苏村矿年度水文地质预报.docx

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苏村矿年度水文地质预报

山西华润联盛苏村煤业有限公司

2013年度矿井水文地质预报

编制单位：

地测科

编制日期：

二○一三年一月二日

审批程序

单位

审批人

审批日期

审批意见

编制

王志杰

2013.1.2

地测科长

地测副总

生产矿长

通防矿长

安全矿长

总工程师

2013年度矿井水文地质预报

一、2013年计划生产布局

2013年度采掘工程将分布在一采区、二采区和三采区。

开拓工程为二采区西翼5上、6煤和10煤的开拓工程；回采10313、5101及6101综采工作面。

接续准备工作面为10105、5102及6102综采工作面。

二采区六煤西翼运输和轨道大巷跟六煤顶板掘进，五煤西翼回风大巷跟五煤顶板掘进，为开拓大巷，工程量均为900米左右；二采区5201和6201首采工作面进行掘进工作，工程量分别为3450米、3350米。

三采区进行回采工作。

一采区10105工作面进行掘进工作。

五煤、六煤采区大巷进行喷浆工作；采区变电所、注氮硐室和避难硐室进行安装亮化工作。

三月底矿井进行联合验收工作，9月份进行大验收工作。

二、地面防治水

1、本井田地处晋西北黄土高原，为温带大陆性气候，四季分明，周夜温差大，冬季少雪，春季多风，夏季雨量集中，秋季阴雨天较多，年降水量为537.8mm（1956-1984年）,年最大降水量811.5mm（1964年）,年最小降水量326.9mm。

降水量多集中在7、8、9三个月内，年蒸发量1482-1491mm，蒸发量大于降水量，最高气温32.5℃,多出现在7月份,最低气温-21.7℃,多在1月份。

11月份结冰,次年3月解冻,最大风速日平均3.1m/s。

井田内地表水体不发育，南川河为常年性水流，据1957、1958两年观测资料，流量为0.1——42.7m3/S，最高洪水位2m（矿主、副井、风井口标高和主要建筑物标高均高于最高洪水位），该河原为泄洪道，现在已建河槽。

区内除采空塌陷区积水外，无其它地表水体。

因此，雨季期间不会发生洪水倒灌井口现象。

2、地面防治水措施

加强对井田内地表低洼区和煤层露头区段易积水部位的工程治理及井下防隔水煤柱的留设，必须经常检查矿区地表是否存在导水裂隙或其它导水通道（河沟、煤层露头渗漏、河床塌陷等），如发现裂隙及其它导水通道，应及时将其回填密实；通过对地表裂缝进行填埋处理，减缓雨季降水进入矿区的速度和水量。

并对井田内的河沟进行全面调查。

雨季加强地表河流和地表积水区及塌陷区的巡查工作，发现异常及时采取措施，确保矿井安全。

生产中必须采取相应防范措施。

防止水害发生。

1）矿要建立地面降水量观测站及矿区主要河流、排洪道、塌陷区水位观测站，并做好记录及时建立档案。

2）矿井要编制雨季三防工程计划和汛区防治水预案，要储备足够的防洪抢险物资。

当矿区发生汛情，最高洪水位超过井口标高，应在井口四周用沙袋、水泥打上临时水坝，防止洪水进入井口。

3）水泵，水管、闸阀排水用的配电设备和输电线路，必须经常进行检查和维护。

每年雨季前，必须全面检修一次，并对全部工作水泵和备用水泵要进行一次联合排水试验，要保持排水系统可靠畅通。

4）井下水平的水仓应经常保持足够的容积，实际容水量不小于设计容积的75%，水仓淤积应及时进行清理，机电科负责监督，生产科负责安排落实；各水平的水泵房必须有工作、备用、检修的水泵，排水管路不少于两趟，且随时保持一空仓备用，机电科应严格执行；各水平的水仓入口应建立沉淀池和测水站，地质人员每月进行一次观测。

