2013年奥灰、太灰水带压开采防治水措施_Microsoft_Word_文档_(4)
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防治奥灰水安全技术措施
随着矿井巷道延伸深度不断增加，煤层所承受的水头压力越来越大，潜在的突水威胁将表现的更为突出，严重威胁着矿井的安全生产和职工的人身安全。因此根据煤矿安全规程、防治水规定及相关文件要求，结合我矿的实际承压水条件下生产生产制定了防治奥灰水安全技术措施。
一、井田水文地质条件概况
第一节 区域水文地质
一、区域地质
本区位于太原断陷盆地东南部，沁水盆地西缘，地势西部高中间低。从东南到西北区域上出露的地层有奥陶系石灰岩、石炭系、二叠系、三叠系砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、以及第四系冲洪积物。以地貌形态和成因类型可划分为基岩山区、构造剥蚀低山丘陵区和冲洪积物平原区三个地貌形态。
本区属于汾河流域，郭庄泉域，汾河在井田东部。
二、含水岩组的划分及其水文地质特征
含水岩组是按地下水含水介质以及赋存条件、水动力特征划分的。现将各含水岩组的水文地质特征分述如下：
1．奥陶系碳酸盐岩裂隙、岩溶含水岩组
该含水岩组在本区域的出露主要分布在平遥普洞以南及洪山泉以南，岩性为灰色厚层状灰岩及泥灰岩，裂隙、溶洞较发育。郭庄泉位于本井田西南约51km处。下面简述郭庄泉的边界条件及补、排条件论 2 述与本井田奥陶系灰岩水的关系。
郭庄泉位于霍县南7km处东湾村至郭庄村的汾河河谷中，为本省大型岩溶泉之一，泉口高程516—521m，多年平均流量7.59m3/s(1968年—1984年)，如按1956年—1984年系列则为8.17m3/s。1985年—1999年平均流量为5.15m3/s。2001年—2003年平均流量为2.12m3/s。
西部边界：北中段：大体平行于紫荆山断裂带，为地表分水岭边界。边界走向由北向南自八道年山—交口县土湾垴子—棋盘山—石口—隰县五鹿山东—泰山梁。西南段：以青山峁背斜、山头东地垒以及其南部短轴背斜与龙子祠泉域为界。边界走向由西北向东南自泰山梁—青山峁—上村山—青龙山—西庄。
北部边界：为汾河向斜翘起端，亦为地表分水岭为界，西段与柳林泉城相邻。边界走向由西向东，自土湾垴子—交口县上顶山—井沟梁—中阳县上顶山—荒草山东—离石顶天垴南—文水拐岭底—汾阳桑枣坡—宋家庄—文水神堂。
东部边界：北段：汾阳市到灵石马河之间为一北北东向大断裂，东盘新生界地层较西盘下落800—1200m，此断层不仅构成太原盆地与灵石隆起的边界，也成为郭庄泉域的阻水边界。南段：马河以南为走向南北的霍山断裂，形成泉域阻水边界。整个边界走向由北向南，自神堂—汾阳杏花树—见喜—孝义司马—大孝堡—介休义棠东—秦树—灵石西许—霍州冯村—李曹东—闫家庄东。
南部边界：以万安断层为阻水边界。边界走向由西至东自洪洞西庄—康家坡—堤村南—南沟—闫家庄东。
从图上可以看出本井田位于郭庄泉域东部。 3 2．石炭系碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙、岩溶含水岩组
主要出露在普洞以南及以西地区，岩性为灰白、灰黑色、铝土质、砂质泥岩及灰岩互层。灰岩为黑色厚层块状，裂隙较发育，溶洞不发育，其中以太原组中夹四层稳定的石灰岩较厚。
3．二叠系及三叠系碎屑岩类裂隙含水岩组
分布在东南及东部山区，岩性主要为紫红色砂质泥岩和灰黄色、灰红色细砂岩以及灰黄、灰红色带灰绿色长石砂岩；紫灰色砂质泥岩、泥岩。裂隙及层理都较发育，为大气降水和地表水入渗创造了条件。大部分泉水都出露于该地层中，泉流量为0.046—5.1L/s。
4．第四系中上更新统松散岩类孔隙含水岩组
分布在山前丘陵区及倾斜平原区，含水层岩性为砂卵石，含水层厚30—70m，单位涌水量0.28—0.56L/s·m，为重碳酸或碳酸钠钙镁型水，矿化度0.5g/L，水温13℃左右。从丘陵区到倾斜平原区，涌水量有逐渐增大的趋势。
5．第四系全新统松散岩类孔隙含水岩组
分布在冲积平原区，含水层岩性大部分为粉细砂、中砂，少数为粗砂夹砾石。野外民井调查，一般井深40m左右，水位埋深8—14m之间，单位涌水量0.28—1.11L/s·m，水化学类型属重碳酸钠钙镁型，水温12—15℃。
三、地下水的补给、径流、排泄条件
1．如前所述，井田奥灰水属郭庄泉域，该泉域的泉水出露标高为512—510m。
