平顶山十三矿突水特征与原因分析(正式)
13采区水情水害分析报告及综合防治水措施
湖南煤业集团大岭煤矿13采区水情水害分析报告及综合防治水措施大岭煤矿生产技术部2013.0213采区水情水害分析报告及综合防治水措施一、采区概况13采区位于-25勘探线与-27勘探线之间，自1998年7月投产以来，就受非法小煤窑的侵蚀，因此+150m至+45m未布置采掘工程，2004年，开掘了13采区±0水平运输主石门，计划对0m至+45m进行回采工程布置，首采煤层为62煤，开采走向长度约为520m，其中主石门西翼约360m；东翼约160m，西翼在开采过程中未遇小窑开采痕迹和水患威胁，但在东翼的开采过程中，遇小窑采空区和积水，因此工程布置未继续向前，转而将工程调整到主石门西翼，分别对61、5、1和63煤进行开采，在开采5和61时均对穿过小煤窑采空区和巷道。
同时对东翼的1、5、61、63煤进行试探性开采，其1煤工程布置约30m，发生透水事故，工作面停止作业。
5煤工程约100m，在掘煤上山时，发现严重的水患威胁，设置防水煤柱后，进行回采，61煤工程布置约120m，在掘煤上山发生透水事故，现工作面尚有长流水流出。
63煤工程布置约160m，未发现小窑开采迹象。
2011年3月在严峻的安全形势下，13采区进行了封闭。
二、水情水害分析1、地面水文地质情况本井田属丘陵地形，山脉沿地层走向呈东～南西方向排列。
地势整体是西北高，东南低，北部高，南部低，沟谷切割较深，多沿地层倾向方向分布。
（1）地表水体井田内无大的河流，仅有一条季节性大岭小溪，由小冲沟潜水汇集而成。
实测流量2.434～0.031m3/s，平均为0.179 m3/s，穿过煤系地层流出井田。
井田内池塘、水库少，蓄水量不足1000m3，对矿井充水作用很小，但大气降水和老窑的开采形成矿井充水通道，已威胁矿井的安全生产，尤其是13采区东翼，已成为严重水患区域。
（2）地下水○1含水层与隔水层大隆组，厚156.5m，浅部风化裂隙带含水性强，深部岩层含水性极为微弱，深部硅质岩层视为相对隔水层。
矿井突水原因
科技信息水害是影响矿井安全生产的主要因素之一，为保证煤层的正常开采，在煤层开采之前对煤矿开采区内进行水文地质勘探，查明煤层顶、底板围岩的富水情况，采空区的积水情况和主要断层的含水及导水性等问题具有十分重要的意义。
一、突水原因分析采掘过程中，造成底板突水的因素是多方面的，是多种因素综台作用的结果。
根据现场实际观测及有关理论分析，笔者认为影响底板突水的因素主要有以下几个方面：1、矿压采矿过程中的矿山压力，对工作面底板具有严重的破坏作用，产生新裂隙，并“活化”原有断裂，导致底板突水。
随着采煤工面的推进，底板任一断面总是经历超前支撑压力压缩破坏，采后悬顶卸压膨胀破坏，采空区周边剪切破坏，最后顶板冒落压实的再受压过程。
矿压对底板的破坏程度是不一样的，其中采空区卸压膨胀及其周边剪切对底板破坏最严重，产生的裂隙最多。
工作面初压及周期来压时顶板悬顶面积最大，工作面周围煤体的支撑压力及煤壁处的剪切力达到最大值，煤层底板最易造成破坏，底板最易突水。
因此，突水点多在初压及周压地段或煤壁处。
2、断裂断裂构造是突水的主要因素之一，综台分析其作用主要有：(1)断裂构造的存在破坏了底板完整性，降低了底板的强度。
(2)断层上下两盘错动的结果，缩短了煤层与含水层的距离，甚至使煤层与含水层直接对口。
(3)断裂带破碎、软弱，易形成导水通道。
(4)断层带充水成为充水带，更使水文地质条件复杂化。
3、隔水层隔水层对突水起阻挡作用，其阻水能力是由其厚度、岩性组合及力学强度决定的厚度越大，越不易出。
其岩性组合及力学强度是控制底板岩层受采动影响的重要因素。
当煤层底板岩软硬相间时，不易形成裂隙；当底板岩层自近(煤层)而远，强度由弱到强时，岩层间易形成采动裂隙。
煤层到底板含水层之间的距离由采矿破坏深度、有效隔水层厚度及导高三部分组成。
起阻水作用的主要是有效隔水层厚度。
如果矿压对底板破坏深度大，导高又大，则有效塥水层厚度相对减小，工作面底板就容易出水。
