山东省田庄煤矿水文地质条件
山东田庄煤矿深部薄煤层开采底板破坏特征
山东田庄煤矿深部薄煤层开采底板破坏特征李世民【摘要】以山东田庄煤矿1301工作面为例,采用滑移线场理论和FLAG3D数值模拟方法得出的煤层底板采动破坏深度分别为16.26,17.13 m,并根据垂直应力分布云图解释了煤层底板发生破坏的原因.现场实测表明,1301工作面煤层底板破坏深度为16.5 m,与上述数据较接近,为该矿深部薄煤层开采方案设计提供了可靠依据.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】3页(P135-137)【关键词】薄煤层开采;深部开采;底板破坏深度;滑移线场理论;垂直应力【作者】李世民【作者单位】山西煤炭进出口集团蒲县豹子沟煤业有限公司【正文语种】中文现阶段，随着我国煤炭资源开采强度日益加大，矿井开采深度越来越大，特别是我国华北地区矿井开采深度已经达到千米以下，山东省千米以下的矿井达到67个，最大开采深度已经达到1 500 m。
华北地区地层复杂，煤层较薄，水系较为发达，研究薄煤层底板的破坏特征对于煤层底板突水预测及防治具有重要意义[1-5]。
本研究以山东田庄煤矿1301工作面为例，根据该矿区的地质特征，首先应用滑移线场理论对该矿煤层底板破坏深度进行预测；然后通过建该矿1301工作面的数值计算模型，对其煤层底板的塑性破坏深度和底板垂直应力分布规律进行分析；最后利用多段封堵测漏系统对该工作面煤层底板进行现场实测，通过对各种方法得到的煤层底板破坏深度值进行对比分析，进一步探讨薄煤层采动底板的破坏特征。
1 矿区地质特征田庄煤矿主采煤层为13#煤层，煤层厚度为0.75～2.03 m，平均厚度仅为1.15 m，煤层较为稳定。
该煤层靠近底板奥灰含水层，部分地区煤层与含水层的最小距离仅为25.7 m，受承压水影响较大，煤层顶板主要岩性为坚硬粉砂岩，在煤层开采过程中顶板垮落步距较大，底板岩性为黏土层和砂质泥岩，受煤层采动影响较大，易出现大量裂隙，在开采过程中曾经发生过严重的突水事故[6-10]。
山东水文地质预报
编制：审核：科长：批准：报出日期：
2010年04月
掘进工作面地质(水文)预报(MXKYXGDB-2010.04)
掘进工作面名称：
二级副暗斜井（-265水平）
施工单位：
掘进二区
预报内容:
1、巷道揭露F22-2断层
2、巷道受6207采空区裂隙带影响。
3、巷道局部受中砂岩裂隙水影响
地质简况：
1、二级主暗斜井分二段施工，主要服务于采区回风及煤炭运输第一段为联络巷，开口于四层主下山C点前21m处，按方位角75°18′54″、坡度0°先掘进16.2m，第二段按方位角46°4、坡度0°先掘进3m，再按44°44′32″、坡度24°19′41″掘进8.96m，再205°49′2″、坡度25°59′48″掘进5m，最按方位角205°42′25″、坡度25°49′2″掘进约320m。巷道全长约353m。巷道标高-410～-565m，地面标高+174m，垂直深度为439m～739m，地表为大港庄东部农田,该区在掘进时依次经过四煤，六煤，一灰，二灰，11煤，四灰。
4、该巷道掘进下山212米时将穿过6207采空区，该采空区回采于1997年，实际回采证明采空区无老空水。
5、水文地质
在本区掘进过程中，主要经过含水层为：
（1）山西组，煤四顶板砂岩含水层，煤四砂岩顶板约25m左右裂隙较发育，多被方解石脉所充填为富水性较弱的构造裂隙型承压含水层，在掘进回采过程中未见较大淋水，对本区掘进不构成威胁。
根据矿井两翼原有开采揭露资料及现在采掘实际揭露分析：四灰水含水量不大，一般涌水量为Q=0.01～0.5m3/h，对本区掘进不构成威胁。
田庄煤矿基岩露头区域地质及水文地质研究
田庄煤矿基岩露头区域地质及水文地质研究田庄井田位于兖州向斜的西北翼边缘，煤岩层总体倾向东南，倾角为3°～10°，大都在6°左右；井田构造以宽缓的波状褶曲为主，中小型构造比较发育，井田构造类型属中等-复杂型。
因井田处于兖州煤田的边缘地段，井田北部、西部均为基岩露头区，随着矿井的不断开拓延伸，开展了井田基岩露头区域地质及水文地质方面的一系列研究分析，取得了一些成果，为保证煤炭资源合理安全开采提供了技术依据。