2．碎屑岩类裂隙水 4 主要指石炭系、二叠系和三叠系砂岩裂隙水，其补给主要来自裸露区大气降水和上覆松散层地下水的入渗补给。在区域构造的控制下，地下水沿层面裂隙顺层径流。在沟谷切割深处，以泉的形式排出地表，或补给河谷第四系松散岩类孔隙水，另外，主要排泄方式还有生产矿井的矿坑排水和民井人工开采。
3．松散岩类孔隙水
松散岩类孔隙水除大气降水的垂直入渗补给外，有地表水体的入渗补给和基岩裂隙水的侧向补给，地下水的流向一般与地表水的流向大致相似。排泄方式主要是人工开采。
一、底板含水层特征
1、底部太原组灰岩承压含水层
5(4+5)号煤层底部发育L1～L5层灰岩含水层，其中L5石灰岩发育稳定，均厚4.7m，据1996年勘探期间的资料显示水位＋748～＋782m，为弱富水含水层，经过多年的人为疏排，据相邻双柳煤矿资料显示，该含水层水位已下降至+590m；5(4+5)号煤层下距L5石灰岩间距平均为23.38m，5100工作面在试运行生产过程中打钻探查，单孔疏排水量达45m3/h，水量稳定，持续时间较长，可见，太原组灰岩含水层富水性不均一，局部区域含水层的富水性大于地质勘探期间揭露的区段。西坡煤矿一、二采区5（4+5）号煤层开采标高约为+380m～+580m，按照相邻井田太灰水水位+590m考虑，一、二采区5（4+5）号煤层开采为带压开采，如果煤层底板存在导水构造或不完整区段，将发生底板出水，影响矿井的安全生产。
2、底部奥陶系灰岩含水层水
本区奥灰水位约为＋801.26～＋805.80m（原勘探资料），目前奥灰水位在+698.3m以下，该数据以356钻孔孔口标高，高于开采煤层底板标高（最低约为＋380m），如有导水陷落柱或大的导水断层存在，奥灰 5 水也是本区5（4＋5）号煤层的充水水源之一。
二、底板带压开采突水分析
评价带压开采安全的标准是突水系数,依据《煤矿防治水规定》要求，计算突水系数公式如下：
MPTs=
式中：
P－水压值（MPa）；
M－隔水层厚度（m）。
“Ts值应根据本区资料确定，一般情况下，在具有构造破坏的地区按0.06MPa/m计算，隔水层完整无断裂构造破坏地区按0.1MPa/m计算”。由于本区没有实际Ts资料，所以选择上述数据作为Ts的临界值，在有构造破坏的地区，Ts大于0.06MPa/m，则存在底板突水的可能性，反之，则一般不发生底板突水；在没有构造破坏的地区，Ts大于0.1MPa/m，则存在底板突水的可能性，反之，则一般不发生突水。
1、奥灰含水层突水分析
由于奥灰含水层顶界面至5（4+5）号煤层底板距离平均约为115m，以奥灰峰峰组灰岩含水层水位+698.3m计算，得出峰峰组突水系数约为0.028MPa/m，小于0.06MPa/m临界突水系数值，且奥灰为间接充水含水层水，所以，在此仅进行太灰水对5（4+5）号煤层的带压开采评价。
2、太原组含水层突水分析
因西坡煤矿没有进行过水文地质勘探，没有近期太原组灰岩含水层的水位等参数，以《山西省河东煤田柳林县邓家庄井田上组煤勘探（精查）地质报告》（1996.1，148地质队）中的数据和临近双柳矿井的数据进行对比分析、评价。
选用地质勘探报告中的资料数据，通过公式进行计算，太原组含水层突水系数见表2-1。
6 太原组含水层突水系数 表2-1
太原组灰岩水对5（4＋5）煤突水系数计算（地质勘探资料）
计算结果，突水系数值较大，一、二采区突水系数值均超过了0.1MPa/m，煤层底板有发生突水的可能。
参考双柳矿太灰水位，目前已降到+520m，计算太灰突水系数，见表2-2。
太原组含水层突水系数见表2-1
三、防治措施
1、掘进工作面物探、钻探预防措施
（1）掘进工作面预防
掘进工作面设计前实行超前探查，使用瞬变电磁物探仪或直流电法仪超前探查，初步查明掘进工作面前方与底板承压含水层水文地质条件，作为掘进工作面设计安全参考依据资料。掘进工作面施工前实行超前钻探探查，验证物探异常区域，坚持有掘必探，先探后掘的防治孔号 水位标高
（m） 隔水层底板标高
（m） 隔水层厚度
（m） 静水压力
（MPa） 突水系数
(MPa/m)
325 +770.13 365.89 30 4.04 0.135
356 +748.3 378.82 25.98 3.69 0.142
359 +782.04 539.84 25.5 2.42 0.095
孔号 水位标高
（m） 隔水层底板标高
（m） 隔水层厚度
（m） 静水压力
（MPa） 突水系数
(MPa/m)
325 +520 365.85 30 1.54 0.05
356 +520 378.82 25.98 1.41 0.05
