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1、铜山县青山镇青山煤矿防治水方案设计说 明 书大屯煤电集团煤矿设计研究院参加编制人员序号专 业姓 名职称 或 职务123456目 录前 言1第一章 矿井概况4一、概况4二、矿井地质及煤层特征7三、矿井开拓与开采11四、矿井设计生产能力及服务年限14五、矿井通风、瓦斯及抽放14第二章 矿井水文地质条件16一、矿井水文地质情况16二、含水层岩组及富水性17三、水患类型及威胁程度23四、矿区水文地质勘查类型26五、矿井水文安全条件评价26第三章 矿井防治水措施28一、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施28二、防水安全煤（岩）柱的留设31三、疏水降压措施40四、探放水措施及设备40五、防水闸门53六、安
2、全出口设施53七、地表水防治54八、其它措施57第四章 井下防治水安全设施60一、排水设备选型60二、透水预兆、透水时应采取的措施及避灾路线60第五章 防治水管理及技术经济63一、防治水队伍设置63二、技术培训63三、防治水装备64四、投资估算65附录 采掘工作面水害分析预报表和预测图模式66附件：1、设计委托书2、采矿许可证前 言铜山县青山镇青山煤矿位于铜山县青山镇箐头村镜内，距青山镇2公里，距小云尚火车站7公里，距铜山县电厂10公里，靠近铜水公路，交通运输条件较为方便。地理坐标为东经：1043402-1053456,北纬：260305-260330。开采深度为+2000m+1836m。铜山
3、县青山镇青山煤矿由原铜山县青山镇青山煤矿、大吴煤矿、湖里煤和坪地乡十青山整合扩界而成，整合后的矿井生产能力为30万t/a，矿井为私营企业，隶属铜山县煤炭管理局管辖。矿井采用平硐开拓，矿区内含煤地层为龙潭组，含可采及局部可采煤层14层（C1、C3、C5、C6、C9、C11、C12、C13、C15、C16、C17、C18、C20、C27号煤层），煤层赋存较稳定，构造属中等类型。据调查，青山煤矿周边矿井曾发生过透水事故。因此，矿井在生产过程中，必须坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，采取“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。为了贯彻“安全第一，预防为主”的指导思想，提高矿井的防治灾害
4、能力，根据煤矿防治水规定及有关要求，必须编制防治水专门设计。我院受铜山县青山镇青山煤矿的委托，对青山煤矿进行矿井防治水方案设计。一、设计依据1、设计委托书；2、煤矿防治水规定，2009年；3、煤矿安全规程，国家安全监督管理局、国家煤矿安全监察局2010年；4、采矿工程设计手册，煤炭工业出版社，2003年；5、井下探放水技术规范（MT/T6321996）；6、贵州省铜山县青山镇青山煤矿(整合)资源/储量核实报告；7、铜山县青山镇青山煤矿开采方案设计(变更)；8、铜山县青山镇青山煤矿（整合）安全专篇；9、铜山县青山镇青山煤矿提供的其它相关资料。二、设计原则1、坚持“安全第一，预防为主、依靠科学、综
5、合治理的方针和管理、装备、培训并重”的原则；2、坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，采取“防、堵、疏、排、截”综合治理措施；3、依靠科技进步，结合本矿井的实际情况，采用比较成熟的技术、设备、仪器、仪表提高矿井的综合防治水能力。三、主要技术经济指标1、矿井建立专门的探放水队伍设置人员8人；2、防治水总投资：39.3万元，其中，防治水仪器、仪表和设备投资33.3万元，专门探放水作业队伍人员培训3万元，其它费用3万元。四、结论与建议1、矿井井田内共有可采煤层（C1、C3、C5、C6、C9、C11、C12、C13、C15、C16、C17、C18、C20、C27号煤层）共14层，在生产
6、过程中，坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，采取“防、堵、疏、排、截”综合治理措施，确保矿井安全。2、煤矿井田内及周边区域水文地质条件不清的，严禁进行采掘活动。矿井有透水征兆时，受水害威胁的区域要立即停止作业，分析原因，采取有效措施。3、矿井必须配备防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍，矿井必须对职工进行防治水知识的教育和培训，保证职工具备必要的防治水知识，提高防治水工作的技能和抵御水灾的能力。4、根据调查了解，矿区内存在过去采煤时形成的大量采空区或老窑，由于含煤岩系隔水性好，储水性也较好，老窑中可能储集大量的老窑水，开采时应严格执行“预测预报、有
