梅河煤矿六井隐蔽致灾因素普查报告.docx

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梅河煤矿六井隐蔽致灾因素普查报告

煤矿

六井隐蔽致灾因素普查报告

梅河煤矿

六井隐蔽致灾因素普查报告

前言

北京神龙安科技术发展中心受辽源矿业（集团）有限责任公司梅河煤矿（以下简称“梅河煤矿”）的委托,承担梅河煤矿一、二、三、四、六井隐蔽至灾因素的普查工作，根据验收评审工作的需要，我中心成立了梅河煤矿隐蔽至灾因素普查专家组。

专家组成员由地质、采煤、一通三防和安全管理等４名专家组成，于2014年6月30日至7月4日开展了梅河煤矿一、二、三、四、六井隐蔽至灾因素的普查工作。

梅河煤矿矿井隐蔽至灾因素普查工作主要依据《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》（国办发〔2013〕99号）和《煤矿地质工作规定》（2013年）及梅河煤矿矿井相关资料进行的，通过普查，查明梅河煤矿六井存在采空区、封闭不良钻孔和未封钻孔、断层为、瓦斯富集区、导水裂隙带、地下含水体、煤层自燃、煤层顶板灾害为本矿的隐蔽致灾因素等为矿井的隐蔽致灾因素。

继而形成了《辽源矿业（集团）有限责任公司梅河煤矿六井隐蔽至灾因素普查报告》。

在梅河煤矿隐蔽至灾因素的普查工作过程中得到了梅河煤矿、六井领导及相关工程技术人员的大力支持与积极配合，在此一并表示感谢！

报告基准日为：

2014年7月5日。

1．目的、任务、要求及编写依据

1.1目的

全面普查煤矿存在的隐蔽致灾因素，有针对性的制定措施，做到隐蔽致灾因素清晰明确，防范措施全面有效，从根本上遏制事故的发生。

1.2任务

查明影响煤矿安全生产的各种隐蔽致灾因素，为制定防治措施和做好相应的预测预报工作提供依据。

1.3要求

重点查明本矿的“采空区、废弃老窑（井筒）、封闭不良钻孔，断层、裂隙、褶曲，陷落柱，瓦斯富集区，导水裂缝带，地下含水体，井下火区，古河床冲刷带、天窗等不良地质体”等隐蔽至灾因素。

