《山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面探放水设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面探放水设计.doc（43页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、前 言山西潞安环能上庄煤业有限公司位于襄垣县北西17km，东南距下良镇7.0km，东北距西营镇3.5km。行政区划隶属襄垣县西营镇管辖，地理坐标为：东经11301371130311，北纬364047364224。根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件，晋煤重组办发200930号关于长治市襄垣县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复, 潞安环能上庄煤业有限责任公司（原企业）为单独保留矿井，核准重组后企业名称为山西潞安环能上庄煤业有限公司。2012年10月22日山西省国土资源厅为其换发了采矿许可证，证号为C1400002009111220044039，批准兼并重组后井田面积为3.956
2、5km2，开采315号煤层，生产能力为0.90Mt/a。山西潞安环能上庄煤业有限公司由山西潞安环保能源开发股份有限公司控股，为股份制企业。本矿井初步设计和安全专篇已经主管部门予以批复通过。随后矿方在该两个文件批复的原则下进行了开工建设。矿井东部的山西襄矿新庄煤业有限公司对本矿井越界开采，并形成采空区。本矿井设计主斜井、副斜井和集中胶带下山、15号煤轨道下山要从该越界开采后形成的采空区下方通过。虽然该部分井巷是从该采空区下方通过，但为预防和避免该采空区对井巷掘进工作的影响，以杜绝掘进过程中水灾事故的发生，根据潞安集团公司2012164号会议纪要中条文，“在巷道掘进至距采空区30m之前，应委托具有
3、探放水资质的设计单位编制探放水专项设计并报批”。为此受该矿委托我公司组织有关技术人员，深入现场，实地考察，经过多方研究讨论，编制完成了山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面探放水设计。一、设计的指导思想在贯彻执行煤炭工业政策、法规、条例的前提下，以经济效益、安全生产为中心，以促进区域经济的发展为目标，以矿井资源条件，开发条件为基础，本着“安全第一、预防为主”的原则，为矿井安全高效生产创造良好条件。二、设计的依据1、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200930号关于长治市襄垣县煤矿企业兼并重组整合方案部分的批复；2、采矿许可证；3、由山西太行矿业工程技术有
4、限公司于2010年8月编制的山西潞安环能上庄煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告。4、山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计及安全专篇。5、中华人民共和国建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2005年制定的煤炭工业矿井设计规范(GB50215-2005)；6、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁发的煤矿安全规程；7、中华人民共和国安全生产法；8、矿山安全法；9、煤矿救护规程；10、煤矿防治水规定；11、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程；12、矿方提供的采掘工程平面图及其它资料。13、设计委托书。第一章 矿井概况第一节 井田自然概况一、井田
5、境界依据2012年10月22日由山西省国土资源厅换发的采矿许可证（证号C1400002009111220044039），批准开采3号15号煤层，生产规模90万吨/年。井田范围由9个拐点坐标连线圈定（6带），井田南北长约3.03km，东西宽约2.25km，井田面积3.9565km2。井田境界拐点坐标见表1-1-1。表1-1-1 兼并重组后井田范围拐点坐标表拐点号1980（西安80坐标系）1954北京54坐标系XYXY14065951.7019683233.434066000.0019683302.0024065490.7019683302.434065539.0019683371.0034063
