煤业有限公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案报告.doc

山山西西 集集团团 煤煤业业有有限限公公司司 矿矿井井防防治治水水中中长长期期规规划划及及三三年年实实施施方方案案报报告告 2013 年年 2017 年 年 研研究究 院院 二二 0 一三年八月一三年八月 煤煤业业有有限限公公司司 矿矿井井防防治治水水中中长长期期规规划划及及三三年年实实施施方方案案报报告告 2013 年年 2017 年 年 审审 核核 项目负责项目负责 报告编写报告编写 参加人员参加人员 研研究究 院院 二二 0 一三年八月一三年八月 目目 录录 1 前言前言 1 1 1 目的与任务 1 1 2 执行标准 2 1 3 编制依据 3 2 矿井概况矿井概况 5 2 1 矿井基本情况 5 2 2 地理位置 11 2 3 地形地貌 12 2 4 气象与水文 13 2 5 地震 13 2 6 矿井排水设施能力现状 13 2 7 机构人员及设备配置情况 14 2 8 矿井五年采掘规划 15 2 8 1 开采煤层情况 15 2 8 2 采掘接替情况 15 3 以往地质及水文地质工作情况以往地质及水文地质工作情况 17 3 1 以往工作评述 17 3 2 存在问题 19 4 井田水文地质情况井田水文地质情况 21 4 1 地质情况 21 4 1 1 地层 21 4 1 2 煤层 23 4 1 3 构造 25 4 2 水文地质情况 26 4 2 1 含水层 26 4 2 2 隔水层 28 4 3 充水条件及因素 29 4 3 1 充水水源 29 4 3 2 充水通道 38 4 3 3 充水强度 40 4 4 水文地质类型 43 4 5 矿井主要水害 44 5 矿井中长期水害情况及预防方法和治理实施方案矿井中长期水害情况及预防方法和治理实施方案 47 5 1 矿井防治水现状 47 5 2 采掘工作面的水文地质及水害情况 49 5 3 采掘工作面的水害预防方法及治理实施方案 52 5 3 1 矿井防治水工作方法 52 5 3 2 进度安排 54 5 4 近期 2013 2015 防治水工程与措施 60 5 5 远期 2016 2017 年 防治水工程与措施 62 5 6 经费概算 63 5 6 1 费用组成与概算依据 63 5 6 2 防治水费用汇总表 63 6 结论与建议结论与建议 67 6 1 结论 67 6 2 建议 68 附图 附图 1 8 号煤层矿井充水性图 2 10 号煤层矿井充水性图 3 10 号煤层 5 年采掘规划图 4 地形地质及水文地质图 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 0 1 前言前言 1 1 目的与任务目的与任务 集团集团 煤业有限公司煤业有限公司委托 集团重庆研究集团重庆研究 院院承担了山西 集团 煤业有限公司矿井防治水中长期规 划及三年实施方案报告编制工作 其主要目的是根据矿井的水文地质特 性 水害发生原因 规律和矿井水害特征 结合矿井采掘计划有针对性 的制定矿井防治水规划 合理 有序地安排防治水的工程和科研项目 防止和减少水害事故 保障煤矿安全 高效的生产 本矿井近五年内主 要开采井田中部一采区一水平的 10 号煤层 因此本报告以该区域为主 分析各种水害威胁因素及制定相应防治水措施 本规划的任务如下 1 全面系统的收集 分析矿区区域水文地质资料 系统的分析 矿井含水层 隔水层分布规律及特征 系统的研究矿区构造带富水 导 水特性 分析 研究地表水体与矿井的水力联系 收集矿井及周边老空 窑 区分布 积水资料 分析矿井涌水水源及补给条件 分析矿井充 水因素及其对矿井充水程度的影响 在此基础上分析矿井水害特征 2 分析评价矿井正常涌水量和最大涌水量 核定矿井防排水能 力 3 针对矿井的水文地质条件和水害特征 制定防治水技术路线 明确防治水的工作重点 4 针对矿井煤层开采的充水特征和水害威胁程度 结合矿井近 5 年的采掘计划 提出矿井 5 年内防治水工程项目及防治水技术研究内 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 1 容 5 明确矿井日常水文地质工作内容及要求 6 协助公司制定矿井水害事故应急预案 完善组织机构 明确 工作职责 制定保障信息与通讯畅通的措施 应急响应措施 保障系统 人员培训和演练实施细则 7 分年度安排防治水工作内容 项目实施计划以及费用概算 本工作是在收集井田已有地质和水文地质资料 分析矿井水文地质 条件和存在的水文地质问题的基础上 针对煤矿井田的水文地质条件和 水害特征 结合矿井采掘规划完成的 由于原有水文地质勘探程度还不 够 观测资料尚不足 地质构造富水 导水性研究程度低 因此报告中 的认识不一定全面 可能由此导致结论存在一定的偏差在所难免 恳请 批评指正 报告的编制得到了山西 集团 煤业有限公司领导和 地测部门技术人员的大力支持和帮助 在此表示衷心感谢 1 2 执行标准执行标准 本次工作主要执行下列国家和行业标准 1 煤矿防治水规定 国家安全生产监督管理总局 2009 12 2 煤矿防治水规定释义 国家煤矿安全监察局 2010 1 3 煤矿安全规程 国家煤矿安全监察局 2011 3 4 水文基本术语和符号标准 gb t50095 98 5 建筑物 水体 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 煤行管字 2000 第 81 号 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 