标签：基岩露头区地质及水文地质分析与研究1矿井概况矿井位于济宁高新技术开发区王因镇境内，2002年11月正式投入生产，核定生产能力90万吨/年，主采16上和17层煤，煤层厚度分别为1.2米、0.97米，均为薄煤层；煤种为气煤。
矿井低瓦斯、低二氧化碳，井田面积32.07km2。
主、副、风井三个立井开拓、二个水平开采、中央并列式通风，走向长壁后退式采煤方法，根据地质条件不同，采用多种采煤和掘进工艺。
2地质及水文地质情况2.1井田地质与构造井田位于兖州煤田西部边缘，兖州煤田为石炭二叠系全隐蔽式煤田，在区域构造位置上处于鲁西南坳陷区的东缘。
兖州煤田构造形态为一轴向北东东的宽缓、倾伏向斜构造，向斜轴的北东端倾伏，南西端翘起。
井田内构造以北东向的褶皱构造、北西、北东东和近南北向断层为主体，大中型断层不甚发育，主体向斜内部次级断层比较少。
井田构造以宽缓的波状褶曲为主，中小型构造发育。
2.2井田地层田庄井田位于兖州煤田向斜翘起端的边缘部分，含煤地层赋存较浅，全区含煤地层几乎都直接伏于第四系下。
矿区地层区划属华北地层区鲁西地层分区济宁地层小区。
地层自上而下有第四系、侏罗系上统蒙阴组、二叠系下统山西组、石炭系上统太原组、石炭系中统本溪组和奥陶系中统。
2.3煤层含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。
山西组3层煤残存1.9km2，含煤地层主要为上石炭统太原组，可采和局部可采煤层10下、15上、16上、17、18上煤5层，纯煤总厚3.44 m。
田庄煤矿井下供、排水系统的优化与改造
综上所述，其生产效益和经济效益非常可观，仅节 约人力和物力 资 源 每 年 可 节 约 百 万 元 以 上 ，且 增 加 了 整体系统运行的可靠性，省时省力。
综上所述，在进行矿井井下供水设计时，应继续认 真分析水文地质资料，视矿井的实际情况因地 制 宜。 当井下有疏干 水 或 底 板 含 水 层 近 且 水 量 大 时 ，宜 优 先 选择井下疏干水或井下钻孔取水做水源。当井下水质 很差或不具备取水条件时，应从地面供水。
（ 2） 强化机电设备检修管理，加强日常检修力度， 提高检修质量，保证设备安全可靠运行。
1 井下供水
目前大多数矿井设计中都将地面生产生活供水水 源作为井下供水水源。由地面用管道将水引至井下， 采用集中供 水 方 式。 其 优 点 为 水 质 可 以 保 证，不 需 增 加管理人员，对于用立井及斜井开发的矿井，井下水压 较大，能满足采掘设备以及洒水器的水压要求，一般不 需加压。缺点是井筒内管道长，井底大巷水压过大，使 用不安全，特别 是 井 筒 深、井 巷 长 者 尤 甚。 其 实，井 下 供水水源还有其他方案可供选择： 如利用井下排水、利 用井下深部底板水源等。
3 井下给水管道防腐及管材选择
由于井下环境条件较差，空气湿度大，常用普通管 道极易腐蚀。目前，民用建筑用来 （ 下转第 232 页）
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2012 年第 5 期
安全工程，大力 推 行 安 全 文 化 教 育、家 庭 亲 情 教 育、职 业道德教育和 事 故 案 例 教 育，积 极 参 加 煤 矿 举 办 的 安 全征文、安全知识演讲比赛、安全生产青年争优和青工 安全基本工网 上 技 能 大 赛 等 各 项 安 全 活 动，积 极 鼓 励 职工到大中专 院 校 进 行 短 期 或 脱 产 培 训，坚 持 理 论 学 习、岗位练兵和现场实际操作相结合，分期分批组织干 部职工到其他 先 进 矿 井 进 行 参 观 考 察 学 习，不 断 开 拓 视野，增长知识。 2． 4 强化现场安全管理，确保矿井安全生产
复杂地质条件下综采工作面浅孔爆破与动压注水相结合预先弱化技术
复杂地质条件下综采工作面浅孔爆破与动压注水相结合预先弱化技术李勇，邢少勇，韩希才(临沂矿业集团田庄煤矿，山东兖州272103)摘要田庄煤矿2710综采工作面在煤层富含夹矸的条件下，通过采用浅孔爆破与动压注水结合的方法，对煤层中的夹矸预先松动，有效解决了采煤机截割困难的难题，提高了我矿综采单产，同时也为相关地质条件的矿井提供了科学有效的解决方法。
