中长期防治水规划1.docx

1、中长期防治水规划11、矿井概况1.1矿井位置与范围1111煤矿位于山东省城区古邵镇11庄南，面积0.829km2。隶属于山东省城区，为地方国有企业。井田属煤田，位于煤田的中部，主井井口坐标为X38287，Y20527，井田东部为煤层露头，西部为F1断层与大兴矿相邻，南与张山子扩大区相邻，井田边界以煤炭生产许可证规定的9个坐标点的连线为界：点号X坐标Y坐标1、328455.002054050.002、382875.0020540600.003、382865.00205400.004、382870.002051550.005、382640.002051540.006、382130.00205108

2、0.00 7、382100.002054150.008、382675.002050940.009、383545.002053910.00煤矿西至104国道及京沪铁路韩庄车站7.5km，至京福高速公路峄城出口3km，东至206国道7.5km，井田南翼有京杭运河穿过，经台儿庄区向南可与苏、皖、浙、沪等省市通航，目前运河可通过千吨船只，水路交通十分方便。1.2矿井建投时间煤矿于1998年分别经市局基（1998）92号文和省局以煤生（1998）173号文批准建设。矿井1998年8月建井，1999年10月进行试生产。1.3 矿井主采煤层11煤矿于1998年分别经市局以枣煤基（1998）92号文和省局以鲁

3、煤生（1998）173号文批准建设。批准11煤矿开采煤2，煤3、煤15、煤15、煤17、总地质储量1017万吨，11煤矿的初步设计委托山东省地方煤矿工业公司煤矿设计院完成，设计年生产能力为6万吨，经市局以枣煤基（1998）105号文审查批准。矿井主采煤层：煤2、煤3。煤2、煤3：位于华北型石炭二迭系地层的主要含煤地段。煤2平均厚度2.2m，煤3平均厚度2.41m，煤15：位于太原组中部，上距煤3底板111126m，平均在113m，井田内有3个钻孔见煤15，平均厚度1.01m，顶板为第8层石灰岩，厚0.6m 3.42m，底板为泥岩，厚1.355.9m。煤15：上距煤15平均距离64m左右，煤厚0

4、.42m0.73m，平均厚度0.57m，煤层中部多含一层炭质石英沙岩夹矸，顶板为十下层石灰岩厚度2.55m7.6m，底板为泥岩厚约2m。煤17：上距煤15底板6.5817.4m, 平均厚度在15.2m左右，下距12层石灰岩26m左右，煤层厚度0.530.97m，平均厚度0.76m，顶板为11层石灰岩，厚1.301.33m，局部相变为泥岩厚0.100.20m。1.4设计、核定生产能力、实际产量矿井设计年生产能力6万吨/年。2001年11月市局对矿井的通风、排水、生产及井型提升能力进行核定生产能力为45万吨/年，矿井2003年第三季度，矿井生产技术改造工程完成，矿井生产能力可达到30万吨/年。20

5、12年矿井核定生产能力可达到35万吨/年，现矿井实际生产15万吨/年。1.5资源储量截止2005年底，矿井尚有总地质储量1263.9万吨，可采储量524.6万吨。1.6 矿井开拓、开采矿井采用立井开拓，中央并列式通风，主、付井进风，风井回风，煤层开采顺序先上后下，后退式回采。采煤方法：柔性掩护支架采煤法。开采水平：为0至400m。矿井设计服务年限:28.4年，剩余服务年限：45年。2、矿井地质及水文地质2.1矿井地质2.1.1地层与含煤地层2.1.1.1地层本井田地层由老到新有：奥陶系、石炭系本溪组、太原组、二叠系、山西组、下石盒子组、第三系、第四系。井田主地层由上而下简述如下：1、第四系（Q

6、）：本井田为隐蔽式井田。第四系厚1145m，一般厚约13m。由土黄色耕植土，棕黄色至黄褐色砂质粘土，姜结石及底部砂砾或灰色粘土薄层组成。其中姜结石层有粘土充填其中，为弱含水层。2、第三系（E）揭露的岩性多为紫红色砂质泥岩，砂砾岩，砂泥岩及砾岩组成，砾径0.50.8cm,分选性较差。3、二迭系（P）：最大残厚约530m,分为石盒子组和山西组，（1）石盒子组在本区的上、下石盒组中标志层A层铝土，中粗粒，厚层大奎山砂岩等均无明显沉积。下二迭统山西组（P12）：本组为华北型石炭二迭系地层的主要含煤组段，由深灰色到灰黑色泥岩，灰白色中细粒砂岩，砂泥岩互层及第2，第3两层中厚煤层组成，正常厚度多在110m