7、疑必探、先探后掘、先治后采”的方针。5、矿井应当建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度。矿井要编制本单位的防治水中长期规划和年度计划，并组织实施。6、本矿采用平硐开拓，一采区涌水量经平硐直接流出地表。二采区、三采区涌水量资料不详，矿井在二采区、三采区开采时，需要根据实际涌水量计算选择排水设备，预留排水泵安设位置，满足二采区、三采区开采时排水要求。7、矿井生产过程中必须进行矿井水文地质的详细调查及矿井涌水量的详细实测，并根据实测数据增加排水设备。第一章 矿井概况一、概况1、交通位置及井田境界铜山县青山镇青山煤矿位于铜山县青山镇箐头村镜内，地理坐标
8、为东经：1043402-1053456,北纬：260305-260330。开采深度为+2000m+1836m。青山镇青山煤矿距青山镇2公里，距小云尚火车站7公里，距铜山县电厂10公里，靠近铜水公路。交通运输便利。铜山县青山煤矿由原铜山县青山镇青山煤矿、大吴煤矿、湖里煤和坪地乡十青山整合扩界而成，整合后的矿井生产能力为30万t/a。青山煤矿采矿许可证已由贵州省国土资源厅颁发，证号为：5200000830912，企业性质为私营独资企业，开采矿种为煤。青山煤矿井田范围由贵州省国土资源厅以7个坐标划定，形状为一不规则的多边形。矿区面积0.809km2。开采深度为+2000m+1836m。井田拐点坐标如
9、表1-1-1。2、地形地貌青山镇青山煤矿区属侵蚀剥蚀地貌，山脊线与地层走向基本致呈东西向展布，地形起伏变化大，总体为南东高北西低，最高2228米，最低为1860米，相对高差370米。矿区北部地形相对较为平缓，南部地势较高，地形相对较为陡峻，多为荒山，植被较发育。3、气象、气侯及地震矿区位于珠江水系北大屯上游支流拖长江流域范围内，工作区北部有条自东流向西的小溪，流量受大气降水的控制，雨季降水时流量增大，冬春(枯水季节)流量较小，甚至干枯断流。其它地表水系较发育，多为山区雨源型溪流。根据铜山县气象站多年气象观测资料，区内年平均降水量为1382.90mm，其中510月为雨季，降水量达1186.5 m
10、m，占全年降水量的85.8，11月至次年4月为旱季，降水量为196.4mm，仅占全年降水量的14.2。降水强度亦随季节的变化而变化，冬春季节(旱季)降水量少，强度亦小，夏秋季节(雨季)降水量大，强度亦大，且较为集中。年平均降大雨至暴雨1215天，日最大降水量达171.6mm，小时最大降水量56.5mm。区内年平均气温13.7C，相对湿度79，年平均蒸发量为1452.55mm，全年无霜期240天，日照时数为1555.6小时，日照率为35。主导风多为ESE向，平均风速2.3ms，另区内还有春旱，倒春寒、凝冻、冰雹等自然灾害。根据国家地震局、建设部1992年颁发的中国地震烈度区划图(1990)及贵州
11、省建设厅“黔城设通发1992230)号”文件，场地地震基本烈度为度。据建筑抗震设计规范(GB500112001)，抗震设防烈度为6度。二、矿井地质及煤层特征（一）、地层青山煤矿区域内出露地层主要为二叠系上统龙潭组（P2l）和飞仙关组（T1f）及少量第四系地层。1、龙潭组（P2l）：为矿段内含煤地层，属以细碎屑岩为主的海陆交互相沉积。岩性由灰色细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成，厚度280-310米，从东向西逐渐加厚。含煤40-50层，总厚度300米左右，其中区内稳定主可采煤层为C1、 C3 、C5、C6、C9、C11、C12 、C13、 C15、C16、C17、C18、C20、C27共14煤层。2
12、、三叠系下统飞仙关组（T1f）：厚120米。绿色岩层：为绿色细砂岩、粉砂岩、薄层砂质泥岩组成。紫色岩层：多由紫色泥岩、砂岩、泥质粉砂岩等组成。3、第四系(Q)：以残坡积的粘上、粉质粘土、砂砾石、碎石土等组成，厚约010米，与下覆地层呈不整合接触。（二）地质构造青山煤矿构造简单，总体为一单斜构造。地层走向北东，倾向南西，倾角21-28。矿界发育的断层有F41，现将矿界内外断层简述如下：F41正断层：该断层位于矿北西边界，延展长度600m，走向80-110，倾向北，倾角23，落差20-25m。（三）煤层及煤质1、煤层青山煤矿含煤地层主要为二叠系龙潭煤组，含煤40-50层，其中可采煤层14层，分别为
