.40
0~10
三维物探控制
查明
ZF13
北
西
北
东
50
∫
60
0.55
0~15
三维物探控制
查明
ZF18
北
西
南
西
60
∫
70
0.30
0~10
三维物探控制
查明
断层一览表续表
组
名
断层
名称
产状
走向
长度
(km)
落差
(m)
地
震
线
条
数
地震断
点级别
与个数
三维控制
钻孔控制
穿过钻
孔断点
及级别
查明
程度
走
向
倾
向
倾角
(°)
北
西
向
正
断
层
ZF20
北
西
北
东
50
∫
60
0.45
0~10
三维物探控制
查明
ZF26
北
西
北
东
60
∫
70
0.42
0~10
三维物探控制
查明
ZF39
北
西
北
东
50
∫
60
0.20
0~15
1
A1
控制
近
东
西
向
正
断
层
F1
东
西
南
50
∫
60
3.60
0~32
4
A2
ZK16-1
A
查明
F7
东
西
南
60
∫
70
2.10
0~30
4
A2
B1
三维物探控制
查明
F11
东
西
南
60
∫
70
3.0
0~15
3
A2
B1
三维物探控制
B1A
ZK9-3
A
查明
ZF2
东
西
北
60
∫
70
0.20
0~10
三维物探控制
查明
ZF3
东
西
北
60
∫
70
0.50
0~20
三维物探控制
查明
ZF6
东
西
南
50
∫
60
0.80
0~25
5
A5
三维物探控制
查明
ZF15
东
西
北
60
∫
70
0.35
0~10
三维物探控制
基本
查明
ZF31
东
西
南
50
∫
60
0.90
0~15
3
A2
B1
三维物探控制
查明
ZF35
东
西
南
50
∫
60
0.90
0~15
3
A1
三维物探控制
B1A
ZK9-3
A
查明
ZF36
东
西
南
60
∫
70
0.90
0~10
三维物探控制
B1A
ZK9-3
A
基本
查明
逆断层
ZK16-1逆断层
东
西
北
45
2.78
0~30
4
A3
ZK16-1
A
查明
(六)陷落柱及其导富水性研究
根据地质报告及目前掘进工程揭露情况,本井田内无陷落柱。
但为安全采掘,我矿积极进行陷落柱的探测。
(七)瓦斯富集区普查
根据矿井瓦斯等级鉴定结果,张集煤矿为瓦斯矿井,2013年鉴定矿井瓦斯绝对涌出量为0.13m3/min;二氧化碳绝对涌出量为0.07m3/min。
张集煤矿井下没有出现过瓦斯超限或瓦斯异常现象,井下已揭露主要地质构造也不存在瓦斯异常区域。
根据现有地质资料及井下实际揭露等情况分析,张集煤矿现阶段无瓦斯富集区,随着开采水平的延伸张集煤矿积极开展瓦斯富集区的探测工作。
(八)地下含水层普查
井田内含水层有:
古近系砾岩含水层;3煤层顶底板砂岩裂隙含水层;三灰、十下灰、十一灰岩溶裂隙含水层;奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层。
1、古近系砾岩含水层
砾岩以灰色为主夹灰紫色,砂砾状结构,以石灰岩为主,次为石英岩及少量砂岩、燧石等组成。
砂泥质胶结。
局部致密,分选性较差,磨圆度中等。
砾径1~50mm。
间夹薄层状粉砂岩、细粒砂岩。
透水性较差。
ZK10-1号孔完成了对古近系砾岩的抽水试验,静止水位标高为-38.61m,单位涌水量0.00049L/s.m,渗透系数为0.00359m/d。
抽水试验结束后含水层水位很难达到原静止水位,说明抽水试验已消耗量了含水层的静储量,含水层补给条件较差,富水性弱。
古近系砾岩含水层影响2、3、16上、17、18上等煤层露头附近的开采。
