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2、61.6.4 资源储量161.7 煤矿主要隐蔽致灾因素评估191.7.1 地质类型划分、构造探采比191.7.2 水文地质191.7.3 采空区301.7.4 周边矿井老空积水区分布情况311.7.6 封闭不良钻孔311.7.7 断层321.7.8 裂隙321.7.9 褶曲321.7.10 陷落柱321.7.11 导水裂缝带321.7.12 地下含水体331.7.13 古河床冲刷带、天窗等不良地质体331.7.14 瓦斯富集区331.7.15 火区351.7.16 其它隐蔽致灾通防因素362 地质特征概况与地球物理特征372.7 矿区构造372.8 区域矿产372.9 煤层372.3.1 延安
3、组含煤性372.3.2 煤层对比382.4 构造402.4.1 断层、褶皱402.4.2 节理及裂隙402.4.3 主采煤层底板起伏形态特征402.5 其他地质异常体4025.2采空区 492.5.2 火烧区分布402.5.3 采空区分布402.6地球物理特征412.6.1 侏罗系中统延安组(J2y)物理特征介绍412.6.2 可采煤层432.6.3 煤层对比的可靠性442.6.4 煤层的自燃及烧变特征442.6.5 煤层特征综述443. 普查方法453.1 方法选择453.2 试验工作453.3 施工设计463.4 工作量与质量463.5 测量工作474. 资料处理与解释474.1 参数测试
4、474.2 处理流程484.3 解释方法484.4 处理原则495. 普查成果描述495.1 其它地质构造505.2 通防因素505.3 废弃老窑(井筒)505.4 封闭不良钻孔515.5 陷落柱515.6 瓦斯富集区515.7 导水裂隙带515.8 地下含水体525.9 井下火区525.10 古河床冲刷带、天窗等不良地质体525.11 煤尘525.12 岩爆(冲击地压)普查536. 结论与建议536.1 主要成果及评价536.2 存在问题与建议544中汇富能煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告按照煤矿隐蔽致灾因素普查的要求,矿井成立了以煤矿总经理、矿长为组长、总工程师、通防、地测、采掘部门负责人为成
5、员的隐蔽致灾地质、通防因素普查工作组。普查工作组成员在深入学习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201399号)、煤矿地质工作规定(安监总煤调2013135号)等有关隐蔽致灾因素普查的文件的基础上,认真分析了矿井地质勘查和开拓开采灾害治理资料,确定了本矿井存在的隐蔽致灾地质、通防因素的种类、数量,并针对隐蔽致灾地质、通防因素分别制定了管理措施。矿井通过开展隐蔽致灾因素普查工作,查明了矿井在开采过程中可能诱发灾害的地质、通防隐蔽致灾因素,有针对性的制定了落实防治措施,并编写完成了府谷县府谷中汇富能隐蔽致灾因素普查报告。此项工作由于矿领导重视,准备充分,得以顺利完成,对矿井防
6、范地质、通防事故的发生具有重要的指导意义。111绪论1.1 目的任务按照煤矿地质工作规定煤矿隐蔽致灾地质因素普查的要求,为加强和规范煤矿地质工作,查明隐蔽致灾地质因素,及时处理煤矿地质灾害,有效预防煤矿事故,根据煤矿地质工作规定第四章的标准要求,我矿由总经理、矿长牵头,组织了总工程师、地测、通风等专业技术人员,根据矿区实际,结合一些专业鉴定机构和有资质部门编写出的各类报告,对全矿井进行了隐蔽致灾因素自检自查工作,查明我矿井田范围内及周边煤矿的地质状况及开采情况,为我矿的安全生产提供了技术保障。其主要任务是查明影响煤矿安全生产的各种隐蔽致灾地质因素,做好相应的预测预报各种,具体任务是查明采空区、
7、废弃老窑(井筒)、封闭不良钻孔、地质构造(断层、裂隙、褶曲)、陷落柱、瓦斯富集区、导水裂隙带、地下含水体、井下火区、古河床冲刷带、天窗等不良地质体等煤矿隐蔽致灾地质因素,制定事故防范措施或建议。1.1.1 目的任务1、采空区普查:查明采空区分布、形成时间、范围、积水状况、自然发火情况和有害气体等。并采空区相关信息标绘在采掘工程平面图上。2、废弃老窑(井筒)的普查:收集和调查周边废弃老窑(井筒)闭坑时间、开采煤层、范围,是否开采煤柱和充填情况等资料。3、封闭不良钻孔的普查:查阅和调查井田内及周边施工的所有钻孔都要标注在图上,分析每个钻孔封孔的质量。4、地质构造(断层、裂隙、褶曲)的普查:应查明矿