13、C1、C3 、C5、C6、C9、C11、C12 、C13、C15、C16、C17、C18、C20、C27煤层。1、C1煤层：平均厚度1.12米，半暗一半亮型，条带状，结构复杂，较稳定，含1-3层高岭岭石粘土石夹矸，顶板为浅灰至灰绿色粉砂质泥岩，底板为灰色泥质粉砂岩，含植物化石及碎片。2、C3煤层：平均厚度2.57米，半暗半亮型，块状结构，结构复杂，较稳定，含1-5层矸石，上、中层为高岭石，下部夹泥岩，顶板为灰色泥质粉砂岩，含较多的炭化植物碎片；底板为灰白色泥质粉砂岩。3、C5煤层：平均厚2.44米，半暗半亮型，块状结构，结构复杂，较稳定，含1-2层矸石，顶板为深灰色泥质粉砂岩，底板为浅灰色粉砂
14、岩。4、C6煤层：平均厚度1.16米，暗淡半亮型，结构复杂，不稳定，夹高岭石矸石1-3层，顶板为深灰色泥岩粉砂岩，底板为泥岩、粉砂岩。5、C9煤层：平均厚度1.04米，暗淡半亮型，结构复杂，不稳定，夹高岭石矸石1-2层，顶板为深灰色泥岩粉砂岩，底板为泥岩、粉砂岩。6、C11煤层：平均厚度2.11米，暗淡半亮型，结构简单，不稳定，夹高岭石矸石1层，顶板为深灰色泥岩粉砂岩，底板为泥岩、粉砂岩。7、C12煤层：平均厚度1.34米，半亮光亮型，结构简单，稳定，含1-2层矸石，底板为灰色、灰绿色细砂岩和粉砂岩互层。8、C13煤层：平均厚度0.74米，半亮光亮型，结构简单，稳定，含1-层矸石，底板为灰色、
15、灰绿色细砂岩和粉砂岩互层。9、C15煤层：平均厚1.87米，结构简单，稳定，不含矸石，顶板为浅灰色粉砂质尼岩，底板为浅灰色粉砂岩。10、C16煤层：平均厚1.31米，结构简单，含1-2层矸石，顶板为浅灰色粉砂质尼岩，底板为浅灰色粉砂岩。11、C17煤层：平均厚2.04米，半暗半亮型，结构简单，稳定，含一层矸石，顶板为细砂岩，底板为灰白色粉砂岩和泥质粉砂岩。12、C18煤层：平均厚1.52米，半暗半亮型，易碎，结构简单，内夹1层0-0.5米矸石，顶板为浅色粉砂岩，底板为灰色、浅灰色泥质粉砂岩。13、C20煤层：平均厚1.07米，半暗至半亮型、条带状，结构简单，较稳定，含2-3层矸石，含二至三层炭
16、质泥岩夹矸，顶板为灰色、浅灰色泥质粉砂岩，底板为浅灰色细砂岩，中部为深灰色泥质粉砂岩、夹泥岩，富集黄铁矿结核。14、C27煤层：平均厚0.85米，暗淡型，含黄铁矿结核，易碎，结构简单，稳定，不含层矸石，顶板为浅灰色细砂岩，富集黄铁矿结核，底板为灰色细砂岩夹深灰色泥质粉砂岩，粉砂质泥岩。青山煤矿矿界范围内可采及局部可采煤层特征详见表1-2-1。2、煤质（1）物理性质及煤岩类型青山煤矿矿区内煤层新鲜面为黑色，半暗半亮光亮型，条痕黑褐色油半玻离质光泽，性软松脆坚硬，断口平坦参差不齐。呈粉状、粒状、条带状、片状结构，层状构造。（2）化学性质根据原煤分析结果，按国家质量监督检验检疫总局（GB/T 152
17、24，1.2.3-2004）发布的煤炭质量分级标准，根据煤炭分类国家标准（GB5751-86），确定矿区内可采煤层除C1煤层为中灰低硫肥煤外，C5煤层为中灰、中硫肥煤，C15、C17、C18煤为中灰、特低硫煤，其余各层为低灰、特低硫煤。青山煤矿可采及局部可采煤层煤质特征表详见表1-2-2。表1-2-1 青山煤矿可采及局部可采煤层特征表煤层编号煤层厚度（米）夹矸层数（层）稳定性煤层倾角（度）顶底板岩性层间间距（米）最大最小平均顶板底板最大最小平均C11.610.641.1213较稳定21-28粉砂质泥岩粉砂质泥岩16.6015.0015.80C33.402.092.5715较稳定21-28泥质粉
18、砂岩泥质粉砂岩19.504.1010.10C52.542.382.4412较稳定21-28泥质粉砂岩粉砂岩11.305.107.52C61.331.071.1613不稳定21-28泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩28.2115.7620.93C91.250.821.0412不稳定21-28泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩15.007.009.00C112.351.942.111不稳定21-28泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩17.9113.2215.88C121.581.131.3412稳定21-28泥岩粉砂岩细砂岩和粉砂岩互层13.627.039.58C130.970.650.841稳定21-28泥岩粉砂岩细砂岩和粉砂岩互层1