359 +520 539.84 25.5 0.20 0.008 7 水原则，采用探水与掘进循环作业，即探水－掘进－探水，探水距离90m，允许掘进距离60m，超前距离30m，确保工作面安全掘进。
（2）建立健全排水系统
掘进工作面施工前在低洼处开挖水仓，安装直径108mm管路通往中央泵房、安装排水能力不低于80m3/h潜水泵，完善掘进工作面排水系统，防备万一掘进工作面煤层底板出水。
2、回采工作面钻探、物探预防措施
（1）回采工作面预防
工作面掘进期间利用瓦斯预先抽放钻孔，初步查明回采工作面内有无底板承压含水层导水构造，作为回采工作面安全参考依据资料。工作面回采前使用YDZ（A）直流电法物探仪进行探查，查明回采工作面底板承压含水层水文地质条件，对异常区进行钻探验证，确保工作面安全回采。
（2）建立健全排水系统
工作面回采前在低洼处开挖水仓，安装排水能力不低于150m3/h排水泵，安装直径127mm管路通往中央泵房，完善回采工作面排水系统，防备万一回采工作面煤层底板出水。
3、加强预测预报
（1）技术部专业防治水人员首先熟知井田水文地质情况，收集齐全水文地质资料，对周边矿井水文地质情况进行调查摸底。
（2）水害预测预报图表由技术部门专业水文地质人员根据水文地质资料进行编制。
（3）水害预测预报应根据年度、季度、月度施工计划，结合矿井水文地质资料，全面分析、预测各工作面及周围受水害威胁情况，及时提供相关水文地质资料，并下发水文地质预测预报。
（4）在施工过程中，应对预测预报图表逐月进行检查，不断补充和修正。在施工至含水层有可能出水时应提前30米发出水文预测预报单，并报告调度室。
（5）当井下水文地质条件发生变化、出现突（涌）水征兆、接近
深部矿井奥灰水带压开采条件评价及防治水建议
Vol. 17 No. 3第17卷第3期 华北科技学院学报
2020 年 6 月 Journal of North China Institute of Science and Technology Jun. 2020
深部矿井奥灰水带压开采条件评价
及防治水建议
于 涵1，邢 斌2,田午子S苏壮壮1
(1.华北科技学院安全工程学院，北京东燕郊065201；2.唐山开滦林西矿业有限公司，河北唐山063104)
摘要：随着矿井采掘工程向深部的延伸，基底奥陶系灰岩含水层水位高、水压大、富水性强，是造 成矿井水害的主要因素之一。针对此问题，选取某矿十三水平及深部相关资料进行研究，综合分析 研究区奥灰岩溶发育特征，采用突水系数法对该区域进行带压开采条件评价，并给出相应的防治水 建议。结果表明，研究区奥灰含水层水位高、压力大、不均一、强富水，对本区域的安全回采形成一 定威胁。研究区奥灰埋深较大、水压较高、隔水层间距不足，突水危险性较高，开采时需重点进行构 造探查及治理工作。
关键词：奥灰；带压开采；突水危险性；防治水建议中图分类号：TD745 文献标志码：A 文章编号：1672-7169(2020)03-0026-07
Evaluation of pressure mining conditions of deep Ordovician limestone water
belt in deep mine and suggestions for water control
YU Han1 , XING Bin2 ,TIAN Wuzi1 , SU Zhuangzhuang1
(1. School of Safety Engineering, North China Institute qf Science and Technology, Yan/iao, 065201 , China ；2. Tangshan Kailuan Linxi Mining Co.，厶td. , Tangshan, 063104, China)
巷道带压掘进防治水安全技术措施
巷道带压掘进防治水安全技术措施
巷道带压掘进防治水安全技术措施
万峰煤矿巷道掘进，受石炭纪太原组灰岩水、奥陶纪灰岩水的压力影响为带压掘进，为了确保巷道安全掘进，特制定了巷道掘进安全技术措施。
一、万峰煤矿水文地质概况
㈠石灰岩岩溶裂隙含水层
1、太原组石灰岩岩溶裂隙含水层
K4石灰岩含水层是7号煤的间接顶板，为直接充水含水层，厚度4.00-6.60m，平均4.99m，岩性为生物屑泥晶灰岩，本矿在基建时，清理撒煤斜巷通过断层F3后遇K4石灰岩时突水，2008年2月1日该矿取K4灰岩水委托山西省煤炭工业局综合测试中心进行水样测试，水质类型为HCO3·Cl—K·Na，矿化度902mg/l(见附件);K3石灰岩含水层是8号煤的间接顶板，为直接充水含水层，厚度4.00—8.58m，平均5.87m，岩性为生物屑泥晶灰岩;K2石灰岩含水层是9号煤的直接顶板，为直接充水含水层，厚度4.80—10.88m，平均8.52m，为生物屑泥晶灰岩，中、上部含有燧石结核或透镜体，局部溶孔及裂隙发育。