2 6 供水水文地质勘察规范 gb50027 2001 7 矿区水文地质工程地质勘探规范 gb12719 91 8 区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范 gb t14158 1993 参考标准与资料 1 抽水实验规程 ys5215 2000 j103 2001 2 地下水动态监测规程 dz t0133 1994 3 1 250000 区域水文地质调查技术要求 dd2004 01 中国地质 调查局工作标准 4 水文地质手册 第二版 地质出版社 2012 年 上述规范 规程 资料在执行过程中有矛盾时 以 煤矿防治水规 定 国家安全生产监督管理总局 2009 12 为准 5 山西省关于切实加强当前煤矿安全生产工作的若干规定 晋政发电 2010 5 号 2010 6 6 关于进一步加强煤矿防治水工作的若干规定 晋政办发 2011 70 号 2011 8 1 3 编制依据编制依据 1 2010 年 10 月山西省煤炭地质勘查研究院编制 山西 集团 煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告 2 2010 年 10 月山西省煤炭地质勘查研究院编制 山西 集团 煤业有限公司采空区积水 积气及火区调查报告 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 3 3 2011 年 1 月太原市明仕达煤炭设计有限公司编制 山西 集团 煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计 修改 版 4 2011 年 3 月太原市明仕达煤炭设计有限公司编制 山西 集团 煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计安全专 篇 修改版 5 2011 年 10 月中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司第 三分公司编制 山西 集团 煤业有限公司矿井水文地质 类型划分报告 6 2011 年 7 月忻州市煤田地质勘探队编制 山西 集团 煤业有限公司瞬变电磁法探测报告 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 4 2 矿井概况矿井概况 2 1 矿井基本情况矿井基本情况 据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办 2009 26 号文 关于忻州市 县煤矿企业兼并重组整合方案的 批复 将原山西 煤业有限公司 县永兴煤业有限公 司及 豫皖煤业有限公司进行煤炭企业兼并重组整合 重组后名 称为山西 集团 煤业有限公司 整合后井田东西长 6 95km 南北宽 1 38 2 4km 井田面积 12 307km2 具体范围由以下 15 个拐点连线圈定 表 2 1 表 2 1 井田范围拐点坐标一览表 整合前各煤矿相对位置见图 2 1 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 5 图 2 1 整合各煤矿分布图 1 整合前各矿的基本情况 整合前各矿的基本情况 煤业有限公司 煤业有限公司 煤矿 属国有企业矿山 始建于 1955 年 1958 年建成 5 万 t a 生产矿井 2006 年 11 月经山西省国土资 源厅换发采矿许可证 证号为 1400000622744 有效期 2006 年 11 月至 2009 年 11 月 批准开采 8 10 11 13 号煤层 井田面积 4 7864km2 生产能力为 15 万 t a 该矿采用一对平硐开拓 开采 8 号煤层 截止 2005 年 8 月本矿开 采 8 号煤层 资源已枯竭 现主井 风井已封闭 经 县国土资 源局同意 8 号煤层资源量全部核减 后重新建立 11 号煤层生产系统 采用一对斜井开拓 开采方法为长壁式采煤法 县豫皖煤业有限责任公司 县豫皖煤业有限责任公司 豫皖煤矿 属村办集体矿山企 业 采矿许可证证号为 1400000721016 有效期限 2007 年 1 月至 2010 年 1 月 批准开采 8 10 13 号煤层 井田面积 1 2494km2 生产能力 为 15 万 t a 工作面为长壁式开采 开采 13 号煤层 该矿已于 2010 年 6 月关闭 县永兴煤业有限责任公司 永兴煤矿为原冀家沟煤矿 该矿始建于 1984 年 1989 年建成 15 万 t a 生产矿井 采矿许可证证号为 1400000430506 有效期限 2004 年 4 月至 2008 年 4 月 批准开采 8 10 13 号煤层 井田面积 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 6 2 1343km2 生产能力为 15 万 t a 该矿井采用一对平硐开拓 开采方法 为高落仓房后退式 后经 县煤管局设计改为长壁式采煤法 该 矿于 2010 年 6 月关闭 2 整合后矿井基本情况 整合后矿井基本情况 2009 年 12 月 24 日山西省国土资源厅为整合后的山西 集 团 煤业有限公司颁发了采矿许可证 有效期至 2011 年 12 月 24 日 2012 年已更新 批准开采 8 13 号煤层 整合后井田东西长 6 95km 南北宽 1 38 2 4km 井田面积 12 3072km2 开采标高 1260 680m 生产规模 90 万 t a 矿井目前处于基建阶段 