水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，应及时清理，每年雨季前必须清理一次。

生产科负责安排落实。

三、井下水防治

5上煤层直接充水含水层为二叠系下统山西组砂岩含水层，本组主要含水层为3号煤层与4号煤之间的中粒砂岩，富水性较差，水质类型为SO42-.HCO3——Ca2+.Mg2+.Na+。

5上号煤层受采掘破坏或影响的主要含水层是二叠系上、下石盒子组、山西组碎屑岩类裂隙含水层。

属弱富水性含水层。

煤层顶板上部砂岩裂隙水，以排水为主，易于防治。

10煤层直接充水含水层为石炭系上统太原组灰岩、砂质含水层，本组中有L5、K2、L1三层灰岩，L5灰岩为6煤直接顶板，其平均厚度L5为2.9m，K2为2.4m，L1为8.2m中间多隔以细砂岩和砂质泥岩等，间距在l0m以内。

L5灰岩厚度小，岩芯较完整，含水相对较弱；K2灰岩中有溶蚀裂隙，其间多充填炭屑，裂隙面凸凹不平，为灰岩中相对富水的一层；L1灰岩节理裂隙发育，并具有溶蚀现象，灰岩间有泥岩或炭质泥岩相隔，富水性也较弱，属弱含水层。

间接充水含水层为煤层底板奥陶系灰岩含水层。

只有井田西部部分10号煤层底板低于奥陶系灰岩台冰层水位标高。

本区基本不受奥陶水影响。

奥陶系灰岩属强含水层。

10号煤层上部为一层稳定的细粒砂岩，厚约5～15m，泥质胶结，其含水性比山西组砂岩含水层差，故其厚度虽大，也为弱含水层。

间接含水层为奥陶系中统岩溶裂隙含水层。

本组含水层区域上属于柳林泉域，柳林泉位于本区西二十余公里的柳林城附近，流量2.5～3.5m3/s，出露标高801m左右。

奥陶系中统峰峰组岩性以石灰岩、白云岩为主，夹泥灰岩、泥岩、石膏，为相对弱含水层。

本区含水层主要为上马家沟组，该组岩溶裂隙发育，为强含水层。

据金春—乔家湾精查勘探区资料，当灰岩埋藏深度大于347ｍ时，其裂隙及岩溶极不发育，钻进时水文钻孔基本无变化。

当灰岩埋藏深度小于267ｍ时，岩层裂隙及岩溶颇为发育，钻进时水位突降，冲洗液消耗量显著增大或完全漏失，说明含水性显著增强。

位于本井田工广内水源井于2011.5.20始至2011.8.1终孔，终孔层位奥陶系中统下马家沟组。

井口标高：

1145m，水井深度789.08m，落底标高：

356m；静水位埋深346m，水位标高：

799m，预计本井田内奥陶系水位标高最高为800m左右。

于井田地质报告提供的本井田西部边界以西1219.50m的中钢阳坡苑水源井，由山西地宝能源有限公司施工，于2010年1月20日成井。

经钻探揭露，含水层位于672～680m和762～783m之间（奥陶系中统上马家沟组灰岩）岩溶裂隙含水层。

水源井井口标高：

1038m，水井深度800.25m，水位标高：

803m，据此，推测本井田内奥陶系水位标高最高为810m左右。

总之，矿区主要含水层中，太原组灰岩和奥陶系灰岩含水较丰富，对开采影响较大，其它含水层富水性差，含水微弱，对开采影响很小或无影响。

（一）水害分析

1）老空（老硐）水

老空水是开采煤层顶底板，“导水裂隙带，底板扰动带”内砂岩裂隙水，释放后残余的流动水、采空区低洼处积存的水体及巷道内不能自缢的老硐水。

老空老硐水赋存处同一煤层内及相邻斜上方采区或上覆煤层采后的老空内。

一采区开采主要防与苏村煤矿整合的青篙矿采空区的老塘、老峒水及老苏村矿采空区的老塘、老峒水。

