鹤壁矿区开采太原群下组煤的隔水层条件分析
鹤煤四矿防治水研究
科 技 视 界
科技・ 探 业和信 息化 职业 学 院 ， 河南 焦 作 ４ ５ ４ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 本 文根据 已有资料详尽 分析 了 鹤 煤四矿的水文地质概况 ， 按照水 文地质理论得 出了含水层特征和矿井的 突水规律 ， 针对性地提 出了防治水措施 ． 为矿 井防治水工作提供 了支持 。 【 关键词 】 矿 井； 水害； 防治水
时均为滴水或淋水 ， 并 很快 白行干枯 ． 因此对开采无影响。 ２ ． ３ 隔水 层 鹤煤 四矿矿区位于鹤壁 市北 ， 南与一 、 二矿相接 ， 北 与九矿相邻 ， 第三系底部粘 土岩 隔水层 ． 分布广 ， 厚度均匀 。 能有效阻隔第 三系 隶属 鹤壁 市鹤壁集 乡。本 区为丘陵地貌 ， 地势北西高 、 南东低 ． 地 面标 李岩中裂隙水 和第 四系沙砾卵石层 中的孔隙潜水向下渗透 高 １ ２ ６ ～ ２ ２ ７ ｍ。本 区属海河流域卫河水系 ．汤河为 区内唯一季节性河 ｃ 灰岩含水层与二 ， 煤层一般间距 ２ ０ ３ ５ ｍ，由砂 岩和砂质泥 流， 其发 源于鹤壁市西 中窑 头附近 ． 经本 区南 部 、 汤 阴县城 、 在 内黄县 岩、 泥岩组成 ， 砂岩含水性 差 ． 砂质泥岩 和泥岩隔水性 良好 ， 正常情况 境 内注入卫河 ． 流量 ０ ． ３ ～ ０ ． ４ ｍ ， 历史最大洪水流量 １ ２ ８ ０ ｍ （ １ ９ ８ ０ 年８ 下． 可 以起到 隔水作用 月） ． 历史最高洪水水位 １ ４ ０ ｍ左右 Ｃ ｔ 中段 沙泥岩互层 ． 隔水性 良好 ． 正常情况下 ， 可以起到 阻隔太 灰上 、 下段两水层的水力联系作用 ２ 主要含水层、 隔水层特征 Ｃ 铝 土 质 泥 岩 厚 度 一 般 １ ０ ｍ以上 ， 泥质 成分高 ＋ 隔 水 性 良好 ． 正 根据 以往区域水文地质研究 ． 本矿所处 区域水 文地质 单元西界北 常情况下能有阻隔 ０ 。 灰岩水向矿井充水 。 起铜冶 ， 向南经 天喜镇 、 鹤壁集 、 许 家沟一线 为界 ， 为一仅南北 向延伸 ２ Ａ 含水层的水力联系及断层导水性 的 中奥陶统与 中石炭统的岩层接触带 。东部 以青羊 口断裂为界 ． 南端 ｆ １ ） 含水层 间的水力联系 在新村一带与西部边界相交 ． 该边界在深部起 阻水作用 该单元北界 各含水层间因具有相对稳定 的隔水层 ， 越 流补给量小 从 历年来 尚未查明 本单元主要由石 炭系 、 二叠 系与新第 三系碎屑岩组成 ． 含水 已开 采区的 出水点资 料看 ． 二 煤 层顶 、 底板 砂岩和灰 岩含水层 出水 组岩性主要 为灰 岩 、 砂岩和砾岩 ， 相 对隔水岩 为泥岩 、 沙质泥岩等 ， 是 点 ， 出水持续时间都不太长 ， 并 自行疏 干。由此说 明在无断层影 响下 ， 个以裂隙岩溶水 和裂隙水为 主的多层含水结构。 下伏 中奥陶统裂隙 区 内 ｃ ｋ、 ｃ ， 和 ０ 间屋水力联系 岩 溶含水组水量 丰富， 水压 力高 。单元内断裂发育 ， 岩层走 向近南北 ， （ ２ １ 断 层 导 水性 评 价 向东缓倾 斜。 本单元与西部水文地质单元 的小南海～ 天喜镇泉域 、 许家 Ｆ 圳 、 断层带 使奥灰与二 ， 煤 层及 Ｃ Ｌ 灰岩对接 ， 马庄及建设两 沟泉域两个 二级水 文地质单元 由水力联系 本矿位于该水文地 质单元 小矿在此 带附近发生奥灰 突水淹井并 向本矿区透水 ． 足 以说 明此带导 的中部 。 水、 富水性极佳 ， 也是本 区地下水的主要补给通道 在Ｆ 附近的 １ ０ 一 ｌ ２ ． １ 地表水 孑 Ｌ ｃ Ｌ ｊ 漏水 ， 且形成局 部一级 高温 区， 说 明该断层具有一定 导水性 ． 深 区内地 势西高东低 ． 为丘陵地貌 ． 地表被第 四系黄土和第三系粘 部高温水沿此带 向上顶托排泄 。根据 生产实践所揭示 ， 区内Ｎ Ｎ Ｅ、 Ｎ Ｅ 土及砾石层覆盖 流经井 田的河流有陈家湾河和寺湾河 ． 发源于距井 方 向断层 导水性好 ， 当断 层落差较大 沟通 ｃ 和Ｏ 灰岩时 ， 将形成 田３ － ４ ｋ ｎ 的西部 山区． ｉ 流 向由西 向东注入卫河的支流汤河 两河流域 富 水 带 ． 给 开 采 带来 威 胁 勘 探 阶段 所 进 行 的断 层 抽 水 试 验 揭 示 的断 均属 季节性河 流 ． 旱季河 床干枯 ． 井 田内河 床基底 为 ５ ０ — ８ ０ ｍ第三 系 层 导水性 、 富水性差 ． 属天然状态下情况 。