郓城煤矿矿井防治水情况汇报.docx
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郓城煤矿矿井防治水情况汇报
山东省郓城煤矿
矿井防治水工作情况汇报
山东省郓城煤矿是国家规划建设的巨野矿区七大矿井之一，矿井设计生产能力240万吨/年，服务年限112年，单一水平开拓全井田，矿井采用主、副、风三个井筒立井开拓，主副井表土段采用冻结法施工，冻结深度为590m，风井表土段采用钻井法施工，钻井深度为580m，我矿于2006年9月正式开工建设，2008年12月主井施工到底，主井井底二期工程于2009年3月份正式开工，2009年9月17日三个井筒顺利贯通，截止目前矿建二期工程已施工巷道960余米。
一、井田水文地质情况
根据区域水文地质资料，结合本井田钻孔实际揭露水文地质资料分析，本井田含水层自上而下主要有第四系砂砾层、新近系砂层、二叠系石盒子组砂岩、山西组3煤层顶底板砂岩、太原组三灰、十灰、奥陶系灰岩等含水层，其中对大巷开拓影响较大的含水层为二叠系石盒子组砂岩含水层、太原组三灰、3煤层顶底板砂岩，对煤层开采有影响的含水层主要为3煤层顶底板砂岩、太原组三灰，3煤层顶底板砂岩，另外奥陶系灰岩作为煤系基底含水层，当断层较大时可影响上组煤的开采。
1、第四系砂砾层孔隙含水层和新近系砂砾层孔隙含水层
第四系地层以中、细砂为主,局部有粉砂和粗砂,砂层累厚20～93m,平均51m,中、上部以沙土为主,连续性较好,透水性较强，强富水。
新近系厚338.20～460.40m，平均394.72m，由粘土、砂质粘土和砂砾层相间沉积组成。
砂层以灰白、棕黄色的中、细砂为主,砂层累厚17～134m，平均70m，中、上部砂层较多且连续性好，底部受古地形影响砂层厚度变化大。
两个含水层均通过冻结法穿过，含水层具体水量未实际揭露，但井田内第四系、新近系内的粘土层分布广泛,厚度稳定,隔水层性能良好,阻隔了两个含水层水向深部含水层的渗透补给。
2、二叠系石盒子组砂岩含水层
该组保留不全，主要分布于井田东部，有50孔揭露，含水层为中、细砂岩，砂岩单层厚度2.70～13.70m。
井田内共发现漏水孔24个。
主要漏水点岩性为中、细砂岩及粗砂岩，并多分布于断层及褶曲轴附近，表明了由于构造作用断层两侧裂隙较发育。
本井田的主、副、风检对上石盒子组抽水试验,单位涌水量0.02583～0.1055L/s.m,富水性弱～中等,水质类型为SO4-Na型,矿化度2.578～2.768g/L，本含水层段是目前巷道的主要充水水源。
3、3煤层顶底板砂岩裂隙含水层
为开采3（3下）煤层的直接充水含水层，简称3砂。
主要由深灰、绿灰、灰白色细、中砂岩和粗砂岩组成，其顶板砂岩平均厚度24.14m；底板砂岩平均厚度7.62m；局部裂隙发育，被方解石充填。
井田内有42个孔揭露，有6孔漏水，漏水孔率14%。
井田内进行抽水试验3次（Y-16、Y-23、Y-24号孔），钻孔单位涌水量差异较大,3砂富水性差异较大，局部地段补给条件好、富水性较强的特征。
4、太原组第三层灰岩岩溶裂隙含水层
本层厚1.79～6.30m，平均5.20m，灰、灰褐色，岩芯致密完整，局部具少量裂隙及溶隙，但多被方解石充填。
井田内有41个钻孔揭露三灰，有5孔漏水，进行抽水试验2次（Y-15、Y-20孔），三灰富水性差异较大，浅部或断层附近裂隙发育，富水性中等，深部裂隙不发育，富水性弱。
三灰上距3煤层32.70～79.14m,平均55.92m，三灰是开采3煤层的直接充水含水层。
5、太原组第十下层灰岩岩溶裂隙含水层
井田内19孔揭露，厚2.06～7.45m，平均4.41m。
浅部裂隙发育，局部有溶蚀现象，充填方解石与泥质。
本井田精查阶段未对十下灰进行抽水试验，其富水性有待进一步勘探证实。
由于十下灰与奥灰间距小，十下灰与奥灰间通过断层的影响可发生水力联系，因而十下灰与奥灰之间具有密切的水力联系。
6、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层
