十一三采区地质说明书.doc

1013采区地质说明书章丘矿业有限公司玉山煤矿二00八年十二月1013 采 区 地 质 说 明 书第一章 采区地质情况第一节 采区位置与范围一、地面情况地表主要有黄旗山，其它地方为农田。该采区对应的地表为丘陵地带，无建筑、无河流，第四系黄土覆盖。二、井下情况东部、南部至副井采空区保护煤柱，西至井筒保护煤柱，北至101310运输巷。三、周边的采掘情况本采区南部已回采，其他部分未开拓。第二节 井上、下标高一、采区范围井上标高：+155m +170m二、采区范围井下标高：标高-91 -121米第三节 地质条件一、采区几何尺寸及主要煤柱的留设尺寸1、采区几何尺寸：采区走向长560m，倾向长600m，面积201200m2。2、煤柱的留设尺寸（1）巷道保护煤柱：1013轨道下山和皮带下山保护煤柱：20m（2）断层保护煤柱： F15断层留设20m。二、采区地质构造及煤层顶、底板岩性1、地质构造：采区西部有F15断层（断层产状为走向30度，倾向300度，倾角60度）。断层落差较大1018米，根据9层煤巷道实际揭露采区中部有一断层，（断层产状为走向70度，倾向340度，倾角65度），落差1.26米左右，随深度增加，落差可能会加大。2、煤层顶、底板岩性石炭系太原群，以深灰色泥岩、粉砂岩、和浅灰色中、细砂岩为主，中夹5层灰岩，一灰厚约3.004.5米，较稳定。二灰距一灰14米左右，厚约1.33.6米，较稳定。三灰距二灰19米左右，厚约1.42.0米，较稳定。5层灰岩均是较好的标志层。含煤10余层，其中3、4、9、10-1层煤可采。其中煤3、煤4 赋存不稳定只局部开采。第四节 水文地质情况一、地表、井下赋水情况（一）地表赋水情况地表为一丘陵地带，矿区地势西高东低。地表无大的河流，冲沟较发育，径流条件好。（二）井下赋水情况1、含水层直接充水含水层 山西组砂岩含水层为3、4层煤开采的直接充水含水层。山西组含沙岩层较多，其中3煤顶板发育一至数层中细粒砂岩，有时粗砂岩，总厚度在20m左右，裂隙较发育，为裂隙承压含水层，与煤3相距05m。间隔粉沙岩或泥岩，矿井生产开采3层煤时，涌水量一般在2030m3/h.涌水较为稳定。该层砂岩在浅部露头接受第四系沙砾层水补给。3、4层煤之间亦发育一至数层中细粒砂岩，裂隙较发育，为裂隙承压含水层，厚度可达10余米，亦是3、4煤开采的直接充水含水层。 第五层石灰岩含水层为9煤顶板，在本区厚3.004.50m，一般在3.88m左右，据临区抽水资料，水质类型为SO4CL-CaMg型水。五灰含水层单位涌水量在0.0026.49L/sm,渗透系数1.5618.31m/d，富水性极不均匀，可由弱含水层变化强含水层。在本矿区于家埠、宋家埠、玉山煤矿均开采10-1层煤，矿井涌水量一般在3060m3/h，由于矿井生产，目前该含水层水位已降至-100m左右水平。 第四层石灰岩含水层位于9层煤之上，下距9层煤12米左右，灰岩厚1.303.60，一般在2.50m左右，岩溶发育，钻孔揭露该层灰岩均有不同程度漏水现象。含水性中等至较弱，对煤9开采有充水危害。间接充水含水层 第四系沙砾层含水层广布于矿区范围内，厚度0-15m，为冲洪积物，中下部为沙砾石层，为孔隙含水层，直接接受大气降水补给，含水丰富。该含水层可通过煤系中各含水层露头及构造带补给煤系各含水层，对矿井涌水有间接影响。 本溪组徐家庄灰岩厚6.0010.26m。