矿井突水征兆
矿井突水征兆一、矿井突水的原因这是因为井下采掘活动破坏岩层天然平衡，采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下，通过断层、隔水层和矿层的薄弱处很快进入采掘工作面。
矿井突水这一现象的发生与发展是一个逐渐变化的过程，有的表现很快（一、二天或更短），有的表现较慢（采掘后半个月或数天），这与工作面具体位置、采场地质情况、水压力、矿山压力大小有关。
突水前，在工作面及其附近往往显示出某些异常现象，这些异常统称为突水征兆。
二、与承压水有关断层水突水征兆1、工作面顶板来压、掉碴、冒顶、支架倾倒或折断柱现象。
2、底软膨胀、底鼓张裂。
这种征兆多随顶板来压之后发生，且较普遍。
在采掘工作面围岩内出现裂缝（特别是顶底板为脆性岩层），当突水量大、来势猛时，与底鼓张裂的同时还伴有底爆响声。
在受压最大地段，柔性岩层变薄，相应压力小的地段会出现增厚现象。
3、先出小水后出大水也是较常见的征兆。
由出小水至出大水，时间长短不一，据统计由1～2小时至20～30天不等。
如峰峰一矿1532工作面1960年5月8日正式开采，6月2日发现工作面有底鼓张裂现象，且在近F断层的运输平巷的煤层由 1.8m增厚至 2.4m，6月4日随矿山压力逐渐增大，采场底鼓张裂也越趋明显，在距开切眼20m处发现一条长11m宽0.1m的裂隙，先出风，后出水，底板破裂时产生巨响，涌水量达到 4.87/m i n。
随矿山压力增大，底鼓更剧，裂缝增多，涌水量愈来愈大，6月5日23时涌水量达到70.2/m i n。
突水水色开始变为灰色后转为棕黄色，不久变清。
4、采场或巷道内瓦斯量显著增大。
这是因裂隙沟通、增多所致。
三、冲积层水突水征兆1、突水部位岩层发潮、滴水且逐渐增大，仔细观察可发现水中有少量细砂。
2、发生局部冒顶，水量突增并出现流砂，流砂常呈间歇性，水色时清时混，总的趋势是水量砂量增加，直到流砂大量涌出。
3、发生大量溃水、溃砂，这种现象可能影响至地表，导致地表出现塌陷坑。
平煤集团十三矿综采地质因素分析及地质保障措施
平 煤集 团卡三矿 的煤矿 安 全、 经济 生产 的地 礅 礴 巍
断裂构造 ；地质保障； 煤层 自 ； 燃 突水 ； 数值模
拟
济效 益和社会效益 。为适应 高产高效 十 三矿 综 合开 采地 理 信息 系 统 ，并在 此 现 代 化 矿 井 建 设 的 需 要 ，有 必 要 通 过 基础上 ，对资料进 行系统 的叠合分析 ， 地质勘探资料和地震等地球物理资料进 对 整 个矿 井 的地 质 条 件 进 行 了综 合 评 行综 合的分析和研 究 ，尤其 是矿 井建 价 ，最终建立高产高效的煤炭开采地质 设阶段以来详细观测记录的地质及其灾 保障系统。本文仅就影响平煤集团十三 害资料 ，搞清影响综 采的地 质因素 及 其相 关的其 它灾害 ，采取针对性 的、岩 浆体
（ ，墙 ）侵 入和 顶 板 冒落 等 灾 害性 事 故 ， 脉 由 影 响矿 井的经 济效 益和 安 全生产 。 本文 此 在综合 分析影 响平 煤粟 团十三矿 综 采的地质
在煤炭 生产 中 ，断 裂构造是影 响 ２ ４ 工作 煤炭 生产的基本 因素 。 因预 测地质构 首 采面 计划 落 空 ，高 档普 采 １０ １ 两综 采 面 １００ １０ ０ ２ １ 和 ２ １ 造 与 实 际 差 异 很 大 ，造 成 设 计 的采 区 面 改为 了炮 采 ， 工 作面 因断 层而跳 眼搬 家 （ １ 。鉴于 图 ） （ ） 落 空 ，或 被 迫 改 变 采 煤 方 法 ， 面 甚至 被迫 重新调整生 产开采布局 ， 这 此 ，针对平煤集团十三矿保存的现有记 采 不 仅 影 响 矿 井 的建 设 工 期 、 造价 和 质 录资料和井下 已开掘 （ ）所揭露的情
醐 ｄ ａ ｅ ｉｉｇ ｓ ｆ －ｍ ｎ ｎ
ｄｙ ｕ ｉｇ ｊｍ ｔ ｄ ｒ ｍ 目 ｎ
【专业知识】矿井突水源及涌水的特征
