1015工作面回采作业规程.docx
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1、第一章第一章地质说明书地质说明书第一节第一节工作面概况工作面概况1.1.11.1.1 工作面基本情况工作面基本情况1015 工作面位于一采区东翼,工作面东临回采上限-285m,南靠 1017 机巷,西为一采区三条大巷,北靠 1013 风巷,机巷长 1142m,风巷长 764m,切眼长 137m,设计回采长度 737m,巷道顶板标高-364.0-315.6m,煤厚 0.84.7m,平均为 3.3m,地质储量为 462044t,可采储量为 438941t。1.1.21.1.2 井上下对照井上下对照井上下对照:工作面上地面地势平坦,没有大的河流经过,但人工沟渠纵横,工作面附近上覆庙前和孙圩子两个村庄
2、;回采时,地面将形成塌陷区,回采前受影响范围务必搬迁。第二节第二节煤层赋存及顶底板情况煤层赋存及顶底板情况1.2.11.2.1 煤层厚度煤层厚度1015 工作面煤厚 0.84.7m(风巷 F12 点前 24m 处煤厚为 0.8m,机巷 J32点前 19m 处煤厚为 4.7m),平均为 3.3m。1.2.21.2.2 煤层结构煤层结构根据地面钻孔及巷道实揭资料显示:煤层结构简单,为单层结构。1.2.31.2.3 煤层稳定性煤层稳定性本工作面煤厚为 0.84.7m,平均厚度 M=3.3m,煤厚变异系数=29%,煤层可采性指数 Km=1,施工方向 10 煤层倾角为 217,平均倾角=8,据煤矿地质工
3、作规定煤层稳定性评价标准,本工作面 10 煤层为较稳定煤层。1.2.41.2.4 煤层可采性煤层可采性从工作面两巷实际揭露情况来看,部分地段在遇到构造切割错动或煤层顶底板起伏变化,则煤层出现错断,掘进期间造成巷道全岩,其中:1、1015 机巷在 J23 点前 1m 至 27 m 段受 DF117 正断层影响,出现 26m全岩段,10 煤层被抬至巷顶;2、1015 机巷在 J24 点前 22m 至 27 m 段受穿刺构造影响,出现 5m 全岩段;3、1015 风巷在设计停采线至 F2 点段受 10 煤顶、底板挤压,出现 15m全岩段;4、1015 风巷在 F13 点前 7m 至 20m 段受 D
4、F117-1 正断层影响,出现 13m全岩段;5、1015 风巷在 F14 点前 9m 至 17m 段受 F1013-10 正断层影响,出现 8m全岩段。以上由构造引起的煤层错动或变薄对生产造成一定影响。1.2.51.2.5 煤层连续性煤层连续性从工作面两巷揭露的情况来看,除两巷在过构造及顶、底板挤压变薄期间出现全岩段之外,其余大部分地段煤层连续,层位正常,可采,部分地段受小断层影响,煤层出现错动,起伏变化较大。1.2.61.2.6 煤层顶板特征煤层顶板特征根据地面钻孔及实揭资料知:该工作面 10 煤顶板 30m 范围内岩性主要以泥岩、粉砂岩为主,其次为细砂岩和中砂岩。10 煤层直接顶板为深灰
5、色、致密、块状泥岩,少含粉砂,局部地段直接顶板可能为浅灰-灰白色细砂岩;老顶为粉、细砂岩。1.2.71.2.7 煤层底板特征煤层底板特征根据地面钻孔及实揭资料知:该工作面 10 煤底板 30m 范围内岩性主要以粉、细砂岩为主,其次为砂泥岩互层和泥岩。10 煤层直接底板为泥岩,厚 0.6m左右。老底为灰色,条带状粉、细砂岩互层。10 煤下约 23.4 米为 11 煤层,厚 0.3m,10 煤层下距太原组一灰间距为 53.7m56.9m,平均间距 55.76m。第三节第三节地质构造地质构造1.3.11.3.1 褶曲褶曲孙圩子向斜:孙圩子向斜:为五沟井田次级褶曲,位于井田东北部,轴向西北东南,区内控
