隐蔽致灾报告

1、目录第一章 矿区灾害特点. 第一节 地质情况一、地层二、构造三、岩浆岩第二节 环境地质一、地震活动二、地质灾害三、井田水文地质四、有害物质第二章 水害隐蔽致灾因素分析与探查第一节 水害隐蔽致灾因素分析第二节 水害隐蔽致灾因素探查方法及设备一、 采空区范围探查二、 井下巷道掘进探查三、 井下综采工作面探查第三章 水害隐蔽致灾因素普查与评价第一节 水源于导水通道普查与评价一、 隐蔽致灾水源普查与评价二、 隐蔽致灾通道普查与评价第二节 对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价一、对矿井开采受水害影响程度的评价二、对矿井防治水措施及难易程度的评价第四章 对防治水工作建议水害隐蔽致灾因素普查报

2、告近年来，随着监管监察部门管理力度的不断加大及科学技术的进步，煤矿水害事故数量持续下降。但是，煤矿重特大事故在一些地区还时有发生，水害防治工作仍然任重而道远。水害隐蔽致灾因素普查显得尤为重要，为此我矿做了大量的普查工作，现作如下报告。第一章 矿区灾害特点第一节 矿区概况一、地层（一）井田地层井田位于大同煤炭国家规划矿区中东部边缘，属华北地层区山西分区平鲁地层小区。井田内地表大部为黄土覆盖，基岩局部出露，出露地层有石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、二叠系上统上石盒子组。根据区域地层结合钻孔揭露情况，地层由老至新依次为奥陶系中统下马家沟组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原

3、组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、二叠系上统上石盒子组下段及第四系中上更新统。现根据井筒和钻孔揭露资料，将井田地层由老至新叙述如下：1、奥陶系中统下马家沟组（O2x）井田内发育较全，埋藏于井田深部，为煤系之基底。平均厚度150m左右，与下伏地层整合接触。岩性中上部以灰、深灰色白云质灰岩、泥质白云岩为主，下部为灰、浅灰色白云岩夹深灰色结晶白云质灰岩，底部为深灰色中、厚层状灰岩夹竹叶状灰岩，含燧石条带。2、石炭系中统本溪组（C2b）井田内东南部有出露。属滨海平原型沉积，厚度25.00-43.00m，平均32.00m，与下伏地层平行不整合接触。岩性以灰白色砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩

4、、高岭岩及杂色铝土岩为主，中夹一层灰褐色石灰岩（K1），层位较稳定。下部一般为铝土岩，底部为褐铁矿。3、石炭系上统太原组（C3t）井田内东南部有出露。连续沉积于本溪组之上，属滨海平原型和滨海三角洲型沉积。厚度91.41-137.78m，平均115.98m，岩性由灰、灰白色粗砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭泥岩及煤层组成。共含煤9层，其中2、4、5、8、9号煤层为主要可采煤层。最底部有一层灰白色中粗砂岩（K2），作为与本溪组的分界标志。4、二叠系下统山西组（P1s）井田内东南部及楼子沟沟谷两侧有出露。厚度72.03-96.00m，平均81.01m，与下伏地层整合接触。岩性由灰、灰黑色中细砂

5、岩、粉砂岩、砂质泥岩、炭质泥岩和煤层组成。下部含较稳定的山4号煤层，中、上部夹不稳定零星发育的山3、山2、山1号煤层，底部有一层灰白色中粗砂岩（K3），分布较稳定，作为与太原组的分界标志。5、二叠系下统下石盒子组（P1x） 井田内东南部及楼子沟沟谷两侧有出露。厚度45.00-80.00m，平均60.00m，与下伏地层整合接触。岩性以灰、灰绿色中粗砂岩和灰绿、紫色砂质泥岩为主，交错层理发育。底部为一层灰、灰白色中粗砂岩（K4），层位稳定，是与山西组的分界标志。 6、二叠系上统上石盒子组（P2s）井田中部有出露。厚度15-180.00m，平均64.49m，与下伏地层整合接触。岩性以紫色、青灰色泥岩

6、为主，夹黄绿色、灰白色砂岩、粉砂岩。底部为一层黄灰、灰白色砂岩（K5），泥质胶结，分选好。7、第四系上更新统马兰组(Q3m)：广泛分布于地表。土黄色粉土、粉砂，垂直节理发育，底部有卵砾石层。厚度0-40.00m，平均11.50m，与下伏地层角度不整合接触。全新统(Q4)：由粉土、砂及砾石组成，分布于现代沟谷中，厚度0-7.85m，平均3.50m。（二）含煤地层井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。太原组厚度97.41-137.78m，平均115.98m，含煤6层，编号为2、4、5、6、8、9号煤层，其中4、5、8号煤层为主要可采煤层，2、9号煤层为局部可采煤层，其它煤层为不可

