一井矿井水患论证报告.docx

1、一井矿井水患论证报告 延吉三道煤业有限责任公司一井矿井水患论证报告延吉三道煤业有限责任公司二0一四年度报告编写单位：延吉三道煤有限责任公司法人代表：卢宗强总经理：卢宗文总工师：许传信编写人员：张福基、孙林、刘少昌、宋日龙、马佑荣提交时间：2014年3月22日目录第一章 矿井概况及水文地质情况3一、目的与任务.3二、矿井概况.3三、矿井水文地质情况.5第二章 矿井水害调查报告.20一、调查时间.20二、参加调查人员.20三、调查路线.20四、调查方式.20五、调查情况.20六、矿井水患分析.21七、目前矿井需防范的水患.22第三章 矿井防治水措施.22一、矿井开拓开采所采取的安全保证措施.22二

2、、防治水煤（岩）柱的留设.23三、井下排水.25四、安全出口设施.25五、地表水防治.25第四章 水患现状论证结论27第一章 矿井概况及水文地质情况一、目的与任务根据煤矿安全规程和煤矿防治水规定要求，进一步查清本矿区范围内的水害情况，为矿井防治水工作提供可靠的资料，为探放水设计提供科学依据，确保我矿采掘活动的安全。经矿研究决定组织技术人员对矿区范围内的水害情况进行一次全面细致的调查，2013年3月份通过对矿井水文地质资料的搜集、历年采空区的统计调查测绘、矿井涌水量的调查分析，相邻矿井的资料搜集，编写此报告。二、矿井概况一、地理位置、企业性质、隶属关系、交通情况 该矿井位于延吉市境内。行政隶属延

3、吉市三道湾镇。企业性质为民营股份制。矿区距延吉市65公里、安图县45公里、汪清县50公里，其间有国家二级公路相通，交通较为方便。（详见交通位置图）交通位置图延吉市三道煤矿一井，原为地方国营矿山，1969年9月建井，当时设计利用资源储量209万吨，设计生产能力6万吨/年，实际生产能力5万吨/年，服务年限18年，1970年9月投产，2005年矿山改制由延吉市三道煤矿更名为延吉三道煤业有限责任公司一井，同时转为民营企业，现核定生产能力为5万吨/年。本区内含可采煤层3层，自上而下排序分别为1、5、6号煤层，现在正在开采。为片盘斜井开拓，串车提升，采煤方法为走向长壁式采煤方法。通风方式为中央并列抽出式。

4、矿井现有一个采煤工作面，即九路左一层采煤工作面，工作面长6570米，煤层倾角平均26，采用单体液压支柱配合木顶柱支护顶板，爆破落煤，采用走向长壁后退式采煤方法，顶板缓慢下沉法管理顶板。现有2个掘进工作面，分别为七路右一层煤顺槽掘进工作面、八路右六层煤顺槽掘进工作面。二、井田位置、边界范围、拐点坐标、井田面积、相邻矿井边界关系井田南北长1250米，东西宽740米，面积为0.9234平方公里。地理坐标为：东经：1291518 1291559 ，北纬： 431534431625，矿区范围拐点坐标点 号X 坐 标Y 坐 标w4791616.57643520676.565a4792794.6014352

5、0946.458n4793186.62143521172.422b4793198.64943521470.421c4792596.65143521497.476d4792583.66043521598.477f4792310.65843521572.502g4792263.64443521420.506s4791623.63843521350.565注：此坐标为：1980西安坐标系三、井水文地质情况（一）区域水文地质概况1、自然地理概况地处山区丘陵地带，属于低山林区，海拔标高450574米，主井筒地面标高为+545米，副井筒地面标高为+555米，山上被茂密的柞、松、桦等杂林覆盖。本区气候属于大