6、495.6919683381.444063544.0019683450.0044062924.6819682719.444062973.0019682788.0054063354.6819682375.434063403.0019682444.0064063275.6819682262.434063324.0019682331.0074063406.6819682123.434063455.0019682192.0084063282.6819681987.434063331.0019682056.0094064583.6819681131.424064632.0019681200.00二、交通
7、位置山西潞安环能上庄煤业有限公司位于襄垣县北西17km，东南距下良镇7.0km，东北距西营镇3.5km。行政区划隶属襄垣县西营镇管辖，地理坐标为：东经11301371130311，北纬364047364224。井田西有太长高速公路、榆黄公路、北有武乡至墨镫铁路，井田及各村间有地方公路相连，井田交通较便利。交通位置详见图1-1-1。三、地形、地貌井田内大面积为第四系地层所覆盖，地貌特征多为黄土塬及黄土峁，沟谷切割强烈，沟壑走向无规律性。井田地貌为剥蚀黄土丘陵区，地形较复杂，地势北高南低，北部山梁较高点地面标高1047.0m，谷底地面标高为960.0m，相对高差87.00m。地形坡度一般725，自
8、然边坡较稳定。四、水系本区属海河流域浊漳河水系北源。长治市境内流域面积2098km2，长55.5km，关河水库以上多年平均径流量1.85亿m3。其支流史水河及次级上良河从矿区南侧流过，史水河清水流量0.053m3/s，多年平均径流量约1000万m3。矿区北侧为涅河次级支流牛郞河，为季节性河流。区内沟谷大多近南北向。井田内大部分沟谷无长年性流水，沟谷中雨季有短暂流水。五、气象、地震1、气象本区属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，夏秋湿润多雨，冬季干燥寒冷，年平均气温为8.8，一月平均气温-8.1，最低-21。七月平均气温23.5，最高37，无霜期180天，最大冻土深度0.82m。年平均降水量
9、532.8mm，年平均蒸发量1768.1mm，降水多集中在6、7、8月份。风向冬春季多西北风，夏季多为东南风，风力一般为34级。2、地震据地震活动记载，历史上未发生过5级以上地震，主要以微震和小震为主。据建筑设计抗震规范（2008年）版该区设计地震基本加速度值0.10g，设计地震分组第一组，地震设防烈度为7度。六、自然灾害本地区主要的自然灾害有大风天气、地震等，矿方应根据实际情况采取相应的预防治理措施。第二节 地质概况一、地层井田位于山西省沁水煤田襄垣普查区的南部，井田内第四系黄土大面积覆盖，井田北部二叠系上统上石盒子组（P2s）沿沟底零星出露有二叠系下统下石盒子组（P1x）、山西组（P1s）
10、及等地层。根据井田地表及钻孔资料对井田地层特征简述如下：1）奥陶系中统峰峰组（O2f）为含煤地层之基底，埋藏于井田深部，本组地层厚120m左右，中、上部为灰深灰色中厚层状石灰岩，质纯，夹白云质灰岩团块，下部为灰深灰色泥灰岩夹石膏层（单层厚1530mm），底部为角砾状泥灰岩。2）石炭系中统本溪组（C2b）平行不整合于峰峰组之上，本组地层厚624m，平均10.0m。岩性为灰白色铝土质泥岩、粉砂质泥岩、薄层灰岩、煤线及窝状赤铁矿（山西式铁矿）。3）石炭系上统太原组（C3t）整合于下伏本溪组地层之上，为本区主要含煤地层之一，本组地层厚88.59133.92m，平均110.38m。底部以浅灰色细粒砂岩（
11、K1）与本溪组整合接触，顶部与山西组K7砂岩整合接触。主要岩性为砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩和89层煤层。根据其岩性组合特征自下而上可分为三段：.一段（C3t1）：自K1石英砂岩底至 K2石灰岩底，厚17.6339.58m，平均厚27.35m，底部为K1砂岩，泥质砂岩；下部为泥岩、薄煤层及薄灰岩；中上部为14、15号煤层及泥岩、砂质泥岩，其中15-3（15下）号煤层为本区稳定可采煤层，煤层厚度1.463.90m，平均2.73m。.二段（C3t2）：自K2石灰岩底至K4石灰岩顶，厚31.3737.84m，平均厚35.77m，底部为K2灰岩，顶为K4灰岩，中部由砂岩、泥岩、K3灰岩及11、12、13号
