煤矿中长期防治水规划.docx

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煤矿中长期防治水规划

同煤集团同地龙驭煤业有限公司

（2012—2016）年中长期防治水规划

地测部

二〇一二年七月

会审单位及人员签字：

总工程师：

地质副总：

开拓副总：

通风副总：

安全副总：

机电副总：

地测部：

安监站：

生产部：

通风区：

编制人：

会审综合意见：

目录

1.前言5

2.矿井概况7

2.1矿井基本情况7

2.2位置、交通8

2.3地形地貌9

2.4气象、水文10

2.5小煤窑概况11

3.区域地质与水文地质11

3.1区域地质11

3.1.1区域地层11

3.1.2区域构造14

3.2区域水文地质14

4.矿井地质与水文地质15

4.1矿井地质15

4.1.1矿井地层15

4.1.2井田构造17

4.2矿井水文地质19

4.2.1主要含水层（组）19

4.2.2隔水层、相对隔水层19

5.煤矿主采煤层开采水文地质条件分析20

5.1煤层顶板工程地质特征20

5.2水文地质条件分析21

5.2.1含水层分析21

5.2.2充水水源22

5.2.3充水途径23

5.2.4矿井水害源及其分布与影响范围25

5.3水文地质条件综合分析25

5.4煤矿矿井水文地质类型划分27

6.矿井主要水文地质问题30

6.1矿井以往地质、水文地质工作评述30

6.2目前存在及需要查明的主要问题31

7.矿井防治水技术路线及工作重点31

7.1技术路线31

7.2煤矿今后重点开展的防治水研究工作32

8.矿井防治水总体规划33

8.1水文地质补充勘探33

8.1.1水文地质钻探33

8.1.2水文地质物探34

8.1.3水文地质试验34

8.2矿井防治水技术研究39

8.2.1顶板水控制技术39

8.2.2煤层底板高压灰岩水带压开采技术40

8.3掘进巷道的水文地质工作41

8.4采掘工作面的防治水工作41

8.4.1综合物探41

8.4.2采区范围内陷落柱的探查42

8.4.3废弃钻孔突水防治42

8.4.4小煤窑的危害及其防治42

8.5巷出水点防治技术措施42

8.6矿井防排水规划43

8.6.1矿井涌水量预测方法概述43

8.6.2矿井正常涌水量预测44

8.6.3矿井排水系统配套及排水能力评价44

8.7水文地质保障系统45

8.7.1水文地质长观孔自动观测系统45

8.7.2水化学快速判别系统46

8.8矿井日常水文地质工作内容与技术要求47

8.8.1水文地质补充调查和观测47

8.8.2矿井水文地质补充勘探49

8.8.3矿井水文地质基础资料和图纸49

8.8.4工作面水害预测与防探水50

9.工程进度安排及费用概算51

9.1工程进度安排51

9.2概算53

10.结论与建议53

10.1结论53

10.2建议55

1.前言

2012年全年预计完成进尺3700米，巷道整修110米，硐室工程3040m3，原煤计划15万吨。

其中：

水平运输巷292米（煤），水平材料巷418米（煤），回风大巷（南）600米（煤），回风大巷（北）820米（煤），运输大巷400米（煤），回风大巷绕道掘进160米（岩），回风井整修110米（岩），盘区材料巷310米（煤），盘区运输巷355米（煤），盘区回风巷295米（煤），盘区巷切眼50米（煤），井下中央变电所（煤）、井下中央水泵房及其附属硐室工程（煤）3040m3。

2013年矿井施工进尺4800米（煤巷4800米），原煤计划产量12万吨（其中掘进煤量4万吨，综采8202工作面煤量8万吨），硐室工程2660m3。

其中水平回风巷690米（煤），材料大巷（南）880米（煤），运输大巷（北）500米（煤），材料大巷（北）730米（煤），回风顺槽600米（煤），工作面切眼150米（煤），井下避难硐室（煤）、信号硐室、爆炸材料发放硐室、等候硐室、胶带机头硐室、消防材料库等硐室工程（煤）2660m3。