【专业知识】矿井突水源及涌水的特征【学员问题】矿井突水源及涌水的特征？【解答】矿井突水源及涌水特征在矿山开采过程中，矿井突水水源主要有地表水、溶洞-溶蚀裂隙水、含水层水、断层水、封闭不良的钻孔水、采空区形成的人工水体等。
矿井水质分析方法有多种，其中用得较多的是重量法、容积法和比色法。
重量法主要用于杂质含量较多的水样；容积法适用于中等杂质含量的水样；比色法适用于微量含量的水样。
1.大气降水为主要充水水源的涌水特征这里主要指直接受大气降水渗入补给的矿床，多属于包气带中、埋藏较浅、充水层裸露、位于分水岭地段的矿床或露天矿区。
其充（涌）水特征与降水、地形、岩性和构造等条件有关。
（1）矿井涌水动态与当地降水动态相一致，具明显的季节性和多年周期性的变化规律。
（2）多数矿床随采深增加矿井涌水量逐渐减少，其涌水高峰值出现滞后的时间加长。
（3）矿井涌水量的大小还与降水性质、强度、连续时间及入渗条件有密切关系。
2.以地表水为主要充水水源的涌水特征地表水充水矿床的涌水规律有：（1）矿井涌水动态随地表水的丰枯作季节性变化，且其涌水强度与地表水的类型、性质和规模有关。
受季节流量变化大的河流补给的矿床，其涌水强度亦呈季节性周期变化，有常年性大水体补给时，可造成定水头补给稳定的大量涌水，并难于疏干。
有汇水面积大的地表水补给时，涌水量大且衰减过程长。
（2）矿井涌水强度还与井巷到地表水体间的距离、岩性与构造条件有关。
一般情况下，其间距愈小，则涌水强度愈大；其间岩层的渗透性愈强，涌水强度愈大。
当其间分布有厚度大而完整的隔水层时，则涌水甚微，甚或无影响；其间地层受构造破坏愈严重，井巷涌水强度亦愈大。
（3）采矿方法的影响。
依据矿床水文地质条件选用正确的采矿方法，开采近地表水体的矿床，其涌水强度虽会增加，但不会过于影响生产；如选用的方法不当，可造成崩落裂隙与地表水体相通或形成塌陷，发生突水和泥沙冲溃。
3.以地下水为主要充水水源的矿床能造成井巷涌水的含水层称矿床充水层。
平顶山十三矿突水特征与原因分析
平顶山十三矿突水特征与原因分析寒武系灰色白云质灰岩图312010采面水文地质单元示意图图411090采面水文地质单元示意图已15-17－12010采面处于正断层F2（∠63°，H＝47m）、F6（∠77°,H=52m）之间，风巷上部有正断层F3（∠65°，H=11m）、F4（∠58°，H=18m）（图3）。
11090采面南北方向以襄郏一号正断层和灵武山向斜为骨干构成边界。
东西方向以11090逆断层带和沟李封断层为边界。
沟李封断层和襄郏一号正断层交汇处应力集中，裂隙也相对发育，和富水带共同构成了突水的富水区和迳流带（图4）。
两采面均为相对独立的水文地质单元，静储量丰富，富含承压水。
2.2充水水源分析石炭系一灰岩是泥灰岩，二灰岩是两采面突水的直接富含水层；三灰岩的富水性最差；四至七灰岩含水层单位涌水量为0.075～0.019L/(s·m)，四灰岩不发育，富水性差，六灰岩和七灰岩局部富含水，五灰岩富含水；二灰岩和五至七灰岩存在水力联系。
寒武系白云质灰岩单位涌水量为0.226L/(s·m)，在石炭系110m以下，岩溶较发育。
2个采面突水水量大且较为稳定，水压高，说明有丰富的补给水源，呈现出承压水的一般规律。
据突水水质分析结果知，2次突水水源不是顶板或第四系水，而是灰岩含水层水。
两采区恒温带在地表以下25～30m附近，温度为17.2℃，地温梯度[1][2]下一页td=“13480”为3.2～3.5℃/hm。
12010采面突水温度为22℃，出水点距地面高-300m左右，预计水温为24℃，与二灰水水位基本相符，突水后二灰水水位一直下降也说明了突水水源主要是二灰水。
地质勘探表明，在没有大量疏水的情况下，12010采面下的二灰水水位下降了150m以上，说明该面二灰水的补给条件差，以消耗储量为主。
二灰水水头高度为210m，由于该面回采时最大突水量达2403/h，至采面回采结束底板二灰水的涌水量尚有30m3/h，表明二灰岩有一定的富水性和渗透性，在有足够排水能力的情况下，不会影响安全生产（图5）。
