五号井防隔水煤岩柱专项设计Word下载.docx
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为确保我矿安全生产，特对我矿的防隔水煤柱进行专项设计。
一、矿区开采技术条件及相关水文地质情况
1、矿区开采技术条件
矿区地处南天山南麓中段，塔里木盆地西北缘的中高山区，总体地形为北高南低，西高东低，海拔高程在+2037—+2508m之间，相对高差约400m，区内“V”字型沟谷纵横，陡崖发育，地形较复杂。
矿区可采煤层为两层，即A3及A5煤层，A3煤层平均厚度为3.5m，A5煤层平均厚度为9.6m，这两层煤层倾角为55-75°
之间。
温宿县破城子煤业有限责任公司五号井煤矿属于9万吨改扩建矿井，目前矿井采用主混合提升斜井开拓，矿井井底主要运输水平布置在+1938m水平。
现井下A5煤层+1958m水平东翼布置了一个水平分层走向短壁悬移支架放顶煤采煤工作面；
+1983m水平西翼（从+1938mA3西轨道上山上部）布置了一个回风巷掘进工作面。
根据初步设计及矿井煤层赋存条件及专家组检查审核意见，本矿A3煤层采用伪倾斜柔性掩护支架炮采采煤法；
A5煤层采用走向短壁水平分层悬移支架炮采放顶煤采煤方法。
2、水文地质情况
（1）、区域水文地质概况
煤矿位于库-拜坳陷的西部，该坳陷位于天山地槽褶皱带与塔里木地台两大构造单元的接合部，为一狭长的山间盆地，盆地东西长约400公里，南北宽约80公里。
盆地的北面由泥盆系、石炭系和二叠系的变质安山岩、石英斑岩、花岗片麻岩等组成的中高山区，盆地内则由三叠系和侏罗系砂岩、砂砾岩及泥岩等组成的中低山地形，地形总体呈西北高，东南低，最大标高+2482米，最低标高2271米。
第四系砂砾石层多分布在现代河床及冲沟之中。
盆地内地表水系多呈南北向分布，该煤矿位于木扎特河西部，矿区属于大陆性中低山区气候，其特点是冬季长，夏季短，昼夜温差大，春秋多风，年降水量400毫米，降雨多集中在4-8月份，常形成山洪。
木扎特河常年有水，年迳流量一般在8-300L/s之间，其余为季节性冲沟，仅在每年的雨季和融雪季节才形成短暂水流。
河床及冲沟中沉积有较厚的砂砾石层，受地表水补给，赋存有一定量的地下潜水。
（2）、水文地质分区
该区为燕山构造早期所形成的坳陷，组成的地层主要有上古生界的浅成变质岩、石炭系和二叠系的火成岩，中生代三叠系和侏罗系的沉积碎屑岩，以及第四系堆积物广泛分布于盆地之中。
因此根据区内岩性、地貌和地下水分布特征将该区划分为三个水文地质分区。
1、泥盆系、石炭系和二叠系基岩裂隙水区
该区位于大宛其煤矿区西北部，主要由泥盆系、石炭系、二叠系的沉积碎屑岩和安山岩、石英云母片岩、花岗片麻岩所组成的中高山区基岩裂隙水。
2、三叠系和侏罗系砂砾岩裂隙孔隙水区
该盆地中三叠系和侏罗系广泛分布，由砂砾岩、砂岩、泥岩及煤层组成的倾向东南的单斜蓄水构造，该煤矿区则位于该含水构造的中上部。
地下水主要来自矿区东面的木扎特河的侧向补给和部分大气降水补给，属区域地下水补给。
由于该区岩层孔隙不甚发育，地下水循环条件差，多属弱含水地层。
水质类型为HCO3－·
Cl－－Na＋和Cl－·
SO42－·
HCO3－－（K＋＋Na＋）·
Ca2＋·
Mg2＋。
3、第四系砂砾石层孔隙潜水区
该区含水层主要分布在现代河床、冲沟之中,由砂、砂砾石及亚砂士组成，结构疏松，渗透性强，接受地表水直接补给，水量丰富，为良好含水地层，水质类型为Cl－·
SO42－－Ca2＋·
Na＋。
（3）、区域水文地质条件与矿区地下水关系
该煤矿位于第二水文地质分区的中上部，即倾向东南的单斜蓄水构造的中上部，由于距第一水文分区较远，故与之无直接水力联系，而与第三分区的木扎特河第四系孔隙潜水有直接水力联系。
（4）、井田水文地质
一、井田概况
井田位于天山南麓的木扎特河西部，地势总体呈北高南低的地形，区内最大标高+2326，最低标高+1875米，高差达441米，地形切割强烈，沟谷及冲沟多呈“V”字型，地形坡度多在75°
-85°