6、陆性林区气候，冬季严寒，最低气温可达零下38度，夏季气温较高，可达到33度以上。平均降水量为610毫米。雨季集中在七九月份，占年降水量的50%以上。春季多风，自然植被较发育，风向多为西北，风速达56米/秒，势高寒冷，每年10月份至次年4月份为解冻期，冻土厚度一般为1.2米左右，最大厚度1.6米。（二）、区域水文地质特征1、地形：本区是一向斜盆地，属于低山区，盆地四周地势较高，标高为1000米左右，而盆地内部标高480米700米。该区由于在气候湿润的条件下受到流水作用，使山地受到强烈的切割。因此山坡及山麓堆积物较厚，大都在36米左右。而较平坦的地区由於泥质的增多，使降雨不易渗透而成沼泽或湿地，其

7、中茂密的植物覆盖层固结了土壤，绥合了外营力的侵蚀作用。区内山坡坡度510度，但边部较陡。总的来看本区东高西低，北高南低。1、河流：区内主要河流只有一条朝阳河，由北向南在本区西部穿过，流长为20公里。距离本矿井采矿活动范围外2.5公里处。河底平坦，河岸较陡，弯曲度较大。河宽520米不等。常有改道现象，深0.52.0米左右。两岸冲击层较发育，根据长期观测资料，最大流量在六月份，5.93m3/秒，流速为1.72m/秒，13月份无水。水质为重碳酸钙钠水。2、岩石含水特征：根据简易水文资料来看，本区含水层普遍发育的只有一个风化裂隙带，其下因裂隙不发育，岩芯采取率较高，而胶结物多为泥质及凝灰质，冲洗液并不

8、消耗，所以可以认为不含水。该含水层厚度由于地形、岩性及地表覆盖物的不同而不等。地势高、岩性粗而风化深；地势低而岩性较细及被植物和粘土覆盖的地区风化浅。总的来看风化带含水层的厚度为3050米。该含水层的岩性较普遍的是龙井组砾岩，成分以安山岩砾为主及少量的花岗岩砾，砾径多为35cm棱角状，分造不好，胶结物多为泥质及凝灰质。而在大砬子组砾岩及长财西山坪含煤组出露处，由于岩性较细，风化裂隙深度次于龙井组，特别是大砬子组的黑色泥岩段是一很好的隔水层。根据简易水文资料及矿井长期观测资料来看，风化带虽然是遍布全区的主要含水层，但水量不大，该含水层的补给来源为大气降水，水质为重碳酸钙钠水。3、矿床水文地质特征

9、该矿床位于本区的东南部，仅据矿区而言为单斜构造，地表标高570米以上，位于侵蚀基准面以上。根据矿井的排水观测资料看，矿井的充水因素为风化裂隙水，浅部虽然风化裂隙与井巷直接连通，但岩层为长财含煤组上部的无煤段岩性较细为粉砂岩、粉砂质泥岩等渗透性较差，此层往深部则为一相对隔水层。而分布较广的则为大砬子及龙井组砾岩的风化裂隙，其表层为12米厚的腐植土覆盖，杂草丛生多为沼泽或湿地。地形为一斜坡，不利于大气降水的渗透。矿井涌水量随季节变化很大，最大涌水量集中在雨季七、八、九月份；一、二、三月份涌水量很小。4、矿井涌水量的确定根据矿井涌水量及工作水泵排水的资料，而求得雨季七、八、九月份平均含水系数为1.8

10、3，最大为1.87。此数字比干旱季节要大2-3倍。含水系数计算表时间产量（吨）矿井总漏水量（吨）含水系数备注2011年1月538232090.602011年2月333030910.93矿井生产15天2011年3月521935650.68平均0.742010年7月430877281.792010年8月441282801.872010年9月448582801.84平均1.83(三)矿井水文地质条件1、地表水系矿区内无河流、水库等地表水体。2、含水层矿区内矿井地下水类型主要有基岩风化裂隙水、砂岩、砾岩孔隙裂隙水。1）、含水层及特征（1）基岩风化裂隙水本区基岩风化裂隙水全区发育，风化带厚度一般为305

