郭矿矿井水文地质调查报告.docx
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1、 郭矿矿井水文地质调查报告 矿井水文地质调查报告 编制日期:2023年1月 编 制 人: 高 明 亮 科 长: 地测副总: 总工程师: 山西柳林联盛郭家山煤业有限公司 山西柳林联盛郭家山煤业有限公司 矿井水文地质调查报告 一、矿井根本概况 我矿为资源整合矿井,由原山西柳林郭家山煤业有限公司和山西 柳林狮尾沟煤业有限公司整合为山西柳林联盛郭家山煤业有限公司,设计力量60万吨/年,实际生产力量30万吨/年,矿井设计效劳年限17.5年,批准开采3-9号煤层,井田面积为3.8912km2。现开采煤层为4#煤层。 二、水文地质调查小组 组 长:岳振辉(矿长) 副组长:宋彦生(总工程师)、郝替昌(地测副总
2、) 成 员:王晓军 王侯平及技术科(全体人员) 三、周边矿井水文地质调查状况 1、山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司 该矿为原曹家山联办煤矿和曹家山村办煤矿资源整合后煤矿, 位于我矿西北部,设计生产力量为90万吨/年,可采煤层为4#10#,属低瓦斯矿井,井田面积为8.441km2,采纳斜井竖井开拓,该矿现正处于扩建阶段。该矿井现开采煤层为4#煤层,现回采工作面为4112高档普采工作面(现停采)。掘进工作面为201顺槽,202顺槽。依据对该矿调查井下无积水、对我矿安全生产无影响。 2、山西柳林金家庄煤业有限公司 该矿位于我矿南部,设计生产力量为120万吨/年,开采3#、 4#煤层,属高瓦斯矿井,
3、井田面积为6.0842Km2,采纳竖井、斜井开拓。现开采煤层为4#煤层,现回采110405工作面,掘进110404掘进工作面,井下涌水量不大,矿井无积水。现采掘工作面的底板高程为610m-657m,低于我矿底板高程,且紧靠我矿边界有200300m的实体煤,所以该矿对我矿的安全生产无影响。 3、山西柳林联盛哪哈沟煤业有限公司 该矿由原山西柳林永强煤业有限公司、山西柳林狮子沟煤业有 限公司和山西柳林哪哈沟煤业有限公司资源整合后煤矿,位于我矿东部,设计生产力量为90万吨/年,开采39号煤层,属底瓦斯矿井,井田面积为6.1539km2,现采4#煤层,采纳立井开拓,现回采42306高档工作面,无掘进工作
4、面,该回采工作面底板标高为+864m+960m,高于我矿底板标高且工作面距我矿较远,该矿井内无积水,因此该矿对我矿的安全生产无影响。 4、山西柳林联盛陈家湾煤业有限公司 该矿位于我矿北部,设计生产力量为90万吨/年,开采9#煤层,属低瓦斯矿井,井田面积为4.207km2,采纳斜井竖井开拓。现回采工作面为9105工作面,掘进工作面为三采皮带巷和三采回风巷,工作面无积水。该矿底板标高为+760m+900m,低于我矿底板标高,因此对我矿的安全生产无影响。 四、本矿水文地质调查状况 1、自然地理 井田内沟壑纵横,切割剧烈,具典型的黄土地貌特征。在梁峁地带多被第四系中上更新统黄土所掩盖,沟谷中广泛出露第
5、三系上新统红土和第四系全新统冲积层。基岩在矿区西南部沟谷中有下石盒子组地层出露,其它均未见基岩暴露。井田内地势凹凸起伏,最高点在井田东南部的山梁上,海拔1110.0m,最低点位于井田西部石盘沟沟中,海拔为885.0m,最大相对高差225.0m。 井田内有石盘沟从井田西界四周由南向北穿过,水流很小,为煤矿排水,其它沟谷都是季节性沟谷,平常枯槁无水,只有在洪水期才有大的洪流通过。 本区属为大陆性半干旱气候。春季干旱无雨,夏季酷热多雨,秋季温度适中,冬季严寒枯燥。多年日平均最高气温32.5,最低气温-20.1,多年平均气温12.5。全年无霜期175天 ,每年11月底冻结,翌年月初解冻。最大冻土深度0