6、制延展长度 0.86Km,褶幅为 560m,其横穿 1015 工作面里段,受此影响,10 煤层起伏较大。1#1#向斜向斜:为五沟井田次级褶曲,位于 1015 工作面外段,轴向北南,区内控制延展长度 0.21Km,褶幅为 510m,其自 1013 工作面斜穿至 1015 工作面外段中部,受此影响,10 煤层起伏较大。1#1#背斜背斜:为五沟井田次级褶曲,位于井田东北部,轴向西北东南,区内控制延展长度 0.59Km,褶幅为 520m,其自 1013 工作面横穿 1015 工作面中段,一直延伸至 1017 工作面,受此影响,10 煤层起伏较大。2#2#背斜背斜:为五沟井田次级褶曲,位于井田东北部,轴
7、向南北,区内控制延展长度 0.61Km,褶幅为 520m,其自 1013 工作面横穿 1015 工作面中段,一直延伸至 1017 工作面,受此影响,10 煤层起伏较大。1.3.21.3.2 断层断层根据巷道实揭资料,巷道在掘进过程中实际揭露 8 条断层,其中机巷 4条(3 条逆断层,1 条正断层),风巷 4 条(全部为正断层);落差在 0.8m6.5m,产状及位置见表 1:10151015 工作面掘进过程中揭露的断层一览表工作面掘进过程中揭露的断层一览表表表 1 1序断 层断 层倾 向倾 角落 差实际揭露位置备 注工作面回采期间将受上述断层影响,另根据三维地震资料:DF117、DF118正断层
8、影响范围最大,具体如下DF117DF117 断层断层:由 1015 两巷实揭及三维地震资料知,该断层落差 H=5.26.5m,在面内延展长度 156m,推进方向影响范围 78m,因落差较大,将对工作面生产造成一定的影响。DF118DF118 断层:断层:根据三维地震资料知,工作面机巷回采至 J22 点,风巷回采至 F12 点时面内将揭露 DF118 正断层,产状:70,H=03m,在面内延展长度 151m,推进方向影响范围 68m,将对工作面生产造成一定的影响。第四节第四节水文地质水文地质1.4.11.4.1 第四含水层(组)第四含水层(组)号编 号性 质()()(m)1F1015-1逆107
9、622.11015 机 巷 J9 点 前 27m可 靠2F1015-2正30650.81015 风 巷 F8 点 前 11m可 靠3DF117(风 巷)正240606.51015 风 巷 F12 点 前 33m可 靠4DF117-1正260854.01015 风 巷 F13 点 前 6m可 靠5F1013-10正70603.61015 风 巷 F14 点 前 7m可 靠6F1017-7逆300601.31015 机 巷 J21 点 前 9m可 靠7DF117(机 巷)正240605.21015 机 巷 J23 点 处可 靠8DF115逆85401.61015 机 巷 J32 点 前 2m可 靠
10、位于新生界第四含水层上部的第三隔水层,在矿区开采范围内沉积厚度平均 67.17m,塑性指数 Ip 为 11.3027.80,为湖滨回水湾静水环境沉积。其可塑性好,膨胀性强,厚度大,分布稳定,隔水性良好,使其以上各含水层及地表水、大气降水与其下的“四含”水之间失去水力联系。由工作面内及其附近的 8 个地面钻孔资料,底板埋深 271.55278.65m,平均 274.52m。含水砂层厚度 10.1027.67m,平均 19.25m。“四含”岩性复杂,由砾石、砂砾、粘土砾石、粗砂、中砂及粘土质砂等组成。其地下水依靠区域层间迳流,同时由于该含水层直接覆盖在煤系地层之上,与煤系砂岩裂隙含水层通过风化裂隙