2014年井巷工程计划进尺4050米（煤巷4050米），原煤计划60万吨（掘进煤量4万吨，8202工作面综采煤量21万吨，8204工作面综采煤量25万吨）。

其中：

盘区运输巷350米，盘区材料巷350米，盘区回风巷350米，8204工作面运输顺槽600米，回风顺槽650米，工作面切眼150米，8206工作面运输顺槽700米，回风顺槽750米，工作面切眼150米。

2015年井巷工程计划进尺2880米（煤巷2880米），原煤计划60万吨。

（掘进煤量3万吨，8204工作面综采煤量4万吨，8206工作面综采煤量34万吨，回收配采煤量9万吨）。

其中：

盘区运输巷180米，盘区材料巷180米，盘区回风巷180米，8208工作面运输顺槽470米，回风顺槽520米，工作面切眼150米，8210工作面运输顺槽500米，回风顺槽550米，工作面切眼150米。

2016年井巷工程计划进尺1200米（煤巷1200米），原煤计划60万吨。

（掘进煤量1万吨，8208工作面综采煤量22万吨，8210工作面综采煤量24万吨，回收配采煤量3万吨）。

其中：

8212工作面运输顺槽500米，回风顺槽550米，工作面切眼150米。

根据生产计划安排进一步加强对矿井防治水工作的监察、管理，落实和执行力度，我矿根据自身实际情况特制定《同地龙驭煤业有限公司矿井中长期防治水规划》方案。

1、由于矿井生产是动态，不断变化的，我矿根据采掘区域的变动并结合地质预报，建立健全矿井水文观测系统，定期对矿井出水点、疑积水区及疑出水点进行观测，并对出水情况进行分析，制定相应的安全防治措施。

2、建立水情水害预报，并将预报分析按周、月、年进行总结，并装订成册。

3、根据年度采掘计划，对矿井生产即将出现变化的水文地质情况做出预测预报，并针对水文情况制定防治水方案和水灾应急预案。

4、积极引进科学探放水技术，对现有的探放水技术进行改造。

5、对矿井范围内的水文地质（包括采掘塌陷区域、河床、滑坡、裂隙）进行统计分析，并定期检查，做出修改，完善地表防治水方案，防止地表水渗入裂隙或塌陷区，对矿井造成危害。

6、坚持“先探后掘”的探放水方针，并按《煤矿防治水工作条例》的要求对探放水的质量进行监督管理。

7、对周边矿井及旧巷积水情况，断层等地质构造进行勘察，详细了解矿井水系补给途径，并登记造册。

8、矿井定期进行防治水隐患排查，对隐患做出整改方案。

9、对威胁本矿安全的废弃钻孔进行堵塞注浆，封堵处理，使其达到封堵防水要求。

严格按照《煤矿防治水工作条例》及《矿井水文地质制度》设计防水煤柱。

10、积极与科研院校合作，研究采用物探、磁探等多种方式对井田区域内的水体进行探查、分析、圈定积水范围，预测积水量并建立台帐，制定相应排放水方案。

11、定期对出水点等其它可能出水点进行巡查，并建立矿井出水点监测数据台帐，对矿井出水量进行分析、统计，为矿井排水工作提供基础数据。

12、根据矿井采掘规划和出水量变化及时修改矿井排水线路，完善排水设施，确保矿井排水能力满足要求。

矿井防治水规划的目标与任务：

坚持合理疏放，疏堵结合，确保矿井安全生产，为矿井改扩建创造良好基础。

2.矿井概况

2.1矿井基本情况

依据《山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件》（晋煤重组办发[2009]88号）关于临汾市尧都区煤矿企业兼并重组整合方案的批复，以大同煤矿集团有限责任公司为主体，将山西龙驭煤业有限公司、山西临汾宝临煤业有限公司、山西临汾尧都滑沟煤矿有限公司、山西临汾尧都七沟煤矿有限责任公司及空白资源进行兼并重组整合。

重组后，企业名称为大同煤矿集团同地龙驭煤业有限公司，生产能力由30万t/a提高到60万t/a。

2009年12月19日山西省国土资源厅为大同煤矿集团同地龙驭煤业有限公司发放的《采矿许可证》，证号为C140000************0281号，井田面积8.1428km2，批准开采2、9、10、11号煤层。