12、煤层组成。.三段（C3t3）：自K4石灰岩顶至K7砂岩底，厚39.6056.50m，平均厚47.26m，由砂岩、泥岩、灰岩及煤层组成，含K5、K6灰岩及7、8、9号煤层。4）二叠系下统山西组（P1s）平行整合于太原组地层之上，为区内主要含煤地层之一，本组地层厚45.6463.31m，平均55.09m。底部以K7砂岩底与太原组分界，顶部以K8砂岩底与下石盒子组分界。岩性主要为深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩及煤层，中下部含2号、3上、3号煤层，其中3下煤层厚1.52.30m，平均1.90m，为稳定可采煤层，其余煤层不稳定、不可采。5）二叠系下统下石盒子组（P1x）平行整合于山西组地层之上，本组
13、地层厚83.3995.90m，平均89.60m。底部以K8砂岩与下伏山西组整合接触，岩性主要为浅灰、浅灰绿色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。顶部为灰绿夹紫红色砂质泥岩，含细粒菱铁矿鲕粒，其层位俗称“桃花泥岩”，稳定而特征明显，为本区上、下石盒子组地层分界的辅助标志。6）二叠系上统上石盒子组（P2s）K9砂岩底至K12砂岩底，平行整合于下石盒子组地层之上，按岩性特征分为上、中、下三段，井田内仅出露下段地层。底部K9砂岩为灰白色、浅灰绿色厚层状含砾粗砂岩，其上以浅灰绿色泥岩为主夹细粒砂岩及粉砂岩薄层，该层在区内保留厚度约200m。7）第四系（Q）厚055.70m，平均25.72m，与下伏地层呈不
14、整合接触。由下而上可分为：.第四系中更新统（Q2）：主要为浅红色亚粘土，含钙质结核；下部为半固结的砂层和灰紫色亚粘土，底部有时夹一层未胶结的砂砾层，厚023m，主要分布在山坡及沟谷中。.第四系上更新统（Q3）：分布于山顶及山坡上，主要为浅黄色粘土、钙质结核及砂砾石透镜体，厚050m。.第四系全新统（Q4）：主要分布在大的沟谷中，组成河漫滩，由砂、砾石等冲洪积物构成。厚015.60m。二、含煤地层井田含煤地层为石炭系上统太原组（C3t）及二叠系下统山西组（P1s），平均总厚165.47m，共含煤15层，煤层平均厚度12.45m，含煤系数7.52%。其中太原组地层平均厚110.38m，含煤10层，
15、自下而上编号为15（15-3）、15-2、15-1、14、13、12、11、9、8、7号等，煤厚7.05m，含煤系数6.4%，其中仅15煤层可采。山西组地层平均厚55.09m，含煤5层，自上而下编号为1、2、3上、3中、3等，煤层厚5.40m，含煤系数9.8%，其中仅3号煤层可采。三、构造根据井田内钻孔及井巷工程控制，井田总体构造形态为一单斜构造，地层走向NE，倾向NW，倾角313，局部发育褶曲，与区域构造一致。另由井巷工程、物探控制发育有2条小型断层，1个陷落柱构造。1、断层F2逆断层：位于井田中部冯岩村南，地表为第四系覆盖，由巷道工程探明，走向近335340，倾向NE，倾角42，落差68m
16、，井田内延长约150m。F9逆断层：位于井田北部，地表为第四系覆盖，由三维地震探明，走向2530，倾向SE，倾角45，落差810m，井田内延伸约长度600m，2、陷落柱陷落柱：位于井田东北部，地表为第四系覆盖，由三维地震探明，呈椭圆形，规模8090m。3、岩浆岩井田内外无岩浆岩侵入。综上所述，对照DZ/T0215-2002煤、泥炭地质勘查规范，井田构造复杂程度为简单类型。四、可采煤层井田内可采煤层见表2-1-2。表2-1-2 可采煤层特征表含煤地层煤层编号煤层厚度（m）煤层间距（m）煤层结构顶板岩性底板岩性煤层稳定程度可采性备注最小-最大平均最小-最大平均矸石层数类别P1s31.16-3.40
17、1.9424.8-49.2442.651-2简单砂质泥岩粉砂岩砂质泥岩细砂岩稳定赋存区可采C3t90.24-2.030.730简单砂质泥岩粉砂岩砂质泥岩泥岩较稳定局部可采57.45-78.3564.35151.46-3.902.730-1简单泥岩砂质泥岩粉砂岩砂质泥岩泥岩稳定全区可采各煤层特征分述如下： 3号煤层：位于山西组下部，据 8个钻孔资料统计结果，井田内3号煤层有分岔现象，分为三个分层3上、3中和3。中部夹有415m的夹石层，其中3煤层厚1.163.40m，平均1.94m，为稳定可采煤层，3上、3中煤层不稳定，不可采。煤层结构简单，层位稳定，常含夹矸12层，由砂质泥岩组成，夹矸厚00.