1.4编写依据

（1）《关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》（国办发〔2013〕99号）

（2）《煤矿地质工作规定》2013

（3）《煤炭煤层气地震勘探规范》MT/T97-2000

（4）《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215-2002

（5）《煤炭电法勘探规范》MT/T898-2000

（6）《地面瞬变电磁法勘探规范》DZ/T0187-1997

（7）《煤矿水害防治规定》。

（8）梅河煤矿六井相关资料

2.矿井概况

2.1位置交通、自然地理、与四邻关系

2.1.1位置与交通

梅河煤矿六井是辽源矿业（集团）有限责任公司梅河煤矿基本生产矿井之一，属国有企业，位于吉林省梅河口市中和镇栾堡村，距梅河口市中心30km。

（见交通位置图2.1-1）。

矿区有专用铁路线与沈吉线铁路黑山头火车站相接，交通十分方便。

矿区地理坐标为：

东经125°26′20″，北纬42°27′40″。

图2.1-1交通位置

2.1.2自然地理

2.1.2.1地形、地貌及水系

本地区位于梅河断陷盆地西南部区内，地形为丘陵和河谷阶地。

该井田地处大柳河南岸的二级阶地上。

地表为丘陵地貌，其北部为大柳河冲积平原的一级阶地，地势低洼平坦，地面标高为＋350m左右，最高处为＋375.5m。

井田范围内，由于本井的二层煤开采后形成的塌陷坑原有7个，其中最大直径12m，最小直径2～7m，现已全部回填。

地表水系分布：

该井田地表有磨盘山水库人工水渠及刘家堡小河，经井田东西部，最后流入大柳河。

刘家堡小河，河水最高洪水位+349.0m，流量2.58m3/s，水渠每年5月来水到9月下旬停水，地表多为农田和山地。

天然降雨和水渠的补给对井下涌水量，影响不明显。

本地区为大柳河水系。

大柳河位于矿区北部约5km处，河宽100～180m，向东北经梅河口市、辉南县流入辉发河，最后汇入松花江。

因其在一级阶地通过，对矿床充水无直接影响。

历史最高洪水位为：

349.0m。

2.1.2.2气象及地震

井田年平均气温5.4℃，7月最暖平均气温22.40℃，1月最冷平均气温-16.40℃，极端最高气温36.10℃极端最低气温-38.40℃。

年平均降水量701mm，5～9月平均降水量571.1mm，占全年降水量的72%，年湿润系数为1.09，属湿润区；年平均日照时数2486.3小时，太阳辐射总量118.695千卡/平方厘米；年平均风速2.9m/s。

四、五月份是大风季节，多西南风；初霜日平均日期9月24日，终霜日平均日期5月11日，无霜期平均为135天。

地震资料未详，1975年海城地震、1976年唐山地震曾波及该区，但震感不强，对井田及建筑物无影响。

2.1.2.3井田境界

辽源矿业（集团）有限责任公司梅河煤矿六井井田范围由20个拐点圈定，各拐点坐标如表2-1井田范围拐点坐标表

表2-1井田范围拐点坐标表

点号

X坐标

Y坐标

点号

X坐标

Y坐标

1

4692635.49

42460983.12

11

4693174.49

42460228.11

2

4693146.49

42461872.12

12

4692873.49

42460102.11

3

4693515.49

42462084.12

13

4692781.49

42460129.11

4

4693975.50

42462420.12

14

4692477.49

42460065.11

5

4694165.50

42462328.12

15

4692427.49

42460014.11

6

4693637.49

42461388.11

16

4692418.49

42460046.11

7

4693380.49

42461138.11

17

4692259.49

42460003.11

8

4693603.49

42460856.11

18

4692229.49

42460373.11

9

4693469.49

42460493.11

19

4692343.49

42460383.11

10

4693265.49

42460173.11

20

4692475.49

42460644.11

开采深度：

由300m至-200m标高。

2.1.3与四邻关系

梅河矿六井东部有梅河二井（生产井），西部有六三井（生产井）和五井（关闭井）。

井田内范围内有新兰井、兴达煤矿、兰堡煤矿、县矿小井等废弃矿井。

2.2煤矿及周边老窑、老空区分布及相邻煤矿生产情况

梅河煤矿六井从1983年投产至今，现生产水平已至-100m水平，从+300～-100m各个水平经开采形成大范围的采空区，虽然巷道按走向布置，但个别地段标高并不完全一致，同时由于巷道冒落，所以采空区内会有积水存在。