11、带构成直接水力联系,而与上覆一、二、三含水层无直接水力联系。据水 4 孔抽水资料,“四含”静止水位标高-4.46m,q=0.0073 L/(s.m),K=0.014m/d,水化学类型为 SO42-k+.Na+,“四含”直接覆盖在煤系地层之上,是矿坑充水主要补给水源,但其补给量不大。1015 工作面原设计开采上限标高为-330m,根据皖经信委煤炭函201587 号批复,现工作面设计开采上限标高为-315m,留设的最小防砂煤岩柱高度为 70.32m。工作面实际最高点顶板标高为-315.6m,留设的最小防砂煤岩柱高度为 72.92m,大于需留设的防砂煤岩柱高度 39.91m,对回采无影响。1.4.2
12、1.4.2 煤层上、下砂岩裂隙含水层(段)煤层上、下砂岩裂隙含水层(段)由工作面内及其附近的 8 个地面钻孔资料,工作面顶、底板 30m 范围内含水砂层厚度为 8.23-28.83m,平均厚度为 19.90m。砂岩裂隙发育不均,局部多发育垂直裂隙。钻探揭露时没有发生漏水现象。据 J3-5 孔抽水试验资料,静止水位标高-2.69m,q=0.012L/(s.m),K=0.027978m/d,水质类型为 HC03-Na+Mg2+型,说明该含水层(段)砂岩裂隙不发育,为弱富水性。地下水处于封闭半封闭环境,以储存量为主。在不与其它含水丰富的含水层发生水力联系时,水量小且易于疏干。该含水层(段)是开采 1
13、0 煤的直接充水水源。1.4.31.4.3 煤层下至太原组一灰间隔水层(段)煤层下至太原组一灰间隔水层(段)1、10 煤底板灰岩含水层特征地下灰岩水主要储存和运移在石灰岩岩溶裂隙网络之中,富水性主要取决于岩溶裂隙发育的程度,岩溶裂隙发育具有不均一性,因此富水性也不均一。从全矿井地面钻孔资料看,一灰厚度 0.404.97m,平均 2.04m,二灰厚度 0.657.39m,平均 2.92m,三灰厚度 1.4811.30m,平均 6.92m,四灰厚度 4.4825.69m,平均 12.72m。一四灰平均总厚 24.60m,第一、二层石灰岩厚度小,但质较纯;第三、四层石灰岩厚度较大。一四灰岩溶裂隙发育
14、,水动力条件好,含水丰富。各段之间距离仅数米,而且石灰岩岩溶裂隙在浅部较发育,深部减弱。尤其是上部一四灰岩溶裂隙溶洞特别发育,钻探揭露时有 J8-1、J7-1、J5-1、30-11 四个钻孔发生漏水现象,漏失量为 4.815m3/h,而且多发生在浅部,其余钻孔均未发生漏水现象,说明石灰岩岩溶裂隙发育不均,浅部较发育,当岩溶裂隙发育时,富水性较强,反之就弱。据 J5-1 孔对太原组 14 灰抽水试验,静止水位标高 11.288m,q=0.1618L/(s.m),K=0.17027m/d,水质类型为 SO42-Na+型,矿化度1.698g/L,总硬度为 41.86 德国度。根据地面钻孔揭露,10
15、煤底至一灰顶间岩性以海相泥岩为主,致密完整,裂隙不发育,隔水性较好,除非由断层与10 煤层顶底板砂岩含水层导通才会发生直接的水力联系。2、10 煤底板灰岩突水系数计算工作面回采前实施了底板注浆加固改造工程,对太灰含水层一三灰底段进行了注浆改造,使工作面突水系数降到了 0.06Mpa/m 以下。根据该水文地质单元内的地面灰岩长观孔水 10 孔实时水位、工作面 10煤最低点底板标高-366.8m 及改造最小深度 68.7m,计算得出下伏隔水层的最大水压为 4.01Mpa,根据煤矿防治水规定中工作面底板突水系数公式:Ts=P/M计算得出 1015 工作面最大突水系数为 0.058Mpa/m。故 10