据兴跃井田及义棠煤矿师屯区钻孔抽水试验，单位涌水量0.059—1.695L/s·M，水位标高559.70—553.47m，太原组含水层富水性弱-中等。
2、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层段 奥陶系石灰岩是煤系地层的基底，是煤层的间接充水含水层。以下叙述简称为“奥灰”。
根据区域钻孔揭露资料，奥灰裂隙及岩溶现象比较发育。其中峰峰组上段主要为深灰—青灰色厚层状灰岩并夹有黄铁矿层及厚层钙质泥岩，见裂隙与溶洞，以裂隙为主;一段主要为灰—灰黑色角砾状灰岩夹石膏层互层，裂隙及溶洞发育，裂隙多为石膏所充填。上马家沟组主要为黄褐色角砾状白云质灰岩、豹皮状灰岩，溶洞与裂隙极为发育。钻孔探至此层位时，均见较大的溶洞或溶洞充填物。奥灰岩溶发育呈现垂直方向上的不均一性，峰峰组比较微弱，由峰峰组进入马家沟组，岩溶发育情况由上而下，由裂隙较发育过渡到岩溶发育趋势。
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨
DOI：10．19392/j．cnki．1671-7341．201918141煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨
韩青林
河北煤炭科学研究院河北邢台054100摘要：基于煤矿水害精确探查的重要性，在对煤矿奥灰水带压开采水害探查技术进行了分析基础上，就如何做好煤矿奥灰水带压开采水害防治这个课题，进行了一定的分析和探讨。关键词：煤矿；奥灰水害；探查一、概述最近几年以来，随着煤矿开采深度的不断加深，水害对煤矿安全生产的影响也越来越大，尤其是来自奥灰水带压开采水害隐患所带来的威胁，正极大地制约着地下深部煤矿资源的安全开采，这是我国众多矿井一定要解决好的一项重要安全问题。在实际生产中一般是运用钻孔探查这种方法来对地下含水层进行进一步了解和探查，这是制定诸如奥灰水害防治方案的重要依据之一。当前我国有关煤矿奥灰水带压开采水害的探查技术，多采用传统的回转钻孔探查方案。这种传统探查方案因存在着诸如钻遇目标含水层后的有效孔段不长、钻孔深度不深等一系列不足之处，因而无法对区域进行长距离探查，也无法对钻孔空间位置进行准确计算，故其对煤矿奥灰水带压开采水害的探查精度比较低，而且可靠性也不高。因此，加大科技投入，切实做好煤矿水害的精准探查，在当前我国煤矿生产及科研中就显得极为重要和迫切。二、关于煤矿奥灰水带压开采水害探查技术的分析当前，有关煤矿奥灰水带压开采水害探查有多种技术手段，其中井下放水试验是使用较为普遍的一种技术手段。采用这种技术手段，可对煤矿水文地质进行一次极为有效的勘探，可有效勘探出基建、采准阶段矿井的水文地质状况。在运用这种技术手段进行水害勘查过程中，通过放水试验，可有效查清煤矿开采区有关地下水的补给来源、地下水的补给通道以及其补给量大小，从而可进一步对地下水的补给条件及控制因素进行了解，在此基础上再制定出诸如注浆堵水、疏放水降压、留设防水岩柱等矿井防水治水对策。由此可见，对于那些较为复杂的水文地质类型、不清楚的水文地质条件或者极为复杂的矿井，实施井下放水试验这项技术手段，可有效探查探清有关煤矿奥灰水带压开采的水害状况。在实际生产中，为有效解决好矿井地下水的有关补给通道这个问题，可把以环境同位素技术和水化学分析为主线的示踪试验跟放水试验同步实施，可获得更好的煤矿奥灰水害探查效果。事实表明，有关井下放水试验这种水害探查手段，不仅直观、实用，而且具有所投入成本不高及可靠性较高等优点，因而在那些地质水文条件较为复杂的矿区得到了广泛应用。三、关于煤矿奥灰水带压开采水害防治技术措施的探讨（一）运用地面三维地震和电法勘探等多种物探手段来指导矿区生产活动当前，地面物探这种奥灰水综合防治技术可覆盖矿井超过一半以上的范围。在实际生产中，运用三维地震勘探这种物探方法，再结合矿区周围相关水文地质资料分析，可有效了解矿区地下是否存在着断层以及断层的相关发育状况。例如，采用地震三维勘探对某煤矿区进行物探，发现该矿区地下存在着一系列表现为“下小上大、下断上未断”这种分布规律；而且此地下断层错断范围内具有胶结程度较佳的填充物，故可推断出其隔水性比较好；但此断层的存在已把煤层底板的完整性破环掉，且其形成过程中的不稳定性也出现了因充填物在致密性和胶结性的差异而存在着隔水性能的不同；为此，此矿区再运用地面电法对其区域内地层的富水性实施勘查，一旦勘查出某断层附近存在着富水区，则把此区域作为奥灰水害的重点防治区域来管理。