关键词综采面浅孔爆破动压注水弱化技术中图分类号TD823．89文献标识码BUnder complicated geological conditions mechanized mining face Shallow hole blasting combined with the dynamic pressure water injection pre－weakening of the technologyLi Yong，Xing Shao－yong，Han Xi－cai（Lin Yi mining group farmstead coal mines，Yanzhou，Shandong272100，China）Abstract This paper describes the field Mine2710Workface partings in coal－rich conditions，shallow hole blasting through the use of water combined with the dynamic pressure method，the coal seam partings advance loose，effective solution to the shearer cutting hard problems，improve the yield of fully mechanized coal mine I also related to geological conditions for the mine to provide a scientific and effective solution．Key words mechanized mining face shallow hole blasting dynamic pressure water weakening of the technology田庄煤矿主采16上和17层煤，16上煤平均厚度1．2m，17煤平均厚度0．97m。
山东省田庄煤矿水文地质条件
山东省田庄煤矿水文地质条件
山东省田庄煤矿水文地质条件
【摘要】田庄煤矿含水层为：孔隙含水层；岩溶—裂隙含水层；裂隙—岩溶含水层；隔水层为：第四系中组隔水层；17煤至十三灰泥岩、铝质泥岩隔水层；十四灰至奥灰铝土岩、泥岩隔水层。
【关键词】田庄煤矿；含水层；隔水层
山东省田庄煤矿是临沂矿业集团下属的国有企业，位于济宁市任城区东部，兖州市南部。
田庄井田属渊源泉岩溶地下水系统，该系统内岩溶地下水具独立的补、径、排条件，为全排型泉域。
一、含水层
（一）第四系冲洪积孔隙含水层组
第四系总厚103.50～187.35m，平均厚度148.12m，含水层与隔水层相互交错，砂层透镜体比较发育，岩性变化较为复杂。
按岩性和富水性划分为上、中、下三组，上组和下组为含水层组，中组属相对隔水层组。
第四系上组厚44.63～105.50m，平均厚约70m，呈北厚南薄、东厚西薄之变化趋势。
由棕黄色粘土、砂质粘土与粘土质砂、砂砾等相间组成，含稳定的含水层砂层7～8层，砂层累厚31.0～62.0m，砂层松散，透水性强，属孔隙型潜水—承压水，受地表径流和大气降水垂直渗透补给。
本组与下伏基岩含水层无直接的补泄关系，煤层采动对上组水基本无影响。
第四系下组厚39.70～59.00m，平均50m左右，由粘土、砂质粘土与粘土质砂、砂砾相间组成，含较稳定的含水层2～4层，砂层。
临矿集团田庄煤矿2010年“8.17”断层突水事故案例分析(8602工作面中顺槽)
临沂矿业集团田庄煤矿2010年“8.17”断层突水事故案例分析一、事故的基本情况1、事故发生时间：2010年8月17日23时23分2、事故发生地点：八采区8602工作面中顺槽3、事故类别：水害事故4、伤亡人数：无5、经济损失：直接经济损失152万元。
二、矿井及事故地点概况㈠矿井概况田庄煤矿位于兖州煤田的西南部，为杨村煤矿的南邻矿井，原隶属于山东省煤炭工业局，2004年2月划归临矿集团，井田面积32.07km2。
