大屯公司徐庄煤矿工作面水文地质情况评价及水害隐患治理情况分析报告

1、7335工作面水文地质情况评价及水害隐患治理情况分析报告一、工作面概况1、地面位置7335工作面地面位置为微山湖湖区，地面标高为 +。2、井下位置及四邻情况7335工作面位于H 3采区东翼，工作面标高。东部是与山东高 庄煤矿之间的边界煤柱，高庄煤矿尚未在该区域进行开采；西部是n 3采区上山系统及7334设计工作面；南（浅）部是 7333采空区； 北（深）部是未采区域。二、地质情况评价工作面整体呈单斜构造，煤层倾角 21。-26° ,属缓倾斜倾斜煤 层，煤层倾角相对较大。受断层构造影响，局部区域煤层产状变化较 大。根据掘进资料分析，材料道共揭露4条正断层及一条平滑断层组， 从工作面东部

2、向西部依次为：/ 59十二正断层、f72 H总=平滑正断 层组、/624二正断层及F114 H=F断层。溜子道共揭露4条断层， 其中一条逆断层3条正断层，工作面由东向西依次为；F117 2H=逆断 层f72 H=F断层、H=F断层及f86 H=平滑正断层组，对工作面影响 最大的为f862 H=平滑正断层及F1172 H=逆断层；其中f82平滑范围约 10m ,最薄煤厚只有，F117 2逆断层造成溜子道中西部煤厚重叠，最 大煤厚达，断层继续向工作面中东部发育对工作面回采影响较大。三、水文地质情况评价1、顶底板含水层7335工作面回采的是山西组7号煤层，从上往下含水层依次为 第四系砂岩含水层、侏罗

3、白垩砂砾岩含水层、下石盒子组砂岩含水层、 山西组煤层顶(底)板砂岩含水层、太原组灰岩含水层及奥陶系灰岩 组含水层，各含水层情况如下：(1)第四系砂岩含水层矿区第四系厚度，平均，自上而下划分为 6个含水层，5个隔 水层。含水层结构、厚度变化较大，含水性差异也较大。井田东南部 由于基岩面抬升，使第四系的IV、V含与基岩面呈带状接触，各含水 层之间在此产生水力联系，对浅部工作面回采有一定影响，随着采深 加大，影响逐渐降低。根据7335工作面附近的45、47号钻孔揭露 资料，该区域第四系底界为砂砾层，厚度 ，距离7煤顶板距离， 工作面标高在，属井田中深部，正常情况不受第四系含水层的影响。(2)侏罗白垩

4、砂砾岩含水层井田揭露最大残厚，底部砾岩含水层为含较丰富溶洞裂隙水。根 据45、47号钻孔揭露资料，该区域侏罗白垩底界为 的砾岩层，距 离7煤顶板，由于距离煤层较远，一般情况下对煤层开采基本无影(3)下石盒子组砂岩含水层该地层平均厚度，底部分界砂岩平均厚度，整体含水性较弱。根 据45、47号孔揭露资料，该区域处下石盒子组底界为细 -粗砂岩， 厚度,距离7煤顶板,在上“两带”冒落范围以内，是 7335工 作面开采的直接充水含水层，对回采有一定影响。(4)山西组煤层顶(底)板砂岩含水层井田范围内地层平均厚度，煤层顶、底板砂岩裂隙水是煤层开采 的直接充水水源。顶板砂岩含水层：是主要充水含水层，整体较富

5、水，裂隙较发育， 导水性较强，受其它含水层补给，但补给量小，有一定静储量。充水 表现为突水较频繁，初始水量较大，但持续一段时间后或明显减小、 或消失，总涌水量不大，是一个较易疏放和疏干的含水层。充水量具 有随采掘面积扩大，深度增加而变大的总体趋势，但其裂隙的发育从 总体上符合一般规律：随深度加大而衰减。底板砂岩含水层：基本不含水，个别地段存在导水裂隙，整体为 局部含水层，含水区域位于煤层露头附近，受第四系底含少量渗透补 给，静储量也不大，井下原有突水点基本已干涸。7335工作面范围内7煤顶板直接顶为砂质泥岩，老顶为中砂岩， 厚度,工作面掘进期间，在材料道进行深孔爆破泄压，钻孔附近淋 水量正常1