三采区开采主要防与苏村煤矿整合的七头山矿采空区的老塘、老峒水。

二采区开采5上、6煤主要探放本井田内原开采的4煤层采空区积水。

6号煤层直接顶板为L5灰岩，根据掘进情况看为弱含水层，10煤层直接充水含水层为其顶部的细粒砂岩含水层，为弱含水层。

6号煤层开采时，其放顶导水裂缝带高度计算公式为：

Hh=100ΣM/（1.2ΣM+2.0）+-8.9或Hh=30√ΣM+10（坚硬覆岩），计算结果，6号煤层开采放顶导水裂隙最大高度为45.4m，基本上导通了山西组地层中的大部分含水层；10号煤层开采时，其放顶导水裂缝带高度计算公式为：

Hh=100ΣM/（1.6ΣM+3.6）+-5.6或Hh=20√ΣM+0（中硬覆岩），计算结果，10号煤层开采放顶导水裂隙最大高度为51.8m，基本上导通了其上部的L1、K2、L5灰岩含水层，尽管三层灰岩为弱富水层，但无疑会使其矿坑涌水增大。

据调查，本井田存在多处采空积水区，4号煤层采空区积水，10号煤层采空积水，5上、6号煤层尚未开采，无采空积水。

由于采空积水区大部位于煤层倾向的高处，对本井田煤层开采有一定的影响，必须坚持“有掘必探，先探后掘，先探后采”的原则。

分析：

由于上述6号煤层放顶导水裂隙最大高度为45.4m,而6号煤层与4号煤层的层间距仅有23m，所以6号煤层开采形成采空区后，4号煤层采空积水大部分会顺导水裂隙渗流至6号煤层井巷，应做好治理工作；同理，10号煤层开采放顶后，其导水裂隙带高度为51.8m,远大于它与6号煤层之间的层间距35.75m，所以，随着10号煤层的开采，6号的采空积水，会延导水裂隙带，渗流至10号层，使矿井水涌水量增大。

5上、6煤在开采过程中应首先探放4煤采空区积水及查明相邻矿井4煤和6煤开采情况，防止其越界开采。

2）10煤底板防奥陶系灰岩水：

根据井田水源井资料，推测本井田奥灰水位标高为810m。

井田内10号煤层最低底板标高为790ｍ，最高底板标高为1160m，6号煤层最低底板标高为826m，最高底板标高为1196m，6号煤层不受奥灰水的影响。

井田西部边缘10煤层底板标高局部低于奥灰水水位标高。

按《煤矿防治水规定》中突水系数计算公式计算10号煤层底板突水系数。

Ts=P/M

式中：

Ts—突水系数（Mpa/m）

P—隔水层底板承受的水压（Mpa）。

井田西部边缘0.2Mpa。

M—底板隔水层厚度（m）。

本井田为60m。

Ts=

=0.003就全国实际资料看，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m，正常块段不大于0.1MPa/m。

计算结果表明，10号煤层底板最大奥灰突水系数值小于0.06MPa/m，因此，带压区10号煤层危险性较小，但应注意构造裂隙沟通引发奥灰突水的可能性。

3）矿井边界水：

与我矿相邻矿井北有中钢沈家峁矿及后洼煤矿，西有朱家店煤矿及山西鑫龙煤源有限公司，矿井在回采时与矿界各留设50米保安煤柱，上述矿井如不越界开采我矿将无边界水的威胁。

4）钻孔水：

矿井范围内勘探钻孔，由于矿井没有孔斜及封孔等资料，工作面在掘进或回采过程中防止揭露钻孔，钻孔没有封闭或封闭不好导通含水层水。

引起导水或突水。

5）断层水：

我矿经地质勘探和井下巷道揭露的大中断层有9条，但小断层较发育，见断层后曾发生淋水与少量出水，在今后的采掘中揭露落差5米以上的断层，应防止与含水层导通，防止可能会发生涌水或迟到突水事故。