7、采煤层。煤层平均总厚度30.82m，含煤系数为27。山西组厚度42.03-96.00m，平均81.01m。含煤4层，编号为山1、山2、山3、山4号煤层，其中山4号煤层较稳定，仅在井田西北边部赋存，其它煤层只零星赋存。煤层平均总厚度1.21m，含煤系数1.5。含煤性明显逊于太原组。井田内可采煤层为2、4、5、8、9号煤层，详见可采煤层特征表（表3-1）。 表1-1 可采煤层特征表 含煤地层煤层厚度（m）最小-最大平均平均间距（m）最小-最大平均结构(夹矸数)稳定性可采性顶板岩性底板岩性太原组20-6.943.57复杂（1-3）不稳定局部可采砂质泥岩砂质泥岩高岭岩0.55-6.942.7545.3

8、4-19.8411.06复杂（1-10）稳定赋煤区可采砂质泥岩粗砂岩砂质泥岩0.84-60.0324.1555.29-11.617.72复杂（1-13）稳定赋煤区可采泥岩砂岩砂质泥岩39.87-59.8547.4881.93-7.974.44较简单（0-2）稳定赋煤区可采细砂岩砂质泥岩砂质泥岩0.99-10.315.0790-8.323.97较简单（0-2）不稳定局部可采砂质泥岩砂质泥岩井田内2号煤层底板标高在1120-1460m，煤层埋深在0-315m；4号煤层底板标高在1080-1440m，煤层埋深在0-350m；5号煤层底板标高在1000-1460m，煤层埋深在0-425m；8号煤层底板

9、标高在950-1460m，煤层埋深在0-470m；9号煤层底板标高在940-1420m，煤层埋深在0-480m。井田东南部有煤层露头，露头附近遭受风氧化，根据资料，2-9号煤层在东南部均有煤层出露。根据2010年4月山西省煤炭地质115勘查院编制的山西怀仁中能芦子沟何家堡煤业有限责任公司兼并重组整合矿井地质报告，井田内5、8、9号煤层保有资源储量6230×104t，其中探明的经济基础储量（111b）3704×104t，控制的经济基础储量（122b）690×104t，推断的内蕴经济资源量（333）1286×104t。井田内2号煤为中灰、低硫、中发热量气煤，

10、4号煤为中高灰、特低硫、中低发热量气煤，5号煤为中中高灰、特低低硫、中低中发热量气煤，8号煤为低高灰、低中硫、中低特高发热量气煤，9号煤为中高灰、特低中硫、中高发热量气煤。一、 构造（ 一）构造本区位于大同煤田中东部边缘，大同向斜东翼，口泉断裂北西侧，属华北板块山西板内造山带晋西北板坳云岗平鲁块凹（见图1-1大同煤田纲要图）。井田总体为一轴向北东的宽缓向斜构造，两翼不对称，东翼较陡，地层走向北东，倾向北西，倾角10-30°；西翼较平缓，地层走向北西，倾向北东，倾角为3-5°。井田内发育3条正断层，断层构造特征见表1-2。图1-1 大同煤田构造纲要图表1-2 井田内断层构造特

11、征表断层编号性质位置走向倾向倾角（°）落差（m）井田延伸长度（m）控制依据备注F1 正断层北中部NWSW79301100填图、物探井下掘进原为小峪精查扩大区与鹅毛口精查区分界F2正断层西南部NWNE6015740井下掘进F3 正断层西南部NWNE8113160井下掘进综上所述，井田总体为一宽缓的向斜构造，含煤地层沿走向、倾向的产状有一定变化，发育3条正断层，局部受岩浆岩的影响，井田构造复杂程度为中等类型（图1-2）。图1-2 井田构造纲要图第三节 岩浆岩井田内岩浆活动主要为煌斑岩墙或岩床的侵入，岩床侵入体主要分布于井田北东部，4号煤层多变质硅化。据野外及井下观察，岩墙侵入体对煤层影响

12、或破坏作用不大。井田内共发育2条岩墙，详见岩浆岩特征表（表1-3）。 表1-3 岩浆岩特征表 编号岩性产状走向厚度（m）延展长度（m）X1煌斑岩岩墙294°3.0-3.8640X2煌斑岩岩墙48°2.0730第二节 环境地质一、 地震活动本井田位于山西断陷带的北部，该断陷带为汾渭地震带的重要组成部分。汾渭地震带南起渭河盆地、灵宝盆地一带，向北经运城、临汾、太原、忻定、灵丘、大同、蔚广等盆地，止于河北延怀盆地。带内历史上地震活动频繁，是华北地震区强震带之一华北地震区第四活跃期以来，汾渭地震带以5级以上的地震活动为主，共发生5级以上地震35次，其中6级以上地震3次，即1815年

