探放水作业规程doc新井(41页).doc
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1、-探放水作业规程doc新井-第 39 页目 录第一章 概况.3第一节 概 述 . 3第二节 地质特征与构造 .5第三节 水文地质 .15第二章 探放水.22第一节 成立探放水领导组及专业探放水队伍.22第二节 钻孔布置23第三节 探水前的准备工作.23第四节 探水钻的安装与操作.24第五节 放水与排水27第三章 安全技术措施 .30第一节 探放水过程中注意事项及安全技术措施 .30第二节 通风措施和瓦斯检查制度 33第三节 突发情况的安全措施.34第四节 探放水管理制度.35第五节 矿井防治水制度37第六节 水灾处理措施38第四章钻孔技术参数及钻孔布置图39主斜井探放水钻孔技术参数 41主斜井
2、探放断面、水平面、剖面钻孔布置图42副斜井探放水钻孔技术参数 43副斜井探放断面、水平面、剖面钻孔布置图 44回风立井探放水钻孔技术参数 45回风立井探放水断面、平面、剖面钻孔布置图 46主斜井、副斜井井底车场、回风立井总回风大巷探放水避灾路线图47第一章 概 况第一节 概 述山西中阳暖泉煤业有限公司位于中阳县暖泉镇青山垣,在中阳县西南直距28km处,行政区划属中阳县暖泉镇管辖,地理坐标:东经11101231110512,北纬3710081111042,井田东为煤层露头线,西与干河底煤矿相邻,南、北边界无煤矿,批准开采。该矿井距河(河底)暖(暖泉)公路,井田简易公路与之相通,交通较为便利。井田
3、位于中阳县西部,与石楼县、柳林县相通,处于三县交汇的三角地带。本井田地处吕梁山西侧,黄河东岸,属黄土高原地形地貌,地势东南高而北西低,最高点位于矿区东界中西部,海拔标高151,最低点位于矿区西部边界处的柏凹沟中,海拔标高1230m ,相对高差。井田内无常年性流水通过,有几条大的冲沟,但区内植被发育,雨季时洪水无大的危害。本区属大陆性季节性半干旱气候区,四季分明,春季多风干旱,夏季炎热多雨,秋季雨水集中,冬季干旱,年平均最高气温8.8左右,平均降水量522.9mm,最大降雨量792.1mm,最小降雨量253.7mm,蒸发量2146.4mm,蒸发量大于降雨量。全年无霜期为125天,每年11月底结冻
4、,翌年3月初解冻,最大冻土厚度0.91m。据中国(山西)地震烈度区划图区内地震烈度为6度区域,重力加速度0.05kg。我矿始建于1976年,1977年投产,批采4、10号煤层,开采10号煤层,于2005年我矿经省煤炭工业局晋煤行发2005143号文批复批准我矿进行改扩建,设计生产能力:1.2mt/d。改扩建采用开拓方式,有:主斜井、副斜井和回风井三个井筒,其井口坐标见表各井口坐标数据XYZ主斜井副斜井00回风立井主斜井倾角:17,斜长,副斜井倾角:24,斜长,回风立井垂深53m,工程建设进展情况:我矿2006年进入开工建设阶段,主要完成了位于井田中部工业场地的平场工作,在该工业场地由南向北掘主
5、斜井,倾角17,净断面8,已完成开拓395.943m。由南向北掘副斜井,倾角24,净断面4,已完成开拓260.263m,现正在开拓井底车场。回风井是旧立井经过刷大后,直径为4米,深度为53米已建设完成,现在开始开拓回风大巷,按水平巷道布置,净断面为10.13,目前已开拓600m(总长703m)。该工业场地地面建设以基本完成。矿井采用35kv双回路供电电源,一回35kv电源引自距工业场地8km的张家庄35kv变电站35kv母线段,另一回35kv电源引自距工业场地7km的武家庄110kv变电站35kv母线段。在井田内新凿一口深井,取用奥陶系上、下马家沟组地层中,水质较好的岩溶水,一般单井出水量可达
