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1、山 西 蒲 县 宏 源 集 团北 峪 煤 业 有 限 公 司探放水设计方案2010年会审名单集团公司： 总工程师： 地 测 部： 北峪煤业： 矿 长： 总 工： 安全矿长：生产矿长：机电矿长：生 产 科：地 测 科： 调 度 室： 安 全 科:通 风 科： 机 电 科： 负 责 人：编 制 人： 会审日期： 年 月 日会 审 意 见一、存在主要问题：二、处理意见：山 西 蒲 县 宏 源 煤 业 集 团北 峪 煤 业 有 限 公 司 探 放 水 设 计根据煤矿安全规程和煤矿防治水规定的有关要求，严格执行“预测预报、k&.&p有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，进一步规范我矿防治水工作，有
2、效防治我矿水害事故发生，确保我矿安全生产，特制定本设计方案，具体如下：一、成立防治水机构：组 长：王立毅副组长：金明坤 王瑞谦 师建幸 王红军 曹 杰 成 员：尚军宁 李春富 张勤生 杨双龙 赵双平 刘润良 任玉安 张进泽 魏占魁 许红伟 李嘉清 刘文海 郭安平 王峰彦 彭银才 专职探水人员： 李龙杰 杜红岩 闫二强 杨海平 郭军军 杜峰峰二、井田水文地质概况：1）井田地表河流：地表水汇集于井田南部边界北峪沟河，北峪沟河往西汇入昕水河，昕水河往西至大宁县古镇村汇入黄河，井田属黄河流域昕水河水系，井田内各沟谷基本常年无水，遇雨亦一泻而去，雨停后沟干或为细流，属季节性溪流。本井田主斜井、副立井口标
3、高均高于所处地段的最高洪水位线。无洪水灌井威胁。2）、井田含水层：井田的含水层自下而上有：1、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层（I）奥灰岩溶裂隙含水层是煤系地层下伏的主要含水层。出露于勘探区的东侧、东南部和西部边缘，出露最大厚度在东南部金台顶一带为441.50m。下部为灰黑、深灰色中厚层石灰岩、白云质灰岩夹薄层泥质白云岩、白云质泥灰岩；中部为灰、浅灰色厚层状石灰岩、白云质灰岩夹豹皮状石灰岩和泥灰岩，溶洞发育，地表见有105m溶洞；上部为深灰色厚层状石灰岩夹泥灰岩及透镜状石膏层。详查阶段共施工2个奥灰探岩溶孔，揭露厚度297.78m和169.75m，揭露岩溶层位埋藏标高831.301062.62m
4、。据区域水位推测本井田奥灰岩溶水位标高930932m。根据探岩溶孔对其岩性变化、含水层及隔水层自下而上叙述如下：上马家沟组厚层状灰制裁白云岩石灰岩（O2s）岩溶含水层勘探区只有1703号孔揭露此层段，岩芯采取率较低，岩性为灰色、深灰色灰质白云岩及石灰岩，中段则多为厚层状石灰岩，CaO含量高，杂质少，裂隙溶洞发育，钻进中段时水泵量立即出现15m3/h的全漏直至终孔，观测静止水位标高为828.66m，形成了含水丰富的第二含水层组。据区域水力坡度推测本井田奥灰岩溶水位标高930932m。峰峰组下段泥质灰岩夹石膏层（O2f1）厚71.10102.87m，岩性以泥灰岩及灰色白云岩为主，并有石灰岩、白云岩
5、、角砾状泥灰岩及石膏层，致密较硬，纤维状石膏一般以薄片状、脉状、网络状与泥灰岩交织在一起，局部为薄层状石膏，该段可视为良好的相对隔水层。峰峰组上段块状石灰岩（O2f2）岩溶含水层厚39.7855.99m，岩性以块状石灰岩为主，局部含泥质成为泥质灰岩，一般发育24层裂隙岩层，组成第一含水层，北部区峰峰组上段溶隙发育，具有明显的溶蚀现象，3701号孔发现1.15m的溶洞。顶部具古风化壳，风化裂隙发育。物探测井该段为视电阴率曲线呈低阻反映，散射伽玛曲线呈低密反映的特征，钻液水泵量为15m3/h的全漏，表明含水层的透水性较好，测静止水位均无水位，因此，形成北部为局部饱水区。南部区峰峰组岩溶裂隙不甚发育