13、平陆6级地震、1989年大同阳高6.1级地震和1998年张北6.2级地震。大同阳高6.1级地震和1998年张北6.2级地震是汾渭地震带本活跃期以来地震长期处于低水平活动、应变释放速率逐渐加大的过程中发生的。是30多年来华北地区地震最活跃的地区，因此这一地区可能是未来百年区域内发生破坏性地震的地带。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本井田所属地域地震动峰值加速度为0.15g，地震基本烈度为7度。二、 地质灾害本井田地处低山丘陵地带，沟谷纵横，地形起伏大，黄土覆盖较薄。在自然状态下，局部陡峭边坡偶有零星的黄土崩落，其余地区崩塌、滑坡不发育；井田内沟谷泥石流形成条件不充分，所在区

14、域属泥石流低易发区。随着煤层的持续开采，地表形变会有所加剧，沟谷边坡的崩塌和滑坡将有所增加，地裂缝、塌陷坑破坏土壤结构，影响农业植被和野生植被的生长。煤矸石的随处堆放，增加了可能的泥石流物源，使泥石流发生的概率增加。为此应加强对采空区地面变形的监测，对因煤层开采引起的地面裂缝、塌陷要及时填埋，对需排出的煤矸石堆放也要合理规划、治理，防止引起不必要的损失。三、 井田水文环境井田内地表无长久固定水体，雨季暴雨形成急流，除部分沿采动裂隙入渗地下造成采空区积水外，大部分以地表径流方式流出井田。地下含水层结构随着煤层的开采，已遭受了严重的破坏，地下水被不断疏干。随着煤层开采深度的增加，地下含水层结构的破

15、坏深度也会随之不断增加，使本区可利用的水资源趋于枯竭。本矿井下涌水一般都用于井下生产，外排很少；生活污水经过处理，也达到了达标排放。据煤炭工业太原设计研究院2006年对本井田影响区域地下水所做监测结果，除部分地段亚硝酸盐超标外，总体情况较好（见表1-3-1）。综上所述，矿区对煤层的开采对井田地下水资源影响严重，对水文地质环境污染较轻。表1-3-1四、 有害物质参照2005年115勘查院在相邻芦子沟井田所做成果，本矿各可采煤层有害成分磷、氯、砷的平均含量均未超过工业用煤、食品用煤要求，为特低磷低磷分煤、特低氯煤和一级含砷煤，氟含量较低 （见表1-4-1）。 有害元素成果汇总表 表1-4-1层名原

16、 煤 （干基PPm）浮 煤（干基PPm）磷氯砷氟磷氯砷氟21160-30427(7)500-20218(5)2-<12(5)183-40115(5)355-60172(3)180-40110(2)1(2)38-2833(2)41218-25284(12)360-93264(8)4-<12(8)225-75132(8)420-43226(4)190-77130(3)1-<11(3)69-5259(3)5240-13112(10)360-160284(8)4-12(8)194-80145(8)270-225250(4)150-83124(3)1-<11(3)82-5063(

17、3)8880-20177(11)680-0233(7)6-23(7)177-97138(7)590-90259(4)130-067(3)1(3)81-5669(3)9450-20148(5)200-058(4)1-<11(4)285-53183(4)110-6085(2)10(1)<1(1)40(1)据资料，本矿出井矸石量约占原煤产量的2.0%，整合后本矿煤产量90万t/a，由此可算出本矿出矸量约为18000t/a。矸石场设在工业广场附近的荒沟之中，可堆放矸石约75万t。根据与本矿具有可比性的白洞矿矸石浸液试验结果，所堆放的矸石对环境影响小（见表1-4-2）。表1-4-22004年

18、度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定汇总表表1-4-3矿井名称瓦斯二氧化碳本年度上年度本年度上年度绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t鉴定等级批复等级绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t鉴定等级绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t绝对涌出量m3/min相对涌出量m3/t西寺沟矿0.7845.64低低0.2781.334低0.221.5840.1670.80楼子口矿0.201.44低低0.231.62低0.231.650.2221.60峙儿沟矿0.4486.451低低0.170.979低0.11.440.190.685矾水湾矿0.342.448低低0.4831.242低0.53.61.

19、84.629本矿瓦斯相对涌出量1.446.451m3/t，绝对涌出量0.200.784 m3/min,为低瓦斯矿井。但随开采深度增加，瓦斯含量可能会有所增加，局部瓦斯聚集可能性时刻存在。瓦斯直接向空中排放，会对大气造成一定污染，排放过程应执行国家标准煤层气（煤矿瓦斯）排放标准（暂行）规定的排放限值（见表1-4-4）。煤层气（煤矿瓦斯）排放限值受控设施控制项目排放限值煤层气地面开发系统煤层气禁止排放煤矿瓦斯抽放系统高浓度瓦斯（甲烷浓度%）禁止排放低浓度瓦斯（甲烷浓度<%）煤矿回风井风排瓦斯表1-4-4第二章 水害隐蔽致灾因素分析与探查第一节 水害隐蔽致灾因素分析一、5号煤层开采水害隐蔽致灾