6、800 m3/d,能够满足全矿井的生活、建设用水。第二节 地质特征与构造一、地质特征 (一)、地层井田内发育的地层有:奥陶中统峰峰组(O2f)、石炭系中统本溪组(C2b)、上统太原组(C3t);二叠系下统山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)、二叠系上统上石盒子组(P2sx)、第四系中、上更新统(Q2+3)。现自老而新分述如下:1、奥陶系(O2)(1)中统峰峰组(O2f)勘探区内没有出露,据钻孔ZK0-3、ZK1-3及ZK中25-1资料,主要岩性为厚层灰岩,坚硬性脆,局部可见有方解石脉充填。厚度大于31m。2石炭系(C)(1)中统本溪组(C2b)井田内没有出露,据ZK0-3、ZK1-3及ZK中
7、25-1资料,岩性为灰白色粘土岩,黄灰、灰白色硬质粘土岩及紫红色山西式铁矿等。本溪组厚度9,平均。(2)上统太原组(C3t)本组地层由砂岩、砂质泥岩、黑色泥岩、煤和石灰岩层组成,按岩性特征可分为上、下两部分。下部以碎屑岩为主夹有可采煤层,上部石灰岩与泥岩、煤和细砂岩交互出现为特征,发育有不可采煤层。现分述如下:下部:下部底界为K1砂岩,岩性为灰白色粗粒长石石英砂岩,局部相变为中粒砂岩,厚度5,平均;K1砂岩以上为灰色泥岩、砂质泥岩、中细粒砂岩,含有10号、10号下和11号、12号等四层煤,其中10号煤为全区主要稳定可采的煤层。10号下煤仅ZK4-0钻孔可见;11号煤有6个钻孔可见,平均厚度;1
8、2号煤层在ZK中25-1、ZK0-0钻孔可见,厚度均为。下部上界为L1灰岩,L1灰岩与10号煤之间发育细碎屑岩及局部可采的8号煤层以及不可采的9号上和9号煤层。上部以L1-L1三层灰岩与泥岩、细砂岩及薄煤层交互出现为特征。石灰岩发育特别稳定,单层厚度0,单层厚度变化不大,其中L1、L3富含海百合等动物化石,L2含有燧石成分。灰岩之间夹有6号上、6号、7号、7号下四层煤,6号上煤厚0,平均;6号煤6个钻孔可见,有可采厚度点,在井田范围内呈不连续分布,属零星可采煤层;7号煤厚0;7号下煤厚度0。本组地层厚度9,平均。石炭系上统太原组(C3t)本组地层为一套海陆交互相含煤沉积建造,底部为灰黑、灰白色
9、石英砂岩(K1),厚度3,平均,下部为灰褐、深灰、灰色砂质泥岩、泥岩、碳质泥岩、薄层砂岩,上部岩性主要为灰岩、泥岩、砂质泥岩,本组含6、7、8上、8下、10号等五层煤层,其中10号为全区稳定可采煤层。其余为不可采煤层。三号灰岩自下而上分别为L3、L4、L5,其厚度均为3-5m。本组地层厚度为4,平均,与下伏地层呈整合接触。3、二叠系(P)(1)下统山西组(P1s)底部为K7砂岩,岩性为中细粒长石石英砂岩,局部颗粒较粗,斜层理发育,个别地段充填有方解石脉,厚度5,平均为,K7砂岩向上为黑色泥岩,炭质泥岩等细碎屑岩建造,其中发育有4号、5号煤,4号煤平均厚度,其中仅ZK4-0钻孔达到可采厚度,为;
10、5号煤厚度平均厚度,夹有0的矸石,厚度不稳定,属不可采煤层。中部K8砂岩,呈灰白色细粒长石石英砂岩,坚硬,钙质胶结,厚度0,平均389m,和下面的4号煤层之间为灰黑色泥岩、炭质泥岩过渡。上部为灰黑色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩、砂质泥岩等,局部夹有中砂岩薄层,其间发育有1号、1号下、2号、2号下、3号等爆煤层,均属不可采煤层。1号煤平均厚度2m ;1号下煤仅ZK4-0钻孔可见,厚度;2号煤平均厚度;2号下煤平均厚度;3号煤厚度0,平均。这部分地层煤层与细碎屑岩交互发育,漩回特征明显。本组地层在勘探区内沟谷中零星出露,厚度1,平均。(2)下统下石盒子组(P1x)底部为灰白色厚层状中粗粒长石石英砂岩(K
11、9),厚度0,平均。泥质及钙质胶结,成分中含少量云母及暗色矿物,局部充填有方解石细脉。上部为灰绿、棕红色泥岩和灰、灰白、灰绿色中粒长石石英砂岩互层,泥岩呈均一状,局部略含砂质;砂岩为泥质及钙质胶结,发育有水平、脉状及扰动层理,可见泥砾;顶部可见灰色粘土岩,含少量植物根部化石。顶部发育一层24米的颜色鲜艳的含菱铁矿鲕粒的粘土质泥岩,即“桃花页岩”,它是上、下石盒子组的辅助分层标志层。下部为灰、灰黑色泥岩夹灰色细粒长石石英砂岩及灰色粘土岩薄层,泥岩中含大量植物根部化石、少量炭化体及菱铁矿结核。本组地层在勘探区内沟谷中零星出露,厚度为0,平均。(3)上统上石盒子组(P2s)上部为紫红色、棕红色泥岩和