而在生产条件下 ， 因开采而 粘土 ． 阻水性能极佳 ， 使得地表水与基岩地下水 不发生水力联系 ． 对矿 导致 原始平衡被打破 ． 在形成新 的平衡 过程中 某些 断层 可能会 由不 床 开 发 无 影 响 导水 转变 为导水 经综合分析预计矿井 的正 常涌水量 为 ５ ０ ｍ ． 最大 ２ ． ２ 含水层 涌水 量 为 ８ ０ ｍ３ ／ ｈ 根据 以往勘探资料（ 岩性 、 结构 、 富水性 、 赋存 特征等） 及二煤层开 ３ 防治 水 措 施 采 已来的生产实践 ． 将矿井范围内含水 层划分成 五个 ． 分述如下 ： （ １ ） 中奥陶统灰岩含水层 本矿井水文地质条件基本为中等类 型 为防止新生界含水层的水 Ｏ 灰岩含水层位于二 ， 煤层 下 １ ０ ２ ． ３ ９ ～ １ ８ ３ ． ５ ０ ｍ ． 矿区西部山区广 溃入 和断层 导水 ． 留有 足够 的防水煤柱 ： 对 于原生裂隙和采 动裂隙导 泛 出露 ．补 给条件好 。区内有 ２ ０个钻孑 Ｌ 揭 露该层 ，揭 露最大 厚度 水采取掘进工作面超前预注浆封堵 ． 回采工作 面在地面建 立注浆站进 １ ２ ３ ． ４ ｍ （ ７ ６ 水 源孔 ） ， 据 区域 资料 ： ０ 灰岩含 水层 厚度 ３ ９ ７ ． ９ ７ ｍ 。岩溶 行工作面底板改造 因此 ． 本矿井预防水灾 的重点主要是奥灰水 ． 特别 发育 的大致 规律是 ： Ｏ １ ０ ０ ｍ以裂隙为主 ， 有少 量溶洞 ． 洞 内充填有铝 是在有断层等构造带的地方更应高度重视 土质砂 岩 ： １ ０ ０ ～ ２ ０ ０ ｍ， 裂 隙和溶洞都不发育 ： ２ ０ ０ ～ ３ ０ ０ ｍ， 岩洞发 育 。 以 巷道过断层时 ． 要采取探放水措施 ． 先探后掘 。 探清楚其范 围及水 溶洞为主 该层厚度大 ． 补给充足 ． 富水性 强 ． 水头 高 ． 是二 ， 煤层底板 力联系 ． 并 留有足够的安全煤柱 一 旦发现 断层或陷落柱 有导人奥灰 威胁最大的间接充水水源 太原组下段 Ｌ灰岩含水层 水情况时 ． 矿井必须视为水患矿井 ． 并采取相 应的措施 严格执 行“ 立 ｃ Ｌ ， 灰岩含水层 位于二 煤层 下 ８ ３ ． ９ ～ １ ３ ５ ． ３ ２ ｍ， 厚度一般 ５ ８ ． ５ ｍ． 足采面 、 物探先行 ， 以堵为主 ． 疏堵结 合． 分类治理 ， 综合防治” 方针。 是二 ， 煤 层底板 间接充水含水层 。该层厚度小 ， 补给条件一般 ， 岩溶裂 井下巷道大 多数沿煤层布置 ． 受煤层起伏影 响较 大 ． 巷道 中难 免 隙发 育中等 ， 富水性 中等 ． 含岩溶裂 隙承压水。 会 出现积水现象 在矿井生产期 间应根据实际情况 在巷道适 当位 置 ｆ ２ ） 太原组 上段 ｋ灰岩含水层 设置水窝 ． 由小 水泵将水窝水 排至井底车场水仓 ， 保证井下 巷道运 输 ｃ 正 灰 岩含水层 位于二 ， 煤层下 ， 一般间距 ２ Ｏ ～ ３ ５ ｍ， 因断层 影响 ， 畅通 ● 间距 最小值 出现在 ７ ６ — ４ （ ８ ． ２ ５ ｍ） 、 ７ ６补 ４ （ ５ ． ３ ８ ｍ） 两 个孤立 点位 ， ｃ ｋ 灰岩 厚度一般 ３ ． ５ ～ ５ ． ５ ｍ， 属二 煤层底板直接充水 含水层 。由于其 厚 【 参考文献】 度小 ， 补 给条件差 ． 以静储 量为主 ． 本 区揭 露该层 的钻孑 Ｌ ， 无一孔发 生 ［ １ ］ 李学伟， 许江涛 平ｌ 煤宁庄井防治水研究Ｉ Ｊ 】 ． 科技信息， ２ ０ １ ４ （ １ １ ） ． 漏水 ． 裂 隙不发育 ， 富水性较弱 ， 含岩溶裂隙承压水。 ［ ２ ］ 邓寅生， 王焕忠 ， 文广超， 等． 煤矿 水害防治信 息化［ ＭＪ 北 京： 煤炭工业 出版社 （ ３ ） 二， 煤层上 ６ ０ ｍ砂岩含水层 ２ ０ １ １ ３ ］ 许 江涛， 刘超． 平煤十三矿防治水研究【 Ｊ ｌ ＿ 科技视界， ２ ０ １ ３ （ １ １ ） ． 该层 由二 煤层上 ６ ０ ｍ范围内的中 、 粗粒砂岩组成 ， 其中以 ｓ 。 为 ［ 主． 厚度 １ ． ５ － ２ ８ ． ６ ｍ， 一般厚度 ８ ． ４ ｍ． 是二 ， 煤层顶板直接充水含水层 。 ［ 责任编辑 ： 汤静］ 其补 给条件差富水性很 弱 ． 一般与其 它含 水层无水力联 系 ， 采掘揭 露
水体下采煤隔水关键层的判别与应用
图 １ 采 场 上 覆 岩 层 发 育 示 意 图