7、左右，在韩台煤田范围内，受燕山期岩浆活动影响较剧，隔河相邻的张山子煤矿，岩浆在煤2、煤3层位呈床式侵入煤层，或把煤层全部吞蚀。取代或将煤层留其顶部形成薄层天然焦。4、石炭系（C）（1）上石炭统太原组（C3）:厚约180m，为典型的海陆交互相沉积，由灰至黑色泥岩，灰至灰白色细中粒砂岩，石灰岩和薄煤层组成，计含煤层（6、9、10、13、15、45、15、17层）其中大部或局部可采为15、15、17层煤。本组与中石炭统本溪组假整合接触。（2）中碳统本溪组（C2），厚约45m，主要由灰深灰色，杂色泥岩，石灰岩，薄层灰色砂岩组成。含石灰岩四层（第十二第十五层）4、奥陶系（O）：厚约800m，假整合于寒武

8、系之上，区内无上奥陶统O3沉积，中奥陶统（O2）厚约600m,分五段其中二、四段含水丰富。在垂深180m内段岩溶发育而含水，下奥陶（O1）厚约190m，与下伏寒武系整合接触。2.1.1.2含煤地层11井田含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组，计含煤10层（2、3、6、9、10、13、15、45、15、17）。其中主要可采煤层为第2、3层煤，局部可采煤层为第15、15、17层煤，各可采和局部可采煤层五层分述如下：煤2在全井田均有沉积，厚1.073.0m，平均2.2m，老顶为粘土质中、细粒砂岩，厚5.9047.84m，一般20.0左右，伪顶和伪底大部分为泥岩，厚度各在1m左右，煤2底板为煤3顶

9、板，为中细砂岩。煤3上距煤2为45.3533.15m,平均24.00m，煤厚2.605.00m，平均3.41m，顶板多有0.401.0m左右泥岩伪顶，老顶为煤2、3之间的中、细粒砂岩，底板多为泥岩或砂泥岩。煤15位于太原群中部，上距煤3为115.00137.60m，平均间距为130m，煤厚0.981.08m，平均1.10m，较稳定，大部可采。顶板为八灰，厚0.603.42m，底板为砂泥岩。煤15上距煤15为44.0080.10m，平均在62m左右，煤厚0.500.73m，平均0.50m,为层位稳定局部可采煤层。煤层顶板为十一灰，底板为泥岩或粘土岩。煤17上距煤15为6.9312.30m，平均在

10、9.61m左右，煤厚0.530.97m，平均0.83m,为层位稳定，结构简单大部可采煤层，煤层顶板为十一灰，底板为泥岩或粘土岩。2.1.2井田地质构造1、区域构造韩台煤田位于秦岭东西复杂构造带北支通过的部位，同时又处于新华夏系第四沉降带之中。它的东部为临沂煤田，西部为大屯矿区，北部为陶枣煤田，南部为贾汪矿区。而韩庄含煤予测区和孝庄含煤予测区又处于韩台煤田的中部，位于徐州复背斜的东南翼，区域构造比较复杂。2、井田构造本区总的为一向西北倾斜的单斜构造，地层走向北东，倾向西北。构造类型为中等。(1)褶曲：本井田因受北西60，方向强烈挤压力影响，工广煤柱以北200m水平以上煤层发生倒转，煤层倾向出现反

11、倾斜，煤层倾角变为急倾斜甚至直立，对采煤方法产生较大的影响。(2)断层： F1断层为正断层，走向东北40,倾向西，倾角70，落差0-240m。 F5断层为正断层，走向东西，倾向北，倾角70，落差60-80m。 F3断层为正断层，走向北东150，倾向北，倾角70，落差0-30m。 F4断层为正断层，走向北东35，倾向西，倾角70，落差500m。F5断层为正断层，走向近东西，倾向北，倾角70，落差5-40m。F6断层为正断层，走向近东西，倾向北，倾角70，落差0-44m。F7断层为逆断层，走向东西，倾向北，倾角48，落差0-10m.2.1.3 岩浆岩 11矿三煤-203M水平以上多处掘进见到岩浆岩