事实表明，运用地面三维地震和电法勘探等多种物探手段来指导矿区生产活动，可对奥灰水达到综合防治效果，从而大大保障了煤矿区的安全生产。（二）强化矿区地下水质的分析。相关资料表明，钙离子浓度异常于砂岩裂隙水，这是奥灰水所具有的一个水质特征因而在开展煤矿区开采与生产过程中，一定要把有关煤矿区地下水水样采集和水样分析制度建立起来，并在实际生产中不断加以完善。不管是在钻孔施工，还是进行井下巷道挖掘，只要遇到异常出水，都应予以水样的及时收集并在第一时间送到相关部门进行检验。在实际生产中一定要做到这一点，在对所收集水样的水质以及水源来自地尚未查明之前，有关该矿区内的所有采掘活动必须全部停工。（三）实施煤矿区透明地质平台的建设在对有关煤矿区奥灰水监测体系以及矿区矿井排水系统进行进一步完善基础上，根据煤矿区矿井及附近通过地面物探所得到的地质水文资料，来不断完善和更新煤矿区矿井透明地质平台的一系列相关资料。在实际生产中，可从以下这些方面来综合集成，并构建煤矿区矿井透明地质平台：第一，从煤层赋存量变化特点；第二，从煤层顶底板岩性特征；第三，从岩层所存在的断层及陷落柱参数特征；第四，从矿井及其附件区域内地质钻孔分布和封孔质量状况；第五，从矿井内深水水源井分布状况；第六，从煤层顶底板富水异常状况并根据地应力分布情况。实践表明，从上述这些方面来综合集成并构建起的矿井透明地质平台，可准确反映出煤矿所在地的水文地质状况及异常变化。对于那些基于此透明地质平台所探查出的那些地质异常区或疑似水文地质异常区，在地下采掘活动将靠近时，可予以及时报警，并采取相应防治技术措施加以应对。从而可有效避免煤矿奥灰水带压开采水害的发生。四、结语总之，随着矿井开采深部的不断加大，其地质水文条件也越来越复杂，有关煤矿奥灰水带压开采水害的防治难度也在不断加大，对矿区地下施工人员的安全威胁也越来越大。因此，在实际生产实践中，加大力度做好煤矿奥灰水带压开采水害的探查，在此基础上再制定出相应的防治技术措施，这对于煤矿开采区的安全生产保障以及我国和谐社会构建的快速推进，均具有极为重要的现实意义。参考文献：［1］李元品．告成煤矿奥灰水害及综合防治技术［J］．煤矿安全，2014．08．［2］王军．矿山防治水技术现状及发展趋势［J］．2011．12．［3］杨忠．煤矿井下奥灰水害探查定向钻进装备选配及工艺研究［J］．西安科技大学学报，2017．06．作者简介：韩青林（1986-），男，汉族，吉林松原人，本科，工程师，主要从事煤炭行业，水害治理工程。
带压开采安全技术措施
15#煤层四条大巷（一采区边界）
带压掘进安全技术措施
资源地质部
根据矿井水文地质资料分析， 15#煤层四条大巷（一采区边界）掘进工作面煤层底板标高低于奥灰水水位标高，属带压掘进。为避免发生水害事故保证矿井安全生产，根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水细则》规定，结合 15号煤层四条大巷水文地质情况，编制工作面带压掘进专项安全技术措施。
一、矿井地质
井田受区域构造带控制，总体为一走向北东、倾向北西的单斜，地层倾角5°～16°，但在井田北中部有次级起伏，大致走向呈北西西，西部较明显，为宽缓的向斜构造。矿井开采区域15号煤层时揭露17条断层，包括12条正断层和5条逆断层。井下巷道揭露过程中未见导水现象。陷落柱井田内目前15号煤揭露陷落柱10个，地面发现陷落柱1个。
二、矿井水文地质
本区位于太行山东部，北西邻晋中盆地，属于中低山区，井田内地形地势总体上为北部高，南部低，井田东部以4号煤层露头线为界，井田北部与左权梅园突提煤业有限公司相邻、南部与山西左权盘城岭煤业有限公司相邻，均为人为边界，人为边界处各含水层水均沿隔水层面由西南向东北径流运移。各含水层水在水平方向与相邻煤矿之间均保持自然水力联系状态。北部云华寺沟内4号煤层出露，接受地表水的补给。
本井田边界上覆各含水层主要为奥陶系灰岩、石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层和二叠系砂岩裂隙含水层，均属层间承压水，均沿隔水层界面由西南向东北径流运移。在无构造沟通情况下，一般不发生垂向水力联系。但当煤层采空后形成的顶板导水裂缝则可沟通煤层上部部分含水层，成为人为水力联系状态。
三、主要含水层