五井于1999年停产，位于梅河煤矿六井井田左翼北西方向，距梅河六井最近点240m，开采最低标高+102m，对+200m水平进行了封闭。

现五井涌水量为39m3／h，五井+200m水平以上积水由梅河六井进行排水。

新兰井：

新兰井于1999年报废，标高+200m水平有一巷道涌水进入梅河矿，涌水量为25m3／h。

兴达煤矿：

兴达煤矿建井时间1997年，全井涌水量为57.5m3／h，该井井田边界与辽源矿业（集团）公司梅河矿六井水平间距为200m。

兰堡煤矿：

兰堡煤矿建井时间1995年，全井涌水量为0.3m3／h，位于辽源矿业（集团）公司梅河矿六井井田左翼。

县矿小井：

县矿小井在六井建井之前就已经废弃，井田范围海龙水渠西北100m处，走向长600m，南北宽400m，开采煤层为一层煤，开采水平为+300m以上。

2.3矿井地质、水文、瓦斯及工程地质条件

2.3.1矿井地质条件

2.3.1.1地层和含煤地层

本区地层由前震旦系的变质岩，白垩系的赤色岩层、第三系含煤地层及第四系地层等组成。

其中前震旦系在煤田两侧有部分出露，其余全被第四纪地层所覆盖。

含煤段（E2）：

有泥岩、砂岩和煤层组成，偶夹薄层砂岩砾岩，含可采煤5层，煤层较稳定，厚度变化不大。

2、3、4、5、9层煤全区发育。

泥岩段、上含煤段（E3-4）：

有灰褐、茶褐色泥岩组成，局部地段夹有砂岩、石子岩、灰质页岩。

上含煤段主要有砂岩夹泥岩组成，局部地段含有煤层。

煤层均不可采。

绿色岩段（E5）：

由绿色-灰白色砂岩、石子岩组成。

新生界第四系地层：

以不整合关系覆盖梅河煤田，厚20～40m。

上部表土层厚7～30m，由黄土和粘土组成。

下部流砂层厚4～33m，由细-粗粒砂岩及底部砾岩组成，含水丰富

2.2.1.2矿井构造

（1）梅河煤田所处的构造位置、区域构造的基本特征。

梅河煤田位于抚顺――密山断裂带中段，成煤盆地形态受华夏式构造体系控制，早第三纪含煤岩系沉积于该带的断裂部位，凹陷聚煤盆地呈N45°E向展布，其沉积方向与断裂构造方向一致。

成煤盆地为一向斜构造，但由于后期断裂切割，在各个井田形成不完整向斜或单斜构造，仅在六井西部保存比较完整。

成煤盆地的富煤中心一般都在向斜的轴部，由于受其基底不均衡沉降的影响，在东西两侧形成沉积厚度大，煤层厚的特点。

（2）井田地质构造特征

本区断层发育，由北东向和北西向两组断层。

北东向为走向逆冲断层和正断层，延伸较远、落差较大，倾角一般在60～80°，这组断层往往组成地堑、叠状构造，将煤层分割成若干宽窄不等、大小不一、深浅不同的条带段块。

北西向断层则将向斜切割成若干段，使煤层在东部7剖面线～东部边界，煤层不连续，断为两块。

井田主要构造情况见下表：

断层

编号

性质

倾向

（°）

倾角

（°）

落差（m）

分布范围

f12

正断层

320

82

300-500

全区

f3

逆断层

318

83

300-250

7剖面线至东部边界

f10

正断层

309

87

20

5～9剖面线

fg

逆断层

100

31

13

3剖面线附近

2.2.1.3岩浆岩

本区辉绿岩侵入白垩系和梅河组含煤地层中，但对煤层影响较小。

2.2.1.4地质构造复杂程度评价

井田内主要有分f12、f3、f8、f10四条断层，断层产状、发育、分布范围已经控制，并且向斜轴方向已控制，井田7剖面以东被f3断层断为两块，但中小断层不发育。

本矿地质构造复杂程度为中等型。

2.3.2水文地质

2.3.2.1水文地质概况

（1）含水层

第四纪含水砂砾层分布于全区，厚4-5m，含水丰富，透水性良好，是本井田主要含水层，根据钻孔抽水实验，第四纪含水砂砾岩单位涌水量为0.48L/sm.

（2）隔水层

1、地表黄土7～30米为地表隔水层。

2、泥岩隔水层：

在流砂层底板以下有10～100米厚泥岩，见水膨胀，隔砂层水。

2.3.2.2充水条件及充水因素

矿井充水主要来源是井田上覆第四纪含水砂砾层，还有磨盘山水渠和刘家堡小河，供水量受季节及水库所控制，在这些水体下开采冒落至地表时，将会引起矿井的突然大量涌水。

矿井现在井下自然涌水量为108m3/小时，

今后矿井最大涌水量预计在108m3/小时以内。

由于煤层上部围岩主要为泥岩，因此，断层导水性差。

2.3.2.3涌水量构成及预测

采区封闭的少量充填注浆水，局部存留在采空区内；

采空区内的积水

旧采迹内的积水。

现矿井最大涌水量109m3/h,正常涌水量11282m3/h。

2.2.2.4煤矿水害及防治措施，主要突水点位置、突水量及处理措施

梅河煤矿六井从1983年生产至今已有25年，现生产水平已至-100m水平，从+300～-100各个水平经开采已经形成大范围的采空区，虽然各个采区巷道基本沿煤层底板布置，但个别地段标高不完全一致，采区封闭的少量充填注浆水，局部存留在采空区内，同时由于巷道冒落带及裂隙带的影响，采空区内会也有积水存在，旧采迹内的少量积水通过冒落带及裂隙带逐渐渗透到工作面。