6、，只有薄的裂隙发育层，钻液消耗量只有0.2m3/h，表明第一含水层组含水性较弱，而第二含水层组的上马家沟组含水性明显增强，钻进消耗量出现15m3/h的全漏，岩芯鉴定发现溶隙发育，地表也发现该组的溶洞，表明南部形成以第二含水层组为主的特征。2、太原组石灰岩（K4、K3、K2）岩溶裂隙含水层主要由K2、K3、K4三层石灰岩组成，K2灰岩平均厚度4.30m，岩石致密坚硬，K3灰岩平均厚度2.30m，K4灰岩平均厚度1.70m，K3、K4灰岩裂隙多由方解石脉充填，裂隙不发育，钻孔冲洗液消耗量不大。根据乔家湾详查3503号水文孔抽水试验资料，水位标高为1202.84m，单位涌水量为0.376L/s.m，
7、渗透系数为0.010740.0119m/d，水质类型为HCOCa型水，根据简易水文观测及抽水试验表明含水层富水性较强。 3、山西组（K7）砂岩含水层K7砂岩岩性以细粒砂岩为主，常相变为粉砂岩，裂隙不发育。根据东河煤矿D4水文孔抽水试验资料，水位标高为1399.92m，单位涌水量为0.0017L/s.m，渗透系数为0.01m/d，水质类型为HCO3Na型水，矿化度为0.84g/L，属富水性弱的裂隙含水层。4、下石盒子组（K9、K8）砂岩裂隙含水层砂岩含水层位于2号煤层以上，K8为煤层直接充水含水层，岩性为灰白色、灰绿色、黄绿色厚层状石英长石砂岩，多为钙质胶结，裂隙稍发育，根据乔家湾详查3503号
8、水文孔抽水试验资料，水位标高为1135.20m，单位涌水量为0.0079L/s.m，渗透系数为0.00723m/d，水质类型为HCO3-Na+型水，矿化度为0.58g/L，属富水性弱的裂隙含水层。K9砂岩含水层位于K8砂岩以上50米左右。含水特征与K8相似，西北端出现了4.42L/s的泉，全区钻液消耗量一般0.100.60m3/h，个别钻孔（503号孔）处于风氧化带内出现15m3/h的全漏。在901号孔K9K8砂岩段抽水试验单位涌水量只有0.0097m3/h，水位标高1238.09m，因此，属较弱裂隙含水层。5、上石盒子组底部（K10砂岩）裂隙含水层砂岩含水层较稳定，在中、北部广泛出露，厚0.
9、5021.83m，平均厚4.72m。岩性为灰色、灰白色、黄绿色中粗粒石英长石砂岩，底部含小砾石。埋藏浅时，风化裂隙及节理发育。区内出露泉水较多，流量一般小于0.5L/s，个别达到0.7L/s，钻液消耗量一般在0.100.60m3/h，只有902号孔达到1.8 m3/h。因此，含水层为较弱裂隙含水层。6、第四系砂砾层孔隙潜水含水层分布于山间河谷及沟谷地带，主要由砂质粘土、粘土、砂砾石层组成，厚10.5m，赋存孔隙水、富水性受季节影响明显，总体上富水性较弱，仅做一般生活用水。据东河民井1号井提水试验得知，涌水量为1.35L/s，单位涌水量1.96L/s.m，涌透系数19.77m/d，据油房村东2号
10、井，单位涌水量0.75L/s.m。三、隔水岩层：1、下石盒子组泥岩、粉砂岩隔水层（K10砂岩底至K8砂岩顶） 隔水层主要由泥岩、粉砂岩夹有砂岩而组成，其间夹有裂隙不发育或稍发育的中粒砂岩，厚度变化大，一般厚90m左右，致密岩层对地表水及潜水起隔水作用。 2、太原组上部泥岩、粉砂岩隔水层（2号煤下至K4石灰岩顶） 隔水层由泥岩、粉砂岩夹有细粒砂岩组成，层位稳定，一般厚25m左右，在无断层贯通情况下，太原组石灰岩溶隙将不会影响上组煤的开采。 3、 太原组底部至奥灰之间泥岩、粉砂岩、石英砂岩隔水层（11号煤底板至O2f）隔水层主要由本溪组铝土岩、泥岩、粉砂岩、石英砂岩等组成，由于沉积时古地形起伏不平