2、3煤层顶底板砂岩裂隙含水层
3煤层顶底板砂岩厚约30m,为灰色、灰白色细粒和中粒砂岩,局部夹粉砂岩或泥岩。
有砂岩2~4层,裂隙发育不均一,为开采3煤层的直接充水含水层(段)。
钻探施工16个钻孔均穿过砂岩,未见钻孔漏水。
勘探ZK5-3号和ZK11-2号钻孔抽水试验,水位标高+14.93~31.67m,单位涌水量0.002536~0.00366L/s.m,渗透系数0.00899~0.01212m/d,表明该含水层(段)富水性弱。
3煤层顶底板砂岩含水层段以静储量为主,富水性弱。
3、三灰岩溶裂隙含水层
三灰全区发育,层位稳定,岩性致密,岩溶裂隙发育不均一,厚度5.50~14.20m,平均厚8.01m,钻探施工时19个钻孔均穿过,无钻孔漏水,ZK5-3、B1、B2号对三灰进行抽水试验,水位标高:
+30.63~+31.40m,q=0.00302~0.04085L/s.m,k=0.0405~0.5853m/d,表明其富水性较弱。
三灰距3上煤层底板间距49.43~73.04m,平均厚度为57.87m,其突水系数为0.154~0.259MPa/m,平均为0.19MPa/m,在正常地段不大于0.1Mpa/m是安全的,现本井田三灰对3煤层的突水系数均大于0.1MPa/m,说明三灰对3煤层的开采存在底鼓水的威胁。
4、十下灰、十一灰岩溶裂隙含水层
十下灰厚度4.68~6.40m,平均5.55m,为16上煤层顶板;十一灰厚度较薄,为1.10~1.65m,平均1.42m,为17煤层顶板。
两层灰岩均较致密、坚硬,岩溶裂隙发育不均一,本区施工时5个钻孔穿过,均无漏水现象。
据区域资料其富水性较弱。
5、奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层
据区域资料,奥陶系灰岩(简称奥灰)总厚大于800m,本井田揭露最大厚度为51.20m(B2),奥灰质纯,岩溶裂隙较发育,本区施工时5个钻孔穿过,均无漏水现象。
补充勘探B1、B2号对奥灰进行注水试验,水位标高:
-1.83~-9.45m,q=0.000042~0.000074L/s.m,k=0.000047~0.000086m/d,表明其富水性较弱。
奥灰水水头压力大,对开采下煤组具有底鼓突水威胁。
(九)井下自然发火区普查
张集煤矿3上煤层鉴定为自燃煤层,但建矿以来未发现有自然发火现象,无自然发火史。
张集煤矿井下无自然发火区。
(十)自燃煤层高温危险区普查
张集煤矿恒温带深度为30m,温度18.l℃,地温梯度平均2.24℃/100m,井下平均气温在22~30℃左右。
张集煤矿安装运行矿井降温系统后,工作面的温度降至规程允许范围。
张集煤矿无自燃煤层高温危险区。
(十一)古河床冲刷带、天窗普查
张集煤矿根据钻孔、物探资料及近年巷道开拓实际揭露情况显示,本地区无古河床冲刷带、天窗不良地质体,但为安全采掘,我矿将做好古河床冲刷带、天窗的探测。
(十二)导水裂缝带普查
张集煤矿本年度无采煤计划,在首采工作面开采后,与相关科研单位采用物探、钻探实测和理论计算等方法确定矿井导水裂缝带高度,合理留设防隔水煤(岩)柱。
四、隐蔽致灾地质因素防范措施
(一)封闭不良钻孔及三灰含水层治理防范措施
1、对于属于采掘范围内的封孔不合格的钻孔,要严格按要求留设防水煤柱。
采掘过程中遇到时,要编制过钻孔安全措施,坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则。
2、为进一步查明三灰涌水量、静止水位标高、水头压力及三灰水下降幅度,掌握第一手三灰水文资料,决定在-950m生产水平施工三灰水长观孔,目前正在前期准备中。