平煤十三矿检查问题分析(监察二处)
目录
平煤股份十三矿概况
二、国家安监总局督导情况 三、产生问题的原因分析 四、豫南监察分局监察情况 五、平煤十三矿问题整改及责任追究情况 六、工作建议及措施
平煤股份十三矿概况
平煤股份十三矿隶属于中国平煤神马集团控股的平顶山煤业股份有限公司， 位于平顶山市东北19km，井田属襄城县、郏县两县管辖区。2002建成并投 产，生产能力210万吨/年。
井下采掘情况。
调查情况：证件、培训档案、责任制、管理制度。
原因分析：学用脱节，责任心差，管理缺失 1.培训不到位，职工业务素质没有达到岗位要求。调度值班人员经岗前培
训取得了上岗资格，但在岗培训力度不大，培训内容针对性不强、培训 质量较低，职工业务素质不高。
2. 调度值班人员未严格落实岗位职责。岗位责任制要求生产调度员“深入 井下了解熟悉生产情况，掌握现场生产条件和存在问题”，但调度员没 有责任意识，工作不细致、不深入，不能准确掌握井下采掘情况。
国家安监总局督导组“两会”期间对平煤股份十三矿
检查问题分析报告
目的
通过案例分析，达到“三査找三解决”的目的，进一步落实省局党 组“1223”工作理念。 查找造成问题的原因，解决平煤十三矿层面存在的问题。 查找平煤集团存在的问题，解决造成问题的根源。 査找我们（分局、省局）在监察执法方面存在的漏洞，探索、研究、 解决进一步改进监察执法的方式方法。
问题的提出
为了保障全国“两会”期间的安全生产工作，2016年3月14日，国家煤矿安全 监察局副局长李万疆带领国家安全监管总局督导组从许昌下火车后于下午6点直奔 平顶山天安煤业股份有限公司十三矿调度室，按照“四不两直”和“双随机”的方 式开展了检查，现场发现了一些安全隐患及违法违规行为。针对督导组检查的问题， 豫南监察分局及时召开专题会议，认真梳理，分析研究，从企业主体责任落实、地 方监管及国家监察方面反思与总结，找出问题产生的原因，提出了下一步工作建议。 现将有关情况报告如下。
平煤十三矿底板承压水害分析及区域综合治理
中 图分 类 号 ： Ｄ ４ ． Ｔ ７ ５２
文献 标 识 码 ： Ｂ
文 章编 号 ：０ ３—０ ０ （ ０ ０ ０ ０ ０ ０ １０ ５ ６ ２ １ ） ６— １ ９— ３
平煤 股份 十三 矿 主采 二 己 （
（ ） 要 含 水 层 。 十 三 矿 直 接 充 水 含 水 层 是 ２ 主
掘进 工作 面遇见 断 裂 构造 或 过 岩 溶发 育 含 水层 时 ， 断层 、 隙结 构 面破坏 了岩体 本身 的完 整性 ， 裂 导通含
水 层形 成导 水通 道而 突水 。
乙 下 、 己 煤层顶 板砂 岩 裂 隙 含水 层 和 煤层 底 板
灰 岩 含 水 层 。 乙 ， 、 板 砂 岩 含 水 性 较 差 ， 井 大 下 顶 矿
部分 的充水 水 源是 石 炭 系 Ｌ一 Ｌ ， 灰 岩 水 和 寒 武 系
灰岩 水 。石炭 系灰 岩水 是 矿 井 的 直接 充 水 水 源 ， 除
２ 石 炭 系灰 岩 突水 威 胁 程 度 分 析
了较大 程度 的威胁 ， 矿井 突水 的 主要 水 源 。Ｌ 灰 是 岩含水 层具 有岩溶 发育 的非 均质性 和含 水量 程度 的
全 水压 计算公 式 为
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作者 简 介 ：涂 克 谦 （ ９ ８ ） 男 ， 南 南 阳人 ， 程 师 ， ９ １年 毕 业 １６ 一 ， 河 工 １９ 于淮 南 矿 业 学 院 ， 期从 事 矿 井 “ 通 三 防 ” 作 ， 任 平 煤 股 份 十 长 一 工 现 三矿 总 工 程 师 。
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平顶山十三矿突水特征与原因分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.