19、1.05.387.5C152.41.121.870稳定21-28粉砂质泥岩粉砂岩7.23.214.50C161.630.801.311-2稳定21-28粉砂质泥岩粉砂岩15.006.3811.23C172.451.532.041稳定21-28细砂岩粉砂岩5.23.214.1C181.970.681.521稳定21-28粉砂岩泥质粉砂岩10.006.388.27C201.300.831.0723较稳定21-28泥质粉砂岩细砂岩977886C271.150.670.850稳定21-28细砂岩泥质粉砂岩粉砂质泥岩表1-2-2 青山煤矿可采及局部可采煤层煤质特征表煤层编号煤种类别工业分折Qdn(MJ/
20、)Wf(%)Ag(%)Vr(%)SQgC1肥煤0.8926.5434.411.4634.23-35.91C3肥、焦煤1.6214.9030.300.1834.23-35.07C5肥煤1.1018.7220.790.2734.15-36.09C6肥、焦煤0.9024.9829.891.9534.76-36.59C12肥、焦煤1.4518.9827.311.9834.76-36.36C15肥、焦煤1.2017.026.860.1634.00-36.42C17肥、焦煤0.9318.22250.1934.14-36.49C18肥、焦煤1.0315.3326.100.1834.78-36.23其他煤层没
21、有样品分析资料（三）煤层顶底板岩性本矿可采煤层的顶板岩性各不相同，有粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩，底板岩性也不一致，有泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩、浅灰色细砂岩。顶板稳定性与抗压强度相对较好，但底板多为泥岩，易软化。具体详见表1-2-1（青山煤矿可采及局部可采煤层特征表）。（四）瓦斯、煤层自燃及煤尘爆炸特征1、瓦斯根据黔能源发2009252号“关于对六铜水市煤炭局关于煤矿瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的报告的批复”，青山煤矿为煤与瓦斯突出矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为3.26m3/min，相对瓦斯涌出量为26.35m3/t。2、煤层的自燃特性根据贵州省煤田地质局实验室2008年2月提供的原铜山县青山镇
22、青山煤矿煤层自燃倾向性鉴定报告，该矿C6、C9、C12、C15、C18煤层为类容易自燃，建议矿方对未鉴定的煤层进行鉴定，本设计按类自燃煤层设计。3、煤尘的爆炸特性根据贵州省煤田地质局实验室2008年2月提供的原铜山县青山镇青山煤矿煤尘爆炸性鉴定报告，该矿C6、C9、C12、C15、C18煤层有爆炸危险性，建议矿方对未鉴定的煤层进行鉴定，本设计按煤层有爆炸性设计。三、矿井开拓与开采1、开拓方式根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山煤矿（整合）安全专篇，矿井设计生产能力30万t/a，工业场地考虑利用原青山工业场地，改造原青山煤矿主平硐作副平硐，在副平硐西南面约80m处新建主平硐，主平
23、硐井口标高+1908m，方位角19，井筒长388m，沿煤层走向布置井底车场、井下变电所、运输巷，主平硐内铺设胶带运输；利用原青山回风平硐作新系统回风平硐，回风平硐井口标高+1940m，方位角9，井筒长25m，通过回风上山与井底车场贯通，形成系统。该矿井划分为一个水平（+1906m）、三个采区， C27与C20层间距较大，考虑对C20以上煤层进行联合开采，并以+1906m为界，水平以上部分为一采区，水平以下为二采区，对C27考虑单独回采，作三采区。矿井开采的煤层基本属薄及中厚近距离煤层群，煤层倾角2128，平均25，设计采用走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。矿井以一个高档普采工作面、两个掘进工