8、井边界断层和井田内落差大于5米的断层,查明矿井内主要褶曲形态,收集矿井裂隙发育资料,总结规律,编制煤矿构造纲要图。其中,断层的普查主要包括断层的性质、走向、倾角、断距、断层带宽度及岩性,断层两盘伴生裂隙发育程度,断层富水性等。5、陷落柱普查:应查明矿井内直径大于30米的陷落柱,主要包括陷落柱发育形态、岩性、周边裂隙发育程度、导水性等,并提出防范措施和建议。6、瓦斯富集区普查:应查明煤层厚度、变化规律、煤质和瓦斯含量及赋存状况,系统收集矿井所有的瓦斯资料和地质资料,对矿井瓦斯赋存情况进行分区,开展瓦斯防突预测预报各种。7、导水裂隙带普查:应采用物探、钻探实测和理论计算等方法确定矿井导水裂隙带高度
10、定(国家总局令第28号)4、陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司煤矿(整合区)勘探报告(中国煤炭地质总局一七三勘探队2012年)5、府谷中汇富能煤炭资源整合实施开采设计说明书(陕西东辰建筑设计工程有限公司2013年8月)6、府谷县中汇富能建井地质报告(榆林市荣岩地质勘探有限公司2017年11月)7、府谷县中汇富能矿井水文地质类型划分报告(榆林市荣岩地质勘探有限公司2017年11月)8、府谷县中汇富能地质报告(修编)(榆林市荣岩地质勘探有限公司2017年11月)9、中汇富能生产过程中的各类地质、通防、探放水等观察资料与其它资料管理台帐。1.2 煤矿位置陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司煤矿(整合区)整
11、合区位于府谷县城西北约52kmi向西南距榆林市152km处,行政区划隶属陕西省府谷县新民镇管辖。矿井交通位置见图1。1.3 四邻关系陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司煤矿西部与红草沟煤矿相邻,东部与盛海煤矿(H2整合)区相邻,北部分别与南梁煤矿、东沟联办煤矿相邻、南部与神华集团榆家梁煤矿相邻。1.4 相邻矿井建设、生产情况1、相邻生产矿井东沟煤矿、红草沟煤矿、南梁煤矿、榆家梁煤矿五座矿井正在生产,但是与中汇富能搭界的区域,都以成为采空区;盛海和中汇富能14201首采面搭界;榆家梁煤矿于14201工作面搭界,现都为采空区并密闭;榆家梁煤矿与中汇富能边界留有40米边界保护煤柱。2、相邻整合基建矿井盛
12、海煤矿当前正在进行资源整合建设中,暂没有进行采煤活动,并且与中汇富能留有40米的边界保护煤柱*可曲县大柳曜黑保勰县抻本星。萧斯亨陶玄 用睢钱镶而诙。海呻麻尊景沟山韩家川兰杵*«、(©*/通主家粗西一 I F二1I I I I省界具界 要融行政中心乡秋敏而驻地 水系铁精省中县多道整合国范凰图1交通位置图1.5 以往地质工作及质量评述本区早在上世纪60年代就开始了煤田地质等工作。陕西省煤田地质局131队、陕西省煤田地质局185队等地质勘查单位先后在本区进行过不同程度的地质及水文地质工作。涉及本井田的主要有:中汇富能煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告1、1985年1987年,陕西省煤田
13、地质局131队在新民矿区进行综合找煤工作,提交了陕北侏罗纪煤田新民区综合找煤地质报告。2、1987年1991年陕西省煤田地质局131队在新民区进行普查,提交了陕北侏罗纪煤田新民区普查地质报告。图2中汇富能煤矿矿权设置示意图3、1999年2000年陕西省煤田地质局勘查研究院进行了榆家梁井田(扩大)区勘探工作,并提交了陕西省陕北侏罗纪煤田榆家梁井田(扩大)储量说明书。4、2002年,受陕西省府店一级公路建设管理处委托陕西省一八五煤田地质勘探队编制了陕西省省道301府谷至店塔公路压覆煤炭资源储量报告。5、2005年10月,陕西省煤田地质局一八五队受府谷县矿产资源管理办公室委托,对原府谷县老高川乡府铁