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文件编号：KG-AO-9894-32 平顶山十三矿突水特征与原因分析
(正式)
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矿井突水是威胁煤矿安全生产的重要灾害之一。
对突水机理及突水危险性评价和预测是解决突问题的关键技术基础，构造裂隙是造成煤层底板突水的主要因素。
平顶山十三矿是1座设计能力180万t/a的大型矿井，矿井水文地质条件复杂，在生产过程中出现了2次较大的突水事故。
井田煤系地层属于石炭二叠纪，二叠系已煤组的二₁煤（或已16-17煤层）为该矿井的主采厚煤层。
煤田分布在汝河和沙河之间的分水岭地带，构造形态为一地垒型的复向斜构造，四周受接近东西向两组张性断裂的控制，形成一多边形的地垒型断块，由于煤田相对抬起，切断了与周围区域含水层的直接水力联系，阻隔了区域基岩地下水向井田的侧向补给，使本井田成为一相对独立的水文地质
单元。
1 采面概况及突水过程特征
平顶山十三矿目前开采已组煤层，发生的2次突水事件分布在已一和已二的2个采区。
第一次突水发生在已15-17－12010采面，该采面位于一水平已二采区东翼第一区段，东至侯村保护煤柱线，西到上山保安煤柱，北至防水煤柱，南部尚未布置采面。
采面走向长1 285m，倾斜宽130m，采面煤层倾角平均为26°，煤层厚平均为5.28m。
采煤方法为走向长壁，沿煤层顶板放顶煤一次采全高，工字钢金属支架支护（图1）。
第二次突水发生在已15-17－11090采面，该采面位于一水平已一采区东翼第五区段，东邻襄郏背斜轴部，西至上山和东风井保安煤柱线，南北均未布置采面。
回采走向长1 090m，倾斜宽128m，采面煤层倾角平均为20°，煤层厚平均为5.4m。
巷道掘进沿煤层走向和顶板施工，工字钢金属支架支护。
采面里段采煤方法
为分层综采，采高 2.2m左右，全部陷落法管理顶板（图2）。
图1 12010工作面平面示意图
图2 11090工作面平面示意图
1999年12月27日 12:20，12010采面切眼里帮下机头以上7～11m范围内底板突水，标高-236.4m，最大突水量240m³/h，12h后衰减为227 m³/h。
28日15:30测得二灰水位开始以0.15m/d的速度下降，突水过程呈现出水量相对稳定的非稳定流状态。
29日0:00后相对稳定，15d后水量稳定在150 m³/h。
20xx年11月15日15:00，11090采面采空区侧底板有水涌出，水量为5～6 m³/h；18:00水量增大到150 m³/h，同时听到采面有响声，并伴有煤尘飞扬，14
#架后底板鼓起0.4m，水伴着大量煤沿运输机和支架间人行道奔涌而下，最大突水量达435 m³/h，采面下出口封顶后的平均出水量为300 m³/h，采面突水点标高由-496.6m上升至-457.4m。
由于突水最较大，致使机巷最高点（-457.4m）以里共淹没巷道508m，最高点以外自流850m。
30d后，水量稳定在168 m³
/h，水温在38℃左右。
总之，2次突水具有突发性、矿压显现明显、水量大且稳定、水温高等特征。
2 突水原因分析
2.1 水文地质条件
已15-17－12010采面煤层直接底板为黑色的砂泥岩互层，厚2.14m。
老底为细砂岩，厚7.71m。
采面区段岩层平均倾角为28°，掘进过程中揭露断层28
条，走向大致为NE，最大落差10m（图3）。
11090采面直接底为砂质泥岩，厚1.8～3.25m；老底为细砂岩，厚6.9m。
采面在掘进期间共揭露大小断层17条，影响走向长398m，断层组的2条主要断层间距23m，对采面影响较大（图4）。
两采面下部为晚石炭世上古生界石炭系太原群上部灰岩段1～7层和寒武系（表1）。
表1 煤层与底板地层情况表
古生界
二叠系
已煤段
已15-17煤厚10.6m
裂缝承压水
砂泥岩厚8.1m 石炭系
上部灰岩段
一灰岩厚10m 岩
溶
水
二灰岩厚8.0m 三灰岩厚7.8m
砂泥岩段
砂泥岩厚16.6m
下部灰岩段
四灰岩厚7m
五至七灰岩厚7.4m
铝土岩厚8.2m
寒武系灰色白云质灰岩
图3 12010采面水文地质单元示意图图4 11090采面水文地质单元示意图。