但形不成水患，通过探放水，以及回采疏干降压，全井涌水量在逐年减小。

主要突水点为采掘工作面，具体措施为：

坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则”。

2.2.2.5煤矿水文地质类型评价

对照标准分析如下：

六井单位涌水量经计算为q=0.7。

由<煤矿防治水规定>中矿井水文地质类型表划分可知

（1）六井由于受采动破坏或影响，顺着孔隙、裂隙有一定的补给水源。

（2）六井经测定单位涌水量为q=0.7L/Sm，在0.1＜q≤1.0之间；

（3）六井二层煤，四层煤部分有老空积水，二层煤老空积水涌出量为15.8m3/h。

（4）六井涌水量为Q=108m3/h，小于300m3/h；

（5）根据六井回采经验可知，采区偶有涌水，但没构成水患威胁，防治水简单。

综上：

六井水文地质类型为中等类型。

2.3.3瓦斯地质

2.3.3.1煤层瓦斯参数和矿井瓦斯等级

（1）煤层瓦斯参数

煤炭科学研究总院沈阳研究院对梅河六井做瓦斯基础参数测定如下：

2#煤层的瓦斯压力为0.45MPa-0.68MPa，瓦斯放散初速度为9.53-9.67（△P），自然瓦斯涌出量衰减系数为0.0354-0.0437d-1，透气性系数为2.344-3.482m2/MMPa2*d,瓦斯含量为2.38-4.74m3/t。

4#煤层的瓦斯压力为0.45MPa-0.68MPa，瓦斯放散初速度为9.53-9.67（△P），自然瓦斯涌出量衰减系数为0.0354-0.0437d-1，透气性系数为2.344-3.482m2/MMPa2*d,瓦斯含量为2.38-4.74m3/t。

5#煤层的瓦斯压力为0.55MPa，瓦斯放散初速度为11.49（△P），自然瓦斯涌出量衰减系数为0.0255-0.0309d-1，透气性系数为8.648m2/MMPa2*d。

瓦斯含量为3.07m3/t

9#煤层的瓦斯压力为0.55MPa，瓦斯放散初速度为11.49（△P），自然瓦斯涌出量衰减系数为0.0255-0.0309d-1，透气性系数为8.648m2/MMPa2*d。

瓦斯含量为3.07m3/t，

（2）瓦斯等级

2013年矿井瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，绝对瓦斯涌12.75m3/t，矿井相对瓦斯涌出量18.36m3/t；属高瓦斯矿井。

2.3.3.2矿井瓦斯赋存规律

本井田共分5个煤层，分别是2、3、4、5、9号煤层，煤层间距以泥岩为主，瓦斯涌出量较小，煤层内瓦斯含量不同。

本井主采煤层为2号煤层，因2号煤层厚度较大，瓦斯含量相对下煤层较大，所以2号煤层采出后影响较小。

3号和9号煤层厚度较薄，不为主采煤层。

因此瓦斯赋存量小。

4、5号煤层厚度在4～8m之间，煤层内瓦斯赋存量比2层煤相对小些。

综上分析2、4、5、3、9煤层瓦斯赋存从高到低分别变小。

2.3.3.3矿井瓦斯涌出量预测

2#煤绝对瓦斯涌出量为1.0m3/min，相对瓦斯涌出量为2.4m3/t。

4#煤绝对瓦斯涌出量为1.25m3/min，相对瓦斯涌出量为2.25m3/t。

5#煤绝对瓦斯涌出量为1.0m3/min，相对瓦斯涌出量为2.06m3/t。

9#煤绝对瓦斯涌出量为1.0m3/min，相对瓦斯涌出量为1.8m3/t。

因此未揭露煤层的瓦斯涌出量小于揭露煤层瓦斯涌出量。

2.3.3.4煤与瓦斯区域突出危险性预测

依据煤炭科学研究总院沈阳研究院对梅河六井所做的瓦斯基础参数测定，各煤层瓦斯压力在0.45MPa-0.68MPa之间，没超过煤与瓦斯突出规定的临界值，梅河矿六井属无突出矿井。