在开采上部具有含水层的煤层时 ，岩层 中的天 然 裂 隙 在 采 动 影 响 作 用 下 极 易 导 通 采 空 区 和 含 水 层， 造成 突 水事 故 。如 果在 煤层 与水 体 之 间存 在 隔水 关 键层 ， 由隔水关 键 层 的定 义 可 知 ， 隔水 关键 层 首 先 会控制覆岩运动 ，即对采动裂隙发展起到一定 的控 制作用。因此 ， 若隔水关键层不发生破 断 ， 裂隙就不
・
作用 ， 不会发生突水 。 （ ３ ） 隔水关键层渗流稳定性的判别 。 根据采动渗 流 理论 可知 ， 覆岩 中的结构 关键 层破 断 后还具 有 隔水 作用的条件是渗流失稳系数小于 １ 。 当渗流失稳系数 小于 １ 时， 关 键层 与 其 临近岩 层 的复合 结构 仍具 有 隔 水作用 ， 不会发生突水事故 ； 当渗流失稳系数大于 １ 时， 关键层与其临近岩层的复合结构已不具备隔水作
。
２ 隔水 关 键 层 作 用 机 理
在开采水体下的煤炭资源时 ，若含水层或水体 在 结构 关 键层 之 上 ，如 果 结构 关 键 层 采 动后 不 破 断 且 能起 到 隔水作 用 ， 则 该结 构层 就是 隔 水关 键层 。隔 水 关键 层 可 以是 单一 岩 层 ，也可 是 由若 干岩 层 组 成 的复合结构层 ，但必须含有对采场岩体运动具有一 定承载作用的硬岩层 ，即隔水关键层 中必须含有具 有 一定 承 载强 度 的硬 岩层 【 ２ 】 。
１ 前
言
三下采煤之一的水体下采煤 ，是指不对水体进 行处理 ， 直接在其下方进行安全开采工作 。 水体下采 煤 的基本要求是防止水砂窜人井巷及工作面 ，地层 的岩性和结构特征是决定水体下能否安全开采的重 要 因素。 我国专家学者在岩层控制方面提出了“ 关键 层” 理论 ， 该理论能有效地指导煤炭开采 中的顶板管 理和支护工作 ； 同理 ， 在开采水体下的煤炭资源时提 出了对 应 的 “ 关键层” 理论 ， 即隔水 关键 层 【 １ ］ 。通过 对 隔水 关键 层 作 用机 理 和 判别 条 件 的研 究 ，对 安 全 高 效 开采水 体 下 的煤 炭资 源具 有重 要 意义 。
鹤煤六矿矿井水文地质类型划分分析
鹤煤六矿矿井水文地质类型划分分析摘要：本文通过对鹤煤六矿含水层、隔水层及充水水源、充水通道、充水强度等水文充水条件进行研究分析，得出矿井直接充水含水层主要有二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层及太原组上段石灰岩岩溶裂限含水层，补给条件差，富水性弱；矿井及周边老空水的位置、范围、积水量清楚；矿井年涌水量为中等类型。
根据水文地质类型划分标准，确定了鹤煤六矿水文地质类型为中等类型，为进一步进行矿井水害治理奠定了坚实的基础。
关键词：含水层；充水条件；水文地质类型1井田边界及其水力性质鹤煤六矿矿井南起张庄向斜轴部，北、西大体上止于F40断层和二1煤层露头线，东止于二1煤层-800底板等高线。
2含水层根据矿区勘探资料结合矿井开采资料，按岩性特征、水力性质、富水空间及对可采煤层的影响等因素，矿井范围内可划分为5个含水层，分别为奥陶系中统马家沟石灰岩、石炭系上统太原组上段和太原组下段石灰岩、二叠系下统山西组砂岩和新生界砾岩含水层。
①第四系及新近系洪积、冲积孔隙裂隙含水组：由砂、砾石(层)及新近系砾岩组成，覆盖于煤系地层之上，接受大气降水补给，补给条件较好。
本含水组距二1煤顶板含水层300余米，厚度较大，对二1煤开采无直接影响。
②二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层：由二1煤顶板砂岩裂隙承压含水层和二1煤底板(S)砂岩裂隙承压含水层两段组成。
含水层补给条件差，富水性弱，含裂隙承压水，，易被疏干，属二1煤顶板直接充水含水层。
③太原组上段石灰岩含水层(C2t上)：由L7~9三层石灰岩组成，含水层厚0.89~9.76m。
含水层厚度小，补给条件差，富水性弱，以静储量为主，属二1煤层底板直接充水含水层。
④太原组下段(C2t下)石灰岩含水层：由L1~4共4层灰岩组成，含水层厚5~16.57m。
含水层岩溶裂隙发育中等，富水性中等，含岩溶裂隙承压水，是二1煤底板充水的间接含水层。
⑤奥陶系中统(02m)石灰岩含水层：02m石灰岩含水层于矿区西部山区广泛出露，直接受大气降水的补给，补给充足，富水性中等，通过断层直接或间接补给L2、L8灰岩含水层和二1煤顶、底板砂岩含水层，对矿井构成严重的威胁，是二1煤底板的间接充水含水层。
煤层开采对顶板含(隔)水层的影响探查
煤层开采对顶板含（隔）水层的影响探查吕品田，田刚军（陕西省一八六煤田地质有限公司，陕西西安710074）摘要：以黄陇侏罗纪煤田崔木煤矿为研究背景，结合矿区含（隔）水层与煤岩层的空间组合及覆岩特征，以及工作面精细探查结果，进行综放工作面煤层开采对顶板含（隔）水层影响分析。