井田内的含水层主要有第四系松散层类孔隙含水层、二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层、二叠系山西组砂岩裂隙含水层、石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层。
（一）第四系松散层类孔隙含水层
中上更新统地层广泛出露于井田内的梁峁上，含水层主要为黄土底部的砾石层，连续性较差，单位涌水量一般为0.17L/ s·m。
高河煤矿奥灰水带压开采防治技术研究
第１期 ２０１３年２月 矿 山 测 量 ＭＩＮＥ ＳＵＲＶＥＹＩＮＧ ＮＯ．１ Ｆｅｂ．２０１３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３５８Ｘ．２０１３．０１．０１９
高河煤矿奥灰水带压开采防治技术研究
张君正 （潞安集团山西高河能源有限公司，山西长治０４７１００）
摘要：根据高河煤矿煤层底板与奥灰之间岩层的特点，分析了复杂水文地质条件下煤层底板突水的
影响因素，对矿井底板突水危险性进行了深入分析，并制定了可行的奥灰水防治技术措施，对于类似
条件下奥灰水带压开采具有一定的借鉴意义。 关键词：奥灰水；突水系数；带压开采；防治
中图分类号：ＴＤ８２３．８３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—３５８Ｘ（２０１３）０１—００５６～０３
高河井田位于沁水煤田东部中段，矿井设计生产
能力为６００万ｔ／ａ，采用立井开拓方式，主采山西组３
号煤层，采煤方法为综采放顶煤，全陷法管理顶板。
本区煤层具有典型的华北型煤田的共性特征，产状平
缓，煤层底板承受奥灰水压力。因地层形成及在后续
地应力作用下发生内部构造变化的过程非常复杂，存
在煤层底板突水隐患。随着未来煤矿采掘向深部延 伸，煤层底板奥灰水的防治显得愈发突出。
１ 矿井地质、水文地质条件
１．１ 地质地层 高河井田地层由老至新有；奥陶系中统马家沟
组、峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系
下统山西组、下石盒子组、二叠系上统上石盒子组、
第三系上新统和第四系。主采煤层３号煤位于二叠
系下统山西组。井田内奥灰水水头标高介于＋３５０
～＋６５０之间，矿井全井田均为底板带压开采，３号
煤层底板承压值在１～３．６８ ＭＰａ之间。
根据矿井地质精查报告，本区地质构造较为复 杂，地层总体走向ＳＮ—ＮＮＥ向，东高西低。在此基
础上发育有近ＳＮ、ＮＮＥ向两组宽缓褶皱，沿走向及 倾向伴生的断层有ｌ９条，其中落差大于２０ ｍ的断
层１０条，大于６ ｍ的断层７条。另在井田内发育有
浅析奥灰水带压开采安全技术
浅析奥灰水带压开采安全技术
[摘要]矿井开采深度不断延伸，奥灰水水压逐渐加大，对深部开采带来很大的水害威胁，鹤煤八矿通过对本矿井奥陶系灰岩含水层进行水害威胁分析，采区带压开采技术，对奥灰水水害威胁进行有效防治。
【关键词】奥陶系灰岩含水层；水害威胁分析；带压开采安全技术措施
前言
随着浅部煤炭资源的枯竭，矿井开采深度不断延伸，来自煤层底部奥陶纪灰岩高承压水的危害日趋加剧，对深部开采带来很大的水害威胁。《煤矿安全规程》规定，在承压含水层与开采煤层之间的隔水层能承受的水头值大于实际水头值时，可以“带压开采”，但因我国地质条件复杂，开采方法各异，带压开采理论、技术还不够完善 ，以至于矿井突水事故时有发生，因此带压开采的研究多年来一直是许多矿井防治水人员关注的问题。鹤煤八矿随着开采深度的延伸，即将面临来自奥灰水的威胁，为有效防治水害，鹤煤八矿防治水人员积极探索带压开采技术。
1.概况
鹤煤八矿始建于1958年6月，1960年5月投产，通过改扩建，2006年核定生产能力为81万t/a，本井田第三系砾岩裂隙孔隙含水层直接覆盖于二1煤露头之上，对开采有直接充水作用，属于水文地质条件中等矿井。
奥陶系中统马家沟灰岩，出露于井田西部，总厚599.70米，奥陶系灰岩含水层，主要以碳酸盐岩组成，灰岩岩溶发育，距离二1煤124.66～164.57米，平均152.30米，富水性强，含水量大，由于奥陶系灰岩西山大面积广泛出露，以大气降水补给为主。井田西部奥陶系灰岩出露区，裂隙发育有三组，平均每3～4米发育裂隙一条。奥陶系灰岩含水层，距离二1煤124.66～164.57米，平均152.30米。在浅部奥陶系灰岩水通过断层有可能补给八层灰岩和二1煤底板砂岩含水层，成为回采二1煤的间接充水因素。
2.水害威胁分析