设计生产能力30万吨/年， 2002年11月投产，2006年核定矿井生产能力90万吨/年。
矿井采用主副井立井开拓、二个水平开采、中央并列式通风。
田庄区为一水平（生产水平标高-167m）、新集区为延伸开拓水平（水平标高-252m）。
采面布置采用对拉工作面，均采用走向长壁一次采全高后退式开采。
单体液压支柱支护顶板，放炮落煤，冒落法管理顶板。
直排水系统：二水平直排水泵房通过直排水钻孔直接排至地面，排水能力1000m³/h。
二级排水系统：-256集中泵房排至一水平，一水平井底中央泵房排至地面，实际排水能力1000m3/h。
㈡事故地点概况八采区为上山采区，紧邻二水平集中水仓泵房和直排水仓泵房，掘进工作面全部为上山掘进，采区直接利用二水平集中水仓泵房和二水平直排水仓泵房排水。
8602工作面位置图8602工作面位于八采区，其中8602中顺槽沿16煤上山掘进，正常情况下十三、十四灰水和奥灰水分别位于巷道下27.6m、38m和50m。
8602中顺槽迎头100米范围内陆续穿过3条断层后，揭露第4条断层时断层破碎带出水，出水点标高-145m。
8602中顺槽出水段剖面图三、事故发生、抢险经过2010年8月17日中班23时23分，西翼-256m水平8602中顺槽掘进工作面，放炮揭露断层后底板出现渗水，初始水量3m3/h。
18日早班出水量为12m3/h，后出水量逐渐增大，至20日5时，水量稳定为900m3/h。
山东省煤炭工业局关于认真做好全省煤矿水文地质类型划分工作的通知
山东省煤炭工业局关于认真做好全省煤矿水文地质类型划分工作的通知文章属性•【制定机关】山东省煤炭工业局•【公布日期】2010.06.01•【字号】鲁煤传[2010]63号•【施行日期】2010.06.01•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】矿产资源正文山东省煤炭工业局关于认真做好全省煤矿水文地质类型划分工作的通知（鲁煤传[2010]63号）各省属煤炭企业，各市煤炭管理部门：按照新修订的《煤矿防治水规定》和省局[2010]1号文部署，各煤矿企业要于6月底前（汛期前）完成矿井水文地质类型划分工作，为进一步督促各单位加快工作实施进度，确保矿井水文地质类型划分按期按规定完成，特提出以下要求，请认真贯彻落实。
一、各煤矿企业要高度重视矿井水文地质类型划分工作，从人力财力物力上给予充分保证和支持，并安排专人负责，认真组织，周密实施，按照新修订的《煤矿防治水规定》，组织技术力量对本单位水文地质情况进行专题研究，认真编制矿井水文地质类型划分报告，并确定本单位矿井水文地质类型。
对进展缓慢的要及时调度，提出措施要求，确保6月底前全部完成。
二、各部门各单位要加强对所辖煤矿水文地质类型划分工作的监督检查。
6月底前，各矿业集团公司、市煤炭管理部门要组织对辖区煤矿水文地质类型划分报告的统一审查，严格报告编写质量，报告至少要涵盖《煤矿防治水规定》所列七项重点内容，且符合矿井实际情况。
对不符合规定的报告，要及时提出修改意见，督促加强修订、完善工作，确保报告编写内容翔实、真实可靠，确保矿井水文地质类型划分准确。
三、在各煤矿企业组织水文地质类型划分和各矿业集团公司、市煤炭管理部门组织审查基础上，省局将于7月份开始，对全省煤矿水文地质类型划分工作进行集中审查。
请完成初审工作的单位及时将有关材料报省局安全监管处。
省局联系人：孙高亮；电话：*************；电子邮箱：****************。
二〇一〇年六月一日。
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山东省田庄煤矿水文地质条件
【摘要】田庄煤矿含水层为：孔隙含水层；岩溶—裂隙含水层；裂隙—岩溶含水层；隔水层为：第四系中组隔水层；17煤至十三灰泥岩、铝质泥岩隔水层；十四灰至奥灰铝土岩、泥岩隔水层。
【关键词】田庄煤矿；含水层；隔水层
山东省田庄煤矿是临沂矿业集团下属的国有企业，位于济宁市任城区东部，兖州市南部。
田庄井田属渊源泉岩溶地下水系统，该系统内岩溶地下水具独立的补、径、排条件，为全排型泉域。