11、0米，岩性主要为白垩系下统龙井组砾岩，成分以安山砾岩为主及少量的花岗砾岩，砾径多为35cm，呈棱角状，分选不好，胶结物多为泥质及凝灰质。风化裂隙带主要特点：随着深度的增加，风化强度减弱，富水性也随之减弱，在水平方向上由于岩性的差异和胶结程度的不同，有所差异。该含水层厚度由于地形、岩性及地表覆盖物的不同而不等，地势高岩性粗而风化深，地势低而岩性较细及腐植覆盖的地区风化浅。在白垩系大砬子组砾岩及侏罗系长财、西山坪含煤组出漏处，由于岩性较细，风化裂隙深度次于龙井组。该含水层主要补给来源为大气降水，富水性弱，水质为重碳酸钙型水。（2）中生界白垩系下统大砬子组（K1d）砂岩、砾岩孔隙裂隙含水层。分布于矿

12、区中南部，主要岩性为灰绿色粉砂岩组成，局部含有粗砂岩及薄层细砂岩，总厚度124319米。（3）中生界侏罗系上统长财组（J3cc）砂岩、砾岩孔隙裂隙含水层。本区主要含煤地层，分布于矿区南部，主要由灰色砂岩、粉砂岩、含砾砂岩及砾岩组成，砂岩厚度在1.750米，局部为含粗粒砂岩，具水平层理和微波状水平层理，下部为浅灰色、灰色砾岩，本组含煤7层，其中1、5、6号煤层可采。1号煤层，顶板为细砂岩或黑色粉砂质泥岩，砂岩厚度为950米，粉砂质泥岩厚度2933米。底板为灰色及灰黑色粉砂质泥岩、泥岩，局部为粉砂岩，一般夹有一层12cm的煤线。5号煤层，顶板为粉砂岩及含砾砂岩，砂岩厚度为1.915m，砂质泥岩厚3

13、.97m。底板为灰灰黑色粉砂质泥岩或泥质粉砂岩。6号煤层，顶板为粉砂岩，局部为含砾细中粒砂岩，砂岩厚度为1.79.6m，砂质泥岩厚4.8m。底板为灰灰黑色粉砂质泥岩或泥岩。（4）中生界侏罗系上统西山坪组（J3xs）砂岩孔隙裂隙含水层在矿区北部小面积分布，上部以灰色、浅灰色细、粉砂岩为主，中间夹有煤层（层薄，灰分高，不可采）；中部以灰色、深灰色粉砂岩、细砂岩为主，夹少量灰色含砾砂岩，其碎屑物质由较多长石、安山质岩屑及少量石英、云母组成，泥质胶结。下部由浅灰色、灰色粉砂岩、细砂岩、中砂岩及少量粗砂岩或含砾砂岩组成。经开采证实，各含水层均无富水性。3）、含水层补、径、排条件大气降水直接补给基岩风化裂

14、隙含水层，间接补给砂岩孔隙裂隙水，本区地表排泄条件较好，另外，垂直蒸发排泄也是矿区地下水的另一种主要排泄途径。4）、构造对井田内水文地质条件的影响本矿处于屯田向斜南翼，为一简单单斜构造， F9位于矿区的南部（浅部已经采空），走向115，倾向205，倾角60，断距30m，有钻孔和巷道控制。据调查，矿山开采揭露该断层时，断层涌水量较小，几乎无水，对开采影响不大。2、隔水层:主要由煤系地层中泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩和凝灰质泥岩组成，厚度大，全区发育连续，且胶结致密，裂隙不发育，凝灰质岩类遇水易膨胀，具有良好的隔水作用。主要含煤地层中的砂质泥岩，厚度为3.933mm，主要分布于煤层的顶底板，由于该层分

15、布不稳定，隔水性差。（四）矿床充水因素分析一）、矿井充水因素分析（1）冒落带最大高度波及到风化裂隙含水带时，风化裂隙含水带构成直接充水因素。 （2）基岩裂隙水可直接渗入矿井。开采时要引起注意。（3）砂岩、砾岩孔隙裂隙水是煤系地层的主要充水来源。（4）区内采空区积水应及时疏干，否则可直接进入矿井。井田及老空区分布情况该矿井现处于回采阶段，原开采深度标高为-105米，现开采深度标高为+284米，即标高+284米以下一号、五号、六号煤层均已回采完毕，全部为采空区。该矿井现开采一号煤层。现开采水平垂直方向的下部为五号煤层采空区。井田的东翼与延吉三道煤业公司二井西部采空区相毗邻，区内无积水。两矿界间留设