6、.91m,降水量为374.4577.7mm,大多集中在78月份,年平均蒸发量1711mm,蒸发量大于降雨量。 2、矿区水文地质 (1)含水层 主要含水层由奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组、石炭系上统太原组碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层、二叠系山西组以及山西组以上碎屑岩裂隙含水层、新生界松散岩类孔隙含水层组成。 (2)隔水层 1、太原组底部的砂质泥岩、泥岩和铝土混合体、泥岩、砂质泥岩为主的本溪组地层具有良好的隔水性能,是奥灰水与煤系地层含水层之间良好隔水层。 2、煤系地层各含水层之间的泥岩、砂质泥岩也具有良好的隔水性能,是煤系地层各含水层之间隔水层。 (3)地表水 井田内有石盘沟从井田西界四周
7、由南向北穿过,水流很小,为煤矿排水,其它沟谷都是季节性沟谷,平常枯槁无水,只有在洪水期才有大的洪流通过。 (4)地下水 矿井充水源条件有三种,其大气降水(地表水)、老空积水是矿井充水的主要因素,次为地下水。 (5)矿井充水条件分析 地表水: 地表水补给来源为大气降雨,地表水通过冲沟和岩土体空隙,裂隙、断层渗透到地下,对矿井开采有肯定的影响。 老空积水: 据调查,依据采煤方法、地层产状、顶底板岩性及其稳定性、返水孔状况,确定本区4号煤层存在2块采空积水区,另外据调查采空区都有肯定积气存在。见采空区状况统计表。 采空区积水量估算公式: 式中:老空积水的静储量(m3); 小窑老空积水区平面积(m2)
8、; 煤层采厚(m); 煤层倾角(); 老空区充水系数,取0.3。 采空区状况统计表 煤层号 积水区 编号 积水区 面积(m2) 采厚 (m) 煤层倾角() 积水量 (m3) 积气 状况 备注 积水区1 3373 3.50 3542 有 积水区2 4653 1.80 2513 有 区域地层总体倾向南西,井田地层总体上为一单斜构造,走向北北西,倾向南西,地层倾角为37,发觉八个直径为17125m陷落柱。井田南部煤矿采空积水对本矿无影响。 地下水: 地下水是矿井直接充水源,当矿山井巷工程揭露含水层或通过含水层时,地下水就会马上涌出矿井。 (6) 现采掘工作面水文地质调查 本矿井现回采工作面4215高
9、档工作面。依据已掘巷道及回采过程中水文地质观测分析,个别巷道在中部顶板有少量淋水,对安全生产无任何影响。 依据以上分析矿井含水层主要为太原组灰岩岩溶裂隙含水层,补给条件一般,富水性弱;矿井及周边老空区存在少量老空积水,其位置、范围、积水量清晰;矿井防治水工作简洁,本矿井水文地质类型属等。 (7)矿井涌水量调查 依据本矿现在回采工作面及开掘巷道及周边矿井涌水量的调查,矿井正常涌水量为40m3/h,最大涌水量为70m3/h;属于涌水量小的矿井。另外对地表水特殊是雨季洪水应加强防范措施,以防洪水涌入矿井造成水害。 五、安全要求及技术措施 (一)、矿井开拓、开采所实行的安全保障措施 1、采掘工程所实行
10、的防治水措施 1)、收集、调查和核对相邻矿井煤矿和废弃老窑的状况,并在井上下对比图上标出其井田位置、开采范围、开采年限、积水状况等。 2)、进展井下地下水观测、水害预报,并实行相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。 3)井巷在掘进过程中必需边探边掘,把握前方水文状况,若发觉水患时,应准时实行措施,待确认安全后才向前掘进。井巷揭露的主要出水点或地段,必需进展水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含沙量综合观测和分析,防治滞后突水。 4)采掘工作面或其他地点发觉挂红、挂汗、空气变冷、消失水雾、水叫、顶板淋水加大,顶板来压、底板鼓起或产生裂隙消失渗水、水色发浑有突出预兆时,必需停顿作业,实