结果表明，煤层顶板洛河组砂砾岩含水层和安定组泥岩隔水层采动后岩体结构发生改变，主要表现为孔隙率增大、强度降低和结构松弛;岩体结构受采动变化影响，其富水性明显增强。
采后主要含水层和关键隔水层上下导通，形成具有水力联系的复合含水层组。
含水层组虽与主要含水层水力联系密切,具有联动效应；但其富水性比主要含水层明显减少，并对煤层开采具有积极意义。
关键词：综放开采;顶板;含（隔）水层；导水裂隙带中图分类号:TD823;TD741文献标志码：B文章编号：1677-774X（2222）04-0027-05Exploration on the influence of coal mining onthe roof aquifer and aquicludeLYU Pin-tit,TIAN Gag-jim(Shaaax)136Coalfield Geology Co.,L).,X2aa710074,Chiaa/Abstracl:Based od the research back/odnd of Cuimu coal miea in Huanglodg Jurassic coalfield,combieeC with the characteristics of aquifer/CquicOUe and coal seam in the mining area,as well as the fine exploratiod results of the woraing faces, the infuencc of coal seam mining cm the roof aquifer and aauicluUe is analyzeC.The results show that efter coal mining,the rock mass structure of the sand codglomeratu aquifee of Luode formatioa and the mud s tone aquifee of Anding formatioa has changeC,which is mainly manifested in the increase of porosity,the decrease of strength,the relaxation of structure,ang the odvioas endancement of water aqlmdadce；after mining,the main aquifee and the key aquicluUe are connecteC tu form a composite aquifee group with hyZraalic coneectioe；anhouuh the aquifee/roap is closely relateC te the main aquifee,its water a-bundaecc is significan/u less than that of tho main aquifee, and tho stuUy has a positive significaace foo coal mining.Key wordt:fully mechanized caving mining,roof；aquifer and aquicluuo-water flowing fracture-zone0引言关于综放工作面煤层开采对顶板含（隔）水层影响的研究成果，主要表现为对顶板导水裂隙带发育规律的探查与分析［1-5］,大都旨在查明矿井充水因素与研究顶板涌突水机理，为矿井防治水与保水收稿日期：29/-/-95作者简介：吕品田（999—）,男，陕西礼泉人,2213年毕业于西安石油大学油气开采专业,助理工程师,现从事煤矿煤田地质及水工环地质方面的工作。
河南省鹤壁石林二1煤层煤质特征及开采环境预测
地球 科 技
２ ０１ ４／ （ ３－ － ４）
３ ． ３ ． ２ 灰分
果 见表 ７ （ 样 品 ３个 ） ，根 据 国家 标准 ，二 煤 贫煤 属特 高
层 。地 层从 老到新 发育有太 古界一 元古 界 、古生 界寒武 ’ 系 、奥 陶 系、石炭 系 、二叠 系 ，中生界 三叠 系和新 生界新
煤类
岔．
“
表１ 煤层密度测 试结 果表
Ａ Ｒ Ｄ
Ｌ盟 ＝
１ ． ４ ２ １ ． ４ ８
Ｔ Ｒ Ｄ
Ａ ｄ（ ％ ）
（ Ｓ ｄ ） ，岩性 为细一 中粒砂岩 ，个别地 段相变为粉 砂岩 ，含
