地质及水文地质预报

金银山煤矿6月份

工作面地质和水文地质预报编制：总工程师:地测科:2011-6-1工作面地质条件工作面范围1801采面位于矿井一采区东部，西部为总回风巷保安煤柱，南部为1803采面（未采区），南部为总回风巷，东为煤矿矿界，采面呈一梯形状，走向平均长215米，倾斜长100米，开采面积21500平方米。采面上部为塘官林场坡地，预计采后对地面造成不同程度的裂缝、地面斑裂等。煤层厚度1.91米，工业储量35.7万吨。二、地质构造金银山煤矿所在地区大地构造位置位于扬子准地台、黔北台隆、遵义断拱、贵阳复杂构造变形区西部，矿区南东部有一区域断裂通过，断裂走向北东一南西向，倾向南东，倾角70°。矿区构造简单，为单斜构造，地层走向近东西，倾向近南，倾角7—10°，平均8°。构造复杂程度属简单类型。该工作面由两巷揭露，地质构造简单，为单斜构造，煤层走向近东西，倾角7—10°，平均8°。构造复杂程度属简单类型。三、水文地质情况】、水文地质条件矿区为低中山峰丛谷地地貌，南高北低，海拔标高1320-1611.3m，最高点位于矿区内南西部哨口，海拔1611.3m，最低点位于矿区外北部冲沟中，海拔1320m，相对高差292.3m，矿区内出露地层主要为煤系地层，一般标高1340-1520m，矿区地侵蚀基准面及最低排泄面位于矿区北部的三岔河，海拔1320m。矿区总体上属中山地貌，矿区内主要煤系，形成较平缓的斜坡，植被较发育。矿区内煤层主要分布标高为+1510-+1140m，煤层最低标高为+1140m,当地侵蚀基准面标高为+1320m；矿井主要可采煤层露头均在侵蚀基准面以上。2、主要含（隔）水层本区出露的地层由新全老分别为第四系（Q），三叠系下统大冶组第二段（二山）、二叠系上统长兴组（P3c）、龙潭组（P3l）、中统茅口组（P2m）。区内岩层的含水性与岩性、构造、裂隙的发育程度密切相关。现将各地层的富水性分述如下：A、 第四系（Q）一弱含水层由残积、坡积物组成，岩性主要为坡积残积粘土、亚粘土、砂土，次为冲积砂、砾石等，厚度一般小于10.00m。主要分布在煤系地层上部的斜坡地带及冲沟、洼地、台阶附近。据钻孔揭穿该地层均无异常情况。其特点是孔隙度大，透水性好，受降雨补给明显，含浅层孔隙水。由于面积、厚度均不大，富水性弱。B、 三叠系下统大冶组第一段（T1d1）-强含水层上部大面积出露于区中南部，岩性以灰白色薄--中厚层状为主，为灰、深灰色薄层灰岩，含泥质条带，夹鲕状砾屑灰岩及页岩，厚140-160m，平均厚150m左右。该段灰岩地表广泛出露，岩溶裂隙强发育、地下岩溶管道发育，很容易接受大量地表降水而转化为岩溶裂隙水和层间岩溶管道水，含水性强。02号钻孔在揭穿该段顶部灰岩时均出现漏水现象，经观测，02号钻孔消耗量为1.40l/s。该层含岩溶裂隙水，为区内强含水层。下部出露于矿区北部，灰、灰黄色薄层状粉砂质泥岩或泥质粉砂岩，厚9.58—28.45m，平均厚19.02m左右。含基岩裂隙水，含水性弱，为区内弱含水层。该弱含水层下距M0煤层58.01-71.86m，平均63.25m。C、 二叠系上统长兴组（p3Q一强含水层出露于矿区北部，由浅灰色、灰色泥灰岩、灰岩组成，富产动物化石岩性为灰色、深灰色、棕灰色厚层燧石灰岩，近层面含有沥青质。厚11.89—18.66m，平均厚13.28m左右。多以陡岩呈条带状产出与下伏龙潭组呈整合接触。含岩溶裂隙水为，区内未见泉点出露，为区内强含水层。该强含水层下距M0煤层50.28-57.42m，平均54.54m。D、 二叠系上统龙潭组（P3/）—较弱--弱含水层出露于矿区北部边界外。岩性为粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、煤、泥岩、泥灰岩等，一般厚140.34m。在团结水库上端见一泉点出露，流量0.221L/s。该组因含粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、煤较多，灰岩等刚性岩石较少，露头风化带透水性差，接受降雨补给能力很差，仅含极弱裂隙水，总体该组含水性较弱。二叠系上统龙潭组（P3l）含煤17层，全区或局部可采煤层4层即M0、M8、M9、M14，其余不可采煤层。本采面回采M8煤层。E、 二叠系中统茅口组（P2m）—强含水层出露于矿区南部外围，岩性主要为灰色中厚层状的灰岩，溶蚀漏斗、洼地、地下暗河、管道发育，含岩溶裂隙水，为强含水层。该强含水层上距M14煤层125.82m。3、邻近矿井和小窑积水情况以及废弃的矿井、小窑老塘积水情况在M0煤层露头附近有3个老窑进行过开采，由于井口垮塌、排水及通风困难等原因停采。