目前正在掘进副斜井 井下辅运大巷及 一采区回风 辅运等巷道 据初步设计的资料 本矿井的基本情况如下 1 井口及工业场地位置的选择 设计利用原山西 煤业有限公司工业场地作为整合后的工业 场地 原 煤矿的主斜井作为设计后主斜井 新建副斜井及回风 斜井 主斜井 倾角5 22 40 净宽3 4m 混凝土砌碹支护 落底于11 号 煤 井筒装备带宽1000mm 带式输送机 台阶 扶手 担负煤炭提升任 务兼做进风井和安全出口 副斜井 净宽 5 2m 坡度 6 混凝土砌碹支护 落底于11 号煤 运行无轨胶轮车 担负材料运输 人员上下任务并兼做进风井和安全出 口 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 7 回风斜井 井筒直径 4 2m 落底至 10 号煤 装备台阶 扶手 担 负回风任务并兼做安全出口 2 井底车场及其它硐室 井底煤仓 为已有工程 位于主斜井井底胶带大巷 225 8m 处 煤仓净直径 5 0m 有效容积 250m3 净高 16 4m 按照设计规范 煤仓 容量应在 400t 以上 鉴于此煤仓已建成并投入使用 设计没有改变 清理撒煤斜巷 为已有工程 在煤仓下口沿胶带大巷方向自然 延伸与胶带巷连通 长约 42m 混凝土砌碹支护 增设沉淀池并铺设单 轨 对煤仓撒煤采用矿车清理和水泵排水 井下主变电所 主排水泵房和水仓 一水平井底车场一侧布置有井下主变电所 主水泵房和矿井主要水 仓 主变电所与主水泵房联合布置 主变电所长 31m 主水泵房长 30m 均为混凝土砌碹支护 主要水仓长度 219m 分为主仓和副仓 水 仓净断面积 9 01m2 主仓长 140m 副仓长 79m 采用混凝土砌碹支护 净容积 1726m3 平时容量按 75 计算有效容积 1294 5m3 可容纳 8 小 时正常涌水量 一水平车场巷道底板标高 874m 水泵房及通路入口标高为 874 5m 管子道与副斜井连接处标高 882 103m 满足安全规程要求 水仓用小型防爆无轨胶轮车清理 要求水仓每年至少清理两次 水仓有 效容积始终保持原设计容积的 3 4 以上 3 采区布置 采区巷道布置 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 8 沿井田北部边界布置一组正东正西方向上下山巷道 三条巷道分别 与现有胶带大巷 副斜井车场巷道及回风大巷合理相连 上山部分延伸 至东部井田边界处 一水平西部已开采多年 其剩余资源利用现有巷道 进行开采 二水平开拓方式与一水平基本相同 一水平开采结束后在井 底车场右侧新凿 6 暗斜井延深至 828m 二水平 东西向布置一组上下山 巷道 位置与一水平巷道重叠 采区开采顺序 设计全井田共划分两个水平开拓 其中一水平标高 874m 二水平 标高 828m 设计全井田共划分为四个采区 一水平以工业场地 采空区及郭家 峁村庄煤柱为界划分为东西两个采区 分别为一水平一采区 二采区 二水平以工业场地 郭家峁村庄煤柱为界划分为东西两个采区 分别为 二水平一采区 二采区 采区接替原则 从井筒附近由近而远 由浅至 深的依次开采顺序 接替顺序如表 2 2 所示 表 2 2 采区采掘顺序接替表 510 15 20 25 3035 4045 50 55 60 序 号 1 2 3 4 采区名称 一水平一采区 一水平二采区 二水平一采区 二水平二采区 采区生产能力 mt a 设计可采储量 mt 服务年限 a 14 49 6 21 29 8 19 89 0 9 0 9 0 9 0 9 11 5 4 93 23 68 15 79 4 矿井建设工期 煤矿设计开采多层煤 依据矿井开拓部署 充分利用已有的 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 9 主斜井 新建副斜井 回风斜井 在一水平布置两个回采工作面 设计采 用一次设计 一次建成投产的移交方式 矿井移交生产时 井巷工程量 13244 9m 万吨掘进率 147 2m 新增掘进体积 231285m3 万吨掘进体 积为 2569 8m3 设计达产计划为 投产后第一年生产能力为 0 6mt 第二年达到设 计生产能力 0 9mt 5 采煤方法 设计初期开采一水平 10 号煤 11 号煤 采区内 10 11 号煤层厚度 变化不大 平均厚度分别为 1 1m 1 30m 设计采用一次采全高综采开 采 顶板管理均采用全部垮落法 设计确定 10 号煤层综采工作面长度 为 165m 11 号煤综采工作面与 10 号内错布置 长度为 150m 本矿井下实行四班作业 三班生产 一班准备制度 年工作 330d 10 号煤工作面日循环 12 个 每循环进尺 0 60m 工作面正规循 环系数 0 7 工作面年推进度为 1663 2m 由于两工作面同时开采 故 11 号煤工作面年推进度为 1663 2m 6 掘进工作面个数 根据工作面的年总推进度和合理的采掘接替关系 设计在首采区中 布置 2 个综采工作面 4 个顺槽综掘工作面 1 个上山综掘工作面 全 矿井共布置 2 个回采工作面和 5 个掘进工作面来保证矿井设计规模和正 常生产接替 7 通风方式 利用现有主斜井及新建副斜井进风 新建回风斜井回风 采用机械 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 10 抽出式通风方法 中央分列式通风方式 2 2 地理位置地理位置 1 位置 山西 集团 煤业有限公司位于忻州市 县县 城东部约 5km 处 2 交通 该井田位于 县城东部 距 县城 5km 保 德 河 曲 公路与从井田南侧通过 