鹤壁 煤 田位 于 中朝 准地 台华 北 坳 陷的 内黄 凸起 地 段 ， 白云母片 ，横 向较稳 定。直接底板一般为砂 质泥岩或 泥岩 ，
地层 区划 属华北 地层 区太行 山小 区 。该 地 区在加里 东时 期 个别为细粒砂岩 ，含较 多植物 根部化石 ；间接底板为北 岔沟 上升 隆起 、遭受 剥蚀形 成长 期沉积 中断 ，华 里西运 动使本 砂岩 （ Ｓ ｂ ） ，岩性一般 为中一细 粒砂岩 ，全区发 育 ，横 向上 区逐 渐下 降 ，开 始接 受沉积 。至 晚石炭 世 ，气候湿 热适 宜 基本稳 定 。从岩性 、岩相上 看 ，二 煤层与其 顶 、底 板为 明 植物生 长 ，为成 煤提供 了物 质来源 ，但地 壳升 降频 繁使海 显或过渡接触 ，未见冲刷变薄现 象。 陆交 互而形 成 多煤 层 的特 点。后期 印支 、燕 山运动 构成 的 整体 区域构 造格 局 ，控 制 了岩层 的展布 方 向和 赋存 状态 ，
岩 （ Ｓ ｂ ）之 上 ；上距砂 锅窑砂岩 （ Ｓ ｓ ）６ ０ ｍ 多 ，下距北 岔 含少量 碎 屑镜 质体 ；惰 质组 以碎 屑惰 质体为 主 ，丝质体 次 沟 砂岩 （ Ｓ ｂ）约 ５ ｍ，层位稳定 。二． 煤层全 区可采 ，厚 度 之 ，含 少量 微粒 体 。无 机组 分主 要以黏 ；二 煤 层止煤深 度为 ８ ５ ６ ． １ ５ ～１ ５ ３ ８ ． ５ ０ ｍ，煤底 状分布 ，大 小不一 。 标高 － ６ ８ ８ ． ３ ８ ～一１ ３ ４ ９ ． ８ ７ ｍ 。二 煤 层为黑色 ，以粉状为 ３ ． ３ 煤 的化学性质与元素组成 主 ，视电阻率和ＲＲ值高 ，异 常明显 ；其包 括 Ｐ Ｓ和 Ｓ Ｍ 两 ３ ． ３ ． １ 水分 个煤类 ，呈 南、北分 布 ，显示煤的变质程度 由北 向南增高 ，
鹤壁四矿地质第八章 结论
第八章结论四矿多年来的生产实践，提供了大量而详实的地质资料，也获得了丰富的现场经验。
在这次修编矿井地质报告中，依据原来的勘探资料、井下揭露资料、各种原始记录，对井田内煤层的发育情况、地质构造特征、水文地质条件、开采技术条件和储量都进行了详细的分析研究，得出结论如下：1．煤层煤质二煤层，厚度变化3.20~10.29m，平均7.77m，属厚煤层，井田内开采的1煤层结构复杂，全区稳定可采，其可采性指数为1，煤厚变异系数为15.5%，属稳定煤层（Ⅰd）。
煤质牌号为瘦煤，属中灰、特低硫优质动力用煤，也可作炼焦配煤。
2．地质构造井田整体为一向东倾伏之单斜构造，次级褶皱、断层发育。
褶皱分NE、NW二组，为宽缓背、向斜相间分布，叠加、复合部位往往形成小型穹隆、盆地和鞍状构造，造成煤层产状发生变化；断层大多为走向NE、倾向NW 的高角度正断层，部分断层倾向SE，在背斜轴部及其两翼断层比较发育，落差5m以上的断层密度为3条/km2；井田内陷落柱主要分布于一水平4Ⅳ号背斜轴部及其两翼。
根据矿井地质条件分类标准应属三类矿井（Ⅲ-Ⅲa ⅢbⅠd）。
3．水文地质目前，矿井正常涌水量为430m3/h，按矿井绝对涌水量分类属中等（100~500m3/h）。
矿井水主要来自采空区和S10砂岩含水层，一水平涌水量受邻近一矿和浅部小煤矿开采影响严重，二水平水文地质条件相对简单。
井田内断层发育，部分沟通了各含水层之间的水力联系。
另外，矿井涌水量的变化与大气降雨量和矿井动用储量有关。
由于邻矿报废和井田内小煤矿越界开采，使矿井防治水工程量增大，难度较高。
其矿井水文地质类型属复杂型。
4．开采技术条件二煤顶底板为泥岩、砂质泥岩，裂隙不甚发育，煤层倾角一般小于130°，局部增大。
地热梯度1.5~1.7℃/100m，地下恒温带温度16℃，-450m 水平地温为25.3~26.5℃，-650m水平地温为28.3~29.9℃。
煤尘爆炸指数14.64%~15.56%，具爆炸危险性，自燃发火期6~12个月，矿井绝对瓦斯涌出量73.89 m3/min，相对瓦斯涌出量22.03 m3/t.d，属高沼矿井。
鹤壁四矿放顶煤开采成套技术研究
鹤壁四矿放顶煤开采成套技术研究一、鹤壁四矿采煤技术发展简史1、鹤壁四矿概况(1)地理与交通位置鹤壁四矿位于鹤壁矿区北部，地理位置：东经114°6′24″--114°9′34″，北纬35°49′19″--35°52′59″。
主井口坐标：X=3983953.9；Y=513816.8；Z=235.1，副井口坐标：X=3983914.0；Y=513847.0；Z=233.1。
本区属山区向平原过渡的低山丘陵地貌，相对高差50—60m，海拨高程为178m—240m之间。