6）防探陷落柱水：

三采区揭露3个范围大小不等的陷落柱。

证明有陷落柱发育条件。

采掘过程中要防陷落柱导水。

（二）水害防治措施

1、预防老塘、老硐水：

1）一采区开采主要防与苏村煤矿整合的青篙矿老塘老峒水及老苏村老塘老峒水。

二采区采掘过程中要防4煤老空积水及相邻矿井老空积水；三采区开采主要防与苏村煤矿整合的七头山矿老塘老峒水及相邻矿井老空积水。

2）在开拓、开采之前，查清采、掘工作面上、下及周围的老空（老硐）分布，积存水量范围和水量大小，水压大小，填绘在采掘工程平面图上，并绘出积水线、警戒线和探水线。

用钻机探放老空（老硐）水，按规定编制探放水工程设计及施工技术安全措施，坚持“有掘必探，先探后掘（采）”的探放水原则，认真组织实施。

坚持物探先行，钻探验证，化探跟进。

3）在采掘过程中要根据月度生产计划逐头面进行分析排查，及时发出水害通知单，并报告调度室及有关单位。

水情水害预报应做到月有月报、季有季报、年有年报。

预报的内容包括水情及处理意见。

2、10煤开采防奥陶系灰岩水：

苏村煤矿开采10煤，是否受底板奥陶系灰岩溶隙承压含水层的威胁，关键是研究10煤与奥灰之间隔水岩层的间距，奥灰富水性及承压水头值，是否存在“带压开采“的问题，根据《煤矿防治水规定》附录五公式

（2）计算就全国实际资料看，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m，正常块段不大于0.1MPa/m时是安全的。

我矿在防治底板灰岩水时，已针对10煤开采进行初步计算，突水系数Ts=0.03MPa/m，初步确定810m水平以上10煤底板正常块段，在无切穿与奥灰发生水力联系的导水断裂带，无隐伏导水陷落柱的水文背景条件下，进行采掘活动是安全的。

10煤工作面在确定“承压含水层与开采煤层之间的隔水层能承受的水头值大于实际水头值时，应用井下电法物探，查清工作面是否有隐伏的断裂构造与隐伏陷落柱，有异常点或异常区，要制定安全措施，保证安全开采。

10煤在掘进过程中前方要过大断层时，应先用钻机对断层进行打钻探清断层是否导水。

10煤采掘工作面附近有钻孔时，应先查明钻孔的落底层位是否到奥陶系灰岩，在查封孔资料，查清钻孔的封孔质量，如果钻孔落底层位为奥陶系灰岩，并且封孔质量良好，为保险期间也应用钻机对钻孔进行打钻探水，确保无水害威胁后方可施工。

10煤工作面在形成后，将要回采前应与科研院校进行底板岩石力学试验，评价其隔水性能，同时要进行物探工作。

3、防钻孔水：

1）我矿钻孔没有封孔等资料，因此，一定要高度重视钻孔水对采掘活动的威胁。

为防止钻孔突水，应对采掘范围内的有穿越煤层顶底含水层的钻孔，核查其封孔报告或封孔资料，或者未封孔或封闭不良的钻孔，分类进行统计，建立台帐，分析对采掘生产的威胁程度。