之间，区内地层走向近东西向，侏罗系厚层砂岩多形成高耸的山峰和悬崖绝壁，灰黑色含煤地层多形成低凹地形。
地表岩石裸露，植被不发育。
总之该区地形坡度大，排泄条件好，不利于大气降水入渗。
二、以往水文地质工作
1、1993年，新疆煤田地质局物测队普查分队在矿区4.5平方千米范围内进行普查勘探，完成过1：
5000水文地质填图，获得了较丰富的水文地质资料，将矿区含隔水层从老到新进行了划分，并年交了《新疆温宿县破城子煤矿生产地质报告》。
2、2001年煤田地质局综合地质勘查队在该矿西部进行地质勘查工作，，提交了《新疆温宿县破城子煤矿生产地质报告》。
该报告经自治区储委审查通过。
报告详细划分了该区的地层、初步探明其构造、煤层层数、初步探明煤质及储量，
对区内含水层进行了概略性的划分。
三、本次水文地质工作
本次水文地质工作主要利用以往地质资料进行分析，利用工作量见下表：
项目
数量
单位
备注
水文地质填图
1.1
Km2
2001年7月完成
生产矿井观测
4
个
4号、5号、6号（上、下水平）平峒
水文地质剖面
1
条
7勘探线剖面为水文地质剖面
老窑调查
9
1号、2号、3号废平峒及东斜井、地表废窑
泉水观测
喀郎东沟沟口陡坎2处泉
采集水样
3
暗斜井井水、喀郎东沟泉水、木扎特尔河水
四、含水层及隔水层
井田主要煤层均赋存于侏罗系下统塔里其克组，其岩性主要由砂砾岩、粗砂岩、粉砂岩及煤层组成，从现有生产矿井观测，在煤层顶底界均未发现强含水层存在，均以弱含水层及隔水层为主。
现将本区主要含水层及隔水层从老到新分述如下：
三迭系上统小泉沟群（T3xq）隔水层（G1）：
分布于井田北部，为河流三角洲相与河流相形成的巨厚层状的深灰色砂质页岩，夹有灰白色粗砂岩与侏罗系下统呈平行不整合接触。
由其岩性特征构成矿区北界隔水边界。
地层厚度大于200米，未见底。
1、侏罗系下统塔里其克组（J1t）含水层（H1）：
侏罗系下统塔里其克组为河流相及泥炭沼泽相形成的含煤地层，分布于井田北部，岩性为深灰色砂砾岩、煤层、粗砂岩、粉砂岩。
含A3、A5两层全区可采煤层。
含水层（H1）主要含水岩性A3号煤层顶板粗砂岩、A5号煤层顶板砂砾岩层。
5号平峒、暗斜井井下巷道中观测，水是从A3、A5两煤层顶板岩层裂隙中向外渗出。
地层厚度为58.7米，在6线以东地层厚度增至150米。
详见7线剖面图。
与下伏地层平行不整合接触。
2、侏罗系下统阿合组（下段、上段）含水层（H2）：
分布于矿区中部“S”型褶曲向斜南翼和背斜北翼间，呈东西向展布。
岩性以细砂岩、粗砂岩、细砾岩、砂砾岩为主，岩石表面风化裂隙较发育。
该层在喀郎东沟沟底倒转背斜轴部＋2250水平出露一泉水，流量为0.16升/秒，是矿区主要含水层，也是可采煤层的直接充水含水层，地层总厚度为326米，与下伏地层整合接触。
侏罗系中统克孜勒努尔组下段（J2k1）隔水层（G2）：
分布于矿区南部，呈东西向带状分布，岩性以细砂岩及粉砂岩间互层为主，由东向西岩层粒度逐渐变粗。
厚度124.5米。
与下伏地层整合接触。
3、侏罗系中统克孜勒努尔组上段（J2k2）含水层（H3）：
分布于矿区外南部地区，岩性为灰黑色粉砂质页岩，其下部为一厚层状灰白色粗砂岩，在该层即喀郎东沟沟出口陡坎处出露有2处泉水，泉水流量为0.152升/秒，该泉水目前为破城子煤矿生活及饮用水水源。
地层厚度大于100米，未见顶。
4、第四系上更新统（Q3eol）含水层（H4）：
分布于矿区西部山梁或沟谷内，为风积亚砂土，厚度不超过5米，为透水不含水层，与下伏地层不整合接触。
5、第四系全新统（Q4dl）含水层（H5）：
分布于井田东部，沟口附近及山前坡积物，主要为砾石、砂砾石、可见最大砾径80厘米。
一般为4厘米，次棱、次圆状，分选差，厚度0.5－10米，为透水不含水层。
该区褶皱构造发育，断裂构造不发育，根据区内各矿井井下揭露矿井涌水量不大，未发现构造导水情况。
只能在褶皱构造背斜、向斜轴部裂隙发育带以泉水的形式向外排泄地下水。
（5）、地表水与地下水的关系