2.2位置、交通

（一）位置

大同煤矿集团同地龙驭煤业有限公司位于山西省临汾市尧都区枕头乡枕头村-樊家庄-缠腰-寺坡村一带，行政区划属尧都区枕头乡管辖。

地理坐标为：

北纬36°06′57″-36°09′-06″，

东经111°16′15″-111°18′11″，

（二）交通

井田距309国道约20km，沿309国道15km左右可达大—运高速公路，20km可达南同蒲铁路临汾火车站，交通较为便利。

（详见交通位置图）

2.3地形地貌

该井田地处吕梁山南端，区内地形复杂，沟谷纵横。

最高点位于井田西北部山梁上，海拔1324.6m，最低点位于井田南西部边界沟谷内，海拔1007m，最大相对高差317.6m，属侵蚀强烈的中山地貌。

工业建（构）筑物主要有主井井口房，储煤带式输送机走廊、机修车间、坑木加工方、水泵房、井下水净化车间、主井热风炉房、锅炉房、高位水池，消防材料库、变电所等。

兼并重组矿井工业场地建构筑物结构型式有钢结构、砖混结构、钢筋混凝土框架结构等。

工业建筑总体积35177.2m3，均为新建。

2.4气象、水文

（一）气象

井田内昼夜温差大，为四季分明的温带半干旱季风型大陆气候。

据临汾市尧都区气象站观测，近十年内年最低日平均气温-15℃，年最高日平均气温30℃，年平均气温13℃。

一月份最冷，平均气温-4.5℃，7月份最热，平均气温26℃。

年降水量最小为330.2mm，最大为553.4mm，多年平均降水量455.9mm。

降水主要集中在7、8、9三个月。

蒸发量最小1503.5mm，最大1907.4mm，多年平均1717.7mm。

蒸发量是降水量的3.7倍。

霜冻期从当年10月中旬到翌年4月上旬，无霜期180-200天。

最大冻土深度0.62m。

年主导风向北风及东北风，最大风速20.7m/s。

最大积雪厚度33cm。

（二）水文

井田内地表水属黄河流域汾河水系，区内沟谷一般无水流，若遇暴雨时节，由于汇水面积不大，雨过数小时山洪即减退至消失，以井田中西部东西分布的山梁为分水岭，均汇集于井田东南部沟谷，最后汇入汾河。

2.5小煤窑概况

在井田周边2号和9+10+11号煤层露头附近有三个停产小窑，井口已掩埋。

据调查开采2号煤层小窑巷道已进入本区，开采9+10+11号煤层小窑未进入本矿范围内。

详见周边小窑调查表1-4-1。

周边小窑调查表

小窑编号

原矿名

窑口坐标

X/Y/H（54坐标）

井型

煤层号

煤层厚度

煤层结构

顶板岩性

底板岩性

开采情况

经营性质

开采时间

开采

范围

312西凹煤窑

4000974375272641170

平峒

2

1.40

1.40

砂岩泥岩

1989年以前

N10°

W200m

个体

66刘家圪垛煤窑

4001694.8637527709.121103.37

斜井

11

5.50

1.05（0.20）0.35（0.30）1.50（0.40）1.70

石灰岩泥岩

1981年--

40km2

个体

313小河煤窑

4000373375276051110

平峒

11

5.00

1.00（0.30）1.30（0.35）2.05

石灰岩砂质泥岩

1989年以前

W230m

个体

1-4-1

3.区域地质与水文地质

3.1区域地质

3.1.1区域地层

本井田位于霍西煤田西南部，地层出露由老到新为：

太古界霍县群、太岳山群，上元古界长城系，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界三叠系，新生界上第三系、第四系。