2）在矿井充水性图上把所有钻孔全部标注出来，对水位观测孔要做好标记。

3）在采掘工作面接近钻孔时，地质测量部门应提前30米书面通知有关单位。

设计过程中应尽可能地避开钻孔，不能避开的应留有足够的隔水煤柱。

4）对已失去价值的钻孔，若能重新进行封堵的要进行封堵。

4、防相邻矿井水

我矿四周相邻的矿井较多，因此我矿与相邻矿井与之间都按规定留有足够的煤柱。

采掘过程中在接近边界时，必须用钻机超前进行探水，防止相邻矿井越界开采。

5、预防断层水

（1）根据以往的地质资料核准断层位置、产状，分析断层带导水性及其两盘含水层的富水性，并在平面图、剖面图上确定断层与采掘工作面的空间几何关系。

（2）巷道通过导水或可能导水断层前，应编制专门探放水设计及施工安全技术措施，经审批后认真组织施工。

（3）当井巷通过含水或导水断层时，要严防来压冒顶突水或迟到突水，应采取加强支护，注浆等防水措施。

6、防探陷落柱水

陷落柱包括实际陷落柱和拟视陷落柱。

对预测或采掘工程揭露的陷落柱，应做出平面、剖面图，分析其空间展布形态，并采用物探、钻探或巷探等综合手段查明陷落柱的赋存形式及充填物、密实程度、含水性、水压、水质、水温、补给水源等特征。