2.2.3.5矿井瓦斯类型评价

梅河煤矿六井为无突出高瓦斯矿井。

2.3.4工程地质及其他开采地质条件

2.3.4.1岩层物理力学性质、坚硬程度、软弱层的发育程度及分布规律，岩层含水性及其对边坡稳定性的影响

（1）岩层软硬程度及其结构特征

该矿井可采二、三、四、五、九煤层的顶底板均为泥岩和砂岩，层理节理发育，易风化，泥岩质软。

由于岩体及围岩以砂岩及砂岩泥岩互层为主，地质岩性较为简单，但岩性松软易冒落，遇水膨胀，矿山压力大，属于软岩矿区，井巷支护问题需认真对待。

（2）软弱结构岩层的发育程度及分布

井田煤层北部以砂岩为主，南部以泥岩为主，岩石较坚硬，层理节理不发育，泥岩质软，层理发育易风化。

（3）地层的含水性及对边坡稳定性的影响

含煤地层为泥砂岩段含水性较差，因此二、三、四、五、九层煤顶底板均为砂岩泥岩互层，泥岩质软，层节理发育，易风化，易冒落。

砂岩较坚硬，层理不发育。

2.3.4.2煤层顶底板

本矿井顶板以泥岩为主，底板以砂岩泥岩互层为主,煤层层理节理发育，砂岩坚硬，泥岩较软，易破碎，层理不发育。

2.3.4.3地层产状要素

矿区内煤系地层呈北东向倾伏的向斜构造，轴向60°，向斜长约2300m，宽约500m。

向斜南东翼倾向约350°，倾角10°～36°；北西翼倾向约115°，倾角21°～74°；向斜南东翼地层平缓，北西翼由F12断裂切割，造成北西翼不完整，且地层产状较陡。