区域地层特征

见表2-1-1。

区域地层特征

表2-1-1

地层单位

厚度

主要岩性

界

系

统

组（群、段）

最小-最大

新

生

界

第

四

系

全新统

4-30

松散的砂、卵、砾石、亚粘土、亚砂土。

上更新统

3-90

粉砂土、亚粘土、中细砂及砾石层，含腕足类化石。

中更新统

40-90

淡红色亚粘土、亚砂土类钙质结核层，底部有砾石层。

下更新统

10-20

亚粘土并含石膏晶体及大钙质结核层。

上第

三系

上新统

10-300

深红色粘土，砂质粘土夹砾石，含钙质结核，中部砾岩。

中新统

120

紫色砾岩夹细砂层，黄色细砂夹砾石，粉砂岩互层。

中

生

界

三

叠

系

上统

延长组

183-477

厚层状长石砂岩夹紫红色泥岩，下部页岩及煤线。

中统

铜川组

263-474

肉红色厚层中粒花斑状长石砂岩。

泥岩、灰岩透镜体。

20-160

主要为具花斑状的长石砂岩，紫红色泥岩。

二马营组

129-157

紫红色泥岩，长石砂岩，局部长石富集成不明显的花斑构造。

147-255

紫红色泥岩、钙质泥岩及粉砂质泥岩、长石石英砂岩。

213-316

泥岩，中粒长石石英砂岩，砂质泥岩，粉砂岩。

下统

和尚沟组

56-201

厚层细粒砂岩，泥岩互层，上部砂岩增多。

刘家沟组

140-393

厚层中细粒砂岩，粉砂岩夹同生砾岩。

古

生

界

二

叠

系

上统

石千峰组

98-197

红色泥岩，淡水灰岩，含砾中粗砂岩。

上石盒子组

229-582

南岩互层，页岩中含遂石条带，含水量砾中粒砂岩，铁锰矿层。

下统

下石盒子组

100-140

页岩，铁质鲕粒，杂色铝土质岩及锰铁矿层，下部硬质石英砂岩，煤线。

山西组

20-63

页岩，中粒砂岩，可采煤层，炭质泥岩，底部为硬砂质石英砂岩（K7）

霍西煤田地层简表

表2-1-1

地层单位

厚度

主要岩性

界

系

统

组（群、段）

最小-最大

古

生

界

奥

陶

系

中统

峰峰组

14-51

石灰岩，白云质灰岩。

50-150

角砾状白云岩，泥质灰岩夹灰岩。

上马家沟组

54-60

白云质灰岩，灰岩质白云质泥灰岩，泥质白云岩。

84-132

白云质豹皮灰岩，灰岩，底部夹白云岩，含Eccultompbaluslobusta。

16-58

角砾状白云质泥灰岩，白云质泥灰岩。

下马家沟组

28-53

白云质灰岩，灰岩夹角砾状白云质泥灰岩等。

46-54

白云质灰岩，燧石云岩。

18-39

下部含水量砾砂岩，页岩，中上部角砾状白云质泥灰岩，白云质泥灰岩。

下统

亮甲

山组

29-44

厚层状白云岩，燧石云岩。

冶里组

74-93

泥质白云岩夹页岩，燧石云岩，泥质白云岩，竹叶状灰岩。

寒

武

系

上统

风山组

50-95

厚层白云岩夹少量竹叶状灰岩，底部薄层白云质灰岩。

长山组

5-15

上部白云岩，底部竹叶状灰岩。

崮山组

19-62

灰岩，白云质灰岩，夹竹叶状灰岩，底部薄层白云质灰岩。

中统

张夏组

62-148

灰岩，鲕状灰岩互层，底部薄板状灰岩夹竹叶状灰岩。

上元古界