岩溶裂隙较为发育，富水性中等强。下距奥灰20m左右，上距9煤41m左右。开采9煤，由于底板采动影响，加上水压作用，在隔水层较簿或构造薄弱带，可造成底板突水。现按突水系数法对徐灰的影响作一简单评价。采用公式： TS=式中：TS突水系数Mpa/mP隔水层承受的水压为3.11MpaM底板隔水层厚度30mCP采矿对底板隔水层的活动破坏厚度为10米目前徐灰水位标高在+76m左右，10-1煤开采水平最深为-235m，故P3.11Mpa。矿压破坏带深度，按本地区多年实践经验，取10m，于是得TS=0.16。按矿井地质规程，临界突水系数为0.060.1，该区10-1煤徐灰水突水系数为0.16，在正常情况下没有徐灰突水威胁，但在构造发育地带，临近突水临界值，亦应高度重视。 奥陶系灰岩含水层奥陶系灰岩为煤系基底。据区域资料，其厚度在700m左右，其上部层段岩溶裂隙发育，富水性极强。本区奥灰上距徐灰20m左右，在构造破坏地段，两者往往有一定水力联系。对开采太原组下部煤层，尤其是10-1煤危害较大。3、隔水层突水系数为0.16Mpa/m，大于突水系数的临界值为0.06-0.1Mpa/m；安全隔水层厚度为15.7米小于实际隔水层厚度30米，因此开采时受承压水威胁。 由于10层煤受承压水威胁，裂隙发育地段或遇断层时易导水，特别10层煤，底板距徐灰仅为30米左右，加之爆破时破坏底板深度10米左右，遇较大断层易突水。二、充水因素及威胁程度（一）充水因素1、顶板含水层：五灰为9煤直接顶，四灰距9煤12m。在开采过程中，四、五灰将沿采动裂隙直接泄入工作面。 2、底板含水层：主要是徐灰和奥灰含水层，富含高承压岩溶裂隙水，在矿山压力的作用下对开采构成威胁。（二）水害评价1、巷道掘进保证安全所需的安全隔水层厚度计算（1）计算公式：H安=（2）参数确定L巷道宽度(M)取3m Kp底板隔水层抗张强度8104Par隔水岩体的容重(t/m3)取2.8H作用于隔水层水头高度(m),按采区下限-121m水平, 徐灰目前水头值+76m，水头压力1.97106Pa，徐灰最大水头值+95m，水头压力为2.16106Pa。 （3）采区下限-121m水平安全隔水层厚度计算结果2、突水系数计算（1）计算公式：Ts=P/（M-Cp）（2）计算参数选取底板隔水层厚度M(m)M9煤至徐灰：采用采区内隔水层厚度最小的-110西大巷探查孔资料41m；底板隔水层承受的水压P(MPa)P=(水位+采区开采上、下限标高+隔水层厚度)/102根据观测资料，徐、奥灰区域水位基本一致，故徐、奥灰最高水位采用一区副井观测孔近十年最高水位+95m（2004年10月15日）。目前水位徐灰采用观测孔水位+76m(2008年12月20日)。采动矿山压力对底板的破坏深度Cp（m）取经验值10m。各水平突水系数计算结果3、威胁程度分析（1）顶板水(四、五灰)四、五灰含水层-70m水平以上已基本疏干，采区开拓准备期间巷道掘进时，初期揭露水量较大，后期逐渐疏干，对工作面影响较小。（2）底板水徐上砂岩含水层根据已有的勘探资料，徐上砂岩整体富水性较弱，初步分析对采区开采威胁较小。徐灰含水层根据计算的巷道掘进保证安全所需的安全隔水层厚度分析，巷道掘进期间正常条件下徐灰含水层基本无威胁。根据采区突水系数的计算,采区上、下限徐灰目前突水系数为0.060.07MPa/m，从突水系数分析，采区正常块段能实现安全开采。