12、侵入，致使煤层尖灭。2.1.4 岩溶陷落柱11矿掘进和采煤过程中至今没有发现岩溶陷落柱。2.2矿井水文地质2.2.1地表水体11井田内地表水体，南有京杭大运河，由西向东流经本区。京杭大运河韩庄河段历史最高洪水位为35m，最大河水流水量达1890m3/s河宽约200m,常年水深大于3m，设计流量1700m3/s，北有胜利渠设计80m3/s，灌溉48万亩，实际放水40m3/s可灌溉20余万亩。警戒水位为33m，保证水位为33.5m，全井田地势平坦，北高南低。井田东部第四系冲积层下伏大面积奥陶系石灰岩上，第四系露头可直接接受大气降水补给。因此，11矿在井田北翼，地面塌陷坑建立了永久泵站，安设潜水泵Q

13、D450/6-7.5两台，两台潜水泵的排水能力为400m3/h。地面泵站的建立防止了塌陷坑内的水进入井下的可能。2.2.2含水层与隔水层本井田主要含水层有第四系姜结石层，二迭系上统石盒子组砂岩，二迭系下统山西组煤2、煤3顶板砂岩，石炭系上统太原组第三，八，十层石灰岩，奥陶系石灰岩。2.2.2.1 含水层1、第四系姜结石含水层，由于粘土的充填透水性减弱直接覆于基岩之上时，对基岩补给相对较差。2、二迭系上统石盒子组砂岩含水层：裂隙发育不匀，在对9613号孔抽水并进行流量测井时，152172段的一层细砂岩有水单位涌水量为0.045L/sm。本层对井下开采无直接影响。3、二迭系下统山西组煤2、煤3、顶

14、板砂岩含水层：煤2顶板砂岩厚约5.9047.84m，为老顶，岩性为灰白色中粒石英长石砂岩；煤3上距煤2一般45m，为灰白色细砂岩。这两层砂岩裂隙发育不均，含水性较弱无补给来源。但这两层砂岩的孔隙，裂隙水是开采煤2、煤3时，矿井的直接充水水源。北翼开采至今，北翼实际涌水量6m3/h，雨季对北翼涌水量没有影响，因此，煤2、煤3的顶底板渗水没有安全隐患。4、第三层含石灰岩含水层：深灰色至黑色灰色，质纯致密，有时含石结核，裂隙岩溶发育，但不均为本井田主要含水层，上距煤3底板41m。5、第八层石灰岩含水层：厚0.63.42m，为15层老顶，没有抽水试验。6、第十层石灰岩含水层厚3.9-6.63m，深灰色

15、，质纯致密，有时局部含有泥质裂隙，岩溶较发育但不均匀，富水差导性明显。为15层煤的直接顶板，没有抽水试验。7、上述煤2顶板砂岩和煤3的底板砂岩及三、五、八、十层石灰岩含水层露头直接与第四第地层接触，雨季地表水可能直接进入上述该层含水层中对井下构成威胁。北翼开采至今，北翼实际涌水量6m3/h，雨季对北翼涌水量没有影响，因此，煤2、煤3的顶底板渗水没有安全隐患。8、奥陶系石灰岩含水层：厚600800m，深灰色、灰色，质纯致密。在井田东部直接下伏于第四系之下，上部强风化，岩溶发育，为强含水层。在垂深180m以内，有数段岩溶发育，含水丰富。F4断层可能切割奥陶系石灰岩，井下有导水现象，与煤系地层各含水

16、层有无补给关系现应引起矿上重视。F4号断层在井田东部，由于地层倒转，开采小槽煤时，才有可能揭露F4号断层，现11矿主采煤层煤2、煤3，因此，F4号断层对11矿没有安全隐患。2.2.2.2 隔水层井田内二迭系石盒子组，有多层砂泥岩互层，可以起到一定的隔水作用，而在石盒子与山西组之间有一层厚度约十米以上的中粗砂岩，其底部到12层煤顶板又有厚度不等的三层泥岩，也可起到隔水作用，防止2层煤上部的水对开采煤层的影响。2.2.3 断层的含导水性(1)F1断层为11矿与大兴矿的边界断层，11矿至今掘进没有到边界也没有接触到F1断层，所以F1断层的导水性不清。(2)F5号断层为井田内部断层，根据-57m水平探

