N11503回采工作面水文地质情况报告.doc

N11503回采工作面水文地质情况报告一、概况1、工作面井上下位置及四邻情况：N11503首采工作面位于主水平北一采区东翼，南邻设计N11501工作面（实体煤），北邻设计N11505工作面（实体煤），东邻井田边界，西邻主水平北一采区回风大巷，工作面底板高程为805-845米。地面对应位置为马家庄村东北、沟北村西北的山林和荒地，地表高程为950-1075米。井上、下最大高差为270米，最小高差为105米。工作面走向长度为150米，两顺槽掘进方位角为900000，长度均为930米，沿15#煤层顶板布置，断面均为矩形，支护方式为锚网索，可采面积130500平方米。采用综合机械化一次采全高后退式开采。2、煤层：15#煤层位于太原组一段顶部，K2灰岩之下，平均煤厚4.04米。煤层结构简单较简单，含02层矸石，矸石成分多为炭质泥岩或灰黑色泥岩。煤层顶板为K2灰岩，局部为黑色泥岩；底板为泥岩、砂质泥岩或粘土岩。N11503首采工作面总体地势为北高南低，煤层倾角平均为3。开切眼处煤层顶板高程为+838.5米-+848米，上覆3#煤底板等高线为+928-+935米，15#煤层顶板与3#煤层底板层间距平均为88.2米。二、工作面地质构造及揭露情况S5向斜轴分别在胶带顺槽的650米和轨道顺槽的1130米处横穿工作面，开切眼以东140米和190米处存有BF25和BF26两个报废井筒，除此之外未发现其他不良地质构造，对正常回采无影响。N11503首采工作面顺槽、切眼在掘进施工过程中多次出现K2灰岩裂隙发育，造成多次小型顶板冒落现象（主要是顶板局部出现的黄色泥岩）。三、水文地质情况（一）主要含水层：1、第四系松散沉积物孔隙含水层井田内松散岩地层主要分布于西侧和南侧，地层岩性为粉土含卵石、砾石及粉质粘土，出露厚度不等，一般为510m，村内有民井，多为人工开挖，开挖深度56m，用途多为人畜饮用和少量的菜地灌溉，单井出水量1030m3/d，水量贫乏。2、二叠系上、下石盒子组及山西组砂岩裂隙含水层主要接受降水补给及含水层之间的垂向渗透补给，以泉点形式排泄或向3#煤层采空区内排泄。地下水的埋藏条件在长期开采3#煤层疏排矿坑水的影响下，目前主要以潜水形式赋存。地下水动态变化较大，富水性一般较差。水化学类型为HCO3-Ca型及HCO3-CaK+Na型，涌水量在0.020.47 L/sm之间。3、石炭系太原组砂岩、灰岩岩溶裂隙含水层该含水层在部分地段埋藏较深。含水层岩性为浅灰色细砂岩、较破碎的砂质泥岩和青灰色含燧石灰岩，以K2、K3、K4、K5等几层灰岩为主，呈层状分布且被泥岩隔水层分隔，相互间水力联系较弱。4、中奥陶统岩溶裂隙含水层主要指奥陶系中统上马家沟组灰岩岩层，钻探揭露该层厚度97.68m，上部的峰峰组地层含水微弱，地下水位埋藏深度在峰峰组地层以下。上马家沟组地层含水层的厚度大，溶蚀明显，岩溶裂隙发育，钻探岩芯发育溶蚀溶洞，并在溶洞壁发育小方解石晶体和水锈痕迹。地下岩溶水属三姑泉域的补给区，富水性较好。经ZK2-2水文孔抽水试验，含水层位于上马家沟组，试验层段307.20354.11m，该层静止水位埋深307.20m（水位标高636.14m），涌水量0.788L/s，单位涌水量0.520L/sm。另晋城市煤田地质勘探队在井田内施工Ss-1号水文钻孔，该层静止水位埋深416.52m（水位标高623.48m），涌水量1.1900L/s，单位涌水量3.1316L/sm。由此，本层位为中等强富水性。经Ss-2水文孔抽水试验，含水层位于上马家沟组，试验段113.16-376.24m，该层静止水位埋深283.24m（水位标高622.189m），涌水量0.483 L/s，单位涌水量0.383L/sm，为中等富水性。奥灰岩溶地下水水位标高为625645m，由北西向南东径流。水化学类型HCO3SO4-CaMg。（二）隔水层1、本溪组及太原组底部泥岩、铝土质泥岩隔水层组由15#煤底板至奥陶系灰岩顶面，为一套以泥质岩为主的细碎屑岩地层，平均厚度11.5米左右，岩性致密，不透水，特别是本溪组的铝土泥岩，质地细腻，具有极好的隔水性能，为主要隔水层组，对下伏奥灰水起到了重要的阻隔作用。2、石炭系灰岩、砂岩及二叠系砂岩含水层之间的层间隔水层石炭系灰岩、砂岩及二叠系砂岩含水层之间，均分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩等泥质岩层，其岩性比较致密，不透水，阻隔了各含水层之间的水力联系，起到了层间隔水作用。但在近地表段，由于受风化作用以及构造、断裂与裂隙发育的影响，不同程度地破坏了其隔水性能。