徐庄组

54-120

泥质条带灰岩，页岩，砂岩，泥质灰岩，钙质石英砂岩，砂砾岩。

长城长江

下统

霍山组

47-64

石英岩状砂岩，夹薄层含钾页岩，底部砂砾岩。

太

古

界

太岳山群

金沟组

>1710

混合岩化黑云角闪斜长片麻岩及角闪质眼球状混合岩。

霍县群

正南

沟组

926

混合化黑云角闪斜长片麻岩为主，含榴浅粒岩。

黄梁组

2127

混合岩化黑云角闪斜长片麻岩为主，混合岩化榴浅粒岩。

安子

坪组

930-1310

混合岩化黑云角闪片麻岩，混合岩化黑色斜长片麻岩。

大南

坪组

852-1204

斜长角闪岩，条痕状混合岩，石英岩为主夹浅粒岩。

3.1.2区域构造

本井田位于乔家湾详查勘探区南部边缘。

乔家湾详查区位于霍西煤田西南边缘地带。

根据中国大地构造图，霍西煤田属于中朝准地台中部二级构造单元山西断隆的西南部。

煤田西部隔紫荆山断裂带与河东煤田相连；东部以霍山断层为界；北与太原西山煤田相接；南部被临汾盆地新生界掩盖。

煤田中部有南北向汾河地堑通过，总体构造受边界断层控制。

区域应力由于受紫荆山断裂和霍山断层的东西向挤压，形成西南部一系列以北北东向为主的构造线。

乔家湾详查勘探区构造主要受这个应力和构造线的影响与控制。

3.2区域水文地质

（一）区域地表河流

本区地表水属黄河流域汾河水系，属季节性河流，雨季出现洪水流，地表水汇集于井田东南部沟谷，流入汾河，汾河至河津禹门口汇入黄河。

（二）水文地质单元划分

井田位于吕梁山南端，吕梁山出露的大面积碳酸盐岩地层成为地下水补给区，根据地质单元划分，本区属于龙子祠泉域，龙子祠泉位于临汾市西南13km的罗云断裂带上，以群泉型由山前第四系砂砾层涌出，泉口标高465.2-478m，流量3.125m3/s（2000-2003年），水温17℃，水化学类型为重碳酸盐－硫酸盐型，矿化度0.77g/l，泉域面积2250km2，其中裸露可溶岩面积574km2。

4.矿井地质与水文地质

4.1矿井地质

4.1.1矿井地层

本井田位于霍西煤田乔家湾详查勘探区南部边缘，根据地表出露情况及区域规律，井田地层由老至新依次为奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组，第四系中更新统。

现分述如下：

1、奥陶系中统峰峰组（O2f）

为煤系地层之基底，岩性为深灰色厚层状海相石灰岩、角砾状灰岩，夹泥灰岩和白云质灰岩，坚硬性脆，顶部常因铁质浸染而呈淡红色，厚143.19m。

2、石炭系中统本溪组（C2b）

平行不整合于下伏奥陶系灰岩侵蚀面之上。

厚度9.68m。

为一套海陆交互相沉积建造，底部为褐红色“山西式铁矿”，多呈鸡窝状分布，铁矿层之上为浅灰色铝质泥岩、粘土质泥岩、石英砂岩和1-2层较稳定的石灰岩。

3、石炭系上统太原组（C3t）

K1砂岩底至K7砂岩底，厚度84.16-97.30m，平均90.73m。

连续沉积于本溪组之上，为一套海陆交互相含煤建造，为井田主要含煤地层之一，由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰色中细粒砂岩和3～4层石灰岩及4-6层煤组成，底部以一层灰白色薄层中—细粒石英砂岩（K1）与本溪组分界。