6、m3/h ,最大达3m3/h ;下卷未进行深孔爆破泄压，仅在 局部区域有少量淋滴水，淋水量小于 h。(5)太原组灰岩含水层该地层平均厚度，共有灰岩14层，含水灰岩有L2、L4、L8-9 和L12 ,对矿井生产有影响的为L4。L4平均厚度，具岩性致密坚硬， 裂隙岩溶发育程度不均一，整体富水性随深度增加而减弱。7335工作面范围内L4厚度 ,距离7煤底板。由于L4为局部含水，主要 集中在断层破碎带处，可以通过工作面底板破坏带和地质构造导水， 7335工作面掘进期间揭露断层构造时未发现有底板出水迹象，基本 可以排除太原组L4水的影响。(6)奥陶系灰岩组含水层奥陶系分为中、下奥陶统，计6个地层组。该地

7、层顶界距山西组 7煤平均为。为区域性强含水层，其中马家沟组灰岩溶洞裂隙发育， 富水性强。目前矿井开采山西组 7、8层煤，在不受地质构造的导通 下不波及到该含水层。经分析，7335工作面回采期间主要受下石盒子组底界砂岩、山 西组煤层顶板砂岩含水层的影响。2、地质构造水7335工作面在掘进过程中揭露的地质构造及构造导、含水情况 分别如下：(1)材料道材料道C2#点处，Z60 H二,正断层，无出水迹象;材料道C4#点处，f 82 H总=、的平滑正断层组，揭露时未出水;材料道C12#点处，Z62 H二,正断层，无出水迹象；材料道L25#点处，F114 H= ,正断层，无出水迹象。(2)溜子道溜子道L5

8、#L8#点处，Fii7-2 H=,逆断层，巷道刚揭露时局 部区域有少量滴水迹象，目前出水点已消失；溜子道L9#点往西处，f72 H 二,正断层，无出水迹象；溜子道L13#点往东处，Z85 H二,正断层，无出水迹象；溜子道人#点8#点之间，f72 H总=,平滑正断层组，无出水 迹象。切眼切眼L20#点处，/75° H二,无出水迹象。(4)放水巷放水卷L16#点往东处，f7254 Z70 H=，正断层，无出水迹象；放水巷L16#点往东处，f7255 Z40 H=，正断层，无出水迹象。经分析，7335工作面掘进期间所揭露的地质构造基本不存在导、含水现象，极个别断层，例如 F117-2逆断层

9、，也仅仅是巷道刚揭露时 局部区域有少量滴水迹象，分析为顶板砂岩水渗入断层破碎带中， 少 量静储量水在揭露时被疏放，不存在外来水源的补给。3、老空水7335工作面仅存在 7333采空区，7333工作面自2015年12 月份开始回采，2017年5月回采结束，工作面老顶初次来压时顶板 砂岩发生突水，最大水量 20m 3/h ,稳定后水量10m 3/h ,直至工作 面回采结束，老塘水基本稳定，未发生较大的波动。工作面下巷存有 2处低洼区，工作面推过后形成积水区，积水空间分别为1200m 3、425m3,积水深度分别为、。2017年12月2018年2月，在7335切眼、材料道分别为这 两个积水区进行探放

10、，探放情况如下：7333采空区1#积水区探放水工作分为两部分。第一部分：于7335切眼对1#积水区的积水情况进行探测，并对积水提前 进行疏放，工程日期2017年12月2729日，共计施工3个钻孔， 工程量190m ,累计疏放水量约1600m 3 （其中400m 3的动水），疏 放水量与预计的水量较吻合。第二部分：于7335材料道对1#积水区最低点施工了 2个观测孔，为了防 止原疏放水孔受到矿压影响而破坏。工程日期 2018年1月22日， 工程量12m。7333采空区2#积水区探放水工作分为两部分。第一部分：于7335材料道（东）对2#积水区的积水情况进行探测，并对积水提前进行疏放，工程日期 2