距神朔铁路枣林集运站 20km 对外 交通方便 详见图 2 2 图 2 2 交通位置图 2 3 地形地貌地形地貌 井田地表为山区侵蚀地貌 沟谷纵横 地形复杂 地势总体东北 高西北低 地形最高点位于井田东北部山梁上 标高为 1154 4m 最 低点位于井田西北沟谷中 标高为 906 0m 相对高差 248 4m 属侵蚀 强烈的中低山区 主斜井井口标高 957 723m 副斜井井口标高 936 971m 回风斜井 井口标高 954 971m 2 4 气象与水文气象与水文 本区属黄河流域河口 龙门河段各支流水系 区域水文地质单元为天 桥泉域 井田处于天桥泉域中西部的径流区 天桥泉域岩溶水出露于晋 陕 蒙三省交界处的黄河河谷 泉水出露主要有 3 处 分别是 河曲县 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 11 川口河到 县铁匠铺一带的天桥泉 泉水流量 12 04m3 s 河曲 县梁家碛一带的龙口泉 泉水流量 0 52m3 s 内蒙古准格尔旗老牛湾泉 泉水流量 2 49m3 s 岩溶泉水大部分于黄河水下溢出 本区属大陆性气候 春季干旱无雨 夏季炎热多雨 秋季温暖适中 年平均气温 12 5 一月最低 平均为 9 七月最高 平均为 23 年平均气温全年无霜期 175 天 每年 11 月结冰 翌年 3 月解冻 最大 冻土深度 0 91m 年降水量 374 4 577 7mm 大多集中在 7 8 月份 年平 均蒸发量 1711mm 2 5 地震地震 据中华人民共和国国标准 gb50011 2001 建筑抗震设防设计规范 本井田范围内抗震设防烈度为 6 度 地震加速度为 0 05g 2 6 矿井排水设施能力现状矿井排水设施能力现状 矿井现主要排水泵站有 3 处 排水系统情况如下 1 中央水仓 临时 有矿用隔爆离心水泵 2 台 主水泵型号为 wqx40 130 37 流量 40m3 h 扬程 130m 出口管径 4 寸 备用 水泵型号 wqx 55 流量 55m3 h 出口管径 4 寸 两趟排水管路为 中央水仓沿主斜井至地面排洪洞 两趟排水管路均采用 4 寸钢管 2 13 号煤层皮带下山水泵型号为 bqw30 60 18 5 流量 30m3 h 扬程 60m 出口管径 4 寸 用 4 寸管路排到中央水仓 再 由中央水仓排到地面 3 三采区下山水仓水泵型号为 bqw50 80 22 流量 50m3 h 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 12 扬程 80m 出口管径 3 寸 用 3 寸管路排到中央水仓 再由中央水 仓排到地面 根据整合期间由山西煤炭地质勘查研究员和 公司联合调查 资料 煤矿每天排水 10 小时左右 出水量约 40m3 h 10 400m3 d 永兴矿 2010 年 6 月关闭矿井前 每天用 7 5m3 h 的泵排水 12 小时 左右 关闭矿井后停止排水 综上所述 煤矿的排水系统基本能满足现阶段排水需求 2 7 机构人员及设备配置情况机构人员及设备配置情况 目前矿井设有地测科 负责矿井的地质防治水工作 共有 9 人 科 长 1 人 副科长 2 人 多为采煤专业 地质专业人员缺乏 有专门的探 放水队伍 探放水队长 1 名 副队长 技术员各 1 名 队员 15 人都持 证上岗 矿井现有探放水设备如下 探测深度 100 米的 zlj 350 钻机 3 台 探测深度 200 米的 zlj 650 钻机 2 台 探测深度 200 米的矿用全液压坑 道钻机 zdy1300s 钻机 2 台 矿配备 ycs40 矿用本安型瞬变电磁仪 1 台 2 8 矿井五年采掘规划矿井五年采掘规划 2 8 1 开采煤层情况开采煤层情况 据地质报告的资料 10 号煤层厚度 0 75 1 78m 平均 1 17m 结 构简单 不含夹矸 煤层厚度一般为 1m 左右 厚度变化不大 顶板为 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 13 砂质泥岩 泥岩 底板为砂质泥岩 泥岩 属全区稳定可采煤层 11 号煤层厚度 0 4 90m 平均 1 76m 结构简单 一般含 0 2 层夹 矸 偶见 4 层 顶底板均为砂质泥岩 泥岩 底板为砂质泥岩 泥岩 粉砂岩 该煤层厚度西北部厚 向东部变薄至露头附近小于 0 70m 根 据钻孔资料 首采区内 10 号煤层平均厚度 1 1m 11 号煤层平均厚度 1 3m 2 8 2 采掘接替情况采掘接替情况 根据 山西 集团 煤业有限公司矿井兼并重组整合 项目初步设计 修改版 及矿方提供的 5 年采掘规划 本矿井预计在 2014 年 1 月联合试运转 2014 2017 年主要开采的工作面为 10101 10108 工作面 采掘计划如下 10101 工作面 2014 1 1 2014 10 1 10102 工作面 2014 11 2 2015 4 4 10103 工作面 2015 5 25 2015 9 20 10104 工作面 2015 10 20 2016 3 22 10105 工作面 2016 4 22 2016 9 7 10106 工作面 2016 10 9 2017 3 11 10107 工作面 2017 4 11 2017 8 27 10108 工作面 2017 9 27 2018 2 12 1 2013 年掘进地点 副斜井辅运大巷 管子道 主变电所 主水泵房和主副水仓等 一 采区回风上山及 10101 工作面的辅运顺槽 胶带顺槽 工作面切眼和补 打横川 共计掘进约 5322m 2 2014 年的掘进地点 