奥灰水水位海拔标高为+116～137m，年升降幅度3～5m，现八矿奥灰水水位海拔标高为+117m左右。奥灰距离矿区主要开采煤层山西组二1煤层150～180m，距太原组一11煤层约30m。生产矿井现在开采活动在海拔标高-400～-600m之间，二1煤层底板承受奥灰水压42kg/cm2～73kg/cm2。由于太原组、本溪组地层阻隔，正常情况下开采二1煤层奥灰水不会进入矿井。安全隔水层厚度和突水系数计算如下：
以奥陶系灰岩顶部为工作层的带压开采防治水技术方法
以奥陶系灰岩顶部为工作层的带压开采防治水技术方法
姬中奎;夏玉成
【摘 要】为解决桑树坪煤矿11号煤带压开采底板隔水层厚度不足问题,研究了以奥陶系灰岩顶部为工作层的防治水技术方法.分析了3105工作面带压开采的条件,论证了奥陶系灰岩顶部工作层的必要性,研究了奥陶系灰岩顶部的隔水性能,确定了工作层在奥陶系灰岩中的深度,给出了工作层内奥陶系灰岩的探查治理方法,总结了3105工作面所实施的各项防治水工程.实践证明,以奥陶系灰岩顶部为工作层开展防治水后,工作面可安全回采.%To solve the issue of watertight stratum
thickness insufficient during the mining under safe aquifer water pressure
of coal No.11 in the Sangshuping coalmine , put forward a water control
means regarding the Ordovician limestone top as a working layer .Thus
analyzed working face No .3105 mining under safe water pressure of
aquifer condition , demonstrated the necessity of regarding Ordovi-cian
limestone top as a working layer .Then studied the watertight performance
of Ordovician limestone top , determined the depth of working layer in
Ordovician limestone , given out Ordovician limestone exploration and
2013年度防治水工作计划与措施[推荐五篇]
2013年度防治水工作计划与措施[推荐五篇]
第一篇：2013年度防治水工作计划与措施
金三角煤矿2013年度防治水工作计划与措施
一、矿井概况
（一）井田位臵、面积、井口坐标、气象气候简介：
金三角煤矿位于黑河市区西北130km处罕达气镇东南，行政区划属罕达气镇管辖。井田面积2.3686km2。主井坐标：X=
42500115.66，Y=5559205.62，Z=+395.322m，副井坐标：X=
42500006.43，Y= 5559238.26，Z=+ 395.00m。风井坐标：X=
42500027.87，Y= 5559261.95，Z=+ 395.37m。气象气候条件：井田地处小兴安岭，气候干燥，昼夜温差大，春冬多风，夏季多雨，属温带大陆性气候。据黑河市气象统计资料，该区主要气象特征如下：年平均气温0℃～零下0.2℃，最高气温31.5℃，最低气温－37℃。年降水量531.3～586m，年蒸发量869～990m，年平均风速3.2m／s。每年9月为初霜期，10月到次年4月为结冻期，5月为解冻期。降雪量最高达0.5～1.0m。
（二）煤层赋存、批采煤层、采煤方法、矿井核定能力、矿井及水平涌水量：
井田主要含煤地层为下白垩统九峰山组，共含煤十余层，其中全区可采煤层Ⅱ号煤层，局部可采为Ⅰ、Ⅱ上1和 Ⅱ上2三煤层。
批采煤层：中华人民共和国国土资源部2010年11月11日颁发的C***0057527号采矿许可证所批准范围内的批采煤层为Ⅱ、Ⅰ、Ⅱ上
1、Ⅱ上2。我矿现为试运转阶段,预计今年投产，投产后主采煤层为Ⅱ煤层，Ⅰ、Ⅱ上
1、Ⅱ上2煤层为辅助开采煤层。
采煤方法：长壁式一次采全高全部垮落法。矿井批准建设井型为30万t/a，矿井水文地质条件较复杂，正常涌水量为30m3/h。最大涌水量为70m3/h。 （三）矿井含、隔水层位、及周边煤矿情况简介：
我矿井田范围内，主要含水层为第四系砂砾岩含水层和煤系风化裂隙含水带。
2013年度防治水..计划与措施.