井田内有一些季节性冲沟，只有在暴雨期才形成短暂的水流。
该水流通过塌陷坑及裂隙带补给地下水。
另北部区外在夏季，雪融水自北向南通过冲沟以明流或地下潜水流形式直接补给地下水。
木扎尔特河为一常年性河流，从区东部自北向南流过。
河谷宽阔，现代河床标高约1864米。
是当地地下水排泄场所，也是矿井充水的主要水源地。
随着矿井开采深度的增加，降落漏斗势必扩展至河漫滩含水层，将导致河水侧向补给，使矿井涌水量增大，这在废斜井的采掘中已得到证实。
（6）、地下水的补给、径流与排泄
本区地下水以河水、大气降雨，北部高山区雪融水补给为主。
地下水自北向南由西向东，顺层间运移，地下水径流条件差，运动迟缓。
井田西部地下水的补给主要以大气降水为主，受季节性控制，补给不充分，故地下水矿化度较高，在暗斜井井底采集水样化验成果可以证明。
该水为氯化物、硫酸盐、钠钙型水，矿化度为1886。
1mg/l。
井田东部地下水的补给主要为木扎特河，水量充沛。
本区地下水除在山谷出口陡崖陡坎处以泉的形式，矿山开采人为排泄以外，在矿区以东3千米处的木扎尔特达里是本区地下水的排泄区。
综上所述，该区地下水以木扎特河、大气降雨补给为主，勘探区充水水源主要为煤层顶底界基岩裂隙水，岩层富水性较强。
因此勘探区水文地质条件为Ⅱ类Ⅱ型，即以基岩裂隙含水层不主，水文地质条件较复杂的矿床。
二、防隔水煤（岩）柱的留设设计
根据煤矿防治水规定中第二章第四节“防隔水煤（岩）柱的留设”规定及附录三“防隔水煤（岩）柱的尺寸要求”，具体对我矿的防隔水煤岩柱留设设计如下：
1、《煤矿防治水规定》第五十一条规定：
相邻矿井的分界处，应当留防隔水煤（岩）柱。
矿井以断层分界的，应当在断层两侧留有防隔水煤（岩）柱。
根据《煤矿防治水规定》附录三第八条第一点规定：
水文地质简单型到中等型的矿井，可采用垂直法留设，但总宽度不得小于40m。
我矿水文地质属复杂型，矿井边界没有断层，因此采用垂直法留设，设计井田边界留设30m的防水煤柱，但相邻矿井之间的井田边界煤（岩）总宽度不得小于40m。
2、《煤矿防治水规定》第五十二条规定：
受水害威胁的矿井，有下列情况之一的，应当留设防隔水煤（岩）柱：
（一）煤层露头风化带；
我矿不存在煤层露头风化带，因此不进行设计。
（二）在地表水体、含水冲积层下和水淹区邻近地带；
矿区内不存在地表水体及含水冲积层，此二项不进行设计。
（三）与富水性强的含水层间存在水力联系的断层、裂隙带或者强导水断层接触的煤层；
根据地质报告及实际采掘情况，我矿没有与富水性强的含水层间存在水力联系的断层，因此本次不进行设计，将来如发现断层要及时进行补充设计。
（四）有大量积水的老窑和采空区；
根据地质报告及实际采掘情况，我矿没有大量积水的老窑和采空区，因此本次不进行留煤柱设计，将来如发现积水区要及时进行补充设计。
（五）导水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或地下暗河；
根据地质报告及实际采掘情况，我矿没有未导水、充水的陷落柱、岩溶洞穴或地下暗河，因此本次不进行设计，将来如发现要及时进行补充设计。
（六）分区隔离开采边界；
根据地质报告及实际采掘情况，我矿没有需要隔离的水淹区，因此不设计煤柱，将来如发现要及时进行补充设计。
（七）受保护的观测孔、注浆孔和电缆孔等。
根据地质报告及实际采掘情况，我矿没有受保护的观测孔、注浆孔、电缆孔等，因此本次不进行设计，将来如发现要及时进行补充设计。
（八）我矿地表历史采空塌陷区较多，近年来我矿加大力度治理地表塌陷区，但往后的日常工作当中还是要加强地表塌陷区管理及地表洪水道管理等工作。
本次设计仅针对我矿A3、A5煤层防隔水煤（岩）柱进行了设计，在矿井生产过程中，严禁在各种防隔水煤柱中进行采掘，严禁破坏各种防隔水煤（岩）柱。
附件：
1、矿井水文地质图
2、矿区范围及井上下对照图
3、矿井采掘工程平面图
4、矿井防隔水煤柱图
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