20、因素分析矿区现主要开采5号煤层，由于矿井开采年代远，开采5号煤层会受到上部4号煤层采空积水威胁，因此开采5号煤层老空区积水已成为威胁我矿安全生产的重大隐蔽致灾源；其次5号煤层开采时直接充水水源为煤系地层砂岩裂隙水。由于5号煤层首采面不带压开采，距离奥灰含水层距离较远，采动破坏带及底板小规模异常构造一般不会形成5号煤层突水通道。（见表2-1-1）所以5号煤层开采主要隐蔽致灾通道因素为导水断层及导水陷落柱。二、8号煤层开采水害隐蔽致灾因素分析矿区8、9号煤层水文地质类型为中等 ，直接充水水源为太原组砂岩裂隙水，煤层开采受到底板奥灰水威胁，奥灰水是下组煤开采主要致灾水源。由于下组煤距奥灰含水层距离近

21、，除了导水断层及陷落柱外，采动破坏带及底板裂隙密集带都可能形成下组煤突水通道。8、9煤开采主要隐蔽致灾通道因素为导水断层、导水陷落柱、富水异常区、采动破坏带等。（见表2-1-2）（见表2-1-3）图2-1-1 5号煤层奥灰水带压开采分区图图2-1-2 8号煤层奥灰水带压开采分区图图2-1-3 9煤层奥灰水带压开采分区图第二节 水害隐蔽致灾因素探查方法及装备我矿水害隐蔽致灾因素普查普遍采用井下物探与钻探综合探查手段，现分述如下：一、采空区范围探查目前矿井采空区范围、断层、陷落柱等构造的勘探方法主要采用钻探方法。二、井下巷道掘进探查坚持“有掘必探、先探后掘”的原则，每个生产班，对掘进工作面进行短探

22、，同时采用“物探先行、钻探验证、化探跟进”的方法， 50m一循环，对掘进工作面顶板、本煤层、底板三个方向先进行物探探查，物探探查后，有两种情形：一是有物探异常区，除了按照设计钻探探查，还对物探异常区进行专门的钻探验证，物探异常区加密布置探水钻孔；二是无物探异常区，按照设计进行钻探探查。三、井下工作面探查坚持“有采必探、先探后采”的原则，工作面圈定后，在工作面两条顺槽及切眼，每隔10m布置一个物理探测点，对工作面内部顶板、本煤层、底板三个方向进行物探，物探成果作为采前钻探的设计依据，物探异常区加密布置探水钻孔，一般探查，分别在两条顺槽向工作面方向每隔50m布置一组钻孔，探查工作面上部采空积水情况

23、及本煤层构造、富水情况。物探设备：YCS-2000矿用瞬变电磁仪一台。钻探设备：配备有ZYJ-270/170型架柱式液压回转钻机两台；ZYJ-400/270型架柱式液压回转钻机一台；第三章 水害隐蔽致灾因素普查与评价第一节 水源和导水通道普查与评价一、隐蔽致灾水源普查与评价1、采空（老窑）积水对矿井充水的影响井田内2号煤层已全部采空，4号煤层井田西部已全部采空，东部大多遭受岩浆岩侵蚀变质。5号煤层井田内西南部分采空，东部大部分采空。8号煤层井田内西南部分采空，东部大部分采空。由于各可采煤层的导水裂隙带均会进入上邻近层，导致导水裂隙带自上而下相互贯通，因此上部煤层采空区积水对下部煤层开采危害较大

24、。尚未开拓的5、8号煤层轨道下山、运输下山、回风下山位于井田中部，相对位置较低，东部为5、8号煤层采空区，采空区积水对其有一定影响。井田周边分布有三个生产矿井及一个关闭的矿井，2、4、5、8号煤层均形成多处采空区。对本井田煤层开采有很大影响。特别强调的是，由于井田呈一轴向北东的宽缓向斜构造，向斜轴部相对位置较低，尤其向斜东翼产状较陡，地层倾角10-30°，且煤层间距较小，煤层开采形成的导水裂隙带自上而下相互贯通，因此不仅仅是上部煤层的采空区积水对采掘工作面有影响，下部煤层的采空区积水也有可能通过导水裂隙进入采掘工作面，对煤层开采产生危害，有时甚至危害更大。2、矿坑充水通道根据井田水文

25、地质条件，矿井可能的充水通道主要包括煤层露头、构造断裂带、顶板裂隙及煤层采动后形成的导水裂隙带、地面塌陷、裂缝、封闭不良的钻孔、关闭报废的井筒等。井田东南部有煤层露头，靠近露头部位煤层埋藏相对较浅，大气降水可通过煤层露头、松散沉积物孔隙、基岩裂隙下渗，进入井下采掘工作面，或者通过采空区地表塌陷、裂缝直接进入井下。井田内发育3条正断层，分别为F1、F2、F3正断层，其中以F1正断层规模最大，井田内延伸长度1100m，落差30m。断层对矿井充水的影响是复杂多样的：断层是地下水良好的导水通道。断层带内岩石破碎，胶结松散，当导通煤层和多层含水层，尤其是奥灰岩溶水时，在水压、矿压等动力因素作用下，含水层