4、二叠系下统山西组（P1s）

为井田主要含煤地层之一，K7砂岩底至K8砂岩底，厚度24.72-36.10m，平均30.20m。

连续沉积于太原组之上，为一套陆相碎屑岩沉积含煤建造，由灰、灰黑色泥岩、粉砂岩和灰白色砂岩及1-2层煤组成，底部以一层灰白色细粒砂岩（K7）与太原组分界。

5、二叠系下统下石盒子组（P1x）

K8砂岩底至K10砂岩底，厚度一般100.00m左右。

连续沉积于山西组之上，由灰绿、黄绿色砂岩，间夹灰、黄绿、局部为紫红色泥岩及铝质泥岩组成。

本组以K9中细粒砂岩为界可分为上下两段，分述如下：

下段（P1x1）：

以灰白色中、细粒砂岩为主，夹灰白、深灰色泥岩、粉砂岩和1-2层煤线。

厚一般35.00m左右。

上段（P1x2）：

由灰白色中粒砂岩、灰色粉砂岩及灰绿含紫色斑块的泥岩、铝质泥岩组成。

厚一般70.00m左右。

6、二叠系上统上石盒子组（P2s）

K10砂岩底至K14砂岩底，连续沉积于下石盒子组之上，由黄绿色砂岩及灰、黄绿、紫红色泥岩、砂质泥岩及铝质泥岩组成。

根据岩性组合特征可分为三段，本井田仅保留其下段（P2s1）地层。

最大残留厚度约50m左右。

7、第四系（Q）

中更新统（Q2）：

不整合覆盖于各基岩之上，井田内局部分布，上部为黄色及浅红色亚粘土，含钙质结核，中部夹有薄层砂土，其底部与基岩接触处为砾石层或含砾砂土。

4.1.2井田构造

本井田以寺坡南圪塔向斜为主体构造，伴生次一级的褶曲和4条小型断层。

地层倾角4-8°。

未发现岩浆岩活动，因此，构造属简单类。

（一）褶曲

1、寺坡南圪塔向斜

位于井田中部，轴向NNE向，中部高，向两端倾伏。

两翼基本对称，倾角4-8°左右，区内延伸长约3.0km左右。

2、红道背斜

位于井田西部，轴向NNE-NS向，向SSW-S倾伏。

两翼基本对称，倾角5-8°左右，区内延伸长约1.8km左右。

3、南尧背斜

位于井田东南部,轴向NNE-NE向,向SSW-SW倾伏。

两翼基本对称,倾角5°左右，区内延伸长约2.0km左右。

4、S299向斜

位于井田西部，轴向NNW向，向SSE倾伏。

两翼基本对称，倾角6°左右，区内延伸长约650m左右。

5、S287背斜

位于井田中北部，轴向NNW-NW向，向SSE-SE倾伏。

西翼倾角6°左右，东翼倾角10°左右，区内延伸长约1.5km。

（二）断层（详见断层特征一览表2-2-1）

1、F97正断层

位于井田北西部边缘，区外由地面露头控制，区内为推断。

走向NW，倾向SW，落差6m，倾角75°左右，区内延伸长度500m左右。

2、F101正断层

位于井田西部，由地面露头控制，为P1X1和P1X2地层。

走向NNW，倾向W，落差10m，倾角75°左右，区内延伸长度600m左右。

3、F102正断层

位于井田西南部，由地面露头控制，为P1X1和P1X2地层。

走向NW，倾向SW，落差10m，倾角80°左右，区内延伸长度550m左右。

4、F103正断层

位于井田中东部，由地面露头控制，为P1X1和P1X2地层。

走向EW，倾向N，落差6m，倾角75°左右，区内延伸长度350m左右。

断层特征一览表表2-2-1

名称

位置

断层性质

走向

倾向

落差（m）

倾角（°）

延伸长度（m）

控制程度

F97

井田北西部边缘

正断层

NW

SW

6

75

500

井田内为

推断

F101

井田西部

正断层

NNW

W

10

75

600

地面露头控制、巷道揭露

F102

井田西南部

正断层

NW

SW

10

80

550

地面露头

控制

F103

井田中东部

正断层

EW

N

6

75

350

地面露头

控制

4.2矿井水文地质

4.2.1主要含水层（组）

本区的主要含水层为：

①、奥陶系碳酸盐岩溶裂隙含水层；②、石炭系数上统太原组（C3t）灰岩岩溶裂隙含水岩组；③、二叠系碎屑岩类含水岩组；④、第四系松散岩类孔隙岩组。

4.2.2隔水层、相对隔水层

一、中石炭统本溪组隔水层

井田本溪组铝土泥岩、泥岩、砂泥岩岩性致密，细腻，不透水，平均厚度9.68m左右，是良好的隔水层。

本溪组底部有一套以泥岩和铁质粘土岩为主的地层，夹有少量砂岩和薄层灰岩，该层分布普遍，厚度稳定，一般是29.12m，是太原组与下伏奥陶系灰岩之间的重要隔水层，隔水性较好。

二、石炭系太原组、二叠系山西组及下石盒子组层间隔水层组

主要由泥岩、砂质泥岩、粘土质泥岩及煤层等组成。

隔水层厚度总体趋势为由北向南逐渐减薄，相对井田中南部最薄。

另外，煤系地层砂岩间粉砂岩、泥岩组成的层间隔水层组，沉积厚度稳定，构造裂隙不发育，亦可构成各含水层间良好的隔水层。

三、第四系松散层隔水层

第四系的粘土层、亚粘土、砂质粘土均为良好的隔水层。

5.煤矿主采煤层开采水文地质条件分析

5.1煤层顶板工程地质特征

2号煤层顶板：

多为泥岩、粉砂岩，岩性灰黑色，性脆，胶结较好。

顶板为泥岩