11、018年2月810日，共计施工2 个钻孔，工程量91m ,累计疏放水量约345m3,与原预计的水量有 一定的差距。第二部分：于7335材料道(西)对2#积水区最低点施工了 2个观测孔，为了防止原疏放水孔受到矿压影响而破坏。工程日期2018年2月25日，工程量12m。经分析，7335工作面周边仅存在7333采空区，采空区中的2 个积水区在7335材料道、切眼掘进期间已经进行了探放，积水已疏 放完毕，目前不存在老空水隐患。4、钻孔水7335工作面附近存在45、47号两个地面勘探钻孔，经查阅资 料，这两个钻孔封孔合格，且工作面在掘进至钻孔附近时也未发现有 异常的出水情况，因此，基本可以排除受钻孔水的

12、影响。综上所述，对7335工作面回采有影响的水源为山西组煤层顶板 砂岩水和下石盒子组砂岩水。四、导水通道分析1、导水裂隙带(1)顶板导水裂隙带7335工作面设计为综放工作面，工作面无伪顶发育，直接顶为 砂质泥岩，老顶为中砂岩，属中硬岩，单项抗压强度为2040MPa 。根据煤矿防治水手册中综放工作面中硬类覆岩“两带”冒落高度 的经验公式：m-累计采高(7335工作面设计采高为)计算得到7335工作面导水裂隙带高度为 Hl= ±。根据7335工 作面回采说明书中的综合柱状图资料分析，该区域下石盒子组底界 为细-粗砂岩，厚度 ,距离7煤顶板 ,在上“两带”冒落范围以内， 因此“两带”高度将

13、波及7煤顶板所有的山西组砂岩含水层， 以及下 石盒子组底界砂岩含水层。(2)底板破坏带根据中国矿业大学在徐庄煤矿、姚桥煤矿8199、7265工作面监 测的底板破坏带数据，当单独回采 7煤时，底板破坏带深度；当 7 煤已回采，进行8煤回采时，底板破坏带深度。7335工作面目前仅 回采7煤，预计底板破坏带深度在左右，该范围内为 8煤及8煤底 板砂质泥岩或细砂岩。工作面范围内太原组L4距离7煤底板 ,减去底板破坏带深度 后有效的隔水层厚度为。根据回采工作面底板安全水头压力值计算公式：Ts = P/MM-底板隔水层厚度P-水压，7335工作面下方的东九集中放水巷曾经进行过 L4水疏放，该处标高。工作面

14、标高,则L4水压。Ts-临界突水系数，构造破坏地段m;隔水层完整地段 MPa/m计算得Ts= MPa/m < MPa/m ,满足底板隔水层的要求。2、导水构造7335工作面掘进期间两道及切眼均揭露断层构造，以正断层为 主，断层(组)落差在10m以下，基本不存在导、含水现象。根据地面三维物探资料，该工作面及周围200m范围内未发现陷 落柱等其他地质构造。3、地质勘探钻孔工作面附近50m范围内存在45、47两个地质钻孔，经查阅资 料，这两个钻孔封口合格。综上所述，7335工作面存在的导水通道为煤层开采后形成的顶板 “冒落”带，导通的水源为山西组煤层顶板砂岩水和下石盒子组底界 砂岩水。五、水害

15、隐患治理情况评价1、工作面涌水量预测(1)单位涌水量比拟法7335工作面周边仅7333工作面已回采，这两个工作面走向平行布置，地质、水文地质条件相同，工作面出水水源均为山西组煤层顶板砂岩水和下石盒子组底界砂岩水，受工作面开采面积及砂岩水水位降深影响，可用以下公式计算 7335工作面涌水量：? ?Q = ? V7aZ ? ?Qo-7333工作面涌水量，正常10m 3/h ,最大20m 3/h ;F、F。-分别表示7335和7333工作面的面积，分别为125244m 2、 157164m 2;S、So-分别表示7335和7333工作面顶板砂岩水水位降深，以工作面标高的垂高为参照，分别为、。计算得Q

16、=h、17m3/h，即工作面正常水量h,最大水量17m 3/h 。（2）大井法7335工作面宽平均m,推进长度平均，将工作面近似看做一个 矩形大井（长a=，宽b=）。由于采动破坏，“两带”会造成上覆岩含 水层水位下降、局部疏干，选用大井法承压 -无压井流公式。Q366K（2H-M）M , R 10SR Ro R 圣 IgRo-lgro4Q-涌水量，m3/hM-含水层厚度，m。7335工作面范围内煤层顶板砂岩含水层、 下石盒子组底界砂岩含水层平均累计厚度为 +=。K-含水层渗透系数，m/d。根据矿井抽（注）水试验综合成果表， 山西组顶板砂岩含水层渗透系数值，Q1孔m/d , XSG-2孔，取大