26、水将沿着断层带突入井巷，造成巨大灾难。断层使隔水层厚度减小。穿切煤层的断层两盘发生上下错动，使煤层与对盘含水层间距变小，即隔水层厚度相对减小，甚至造成煤层与对盘含水层直接对接。井田内5、8、9号煤层正常地段底板隔水层平均厚度分别为98.96m、47.04m、38.00m，由于F1正断层的错断，导致上盘5号煤层与下盘奥灰岩溶含水层的间距缩小，8、9号煤层也可能直接与下盘奥灰岩溶水含水层接触。这些部位最容易诱发突水。断层破碎带导致底板隔水层段强度降低。断层带附近岩层遭受相对错动，岩石构造复杂，结构破碎，特别是断层转折、相交、尖灭部位或者多条断层成组发育地带，底板隔水层段遭到严重破坏，强度显著降低，

27、是断层带最易发生突水的部位。断层导致承压水的原始导升。承压含水层顶面在有断层等裂隙发育的情况下，若承压水沿断层导升到煤层或者接近煤层底板的位置，在矿压、放炮震动等外力因素作用下容易诱发底板突水。矿井主采5、8、9号煤层，井田内2、4、5、8号煤层均有开采。现根据煤矿防治水规定的要求，收集2014年矿区水文地质补充勘查导水裂隙带最大高度。 2号煤层井田内2号煤层厚度0-6.94m，平均3.57m，直接顶为砂质泥岩、高岭质泥岩、泥岩、炭质泥岩，老顶以厚层状粗砂岩为主，局部为中、细砂岩，综合判定顶板属中硬岩层。2号煤层导水裂隙带最大高度为62.69m。 4号煤层井田内4号煤层厚度5.34-19.84

28、m，平均11.06m，直接顶为泥岩，老顶为K3中砂岩，属中硬岩层。4号煤层导水裂隙带最大高度为99.08m。 5号煤层井田内5号煤层厚度5.29-11.61m，平均7.72m，直接顶为泥岩、高岭质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，老顶为粗砂岩、中砂岩、细砂岩，属中硬岩层， 5号煤层导水裂隙带最大高度为78.15m。8号煤层井田内8号煤层厚度1.93-7.97m，平均4.44m，直接顶以砂质泥岩为主，老顶为粗细砂岩，属中硬岩层，8号煤层导水裂隙带最大高度为66.46m。9号煤层井田内9号煤层厚度0-8.32m，平均3.97m，伪顶为泥岩，直接顶主要为砂质泥岩、粉砂岩，老顶为厚层状粗砂岩，属中硬岩层，9号煤

29、层导水裂隙带最大高度为67.69m。可采煤层导水裂隙带最大高度成果见表3-1-1。 表3-1-1 可采煤层导水裂隙带最大高度表 煤层煤厚（m）层间距（m）覆岩类型采用公式导水裂隙带最大高度（m）埋深（m）20-6.943.570.55-6.942.75中硬岩石Hli=2010Hli导水裂隙带高度（m）；M取煤层厚度最大值（m）62.690-31545.34-19.8411.0699.080-3500.84-60.0324.1555.29-11.617.7278.150-42539.87-59.8547.4881.93-7.974.4466.460-4700.99-10.315.0790-8.3

30、23.9767.690-480开采2、4、5、8、9号煤层形成的导水裂隙带最大高度在煤层露头附近及埋藏较浅地段（井田东南部）会到达地表，从而成为地表水进入井下的通道，导致矿井涌水量增加。同时各可采煤层的导水裂隙带均将进入上邻近层，从而导致导水裂隙带自上而下相互贯通，各含水层间产生水力联系，因此上部煤层采空区积水对下部煤层开采有直接影响。井田内共有66、67、108、311、434、H1、ZK1、ZK2号8个钻孔，其中 H1号钻孔为2010年施工，已做过封孔处理，ZK1、ZK2号孔为2014年施工，已做过封孔处理，其余5个孔均为上世纪五十年代施工，由于矿井经多次整合，采矿权人不断更换，过去小窑资

31、料多有遗漏，本次未能搜集到钻孔封孔台账或其他原始资料，因此应视为封闭不良钻孔。煤层开采时须提前采取措施。周边矿井与本井田无越界巷道。另外，井田内及周边煤层开采多年，而且经多次整合，关闭报废的井筒数量较多，地表水有可能通过未封堵或封堵不严的井口灌入井下。3、充水强度矿井主采5、8、9号煤层，受采掘破坏或影响的含水层主要为二叠系下统山西组及石炭系上统太原组碎屑岩类裂隙含水层，混合抽水试验单位涌水量0.00067-0.0015 L/s·m，渗透系数0.00062-0.0015m/d，富水性极弱。矿井涌水量和富水系数反映了矿井的充水程度。原嘉美盛煤业有限公司生产能力45×104t/