(二)防治断层导富水措施
当采掘接近落差大于20m的断层,进行瞬变电磁法超前勘探,查明断层的位置,超前20~50m探放水,查明其断层导水性、富水性,及时采取安全措施,以确保矿井安全生产。
根据公式计算,按照规定,依据断层落差的大小及导水性等因素,在断层两侧各留设20~50m的断层保护煤柱。
落差大于50m的断层(终兴断层、谢集断层)两侧各留50m,落差在30~50m的断层两侧各留30m,落差在20~30m的断层两侧各留20m。
(三)防止瓦斯积聚的措施
1、建立独立稳定的通风系统,在采区设计时要有合理的通风系统设计,杜绝不合理的串联通风。
2、保证采掘工作面的风量,所有没有封闭的巷道、采掘工作面、硐室必须保持足以稀释瓦斯到规定界限的风量和风速,使瓦斯没有积聚的条件。
3、通风系统要稳定、可靠,保证通风设施齐全、位置合理、完好无损,始终处于正常使用状态。
4、严格瓦斯检查制度,要坚持瓦斯巡回检查制度、杜绝空班漏检、假检现象。
5、消灭超过6m的扩散通风,防止瓦斯积聚;独头巷道施工临时停工不得停风。
6、加强盲巷管理,不通风的巷道和采空区应及时封闭、打栅栏、设置警标。
7、风筒距迎头的距离和巷道的风速必须符合《煤矿安全规程》规定。
8、局部通风实行风电闭锁和瓦斯电闭锁,配齐局部通风机专职管理人员,确保局部通风机的正常运转,停风恢复送电时,必须先检查瓦斯,符合规定后方可送电。
9、采掘工作面安全监控系统必须正常使用,并定期维修、校验。
10、瓦斯检测仪器仪表应定期校验、检查,保证使用的可靠性。
(四)火灾隐患防治措施
1、正确选择有利于防止自然发火的开拓开采方法,工作面回采必须扫清浮煤,采空区内严禁丢煤。
采掘工作面作业规程中,必须明确防灭火设计和措施,并严格执行;
2、加强防灭火队伍管理,完善各项管理制度,增强防灭火队伍战斗力;
3、通过走出去、请进来等形式,加强与同类其他矿井或科研院校交流合作,引进新技术、新材料(比如高分子材料),防止煤炭自燃;
4、通风设施必须设在巷道顶帮完好处,并严格按通风设施质量标准要求进行构筑;
5、砌筑永久密闭,必须预留观察孔,密闭内有水的要设反水池,对永久密闭要设专人巡查,定期检查密闭内外CO和CH4情况;
6、井下进行的所有防火检查、测定和分析结果,都必须建立专门防火记录本,并要求报矿总工程师审阅,发现问题及时处理;
7、加强各巷道和工作面的瓦斯、温度和其它有害气体的测量。
坚持每月对矿井采掘工作面进行气体采样分析,化验分析报告要及时汇报。
8、灌浆防灭火,为预防采空区自然发火,确保安全生产,设计采用预防性灌浆,灌浆采用随采随灌的方式。
9、经常测定可能发火地点的风量、CO含量和温度,定期检查废弃巷道的密闭情况,分析掌握发火动态。
10、对各工作面及采空区进行束管检测和电子计算机监控,及时掌握自燃征候和控制明火源,迅速采取有效的灭火措施。
11、加快综放面推进速度,利用采空区“漏风三带”规律,把采空区浮煤在发火期内置入窒息带
12、在有发火的可能的情况下向采空区喷洒雾状阻化剂。
(五)高温隐患防治措施
(1)加大井下作业地点的供风量。
(2)采取机械制冷降温措施,确保制冷系统正常运行。
(3)适当增加风流湿度。
在井口及局部通风机附近安装喷雾装置,增加空气的湿度同时降低了空气的温度。
伴随着水分的挥发,也可以消耗巷道内的部分热量,很好的起到了降温的作用。
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- 煤矿 隐蔽 因素 普查 报告