24、作面达到30万t/a的设计生产能力。2、采煤方法与顶板管理根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山煤矿（整合）安全专篇，矿井煤层倾角平均2128，回采工作面设计布置走向长壁工作面，后退式回采，沿走向推进。首采煤层为C1煤层，煤厚平均1.12m，工作面设计配备DZ14-30/100型外注式单体液压支柱，支撑高度1400900mm，额定工作阻力30KN，选用HDJA1200型金属铰接顶梁。设计“四、五”排控顶，排距1.2m，柱距0.8m。最小控顶距5.0m，最大控顶距6.2m。放顶步距1.2m，回柱绞车选用JH214型。设计采用走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。3、小窑、老窑开采情况
25、（1）相邻矿井和报废矿井开采情况本矿相邻矿井为五排煤矿，位于本矿井浅部边界外400m处，对本矿井的充水影响较小，本矿井内原大吴煤矿、十青山煤矿和湖里煤矿已封闭，矿井内分布有较多老窑，井下采空区中可能有积水存在，但位置和规模不祥，矿井在以后的生产过程中应加强探放水工作。（2）小煤矿、老窑采空区积水矿井采空区、小煤矿、老窑内存在着一定的积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。（3）小窑开采情况青山煤矿由原铜山县青山煤矿、大吴煤矿、湖里煤矿与十青山煤矿煤矿整合而成。青山煤矿原属私营独资企业，井田面积0.2676Km2。设计生产规模3万t/a，
26、主要开采5号煤层，矿井范围内5号煤东面已全部采空，开采损失量19万t。矿井采用平硐开拓。大吴煤矿原属个体，井田面积0.2639Km2。设计生产规模6万t/a，主要开采5号、12号、15号煤层，矿井范围内5号煤、12号煤西面已全部采空，15号煤+1836m标高以上已采空，矿井开采损失量46万t。矿井采用平硐开拓。十青山煤矿原属私营企业，井田面积0.1235Km2。设计生产规模3万t/a，主要开采5号煤层，矿井范围内5号煤已全部采空，开采损失量9万t。矿井采用平硐开拓。湖里煤矿原属个体，井田面积0.3081Km2。设计生产规模3万t/a，主要开采5号煤层，矿井范围内5号煤西面已开采，开采损失量8万
27、t。矿井采用平硐开拓。老窑和采空区的积水对该矿的开采没有造成较大的水害威胁。但是，矿井在首采工作面回风巷和接近浅部煤层巷道掘进时，必须采取可靠的探放水措施。并对老窑的分布情况标绘在井上下对照图和采掘工程平面图上，以便指导矿井安全生产。采掘工程必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则。同时坚持“有疑必停”的原则。防止采空区积水及老窑积水的突然涌出。老窑老空水积水量估算：式中，W老空积水量，m3；M采厚，m；a老窑老空走向长度，m；h老窑老空垂高，m；煤层倾角，（）； K老空的充水系数，一般采空区取0.30.5，煤巷取0.50.8，岩巷取0.81.0。计算得青山煤矿老窑老空水
28、积水量W32283m3。四、矿井设计生产能力及服务年限矿井工作制度矿井设计按年工作日330天计算，每天四班作业，每班6h。矿井设计生产能力及服务年限矿井设计可采储量775.62万t，储量备用系数取1.4，服务年限为：服务年限设计可采储量/（井型储量备用系数）775.62/（301.4）18.5a根据计算结果，矿井服务年限为18.5a。五、矿井通风、瓦斯及抽放1、矿井通风根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山煤矿（整合）安全专篇，设计采用中央并列式通风方式，通风方法为抽出式。新鲜风流分别由主平硐、副平硐进入，乏风通过回风平硐排出。回采工作面和各掘进工作面均采用独立进风和独立回风，回
29、采工作面采用“U”型通风，掘进工作面通风采用局部通风机压入式。矿井总风量为43m3/s。矿井选用防爆对旋式轴流通风机：FBCDZ-6-14B，二台，n980rpm，（一台工作、一台备用），风量18.9-42.1m3/s,风压537-1750Pa。配套电机型号YBFe280S-6，功率452kw。掘进工作面采用局部通风机进行压入式通风，实现双风机双电源，且主、备用风机必须实现自动切换；掘进工作面采用KDF-5.0型通风机压入式供风，其风量为150-250m3/min，功率5.5kw2kw,电压660v。采用直径为600mm的矿用阻燃风筒。2、瓦斯情况及矿井瓦斯抽放根据黔能源发2009252号“关