32、a，开采8号煤层矿井涌水量为510m3/d，富水系数Kp=0.0040.007 m3/t；原兴何煤业有限公司生产能力30×104t/a，开采5号煤层矿井涌水量为80m3/d，富水系数Kp=0.088 m3/t。可见，本矿属充水弱的矿井。 表3-1-2 矿井充水程度分类表 分类依据矿井充水程度弱中等强极强矿井涌水量Q（m3/h）<1001005005001000>1000富水系数Kp（m3/t）<225510>104、井田及周边地区老窑水分布状况（一）井田内老窑水分布状况如前所述，山西怀仁中能芦子沟何家堡煤业有限责任公司由原山西怀仁兴何煤业有限责任公司和山西嘉美

33、盛煤业有限公司兼并重组整合而成。而原山西怀仁兴何煤业有限责任公司2005年由原怀仁何家堡乡楼子口煤矿、怀仁县何家堡乡西寺沟煤矿、怀仁何家堡乡峙儿沟煤矿及4座已关闭的教场沟、东寺沟、贵条沟、牛心山煤矿资源整合而成，原山西嘉美盛煤业有限公司2005年由原怀仁矾水湾煤矿及2座已关闭的南窑沟、大南沟煤矿资源整合而成。井田内2、4、5、8、9号煤层在东南部有煤层露头，露头附近基岩风化裂隙发育。井田总体为一轴向北东的宽缓向斜构造，两翼不对称，东翼较陡，地层倾角10-30°，西翼较平缓，地层倾角为3-5°。井田内各开采煤层采（古）空积水分布状况如下：1、2号煤层井田赋煤区内已全部采空，由

34、于2、4号煤层间距在0.55-6.94m，4号煤层导水裂隙带最大高度为99.08m，4号煤层在井田西部向斜西翼已全部采空，因此分析认为，2号煤层采空区积水主要聚集在向斜轴部，且大部分通过基岩风化裂隙及4煤层导水裂隙带下渗到下伏含水层及4号煤层采空区内。根据矿方提供的最新采掘工程平面图，2号煤层采空区划出3块积水区：位于整合后井田西南部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部古空区内，积水标高约1292m，积水面积为43530m2，积水量为9832m3。位于整合后井田西南部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部采空区内，F2断层下盘积水标高1280m，断层上盘积水标高1265m，积水面积为

35、68891m2，积水量为15694m3。位于整合后井田中部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田东北部采空区内，积水标高1260m，积水面积为149285m2，积水量为35318m3。2、4号煤层井田西部已全部采空，东部大多遭受岩浆岩侵蚀变质。由于4、5号煤层间距在0.84-60.03m，5号煤层导水裂隙带最大高度为78.15m，5号煤层在井田西南部及东部存在大面积采空区，因此分析认为，4号煤层采空区积水主要聚集在井田西部，且大部分通过5煤层导水裂隙带下渗到下伏含水层及5号煤层采空区内。根据矿方提供的最新采掘工程平面图，4号煤层采空区划出3块积水区：位于整合后井田西南部，原山西怀仁兴何煤业有限责

36、任公司井田西南部古空区内，积水标高1282m，积水面积为23430m2，积水量为5292m3。位于整合后井田中西部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西北部采空区内，F1断层上盘，积水标高1070m，积水面积为162448m2，积水量为37367m3。位于整合后井田北部边界附近，原山西嘉美盛煤业有限公司井田北部边界附近采空区内，积水标高1090m，积水面积为90639m2，积水量为20422m3。3、5号煤层井田内西南部分采空，东部大部分采空。由于5、8号煤层间距在39.87-59.85m，8号煤层导水裂隙带最大高度为66.46m，8号煤层在井田西南及东部存在大面积采空区，因此分析认为，5号煤

37、层采空区积水大部分通过8煤层导水裂隙带下渗到下伏含水层及8号煤层采空区内。根据矿方提供的最新采掘工程平面图，5号煤层采空区划出6块积水区：位于整合后井田西南部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部采空区内，积水标高1230m，积水面积为32533m2，积水量为9797m3。位于整合后井田西南部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部采空区内，F2断层下盘积水标高1215m，断层上盘积水标高1200m，积水面积为42594m2，积水量为12827m3。位于整合后井田中南部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田中部采空区内，积水标高1170m，积水面积为35674m2，积水量为10984m3。

38、位于整合后井田东南部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田东北部采空区内，积水标高1160m，积水面积为31265m2，积水量为9496m3。位于整合后井田东北部，原山西嘉美盛煤业有限公司井田东北部采空区内，积水标高1030m，积水面积为2875m2，积水量为902m3。位于整合后井田西部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西部采空区内，积水标高1150m，积水面积为28473m2，积水量为8767m3。4、8号煤层井田内西南部分采空，东部大部分采空。根据矿方提供的最新采掘工程平面图，8号煤层采空区划出6块积水区：位于整合后井田西南部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部采空区内，积水标高1