18、65m。其直接顶板为砂质泥岩、粉砂岩，局部相变为细砂岩，底板为细砂岩、砂质泥岩、泥岩。井田南端有煤层露头及风氧化带分布，局部存在剥蚀现象，3号煤层开采多年，存在大面积的采空区及古空区。 9号煤层：位于太原组中部，据 8个钻孔资料统计结果，井田内9号煤层厚0.242.03 m，平均0.73m，煤层结构简单，不含夹矸，层位稳定，为较稳定局部可采煤层。其顶板为砂质泥岩，局部为砂岩、粉砂岩；底板为砂质泥岩、泥岩，局部为粉砂岩。井田内9号煤层埋藏较深，不存在风氧化及剥蚀现象。现条件下， 9号煤层尚未动用。 15号煤层：位于太原组一段的中部，距K2灰岩底面7.3011.79m，平均9.64m。据 8个钻孔
19、资料统计结果，井田内15号煤层厚度1.463.90m，平均厚2.73m，煤层结构简单，煤层稳定，属全区稳定可采煤层，含夹矸01层，夹矸层不稳定，最大厚0.60m，呈层状。其顶板为泥岩，局部为砂质泥岩、粉砂岩；底板为砂质泥岩、泥岩。井田内15号煤层埋藏较深，不存在风氧化及剥蚀现象。现条件下， 15号煤层尚未动用。五、煤质根据国家标准GB/T15224-2004煤炭质量分级，本井田3号煤层属特低硫、低灰-高灰、中高发热量之贫煤（PM），煤对二氧化碳反应差，热稳定性高，为良好的动力用煤及化工用煤；9号煤层为特低硫、低灰中灰、中热值特高热值之贫煤（PM），为良好的动力用煤及化工用煤；15号煤层为低硫中
20、高硫、特低灰高灰、低热值特高热值之贫煤（PM），可作为动力及化工用煤。因15号煤层硫含量高，煤的用途受到限制，应对该煤层进行洗选加工等技术处理，扩展煤的工业用途，提高经济效益。第三节 井田水文地质条件一、地表水井田范围内无地表水体，地貌形态多为黄土塬、黄土丘等，地表被沟谷切割的支离破碎，呈树枝状分布，沟谷在洪水季节主要接纳洪水的排泄。本井田工业场地处于井田的东南部，分布于史水河（干谷）上游的次一级沟谷边缘，地势较高，沟谷坡度1.05.0%，地形起伏大，有洪水时随即向南排泄，进入史水河，再入浊漳河干流。据访问，近50年时间该区无大的洪水，仅小水流在沟谷内即排即泄，最高洪水位线标高约922m，本矿
21、主斜井井口标高为954.697m，副斜井井口标高为955.066m，回风井井口标高为957.451m，工业场地较低处的地面标高为950m，井田南侧史水河的沟口处地面高程为940m，均高于最高洪水位线922m，该矿工业场地内的井口和场地内的建筑物体其周围有防水墙，正常年份的雨水可顺山坡沟谷流走，洪水不会对矿井口或建筑物造成威胁，自建矿至今未发生过洪水灾害。二、主要含水层1）第四系松散孔隙含水层井田内第四系松散地层大面积分布，于井田中部和南部分布的黄土台塬和沟谷两侧，地下水水位埋深1.503.00m，出水量510m3/d，水质较差。井田周边分布的黄土层，由于冲沟切割，为透水不含水地层。2）二叠系碎
22、屑岩类裂隙含水层该含水岩组主要指石盒子组及山西组，由2009年4月襄垣县上庄煤矿风井井筒检查孔地质勘查报告，在井田北部施工了一个风井井筒检查孔，其孔口坐标为：X：4026632.000，Y：38404489.800，H：945.50m。通过简易水文观测，该孔的孔内水位、冲洗液消耗量小；根据钻探岩芯破碎程度、岩性及岩芯裂隙发育程度和裂隙面的水蚀痕迹，物探盐化扩散试验等工作，确定钻孔的含水层分布段，含水层岩性为浅灰色细砂岩，中厚层状，地层破碎较破碎，裂隙含水。水化学类型为HCO3K+Na。抽水试验结果：静止水位埋深45.00m（水位标高900.50m），涌水量0.075 L/s，降深125.61m
23、，单位涌水量610-4L/s.m。渗透系数为0.005m/d，影响半径为89.52m。按煤矿防治水规定附录二，该组含水岩层为弱富水性，水文地质条件简单。地下水的补给为大气降水的入渗补给，水的流向为顺层方向，由北东向南西。3）石炭系上统太原组碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙含水层太原组K6灰岩与K5、K4、K3、K2灰岩及厚层中粒砂岩即属该类含水层。据井田内施工钻孔探水文观测资料，其含水层无明显的分层性。一般情况下，该组地层自上而下以灰岩含水为主。据邻区夏店详查地质报告中1703号钻孔抽水资料，地下水水位标高为820.00m，单位涌水量为0.004L/sm，弱富水性，渗透系数为0.16m/d，水化学类型为H