区内有季节性小泉及小溪，此外还有杨吕寨、贾吕寨、赵家荒等小型水库。
本区属暖温带半湿润型号季风气候，四季分明，光照充足，温差较大。
年平均气温14.2—15.5℃。
年降水量349.2—970.1mm，雨季多集中于七、八月份。
鹤煤股份公司四矿位于河南省鹤壁市北部，鹤壁集北两公里，井田范围：东部以四矿与贺驼矿划定的井田边界线（河南省煤炭工业厅1997豫煤基字第429号文批准确）为界；南部及东南部以一、四矿和二、四矿划定的技术边界线为界；西以F7断层为界与九矿相邻；北部原以推定的二1煤底板等高线-450m水平为界与深部井田相邻，但考虑到矿井的后备储量和生产服务年限，暂定至龙宫井田二1煤底板等高线-650m水平为界。
井田南北走向长6.5Km，东西倾向宽5.5Km，井田面积18.6 Km2。
四矿矿区运煤铁路专用线东距京广线汤阴火车站22.5公里，距二等列车编组站鹤壁北站1.8公里，矿区内公路与豫北公路网相连，四通八达，交通十分便利。
（2）周边经济与人文概况四矿工业广场附近村庄有鹤壁集乡及其管辖的李家荒体村、张家荒村、王家荒村、郝家荒村。
（3）煤炭资源概况四矿井田共含煤层及煤线16—18层（太原组14层，山西组2—4层）。
其中可采煤层有3层：二1煤（大煤），一11煤（八煤），一22煤（六煤），总厚度为11.01m。
现将各可采煤层叙述如下：二1煤：位于二叠系下统山西组之底部，为矿区主要可采煤层，也是四矿现在开采的煤层。
鹤壁市地下水赋存条件分析
鹤壁市地下水赋存条件分析周攀;黄继超;田大永【摘要】根据地下水赋存条件和地下水的埋藏条件及含水层特征,分别对松散岩类孔隙水和碎屑岩类裂隙孔隙水进行分析.针对奥陶系主要含水岩组,根据其埋藏条件分别论述了裸露型和埋藏型.地下水在天然条件下,中、深层地下水的补给主要由侧向径流补给,其次为浅层地下水的越流补给.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2012(034)005【总页数】2页(P50-51)【关键词】地下水;赋存条件;鹤壁【作者】周攀;黄继超;田大永【作者单位】河南省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质队,河南郑州450053;河南省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质队,河南郑州450053;河南省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质队,河南郑州450053【正文语种】中文【中图分类】TV211.1+2为了合理开发利用鹤壁市地下水资源，搞好地下水的开发利用，查明地下水源地区域地质、水文地质条件及地下水的赋存条件，了解其动态变化规律，提出水源地保护措施，充分发挥其社会、经济效益。
通过对地下水赋存条件和地下水的埋藏条件及含水层特征，分别对松散岩类孔隙水和碎屑岩类裂隙孔隙水分别进行了条件论述。
为鹤壁市政府进一步开发利用地下水资源提出建议。
本区属暖温带半干旱大陆性季风气候，四季分明。
冬季寒冷，夏季酷热，气温变化较大，多年平均气温14.2℃，降水量年内分配不均，主要集中在7、8、9三个月份，占全年降水量70%以上，多年平均降水量 692.8 mm，最大年降水量1 394.1 mm，最小年降水量 266.7 mm。
多年平均蒸发量1 583.1 mm，平均相对湿度59%。
工作区内河流属海河水系，淇河发源于山西省陵川县方脑，自程家谷垛入境，至大赉店折向南流，于淇县淇门村汇入卫河。
该河为常年性流水，多年平均流量14.557 m3/s，最大流量为5 590 m3/s。
该区隶属中朝准地台山西台隆和华北坳陷，自西向东分别为太行山隆起、汤阴断陷和内黄隆起。
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都不符合综采的要求。每个综采工作面搬迁时， 必须对盘区 内的相关巷道进行起底、 扩邦、 挑顶处理， 更换、 安装运输设 备、 设施， 不仅浪费时间、 影响搬迁速度， 而且这些工作一巨 安排不当 或改造不及时， 便会对综采设备的运输安装造成直
接影响。
（） ３ 辅助运输均为轨道运输， 运载工具为平板车、 材料
太原群二灰岩（ 大青灰岩）底板为本溪群隔水岩组， ， 其开采 标高在一０ ５．水平。煤层底板下距奥灰含水层 １． ５．． ４ －０ ５ ， ６ １ 平均 ３．左右。奥灰水位标高＋３． ， ０ １６ ｍ ５
２ 本溪群隔水层