30、于对六铜水市煤炭局关于煤矿瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的报告的批复”，青山煤矿为煤与瓦斯突出矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为3.26m3/min，相对瓦斯涌出量为26.35m3/t。根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山煤矿（整合）安全专篇，设计在回风平硐南面50m处建瓦斯泵房，面积320m2，选择2BEA-303型水环式真空泵4台，其中：高负压2台(1台工作、1台备用)；低负压2台(1台工作、1台备用)。配套的隔爆电动机Y250M-4，n=466rpm，最大吸气量43m3/min，电机功率55kW,电压380V。第二章 矿井水文地质条件一、矿井水文地质情况1、地形地貌及气象水文青
31、山镇青山煤矿矿区属侵蚀剥蚀地貌，山脊线与地层走向基本致呈东西向展布，地形起伏变化大，总体为南东高北西低，最高2228米，最低为1860米，相对高差370米。矿区北部地形相对较为平缓，南部地势较高，地形相对较为陡峻，多为荒山，植被较发育。根据铜山县气象站多年气象观测资料，区内年平均降水量为1382.90mm，其中510月为雨季，降水量达1186.5 mm，占全年降水量的85.8，11月至次年4月为旱季，降水量为196.4mm，仅占全年降水量的14.2。降水强度亦随季节的变化而变化，冬春季节(旱季)降水量少，强度亦小，夏秋季节(雨季)降水量大，强度亦大，且较为集中。年平均降大雨至暴雨1215天，日
32、最大降水量达171.6mm，小时最大降水量56.5mm。区内年平均气温13.7C，相对湿度79，年平均蒸发量为1452.55mm，全年无霜期240天，日照时数为1555.6小时，日照率为35。主导风多为ESE向，平均风速2.3ms，另区内还有春旱，倒春寒、凝冻、冰雹等自然灾害。矿区位于珠江水系北大屯上游支流拖长江流域范围内，工作区北部有条自东流向西的小溪，流量受大气降水的控制，雨季降水时流量增大，冬春(枯水季节)流量较小，甚至干枯断流。其它地表水系较发育，多为山区雨源型溪流。2、地层富水性依据矿区内出露的地层及岩性、以及岩石的富水性等特点，将区内地下水的类型划分为孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三个
33、类型；现将其地下水特征分别阐述如下：1）孔隙水主要赋存于斜坡、沟谷地带第四系松散堆积层中，第四系的富水性严格受控于大气降雨及地表流的变化。2）基岩裂隙水在矿区内基岩裂隙水主要赋存于飞仙关组一段(T1f 1)砂岩、粉砂岩，飞仙关组二段(T1f 2) 泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，飞仙关组三段(T1f3)泥晶灰岩、砂屑灰岩，龙潭组三段（P3l3）上部细砂岩的裂隙和构造裂隙中，其富水性与相对含水层（岩石）的厚度及裂隙发育情况有关，通常表现出极不均一性，富水性弱至中等；3）岩溶水在矿区内岩溶水主要赋存于飞仙关组三段(T1f3)泥晶灰岩、砂屑灰岩中。二、含水层岩组及富水性1、含水层有第四系（Q）及飞仙关组三段
34、(T1f3)（1）第四系（Q）由残坡积粘土、亚粘土、耕植土、砂、碎石及人工填土等组成，主要在区内缓坡地带零星分布，形成孔隙含水层，富水性严格受控于大气降雨及地表流的变化。（2）飞仙关组三段(T1f3)飞仙关组三段(T1f3)岩性为泥晶灰岩、砂屑灰岩，岩溶发育，岩溶洼地、溶洞等为出露形式，富水性强。2、隔水层岩组（1）飞仙关组一段(T1f1)砂岩、粉砂岩，飞仙关组二段(T1f2)泥质粉砂岩、粉砂质泥岩；含少量基岩孔隙、裂隙水，富水性微弱，可视为相对隔水层。（2）上二叠统龙潭组 (P3l)：由粉砂质泥岩、泥岩、粘土质粉砂岩、粉砂岩、砂岩、砂岩及煤层、煤线等组成，未见底，区内厚度220m240m，含