14、联营煤矿、府谷县老高川乡西耳煤矿进行了资源储量检测,提交了陕西省府谷县老高川乡府铁联营煤矿资源储量检测说明书、陕西省府谷县老高川乡西耳煤矿资源储量检测说明书。6、2008年09月,陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院受府谷县矿产资源管理办公室委托,对邻区陕西省府谷县东沟联办煤矿(整合区)进行地质勘探,提交了陕西省府谷县东沟联办煤矿(整合区)勘探报告。7、2008年10月,榆林市荣岩地质勘探有限公司受府谷县矿产资源管理办公室委托,对邻区陕西省府谷县红草沟煤矿(整合区)进行地质勘探,提交了陕西省府谷县红草沟煤矿有限公司煤矿(整合区)勘探报告。8、2011年府谷县国土资源局依据陕西省人民政府关于矿产资
15、源整合实施方案的批复(陕政函2010214号)文件精神,以及榆林市人民政府关于煤炭资源整合工作的安排实施意见和省、市、县关于煤炭资源整合的相关规定及要求,根据矿权设置情况,特委托中国煤炭地质总局一七三勘探队负责该整合区的勘探工作;该次勘探工作共完成1:10000地质及水文地质填图5.10km2;完成控制测量定测钻孔6个,GPS控制点3个;钻探竣工钻孔6个,经验收,甲级孔4个,乙级孔2个,总工程量1521.59m,其中:探煤孔5个,工程量1122.68m,水文兼探煤孔1个,工程量200.85m,钻孔封I用检查孔1个,工程量198.06m;地球物理测井6个孔,实测1253m,测斜点33个,声波测井
16、191m;完成水文钻孔抽水试验一层次;共采集各类样品72组(件),其中:岩石力学样18组(54件),各类水样3组(个),煤芯样18个,煤岩样4个,煤尘样4个,简选样6个,泥化试验样3个,结渣性及灰粘度8个,自燃倾向性4个,瓦斯样4个。2012年5月中国煤炭地质总局一七三勘探队编制完成陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司煤矿(整合区)勘探报告。并由陕西省国土资源厅以陕国土资储备201283号文予以备案。上述工作均严格按同期相关规范、规程完成了地质及水文、钻探、测井、测量、样品采取及分析等各项任务,总体工程质量高,成果质量可靠。表1以往地质工作统计一览表范围阶段孔号钻孔顾里孔深(米)目的可采煤层煤层质
17、量备注优(甲)合格(乙)不合格(丙)区内榆家梁5甲215.56探煤336甲192.50探煤33周边利用钻孔东沟联办Z101甲216.81探煤44Z201甲238.49探煤422红草沟ZK101甲116.69探煤33ZK202甲134.87探煤22新民普查122特244.60探煤431H2整合区H2-2甲197.67探煤33H2-3甲286.35探煤44榆家梁7甲203.40探煤33表2钻探工程质量统计表工程量类别以往勘查整合勘探阶段区内区外探煤钻孔数量(个)工程量(m)钻孔数量(个)工程量(m)钻孔数量(个)工程量(m)2408.0681638.8861521.59合计2408.0681638
18、.8861521.599、2017年8月,榆林市荣岩地质勘探有限公司根据陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司煤炭资源(整合)地质勘探资料和矿井建设与生产揭露的地质资料,编制了陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司煤矿矿井水文地质类型划分报告和建井地质报告,并对陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司煤炭资源(整合)地质勘探报告进行了修编。1.6 矿井煤层1.6.1 含煤性侏罗系中统延安组(y)含煤地层属大型内陆湖泊三角洲沉积,本区含煤地层是三角洲碎屑沉积体周期性淤浅废弃,主要煤层为广泛泥炭沼泽化聚集的,垂向上具有明显的层序韵律结构,依据岩煤组合特征、古生物、岩性、岩相特征等自下而上划分为五个中级旋回即15个岩性
19、段,每段各含一个煤组,自上而下划分为五个煤组,即1号、2号、3号、4号、5号煤组。本区具有对比意义的煤层6层,即为3-1、4-2、4-3、4-4、5-1、5-2煤层。其中43、4-4、5-2煤层为不可采的薄煤层及煤线。可采煤层3层,即为3-1煤、4-2煤、5-1煤,见各煤层赋存特征表(表3)。表3主要煤层赋存特征一览表煤层号煤层厚度计算特征(估算采用厚度)结构层间距可采类型稳定旧取小一取人平均值标准差变异系数(%)3-13243723.430.350.24部分含一层夹肝,夹研厚度0.11-0.35m。17.51-20.7519.4360.36-65.8762.95全区可米稳定4-21.02-1