16、煤柱宽度为30米，符合规程规定。二）、矿井涌水量的构成分析，主要突水点位置、突水量及处理情况矿井生产原由浅部煤层向深部煤层开采，开采至标高-105米水平。由于深部煤层煤质变劣、煤层变薄、煤层倾角变缓，2005年开始由下向上进行回采。现回采至标高+284米水平。浅部采空区冒落带逐渐被压实，导水裂隙带逐渐被充填，矿井涌水量也随着矿井回采工作面向上回采逐年减少。矿井2012年最大涌水量为5m3/h，最小涌水量为2m3/h，平均为3.5m3/h。涌水主要为煤系地层弱含水层的裂隙水。井下矿井排水设置三台水泵（一使一备一检修），排水量为46m3/h/台。矿井排水能力符合煤矿安全规程规定。矿井未发生过突水事

17、故及涌水事故。三）、矿井主要水害及其防治措施矿井长期开采，面积不断扩大，煤系地层弱含水层的裂隙涌水量不断增大。但现在随着开采深度的不断减少，弱含水层也逐渐减少，矿井涌水量呈逐年减少趋势，对矿井开采受水害影响程度也逐渐减轻。矿井防治水工作主要是：应加强在回采过程中断层可能导水、老空区可能积水等方面问题对采掘生产的影响和雨季防洪方面问题。冒落裂隙带高度的确定 ： 本井田各煤层间距一般536m，浅部煤层距地表55m，因此冒落带可以进入上层煤层范围内。根据GB12719-91矿区水文地质工程地质勘探规范附录F，冒落带最大高度经验公式： Hf100M/(5.1n+5.2)+5.1 M累计采厚（m），n煤

18、分层层数。 区内1、5号煤层最大厚度分别为m1=3.63m，m2=2.29m代入公式： 最大冒落裂隙带高度Hf100（3.63十2.29）/(5.12+5.2)+5.1=29 (m)矿井采用的经验冒落带高度的保险系数为20m，风化带厚度为50m，因此可能最大冒落裂隙带高为2920+50=99m。 式中： m11号煤层最大厚度， m25号煤层最大厚度 。 根据上述冒落裂隙最大高度可能波及到风化裂隙含水带的局部地区，因此矿床主要充水为风化裂隙含水带。四）、本矿井水害防治措施如下(1)技术措施、地面防水a、井口和工业场地大多在沟谷边缘，虽然均位于最高洪水位之上，但应保持泄洪通道通畅，防止沟谷洪水对矿

19、井造成危害。b、在雨季前组织有关人员踏勘井田是否有采空塌陷裂隙、塌陷洞，及时用黄土、粘土、碎石填封，并高出地表。、井下防治水a、必须按矿井设计留设矿界和采区边界煤柱。b、坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的方针，对可疑地段进行探放水。c、发现透水预兆必须停止作业，采取措施，并向调度室报告。d、经常清挖井下水仓，保证水仓有足够的容量。e、配备足够的排水设施，并确保能正常使用。(2)管理措施平时加强防汛宣传，建立探放水管理制度；做好防水计划；成立“雨季”三防指挥部，组织雨季前“三防”大检查；加强职工培训，保证安全生产。(3)物质措施拨出专项资金，专款专用，保证防治水物资供应。五）、矿井

20、水文地质类型根据“矿井水文地质类型划分原则”，对矿井水文地质类型进行划分。1、受采掘破坏或影响的含水层及水体矿层位于当地侵蚀基准面以下，矿区内无河流、水库等地表水体，矿井充水因素主要是风化裂隙含水层，但因风化裂隙含水层属于弱含水层，对矿井涌水影响不大。砂岩、砾岩孔隙含水层是矿井的直接充水水源。根据本矿井水文地质条件和特点，结合各含水层性质，补给条件，考虑到井下涌水量的实际情况和防治水工程的难易程度，参照煤矿防治水规定，本矿井水文地质类型应划分为简单类型。井田内受开采煤层采掘破坏或影响的含水层主要为上覆岩层含水层水。2、矿井及周边老空水分布状况本矿东部为三道煤业有限责任公司二井井田内及周边五、一