一、含水层
（一）第四系冲洪积孔隙含水层组
第四系总厚103.50～187.35m，平均厚度148.12m，含水层与隔水层相互交错，砂层透镜体比较发育，岩性变化较为复杂。
按岩性和富水性划分为上、中、下三组，上组和下组为含水层组，中组属相对隔水层组。
第四系上组厚44.63～105.50m，平均厚约70m，呈北厚南薄、东厚西薄之变化趋势。
由棕黄色粘土、砂质粘土与粘土质砂、砂砾等相间组成，含稳定的含水层砂层7～8层，砂层累厚31.0～62.0m，砂层松散，透水性强，属孔隙型潜水—承压水，受地表径流和大气降水垂直渗透补给。
本组与下伏基岩含水层无直接的补泄关系，煤层采动对上组水基本无影响。
第四系下组厚39.70～59.00m，平均50m左右，由粘土、砂质粘土与粘土质砂、砂砾相间组成，含较稳定的含水层2～4层，砂层
累厚1.31～26.2m，砂层由石英、长石组成，松散，富水中等，属孔隙型承压水。
从岩层接触关系看，底部砂层通过风化带与基岩各含水层之间有直接水力联系，是煤系含水层的主要补给水源。
（二）石炭系层间岩溶—裂隙含水层组
太原组十下灰含水层：
厚2.14～7.50m，平均5.05m。
灰色，厚层状，局部含有燧石，浅部或构造附近裂隙发育但不均一，局部见小溶洞（直径6～12mm），属岩溶裂隙承压水。
十下灰是16上煤开采的直接充水含水层，主要受第四系下组孔隙水垂向渗漏补给，局部地段与下伏灰岩具水力联系，矿井长期疏排后，形成以井下出水点为中心的降落漏斗，水位大幅降低，边界附近影响较小。
本溪组第十三、十四灰含水层：
十三、十四灰总厚0.35～21.63m，平均11.79m左右，十三灰与十四灰间距6.20m左右，局部合并为一层，两者具有统一的水位及动态变化特征，从对下组煤安全开采影响考虑，可视为同一个岩溶裂隙承压含水层。
岩性为浅灰色及灰白色石灰岩，层位稳定，但厚度变化较大，局部发育溶洞；十四灰距奥陶系石灰岩较近，平均间距10.59m，在断层发育地段，两者间距变小，易通过断层带发生水力联系。
（三）奥陶系裂隙—岩溶含水层组
奥灰总厚750m左右，在田庄井田皆埋藏于煤系地层以下，埋藏
深度以东南部较深为374.50m，由东南部至煤层隐伏露头逐渐变浅，最浅为90.28m。
对井田煤炭开采具直接威胁的层段为六段八陡组（o2b），岩性以浅灰色厚层石灰岩为主，质纯，致密坚硬，属岩溶裂隙承压含水层。
井田奥灰岩溶地下水主要接受北部岩溶水的侧向补给，总体自北向南径流，排泄方式以向下游的侧向径流排泄为主，局部位置可能通过构造裂隙以越流方式向上覆薄层灰岩含水层排泄。
二、隔水层
井田内隔水层，在各含水层之间都有厚度稳定的泥岩、砂质泥岩，可以起到隔水作用，主要隔水层（组）有：
（一）第四系中组隔水层
中组厚14.30～38.39m，平均30m左右，北厚南薄，其中粘土累厚11.92～39.38 m，含粘土3至10层。
岩性以灰绿色粘土、砂质粘土为主，夹粘土质砂砾层，含少量砂姜及铁质结核；粘土厚度较大且可塑性较高，故隔水性能良好，对第四系上组和第四系下组的水力联系具一定的阻隔作用。
（二）17煤至十三灰泥岩、铝质泥岩隔水层
17煤到十三灰平均间距22.19m左右，主要由灰～深灰色铝质泥岩、细砂岩、粉砂岩组成，中夹薄层不稳定灰岩2层和薄层不可采煤层4层；其中铝质泥岩为良好的隔水层组，正常地段可阻隔十三、十四灰含水层与17煤之间的水力联系。
（三）十四灰至奥灰铝土岩、泥岩隔水层
十四灰至奥灰间距平均10.59m，主要由铝土岩和铁质泥岩组成，为良好的隔水层组；正常地段可有效地阻隔奥灰与十四灰的水力联系，但在隔水层组较薄处或断裂构造发育部位需引起重视。
参考文献：
[1] 中国煤田地质总局一一九队阳泉矿区七元煤矿地下水运移
动态规律研究. [r]. 河北.邯郸. 中国煤炭地质总局一一九勘探队，2009.
[2] 中国煤炭地质地质总局第一勘探局地质勘查院. 山东省田
庄煤矿水文地质补充勘探报告.[r]. 河北.邯郸. 中国煤炭地质总局第一勘探局地质勘查院，2012.
作者简介：
孔丽静（1962-），女，1985年毕业于江苏省常州职工水文地质学校，水文地质专业，工程师。