水情水害分析及106水平复采区探放水设计.docx

朝阳煤矿水情水害分析及-106水平复采区探放水设计编 制：廖水平技术负责：邹元江矿 长：邱灿群 日 期：2016年10月1日朝阳煤矿水情水害分析及-106水平复采区探放水设计一、朝阳煤矿水情水害分析1、开采的历史的简单回因本区煤层埋藏浅近靠城区，交通便利，清光绪年间就有土井开采，直到解放前，小井星罗棋布，工业化开采始于五十年代，青山矿在现电焊条厂内建斜井，分+55、+6、-70水平开采，80年代初期由三水平（-120水平）做水口石门大巷至水口，后沿煤层做大巷（-106水平）、副巷。1992年因工农关系矿务局决定将正准备的-106水平至-70m标高四号煤层东341、东342两盘区，共计地质储量12万吨，储量转让给青山村朝阳煤矿。朝阳煤矿先是集体性质开采两年后，之后售于私人开采至今。另90年代初期有长兴馆村，长兴煤矿于+10以上复制四煤层达四年之久，二十世纪长旺煤矿于+22- -70水平复杂四煤层，于2011年整合于朝阳煤矿。2、煤层赋存状况本区为青马煤田，水口井田，井田走向长度1500m，倾向宽380m，地层属于安源煤系紫家冲段，中亚段含煤五层，一、五号煤层局部可采，二、三号煤层仅有层位，四号煤层为主采煤层。该煤层+22m以上为一组背向斜煤层倾角25-65，+22水平以下为单斜构造，急倾斜煤层倾角均大于70，+22水平以上煤厚5.5m-15m，22m以下为1.5m-8.6m。朝阳煤矿目前中账面储量72万吨，实际储量仅8.23万吨。3、矿区探放水回顾历史上未发生过突水事故。有两次较大的探放水，第一次朝阳煤矿于1993年春节前由-92m标高冲一对天眼至-75m标高，采用强制放炮放-70水平老塘水，放出水量约8000吨，之前长兴煤矿车场大巷“水漫金山”，排水压力大，之后该矿处于干旱状态，仅雨季每天排水一个小时即可，二个月后李家冲数栋民房开裂倾斜。第二次探放水是长旺煤矿-46m水平东沿煤大巷掘至保安煤柱边界，探放非法小井积水，放出水量约500吨至1000吨。4、长旺煤矿排水状况长旺煤矿+22水平仅在雨季每天排水1-2小时，-46m水平不用机械排水，主要排水方式采用渗排放，即在四煤层顶板分段做放水下山，-70水平排水方式，采用“自渗法”即涌水自流于深部采后裂隙带。5、井田含水层煤层底部为二叠纪矛口灰岩-40水平以上岩溶裂隙较发育，随着深度增加岩溶裂隙逐渐闭合，-106中一段斜井及车场穿过结晶质灰岩，未发现岩溶现象。煤系底层多为泥岩，松砂岩为隔水层，仅中厚层状砾岩有少量涌水。6、矿井充水因素（1）大气降水：大气降水是矿井主要充水因素，矿井涌水量随季节性降水而变化，区内采后裂隙带是大气降水的良好通道。详见下表朝阳煤矿近五年井下涌水量，从表上可以看出：井下涌水量与季节降水呈正相关。随着开采深度的延深涌出量增减。采后移动冒落高度增高，裂隙范围扩大受降水面积增大，井下涌水量亦增大。历年朝阳煤矿各水平涌水量表年度月份水平煤层（水仓）测量方法最大M/min正常M/min最小M/min2009三月+18水平三角堰-106水平三角堰-163水平三角堰七月+18水平三角堰-106水平三角堰-163水平三角堰十二月-106水平三角堰2010四月-163水平三角堰七月-163水平三角堰十月-163水平三角堰2011三月-163水平三角堰七月+18水平三角堰-106水平三角堰-163水平三角堰十月-106水平三角堰-163水平三角堰2012四月-106水平三角堰七月-106水平三角堰十二月-106水平三角堰2013三月-163水平三角堰七月-163水平三角堰十二月-163水平三角堰2014四月-163水平三角堰七月-163水平三角堰十二月-163水平三角堰岩溶裂隙水：-40水平以下岩溶裂隙逐渐闭合，不含水。物探疑似水体，于2010-2012年物探发现三块疑似水体，水体孤立均在-70m标高以上，随着-163水平复采，-200水平开采，采后冒落漏斗波及到地面，疑似水体很可能“破裂”。故对开采无影响。