M0煤层浅部风氧化带已由老窑采空，面积约11340皿，积水量约20m3o5、 地表水体、断层、裂隙、陷落柱等地质构造的导水性地表水体：矿井范围内无河流、在矿区西北角有一团结水库，水库坝顶标高+1463.20m,最高水位1461m，最低水位1458m，面积0.0171km2,水库容量约17.5万m3。矿区东部水库坝顶标高+1442.0m,最高水位1438m，最低水位1430m，面积0.009975km2，水库容量约15.0万m3。东部堰塘坝顶标高+1428.0m,最高水位1416m，最低水位1415m，面积0.0022km2，东部堰塘坝顶标高+1428.0m,最高水位1416m，最低水位1415m，面积0.0022km2，容量约3.3万m3。南部堰塘坝顶标高+1457.20m,最高水位1451m，最低水位1449m，面积0.0028km2，容量约2.8万m3。一般水量都不大，受大气降水控制。经估算矿井安全开采厚度为330m，矿区煤层上覆岩体厚度达不到安全厚度的要求，开采堰塘和水库等地表水体下的煤层，如不采取安全措施，就导致矿井突水的可能性。1801采面位于上述水体保安煤柱以外，回采不影响上述水体。断层：根据地质勘探资料和巷道掘进揭露情况，采面范围内无断层和裂隙，无大的陷落柱。6、 充水水源根据矿区地形地质、构造、地层含水性、老窑积水性及地表水情况，矿井充水水源分为直接充水水源及间接充水水源两种。A、 直接充水水源a、 地表水区内地表水主要为堰塘和水库。矿区北部的团结水库在M0煤层露头附近，离煤层较近，是矿井突水的水源。矿区可采煤层最大埋深200m左右，煤层倾角8°左右，经估算安全开采厚度为330m，矿区煤层上覆岩体厚度达不到安全厚度的要求，开采堰塘和水库等地表水体下的煤层，如不采取安全措施，就导致矿井突水的可能性。1801采面在地表水体保安煤柱以外，回采不会导致矿井突水的可能性b、 老窑积水：老窑主要分布在矿区北部M0煤层露头附近。当煤矿开采过程中，由于人工裂隙的发育，可能贯通小煤矿及老窑巷道时，小煤矿及老窑积水就会进入矿井，成为矿井的直接充水水源。1801采面在矿区中上部，垂深、平距都较远，回采时无影响。c、 第四系孔隙水：第四系上部堆积体结构松散，孔隙发育，渗透性好，对煤层的开采充水影响较小。d、 龙潭组裂隙水：龙潭组地层本身含有风化、岩溶裂隙水，含水性、导水性弱，一般浅部水量较大，深部水量逐渐变小，但地层厚度大，也不容忽视，为矿井直接充水水源。e、 大冶组第一段上部灰岩岩溶、裂隙水：含岩溶、裂隙水，自然状态下不会对矿井充水，但与含煤地层的直接充水含水层长兴组之间仅受大冶组第一段地层阻隔，当煤矿开采过程中，岩层采矿冒落裂隙波及到该含水层或被断层沟通时，会对矿井充水构成威胁，故大冶组第一段灰岩灰岩岩溶裂隙水为矿井直接充水水源。f、长兴组岩溶裂隙水：长兴组底部距龙潭组 M0号主采煤层厚度为50.28-57.42m，平均为54.54m。根据三下采煤规程，矿区可采煤层最大埋深300m左右，煤层倾角8°左右，经估算安全开采厚度为330m。区内煤层埋深（0—200m）均达不到安全厚度要求。因此，该层是矿井的直接充水水源。B、 间接充水水源a、茅口组灰岩岩溶裂隙水：茅口组灰岩为一强含水层，地下水丰富，地下水径流强烈，该组含水层距离含煤地层下煤组较近，距离M14号煤层底板125.82m，中间为铝土质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩。因此，为煤矿床的间接充水含水层。依据上述采面直接、间接充水水源的分析，采面主要充水水源为第四系孔隙水、龙潭组裂隙水。7、可能发生突水的地点和突水量预计本矿井开采水文地质条件简单〜中等。矿井水防治预防的重点应是采空区积水、雨季渗水。1）在靠近矿区边界、断层附近等有突水危险的地点附近掘进巷道时，应先探后掘，防止突水，并配备相应的探水钻机。2）在雨季之前，对直达地面的地表裂隙要采取措施封填密实，防止大量雨水通过裂隙渗入井下；对地表塌陷坑要回填夯实，保证流水坡度，防止积水渗入井下；对回采冒落后，有可能与地表沟通的地段，尽量避开雨季回采。3）本矿在井下设集中排水仓，并配备排水设备，保证井下涌水能顺利抽排全地表。该矿突水来源主要为采空区积水，M8采空区面积约为202670m3，但积水不多。发生突水淹井危险的可能性不大。该矿必须按照“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则采取探放水措施，杜绝透水事故发生，保证安全。四、采掘工程所采取的防治水措施矿井在采掘过程中必须采取“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采、有疑必停”的防冶水措施，同时坚持“有疑必停”的原则。