2.3.4.4其他开采地质条件（陷落柱、冲击地压、地热和天窗等）

本矿井自开采以来未发现有陷落柱、冲击地压、地热和天窗等不良地质体。

2.3.4.5工程地质及其他开采地质条件评价

本矿区开采条件以地质构造为中等，煤层结构较稳定，瓦斯地质类型为简单，水文地质为中等、工程地质为中等、其他开采地质地质类型为中等，

2.4.以往地质及水文地质勘查程度评述

2.4.1煤田勘查及补充地质勘探工作

（1）井田勘查各阶段进行的地质勘查

六井井田根据历次勘探时间，大致可分为两个阶段：

第一阶段精查段（1961～1965年），由吉林省煤田地质勘探公司102队施工，共打钻孔20个，工程量7124.02米。

第二阶段生产补勘阶段（1972～1977年），由局勘探队施工，共打钻孔20个，工程量9866.85米。

全井田共施工40个钻孔，总工程量16990.87米

（2）煤矿建设生产期间开展的各项补充地质勘探及井下探测

精查阶段见煤点66个，其中甲级点44个占67.5％，乙级点21个占32.5％。

补勘阶段见煤点44个，其中甲级点21个占48％，乙级点6个占14％，丙级点17个占38％。

全井共施工钻孔68个总工程23839.25m，利用钻孔51个，工程量18381.85m，见煤孔30个，工程量11677.99m。

精查、补勘煤层点质量统计表

勘查阶段

煤层号

钻探

测井

采用

优

质

合

格

不合格

小

计

优

质

合

格

不合格

小

计

优

质

合

格

不合格

合

计

74

~

60

59

~

40

＜40

74

~

60

59

~

40

＜40

小

计

精查

12

8

8

8

8

13

7

7

7

7

补勘

12

7

3

1

3

14

4

4

4

6

1

3

4

13

13

4

3

1

1

4

13

3

3

3

6

4

4

13

计

26

6

2

1

7

42

7

7

22

12

1

7

8

42

钻孔煤层点质量评述

全井田煤层储量计算，绝大部分达到了规程设计要求。

最终报告中，12号煤层见煤点8个，优质点8个，达到100%，13号煤层见煤点7个，优质点7个，达到100%。

全部采用钻探、电测综合成果。

补勘报告中，12号煤层见煤点14个，其中优质点7个，合格点3个，不合格点4个。

13号煤层见煤点13个，其中优质点4个，合格点3个，不合格点6个。

全部采用钻探、电测综合成果。

不合格点储量计算时未利用。

（3）聘请有资质的单位进行物探：

2013年聘请北京煤科院天地科技股份有限公司对矿井7202区（下段）和8402区（下段）、8502区地表进行了覆岩破坏观测钻孔探测。

2.4.2煤田、水文勘查及补充地质勘探、物探工作评述

综上煤田勘查及补充地质勘探、物探工作及水文地质勘查工作能满足未开采地区生产建设和安全生产需要。

2.5煤矿生产概况

梅河煤矿六井1983年10月1日正式生产，设计生产能力为15万吨/年，2010年核定生产能力为33万吨/年。

该井开拓方式为阶段片盘斜井石门分区开拓，以两段斜井的布置方式，开拓整个井田。

一段斜井布置了四个井筒，一个辅助提升主井筒，倾角为23°，地面标高为+360.0m，井底标高+50m；一个排风副井筒，由地表的+359.8m标高至+50m标高水平，倾角为23°，两个井筒提升斜长为800m；西翼井两个井筒：

一个为主提升皮带斜井，倾角为22°，地面标高为+370.1m，井底标高+200m，斜长为460m，另一个为入风井，倾角为22°，地面标高为+370.2m，井底标高+200m，斜长为433m。

二段暗斜井布置了二个井筒，暗副井筒由+62.7m标高水平至-97.2m标高，倾角为23°，长度为463m；暗主井由+65.0m标高水平至-151.0m标高，倾角为23°，长度为648m。

该井现开采-100生产水平，现有一个回采工作面、一个准备工作面、一个开拓工作面；回采工作面为5402-8402区（上段）、准备工作面为5402-8402区（下段）、开拓工作面为+39水平改造回风道。

5402-8402区（上段）回采工作面为综采工作面，位于+50m～-50m生产水平，地表标高+353.6m～+350.6m，井下标高在+50.8m～-50.0m之间。

采用综采放顶煤方法进行开采，所采煤层为4层煤，煤层倾角10-25°，平均厚度8m，底板为褐色泥岩，顶板为灰白色砂岩及泥岩。

准备工作面为5402-8402区（下段），位于-50m～-100m水平，设计走向280m、工作面平均长40m、煤层倾角4～28°、平均煤层厚度8m，所采煤层为4层煤，现正在掘送阶段。

开拓工作面为+39水平改造回风道，位于+50m～+21m水平，设计走向347m、煤层倾角3～24°、平均煤层厚度4.5m，现正在掘送阶段。

3隐蔽至灾因素普查

3.1采空区普查

3.1.1采空区情况

梅河煤矿六井1981年6月建井，1983年10月1日投产；含煤5层，即2层、3层煤、4层煤、5层和9层煤；2层为主要的可采煤层,4层、5层局部可采,3层和9层煤薄属不可采煤层；开采方法曾经为金属网假顶、巷柱、巷长等，现为综合机械化采煤；自投产以来共计回采54个工作面，形成采空区54个，其中2煤层工作面25个、3煤层工作面2个、4煤层工作面19个、5煤层工作面8个，通过详细查阅采区测量图纸和各种台账，矿井建井至今采区开采时间、范围等情况汇集如表3-11983年～1996年采空区统计表、表3-21977年～2014年二阶段以煤层生产情况划分：

表3-11983年～1996年采空区统计表

二层煤生产采区

序号

煤层

采区号

开采时间

采煤方法

1

2

2201

1983.10.14~1984.2.13

巷柱

2

2

2203

1983.11.29~1985.8.31

巷柱

3

2

2205

1984.5.15~1984.12.31

巷柱

4

2

3201

1987.8.10~1987.9.10

巷长

5

2

3203

1987.9.10~1988.5.10

金属网假顶

6

2

2202

1989.5.1~1989.6.27

巷柱

7

2

3202

1989.