20、.741.430.080.10不含夹叶的单一煤层全区可米稳定5-1096-3271.930.420.26不含夹叶的单一煤层全区可米稳定1.6.2可采煤层以往工作中对区内煤层进行了分析对比、编号。本井田在煤炭资源整合勘探时,充分收集分析以往资料的基础上,结合勘探成果,又对延安组煤层进行了全面系统的综合对比研究。本井田煤层编号与以往其它工作时的煤层编号基本相同,对不具有对比意义的薄煤层未编号,本次煤层编号沿用陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司煤矿(整合区)勘探报告中的煤层编号。各煤层编号的对应关系详见表4。表4延安组煤层编号对应关系表勘查区名称煤层编号新民普查2-23-13-23-34-24-34-
21、45-1榆家梁井田3-14-24-34-45-1东沟联办煤矿2-23-34-34-45-15-2红茸沟煤矿3-14-24-34-45-15-2中汇富能煤矿3-14-24-35-15-2可采煤层注:表示在本井田的可采煤层经过区域煤层对比和煤、泥炭地质勘查规范所明确的可采煤层的要求,井田内具有对比意义且能满能足矿井建设设计要求的可采煤层有3层,编号自上而下为3-1、4-2和5-1煤层。各煤层赋存特征见表3-1。1、3-1煤层该煤层位于延安组第三段的顶部,是本区埋藏最浅的主要可采煤层之一,该煤层目前已经全部采空,与4-2煤层的间距较稳定,在1821m之间,平均19m。资源量估算采用煤厚3.243.7
22、2m,平均3.43m,该煤层由中部向四周逐渐变薄;规律性明显,厚度变化标准差0.35,变异系数0.24。煤层结构简单,部分含一层夹研,厚0.110.35m,岩性为泥岩及粉砂岩。煤层煤质变化:灰分标准差为2.23,硫分标准差0.07,为煤质变化小的煤层(灰分变化标准差小于5,硫分变化标准差小于0.5)。煤层的底板标高变化在11601205m之间,埋深19117m,平均68m。煤层顶板主要为粉砂岩和砂质泥岩,局部为细粒砂岩;底板主要为粉砂岩和砂质泥岩。煤类以不粘煤31号(BN31)为主,部分长焰煤41号(CY41)。该煤层为中厚厚煤层,全区可采,厚度变化小且规律明显,结构简单,煤质变化小,煤类单一
23、,属稳定型煤层。2、4-2煤层该煤层位于延安组第二段的顶部,全区可采,该煤层由东南向西北逐渐变薄,规律性明显,与下部5一1煤层间距60.0066.00m,平均63.00mc资源量估算采用煤厚1.021.74m,平均1.43m,;标准差0.08,变异系数0.10。为不含夹研的单一煤层。煤层煤质灰分标准差为2.11,硫分标准差0.13,为煤质变化小的煤层(灰分变化标准差小于5,硫分变化标准差小于0.5)。煤层的底板标高变化在11401190m之间,埋深44142m,平均93m。顶板主要为粉砂岩和细粒砂岩,局部为泥岩和中粒砂岩;底板岩性主要为砂质泥岩次为粉砂岩。煤类为不粘煤31号(BN31)。该煤层
24、为薄中厚煤层,全区可采,厚度变化小且规律明显,结构简单,煤质变化小,煤类单一,属稳定型煤层。3、5-1煤层位于延安组第一段的顶部,是本区主要可采煤层,全区可采,该煤层西南向东北逐渐变薄,资源量估算采用厚度0.963.27m,平均1.93m,煤层厚度变化标准差0.42,变异系数0.26。为不含夹研的单一煤层。煤层煤质变化:灰分标准差为1.89,硫分标准差0.08,为煤质变化小的煤层(灰分变化标准差小于5,硫分变化标准差小于0.5)。煤层的底板标高变化在10801130m之间,埋深110208m,平均159m。煤层不含夹研。顶板主要为砂质泥岩和细粒砂岩,局部粉砂岩;底板岩性主要为粉砂岩次为砂质泥岩
25、。煤类为不粘煤31号(BN31)。该煤层为全区可采的薄中厚煤层,煤层厚度变化小且规律明显,结构简单,煤质变化小,煤类单一,属稳定型煤层。1.6.3 开采煤层及开拓布置矿井采用斜井开拓,由于3-1经原矿井多年回采,本井田内已全部回采完成。因此设计将4-2煤和5-1各作为为一个盘区,按由上到下的顺序开米。1.6.4 资源储量1、地质储量整合区内参加资源量估算的3-1、4-2、5-1三层煤层共获得总资源量18.48Mt(详见表5)。表5中汇富能煤矿(整合区)资源量分类表单位:Mt序号煤层编p资源量331332333合计13-10.380.3824-25.102.800.508.403515.743.