11、，因而厚度变化较大，厚20-30m之间，对下伏奥灰含水层具有良好的隔水作用。三、矿井水文地质类型：K8砂岩含水层是开采2号煤层的顶板直接充水含水层，2号煤层开采塌陷裂隙与上覆砂岩体发生水力联系，或在浅部与风化裂隙水发生水力联系，成为矿井充水的主要来源。据矿井开采水文地质调查，2号煤层矿井涌水量为744912m3/d，其涌水量较大，因此，2号煤层矿井水文地质条件为简单类型。四、矿井水害及防治措施：本矿开采2号煤层为顶板砂岩裂隙水，水量不大，与季节性有关，对采掘影响不大。各矿自建井以来，未发生过水害事故，根据开采工作中的矿井地质工作调查，本矿开采2号煤层的主要突水威胁为2号煤层采空区积水。矿井防治
12、水害的原则，本矿井直接充水含水层富水性弱中等，对矿井的充水影响较小。对矿井产生突水事故的主要可能为采空区积水，开采靠近时应引起注意，并在井下采煤时，掌握突水征兆，其征兆有以下几点：1、煤层发潮发暗，正常情况下煤层是干燥光亮的，当有水渗入时，使之潮湿变暗，说明附近有积水。2、煤壁出汗，煤层是隔水的，当煤层附近或其上方有积水，使得煤壁温度低于巷道空气温度，在冷热交换作用下而出汗。3、工作面温度低，迎头必有积水区，当煤层渗透进水后，吸收热量而使工作面温度降低。4、煤壁挂红、毒气增生，注意积水老窑，积水年久煤质变松，裂隙面生锈，由于积水年长久，水渗入裂隙中挤出气体，这些气体如硫化氢、沼气等在未采掘前被
13、迫压缩于裂隙中，巷道 开拓后，获得释放，溢出巷道。上述突水征兆一经呈现，应立即报告有关部门及时组织查明情况，以便及早采取有效措施，妥善处理。矿井水防治方法：1、井口要建在历年最高洪水位线以上，并在井口四周建好防洪堤坝及水流通道。2、加强对采空区积水的探放工作。3、在生产前做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”。4、结合矿井地质工作，加强对矿井水文情况的观测分析，以防构造引起地下水的沟通而引起突水事故。五、排放水设施、设备布置安装：排水设施：探放水地点要挖设容积不小于20m3水仓一个，沿水仓至主斜井底挖设排水沟，确保涌水及时排除，主要巷道排水沟深度50cm，宽度30cm，各探放水地点至主
14、要巷道排水沟措施内规定。排水设备：安装排水泵一台，使用3寸消防软管与排水管路联接。主要巷道敷设4寸排水管路至主斜井底水仓，探放水地点在探放水前敷设3寸排水管路与主要巷道联接。 主要水仓设置及排水设备配备：矿井主斜井底水仓容积500 m3，安设D85-45*6型排水泵3台，一台工作，一台备用，一台检修，工作水泵总排水能力85 m3h，安设4寸排水管路二趟至地面。六、钻探设备及型号：矿井使用钻机型号：ZYJ380210液压架柱式回钻机2台。钻具配备：BZ14107813ZY型液压辅助泵站2台，55mm钻杆400m，合金钻头6个及钻具2套。七、探放水钻孔的设计布置及警戒线的确定：1、水钻孔直径与数目布置钻孔呈扇形放射状布置于巷道前方，开口孔径55mm，每次探水沿煤层布置钻孔3个，呈扇面形，中孔方位为迎头正前方向，左右斜孔与中孔的夹角分别为6。中孔距离为200m，左右斜孔的距离均为201m m。按探200m掘170m的方式交替进行，留足30m的探水超前距。2、探水钻孔超前距、帮距：超前距离：探水钻孔深度为200m，探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离采用30米超前距离的计算：a=0.5A L (3p/kp)1/2式中：a -超前距离（m） L-巷道的跨度（宽或高，取其最大者）m P-水头压力（Mpa） Kp-煤的抗张强度（Mpa）