10102 胶带顺槽 10102 切眼 10104 胶带顺槽 10102 辅运顺槽 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 14 10104 辅运顺槽 一采区回风上山 10103 切眼 10103 辅运顺槽 一采 区回风上山 一采区胶带上山 一采区辅运上山 10103 胶带顺槽 共 计掘进约 11033m 3 2015 年掘进地点 10104 切眼 10105 切眼 10105 胶带顺槽 10106 辅运顺槽 10107 辅运顺槽 一采区胶带上山 一采区辅运上山 10105 辅运顺槽 一采区回风上山 一采区胶带上山 一采区辅运上山 共计掘进约 8723m 4 2016 年掘进地点 10106 切眼 10108 辅运顺槽 10106 胶带顺槽 10108 胶带顺槽 共掘进 1527m 10107 胶带顺槽 10107 切眼 10109 辅运顺槽 一采区 回风上山 一采区胶带上山 一采区辅运上山 共计掘进约 9967m 5 2017 年掘进地点 10110 辅运顺槽 10109 胶带顺槽 10108 切眼 10109 切眼 10111 辅运顺槽 10110 胶带顺槽 10109 辅运顺槽铺底 一采区回风上 山 一采区胶带上山 一采区辅运上山 共计掘进约 8399m 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 15 3 以往地质及水文地质工作情况以往地质及水文地质工作情况 3 1 以往工作评述以往工作评述 1 重组前的工作 1958 年山西省燃料队在在 兴县 河曲 偏关一带进行了 1 50000 煤和油页岩综合普查 1977 山西省地矿局区调队提交该区 1 50000 的区域地质调查报告 1983 1984 年山西省地矿局 215 队在河东煤田北部进行了远景普查 工作 1984 年山西省地矿局 211 队在贾家卯 井田进行了详查 1985 1986 年山西省地矿局 215 队在本井田西北的 县东关 勘探区进行工作 提交了 山西省河东煤田 县东关 勘探区精查地质报告 该报告经山西省矿产储量委员会于 1986 年 8 月 14 日以晋储决字 1986 第 05 号文批准 施工钻孔 29 个 2007 年 12 月 受 煤矿委托 忻州市煤田地质勘探队利用 zk5 3 zk9 3 zk9 5 钻孔编制了 山西省 煤业有限公司机械 采煤升级改造矿井地质报告 2008 年 受 县永兴煤业有限责任公司委托山西省煤炭地质 局 115 勘查院进行了井下巷道测量 并施工钻孔 2 个 zk1 旧 zk2 旧 共进尺 466m 测井 458m 2008 年 受 县豫皖煤业有限责任公司委托山西省煤炭地质 局 115 勘查院施工钻孔 2 个 zk1 新 zk2 新 共进尺 569 68m 于 2008 年 12 月提交了 山西省河东煤田 县豫皖煤业有限责任公 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 16 司矿井地质报告 以往地质勘查工作为本矿的开采提供了基础性资料 如可采煤层 煤层厚度 埋深 顶底板岩性特征等 为矿山建设 设计 开采提供了 主要依据 经过开采验证 以往地质勘查成果提供的可采煤层 煤层厚 度 埋深 顶底板岩性 水文地质特征等基本与实际情况相符 地质可 靠程度较高 2 重组整合地质水文地质工作 利用井田内已有钻孔 基本垂直地层走向 呈东西向共布设勘查线 2 条 钻孔 11 个 其中水文孔 2 个 自 2010 年 7 月 16 至 2010 年 10 月 30 日 山西省煤田地质研究院 组织进行了野外钻探施工 共施工钻孔 11 个 钻探进尺为 2660 54m 其中 lzk102 孔 钻探 85 65m 进行新生界抽水 后遇采空 区移孔重打 未参与钻探进尺的统计 水文孔 2 个 lzk204 lzk102 钻探进尺 873 40m 补充勘探工作钻探工程完成及质量情况见表 3 1 表 3 1 钻探工程完成情况表及质量表 钻探全孔质量钻探煤层质量测井全孔质量测井煤层质量 孔号 钻探工程量 m 甲级乙级优质合格甲级乙级优质合格 综合 评级 lzk101213 41乙03甲3乙 lzk102513 63甲21甲3乙 lzk103135 26甲20甲2乙 lzk104200 81乙03甲3乙 lzk105198 82甲30甲3乙 lzk106184 35乙12甲3乙 lzk201181 74乙00甲0乙 lzk202251 03乙31甲4乙 lzk203234 32乙05甲5乙 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 17 lzk204359 77乙13甲4乙 lzk205187 40乙04甲4乙 合计2660 54122234 通过上述工作 取得了如下成果 1 详细查明了井田内地层总体为一缓倾斜的单斜构造 走向北 北东 倾向北西 西南部地层倾向转为南西 地层倾角为 1 5 发育发 育有次一级的轴向近东西的一组向背斜构造 井田东北部发育两条断层 f1 f2 两条断层间形成地堑 2 查明了本井田含煤地层为山西组及太原组 共含可采煤层 4 层 即 8 10 11 13 号煤层 8 号煤层全区采空 10 13 号煤层属全 区稳定可采煤层 11 号煤层为较稳定大部可采煤层 3 调查了老窑 小煤矿和生产矿井的分布和开采情况 查明了 采空区 古空区范围及其积水 积气 火区情况 估算了 8 10 11 13 号煤层的采空区积水量共 41 46 万 m3 3 2 存在问题存在问题 