26、180.789.70合计11.225.981.2818.482、矿井资源/储量分类(详见表6)表6矿井资源/储量分析表单位:Mt煤层编号地质资源量合计331332333111b2M112S11小计122b2M222S22小计3T0.380.3800.382T25.105.102.802.800.508.4035-15.745.743.183.180.789.70合计10.8411.225.985.981.2818.483-1号煤层还有剩余储量0.38Mt,分布在整合区的东北部,紧靠整合区边界,为府店一级公路所压覆,陕国土资储备201283号陕西省府谷县中汇富能矿业有限公司煤矿(整合区)勘探报告
27、矿产资源储量评审备案证明及评审意见中将3-1号煤层储量列入了压覆资源量。因此本次设计将3-1号煤层剩余储量计入2S11,不作为矿井工业资源/储量。3、矿井工业资源/储量=111b+122b+2M11+2M22+333k=10.84+5.98+K280.9=17.97Mt(式中k为可信度系数,取1)。4、矿井永久煤柱损失为2.23Mt,则矿井设计资源/储量为15.74Mt。5、井田内4-2、5-1号煤为中厚煤层,盘区回采率按80%计算。矿井设计可采储量为11.23Mt,祥见表7。18中汇富能煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告表7矿井设计可采储量汇总表单位:Mt煤层O工业资源/俑里永久煤柱损失r#设计资
28、源/储量工业场地、主要井巷保护煤柱开采损失设计可采俑里井田境界河流高压线塔基小计工业场地主要井巷小计4-28.350.330.420.110.867.490.250.530.781.345.375-19.620.440.730.201.378.250.330.721.051.445.76合计17.970.771.150.312.2315.740.581.251.832.7811.1318陕西省府谷县中汇富能矿有限公司煤矿建井地质报告1.7煤矿主要隐蔽致灾因素评估1.7.1 地质类型划分、构造探采比矿井位于鄂尔多斯盆地之次级构造单元陕北斜坡东北部,地质构造简单,基本为一走向北东,倾向北西,平均倾
29、角小于1°的单斜构造,无大的断裂及褶皱发育,局部发育宽缓的波状起伏。无岩浆活动痕迹。根据矿井建井阶段采掘工程揭露情况来看,各井筒及巷道掘进过程中也未发现断层、褶皱等地质构造发育,亦未见岩浆岩侵入活动,这与煤炭资源整合资源勘探阶段对井田构造的评价结论相吻合。根据矿井地质规程中有关地质构造复杂程度分类,“地质构造不影响采区的合理划分者为一类”,综合以上评价结果,矿井地质构造为一类,即构造简单类型。1.7.2 水文地质本区属以基岩裂隙含水层充水为主的裂隙充水矿床,含水层与煤层直接接触,采掘时将直接进入坑道虽然矿井生产可采煤层位于当地侵蚀基准面以下,但矿床主要含水层和强风化带含水层富水性弱,
30、地下水补给条件差,水文地质边界简单,总的看。应属水文地质条件简单的矿床。根据矿区水文地质工程地质勘探规范(GB12719-9)及煤炭资源地质勘探规范中有关规定,整合区水文地质勘探类型应属二类一型。即以裂隙含水层充水为主的水文地质条件简单的矿床。1.7.2.1 地形地貌及地表水1、地形地貌煤矿位于神府矿区的东南部,区内地形总体呈南高北低,中西部高(为一山梁),而向东、西方向逐渐降低,一般高程在12501330m。全区以东南角芦草场地为最高,高程1365m,以西北角黄羊城沟上游河床为最低,高程1190m,相对高差175m。区内地貌形态,梁加呈西北-东南方向展开,两侧树枝状冲沟密布,且溯源侵蚀强烈,
31、使得山梁多为狭窄的长条状,山梁到沟底相差约8090m,除西耳沟沟底较宽外(50150m),其他沟沟谷多狭窄陡深,断面多呈“V字型,但沟谷所占面积约为全区的绝大部分,受沟谷切割,使得区内地形支离破碎,除在北部边界一带,沿河有基岩出露外,区内沟谷两侧皆有新近系红土层分布,而山顶梁菸及部分沟谷全为离石组黄土层覆盖,形成典型的黄土梁蜀沟塑地貌景观。2、地表水本区内西耳沟自东南往西北,与北部边界一带注入黄羊城沟,该段为其上游,黄羊城沟自东往西流,河长23.5km,流域面积133km2,河道比降11.39%。据观测其多年平均流量0.07m3/s,于店塔附近注入窟野河,为该河的一级支流。黄羊城沟在干旱季节时
32、有断流。区内西耳沟平时流量亦很小。1.7.2.2 含(隔)水层组水文地质特征根据地下水的埋藏条件、含水层的岩性及分布,富水性特征等,可将区内地下水分为第四系全新统孔隙含水层、第四系中更新统孔隙含水层、新近系静乐组红土隔水层、侏罗系中统延安组风化带裂隙含水层、侏罗系中统延安组裂隙承压含水层,现分述如下:1、新生界松散层孔隙潜水含、隔水层(1)第四系全新统冲积层含水层(Q4al)分布本区东部西耳沟及北部黄羊城沟上游一带,上部岩性为灰黄色亚砂土、粉细沙,下部为砂砾石(卵石)层,厚度13m,结构松散孔隙大,透水性好,但含水层厚度较薄,分布范围小,属弱富水含水层。(2)第四系中更新统离石黄土含水层(Q4