24、CO3SO4Ca（KNa）。4）奥陶系中统碳酸盐岩岩溶裂隙含水层为煤系地层的基底，据对本区近几年来的施工的岩溶深井对比研究，该套地层的主要含水岩层位于奥陶系中统上马家沟组地层的中下部，上部的峰峰组地层在本区为不含水或微含水，其岩性为厚层状灰岩、灰黑色泥灰岩或角砾状泥灰岩，层间裂隙充填石膏，厚度200300m，上马家沟组的上部地层岩性为厚层状灰岩，一般岩溶不发育，含水微弱。据对本矿使用的深井实测，地下水位埋深+307.00m（水位标高为+644.30m），石板沟煤矿1号深井水位标高为+646.00m，水井出水量2025m3/h，水位降深4.6420.50m，单位涌水量0.341.20L/s.m，
25、为中等强富水性含水岩层。水化学类型为HCO3SO4CaMg。由此推算井田内奥灰岩溶静水位为+643647m。三、主要隔水层1）石炭系中统本溪组厚层状泥岩该地层主要由厚层状铝土质泥岩、泥岩组成，厚度平均15.0m。2）石炭系上统太原组中厚层状泥岩、砂质泥岩，该套地层为本组地层的主要岩层，其分布厚度占总地层厚度60%以上，多为灰岩与砂岩的夹层，单层厚度一般在2.0m以上。3)二叠系下统山西组与上石盒子组厚层状泥岩、砂质泥岩，该套地层分布厚度大，致密，裂隙不发育，单层最大厚度一般为11.021.0m。四、地下水的补给、径流及排泄本区第四系孔隙含水层主要受大气降水补给，向地形低凹处排泄；基岩风化裂隙含
26、水层主要受大气降水和第四系孔隙含水层补给，主要排泄方式为地形低凹处排泄、人工开采及垂直向下补给碎屑岩裂隙含水层；碎屑岩裂隙含水层和碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙岩溶含水层间由于泥质岩类隔水层的存在，相互间水力联系差，主要以相互平行的层间径流为主，排泄一般为煤层开采的疏干排泄；奥陶系岩溶地下水在本井田为补给径流区，地下水流向由西北至南东，排泄方式主要为泉群和井采排泄。五、矿井充水因素分析一）3号煤层充水因素分析（1）直接充水井田开采3号煤层，煤层厚度1.163.40m，平均厚度1.94m，直接充水含水层为3号煤层顶板砂岩裂隙含水层，依据煤矿防治水规定中的导水裂隙带最大高度计算公式(3号煤层覆岩以中硬岩石为
27、主) ： 式中：Hli为导水裂隙带（包括冒落带的最大高度）m，M为煤层厚度（1.502.30m，平均1.94m）,N为煤分层开采系数（取1），预算井田3号煤层一次采全高时产生的导水裂隙带高度为34.4940.33m，一般为37.56m。可以沟通上部下石盒子组底K8砂岩含水层水。在井田的东南部，由于煤层埋藏较浅，3号煤层开采时可导通上层风化带裂隙水和第四系松散地层的地下水，因此矿井生产时应有所防范。（2）奥灰系灰岩含水层充水井田内3号煤层底板标高为620.0960.0m，井田西部埋深大，东部埋深小，在井田区西部约350m宽的范围内，奥陶系灰岩含水层水位高出3号煤层底板最大高度为26.0m，高出奥
28、陶系地层顶面119.43m。其它大面积区域奥陶系灰岩含水层水位（井田区域646.0m）低于3号煤层底板，煤层以下隔水层总厚（至奥陶系地层顶面） 84.87101.97m，平均93.42m。按煤矿防治水规定附录四计算公式：突水系数计算： 式中：T突水系数(MPa/m) P底板隔水层承受的水压(MPa)（取值1.19MPa） M底板隔水层厚度(m)（取值3号煤层底板至奥陶系灰岩顶面间层间隔水层总厚度93.42m），经计算井田西区3号煤层的突水系数T为0.013MPa/m，按煤矿防治水规定，正常块段不大于0.1MPa/m，构造破坏块段一般不大于0.06 MPa/m的临界值。因此在无构造导水通道或人为
29、钻探通道时，发生奥灰水对煤层底板的突水事故的可能性小。二）9号煤层充水因素分析（1）、直接充水井田拟开采9号煤层，煤层厚度0.242.03m，平均厚度0.73m，局部可采。直接充水含水层为煤层顶板砂岩和上部灰岩裂隙含水层，该层直接顶板岩层的坚硬程度为中硬岩。根据以下公式：式中：Hli：为导水裂缝带（包括冒落带的最大高度）m，M：为煤层厚度（取煤层最大厚度2.03m，），计算井田9号煤层一次采全高时产生的导水裂隙带最大高度为38.50m。可沟通煤层上部K6灰岩含水层水。因此矿井生产时应有所防范。（2）、奥灰岩含水充水井田内9号煤层底板标高为580.0930.0m，仅在井田区西部约570m宽的范围