从以往资料分析和矿井生产过程中资料来看 以前做了很多勘查工 作 但其主要偏重于资源勘查 做了一定量的水文地质工作 但还有许 多地质以及水文地质问题没能完全查清 体现在如下方面 1 矿井充水通道存在一些问题 一是未对井田内施工的钻孔进 行启封检查 对封孔质量无法评价 应注意因钻孔封闭问题可能导致上 下含水层之间发生水力联系 二是井田内发育两条断距大于 200m 断层 其导水性没有进行探测 今后生产开采时应留设保安煤柱 加强预防措 施 防止透水事故发生 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 18 2 根据整合期间资料 未对周边已关闭小煤矿采空区分布及积 水情况的调查工作 3 以往开采过程中无地下水动态观测网 水文地质基础资料不 完备 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 19 4 井田水文地质情况井田水文地质情况 4 1 地质情况地质情况 4 1 1 地层地层 井田内出露及揭露的地层由老至新依次有 1 奥陶系中统上马家沟组 o2s 为煤系地层基底 井田内本次施工钻探揭露最大厚度 249 16m 以 浅灰 灰白色白云岩为主 多隐晶质结构 贝壳状断口 零星发育节理 裂隙 局部夹灰色泥质白云岩 偶见泥岩夹层 2 石炭系中统本溪组 c2b 为一套滨海 浅海相含煤沉积岩系 平行不整合覆盖于奥陶系中统 之上 顶界止于太原组底部的 s1砂岩 相当于晋祠砂岩 由灰白色 灰色泥岩 砂质泥岩 铝质泥岩 夹黑色泥岩 局部含砂岩体透镜体 本组厚度 1 08 42 20m 平均厚度为 27 20m 3 石炭系上统太原组 c3t 出露于井田东南角沟谷中 为一套海 陆交互相含煤沉积岩系 其 连续沉积于本溪组之上 顶界止于山西组底部的 s3砂岩 相当于北岔沟 砂岩 主要为深灰色砂质泥岩 泥岩 灰白色中粗粒砂岩 粉细砂岩 黑灰色泥灰岩及煤层组成 共含煤 6 层 自上而下依次编号为 9上 9 10 11 13 13下号煤层 其中 10 13 号煤层为全区稳定可采煤层 11 号煤层为较稳定大部可采煤层 9 号煤层为不稳定零星可采 其余均 不可采 本组厚度 76 80 110 60m 平均厚度为 94 05m 4 二叠系下统山西组 p1s 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 20 出露于井田东北角 南部的沟谷中 井田东部山西组北剥蚀 该组 以河流三角洲相为主的含煤沉积岩系 与下伏石炭系上统太原组整合接 触 顶界止于下石盒子组底部的 s4砂岩 相当于骆驼脖子砂岩 主要 由灰白 浅灰色粗 细粒砂岩 深灰色砂质泥岩 泥岩及煤层组成 砂 体普遍发育 成分以石英为主 层理构造发育 与下伏太原组相比 本 组以含砂成分高 颜色浅 层理发育为特征 含煤 4 层 其中 8 号煤层 为全区稳定可采煤层 调查证实已全区采空 其余煤层均不可采 本组 厚度 21 27 50 90m 平均为 35 90m 5 二叠系下统下石盒组 p1x 广泛出露于该井田西部 为一套内陆河 湖相沉积 与下伏地层整 合接触 顶界止于 s5砂岩 以灰绿 深灰色砂质泥岩 泥岩或粉砂岩互 层为主 局部夹 2 3 层浅灰 灰绿色中 细粒砂岩 下部偶见煤线 底 界 s4砂岩多为浅灰色细粒砂岩 粉砂岩 本组厚度一般 64 90m 6 二叠系上统上石盒子组 p2s 出露于井田西北部 赋存不全 区内最大厚度约 45 00m 与下伏地 层整合接触 岩性以杂色砂 泥岩为主 7 上第三系上新统 n2 与下伏地层角度不整合接触 主要分布于沟谷的两侧 岩性上部主 要为桔红色粘土 含钙质结核 下部为钙质胶结的砾岩 砾岩成分主要 为灰岩 砂岩 厚度 0 40m 8 中更新统 q2 与下伏地层角度不整合接触 分布于大沟谷的两侧及山梁上 主要 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 21 岩性为浅棕红 棕黄色砂质粘土 含钙质结核 具节理 厚 0 24m 9 上更新统 q3 与下伏地层角度不整合接触 主要分布于山梁 山坡及各大沟谷两 侧 岩性为浅灰黄色 浅黄色粉砂质粘土 粉土组成 颗粒均匀 结构 松散 垂直节理发育 厚 0 50m 4 1 2 煤层煤层 1 含煤性 本井田的主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组 含煤地层平均总厚 129 95m 含煤 10 层 煤层平均总厚 16 43m 含煤 系数 12 03 可采煤层平均总厚 12 51m 山西组厚度 21 27 50 90m 平均 35 90m 含煤 4 层 煤层平均总厚 5 25m 含煤系数 14 96 可采煤层平均总厚 3 15m 位于山西组中下 部的 8 号煤层为全区稳定可采煤层 据地质报告的补充勘探资料该煤层 均为采空区 并结合煤矿调查的情况 证实该井田 8 号煤层全区基本采 空 其余煤层均不可采 太原组厚度 76 80 110 60m 平均厚度为 94 05m 含煤 6 层 分别 为 9上 9 10 11 13 13下煤层 煤层平均总厚 11 18m 本组主要可 采煤层为 10 11 13 号煤层 10 号煤层为全区稳定可采 11 号煤层为 较稳定大部可采 13 号煤层为全区稳定可采煤层 9上号煤层位于本组 上部 层位极不稳定 其中 9 层位较稳定 零星可采 其余煤层均为不 可采煤层 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 22 2 可采煤层 