11、行措施,马上报告调度室,发出警报,撤出全部受害威逼地点的人员。 5)井下和地面排水设施保证完好,所设水仓、水沟要准时清理,雨季前必需清理一次。雨季前对矿井防治水工作进展一次全面检查,成立防洪抢险队伍,并储藏足够的防洪抢险物资。 6)在矿井采掘过程中坚持“先探后掘”的原则,避开遇到威逼矿井安全生产的水患。 7)查明矿区和矿井的水文地质条件,做的水文地质条件牢靠。 8)雨季前必需对防治水工作进展全面检查。雨季受水威逼的矿井,应制定雨季防治水措施,并应组织抢险队伍,储藏足够的防洪抢险物资。特殊是副斜井的防治水工作更要加强。 (二)、地面防治水措施 1)查清矿区及其四周地面水流系统的汇水,渗漏状况,把
12、握当地历年降水量和最高洪水水位资料,建立输水、防水和排水系统。 2)井口和工业场地的高层必需高于当地历年最高洪水水位,避开可能发生泥石流、滑坡的地段;井口和工业场地的高层底于当地历年最高洪水水位时,必需修建堤坝、沟渠或实行其他防排水措施。 3)严谨开采煤层露头的防水煤柱。 4)工业场地简单积水的地点应修建沟渠,排泄积水。 5)矿井受山洪和滑坡的威逼,实行修建泄洪水渠和防治滑坡的措施。 6)排到地面的矿井水,必需妥当处理,避开再渗透到井下。 7)每次降暴雨时和降雨后,必需派专人检查矿区及其四周有无裂缝、老窑陷落和岩溶塌陷等现象。发觉漏水状况必需准时处理。 (三)、防水安全煤岩柱留设 依据上述并结
13、合实际状况,故主要巷道两侧各留设20m防水煤柱。 防水煤柱留设表 名称 煤柱尺寸 井田一侧边界煤柱 20 大巷一侧 20 上山一侧/两侧之间的断层 20 区段煤柱 10 小窑、老硐防水爱护 30 采空区边界煤柱 20 (四)输水降压措施 1、无承压含水层。 2、井下探放水措施 探放水留意事项 安装钻机探放水前,要必需遵守以下规定: 加强钻场四周巷道支护,并在工作面迎头打好结实的立柱和栏板。清理巷道,挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时,必需配备与探放水量相适应的排水设备。 测量和探放水人员必需亲临现场,依据设计,确定主要探放水的位置、方位、倾角、深度、以及钻孔数目。 估计水压较大的地区,探水钻
14、进之前,必需先安好孔口管和掌握闸阀,进展耐压试验,到达设计承压的水压后,方准连续钻进。危急的地区,施工躲避硐室,避灾路线为:迎头经主斜井(副立井)到达地面。 钻孔水压过大时,采纳反压和防喷装置的方法钻进,并有防止孔口管和煤壁发生鼓出的措施。 钻进时,发觉煤岩松软、片帮、来压和钻孔中的水压、水量增大、以及顶钻等特别状况时,必需停顿钻进,但不得拔出钻杆,现场负责人员应马上向矿调度室汇报,并排人监测水情,发觉清苦危急时,必需马上撤出全部受水害危急地区的人员,然后实行措施,进展处理。 探放老空水前,首先要分析查明老空水体的空间位置,积水量和水压。老空积水区高于探放水体位置时,只准用钻机探放水。探放水孔
15、必需打空老空水体,并要监视放水的全过程,核对放水量,直到老空水放完为止;钻孔接近老空估计有可能有瓦斯和其他有害气体涌出时,必需有瓦斯检查员和跟班队长现场值班,检查空气成分,假如瓦斯和其他有毒有害气体超过规程规定,必需马上停顿钻进,切断电源,撤出人员,报告矿调度室,进展处理。 钻孔放水前,必需估量涌水量,依据矿井的排水力量和水仓容量,掌握放水流量;放水时,必需派专人观看钻孔的出水清苦,测定水量,水压,并做好记录,若水量突然变化,必需准时处理,并马上报告矿调度室。 排解上山的积水以及恢复被淹井巷前,必需检查水面上的空气成分,发觉有害气体,必需准时处理,排水过程中,如有被水封住的有害气体突然涌出的可