39、200m，积水面积为186793m2，积水量为57290m3。位于整合后井田南部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田南部采空区内，F2断层上盘，积水标高1320m，积水面积为14072m2，积水量为4875m3。位于整合后井田东南部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田东北部采空区内，F1断层上盘，积水标高1320m，积水面积为80280m2，积水量为27810m3。位于整合后井田中部，原山西嘉美盛煤业有限公司井田东南部采空区内，积水标高1050m，积水面积为7300m2，积水量为2290m3。位于整合后井田东北部，原山西嘉美盛煤业有限公司井田东北部采空区内，积水标高1050m，积水面积为121

40、219m2，积水量为38027m3。位于整合后井田西部，原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西北部采空区内，F2断层上盘，积水标高1120m，积水面积为25396m2，积水量为7789m3。5、9号煤层井田内南部不可采，北部可采范围内未开采。（二）周边地区老窑水分布状况兼并重组整合后井田北与大同市焦煤矿有限责任公司一矿、山西怀仁联顺玺达柴沟煤业有限公司相邻，西与山西怀仁中能芦子沟煤业有限责任公司相邻，西南部芦北煤矿为关闭矿井，东南为煤层露头，无煤矿。1、2号煤层位于井田西部的山西怀仁中能芦子沟煤业有限责任公司及已关闭的芦北煤矿2号煤层采空区积水对本矿开采有一定的影响。根据收集到的周边矿井最新采掘

41、工程平面图，划出2块积水区：位于山西怀仁中能芦子沟煤业有限责任公司井田采空区内，距离本井田西部边界235m，积水面积为337956m2，积水量为77739m3。位于已关闭的芦北煤矿采空区内，紧邻本井田，积水面积为403527m2，积水量为30941m3。2、4号煤层位于井田西部已关闭的芦北煤矿4号煤层采空区积水对本矿开采有一定的影响。积水面积为360642m2，积水量为27652m3。3、5号煤层位于井田北部大同市焦煤矿有限责任公司一矿及西部已关闭的芦北煤矿5煤层采空区积水对本矿开采有一定的影响。根据收集到的周边矿井最新采掘工程平面图，划出3水区：位于芦北煤矿采空区内，紧邻本井田，积水面积为3

42、31830m2，积水量为25443m3。位于大同市焦煤矿有限责任公司一矿井田采空区内，积水面积为23451 m2，积水量为7487m3。位于大同市焦煤矿有限责任公司一矿井田采空区内，积水面积为11921 m2，积水量为3806m3。4、8号煤层位于井田西部已关闭的芦北煤矿8号煤层采空区积水对本矿开采有一定的影响。积水面积为402085m2，积水量为30830m3。三、井田及周边地区老窑积水量计算由于采空区均已坍塌封闭难以进行实地观测调查，本次采用煤矿安全手册采（古）空区积水量估算经验公式进行估算。Q=SMK/cos式中：Q为积水量（m3）；S为实际积水面积(m2)；M为煤层采高(m)，按实际采

43、高3m计算；K为积水系数，取0.25；为煤层倾角。考虑到过去采煤方法落后，煤层实际回采率较低，采空区积水量采用计算值与回采率的乘积作为最终值。本次除关闭的芦北煤矿外，其他矿井2、4号煤层回采率按30%计算，5、8号煤层回采率按40%计算；芦北煤矿因未收集到详细的采掘工程平面图，各煤层回采率均按10%计算。估算结果见表3-1-3、3-1-4。表3-1-3 井田内采空区积水量估算表开采煤层积水区编号积水部位采高（m）煤层倾角积水面积(m2)回采率（%）积水量(m3)2Q2-1原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部古空区3.00543530309832Q2-2原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南

44、部采空区3.009688913015694Q2-3原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田东北部采空区3.00181492853035318小 计261706608434Q4-1原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部古空区3.00523430305292Q4-2原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西北部采空区3.00121624483037367Q4-3原山西嘉美盛煤业有限公司井田北部边界附近采空区3.003906393020422小 计276517630815Q5-1原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部采空区3.00532533409797Q5-2原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部采空区

45、3.005425944012827Q5-3原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田中部采空区3.0013356744010984Q5-4原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田东北部采空区3.00931265409496Q5-5原山西嘉美盛煤业有限公司井田东北部采空区3.0017287540902Q5-6原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西部采空区3.001328473408767小 表3-1-4 井田内采空区积水量估算表开采煤层积水区编号积水部位采高（m）煤层倾角积水面积(m2)回采率（%）积水量(m3)8Q8-1原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西南部采空区3.0012186

46、7934057290Q8-2原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田南部采空区3.003014072404875Q8-3原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田东北部采空区3.0030802804027810Q8-4原山西嘉美盛煤业有限公司井田东南部采空区3.00177300402290Q8-5原山西嘉美盛煤业有限公司井田东北部采空区3.00171212194038027Q8-6原山西怀仁兴何煤业有限责任公司井田西北部采空区3.001225396407789小 计4350601380812+4+5+8合计1146697314778表3-1-5 周边地区采空区积水量估算表开采煤层积水区编号积水部位采高（m）