16、15 工作面回采期间不受 10 煤底板含水层影响。1.4.410171.4.41017 采空区积水采空区积水1015 机巷与 1017 采空区相邻,留设煤柱为 4m,1017 采空区整体为一单斜构造,且受断层及褶曲构造影响局部呈“S”型,洼窝处容易形成积水,两工作面相距较近,1015 机巷在施工中将受到 1017 采空区积水影响,1017 采空区积水探放工程自 2014 年 9 月开始至 2015 年 10 月结束,目前 1015 机巷探放、验证、导水钻孔合计涌水量 8m3/h,故 1015 工作面回采期间不受 1017采空区积水影响。1.4.51.4.5 工作面四含孔隙水涌水量估算工作面四含
17、孔隙水涌水量估算计算“四含”水最大涌水量采用承压转无压完整井裘布依公式:F 值采用工作面 10 煤预计回采面积 101217m2;S 值采用工作面回采段 10煤层最低标高-366.8m,根据工作面附近水 4 孔实时水位标高-32.44m 的差值计算,S=334.36m,含水层厚度取工作面附近钻孔统计最大值 M=27.67m,渗透系数采用水 4 孔对“四含”抽水试验取得渗透系数的值 K=0.014m/d。计算“四含”水进入矿井的最大涌水量为 28m3/h。1.4.61.4.6 工作面顶、底板砂岩裂隙水涌水量估算工作面顶、底板砂岩裂隙水涌水量估算计算煤层顶底板砂岩水最大涌水量采用承压转无压完整井裘
18、布依公式:00r RRkSR10/r0FF 值采用工作面 10 煤预计回采面积 101217m2;S 值采用工作面回采段 10煤最低标高-366.8m,与 J3-5 孔对 10 煤层砂岩裂隙含水层抽水试验取得的平均静止水位标高-2.69m 的差值计算,S=364.11m;含水层厚度取工作面附近钻孔统计最大值 M=28.83m;渗透系数采用 J3-5 孔对 10 煤层砂岩裂隙含水层段抽水试验取得的最大渗透系数 K=0.027978。计算 10 煤层顶、底板砂岩裂隙水进入矿井的最大涌水量为 50m3/h。1015 工作面最大涌水量为“四含”水、10 煤层顶底板砂岩裂隙水、1017采空区正在疏放的动
19、水之和,即 1015 工作面最大涌水量为 86m3/h。0020lglg)2(366.1rRhMMHKQ0020lglg)2(366.1rRhMMSKQ第五节第五节影响回采的其他因素及储量情况影响回采的其他因素及储量情况1.5.11.5.1影响回采的其他因素影响回采的其他因素1、由于整个 1015 工作面向斜、背斜和断层等地质构造较为发育,对工作面的安全回采带来一定的影响,建议回采前加大工作面的探查工作,回采时加强地质调查工作。2、工作面回采期间受 DF117、DF118 正断层影响范围最大,其中 DF117断层落差 H=5.26.5m,在面内延展长度 156m,推进方向影响范围 78m,因落
20、差较大,将对工作面生产造成一定的影响。DF118 断层产状:70,H=03m,在面内延展长度 151m,推进方向影响范围 68m,将对工作面生产造成一定的影响。3、工作面在回采期间,要加强顶板管理,严防抽冒,超前做好过断层和撇煤顶地段回采工作,针对以上过断层处制定针对性措施,确保安全生产。4、1015 机巷近乎架棚支护,回采期间加强巷道顶板超前管理,对棚梁变形及脱裆掉顶巷道及时进行加固,并加大对巷道的巡查力度。5、工作面在回采过程中,要求完善排水系统,并及时做好工作面的排水工作,提高工作面排水能力,确保排水系统畅通,做到两巷正常排水。6、10 煤层煤尘具有爆炸性,回采过程中,要采取降尘措施,加