21、号煤层开采年限较长，目前在井田内已形成了较大面积的采空区，采空区局部低洼处积存有一定量采空区积水，随着时间推移，采空区绘积水量还会增加。因有30米的保护煤柱的隔离，所以对本矿的采掘作业无影响。矿井采空区积水对本矿井煤层开采存在一定的影响，但采空区积水位置、范围、积水量清楚。3、矿井涌水量矿井涌水量不大，据多年的观测的水文资料，矿井年最大涌水量为5m3/h，最小涌水量为2m3/h，平均为3.5m3/h。主要来源为顶板裂隙水。按照煤矿防治水规定可确定本分项矿井水文地质类型划分为简单。4、突水量井田内煤层开采从未突水，本分项矿井水文地质类型划分为简单。5、开采受水害影响程度：井田内煤层开采受水害威胁

22、的主要水源为采空区积水。而采空区积水的主要水源来自开采煤层（一层煤）上覆含水岩组。矿井采空区积水，对今后井田煤层的采掘工程存有一定的影响。不排除发生水害事故的可能性，但现有采空区分布范围集中，区内积水量、积水范围清楚，威胁性较小，只要加强管理，严格执行煤矿防治水规定进行防治水，可以避免水害事故的发生。本矿采煤为上行采煤（即深部向浅部推进）煤层开采相对较安全，水患的防治也相对较为容易。根据煤矿防治水规定，可确定本分项矿井水文地质类型划分为简单。6、防治水工作难易程度本井田内无地表流水，冲沟不发育，井田和工业场地设在山坡上，高于历史最高洪水位，只要加强“雨季”三防工作，该矿井地面防治水工作相对易于

23、进行。井田内及相邻矿井一号、五号煤层存在较大面积的采空区，随着时间的推移，采空区积水还会继续增加。但只要加强防治水工作，严格遵守“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”探放水方针等。本矿井采空区防治水工作相对易于进行。根据煤矿防治水规定可确定本分项矿井水文地质类型划分为简单。7、矿井水文地质类型的划分结果综合上述各分项矿井水文地质类型划分结果，根据煤矿防治水规定按分类依据就高不低的原则，确定矿井水文地质类型划分为简单。8、矿井涌水量预算该矿现采一号煤层，而且有多年的开采历史，矿井涌水量与产量有一定的相关性，因此，可用类比法预计矿井涌水量。矿井涌水量预计公式：Kp=Qo/Po Q=KpP式中：

24、Kp-含水系数（m3/t）Qo矿井涌水量 （m3/d）Po日均产量（t/d）Q-矿井预算涌水量（m3/d）P-设计生产能力（t/d）实际能力6万t/a，平均日产181t/d。正常涌水量84m3/d左右，最大涌水量120m3/d，正常含水系数1.47m3/t，最大含水系数1.67m3/t，平均日产170t/d矿井正常涌水量：Q正常=89.4m3/d。矿井最大涌水量：Q最大=127.7m3/d。9、直接冲水水源一层煤上覆砂岩、砾岩孔隙含水层是矿井的直接充水水源10、间接充水水源1）、主要是风化裂隙含水层，但因风化裂隙含水层属于弱含水层，对矿井涌水影响不大2)、地表水：井田内无河流、水体。3)、间接

25、充水含水层大气降水直接补给基岩风化裂隙含水层，间接补给砂岩孔隙裂隙水，本区地表排泄条件较好，另外，垂直蒸发排泄也是矿区地下水的另一种主要排泄途径。11、矿井水文地质类型综观上述水文地质条件，矿层位于当地侵蚀基准面以下，砂岩、砾岩孔隙裂隙含水层是矿井的直接充水水源。所以该矿井的水文地质条件复杂程度为：以砂岩、砾岩孔隙裂隙水为直接充水水源的水文地质条件简单类型的矿井。（五）矿井排水排水井井口标高:+555.346m井底水泵标高：+284.260m排水高度：271.086m矿井正常涌水量3.5m3/h左右，最大涌水量5m3/h选用3台D46-50X8型水泵，正常涌水时1台工作、1台备用、1台检修；最