四、工作面充水因素1、大气降水和地表水对工作面充水的影响工作面上部的沟谷虽然平时基本干枯无水，但在雨季洪水较大，洪水期水位骤然增高，不排除通过3#煤层采空区上部的地层下沉形成的导水通道进入工作面。2、含水层水对工作面充水的影响二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层含多层中细粒砂岩，局部裂隙较发育，该含水岩组砂岩裂隙水为3#煤层开采的主要直接充水水源。巷道顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系，使地下水进入井巷，成为工作面充水的主要来源。二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层，由二叠系上、下石盒子组含多层中、粗、细不同粒级砂岩构成，直接接受大气降水补给和上部第四系松散孔隙水渗透补给，该含水层及第四系松散孔隙水含水层一般构成3#煤层的间接充水水源。石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层为9#、15#煤层主要充水水源，该含水层岩性为浅灰色细砂岩、较破碎的砂质泥岩和青灰色含燧石灰岩，以K2、K3、K4、K5等几层灰岩为主，呈层状分布且被泥岩隔水层分隔，相互间水力联系较弱。3、奥灰水对工作面充水的影响本井田奥灰岩溶水位标高为625645m。据煤层底板等高线图，工作面15#煤层底板标高为805845m，均高于奥灰水位。不存在奥灰水底板突水问题。4、采空（老窑）积水对矿井充水的影响据调查，工作面上覆采空积水区主要为3#煤层，采空区积水可能通过导水裂隙带及岩层裂隙涌入工作面。五、物探情况2016年8月16日用WKT-E型无线电波坑道透视仪，对N11503工作面进行现场编点、频率探测实验以及探测数据采集。在轨道顺槽和胶带顺槽布置发射点和接收点，采用一发一收装置，现场发射及接收射线,对每个发射点接收11个实测场强值。发射点间距平均为50m，接收点间距10m。胶带、轨道顺槽均铺设有电缆、金属管路，为锚网索支护。测量时对电缆采取了停电处理，干扰现象不明显。总体上测量数据较稳定，效果较好。根据实测场强值变化特征和岩石吸收系数CT成像图综合分析，得出探测区地质解释如图所示，未发现透视异常区。六、钻探情况：据3#煤层采掘图显示，工作面大部分上覆为我公司的北翼3#煤层采空区，胶带顺槽360-500米段与轨道顺槽380-510米段上部为3#煤层北翼大巷煤柱区，该煤柱区南北贯穿整个工作面；通过采空积水区专项普查报告可知：工作面875米处赋存有C1物探异常区（面积为21011m2）和Q3-26采空积水区（面积为21011m2积水量为24011m3），另开切眼以东1090米处、1620米处赋存有C2、C3物探异常区（面积分别为82703m2、5385m2）。根据探放水相关规定及探放水原则，针对上述异常区，在两顺槽内选用ZDY3200S型矿用全液压坑道钻机向顶板打探眼方法对上覆煤层采空区进行了钻探验证，共布置45个探放上覆煤层采空区钻孔。截至2017年6月底，各钻孔累计排放四含水26540m3，其中3#煤层老空水排水量为1800m3，四含水排水量为24740m3，可排除工作面上覆采空区积水的威胁。另根据顺槽揭露情况，分别在胶带、轨道顺槽的100-400米段进行了本煤层钻探验证（每20米布置一个钻孔），共施工钻孔32个，结果均未发现异常。七、水害情况1、N11503首采面回采时，采空区冒落可能导通上部3#煤采空区和岩层富水区，造成工作面水害。2、两个报废井筒距N11503开切眼的最小距离为140米，大于岩层垮落带，对回采不会有影响。S5向斜轴轴部富水性较强，对工作面回采有一定的影响。3、N11503首采面在回采中受开采扰动，尤其是初采顶板冒落后K2-K5灰岩水经导水裂隙带成为上部水源进入工作面的通道，导致工作面水害。预计正常涌水量20m3/h,最大涌水量30m3/h。八、结论根据以上物探情况、钻探情况和水害情况，工作面生产时不受上部3#煤采空区积水和物探异常积水区的水害威胁，但在生产过程中随着工作面顶板垮落的增大，各灰岩含水层水水流量出现增大现象。九、防治措施1、坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则和五项综合治理措施的规定。2、在回采过程中，要加强对坑透物探未发现隐伏小型构造相关参数的分析判断、对煤厚变化、充水条件、瓦斯赋存等的影响。3、定期检查工作面附近区域内的废弃老窑（井筒）和钻孔封闭情况，以确保大气降水及地表水不会通过废弃老窑（井筒）、采动后封闭钻孔松动等通道流入井下。4、加强通风管理，开采后形成的裂隙带沟通3#煤层采空区后，采空区内的瓦斯积聚区可能会对正常回采造成一定影响。防