12、灰褐色、黄褐色、灰绿色中、细粒长石石英砂岩互层,中部颗粒较细为灰绿色细粒长石石英砂岩和灰色粉砂岩,泥岩中局部微含砂质、粘土质;砂岩为泥质胶结,可见泥砾。下部为灰绿、棕红色泥岩和灰、灰绿色粗中粒长石石英砂岩互层,其中中部泥岩含砂量较大呈砂质泥岩,并夹有薄层砂岩;砂岩呈泥质及钙质胶结,水平层理发育,可见泥砾、豆状黄铁矿及细脉。顶部泥岩中,常含灰白、肉红、黑色燧石条带,它是上石盒子组与石千峰组分界是的主要辅助标志。本组地层在勘探区内沟谷中零星出露,改组地层在井田内发育不完全,其中河东煤田ZK中25-1钻孔揭露厚度最大为。4、第四系中上更新统(Q2+3)主要由浅棕色、土黄色亚粘土和亚砂土组成,底部可见
13、12层厚度0的砾石层。本组厚度为0156.25m,平均95.93m。二、地质构造井田内构造简单,总体为向西缓倾斜的单斜构造,地层倾向280左右,倾角一般为1015,受区域性F4、F5断层影响井田内局部存在有宽缓的波状起伏。井田西北角发育有F4正断层(河东煤田远景调查报告编号),及其次生的F41正断层、F42正断层,该系列断层走向北北东,倾向北西,倾角6580,短距F4约60m, F41约30m, F42约20m,(ZK32钻孔穿过F41 、F42,从ZK32钻孔岩性分析得出F42 断层短距,F4及F42断层短距则依据所取得成果综合分析而得出),该系列断层为区域性断裂,从暖泉镇郭家山新胜村高崖头
14、一直延伸至暖泉井田以北,总延长约15km。另在井田东南外侧还发育有区域性正断层F5(与原暖泉煤矿紧邻),走向北北东,倾向北西,倾角70,短距约100m,延长约10km,对原暖泉煤矿煤层有一定影响,使井田内煤层出现明显的波状起伏。三、煤层及煤质(一)含煤性井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组(P1s)和石炭系上统太原组(C3t),共含煤18层,自上而下为1号、1号上、2号、2号下、3号、4号、5号、6号上、6号、7号、7号下、8号、9号上、9号、10号、10号下、11号、12号。其中1号5号产于山西组,6号上12号产于太原组。煤层总厚12.89m,煤系地层总厚,含煤系数为7.4%。可采煤层为10
15、号,平均后。可采煤层含煤系数3.3%,10号煤层分为10号上、10号两层,合并为一层进行综合评价。可采煤层全部位于太原组,山西组无可采煤层,可采煤层特征见表1-2-1。可采煤层特征表表1-2-1 煤层编号最小-最大厚度煤层结构稳定性可采性顶底板岩性夹矸层数夹矸厚度(m)顶板底板平均厚度10#1-2稳定全区可采细砂岩、泥岩泥岩、炭质泥岩(二)可采煤层10号煤层赋存于太原组中下部,层位稳定,上距8号煤平均,厚度为4.11,平均,含12层夹矸,夹矸易于对比,矸石厚度0.40,平均,岩性多为黑色泥岩、泥岩、局部为炭质泥岩。10号煤层结构简单,厚度变异系数为28.0%,为全区主要可采煤层。顶板岩性多为细
16、砂岩、泥岩,底板岩性多为泥岩、炭质泥岩。严格来讲10号煤层可分为10号上、10号两层两分层,其中10号上煤厚度22.21m,平均1.86m,仅ZK4-0钻孔夹有0.05m的夹矸,和9号煤之间为深灰色细砂岩过渡;10号煤厚度1.253.94m,平均1.97m,仅ZK3-0钻孔夹有0.36m夹矸,和10号上煤之间为泥岩、炭质泥岩夹层,夹层厚度02.49m,平均1.23m,合并评价为10号煤,本层为全区主要稳定可采煤层。(三)煤质1、煤的物理性质井田内10号煤层为黑色,条痕为棕黑色,以玻璃光泽一强玻璃光泽为主,少量呈弱丝绢光泽,断口参差状、贝壳状,内生裂隙十分发育,外生裂隙不发育。2、煤岩特征宏观煤
17、岩成分以亮煤、暗煤为主,镜煤次之,丝炭少量。结构以条带状为主,线粒状、透镜状、均一状次之,煤岩类型以亮煤、半亮型煤为主,半暗型、暗淡型煤次之,构造多呈层状或块状层理。3、煤质特征据地质报告,10号煤层工业分析结果煤质特征见表1-2-2。 煤质特征表表1-2-2 煤层编号原 煤灰分(Ad)(%)全 硫(St.d)(%)挥 发 分(Vdaf)(%)水 分(Mad)(%)发热量(Qgr.vd)(MJ/kg)10精 煤灰分(Ad)(%)全 硫(St.d)(%)挥 发 分(Vdaf)(%)水 分(Mad)(%)发热量(Qgr.vd)(MJ/kg)4、煤类根据中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)划分