第 1 页 我公司2013年煤矿防治水工作计划与措施
一、矿区概况
⒈地理条件
矿区位于…………，呈北东—南西向三角地带，其地理坐标为东经，北纬，直角坐标为,井田面积约为。
气候属寒温带大陆性气候。近六十五年气象、水文资料：最低气温，最高气温，年平均气温.夏季较短，冬季较长，封冻期从月到翌月，一般冻结深度为米。年降雨量约为毫米。流量最小为m3/S，最大为 m3/S，一般为3/S，近百年来最高洪水位米，即年最高洪水位。区内植被发育，东部丘陵区多为柞、桦、杨的次生林，西部为沼泽及草地。
⒉开采条件
矿区可采煤层分为上1、上1-上2、上2、中层煤和下层煤，由于下层煤灰分比较大，受开采方法限制，我矿主采四层煤，上1、上1-上2、上2、中层煤。开采方式为露天开采，开采煤种为长焰煤。
采区平均涌水量m3/h，最大涌水量为m3/h。它们由东向西“一”字排开，最西侧与江濒临，矿区周围筑有坚固的防洪大堤，并已做好防渗工程，防止洪水的侵入。
⒊周边小窑情况
⑴矿业公司建井处一井 第 2 页 我公司露天矿采区在开采境界内的东西11-15勘探线之间，在南北-70—-240m水平段，有建井处一井地下开采时遗留下未充填处理的大面积采空区、空巷等。
建井处始建于1996年，设计生产能力为9万吨/年，核定生产能力为15万吨/年，现该矿井因资源枯竭、资源整合等原因，于2009年9月末停产封闭至今。
⑵永平煤矿
露天矿采区西侧为方正县废弃的小煤矿—永平煤矿，该煤矿资料不详，此区域已形成内排土场。
二、防治水组织机构及职责
㈠防治水工作管理领导小组
总 指 挥︰
副总指挥︰
成 员︰
各单位行政一把手 相关部室负责人
防治水工作领导小组下设办公室，办公室设在生产技术部，负责防治水日常工作。
主 任：
副主任：
成 员：
㈡防治水工作领导小组职责
总指挥职责：全面负责公司防治水工作，负责组织防治水工第 3 页 作管理方针、目标的制定和实施，并对重大问题进行决策。
带压开采及防治水
第一章 防治水基础知识
第一节 岩石的水理性质
1、容水性
指岩石容纳水的能力，指标为容水度。（一般≤孔隙度）
2、含水性
是岩石含有水的性能，用含水量表示。含水量是岩石空隙中所保留水分的多少。
3、给水性
是饱和岩土在重力作用下能自由排出水的能力，用给水度表示。
贝尔认为：若使地下水面下降，则水位下降范围内饱和岩石及相应的支持毛细水带中的水将因重力作用而下移，并部分从原先赋存的空隙中释出。因此认为给水度是指地下水位下降一个单位深度，而从地下水位延伸到地表面的单位面积岩石柱体在重力作用下所释放出来的水的体积，常用小数表示。
抽水试验（动储量、静储量），抽水降速过大时给水度偏小，降速很小时，给水度较稳定。
4、持水性
持水性是饱和岩土在重力排水后，岩土依靠分子力和毛细力在岩石空隙中能保持一定水分的能力，用持水度表示。
5、透水性
岩石的透水性是指岩石允许重力水透过的能力，用渗透系数表示。
岩石的空隙直径对岩石的透水性影响较大。空隙直径越小，透水性越大；空隙直径越大，透水性越大。
岩石的透水能力并不取决于平均孔隙直径，很大程度上取决于最小孔隙直径。 第二节 含水层、隔水层与弱透水层
根据岩层渗透强弱和渗透能力的大小，岩层通常可划分为含水层、隔水层和弱透水层。
含水层，指能够透过并给出相当数量水的岩层，是饱含水的透水层。
构成含水层的三个条件是：有储存水的空间（储水构造）；周围有隔水层；有水的来源（含有重力水为主）。
隔水层，是指不能透过与给出水，或者透过与给出的水量微不足道的岩层，以含有结合水为主。
含水层与隔水层无定量的指标，定义具有相对性，如何划分含水层和隔水层，要视具体条件而定。
弱透水层是指透水性相当差，但在水头差作用下通过越流可交换较大水量的岩层。
第三节 承压水
指充满于两个隔水层（弱透水层）之间的含水层中，具有承压性质的地下水。
孔隙水 裂隙水 岩溶水 承压水
山间盆地及平原松散层深部的水 构造盆地、向斜、单斜中裂隙岩层中的水 构造盆地、向斜、单斜中岩溶化岩层中的水 充满于两个隔水层（弱透水层）之间的含水层中，具有承压性质的地下水。