30、奥陶系灰岩水位高出9号煤层底板，最大高度为66.0m。井田其它大面积区域奥陶系灰岩水位（井田区域646.0m）低于9号煤层底板，煤层以下隔水层总厚44.8761.97m，平均53.42m。根据以下公式对突水系数进行计算：由公式：T式中：T突水系数（MPa/m）P底板隔水层承受的水压（MPa）（取值1.19MPa）M底板隔水层厚度（m）（取值9号煤层底板至奥陶系灰岩顶面间层间隔水层厚度53.42m），经计算井田西区9号煤层的突水系数T为0.022MPa/m，按规定，正常块段不大于0.1MPa/m，构造破坏块段一般不大于0.06MPa/m的临界值。因此在无构造导水通道或人为钻探通道时，发生奥灰水对
31、煤层底板突水事故的可能性小。三）15号煤层充水因素分析（1）直接充水开采15号煤层，可能会受到煤层顶板厚层状灰岩含水层的直接充水，结合原钻孔抽水试验资料，钻孔单位涌水量为0.0006L/s.m，为弱富水性，渗透系数为0.005m/d。直接由15号煤层顶板含水充水。（2）上覆采空区积水充水15号煤层由于煤层开采过程中产生的裂隙塌陷，容易沟通导水裂隙带内其它含水层。15号煤层厚度为1.463.90m，平均2.73m。顶板岩石岩性为厚层状灰岩，抗压强度5060MPa，顶板采用全部陷落法管理，依据煤矿防治水规定中的导水裂隙带最大高度计算公式(15号煤层覆岩以坚硬岩石为主)： 计算井田内15号煤层一次采
32、全高时，产生的导水裂缝带高度为46.2569.25m，一般为59.57m。煤层开采后可以沟通上部（K5）石灰岩含水层，井田3号煤层底板距15号煤层顶板为108.54106.10m，计算导水裂隙带最大高度为69.25m，对3号煤层采空或积水区不具影响，但应考虑断层、陷落及钻孔沟通可能影响到3号煤层采空积水，而造成的上部采空积水直接突水，因此矿井生产时应有所防范。（3）奥灰系灰岩含水层充水突水系数计算：由公式： 式中：T突水系数(MPa/m) P底板隔水层承受的水压(MPa)（取值1.19MPa） M底板隔水层厚度（m）（取值15号煤层底板至奥陶系灰岩顶面之间隔水层厚度32.16）。突水系数计算，
33、T=0.037MPa/m，按煤矿防治水规定，正常块段该计算值不大于0.10 MPa/m，构造破坏块段不应大于0.06 MPa/m的临界值。因此在无构造作用和人为钻孔作用时，发生奥灰水对15号煤层底板突水事故的可能性小。六、采（古）空区积水井田内有7处采空区积水，均为3号煤层开采后遗留的采空区，井田内总积水面积为352489m2，总积水量240252m3。矿井周边分布有4个煤矿，据本次调查，总积水面积为116451m2，总积水量79371m3。东南部的水碾沟煤矿开采15号煤层，其采空积水对本矿井3号煤层开采无影响，井田外西部的上良联营煤矿、东部的老窑港煤矿、井田外西南部的白杨岭煤矿调查采空区内有
34、部分积水，但由于其采空积水范围与本矿井不相连，且留有足够的边界保安煤柱，无越界开采，现状条件下对本矿井3号煤层开采无影响。七、周边矿井充水条件据本次矿井调查，井田内外现条件下不存在小窑开采现象，兼并重组前，井田周边分布4个相邻矿井。1、山西襄矿上良煤业有限公司位于井田外西部，批准开采3号煤层，现采3号煤层，井田面积4.3616km2，生产能力60万t/a，矿井正常涌水量480m3/d，据调查其井田东部采空区内有积水，积水量为33001m3（详见表2），采空积水区距矿界50m，无越界开采。2、山西襄矿新庄煤业有限公司位于井田外东南部，井田面积1.17km2，前期批准开采3号煤层，经多年开采，资源
35、已经枯竭。现开采15号煤层，生产能力60万t/a，矿井正常涌水量2760m3/d。该矿开采15号煤层，对本矿井越界开采。3、白杨岭煤矿位于井田西南部，批准开采3号煤层，生产能力3万t/a，矿井涌水量240m3/d，该矿于2004年关闭。据调查，其井田北部采空区内有积水，积水量为15532m3，本井田南部现状条件下已基本开采结束，该矿与本矿井相邻处留有足够的矿界保安煤柱，现状条件下，其采空积水区距矿界20m，无越界开采。4、老窑港煤矿位于井田东北部，批准开采3号煤层，井田面积3.278km2，生产能力3万t/a，矿井涌水量48m3/d，该矿井于2006年已关闭。据调查，其井田西部采空区范围内有部