井田内有7孔揭露，揭露厚度6.54～52.51m，厚度变化较大，岩性为浅灰至棕灰色,厚层状石灰岩,见有裂隙及小溶洞,有的被方解石充填或半充填，井田内在Y-16孔对奥灰进行抽水试验，单位涌水量0.001955L/s.m，富水性弱,但井田勘探阶段仅作一次抽水试验且揭露钻孔较少，同时其上压盖隔水层薄,静水压力大,因此，奥灰水对开采煤层的威胁程度有待进一步勘探证实。
勘探报告中根据本井田已有资料，结合邻区资料综合分析，确定本井田上组煤直接充水含水层主要为3煤层顶底板砂岩及三灰，富水性弱～中等，地下水补给条件差，因此上组煤水文地质类型确定为裂隙、岩溶类中等偏简单型。
二、建井以来防治水工作情况
由于第四系和新近系含水层均通过冻结法或钻井法穿过，所以井筒施工期间主要面临的水害为石盒子组砂岩含水层水，井筒检查钻施工中对石盒子组中的四层砂岩做了抽水试验，但施工中发现所有石盒子组的粗、中砂岩层均有不同程度的富水，且水量比检查钻预计的大，所以在井筒施工过程中采取了工作面探水注浆的方式穿过含水层，并把含水量较大的6层含水层分别以M1到M6进行了命名，各层位钻孔涌水量见下表。
石盒子组砂岩含水层单孔出水量统计表
含水层名称
底深（m）
厚度（m）
岩性
单孔最大水量（m3/h）
检查钻预计最大涌水量（m3/h）
备注
M1
580.6
34
基岩破碎带
55.5
15.9
该表以主井探水注浆资料统计。
M2
744.2
10
中、粗砂岩
78.5
M3
783.6
8.9
粗砂岩
115.4
41.87
M4
825.3
18.7
粗砂岩
100.56
30.54
M5
867.3
7.8
粗砂岩
78.57
25.20
M6
917.3
4.7
中砂岩
42.34
井筒施工期的防治水工作主要是针对井筒基岩段砂岩含水层，通过科学分析、合理组织，对可能出现较大涌水的岩层段采取了工作面探水注浆，针对深部砂岩孔隙水使用化学浆进行了封堵，使得我矿三个井筒掘砌施工顺利到底。
井筒建设期间主井进行了5次工作面探水注浆，副井、风井分别进行了4次工作面探水注浆。
二期工程开始后先后完成了副井等候室通道探水注浆、副井调车线探水注浆、副井西绕道探水注浆工作，对临时泵房集中出水点、临时水仓集中出水点，等候室通道集中出水点，北翼轨道大巷顶板集中出水点，水仓通道集中出水点进行了疏放。
根据矿井勘探报告和井筒施工的实际揭露地质情况来看，目前矿井建设主要受到石盒子组砂岩含水层水和断层导水的威胁，随着巷道施工的进行，矿井建设还将受到三灰水和三砂水的威胁，下面就目前主要水害威胁程度分析如下：
1、石盒子组砂岩含水层
M5、M6含水层是目前主要影响二期巷道施工的含水层，两个含水层分别位于车场水平的上部和下部，巷道掘进中两个含水层均会揭露，在主井井筒工作面探水注浆中M5含水层位单孔涌水量达78.57m3/h，M6含水层单孔涌水量达42.34m3/h,副井井筒工作面注浆中M5含水层单孔最大涌水量85m3/h，M6含水层单孔最大涌水量58.63m3/h，都与井筒检查孔预计水量相差较大，在二期巷道施工中，M5含水层于临时泵房、水仓通道附近通过构造或锚杆眼揭露，其中临时泵房涌水量最大达到160m3/h，水仓通道涌水量最大达到110m3/h，其他巷道出水点大部分均为M5含水层水，该层对二期巷道工程施工的影响较大；M6含水层已经于3#交岔点附近揭露，出水量不大，主要表现为顶板淋水，目前对二期工程施工影响相对较小。
二期巷道揭露断层构造情况表
名称
性质
落差
产状
红庙断层
正断层
50m
走向北东～近南北，倾向东，倾角70°
FG3-1断层
正断层
0-15m
走向近南北，倾向西，倾角70°
FG3断层
正断层
0-35m
走向北北东，倾向北西西，倾角70°
红庙东断层
正断层
52m
走向近南北，倾向东，倾角70°
FG5断层
正断层
0-25m
走向近南北，倾向西，倾角70°
八里庄断层
正断层
220m
走向近南北，倾向西，倾角70°