21、强瓦斯管理工作,严防瓦斯超限。1.5.21.5.2储量计算边界储量计算边界储量计算范围:南起 1015 机巷,北至 1015 风巷,西起设计停采线,东至 1015 切眼。1.5.31.5.3储量计算数据储量计算数据动用储量平面积 S=101205m2,平均煤厚 M=3.3m,平均倾角=8,容重=1.37t/m3。Q=ScosM工作面地质储量 Q 地质=101205cos83.31.37=462044t工作面可采储量 Q 可采=Q 地质95%=438941t1.5.31.5.3工作面回采时间计算数据工作面回采时间计算数据工作面日推进(10刀)6m,则工作面生产能力为:日产量:13763.31.3
22、73716t月产量按30日计算:371630111480t工作面可采期:Q可采/Q月采=3.9M二叠系山西组3.210煤一 灰17.9610.7011.670.29粉 砂 岩 泥 岩2.8-4.45.4煤 线6.13粉 砂 岩6.52泥 岩5.0砂 泥 岩 互 层0.834.17砂 泥 岩 互 层12.6430.0034.339.352.2053.86细 砂 岩 6.5212.9318.332.200.83粉 砂 岩 粉 砂 岩 0.2741.5053.0354.13粉 砂 岩 炭 质 泥 岩11煤58.3076.26黑 色,条 痕 黑 褐 色,粉 末 状 为 主,暗 煤 为 主,少 量亮 煤
23、 条 带,沥 青 光 泽,性 脆,半 暗 型 煤。理,菱 铁 结 核,裂 隙 发 育,方 解 石、黄 铁 矿 充 填,灰-深 灰 色,含 泥 质,细 砂 质 条 带,见 水 平 波 状 层致 密,机 械 破 碎。泥 岩 形 成 水 平 层 理,层 理 面 上 有 炭 质 和 云 母 片,有灰 色 与 深 灰 色 的 泥 岩 形 成 互 层,灰 色 细 砂 条 带 状 与裂 隙 并 充 填 方 解 石,局 部 有 燧 石 结 核,致 密灰 黑 色,有 少 量 植 物 化 石 碎 片,具 黄 铁 矿 薄 膜,有裂 隙 并 充 填 方 解 石,水 平 层 理,致 密,块 状。深 灰 色,鳞 片 状
24、粉 末 状,夹 杂 煤 线,性 软。深 灰 色,薄 层 状,水 平 层 理,呈 互 层 状,断 口 平 坦。测 井 解 释。灰黑 的 泥 岩 和 浅 灰 色 的 细 砂 岩 形 成 互 层,529米 处 有菱 铁 质 燧 石 结 核,比 重 大,坚 硬,具 植 物 化 石 碎 片,致 密,厚 层 状,有 裂 隙 并 充 填 方 解 石。灰 黑 色,含 植 物 化 石 碎 片,水 平 层 理,裂 隙 发 育 并充 填 方 解 石。有 两 层 燧 石 结 核,比 重 大,坚 硬,块 状。灰、浅 灰 色,隐 晶 质 结 构,厚 层 状,含 有 大 量 海 百合 茎 和 蜓 科 化 石,有 缝 合 线
25、,具 裂 隙 并 充 填 方 解 石。云 母 片,致 密,裂 隙 发 育,有 挤 压 破 碎,具 泥 岩 和灰 色,细 粒,以 石 英、长 石 为 主,另 具 暗 色 矿 物 和粉 砂 岩、夹 黑 色 炭 质 煤 屑,以 细 岩 碎 块 为 主。测 井 解 释。呈 碎 状 和 菱 角 状。灰 黑 色,含 粉 砂 质,具 少 量 鲕 粒,有 擦 痕 和 滑 面,夹 泥 岩 薄 层。灰 至 深 灰 色,水 平 层 理,富 含 植 物 碎 片 化 石,局 部石系太原炭组2.302.003.701.054.805.1511.8578.8180.8184.5185.5690.1195.26107.11细
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