26、大涌水时1台工作、1台备用、1台检修。该泵额定流量为46m3/h,额定扬程为400m，额定效率80%。（六）、矿井水文安全条件评价1、对矿井开采受水害影响程度的评价综上所述，根据矿床主要充水来源为基岩风化裂隙水及砂岩、砾岩孔隙裂隙水，属弱富水。因该矿井开采白垩系下统长财组含煤岩段的煤层，均埋藏较深，虽大部分煤层埋藏在本区最低侵蚀基准面标高以下，但煤层与上部含水层之间的隔水层厚度较大，沉积连续，故煤层与地表水体及含水层水力联系不大，无地表水影响。 煤层开采相对较安全。但不能排除因导水断裂构造发生水害事故的可能，此区域煤层开采时应加强水害事故的预防工作。根据井下水文地质调查，由于开采时间较长，五号

27、、一号煤层在井田内已形成了较大面积的采空区，在采空区低洼积存有一定量各采空区积水，随着时间推移，采空区会积水量还会增加。采空区积水是矿井主要水害之一，也是矿井防治水工作的重点和难点。随着开采面积的扩大，各采空区积水也不断的再增加，所以必须加强采空区及邻近矿井采空区及老窑水的防范措施，加强矿井探放水工作，以防范水害事故的发生。2、对矿井防治水工作难易程度的评价本井田内无地表河流、水体。井口和工业场地设在山地上，高于历史最高洪水位，只要加强“雨季三防”工作，该矿井地面防治水工作相对易于进行。井田内一号、五号煤层存在较大面积的采空区。随着时间推移，采空区积水还会继续增加。采空区积水将是矿井主要水害之

28、一，也是矿井防治水工作的重点和难点。预防采空区水害事故发生的有效手段应做到以下三点。（1）严格遵守“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”探放水方针。（2）树立防水意识，重视防治水工作，对职工进行有关水害知识的教育和有关出水征兆的识别。加强对矿井涌水量和地表塌陷区的观测，及时掌握有关涌水量的变化情况，对突然增大的涌水量，要查明水源及水量变化情况，分析其原因，采取有效措施，制止水害事故发生。 （3）必须及时了解矿井及相邻矿井开采情况，掌握其采空区范围、涌（积）水情况、采空区积水范围，并且及时把相关资料填充到水文地质图上，防止相邻矿井越界开采，造成巷道相互贯通。加强探放水工作，预防采空区积水涌入

29、矿井，造成涌（突）水事故的发生。只要做到上述三点，本矿井采空区防治水工作相对易于进行。 第二章 矿井水害调查报告一、调查时间：二0一三年三月二日二、参加调查人员：卢宗亮、孙林、张福基、许传信、兰文海、张胜利三、调查路线：工业广场矿区地面二井二井矿区地面回到矿四、调查方式对相邻矿井的井口位置、方向、深度及井下巷道和方向等进行询问、调查，走访了解记录；并对周边煤矿采空区（老井老巷道）相对应地面进行踏查。五、调查情况（一）周边矿井情况井田东部为延吉三道煤业有限责任公司二井延吉三道煤业有限责任公司二井，原为地方国营矿山（延吉市三道煤矿），1969年9月建井，设计生产能力9万吨/年，实际生产能7 万吨/年，1970年9月投产，2005年矿山改制由延吉市三道煤矿转为民营企业，并更名为延吉三道煤业有限责任公司二井。延吉三道煤业有限责任公司二井现核定生产能力为7万吨/年。开拓方式为为片盘斜井开拓，串车提升，主井担负全井煤、矿石、材料及人员的提升任务，兼做入风井。通风方式为中央并列抽出式，采煤方法采用片盘车场送石门方式，分别掘进上、下顺槽，布置开切眼，采用走向长壁后退式开采。选矿方法采用机械和手工相结合的选矿方法。现开采标高+212米，+212米以下为采空区，开采方式为上行式即从