33、)本区分布广泛,约占本区面积的80%,厚度受地形地貌的控制而变化较大,据钻探揭露,厚度为870m,平均厚度34m左右,一般是山梁顶较厚、山坡稍薄,河谷两侧薄厚不均。岩性为浅黄色亚砂土、亚粘土,水位埋藏较深,含水微弱,野外调查未发现泉水露头,仅在低缓的梁岗区含水,储水条件差,属弱富水含水层。(3)新近系静乐组红土隔水层(N2j)分布于西耳沟及各支沟两侧,岩性为褐红色粘土,含钙质结核,多处可见钙质结核呈层状分布。钻孔揭露其厚度为4.7253.8m,一般厚度30m。粘土呈块状,无层理,质地均一,较致密,是较好的隔水层。2、基岩裂隙含水层(1)侏罗系中统延安组裂隙潜水含水层(J2y)在基岩顶面,多为细
34、粒砂岩与泥岩互层,由于常期暴露地表,岩性多呈褐黄色,结构疏松,裂隙较为发育。岩心破碎,多为短柱状、块状,层面可见褐色侵染,但由于本含水层直接覆盖于红土层之下,受补给条件的限制且砂岩与泥岩风化后,其裂隙多为泥岩填充,故其富水性较弱,H1-5号孔钻进过程中,当孔深20.95m时(风化岩段)孔内水位由4.92m突降至11.24m,消耗量也增大至3.0m3/h。形成严重漏水。(2)侏罗系中统延安组砂岩裂隙承压含水层(J2y)延安组为本区含煤地层,据勘探阶段施工钻孔揭露,沉积厚度为151201m,主要出露在北部边界一带,区内大部分为黄土与红土层覆盖。根据勘探时期,可采煤层为3-1、4-2和5-1煤三层,
35、3-1煤埋深18.86117.08m,尤其是H1-1、H1-2、H1-5号孔,由于位于沟谷,上覆基岩薄,其顶板含水层即是基岩风化带含水层,其他钻孔上覆基岩稍厚,但含水层厚度仅6m左右,岩性为细粒砂岩。4-2煤顶板含水层,岩性为中粒砂岩及细粒砂岩,并且以中粒砂岩为主,一般厚度13.42m。5-1煤顶板含水层岩性为细粒砂岩及中粒砂岩,以细粒砂岩为主。勘探时期,对于施工H1-2号孔对4-25-1煤含水层段进行了小段距抽水试验,抽水成果见表8。延安组砂岩裂隙承压含水层抽水试验成果表表8钻孔编号抽水层段涌水量(L/S)单位用水量渗透系数(m/d)矿化度(mg/l)水化学类型H1-24-25-10.202
36、0.002110.000166781.2ClHCO3-K+Na另据煤矿西部是杨火盘煤矿勘探报告资料,该矿在勘探时,曾对3-1煤顶板含水层进行了抽水试验,其抽水成果表见表9。3-1煤含水层抽水试验成果表表9钻编号抽水层段含水层厚度(m)水位降低(m)涌水量(L/S)单位用水量(L/S.M)渗透系数(m/d)水化学类型B7N2b-3-1106.0753.440.0140.0002620.000241Cl?HC8Na(3)侏罗系中更新统统延安组粉砂质泥岩、泥岩相对隔水层在延安组煤系地层中,细粒和中粒砂岩含水层,常与粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和泥岩相互交替而赋存,其单层厚度一般36m,3-1煤上部粉砂岩与
37、泥岩厚度7.3521.39m,4-2煤上部为2.08-15.35m,5-1煤上部为13.9446.17m,它们常组成各煤层顶板含水层相对隔水层。1.7.2.3 地下水补给、径流、排泄条件本区属黄土梁蜀沟壑区,地下水补给条件差,迳流排泄条件好,地表松散层孔隙水利于大气降水渗入补给。潜水主要接受大气降水和部分层间水补给。迳流方向受地形和地貌的控制,主要以泉和潜流形式排泄于沟谷,尤其是煤矿内沟谷纵横,地形切割严重,十分有利于地下水的排泄,在梁蜀顶部只有雨季降水才能得到补给。本区内承压水除在基岩露头处接受大气降水补给外,还接受就近潜水的垂直渗透补给。局部地段因受不稳定隔水层的影响,形成局部性承压水,具
38、有多层性,无统一的补给区。本区各煤层直接充水含水层一般是由东往西,沿地层倾向缓慢径流,可以越往深部,水流变缓,水质变差。1.7.2.4 矿井充水因素分析1、充水水源依据本区水文地质条件及煤层覆盖结构类型,矿井充水方式可分为直接充水和间接充水,他们分别受大气降水、地表水和地下水等因素的控制,且具有一定的水力联系,对未来矿床有不同程度的影响。(1)大气降水据气象资料区内多年平均降水量435.7mm,降水主要集中在每年的79月份,占全年降水量的70%左右,历年日降水量达135.2mm大气降水在本区为间接充水水源,但也是最主要的充水水源。(2)地表水本区东部的西耳沟,自东南往西北注入黄羊城沟上游,由于