2、断层水
根据我矿施工计划，二期巷道施工中还将揭露红庙断层、FG3-1断层、FG3断层、红庙东断层、八里庄断层、FG5断层及若干小断层。
目前这些断层的导水性均未探明。
断层构造情况见上表。
3、三灰水
轨道石门、回风石门、胶带石门三条大巷穿过八里庄断层后将陆续揭露三灰水，三灰是开采三煤层的直接充水含水层，根据《勘探报告》资料，我矿三灰厚约5m，发育裂隙，富水性差异较大，浅部和靠近断层裂隙带处富水性强，深部复水性较弱，大巷揭露三灰时靠近八里庄断层破碎带，预计水量较大，可能对大巷施工造成较大影响。
井田内对三灰进行了二次抽水试验（另附抽水试验综合成果表），预计三灰的正常涌水量为60m3/h。
4、三砂含水层
三砂为三煤层的直接充水含水层，主要为深灰、灰白色细砂岩、中砂岩和粗砂岩组成，局部裂隙发育，富水性差异较大，局部地段有补给条件好、富水性较强的特征。
因此三砂对大巷掘进和三煤层开采有较大影响。
井田内对三砂进行了三次抽水试验（另附抽水试验综合成果表），预计三砂的正常涌水量为356m3/h。
三、矿井总涌水量变化情况
主井到底后，全井筒涌水量约40m3/h，二期工程展开后，随着巷道掘进工作的进行，工作面开始零星出水，多数在2-3m3/h左右，4月初临时泵房揭露一裂隙集中出水实测水量41m3/h，车场西绕道顶板岩层裂隙发育，部分裂隙和锚杆眼出水逐渐增大，临时水仓顶板锚杆淋水也较大，5月临时泵房发生冒顶出水，涌水量较大，最大达160m3/h，全矿井出现第一次涌水高峰，水量约240m3/h，为了安全起见对车场西绕道等候室通道进行了超前探放水。
6月30日等候室西通道开炮恢复掘进，西绕道探水1#、2#孔间歇性放水，探水孔阀门全部关闭时矿井出水约280m3/h，在等候室西通道施工中，围岩硬度较大但竖向裂隙发育，导致顶部和帮部都有不同程度的淋水，其中最大出水点水量约30m3/h，掘进过程中揭露一小断层，出水约40m3/h，矿井涌水量达到第二次高峰约为424m3/h。
9月17日三个井筒顺利贯通，副井、风井井筒涌水均泄入二期巷道，各掘进迎头均有零星淋水点，全矿井涌水升至500m3/h，11月份北翼轨道大巷和副井调车线迎头部分锚杆、锚索眼出水且水量较大，其中北翼轨道大巷迎头出水点水量达60m3/h，且压力较大,副井调车线迎头水量达到38m3/h,临时泵房水量有所减小，其他工作面基本无水，矿井总涌水量达到第三次高峰约为572m3/h。
近期随着副井、风井的施工封底以及井筒壁后注浆结束后，井筒涌水量明显减少，二期各迎头新增出水点不多，二期总水量有所减少，但12月26日水仓通道迎头出水，水量超过110m3/h，至此全矿井涌水量达680m3/h，经过几天的疏放水量有所减小，目前全矿井涌水量在620m3/h左右（另附涌水量变化曲线图和矿井涌水量测量记录表）。
截止到2009年12月31日，二期工程总共排水量超过248万m3。
四、现有临时排水系统情况
目前井下安装有1台D280和6台D125排水泵，临时水仓、临时泵房和井底水窝的储水能力约为2000m3，为进一步保证矿建二期巷道工程顺利进行，计划于2010年1月上旬形成二期巷道临时排水系统，包括单泵额定排水量均为125m3/h的排水泵7台（两台备用），单泵额定排水量均为280m3/h的排水泵3台（1台备用）同时配备能满足水泵正常工作的排水管路及配电设备，并应同工作、备用水泵相适应，满足能够同时开动工作和备用水泵的能力，北翼回风巷和北翼轨道巷卧底形成临水水仓，确保水仓储水能力。
七、目前需要解决的问题
1、井下开拓巷道掘进过程中如何针对石盒子组砂岩裂隙水、断层水、三灰水及三砂水进行探水或注浆？
目前巷道掘进主要穿过石盒子组砂岩，随后还将继续揭露断层、三灰和三砂，我矿目前探水方法主要是采用探水钻机打探水孔进行超前探测，下一步是否应该结合采用物探、化探等手段进行辅助超前探测，对石盒子组砂岩裂隙水、断层水、三灰水和三砂水如何采取行之有效的治水方案。
2、现有排水系统及装备能否满足二期工程施工需要？