17、巷掘进证实，F5实际为一构造带由三条小断层组成。F127027556NL40H30F226527060NL20H45F335335862NL35m H=20m随采掘深度的加深，综合分析认为：水平错距L及落差H，将随之加大，三条断层都没有出水现象。(3)经井下巷道揭露，新发现F3、F5、F6、F7断层均小于4m上述断层导水性不良，采动的影响可能使原来不导水的断层导水，11煤矿在采掘活动中严格按规定留设保护煤柱，至今还没发现F3、F5、F6、F7断层有导水现象。(4)在井田东部边界由于受F4断层的影响，断层带岩性破碎，导水性强，因此奥陶系、石灰岩水是补给本井田的主要水源。F4号断层在井田东部，由于

18、地层倒转，只有开采小槽煤时，才有可能揭露F4号断层，现F4号断层对11煤矿无任何安全隐患。2.2.4含水层间的水力联系奥陶系灰岩为强含水层，在本井田东边界，由于受F4断层影响，断层带岩性破碎，导水性强，奥陶系石灰岩水是补给本井田的主要水源。奥陶系灰岩上距煤17约70m,此段含第12、13、15、45计四层石灰岩，其中第十四层石灰岩最厚，平均8m，其余三层厚1.03.0m不等。第十五层石灰岩下奥陶石灰岩顶之间为泥岩，G层铝土及铁质泥岩，总厚约23m左右。由于地层倒转，奥陶系灰岩东移，下部开采小槽煤时是矿井防治水的工作重点。2.2.5 相邻矿井生产对本矿的影响11矿西邻大兴煤矿，大兴矿在-400m

19、以下进行采掘生产，而11煤矿到目前为止，采掘在-203m水平以上，彼此之间以井田技术边界为界，留足煤柱，因此11矿与大兴矿之间没有任何影响。11矿南邻张山子煤矿，张山子煤矿开采在-123m以上，张山子煤矿的开采对11煤矿的开采有一定影响。为确保矿井安全，11矿在与张山子扩大区边界处，打设了防水密闭墙，能够满足煤矿安全规程和有关措施的规定。在防水密闭墙处均留设了水阀和水压表，派专人对防水密闭墙的防水情况及压力值进行观测。3、 矿井充水因素根据本井田精查报告及现场实际分析论证，本矿井的充水因素有以下几个方面：3.1 主要可采煤层的充水因素的特征和充水含水层水文地质特征3.1.1可采煤层的充水因素的

20、特征下二迭系山西组：煤2、煤3顶板砂岩煤2顶板砂岩厚约10余米，煤3顶板砂岩厚约13米，这两层砂岩裂隙发育不均，含水性较弱，是开采煤2、煤3的直接充水水源，应引起矿的重视。3.1.2 充水含水层水文地质的特征上二迭系石盒子组砂岩：石盒子组上部多为粗、中、细、砂岩，下部以中、细砂岩为主，裂隙发育不均，钻进过程中有四个钻孔漏水，通常对井下开采无直接影响。第十层灰岩：厚3.9-6.63m，一般5m，裂隙、岩溶较发育，含水丰富属强含水层以。奥陶系灰岩：为强含水层，在本井田东部边界，由于受F4断层影响，断层带岩性破碎，导水性强，因此，奥陶系石灰岩水是补给本井田的主要水源。3.2 充水因素之间的水力联系3

21、.2.1大气降水降水多集中在七、八、九三个月，年最大降水量1324mm，年最小降水量618.7mm，累年平均降水量905.2mm，七、八、九为雨季，三个月的降水量约占全年降水的6070%以上。3.2.2地表水地表水体为京杭大运河，河内常年有积水，水深35米。另外，由于开采范围的加大，受其影响，相对地表已明显的出现了塌陷凹地，雨季（69月）地表塌陷凹地内极易积水，防治地面塌陷凹地积水显得格外重要。地面塌陷坑积水是矿的一大隐患。3.2.3含水层本井田主要含水层以有第四系姜石层，第碱系岩，上二迭系石盒子组，砂岩，下二迭系山西组砾岩、第三、十层灰岩和奥灰。第四系姜石层：第三系砾岩、上二迭系石盒子组，通