36、分积水，积水量为30838m3，但其矿界与本矿井不相连，距本矿间距为155m，无越界开采。八、矿井水文地质类型根据煤矿防治水规定，矿井水文地质类型划分如下：1、受采掘破坏或影响的含水层及水体本矿井开采3号煤层，受采掘破坏影响的含水层为其煤层上部的山西组碎屑岩含水岩层，疏干排水使该地层水位下降，该含水层补给条件差，钻孔单位涌水量为0.0006L/s.m，为弱富水性，渗透系数为0.005m/d。依据煤矿防治水规定分类依据，矿井水文地质条件为简单。2、矿井及周边老空水分布状况井田内有7处采空区积水，均为3号煤层开采后遗留的采空区，井田内总积水面积为352489m2，总积水量240252m3。矿井周边
37、分布有4个煤矿，据本次调查，总积水面积为116451m2，总积水量79371m3。东南部的水碾沟煤矿开采15号煤层，其采空积水对本矿井3号煤层开采无影响，井田外西部的上良联营煤矿、东部的老窑港煤矿、井田外西南部的白杨岭煤矿调查采空区内有部分积水，但由于其采空积水范围与本矿井不相连，且留有足够的边界保安煤柱，无越界开采，现状条件下对本矿井3号煤层开采无影响。根据煤矿防治水规定分类依据，3号煤层矿井水文地质条件为中等。3、矿井涌水量根据地质报告，采用原上庄井田生产资料，开采3号煤层，同时煤层埋藏较浅。煤矿的生产能力为30万吨/年，矿井正常涌水量为11m3/h，最大涌水量为25m3/h。采用水文地质
38、比拟法中富水系数法公式： QC= P式中：Q涌水量(m3/d)P年产量(万吨)经计算：矿井开采3号煤层时，生产能力达到90万t/a，矿井正常涌水量正常为30m3/h，最大涌水量为50m3/h。依据煤矿防治水规定分类依据，矿井水文地质条件为简单。4、突水量矿井开采3号煤层的，井下无突水点，采掘工作面及煤层顶板有淋水渗出，依据煤矿防治水规定分类依据，矿井水文地质条件为简单。5、开采受水害影响程度井下开采时，老空水、顶板砂岩含水层及构造破碎带含水水害隐患是防治水工作的重点，井田构造简单，煤层顶板含水微弱，在煤炭开采时认真做好防水、探水、疏干与排水工作，将采掘工作不受水害的影响，根据煤矿防治水规定分类
39、依据，该项分类依据为简单。6、防治水工作难易程度根据矿井水文地质特征，认真做好井上、井下的防治水工作，对本井田的老空积水和相邻矿的已关闭或生产矿井，认真做好调查工作，由于本井田存在采空积水和对周边相邻矿井防水工作较简单，并易于进行，根据煤矿防治水规定分类依据，矿井水文地质条件中等。综合上述评述，依据就高不就低的原则，矿井水文地质条件类型确定为中等。第二章 工程概况第一节 工程概况根据上庄煤业提供的资料，矿井东部的山西襄矿新庄煤业有限公司15103、15105回采工作面对本矿井越界开采。新庄煤业15103工作面已回采150m，15105工作面运输、回风顺槽已经送出，尚未回采。1、井巷落低及布置水
40、平位置主斜井井底煤仓、集中胶带下山布置：由于受新庄煤业越界开采15号煤后留下的采空区的影响，将集中胶带下山上仓段和井底煤仓上口布置在距15号煤底板下部20m的岩层当中，为保证煤仓上口及集中胶带下山的支护及施工安全性，煤仓上口及集中胶带下山顶板与15号煤采空区底板之间留设不小于20m厚的纯岩柱。集中胶带下山采空区段沿采空区下部20m处从15号煤采空区下部穿过，待通过采空区后以水平方式找到15号煤后，再沿15号煤布置。副斜井、井底车场、15号煤轨道下山布置：副斜井落底在+774（15号煤底板下方岩层当中）。井底车场也按此水平布置。井底车场平段终结后，15号煤轨道下山沿新庄煤业越界开采15号煤后留下
41、的采空区的下部20m布置，待穿过采空区之后，以6度坡向上爬坡，找到15号煤之后再沿15号煤布置。2、井巷断面主斜井（新建）：半圆拱断面，净宽5.0m，净断面17.31m2，副斜井（新建）：半圆拱断面，净宽5.0m，净断面积17.31m2，集中胶带下山采用矩形断面锚网喷加锚索支护，净宽5.0m，净高2.9m。15号煤轨道下山采用矩形断面锚网喷加锚索支护，净宽4.8m，净高2.9m，净断面13.90m2。第二节 周边矿井及越界开采井田外周边相邻有4座矿井，井田西部为山西襄矿上良煤业有限公司，东部为山西襄矿新庄煤业有限公司、老窑港煤矿，西南部为白杨岭煤矿。根据上庄煤业提供的资料，矿井东部的山西襄矿新