２ 的岩性 ． Ｐ水Ｉ １ Ｎ Ｉ 本溪群为一海陆交互相地层， 据井田内２ 个钻孔资料， ８ 该群地层由铝质泥岩、 砂质泥岩、 砂岩和薄层灰岩组成。 其中 以抗渗性和消压性能强但抗乐和抗剪强度较低的砂质泥岩、 铝质泥岩为主， 钻孔所见最高比 例为９％， ６ 最低为７％ 砂岩 ４． 和灰岩所占比例次之。经现场测定， 铝质泥岩的阻水系数为 ０ ２Ｍ ｄ ， ． ５ Ｐ ｍ 开采区本溪群底部都有比较厚的铝质泥岩或砂 ３ 质泥岩沉积， 厚度一般超过６ ， ｍ 能起到很好的降低奥陶系灰 岩含水层水头压力作用。 ２ Ｒ水层的厚度 ２ 井川内钻孔揭爵的本溪群隔水层地质厚度为 ２． － ０３ ５ ５． ．平均３． ． ０６ ， ６ ９ ７ 。一定厚度的隔水层是防止奥陶系灰岩 ２ 突水， 保护矿井安全的必要条件， 但真正起到隔水作用的， 则 取决于有效Ｆ水层厚度。有效隔水层厚度可用下式表示： Ａ
１ ｈ ．＇ ／
下组煤。为同类型条件下煤层的开采提供了很好的技术途
径
参考 文献
４ 结语 鹤煤一矿 ”水平 １０ ｔ 一 ５ 万 下组煤安全的采出，关键是 查清了水文地质条件， 对奥灰水采用以防为主的方法， 充分 利用煤层底板本溪群有限隔水层的阻水作用和奥灰顶部铝 质泥岩充填带的相对隔水作用， 同时开采过程中也采取减少 煤层Ｊ采对底板隔水层的破坏的生产技术措施， 「 带压开采出
煤矿现代化
２０ 第 １ ０４年 期
总第５ 期 ８
鹤壁 开采太 群 煤的隔 层条 分 矿区 原 下组 水 件 析
鹤壁煤业 集团 公司 李新郑 葛满意 李国利
摘 要 以鹤煤一矿为例，充分分析煤层底板本澳群有限隔水层的Ｆ水作用和奥灰顶 Ａ 部铝质泥岩充镇带的相时隔水作用， 为安全带压开采出下组煤提供了 技术保证。 同时为同类 型条件下煤层的开采提供 了 很好的技术途径。 关键词 下组煤 隔水层 隔水作用 带压开采
Ｍ＝ ）Ｍｈ Ｍｔ Ｍ（ 一 －
们的弹性模量分别为： 应该铝质泥岩（ ＝． ＊０Ｍ ａ砂 Ｅ ）１６１ Ｐ ｌ ８ ４ 质泥岩（ ２ ＝． ．０Ｍ ａ砂岩（ ３ ． １４ Ｐｏ据研 Ｅ ） １５１４ Ｐ， ９ Ｅ ）３ ＂０Ｍ ａ ＝５ 究， 岩层界面的性质对裂隙的扩展有很大的控制作用， 弱的 界面能中止裂缝的扩展而不论界面两边岩层的相对性质如 何。 连接强的界面最终能使裂缝穿过界面而延伸进弹性模量 小的界面。弹性模量大的岩层界面中止裂缝的扩展。因此从 阻止裂缝扩展和降低承压水头的综合作用效果来看， 本区本 溪群底部的岩性组合基本属于理想的隔水层岩性组合， 对防 止奥灰突水很有利。
１ 柳湾煤矿综合机械化采煤的原始条件
柳湾煤矿现有两个综采队， 布置在 １＃ １ 煤层中， 属中厚 煤层综采工作面， 使用支掩式重型支架，Ｍ ５０ Ａ －０ 型采煤机，
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ＳＷ－６／ ４ Ｓ Ｇ ７４ ６Ｗ 型工作面刮板运输机和Ｄ Ｐ １ ０ ２ Ｓ－ 型皮带 ０ ０ 输送机。对于煤层厚度来说这两套综采是配套的， 但综合考 虑， 发现许多不利因素： （） １ 盘区尺寸不合理， 综采工作面走向长度小 服务时 间短， 限制了综采效率的发挥。柳湾煤矿的综采 眨 作面均布 置在一、 二盘区， 盘区南北走向， 东西倾斜， 走向长度 １０， ４０ ｕ 左右， 采用双翼开采， 每个综采工作面的服务时间仅 ３４ －个 月， 每年需搬迁２３ － 次。而目前柳湾矿综采工作而搬迁每次 需 １２ － 个月， 综采队每年仅工作面搬迁就占用２４ － 个月， 这 就严重地影响了综采产年最， 限制了综采效率的发挥。 （） ２ 盘区内原有巷道的通过能力限制了综采设备的运 输， 影响了综采搬迁速度。柳湾煤矿始建于 １５ 年， １８ ９８ 于 ９２ 年进行了技改， 但盘区巷道大多数按炮采、 高档采煤的要求 设计施工， 其宽度、 高度、 坡度及轨道质量和运输提升设施等
关词综工面回工 极技 键 采作 采艺 迁术
综合机械化采煤是回采工艺的一个重广大变革。 它使采 煤、 装煤、 运煤、 支护和顶板管理等作业都实现了机械化， 从 而改善了 ｛ 人的劳动条件和回采工作面的工 作状况， 具有功
丫 、、 论 、 今
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车． 设备运输环节多， 设备起吊、 装车、 卸车难度大 安全性 差 运转速度低， 延误了大量的搬迁时间。 （） ４ 综采切割巷支护方式落后， 综采支架安装工艺复
杂． 严重影响了综采支架的安装速度。