35、少量基岩孔隙、裂隙水，富水性微弱，可视为相对隔水层。（3）二叠系中统茅口组（P2m）：出露于矿区南东面，岩性主要为浅灰色、深灰色中厚层状细晶灰岩、沥青质细晶灰岩，中上部间夹燧石团块，厚度100m。调查区地表岩溶不发育。该层富水性强，但极不均一，其顶界距C27煤层之间有65m的含黄铁矿粘土岩隔水段，故该层构成了矿床的底板充水含水层。3、补给、迳流、排泄条件矿区内第四系所含孔隙水由大气降水直接补给，一部分通过岩层层理、节理、裂隙、断层破碎带等补给地下含水层；另一部分汇集于冲沟中，最后排泄于拖长江中。拖长江水面为本区最低侵蚀基准面(+980m)。1)断层带水文地质特征矿界内发育一条较大断层F41，走
36、向近东西，向北倾斜，倾角23，断层走向近东西，长约600米，倾向南，断距小于30米。由于其顺坡向倾斜，离地表较浅，有利于地表水的排泄，对矿井直接充水影响不大。但是当有井巷穿越断层时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，有利于大气降水的渗入，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象。如有穿过断层的老窑，集水的可能性极大。2)小煤矿、老窑水文地质特征矿区小煤窑分布较多，几乎所有煤层均有多处开采，但现均已封闭，其水文特征不详。原十青山煤矿、大吴煤矿、湖里煤矿现已关闭，生产能力均为3万吨/年。煤矿开拓方式以平硐为主。C12、C15、C16、C17煤层西部边界线至其以东300m，标高1804m以上己采。该矿开采时
37、煤层及其顶板一般无水，但老采空区及巷道有积水现象，其水源主要来自雨季从井口流入和断层破碎带（断层面），必须采用水泵方可满足排水需要。3)充水因素分析A、充水水源（1）地表冲沟水冲沟水沿途接受泉水及煤窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟附近的树枝状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带、断层直接接触，将来沿溪沟和断层分布地带开采煤层时，冲沟水可能沿风化裂隙、断层裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。（2）第四系孔隙水矿山内覆盖的第四系，以残坡积的粘上、粉质粘土、砂砾石、碎石土等组成，孔隙度大，透水性差，含水性弱，加之厚度不大
38、，分布不广，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。（3）龙潭组弱裂隙含水层该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，在构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量相对会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。（4）小煤矿、老窑采空区积水矿井采空区、小煤矿、老窑内存在着一定的积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。B、充水通道（1）岩石天然节理裂隙矿山内的龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育成岩或构造节理、裂隙，尤其是内部菱铁质细砂岩等脆性岩石更为发育，它们是地下水活动的良好通道，并
39、沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。（2）人为采矿冒落裂隙未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。（3）断层破碎带区内断裂构造不发育，仅在矿区中部发育一条走向正断层(F41)，断层走向近东西，长约600米，倾向南，倾角23度，断距小于30米，导致发育小落差断层，这些断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度，塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场