22、常对井下开采无直接影响。下二迭系山西组：含水性较弱是开采2、3煤直接充水水源应引起足够重视。第十层灰岩：裂隙、岩溶较发育，含水丰富属强含水层。奥陶系灰岩：为强含水层，在本井田东部边界，由于受F4断层影响，断层带岩性破碎，导水性强，因此奥陶系石灰岩水是补给本井田的主要水源。3.2.4 钻 孔井田范围内共施工地需钻孔18个，其中探煤钻孔7个，灭火注浆11个，所有钻孔全部按照国家规定的标准进行封孔，封孔质量良好。3.2.5 断 层奥陶系石灰岩含水层：厚600800m，深灰色、灰色，质纯致密。在井田东部直接下伏于第四系之下，上部强风化，岩溶发育，为强含水层。在垂深180m以内，有数段岩溶发育，含水丰富

23、。F4断层可能切割奥陶系石灰岩，井下有导水现象，与煤系地层各含水层有无补给关系是今后开采小槽煤的一大隐患。3.2.6 采空区11煤矿开采北翼煤2、煤3倾角在60以上为急倾斜煤层，所以采空区存在很少量的积水。3.2.7 陷落柱 11矿采掘至今尚未发现陷落柱。4、矿井涌水特征4.1 历年涌水量及其变化历年矿井涌水量情况表年 度200020012002200320122005最 大(m3/h)4060909510080最 小(m3/h)203566636660平 均(m3/h)3042.57880.583704.2矿井涌水来源及构成矿井开采煤2、煤3是南翼F5之断层有涌水现象7m3/h，其它小断层涌

24、水稳定在10m3/h，常年如此。开采北翼煤2、煤3由于顶板垮落有涌水现象6m 3/h。矿井掘进开采到现在为止，无突水现象发生，矿井正常涌水来源为小断层和顶板裂隙水构成。几年来涌水量无明显的增大，稳定在83.00m3/h左右。4.3 矿井充水相关因素4.3.1地表水由于开采影响地面出现近10000平方米塌陷凹地，塌陷深度00.8m。雨季塌陷坑内积水严重，若大面积积水不及时排出，积水可能通过塌陷裂隙进入第四系，积水有溃入井下的可能。4.3.2含水层水开采北冀2煤、3煤时，由于地层倒转，煤2顶板沙岩厚约10余米，煤3顶砂岩厚约13m，此2层砂岩露头直接与第四系接触，雨季地表水可能直接进入砂岩裂隙中，

25、进入井下。砂岩裂隙发展不均，含水性较弱，是开采煤2、煤3的直接充水水源。4.3.3断层水南翼井下掘进巷道揭露三个小断层，常年保持涌水量为8.6m3/h。4.4矿井涌水特点及变化规律（1）北翼开采2煤，2煤顶板淋水（包括采空区顶板向下淋水），淋水量常年保持在34.5m3/h。（2）北翼开采三煤底板渗水（包括采空区底板渗水），渗水量常年保持在4.25.6 m3/h。（3）开采南翼巷道遇到三个小断层。99M水平平巷遇到一个小断层，小断层的涌水量为68 m3/h，。203M水平巷遇到一个小断层，小断层涌水量10.615.4m3/h。南翼三煤71巷道遇小断层，小断层涌水量6.26.8 m3/h，常年保持

26、正常涌水量。5、矿井水害特征分析5.1 历史突水资料的统计分析11煤矿从98年建矿开采以来，没有发生突水事故。2000年8月在掘进三煤71巷道时遇小断层F51，断层涌水h量为6.8m3/ h。2001年7月在掘进99m平巷时，遇到F5-2号断层，出现涌水，涌水量南翼7m3/h,由于水量很小，没有采取任何大的处理措施。现在测水记录 F5-2断层的涌水量常年保持79m3/h。2002年11月在掘进南翼123m水平掘进时，遇到F5-3号断层，出现涌水，涌水量为5.2m3/h，常年的涌水量保持在5m3/h。2012年8月在南翼123m下山掘进时，遇到灰岩含水层涌水10-15.6m3/h.5.2矿井水害

