矿井涌水量变化原因及分析治理090414

1、郭屯煤矿矿井涌水量变化原因及分析治理 一、井田水文地质条件区内含水层自上至下依次砂砾层P 22 1砂岩、3煤层顶、底板砂岩、太原组三灰、十 及奥陶系灰岩。其煤层顶、底板砂岩和太原组三灰是对开采上组煤的直接充水含水层； 下十 及奥灰为开采下组煤的直接充水含水层。下(一新生界松散含水层1、 四系松散孔隙含水层第四系地层为河湖相沉积广布全粘土、亚粘土、砂质粘土和粉、细砂组成，与下伏上 第三系地层呈不整合接100.70156.40m，平均133.27m,东北,西南厚。含水砂层以中、细砂为部有粉砂和粗砂。一般含砂层砂层厚19.177.10m, 含砂15.458.8%,砂层比较松,连续性较透水性较强；顶部

2、以粉质沙土为水性好。 属中等富水松散孔隙含水接接受大气降水的补给。浅层水水位标43.73m,、上第三系上第三系地层227.80542.75m，平4，由粘土、砂质粘土和砂砾层相间沉积组 成。上第三系可分为上、下两上段（N2）:厚1.80385.60m,平均285.97m。由中、细砂层与杂色粘土、砂质粘土相间沉积而成般含砂层7层,砂层厚度70.0149.2m,砂层厚度占25.2砂层单层厚 度较小,成犬牙交错状相连，砂层较松散富水性较强，为松散孔隙承压水。下 (N1): 85.80 平 157.77m 以厚层粘土为 , 粘土呈杂 , 呈现半固结状。砂层以灰白、棕黄色的中、细砂为据井田内-7、J-10

3、号孔抽水试验资料,抽水层段砂层累 21.15 25.3m,位标 38.18 39.10m,位涌水 0.0857 渗透系数 0.450.7692m/d ,属富水性中等的松散孔隙承压含水层。(二二叠系上、下石盒子组砂岩含水层主要分布于井田中部3孔揭露含水层为中砂岩砂层单层厚2.033.9m.， 漏水孔58.3%。主要漏水点岩性为中、粗、细砂岩，并多分布于断层附近及基岩风化带，其含 水性是由于构造或风化所形成的裂隙所致。据邻区梁宝寺井孔抽水试验资单位涌水 量0.0141L/s.m,富水性弱。该段漏水点深度下3（3 、3 ）煤层间距除北边界号孔外均大上 下于1一般均位于采煤裂隙带之常情况下对开采上组煤

4、层没有直接充水影响。1三山西3(3 )煤层顶底板砂岩含水层上 下砂岩6.58平28.28m煤层顶板砂岩21.92m，以细砂岩为主，局部 为中砂岩和粉砂岩，裂隙局部发育。单位涌水量 0.00740.02371L/s.m，渗透系 0.040 0.0659m/d，水位标37.4439.25m属弱富水裂隙承压含水层。二、充水因素井巷由二叠系的下石盒子组进入山西组施 含水层为主要为中、细砂岩裂隙水，砂岩层 单层厚 2.05m ，高角度裂隙发育，单位涌水 0.02371L/s.m，渗透系 0.040 0.0659m/d，主要充水途径为受采动影响而造成的顶板冒裂导水带、底板破坏裂隙带，以及导 水的断裂构造。

5、其主要正常充水方式为采动裂隙导水。三、涌水量变化原因截止2年月底，巷道揭露砂岩（不抱括井筒其中含水砂416m,揭露含水砂岩 面积6。出水点多集中、M7含水层揭露地段，和7居多，多以淋水形出 现。井下集中出水点共有四处，水量变化情况如下：最大出水点为副井区仓顶峒室，顶板砂岩含水层，初始水量/h,后来随冒顶面积 增大，出水量也不断增加，最大水量/h。水量160m/h左右。衰减迹象较明显。仓顶 峒室顶板出水，导致矿井总水量明显增加。其它三处出集中水点分别是：副井底等候砂岩水、回风下山和胶带下砂岩水，出 水量一般10-25m3/h左右，衰减较慢。含水砂岩细砂岩上覆泥岩或粉砂岩隔水层，巷道施工过程中，在