18、,10号煤层属焦煤(JM25)。四、煤层顶、底板特征及瓦斯、煤尘、煤的自燃性1、煤层顶、底板特征据地质报告,10号煤层顶板岩性多为细砂岩、泥岩、底板岩性多为泥岩、炭质泥岩。2、瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温据吕安监煤字【2005】63号文,“关于对中阳县张子山乡煤矿等33对21万吨以下乡镇煤矿2004年度矿井瓦斯等级和CO2涌出量鉴定结果的批复”33/min;二氧化碳相对涌出量7.8 m3/t,绝对涌出量1.49 m3/min,为低瓦斯矿井。根据暖泉煤矿2006年5月采取的10号煤层煤样,经山西省煤炭地质研究所检测,10号煤层自燃倾向性等级为级,属自燃煤层,10号煤层煤尘有爆炸性。/100m,由此
19、推知本井田应属地温正常区。第三节 水文地质 1、地表水井田内无常年性河流,从北向南依次有柏凹沟、杨盘沟二条季节性沟谷,沟中水量很小,柏凹沟清水流量为0.28L/s,杨盘沟与柏凹沟流量基本相近。两条沟谷平时水量均较小,只在雨季才有较大的洪水通过。2、含水层地质报告收集有原215地质队编写的下枣林煤矿扩界(精查)地质报告和2004年由山西省第三地质工程勘察院提交的山西省河东煤田中阳县吴家峁井田勘探地质报告、山西省河东煤田中阳县陶家岭井田勘探地质报告,吴家峁和陶家岭各施工水文钻孔一个,这2个钻孔分别计算了各含水层的水文地质参数。陶家岭ZK6-6水文孔施工至上马家沟组地层中段,对奥陶系峰峰组做了抽水试
20、验后又向下施工14m,揭穿了岩溶水主要含水层,水位埋深由峰峰组的143.10m突然降至220.3m,获得了奥灰水水位标高849.70m,为暖泉矿区就目前地质成果对各个含水层综合评价提供了一定的依据。(1)奥陶系岩溶裂隙含水层奥陶系灰岩在矿区内属深埋型,据以往钻孔资料,勘探区北西部埋藏最深,南东部埋藏最浅,从区域资料总体分析,在垂直方向上峰峰组灰岩由白云质灰岩、泥灰岩及少量角砾状灰岩所组成,岩溶裂隙不甚发育,据ZK6-6水文孔资料,钻孔单位涌水量仅/s.m,属弱富水含水层。上、下马家沟组地层岩溶裂隙发育,是奥灰岩的主要含水层,一般为强富水含水层;在水平方向上,在构造发育部位和浅埋区一般富水性较强
21、,否则较差。根据陶家岭井田ZK6-6水文孔资料,矿区内奥灰水主含水层水位埋深380-660m,水位标高为。(2)石炭系上统太原组碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层勘探区内没有出露,根据吴家峁矿区ZK302水文孔资料,其主要含水层为灰岩和中粗粒砂岩,含水层共5层,总厚度39.9m,钻孔单位涌水量为0.00012L/s.m。属弱富水含水层。但其含水层的富水性与奥灰水一样也有其不均一性,一般浅埋区、裂隙发育,补给条件较好富水性相对较强,否则,富水性相对较差。(3)二叠系山西组砂岩以及山西组以上碎屑岩裂隙含水层该组含水层以中粗砂岩为主。据下枣林煤矿扩界地质(精查)报告,1995年井田北部的军山煤矿建竖井
22、时,揭露4号煤后,井筒内涌水绝大部分来自山西组含水层,涌水量为60m3/d,属矿坑涌水量小的矿井,水质类型为HCO3- .SO2-4Mg2+.Na+ .Ca2+型。据吴家峁ZK302水文孔资料,该含水层厚26.3m,钻孔单位涌水量为0.0074 L/s.m,属弱富水含水层,水质类型为HCO3-.SO2-4Na型,矿化度0.61g/L。(4)新生界松散岩类孔隙含水层该含水层包括上第三系上新统和第四系中、上更新统以及全新统地层。上第三系上新统地层广泛出露于勘探区内沟谷两侧,含水层为底部的半胶结状砾石层,由于其不整合于基岩面之上,与基岩风化裂隙构成较好的含水层,但由于其连续性较差,补给条件也相应较差
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