（4）钻孔水井田内穿过四煤层钻孔，切在采后移动范围内，已下渗无影响。7、煤层采后冒落移动分析（1）地质因素：四煤层为中厚至厚煤层，煤的硬度多为硬子炭，砂粉炭易松散，煤层顶板为F4-6、6-8中厚层状的泥岩粉砂岩，煤层倾角大于70。（2）煤层采后冒落高度的确定本区段四号煤层采后顶板冒落高度，借鉴青山矿数据，见下表青山矿主采煤层（急倾斜）采后顶板冒落高度一览表煤层名称采区煤厚（m）倾角（）采冒比（m）采后裂度（）大槽E31318701：4.146硬子槽W38385-12701：3848管子槽W3512.4-63.5721：3.151大花槽3633.2-4.6671：449开采急倾斜煤层是由上而下水平分层，工作面放顶均采用全部陷落法，即上一层已采工作面的冒落高度的崩散下落的岩块杂物下沉滚压于下一层采空区，分层下沉，逐渐形成一个煤层采后充填物和裂隙漏斗，该漏斗的顶底边界就是直达地面的最大移动破裂角，在该漏斗内地面多易形成塌陷坑（青山矿局部山地整体下沉达数米），局部陷坑达二十多米，波及的裂缝区达到一、二百米宽，地面下沉物及煤层顶板冒落岩块，成为煤层采出空间的补偿。8、大气降水的渗流方式随着开采标高下移，上部老塘积水没有聚积空间，大气降雨在没有地面完善防排水工程的情况下，约30%的降水直接通过细小的径流方式渗流于采后裂隙下沉漏斗，分三种方式流入井下：其一流入工作面老塘及其顶板裂隙带，其二通过煤岩毛细裂隙渗流互采工作面形成大小淋雨，其三，汇聚于先期收尾采空区排出水平大巷。9、形成老塘积水的几种方式（1）堤埧式：即上水平数防段属采空区，而其下段或水平为开拓水平为煤墩，在采空老塘积水无排放通道时，可形成大面积积水区，就如上文述说的朝阳93年放青山矿-70水平积水。（2）局部跨墙的老岩巷积水，该积岩巷一般位于废弃水平的车场硐室。（3）褶曲尾端积水区，上一阶段水平或水平煤层褶曲分层延深尾端，由于垮冒造成堰塞积水。10、相邻矿区水情水害分析（1）长旺煤矿于2010年停采，同年整合于朝阳煤矿，两矿同采四号煤层，呈上下重叠关系。下面是二个矿重叠情况表煤层名称开采煤层水平标高（m）收尾年份备注长旺煤矿复采四号煤层一水平+222007复采四煤层二水平-462010复采四煤层三水平-702010朝阳煤矿开采四号煤层二水平-1061993-2000期间停采开采四煤层三水平-1632001-2008开采四煤层四水平-2002012-2016期间复采-163四煤层，复采-106东翼四煤层（2）长旺煤矿开采情况与积水关系，长旺矿+22水平主要复采褶曲区段残留煤柱，大气降水下渗。（3）焦宝煤矿该矿主井位于第四勘探线，距朝阳煤矿井口约600m，本不值一提，但该矿已废弃停止排水。长旺煤矿+22m水平向西做大巷近300m，齐头掘暗斜井贯通青矿+6水平西大巷，并利用该大巷找到八1、九3煤层，回采近2年，后做上山贯通焦宝矿+70水平采空区，若焦宝煤矿废弃巷道积水漫过+70m标高，流入长旺煤矿弃采水平，最后联通朝阳煤矿，并经朝阳煤矿采后冒落区带渗入采面。故建议每年雨季需了解焦宝矿积水上升动态。11、须重点探放老塘积水地段新准备阶段或水平首采上限大层，即探水警戒线内，将放弃水平老塘区积水。复杂区段内，大于50m走向的残留煤柱上方老塘积水。已知上水平或阶段内车场和其他岩巷、水仓。上水平煤层褶曲分叉煤巷道积水12、建议-106水平复采时必须探放老塘积水地段根据朝阳煤矿-106水平回采时，零散资料显示和现场人回忆，靠近西翼同沉积断层丢升一段走向约30-50m煤层未回采（因当年发生瓦斯事故撤出），该块煤柱上方-70水平为青山矿老塘，虽然70水平老积水会从煤柱东边界开采区渗流，但不排除局部堵塞没有下渗空间，恐仍有少量积水存在煤柱上方，故在掘进-72m顶板回风上山时要探放-70m老巷老塘积水。二、探放水设计1、探放积水：-10水平复采区西段残留煤柱上方-70m老塘积水。2、探放水位置：岩石回风上山-76标高短石门内。3、钻孔选型3kw轻型钻机。4、钻头直径90mm，合金钻头。5、钻机方位NW3