39、流经地段多为静乐组红土层分布区,且平时流量甚小,故地表水为间接充水水源。(3)地下水本区在沟谷地段有冲积层分布,赋存有孔隙潜水,具下部与基岩直接接触,则将补给风化带裂隙水,由于3-1煤在北部埋深浅,是风化带裂隙水渗入矿井。煤矿的基本顶是其直接充水含水层,随着煤层的开采含水层中的地下水将渗入矿坑,由于各煤层顶板含水层均为承压水,具有较高的水头压力,但水量甚微,易于疏干,对开采不会造成危害,但对以往小煤窑采空区,其中赋存有积水,应摸清气开采范围,并留保安煤柱。2、充水通道根据区内地质、水文地质条件,井田煤层赋存于坚硬到中硬岩石之间。本区构造简单,在以往地质勘探过程中未发现落差大于10米的断层。据调
40、查,矿井自有掘进活动以后,未发现有较大出水现象,及较大充水通道。因此,本矿井充水通道主要为采动形成的冒落、冒裂裂隙和含水层原生结构裂隙及封闭不良钻孔等。(1)导水裂隙带煤层开采形成的冒落带、导水裂隙带高度与井下煤层开采厚度、煤层顶板管理方法、岩性等直接因素相关。井田内各煤层倾角均小于1°,煤层顶板多为粉砂岩及细粒砂岩互层,属中硬类岩石。按煤炭工业局颁发的建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程,所给出的中硬类岩石冒落带、导水裂隙带高度经验计算公式进行冒落带及导水裂隙带高度计算,计算结果见表10。100MH冒=2.24.7M9100MH裂=5.61.6M3.6式中:H冒一冒落
41、带最大高度(m)H裂一导水裂隙带最大高度(m)12MH累计采厚(m)由表6-2-1可知,3-1煤层冒落带最大高度12.9614.88m,导水裂隙带最大高度50.7357.49m,3-1煤埋深18.86117.08m。H1-1、H1-3孔冒落带已于风化岩相通,H1-1、H1-2、H1-5孔导水裂隙带已发育至地表。4-2煤冒落带最大高度为4.086.96m,导水裂隙带最大高度为19.4729.61m,而3-14-2煤层间距为17.5120.75m,平均19.43m,开采4-2煤导水裂隙带将与3-1煤采空区相连,增大4-2煤矿井涌水量。5-1煤冒落带最大高度3.5213.08,m,导水裂隙带最大高度
42、17.4951.16m,而5-14-2煤层间距为60.3665.87m,平均62.95m,开采4-2煤时不会影响到5-1煤。总之,本矿井因各煤层分布位置不同,充水因素略有差异。由于地形属散流式,加之地表大面积覆盖新近系红土隔水层及弱透水的黄土,矿井涌水量波动和降水的变化过程相一致,具有明显的季节性变化和多年的周期性变化,丰水期可达到最大值。因此,遇强降雨时,防止地表径流灌入矿坑。各煤层直接充水含水层富水性极弱,易于疏干,一般不会对煤层开采造成威胁,但开采下部煤层时,应注意老空积水将沿导水裂隙带涌入矿坑。所以,未来矿井开采时应有充分准备,加强老空水防范力度。(2)封闭不良的钻孔煤矿内存在各阶段施
43、工钻孔,封孔质量的保护措施均符合地质勘探规程及防治水规定要求。所有采用水泥砂浆封闭。在这里需要说明的是,虽然各勘查单位提供的封孔质量报告书说明每个钻孔封孔质量良好,但由于封孔时间较长,近几年来又受地壳活动影响,为预防钻孔发生变化而突水,建议煤矿采掘工作面接近这些钻孔前进行超前探水,确定钻孔无水的情况下再进行施工,以保证矿井安全生产。3、充水强度分析矿井充水强度主要决定于地质构造以及煤层顶板以上含水层的富水性、厚度及导水裂隙沟通各含水层的程度、采煤方式和开采强度等因素。26陕西省府谷县中汇富能矿有限公司煤矿建井地质报告28表4-33-1煤层冒落带、导水裂隙带高度统计表r口BFTS71=1,A,钻
44、孔编R黄土厚度(m)红土厚度(m)土层合计(m)上覆基岩厚度(m)煤层厚度(m)冒落带最大高度(m)导水裂隙带最大高度(m)导水裂隙+保护层高度(m)备注H1-18.84/8.8410.023.5214.0854.6865.24H1-2r3.7019.8213.5224.30P3.4213.6853.27P63.53H1-370.0024.7594.7522.333.4013.6052.9963.19H1-4r24.00152.3776.3727.89-3.7214.8857.4968.65H1-53.5012.8716.3730.883.2412.9650.7360.45H1-68.0053
45、.8061.8032.053.2613.0451.0160.79表4-55-1煤层冒落带、导水裂隙带高度统计表l山,向rfrj什)=trfrn口,石钻孔编p黄土厚度(m)红土厚度(m)土层合计(m)上覆基岩厚度(m)煤层厚度(m)冒落带最大高度(m)导水裂隙带最大高度(m)导水裂隙+保护层高度(m)备注H1-18.84/8.8499.820.963.8418.6221.50H1-23.709.8213.52112.050.883.5217.4921.13H1-370.0024.7594.75113.373.2713.0851.1660.97H1-424.0052.3776.37114.612.