探测陷落柱时应尽量使用物探方法，必须采用钻探或巷探时应制定专门的技术措施报公司审批。

对开采太原组煤层以及山西组底组煤层有陷落柱发育史的在工作面回采前应探查煤层底板有无隐伏陷落柱。

根据陷落柱的水文地质特征，原则上应按导水陷落柱留设足够的保护煤柱，不得在柱体内进行任何采掘活动。

对掘入陷落柱的巷道，应砌挡水墙封闭注浆堵实，防止迟到突水。

四、防治水措施：

1、技术科做好月度水害的预测预报，每月对矿井水害进行一次排查，写进安全生产计划内，当月认真执行。

水害预报要及时、全面、可靠，对某些可能造成重大事故的或有透水和水害险情，应及时发出水害通知单。

2、矿井所有采掘工作面必须坚持“有掘必探，先探后掘（采），边探边掘”的防治水原则。

3、若需打钻探放水时，必须制定探放水设计，预算出探放水的水压和积水量，留足安全打钻距离。

4、掘进巷道接近积水区时，在积水区外用醒目线条标出积水线、警戒线和探水线。

5、各采掘作业规程中要明确水灾的避灾路线，并在井下现场各转点及交岔点明显处标明避灾方向。

6、雨季由生产科成立抗洪抢险领导小组和抗洪抢险队，矿长任总指挥；技术科制定防洪预案并严格执行；

7、在雨季期间，防洪小组应经常到地面塌陷区现场勘察，发现问题及时处理，防止积水和导水。

8、矿井在雨季来临之前必须组织大泵联合试运转工作，确保排水系统可靠。

五、矿井构造预报

1、10313工作面在掘进过程中共揭露4条断层，其中对工作面回采影响较大的断层为F4正断层，该断层在10313运输顺槽测7点前25米处揭露，产状为：

F4：

270°∠68°H=7.0m，走向与工作面正交，对盘为上升盘，揭露的岩性为煤层老底深灰色粉砂岩，预计向工作面延伸落差有逐渐减小的趋势，对该面的回采有较大影响。

在10313回风顺槽测8点前19米处揭露一正断层，产状为：

Fe3：

330°∠50°H=4.0m，对盘为上升盘，煤层未断开，对该面的回采有一定影响；在10313运输顺槽测7点前48米处揭露一正断层，产状为：

Fe7：

145°~160°∠65°H=2~3.5m，对盘为下降盘，对该面回采具有一定影响；在测9点前19米处揭露一正断层，产状为Fe8：

160°∠65°H=2.5m，对盘为下降盘，煤层未断开，与工作面斜交，对该面回采影响不大。

处理措施：

1）揭露断层时加强断层附近支护和顶板管理。

2）见断层后视断层产状情况，采取破底或下压找煤回采。

保证工作面顺利推进为宜。

3）预计底板抬起较多，可以放松动炮等措施回采。

4）及时下发断层预报通知单，工区要制定切实可行的过断层措施并经审批后贯彻执行。

2、6101工作面在方面过程中实际揭露6条断层，均为正断层，其走向与工作面斜交，与工作面夹角40°左右。

6101回风顺槽揭露的FL1断层是从六煤轨道巷及运输巷延展而至，从该巷开口处向前延展30米左右，其产状为：

FL1：

285°∠60°H=2.8m；测7点前43m揭露FL2断层，其产状为：

FL2：

170°∠60°H=1.8m；测8点前10m揭露FL3断层，其产状为FL3：

145°∠65°H=1.3m；测10点前38m揭露FL4断层，其产状为FL4：

290°∠55°H=1.6m。

6101运输顺槽测4点前4m揭露FL6-1断层，其产状为FL6-1：

323°∠60°H=1.2m。

预计该断层向工作面延伸落差有逐渐减小的趋势,但对回采将造成一定影响。

处理措施：

1）由于6煤煤层较薄，所揭露的断层基本都造成煤层断开，回采过程中遇断层后，原则要平推应过，但要根据其产状情况，要尽量少破顶板和底板岩石量，保证工作面顺利推进为宜。

2）及时下发断层预报通知单，工区要制定切实可行的过断层措施并经审批后贯彻执行。

3、5101工作面在方面过程中实际揭露12条断层，均为正断层，其走向与工作面斜交，与工作面夹角50°左右。

其中5101回风顺槽揭露6条断层：

测3点前16m揭露FW3断层，其产状为：

FW3：

290°∠60°H=0.9m；测4点前35m揭露FW4断层，其产状为：

FW4：

255°∠60°H=1.0m；测6点前33m揭露FW5断层，其产状为FW5：

250°∠50°H=0.8m；测7点前26m揭露FW6断层，其产状为FW6：

160°∠60°H=1.3m，测8点前23m揭露FW7断层，其产状为FW7：

37°∠50°H=1.3m；测8点前44m揭露FW12断层，其产状为FW12：

207°∠50°H=0.6m。

5101运输顺槽揭露2条断层：

测5点前13m揭露FW1断层，其产状为FW1：

325°∠60°H=1.0m；测6点前49m揭露FW2断层，其产状为FW2：

124°∠50°H=0.8m。

5101切眼从5101运输顺槽算起，6m处揭露FW8断层，其产状为FW8：

107°∠50°H=0.9m；66m处揭露FW9断层，其产状为FW9：

60°∠78°H=1.0m；78m处揭露FW10断层，其产状为FW10：

342°∠78°H=1.0m；105m处揭露FW11断层，其产状为FW11：

105°∠50°H=0.6m。

预计该断层向工作面延伸落差有逐渐减小的趋势,但对回采将造成较大影响。

处理措施：

1）由于5煤煤层较薄，所揭露的断层基本都造成煤层断开，回采过程中遇断层后，原则要平推应过，但要根据其产状情况，要尽量少破顶板和底板岩石量，保证工作面顺利推进为宜。

2）及时下发断层预报通知单，工区要制定切实可行的过断层措施并经审批后贯彻执行。

4、5、6煤西翼回风、轨道和运输大巷前方预计揭露FN2、FN1两条正断层，该断层是从南回风、轨道大巷及运输大巷延展而至，其产状分别为：

FN1：

320°∠45°H=3.0m，FN2：

330°∠50°H=3.0m。

该断层走向与本巷道呈斜交，对掘进将造成较大影响。

处理措施：

1）揭露断层后均按15°下山掘进，见煤层顶板后，跟煤层顶板正常掘进。

2）严格按设计及中腰线施工。

要制定切实可行的过断层措施。

5、10105运输前方预计揭露FL10、FL11两条正断层，该断层是从6101回风顺槽延展而至，其产状分别为：

FL10：

338°∠80°H=5.0m，FL11：

148°∠76°H=8.0m。

该断层走向与本巷道呈斜交，落差有逐渐减小的趋势，对掘进将造成较大影响。

处理措施：

1）揭露FL10断层后平掘遇FL11断层后按10°下山掘进，见煤层底板后，跟煤层底板正常掘进。

2）严格按设计及中腰线施工。

要制定切实可行的过断层措施。