底板徐奥灰水防治 坚持“逢掘必探，不探不掘、不探不采”的原则。一是加强掘进工作面超前探查，坚持逢掘必探，查明构造分布情况和含导水情况。二加强底板的水文地质的探查，每个工作面回采前要施工探查底板的钻孔，主要探查底板的隔水层厚度，各岩层的富水性及之间的水利联系情况。根据探查成果来确定合理的开采方法，确保实现安全开采。 留足各类断层保护煤柱和防水煤柱。 逐步建立矿区水文动态观测系统，监测水动态变化情况，掌握水动态变化规律。采取防、堵、疏、排、截相结合的综合防治措施。防：严格执行有疑必探，不探不掘，先治后采的原则，回采时留足断层保护煤柱，在掘进过程中，遇到地质构造时，要查明地质产状和水文地质状况，采取措施后再进行掘进通过。堵：继续对出水点进行水文地质分析，采取有效的方法进行封堵。疏：施工水文地质勘探钻孔，了解地下水的补给条件及运动规律，底板隔水层岩性组合情况、隔水层厚度及富水性情况，并疏排底板水使底板含水层水压降低到安全开采水压。排：加大水泵排水能力，确保生产安全。截：对底板注浆截流及注浆帷幕截流进行封堵出水点。三、采区涌水量根据本采区的水文地质条件和充水因素，根据正在生产的十一0采区的实际涌水量，采用面积比拟法来预测本采区的顶板涌水量，底板涌水量参照十一0采区的数据。公式:Q正=Q十一0(F/F十一0)1/2；Q大=Q正式中:Q十一0-十一0采区顶板正常涌水量,为5m3/h，最大涌水量8m3/h； F十一0-十一0采区开采面积0.25km2； F-1013采区设计开采面积0.21km2； -不均匀系数，十一0采区最大和最小涌水量之比,为1.6。 计算结果:Q正=4.2m3/h；Q大=6.7m3/h。底板涌水量参照十一0采区的数据，正常涌水量为60 m3/h ，最大涌水量为170m3/h。通过计算得，本采区正常涌水量Qc=64.2m3/h，最大涌水量Qmax=176.7m3/h。四、防治水措施及建议1、由于采区受底板水的严重威胁，采区投产前要编制专门的防治水方案和措施。2、-220m水平运输大巷建有水闸门，为保证各采区间的安全，该采区在设计时要预留好建水闸墙位置和保护煤柱，一旦发生水害事故，可立即建筑水闸墙进行隔离。3、采区开拓过程中要加强地质和水文地质观测，及时对地质构造及异常现象（如底鼓、顶底板渗水等）进行分析和资料编录，为采区的生产提供基础资料。4、采区要根据涌水量预测结果，按照煤矿安全规程规定和集团公司规定建立具有一定抗灾能力排水系统。5、采区2条边界断层，由于断层控制程度较差，采区开拓准备过程中要加强构造的分析，在接近断层时要按规定进行探查，确保巷道掘进安全，并按探查和实际揭露资料，重新计算核定断层防水煤柱，回采时要严格按规定留设好煤柱。6、定期对-220大巷四道防水闸门进行关闭试验，并按规定进行检查维护。7、定期对-220排水泵房进行检修，保证排水设施的正常运转。第五节 煤层赋存状况及储量情况一、煤层赋存状况根据巷道实际揭露，煤层两极厚约0.81.4米，平均1.2米，中间有2层0.3-0.4m厚的夹矸，f=2-3,属较稳定煤层，上距9煤层1520m。煤层顶板为砂质泥岩，老顶为粉砂岩，煤层底板以粉砂岩为主，次为粘土岩、泥岩。煤10受岩浆岩侵蚀比较严重，西南部和南部因岩浆岩侵蚀而出现大片无煤区。二、煤层储量情况十一三采区工业储量43.4万t，可采储量42.1万t。三、煤质如下表 物理类型煤层颜色光 泽硬度视密度煤岩类型10-1煤黑色玻