16、能,必需制定安全措施。 探水钻孔应保持适当的超前距、帮距和密度。探水工作采纳“探水-掘进-探水”方式进展,探水钻孔为巷道掘进探明一段安全距离后,巷道允许掘进一段距离,然后再探在掘,确保掘进安全。 超前距:探水钻孔终孔超前掘进工作面的距离必需大于20m。 允许掘进距离,经探水证明无水害威逼,可安全掘进30m。 帮距:成扇形布置的钻孔的最外侧探水孔所掌握的范围是巷道轮廓外20m,钻孔的孔间距,一般是不低于0.2m,不高于0.5m。 煤层探水钻孔布置,主要是探巷道上帮及采空区积水,钻孔成扇形布置在巷道中部。 探放水的设备及数量:矿井配备ZLJ350(四台),3台工作,一台备用。 探放水的方法 1、探
17、水起点 水灾清晰,压力不小于1MPa时,探放线至积水区的最小距离:煤层中不小于30m,岩石中不小于20m,造成水灾状况不清晰时,探水线至推断积水区的距离不得小于70m. 掘进巷道四周有断层和落陷柱时,探水线至估计煤柱线的距离不得小于70m. 钻孔深度及超前距: 探水钻孔眼底至采掘工作面的距离不得小于40m的超前距离。钻孔深度70m(允许掘进距离30m,超前距离40m)。 3)、钻孔直径 探放水孔径一般不大于70mm为宜。 4)、钻孔布置与孔数 (1)、掘进工作面、采煤工作面钻孔布置成扇形。 (2)、老塘探水:探后掘进停掘后的钻孔眼距不得超过3m。以防漏探。 (3)、探断层水:开孔位置必需在防水
18、煤柱外和应力影响带以外。 (4)、钻孔个数以保证必要的密度为原则,不得小于5个。 4、探放水的安全技术措施 (1)、探水前应加固工作区支架,背好帮顶,以免压力水冲垮煤壁和支架。 (2)、清理巷道,保证安全退路畅通无阻。 (3)、保证水沟畅通,并有适当的坡度和断面,水仓和排水设备要有足够的容量和力量。 (4)、探水地点要安装电话,与全部可能受水威逼的工作地点联通,并实现制定好撤退路线,以防止以外事故的发生。 (5)打钻过程中若发觉煤、岩松软或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量,要马上停顿打钻,不能移动或拔出钻杆,派人监视水情并向矿调度室汇报,如状况危险,要马上撤出受威逼地点的人员,并实行急救措施。
19、 (6)钻孔接近采空区,可能有有害气体的涌出,必需随时进展对有害气体的监测,探水点的通风必需根据有关规定处理。 5、地表防止水措施 (1)由于地下煤层的开采,使得采空去上方的地表有不同程度的移动和变形,其影响范围将略大于采空区范围,地处山区,其地形高差较大,采空区引起的地表塌陷,可能会引起地形陡峭的地方发生倒塌、滑坡。对于地表塌陷形成的塌陷坑,要尽量整平,回填造地,易产生滑坡的地方要提前修建挡土墙,打坑桩或削坡减载,平常应常常有巡察人员,发觉问题准时处理。 (3)建立输水、排水、防水系统。井口四周或塌陷区内外的地表水体可能溃入井下实行的措施,修建沟渠,排泄积水,对地势较低洼点、塌陷区地表裂隙填
20、充压实;排到地面的矿井水,必需妥当处理,避开在渗入井下;每次降大暴雨时和降雨后,必需派专人检查矿区及其四周有无裂缝、老窑塌陷等状况,发觉漏水状况,必需准时处理。 为了防止水渗入到井下,在矿区内实行填坑,补凹、整平地表、修建排洪沟等措施,在井口上方,地面工业广场建筑物四周等修建排洪水沟,进展防排水。 严谨将矸石、灰炉、垃圾等杂物堆放在山洪可能冲刷到的地段。 地表水防止工程及设备 1)防洪提坝工程:在井口上边缘砌筑高1m.厚0.6m的防洪挡水墙。 2)排洪工程:井口及工业场地排水水沟集合排入小水沟。 七、井下防治水安全技术措施 1、水仓、水泵型号及台数状况 本矿井在主斜井井底四周建有一个主排水泵房
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