42、庄煤业有限公司15103、15105回采工作面对本矿井越界开采。新庄煤业15103工作面已回采150m，15105工作面运输、回风顺槽已经送出，尚未回采。主斜井、副斜井和集中胶带下山、15号煤轨道下山要从该越界开采后的采空区下方通过，因此须制定专项探放水措施，加强探放水工作，确保掘进工作的安全进行。第三章 探放水总述第一节 探放水原则l、采掘工作面必须坚持“有掘必探，先探后掘”的原则。尤其遇到下列情况之一时，更应重视，加强探水工作，确认无突水危险后，方可前进： （1）接近水淹的井巷、老空、老窑或小煤矿时；（2）接近水文地质复杂的区域，并有出水征兆时：一般征兆：煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋
43、水现象，且淋水可由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹。工作面气温降低，或出现雾气及硫化氢气味。有时可闻到水的“嘶嘶”声。矿压增大，发生片帮冒顶及底鼓。工作面底板灰岩含水层突水征兆：工作面压力增大，底板鼓起，底鼓量有时可达500mm以上。工作面底板产生裂隙，并逐渐增大。沿裂隙或煤帮向外渗水。随裂隙的增大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时混，底板活动时水变浑浊、底板稳定时水色变清。底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声。底板发生“底爆”，伴有巨响，水大量涌出，水色乳白或呈黄色。经确认无突水危险后，方可前进。2、预计水压较大的地区，正式探水钻进前
44、，必须先安好孔口管和控制闸阀。孔口管的长度，应根据水压和围岩性质在探放水设计中明确规定。孔口管与孔壁之间，必须灌注水泥浆固定，待水泥浆凝固后进行扫孔，扫孔后必须进行耐压试验，达到能承受设计水压后，方准继续钻进。特别危险的地区，还应预先采取开掘安全躲避硐，规定撤人的避灾路线等安全措施。3、钻进时，发现煤岩松软，片帮、来压或在钻眼中水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。钻眼内水压过大时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出
45、的措施。措施内容应包括背紧工作面（留出钻眼部分），在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，然后方可打开钻眼放水。4、钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水眼的流量，还必须观测水压。钻孔放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量，做好记录，遇有水量突然变化时，必须进行处理，并立即报告矿调度室。在排水过程中，有被水所封住的沼气或其它有害气体突然涌出的可能，必须制订安全措施，报矿总工程师批准。 5、底板隔水层厚度达不到安全开采要求时，原则上必须进行疏水降压开采，有条件时，也可采取在加强排水能力前提下的分区隔离开采。6、在安钻探水前，必须遵守下列规
46、定： （1）加强钻孔附近的巷道支架，背好顶帮，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板； （2）清理巷道浮煤，挖好排水沟； （3）在打钻地点或其附近安设专用电话； （4）确定主要探水孔的位置时，应由测量和负责防探水人员亲临现场，共同确定钻孔方位、角度、钻孔数目以及钻进深度。7、相邻矿井的分界处，必须留防水煤柱。严禁在各种防隔水煤柱中采掘。8、井巷出水点的位置及其水量，有积水的井巷及采空区的积水范围、标高和积水量，必须绘在采掘工程平面图上。在水淹区域应标出探水线的位置。采掘到探水线位置时，必须探水前进。9、每次降大到暴雨时和降雨后，应及时观测井下水文变化情况，并向矿调度室报告。10、水淹区积水面以下的煤岩层中的采掘