了该段灰岩的性质， 形成了相对奥灰承压水的相对隔水层。 在鹤壁矿区， 有铝质泥岩充填地带， 其施 「 钻孔的消耗量都 小于 １ ， ｉ Ｉ ＇ ． 未被铝质粘土充填或充填不良， 钻孔耗水量大于
８５２．．为防 灰突 ．－９４ ， 止奥 水提供了 ７ ７ 极好条 件。
２ 隔水层岩性组合 ． ３ 分析本区钻孔柱状图， 绝大多数本溪群底部自仁 而下的 沉积层序为：泥岩一砂质泥岩＊砂岩￣铝质泥岩一灰岩， 卡 它
１ 概述 鹤壁矿区主要开采煤层有二叠系下统山西组的二 １ 煤 和石炭系 上 统太原群下组煤。鹤煤一矿下组煤有 ３ 稳定 层， 可采的一般有两层， 总厚度３ －． 。下组煤的直接顶板为 ．４ｍ ０ ９
３ 奥灰顶部充填带相对隔水层
３ 充 ． 填带发育规律 １ 本区自沉积中奥陶统峰峰组灰岩之后至中石炭纪沉积 本溪群之前的漫长地质年代里， 广大奥陶系灰岩裸肖于地表 经受了风化剥蚀和岩溶作用。在奥陶灰岩表面形成古剥蚀 － 溶蚀而。根据钻孔及岩样分析， 古剥蚀面一 溶蚀面存在一些 相对低佳的沟谷或封存洼地， 宽度数十米或数百米。古剥蚀 而接受本溪统沉积的最初阶段， 一些粗碎屑、 分选不良的砾 石或砂首先在低洼沟谷中沉积， 把这些低洼沟谷 “ 填平补 齐” 华北地台继续沉降， 。当 海水进一步蔓延的时候， 细碎屑 岩的铝质粘土， 沉积于那些早先已被粗碎屑填平了的古剥蚀 一 溶蚀面之上。因此， 除原先古剥蚀 一 溶蚀面相对低洼的沟 谷或封存洼地之外， 因有铝质粘土直接抓积其上并充填到奥 灰的溶洞裂隙之中， 形成富水性弱， 连通性差、 其有一定厚度 的弱含水层， 其厚度为 １－０ ０６ｍ ３ 充填带的意义 ． ２ 铝质粘土充填于奥灰顶部的岩溶裂隙中， 很大程度改变
「 １ 乐 硕‘ １ 昌 岩石学 ｌ 建筑物、 ２ 水体、 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采 规程． 国家谋炭工业局． 煤炭工业出版社． ０ 年２１２３ ２ ０ ４－４． ０ 李新郑（ ６－ ， 河南滑县人， ９９ ）男， １ 工程师， 焦作工学院 在读矿业工程硕士， 鹤谋集团公司科技部副部长， 从事矿井
厚度。
南段。 处于新华夏系太行山隆起带与华北平原的 过渡带上。 鹤煤（ 集团 ） 公司经过不断的探索、 研究， 在不疏降奥灰水、 充分利用了 有限的隔水层的情况下， 对安全采出太原群下组 煤作了 有益的探索。 下面就以 鹤煤一矿为例对其开采下组煤
的隔水层情况作一简析。
经计算， 开采区一０ ５ 水平下组煤附近的有效隔水厚度为
水害是煤矿五大灾害之一，特别是华北石炭二叠系煤 田 煤系底部存在巨厚的奥陶系石灰岩含水层， 其岩溶水往 往在煤矿开采时引发的水害事故。 鹤壁矿区位于太行山东麓
Ｍ： １采动破坏厚度（ ， ｍ）经验值 ８ １． －２ ； Ｍ 阻水厚度， 表示承压水头被降低到０ ｔ 所需的隔水层
式中 Ｍ； 隔水层有效厚度 （ ； ｍ）
Ｍ： Ｏ隔水层的地质厚度（ ； ｍ）
・】 ・ ２
万方数据
蝶矿挽代化
２０ ０４年第１ 期
忌第５ 期 ８
改进综采搬迁技市缩短综采工乍面毅迁时间
汾西矿业集团公司 王荣生
摘 要 针对柳湾矿综采工作面设备数量多、 体积大、 叱位重、 搬迁时间长， 进行了 搬迁 技术改进。 了很好的效果， 取得 并对今后缩短综采工作面掇迁时间提 出了预防措施。
地浏管理工作。 （ 收稿 ０ ２０－２０ ） 期 ０３ １－ １
作者简介
・１ ・ ３
万方数据
率大、 效率高、 劳动强度低、 安全效益好等许多优点。综采工 作面的设备搬迁是综合机械化采煤工艺的一个重要组成部 分。综采工作面设备数量多、 体积大、 吨位重， 通常每套设备 包括液压支架、 采煤机、 刮板输送机、 转载机、 胶带输送机以 及电控设备等 重最达２０ ００以上。 ＿ ｒ 作面设备 安装和拆除一 次， 下序繁杂， 需要较长 一段时间 如果方法不对、 措施不力、 组织不严， 不仅要消耗大最的人力、 物力和财力， 而且减少了 ！ ． 作面产最， 甚至使整个矿井的经济效益受到影响。另外， 在 搬迁过程中造成的设备零件丢失 往往比正常使用时还要多， 仁 作而开始和结束还 需进行专门的 维护， 大量的坑木。 耗费 我国中型以Ｌ 综采工作面设备搬迁一次， 从地面到工作 而一般要 １２ － 个月时间，需 ８０－００ 个工，多者达到 ００ １０（ 】 １００ Ｌ需费用 ８２ 万元。统计表明工作面搬迁费用约 ５０ 个＿， －８ 占生产费用的４％ 可见搬迁对生产和经济效益的影响是非 ９ 常大的。因此， 如何合理组织好工 作面设备的安装和拆除工 作， 选择合理地安装和拆除方法， 缩短综采工作面搬迁时间 是提高综采效率的关键