（1） 矿井应编制矿区水害防治规划、年度水害防治计划和水害应急救援预案，建立水害预测预报制度。（2） 定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图上标出其井田位置、开采范围、开采年限、积水情况等。（3） 针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。（4） 在矿井受水害威胁的区域，进行巷道掘进前，应当采用钻探、物探和化探等方法查清水文地质条件。地测机构应当提出水文地质情况分析报告，并提出水害防范措施，经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后，方可进行施工。矿井工作面采煤前，应当采用物探、钻探、巷探和化探等方法查清工作面内断层、陷落柱和含水层（体）富水性等情况。地测机构应当提出专门水文地质情况报告，经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后，方可进行回采。发现断层、裂隙和陷落柱等构造充水的，应当采取注浆加固或者留设防隔水煤（岩）柱等安全措施。否则，不得回采。井巷在采掘过程中必须掌握前方水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确认安全后才向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程平剖面图上。井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。（5） 采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突出预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。（6） 井下和地面排水设施保证完好，所设沉淀池、水沟要及时进行清理，每年雨季前必须清理一次。每年雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。（7） 矿井雨季前必须进行水泵排水联合试运转，并编制联合试运转报告。（8） 必须先查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，与水力有关的水利工程，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立疏水、防水和排水系统。（9） 严禁在各种防、隔水煤柱中进行采掘活动。（10） 要加强水文地质预测预报工作，提前预测和查清采掘工作面前方“断层、裂隙、陷落柱等构造导水性”的基本情况，以便提前采取针对性的防治水措施。（11） 当矿井开拓到设计水平后，只有在建成防、排水系统后，方可开始向后突水危险地区开拓掘进。（12） 矿井应当观测“三带”发育高度，当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。五、瓦斯情况根据贵州省煤炭管理局文件（黔煤行管字〔2005〕245号）“对安顺市煤矿2005年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”、（黔煤行管字〔2007〕70号）“对安顺市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”、（黔煤行管字〔2007〕488号）“对安顺市煤矿2007年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”结果，本矿井属低瓦斯矿井。参考两巷掘进时瓦斯、二氧化碳涌出情况以及《安全专篇》预测计算，预计1801回采工作面相对瓦斯涌出量为6.68m3/t，绝对瓦斯涌出量1.91ms/min。预计瓦斯、二氧化碳对本工作面回采影响不大。六、影响回采的其它因素一）、根据贵州省煤田地质局实验室2004年5月13日提供的“安顺市西秀区蔡官镇金银山煤矿煤尘爆炸性鉴定报告”，本工作面煤尘无爆炸性。鉴定结果详见下表煤尘爆炸性鉴定报告表煤层工业分析（％）爆炸性试验爆炸性结论水分(Mad)灰分(Ad)挥发分（Vdaf）焦渣特征火焰长度（mm）抑制煤尘爆炸最低岩粉量（%）M82.9712.028.81200煤尘无爆炸性M92.7418.906.61200煤尘无爆炸性M142.4514.888.35200煤尘无爆炸性二）、根据贵州省煤田地质局实验室2004年5月13日“安顺市西秀区蔡