46、008.0033.2739.27H1-53.5012.8716.37114.011.927.6832.1437.90H1-68.0053.8061.80114.612.5710.2841.3049.01表4-44-2煤层冒落带、导水裂隙带高度统计表钻孔黄土厚度(m)红土厚度(m)土层合计(m)上覆基岩厚度(m)煤层厚度(m)冒落带最大高度(m)导水裂隙带最大高度(m)导水裂隙+保护层高度(m)备注H1-18.84/8.8433.741.305.2023.4127.31H1-23.709.8213.5248.061.506.0026.2330.73H1-370.0024.7594.7546.48
47、1.024.0819.4722.53H1-424.0052.3776.3749.371.666.6428.4833.46H1-53.5012.8716.3751.631.746.9629.6134.83H1-68.0053.8061.8052.901.355.4024.1128.16中汇富能煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告本区地质构造简单,目前尚未发现落差大于10m的断裂构造,煤层直接充水含水层富水性弱。该区为黄土梁蜀区,沟壑纵横,大气降水多从地表流走,对地下水的补给较弱,煤层顶部基岩风化裂隙水多被疏干,大部分含水层富水性差。据掘进过程中矿井顶板滴水涌水量观测,水量不足1m3/h,仅在丰水季节涌水
48、量可达至1m3/h左右,但随着开拓长度与采空区面积的增加,矿井涌水量会显现增加现象。因此,矿井在未来开采过程当中,随着掘进速度的加快和采空区面积的不断增大,矿井涌水量增大的趋势很小,矿井充水强度一般不会增大。需要指出的是,通过本区各可采煤层均开采后冒落带和导水裂隙带计算,绝大部地段不会导通到地表,但3-1煤层导水裂隙带在局部地段已延伸至土层乃至地表,已导通了第四系中更新统离石组黄土孔隙裂隙潜水含水层。尤其是丰水季节,大气降水和部分地表水将沿导水裂隙带灌入矿坑而造成矿井涌水量剧增,希望矿井生产部门引起足够的重视。同时需要注意的是,在以往地质勘探过程中,对煤矿内所施工的H1-2号钻进行钻孔封孔检查
49、,封孔质量合格。不排除个别钻孔在封孔过程中由于固结等原因引起的封孔不良现象,未来矿井在生产过程中,当巷道掘进或回采接近钻孔孔位时,需注意观测矿井涌水量的变化,以防因封孔质量问题而引起的,大气降水及地表水沟通而引起矿井突水,影响矿井安全生产。1.7.2.5 涌水量构成及预测1、矿井涌水量特征本矿井充水水源主要为侏罗系砂岩层弱富水性含水层,涌水方式主要为顶板滴水、淋水及帮煤渗水,主要表现在巷道掘进过程遇到顶板裂隙或回采中因顶板冒裂产生的裂隙均有滴、淋水情况发生。(1)涌水量与降雨量的关系由于矿井涌水量观测周期短与大气降雨量关系缺少分析数据。从周边矿井分析显示,矿井涌水量在丰雨季节(79月份)随着降
50、雨量的增加都有不同程度的增加趋势,同时随着降雨量的减少,矿井涌水量出现较明显的下降趋势。总体上看二者存在较好的关联性。(2)涌水量与累计掘进长度的关系从周边矿井可知,涌水量随着掘进巷道长度的增加有时出现上升,有时出现下降,但是后一个涌水量下降点总是高于前一个涌水量下降点,总体趋势呈现上升趋势。可见二者存在一定的关联性,关联性一般。(3)涌水量与累计采空面积的关系从周边矿井可知,涌水量随着采空面积的增加,涌水量上升趋势不是很明显,甚至出现随着采空面积的增加涌水量出现下降趋势。从以往经验来看,涌水量随着采空面积的增加,总体趋势呈现上升趋势,可见二者存在一定的关联性,但关联性较差。2、矿井涌水量根据
51、工作面回采过程中矿井涌水量观测资料一般约6m3/h左右,最大涌水量14m3/h,随着采空区面积的增大,因受3-1煤采空区积水影响,矿井涌水量会显现增加现象。1.7.2.6 煤矿水害及防治措施1、矿井主要水害类型(1)地表水本区地表尚未发现塌陷区,但不排除未来五年发生塌陷的可能,因此在雨季,特别是暴雨期间,由于地表裂隙的存在,大气降水通过裂隙涌入3-1煤层采空区,并在低洼区域富积。未来开采3-1煤层采空区下部的4-2煤层时,在煤矿采动的影响下,可能在某些区域导水裂隙带导通3-1煤层采空区,使大气降水沿着裂隙涌入4-2煤层巷道,造成矿井涌水量激增,影响矿井正常安全的生产。(2)上部3-1煤层采空区
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