27、隐患分析5.2.1矿井现存和潜在水害隐患情况5.2.1.1矿井现存水害隐患情况由于北翼为急倾斜煤层倾角在56以上，受开采影响，地面已形成塌陷地，塌陷范围6000m2,雨季塌陷 地平均水深0.4m，因煤2、煤3的顶板沙岩露直接与第四地层接触，雨季水可能通过塌陷裂隙进入井下。现11矿已于2012年6月10日建成泵站一座，安设潜水泵QD450/67.5两台，从而大大增加了11矿的防灾和抗灾能力，为井下的开采创造了条件。地面积水量为2400m3。泵站两台潜水泵的排水能力为400m3/h。计2400m3/400m3，等于6小时，即6小时可排完北翼凹地的积水量。5.2.1.2矿井潜在水害隐患井田东部为F4

28、号 ，由于地层倒转，使奥陶系石灰岩东移，F4号断层可能切割奥陶系石灰岩下步开采15、15、17层煤时，奥陶系石灰岩水是井下开采的主要水患 。现11煤矿主采煤2、煤3由于地层倒转奥陶系石灰岩东移至东部边界以外，下步开采小槽煤时11矿的防治水是石灰岩水。5.2.2矿井水害隐患类型(1)北翼塌陷区雨季积水为矿井的A级隐患。(2)F4断层可能切割奥陶系石灰岩水是下步开采小槽煤的C级隐患。(3)2、3煤顶底板的砂岩水为矿井的C级隐患。5.2.3各种类型水害隐患5.2.3.1地表水害地表水体为京杭大运河，河内常年有积水，水深35米。另外，由于开采范围的加大，受其影响，相对地表已明显的出现了塌陷凹地，雨季（

29、69月）地表塌陷凹地内极易积水，防治地面塌陷坑凹地积水显得格外重要。地面塌陷坑积是矿的一大隐患。为此，现11矿已于2012年6月10日建成泵站一座，安设潜水泵QD450/67.5两台，从而大大增加了11矿的防灾和抗灾能力，为井下的开采创造了条件。地面积水量为2400m3。泵站两台潜水泵的排水能力为300m3/h。计2400m3/400m3，等于6小时，即6小时可排完北翼凹地的积水量。5.2.3.2新生界水害第四系姜结石含不层是由松散的单体大小形态各异的姜结石构成，内有黄褐色粘土充填，厚度达7m，由于粘土的充填使透水性减弱，直接上覆于基岩之上时，对基岩补给相对较差，但随着采掘面积的增大，地面形成

30、塌陷，雨季时，地面积水可能通过第四系进入井下。地面泵站的建成消除了新生界的水害的隐患。5.2.3.3古空11井田为新井田。5.2.3.4老空水害北翼开采的煤2、煤3、煤层倾角都在56以上，因此不存在老空区积水。5.2.3.5煤层顶板水害北翼由于地层倒转，煤2的顶板为砂质岩，正常情况下，顶板水没有但随着开采面积的增大，地面塌陷范围的增加，砂岩的露头直接与第四系地层接触，雨季地表水可能直接进入2煤的顶板中。、5.2.3.6 煤层底板水害开采北翼3煤，由于地层倒转3煤的底板为砂岩，随着开采面积的增大，地面塌陷范围的增加，砂岩的露头直接与第四系地层接触，雨季地表水可能直接进入3煤的底板中。5.2.3.7矿井陷落柱水害11煤矿自98年采掘以来，还没有发现岩落陷落柱。5.2.3.8断层水害奥陶系灰岩为强含水层，在本井田东部边界，由于受F4断层影响，断层带岩性破碎，导水性强，由于地层倒转，奥陶系石灰岩水是开采小槽煤时的主要水源。5.2.3.9封闭不良钻孔水害井田范围内共施工地需钻孔18个，其中探煤钻孔7个，灭火注浆11个，所有钻孔全部按照国家规定的标准进行封孔，封孔质量良好。5.2.3.10矿井隔离煤柱11煤矿在采掘过程中，边界煤柱按标准留设断层煤柱，各保护煤