47、煤层倾角积水面积(m2)回采率（%）积水量(m3)2Q邻2-山西怀仁中能芦子沟煤业有限责任公司井田采空区3123379563077739Q邻2-2芦北煤矿采空区3124035271030941小计7414831086804Q邻4-芦北煤矿采空区3123606421027652小计360642276525Q邻5芦北煤矿采空区3123318301025443Q邻5-2大同市焦煤矿有限责任公司一矿井田采空区32023451407487Q邻5-332011921403806小计367202367368Q邻4-芦北煤矿采空区3124020851030830小计402085308302+4+5+8合计18

48、71412203898经本次估算，井田内2、4、5、8号煤层采空区积水量总计约31.48万m3，周边矿井2、4、5、8号煤层采空区积水量总计约20.39万m3。本次采空区积水量估算未单独考虑废弃巷道内的积水。实际上废弃巷道内的积水对生产安全同样具有很大威胁，而且由于其相互连通，有时甚至危害会更大。因此生产过程中必须严格坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则。同时由于采空区积水为一动态变化过程，本次调查的采空区积水情况只反映矿井目前的积水情况。随着时间的推移和开采范围的扩大，采空区积水范围会不断扩大，积水量也会不断增加。另外本井田地处浅部，开采历史悠久，近年来又几经重组整合，开采资

49、料保存不佳，因此在今后开采过程中应对开拓前方及时调查和探测清楚本矿及周边矿井采空区积水情况，以便有针对性地采取各种防范措施，确保矿井安全生产。二、隐蔽致灾通道普查与评价根据我矿基建期间矿井水文地质资料，掘进过程中共发现并观测出水点2处，分别位于运输下山110m处及运输下山160m处，均为断层淋水。根据2013年1月-2015年4月井下出水点观测资料（见表5-5，5-6，5-7），结合矿井水文地质条件分析，矿井涌水构成包括大气降水的入渗、顶板含水层裂隙渗水、探放的采（古）空积水及部分井下洒水防尘的生产用水等。其中主要的是来自顶板含水层的裂隙渗水及采空（老窑）积水。受季节性影响，矿井涌水量具动态变

50、化特征。分析观测涌水量副井观测点约为1.0 m3/h，水量变化幅度不大；回风下山观测点约为4.5m3/h，水量变化幅度在0.5m3/h左右；运输下山观测点约为7.0 m3/h，水量变化幅度在0.5 m3/h左右。目前的矿井涌水量为165.84 m3/d。每年平水期、丰水期、枯水期井下涌水量有明显变化，从2012-2014年平均涌水量有逐渐变大的趋势，但总的矿井涌水量不是很大，排水设备正常运转，做好涌水量观测记录，矿井水一般不会对矿井造成水危害。随着矿井开拓的不断延深及开采范围的不断扩大，采空区面积也会不断增加，势必造成煤层顶板岩层大面积垮落，导致塌陷裂隙发育，矿井涌水量可能会增大。根据预算的矿

51、井涌水量，按照煤矿安全规程和煤矿防治水规定要求配备的排水设备及排水能力，工作水泵的能力应当能在20h内排出矿井24h的正常涌水量，备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%。工作和备用水泵的总能力，应当能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。矿井正式投产后选用3台MD85-45×9型离心水泵，副斜井敷设2趟排水管路，排水管直径108mm，水仓有效容量为700 m3，能够满足矿井生产能力达90×104t/a时矿井排水的需要。需要说明的是，矿井涌水量受水文、地质、气象、开采方法、开采部位、开采深度等许多复杂因素影响，矿井涌水量预测是一项比较复杂和困难的工作，目前采用的各种预测方

52、法均与实际存在一定的偏差。因此，必须在生产过程中加强水文地质工作，认真做好矿井涌水量观测和记录，积累系统和完善的观测资料，采用多种预测方法相互比对，以指导矿井生产。第二节 对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价一、 对矿井开采受水害影响程度的评价该矿目前处于基建阶段，根据该矿采掘规划，未来三年内，主要是开采5号煤层。根据井田水文地质条件，综合分析各类充水因素，矿井开采5、8、9号煤层存在的水害类型主要有地表水、裂隙水、岩溶水、老空水、钻孔水、顶板水等，其中影响较大的为井田内2、4、5、8号煤层的采（古）空区积水。大气降水对矿井充水的影响受季节性控制。井田内无较大的河谷，周边较大河谷为井田边界外西南部的楼子沟，平时多为涓涓细流，雨季有洪水通过，其向东南方向径流，对煤层开采影响较小。矿井工业场地及主要井口均高于历年最高洪水位，不会受到地表水威胁。井田内受5号煤层采掘破坏或影响的含水层主要为二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层、石炭系上统太原组上部砂岩裂隙含水层，混合抽水试验单位涌水量0.00067-0.0015 L/s·m，富水性极弱。主要接受上覆含水层的入渗