6、初次揭露时，有突水现象， 瞬间突水量较大，同时衰减也较快。证明砂岩裂隙发育，以静储时为主。巷道进入工作面顺槽时，沿煤层顶板掘进，其岩顶、底板岩性以细砂岩为主，局部为中砂 岩和粉砂岩，局部裂隙发育，主要水源来自顶板砂岩裂隙水。为保证工作面的正常回采，工作面回采前，对顶底板砂岩水进行疏放，经在 141m/h， 矿井预计总涌水量将由现在增850m/h左右。四、治理方法由于砂岩水裂隙水分布面较大，裂隙较多，注浆难以达到预期效果，多以自然疏放为主， 对大的出点，可在出水点的周围（或上游）采用注浆的方法，设置围幕线进行堵水截流，减少出 水量,以降低排水费用。21302 作面涌水量预1302 3102 工作

7、面为我矿的首采面面推采长度 730m面 200m面积 煤 层走向 180，倾向近9。煤层倾角+6。地质构造简单，为一单斜构造。根据巷道 初步揭露情况，煤层厚1.5-3.0m 、底板情况如下：顶板：顶板由下向上依次为细砂岩（平均厚、泥岩（平均厚度6 米）、中粗砂岩 （层 米，富水）。底板：直接底为粉砂岩，厚约平8.73m下部为细砂岩厚6.85m。1302 工作面开采的主要充水途径为动影响而造成的顶板冒裂导水带破坏裂隙 带，以及导水的断裂构造。其主要正常充水方式为采动裂隙导水带。1、顶板冒裂导水带、底板破坏裂隙带，主要含水层 砂，裂隙发育，总体富水性弱。但有其不均一性-808m 道石门在揭露煤层顶

8、班砂岩时，瞬间涌水量 快，稳定水量约60m3/h。/h，后衰减较2 下煤层下距三灰含水层 和 123 孔）平均60m,远大于安全隔水层厚15m，故不 受其影响。（后符三灰隔水厚度计算）3裂构造工作面相邻的有F3 层落差 板含水砂岩与工作面在同一水平， 由于为挤压断层，导水性较弱。根据巷揭F8（H=0-15m）和东董断层H=0-35m）时，只有少 量淋水出现。在回采前进行探查，以确定其导水性。根据开采设计提供资料，煤层开采要充水因素为顶、底板砂岩，。 砂涌水量预算计算方法：大井法参数选择：I、水文资料：根据设计资料提供，井田内孔3砂抽水，抽水曲线正常，其成果作为涌水量 计算依据。3砂涌水量计算采

9、J-12、J-17孔抽水成果的平均值。II、地质资料33煤层顶板砂岩统称砂根据设计资料提供煤层顶底板砂岩6.5040.32m， 平均28.28m。由于本工作面附近钻孔资料较少（最近钻）和地层冲刷，变相较大砂厚 度采用井田精查地质报告提供平均值进行计算。1302工作面煤层最开采水平算水平，计算面积工作面开采面积相同，其参 数如:H=h1+h2=802+39.25=841.25mh1=-802h2=39.25K=0.05295m/dM=28.28m3砂水位降深开采平砂标高（精查告提数据） 渗透系数初期采区范围砂平均厚度r=F /=227m大井半径R=r+10sK=227+10 0.05295 =2162.8m引用影响半径计算方法：大井法承压转无压公式Q =涌 ）h =00将参代入式得7644m3/d=141 故，3砂正常涌水量141 /h。1、根据水文地质规程导水裂隙带高度计算公式：t=L(rL+8KpH-rL)/4Kpt安全隔水层厚L采掘工作面底板最大宽度）,20r-隔水层岩石容重）,2.5Kp-隔水层岩石的抗张强度）,10H隔水层底板承受的水头压力）,0.841t=15m3 煤层