40、，地表水、地下水更可能沿断裂带进入矿井。（4）小煤矿和老窑采空区矿山内小煤矿和老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、部分地表水进入矿井的通道。C、充水方式由于矿井直接充水含水层露头分布不广，接受大气降水补给不强，为中等弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为断层、老窑巷道、岩溶管道导水，因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。4、小窑开采情况青山煤矿由原铜山县青山煤矿、大吴煤矿、湖里煤矿与十青山煤矿煤矿整合而成。原青山煤矿原属私营独资企业，井田面积0.2676Km2。设计生产规模3万t/a，主要开采5号煤层，矿井范围内5号煤
41、东面已全部采空，开采损失量19万t。矿井采用平硐开拓。大吴煤矿原属个体，井田面积0.2639Km2。设计生产规模6万t/a，主要开采5号、12号、15号煤层，矿井范围内5号煤、12号煤西面已全部采空，15号煤+1836m标高以上已采空，矿井开采损失量46万t。矿井采用平硐开拓。十青山煤矿原属私营企业，井田面积0.1235Km2。设计生产规模3万t/a，主要开采5号煤层，矿井范围内5号煤已全部采空，开采损失量9万t。矿井采用平硐开拓。湖里煤矿原属个体，井田面积0.3081Km2。设计生产规模3万t/a，主要开采5号煤层，矿井范围内5号煤西面已开采，开采损失量8万t。矿井采用平硐开拓。老窑和采空区
42、的积水对该矿的开采没有造成较大的水害威胁。但是，矿井在首采工作面回风巷和接近浅部煤层巷道掘进时，必须采取可靠的探放水措施。并对老窑的分布情况标绘在井上下对照图和采掘工程平面图上，以便指导矿井安全生产。采掘工程必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则。同时坚持“有疑必停”的原则。防止采空区积水及老窑积水的突然涌出。老窑老空水积水量估算：式中，W老空积水量，m3；M采厚，m；a老窑老空走向长度，m；h老窑老空垂高，m；煤层倾角，（）； K老空的充水系数，一般采空区取0.30.5，煤巷取0.50.8，岩巷取0.81.0。计算得青山煤矿老窑老空水积水量W32283m3。9）矿井地
43、表水体基本情况矿区内无山塘、河流、湖泊、水库、渠道及积水区，仅有季节性溪沟。溪沟水随季节变化而变化，无地表水体。对井下开采没有造成水害威胁。主平硐、副平硐、回风平硐井口的布置不存在地表水淹井的可能性，但是，业主未提供历年的最高洪水基准面数据。5、矿井涌水量根据铜山县青山镇青山煤矿目前开采情况，掘进巷道煤层顶板局部有少量滴水现象，开采的各煤层采掘回风平巷煤层顶板有滴水现象，其汇集后水量约0.05L/s，雨季增大，用水泵间隙排出。铜山县青山镇青山煤矿及十青山煤矿老窑及采空区有积水，老窑及采空区无通风等原因无法进入，未收集到资料，积水量不详。根据六铜水市环境科学研究所环境影响评价中心2005年5月提
44、供的建设项目环境影响报告表，煤矿正常涌水量15m3/h，最大涌水量30m3/h。根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山煤矿（整合）安全专篇，矿井正常涌水量为15 m3/h；最大涌水量为30m3/h。本矿采用平硐开拓，一采区涌水量经平硐直接流出地表。二采区、三采区涌水量资料不详，矿井在二采区、三采区开采时，需要根据实际涌水量计算选择排水设备，预留排水泵安设位置，满足二采区、三采区开采时排水要求。三、水患类型及威胁程度1、矿井水患类型矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老空水。根据水源分类，矿井水害分为：地表水水害、老空水水害、孔隙水水害、裂隙水水害和岩溶水水害等。根据本矿井的
45、具体实际，对其可能形成的水害类型分析如下：大气降水：大气降水是各含水岩组地下水的主要补给源，矿井涌水量将随大气降水强度变化，一般情况下，雨季时涌水量增大，枯季时涌水量变小；若开采过程中，采空塌陷影响至地表，大气降雨会通过地面塌陷、地表裂缝间接进入矿井，使矿井的涌水量增大。地表水：区内发育的季节性冲沟在采空塌陷影响下，将成为矿床间接充水因素。地下水：含煤岩系虽然富水性弱，但其内的地下水将直接进入矿坑，将成为矿床间接充水因素。P2m距离C27煤层50m，矿井在该水位之下生产时，在高水压作用下，其内地下水将可能突破之间的隔水层，向井巷突水成为矿床充水水源。老窑积水：据调查，矿区范围内开采C1煤层留下的老采空区面积较大，存在一定的老窑积水，将成为矿床间接充水因素。2、矿井水患威胁程度根据贵州省铜山县青山镇青山煤矿(整合)资源/储量核实报告，矿区内含煤地层为二叠系龙潭组，水文地质条件中等，煤系地层富水性弱。