目前井下安装有1台D280和6台D125排水泵，总排量达到800m3，临时水仓、临时泵房和井底水窝的储水能力约为2000m3，为进一步保证矿建二期巷道工程顺利进行，计划于2010年1月上旬形成二期巷道临时排水系统，包括单泵额定排水量均为125m3/h的排水泵7台（两台备用），单泵额定排水量均为280m3/h的排水泵3台（1台备用），矿井排水能力预计将达到1200m3，随着二期工程的继续施工，涌水量还可能继续增加，以我们现有的排水系统能否满足二期工程的需要。
3、矿井的正常涌水量与最大涌水量如何确定？
根据勘探报告提供的资料，我矿设计的正常涌水量是456m3/h,最大涌水量为885m3/h,这主要是根据三砂和三灰含水层的涌水量做出的设计，对石盒子组砂岩含水层的考虑较少，而二期工程开工到现在涌水量已经达到680m3/h，随后还将继续揭露断层、三灰和三砂，预计矿井涌水量还将继续增加，因此我矿的正常涌水量和最大涌水量还需要重新确定。
4、永久水仓、泵房在设计上应如何修改、完善，长效防治水机制应如何建立？
目前设计的永久水仓、泵房都是根据勘探报告预计的矿井涌水量设计的，而实际的矿井涌水量将远远超过设计矿井涌水量，所以目前设计的永久水仓、泵房将满足不了实际生产需要，对永久水仓、泵房如何修改、完善才能满足实际需要，同时结合我矿实际未来的长效防治水机制应如何建立。
5、下一步首采区水文地质补充勘探应着重进行那些工作？
我矿水文地质条件复杂，矿井水文地质勘探不足，水文地质资料较少，尚未建立水文长观孔，针对三灰、煤层顶底板砂岩等主要含水层的抽水试验仅有五个孔，且均分布于原设计一采区北部，距离首采面和三条大巷较远，对近期采掘指导意义不大，为了进一步查明首采区内的水文地质情况，2010年，我矿计划对首采区进行水文地质补充勘探，设立水文长观孔并逐步建立地下水动态观测系统。
请各位专家为下一步的首采区水文地质补充勘探、水文长观孔的位置、数量及层位设置，水文孔抽水试验等提出建议。
6、井底车场及采区巷道开拓掘进过程中在防治水工作方面还应注意哪些其他问题？
另附：
1、矿井涌水量变化曲线图及涌水量测量记录
2、临时排水系统图
矿井涌水量变化曲线图
矿井涌水量测量记录
测水日期
矿井涌水量（m3/h）
涌水量变化描述
2009年3月
40
水量主要来自主井井筒
2009年4月12日
78.54
临时泵房右肩裂隙出水最大41m3/h
2009年4月23日
89
主要增加了临时泵房和临时水仓顶板和帮部淋水
2009年4月28日
110
临时泵房和临时水仓和主井西绕道顶板和帮部淋水
2009年5月3日
146
主井西绕道和临时泵房淋水量增加较大
2009年5月14日
240
临时泵房冒顶出水，最大达到180m3/h
2009年6月4日
310
车场西绕道顶板淋水增大，对西绕道探水注浆
2009年6月11日
298.6
西绕道探水期间，各淋水点水量有所减少
2009年7月6日
465
等候室通道淋水较大，一小断层出水约40m3/h
2009年7月27日
424.6
等候室通道和临时泵房内淋水有所减少
2009年8月10日
453
副井水通过钻孔导入二期巷道
2009年9月12日
468
各迎头水量变化不大
2009年9月17日
512
三井贯通，部分副井、风井水进入二期巷道
2009年9月27日
510
水仓方向探水，其他水量变化不大
2009年10月20日
451
风井壁后注浆结束，矿井涌水量减少
2009年10月29日
501
3#交岔点底板、北翼轨道大巷迎头顶板有少量出水
2009年11月6日
572
北翼轨道锚索眼出水，最大达到68m3/h
2009年11月26日
560
各迎头均有少量淋水，
2009年12月26日
680
12月26号水仓通道冒顶出水，水量约110m3/h
2010年1月3日
620
疏放几天后，水仓通道水量有所减小，目前较稳定
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