井田内主要可采煤层有 8 10 11 13 号共 4 层 其特征见表 4 l 现分述如下 表 4 1 可采煤一览表 煤层厚度煤层间距 煤 层 号 最小 最大 平均 m 最小 最大 平均 m 夹 矸 层 数 煤层 结构 稳 定 性 可采性 顶板岩性 底板岩性 8 1 50 6 41 3 41 15 57 55 070 1简单稳定全区采空 10 0 75 1 78 1 17 33 94 1 90 4 33 0简单稳定全区可采 泥岩 砂质泥岩 泥岩 砂质泥岩 11 0 4 90 1 76 3 10 7 71 49 10 0 4简单 较稳 定 大部可采 泥岩 砂质泥岩 泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 13 2 02 12 02 6 44 33 930 11 复杂 极复杂 稳定全区可采 泥岩 砂质泥岩 中粒砂 岩 粗粒砂岩 泥岩 1 8 号煤层 分布于该井田西部 东部被剥蚀 据矿方资料 当地走访 以及地 质报告的勘探钻孔证实 井田内 8 号煤层均已采空 2 10 号煤层 位于太原组中上部 结构简单 不含夹矸 煤层厚度一般为 1m 左 右 厚度变化不大 属全区稳定可采煤层 3 11 号煤层 位于太原组中上部 该煤层厚度西北部厚 向东部变薄至露头附近 小于 0 70m 井田内仅 lzk103 号钻孔 11 号煤层尖灭 属较稳定大部可 采煤层 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 23 4 13 号煤层 位于太原组下部 该煤层层位稳定 本次以煤组进行对比 煤层厚 度呈西部厚 东北部薄的变化趋势 为全区稳定可采煤层 据地质报告的估算 10 号 11 号 13 号煤层煤炭资源 储量共计 11785 万 t 其中探明的经济基础储量 111b 7163 万 t 控制的经济基 础储量 122b 3685 万 t 推断的内蕴经济资源量 333 937 万 t 探 明储量占总资源 储量的 61 探明与控制储量占总资源 储量的 92 其中气煤 8244 万 t 1 2 中粘煤 1230 万 t 弱粘煤 2225 万 t 长焰煤 86 万 t 4 1 3 构造构造 井田内地层总体为一缓倾斜的单斜构造 走向北北东 倾向北西 西南部地层倾向转为南西 地层倾角为 1 5 发育有次一级的轴向近 东西的一组向背斜构造 据区域地质构造 该区发育一条铁匠铺地堑断层 结合豫皖煤矿 13 号煤层采掘揭露断层 f1 及 zk1 新钻孔 13 号煤层底板标高与井田煤 层底板整体标高存在 200m 落差等情况推断 铁匠铺地堑断层东南端延 伸至该井田东北部 且 f2距 f1东北 400m 处与 f1平行 两条断层间形 成地堑 1 f1正断层 位于井田东北部年延村西南至东梁村一带 井田内延伸约 2km 断 层走向 n15 w 倾向 ne 倾角 75 据 zk1 新 13 号煤层底板落差推断 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 24 该断层断距约 200m 2 f2正断层 位于井田东北部年延村东北 距 f1断层东北 400m 处 与 f1平行展 布 井田内延伸约 1 6km 断层走向 n15 w 倾向 sw 倾角 75 由 区域构造推断该断层断距约 250m 综上所述 井田内地层总体为一缓倾斜的单斜构造 发现有两条正 断层 未见岩浆岩侵入 地层走向变化不大 井田构造总体属简单类型 4 2 水文地质情况水文地质情况 4 2 1 含水层含水层 1 新生界松散岩类孔隙水含水层 第四系黄土广泛分布 厚 0 101 25m 平均为 60 60m 在与基岩或 与古土壤接触处有泉水出露 流量不大 第三系卵砾石孔隙水属上层滞 水 连通性好 富水性比较均匀 泉水流量 1l s 左右 据井田内 lzk204 号钻孔水样水质分析 水化学类型为 hco3 k na mg 型 2 二叠系上 下石盒子组和山西组砂岩裂隙含水层 该含水层组主要由山西组底部 s3砂岩 山西组中部的细 粗粒长石 石英砂岩及下石盒子组 s4砂岩与上石盒子组底部的砂岩组成 本组砂岩 裂隙含水层为层间裂隙水 山西组发育较稳定的砂岩有两层 s3砂岩为 山西组的底界 是 8 号煤层底板的间接充水含水层 厚度为 2 00 13 20m 平均 5 69m 岩性为灰白色中 细粒砂岩 局部为砾岩 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 25 山西组中部的细 粗粒长石石英砂岩 厚 5m 左右 岩心鉴定山西组砂 岩裂隙不发育 钻进消耗量小于 0 1m3 h 据区域资料 富水性弱 s4砂岩为下石盒子组的底界 厚度为 1 45 6 80m 平均 4 37m 岩 性为灰色细粒砂岩 粉砂岩 岩心鉴定裂隙不甚发育 钻进时冲洗液无 明显消耗 富水性弱 上石盒子组底部砂岩岩性为灰绿色中 粗粒砂岩 由于砂岩之间发 育的厚层泥岩 粉砂岩类具有隔水作用 不利于大气降水入渗补给 因 此 该含水层富水性弱 3 石炭系上统太原组砂岩 灰岩裂隙岩溶含水层 该含水层组主要为太原组中部和下部的砂岩裂隙承压含水层 本区 灰岩不发育 含水层由数层砂岩组成 为 10 11 13 号煤层的直接充 水含水层 厚 7 50 65 02m 岩性为灰白色粗 细粒砂岩 岩心鉴定裂 隙不发育 钻进时冲洗液无明显消耗 据井田内 lzk102 lzk204 号 钻孔太原组抽水试验结果 太原组砂岩裂隙含水层单位涌水量 q 分别为 0 01689l s m 与 0 0075l s m 渗透系数 k 分别为 