17、值 m/d 。H-水位标高，m。7335工作面顶板砂岩水水位降深，以工作面 标高的垂高为参照，。S-水头降深，S=H=。R0-引用半径，计算得。R-影响半径，计算得。0-大井半径，计算得。刀-a、b比值，计算得，Q=h。(3)相关分析法7335工作面属于H 3采区，该采区目前已回采 7331、7332、 7333工作面，其中7331工作面受F14断层影响，水文地质情况与 采区内其他工作面不同，而 7332、7333、7335工作面地质、水文 地质情况相似，均是回采山西组7煤，且都是受山西组煤层顶板砂岩 水和下石盒子组底界砂岩水的影响，因此，可参考 7332、7333工 作面涌水情况预测7335

18、工作面涌水量。表1涌水量情况统计表工作回名称正常涌水量(m3/h)最大涌水量(m3/h)工作卸卸积(m27332101559214732733310201571647335预计5-10预计50125244根据7332、7333工作面回采时出水统计，由于7335工作面回 采面积较小，但是工作面内小断层较多，经综合考虑，预计该工作面 正常涌水量510m 3/h ,最大涌水量50m 3/h 。综上所述，单位涌水量比拟法预测数据偏小， 而大井法考虑的是 整个顶板完全垮落，预测水量偏大，因此这两种方法仅作为相关分析 法预测数据的参考，预计7335工作面正常涌水量510附h,最大涌 水量 50n3/h。2

19、、工作面排水系统根据7335工作面预计涌水量、以及溜子道起伏情况分析，工作 面回采时防治水可分为四个阶段。第一阶段：仰采，切眼至14#测点后，全长约。切眼下口至15#测点略微下山，标高差距，这段距离，老顶尚不 会垮落，主要水源为生产水，在15#测点处施工水泱子（参数，长X 宽x深 =X1m X1m ）,使用风泵向后侧放水巷排水。回采过15#测点后就可向后侧自流排水。第二阶段：俯采，14#测点后至溜子道临时水仓，全长约。铺搪瓷溜子梢将水引致沉淀池，经沉淀池过滤后经水沟引致临时 水仓，使用泵排，临时水仓设有英格索兰 BQG-450/风泵=2台， BQS60-80-30N 型电泵=2台，铺设了 2趟

20、4寸排水管（无缝钢管， 沟梢连接），总排水能力174m 3/h 。第三阶段：仰采，溜子道临时水仓至溜子道 4#测点后，全长约 338m。工作面推至9#测点后后水可自流至后侧老塘。第四阶段：俯采，溜子道4#测点后至停产线，全长约。此时已接近工作面回采结束，顶板砂岩水已疏放的差不多了，主 要水源为生产水，在 2#测点处的最低点施工了水泱子（参数，长X 宽x深 =X1m X1m ）,使用风泵向溜子道外口排水。综上所述，目前7335工作面回采经受到煤层顶板砂岩水的影响，针对该问题已提前建立了完善的排水系统， 在系统稳定运行的情况下， 煤层顶板砂岩水对工作面正常回采影响较小。六、应急准备及措施1、采掘区

21、队应根据工作面特点，编制工作面来压和出水观测措施，制定工作面抢险救援专项预案（可在作业规程中体现），并认真组织学习传达。2、当工作面推进过程中在工作面煤壁、巷道顶底板或其它地点发现有淋渗水、煤壁外鼓等突水征兆时，必须停止工作面推进作业， 撤出现场工作人员，立即向调度台汇报，待查明原因采取相应的措施 确认无突水威胁时方可继续生产。如果情况危急，必须立即发出警报， 撤出受水害威胁区域的所有人员。3、当工作面发生突然透水事故时，现场工作人员在立即向矿调度台汇报的同时，在跟班队长、班长的指挥下，要迅速组织抢救，争取就地解决。应尽可能就地取材，加固工作面支护，以免事故扩大。4、矿调度接到报警要迅速通知n 3采区、n 3