0 02069 和 0 01546m d 富水性弱 水化学类型为 so4 ca mg 型 矿化度 2 439g l ph 值为 6 72 4 奥陶系碳酸盐岩岩溶水含水层 该组含水层主要指奥陶系中统石灰岩地层 该地层是煤系地层的基 底 是 10 11 13 号煤层底板的间接充水含水层 该含水层含水丰富 含水岩性主要为石灰岩 白云质灰岩 井田内施工 lzk204 号水文钻孔 终孔层位为奥陶系上马家沟组 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 26 揭露奥陶系地层 122 27m 含水层为上马家沟组灰岩 据抽水试验结果 奥灰水水位标高为 836 09m 含水层单位涌水量 q 0 1276l s m 渗透 系数 k 0 1551m d 含水层属中等富水性 据区域资料 原 县 豫皖煤业有限责任公司奥灰水的水位标高 840m 左右 由此推断 本井 田范围内奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层水位标高为 832m 840m 径流 方向为东向西 水力坡度为 1 2 水化学类型为 hco3 so4 ca mg 型 矿化度 0 536g l ph 值为 7 78 4 2 2 隔水层隔水层 1 主要隔水层 1 上第三系上新统红土层 含钙质结核 厚 0 72m 平均 36m 分布稳定 一般被黄土覆盖 在沟谷处出露地表 2 二叠系和石炭系太原组地层中的炭质泥岩 泥岩 砂质泥岩 与煤层往往呈稳定的互层产出 单层厚 0 5 14 93m 是良好隔水层 3 石炭系本溪组铝质泥岩 本溪组厚 1 08 14 27m 平均 9 42m 岩性为铁铝质岩与砂质泥岩 为区域性隔水层 2 隔水层岩石力学性质 兼并重组整合期间进行的岩石力学性质试验结果 表 4 2 并结合 以往地质资料分析如下 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 27 表 4 2 力学性质试验成果表 力学性质试验 层位岩石名称抗压强度 mpa 抗拉强度 mpa 抗剪切强度 mpa 13 3 24 9 0 88 1 22 0 59 0 91 10 顶粉砂岩20 51 110 74 21 7 33 9 0 36 1 79 2 67 6 00 11 顶砂质泥岩27 41 084 57 10 9 24 7 0 410 79 0 82 1 53 11 底粗粒砂岩15 80 631 24 10 1 15 7 0 79 1 37 1 03 1 93 13 顶粗粒砂岩131 151 41 11 8 20 4 0 72 2 19 1 42 4 84 13 底砂质泥岩17 21 522 97 13 底粗粒砂岩 12 2 19 9 14 8 1 07 1 27 1 17 0 77 1 00 0 90 10 号煤层顶板为泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 厚度 4 8m 平均 6 05m 粉砂岩抗压强度为 13 3 24 9mpa 平均为 20 5mpa 底板为砂 质泥岩 粉砂岩 11 号煤层顶板即 10 号煤层的底板 多为泥岩 砂质泥岩 厚度 1 90 4 33m 平均 3 10m 砂质泥岩抗压强度 21 7 33 9mpa 平均为 27 4mpa 底板为砂质泥岩 局部为粗砂岩 底鼓可能性不大 13 号煤层顶板为中 粗粒砂岩 厚度一般大于 5m 抗压强度 10 1 15 7mpa 平均 14 8mpa 底板多为泥岩 砂质泥岩 中 粗粒砂岩 顶板易管理 底板有底鼓可能 4 3 充水条件及因素充水条件及因素 4 3 1 充水水源充水水源 1 大气降水和地表水 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 28 本井田地形坡度较陡 植被不甚发育 有利于自然排水 入渗补给 地下水条件差 只在基岩露头的沟谷中有少量的入渗 一般来说 补给 量较小 但在砂岩裸露区和有断裂构造部位可能较大 本区无常年性河 流 河水对地下水的补给是季节性短期补给 区内沟谷发育 但都为季 节性排洪通道 且地形起伏明显 植被稀少 因此 大气降水能急速排 向西北方向 流入黄河 所以 地表水对矿井充水影响有限 2 煤层顶板含水层水 煤层顶板主要含水层有新生界松散岩类孔隙水含水层 山西组碎屑 岩裂隙含水层和太原组碎屑岩裂隙含水层 新生界松散岩类孔隙水含水层受大气降水的补给 其下第三系红色 粘土为良好的隔水层 该含水层对矿井开采影响不大 第三系砂砾石孔 隙水对煤层有一定充水作用 但水量不大 对煤层开采影响不大 山西组碎屑岩裂隙含水层为煤层充水的主要含水层 主要可采煤层 的直接充水含水层富水性都较弱 对煤层的充水不会产生太大的影响 一般都沿顶板节理或裂隙充入矿井 在开采初期 由于巷道的开掘及采 场作业破坏了地层平衡 隔水层破坏 使煤层上覆含水层的水进入巷道 矿井涌水量增大 当地下水静储量趋于干枯时 涌水会明显减少 动储 量主要靠大气降水补给 在雨季时涌水量又会有所增大 太原组碎屑岩裂隙含水层是 10 号 11 号 13 号煤层主要充水水源 石炭二叠系地层渗透能力弱 据井田内钻孔 lzk102 lzk204 号钻孔 太原组抽水试验结果 太原组砂岩裂隙含水层单位涌水量 q 分别为 0 01689l s m 与 0 0075l s m 小于 0 1l s m 渗透系数 k 分别为 煤业公司矿井防治水中长期规划及三年实施方案 集团重庆研究 院 29 0 02069m d 和 0 01546m d 富水性弱