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1、山西煤炭运销集团碾底煤业有限公司 中长期防治水规划(20102015 年) 为消除矿井生产水害隐患，加强矿井水灾事故的防治工作，避免水灾事故发生保证矿井安全生产，特制定本防治水计划：一、水文地质概况（一） 、区域水文地质概况西山煤田主要河流有汾河及其支流，均属黄河水系。汾河发源于宁武管涔山南麓，经静乐、娄烦二县，由煤田西北角流入本区，流经镇城底、古交、河口转向东北，出煤田经上兰村折向南流，进入太原盆地，向西南至河津汇入黄河。汾河全长 695km，区内为其上游河段。汾河水库以下至兰村出口长约 100km，区内河谷宽度一般为 600700m，最宽处古交至河口间达 1000m。河口以下至上兰村出口处
2、最窄，约 100200m，河床宽 3080m。河身弯曲度大，弯曲率达 0.2，河底坡度近千分之三。本区较大的支流有天池河、屯兰河、原平河、大川河、文峪河及西冶川，均发源于狐偃山石千峰弧形分水岭。西山煤田地下水含水层按成因可划分为三个含水岩组，即孔隙含水岩组、裂隙含水岩组、岩溶含水岩组。各含水岩组的水文地质特征简述如下：(1)孔隙含水岩组孔隙含水岩组所含岩类为松散岩类，包括全新统（Q4） 、中、上更新统（Q23）及上新统（N2） ，具有供水意义的孔隙潜水含水层主要为近代河谷冲积层，主要是近代河谷冲积层，由砂、沙砾及卵石等组成，个别地段夹有粉砂及透镜状粘土层。多年勘探资料证实，该层一般厚 2030
3、m。钻孔单位涌水量一般为 4.226.22L/s.m。孔隙潜水的水位很浅，一般距地表 25m，干旱季节稍深。孔隙潜水的流向与地表水流方向一致，补给来源以大气降水和地表水为主，排泄途径主要为蒸发作用，其次为人工排泄（包括农业灌溉和居民生活用水） 。水温受气温影响，一般为 910。矿化度0.2320.729g/L。PH 值 7.18.6，为碱性水。水化学类型为：HCO3SO42Ca2Mg2型水。(2)裂隙含水岩组裂隙水岩组所含岩类包括碎屑岩类、碎屑岩夹碳酸盐岩类及变质岩类，属上古生界及中生界。含水层以砂岩、石灰岩为主。基岩裂隙水按其埋藏条件又可分为裂隙潜水、裂隙承压水两种。裂隙潜水含水层为基岩风化
4、壳，其深度随地形变化较大，一般为 3050m。据煤田水文孔试验资料，钻孔单位涌水量为 0.000780.09 L/s.m，渗透系数 0.0060.442m/d。补给来源主要为大气降水，由于沟谷发育，地形坡度较大，使裂隙潜水很容易排泄，在沟底常见有下降泉。矿化度低，一般均小于0.5g/L。PH 值 7.6，为碱性水。水化学类型为： HCO3SO42Ca2Mg2型水。 裂隙承压含水层主要为太原组灰岩和山西组及上、下石盒子组砂岩，其含水性主要决定于岩层厚度、裂隙发育程度和埋藏条件，富水性差异很大。从平面分布来看，主要取决于埋藏条件。一般说埋藏浅处，易于接受补给的，富水性较强。其次是与构造及地形条件有
5、关。补给来源主要为大气降水，其次为裂隙潜水。地下水自西北流向东南，在断层带附近形成一些暗泉，少量涌出地表。裂隙承压水的水质视含水层的埋藏条件变化，在补给区及浅部承压区为 HCO3SO42Ca2Mg2型水及 HCO3 ClNaMg2型水，矿化度 0.51.0g/L。至深部承压区及南部泄水区，由于在沿途溶解了较多的矿物质，使矿化度升高。(3)岩溶含水岩组组成岩溶含水岩组的岩类是寒武系、奥陶系碳酸盐岩，其中奥陶系中统是主要的含水岩组。它广泛分布于煤田的北部、西部。根据岩性和沉积旋回，奥陶系中统可划分为三个组八个岩性段。三个含水层组主要分布在石灰岩发育的岩性段，即峰峰组上段，上马家沟组中、上段以及下马
6、家沟组中、上段。以上三个含水层组，在质纯的石灰岩段岩溶裂隙发育、含水丰富。岩溶水的补给以大气降水在灰岩露头区的入渗和汾河地表径流在河谷地段的入渗为主，其次是冲积层潜水的补给。岩溶地下水由北向南、由西北向东南方向流动，形成了排泄比较集中的岩溶大泉兰村泉和晋祠泉，以及沿汾河河谷分布的散泉，其余部分则以潜流形式通过边山断裂带向盆地松散层排泄。西山煤田位于华北板块山西块体的中部，煤田东侧以太原地堑为界，西侧为属于同一块体的吕梁复式背斜。煤田总体上为一轴向近 SN 的向斜盆地。西山煤田属华北晚古生代聚煤盆地，其形成始于中石炭世，其终止的时间有两个层次：从成煤的角度看，大致止于早二叠世晚期；从盆地发育的角
7、度看，则止于中三叠世末。西山煤田的主要构造格局形成于中生代燕山运动，新生代喜山运动对其进行了改造。 燕山期，在太平洋板块对欧亚板块俯冲的背景下，区域内主压应力轴方向为 NWSE，在西山煤田西部形成了南北向的褶皱和断裂构造，同时形成了 N15E 和 N75W 的共轭剪节理。另外，燕山期岩浆侵入活动十分活跃，形成的岩墙和岩床造成局部煤岩层的接触变质。在煤田西部边缘狐偃山等地，碱性二长岩岩体同位素年龄值在 160Ma 左右，相当于晚侏罗世。中生代末及新生代以来，西山煤田的构造应力场发生了重大变化。首先在 NNE 向压力的作用下，形成了 N55E 和 N30W 的共轭剪节理，然后在顺时针扭动力作用下造
8、成 NW 到 SE 方向的拉张，并形成晋中断陷盆地和西山煤田东部的一系列地堑、地垒构造。 大型南北向褶曲贯穿西山煤田，构成东缓西陡的复式向斜煤盆地。向斜西翼边缘发育有南北向的高角度大断层，使西翼地层陡峻，岩层倾角最大达 45，一般为 20左右。向斜东翼地层平缓，倾角一般为 48。煤田内发育次一级的褶曲和断裂构造。较大的褶曲有水峪贯向斜、马兰向斜、石千峰向斜、庙前山向斜、官地背斜等，轴向总体沿 NNW 方向延伸。较大断层多为 NENNE 向高角度正断层，组成地垒形式，从北至南有安庄、九龙塔、红岩村、古交、王封、杜儿坪、碾底等断层，落差 40200m，多为矿井及采区边界（图 33） 。再次一级构造
9、则为小褶曲、小断层和陷落柱，这些构造在生产井田内十分普遍，是影响生产的主要因素。根据官地煤矿和杜儿坪煤矿煤巷顶板岩石节理的实测资料，分为四组节理，并由相互关系判断为两套共轭剪节理，其中 N15E 和 N75W 共轭节理有被另一套共轭节理切割的迹象。分析表明，由于煤田东部岩层倾角仅 5左右，故此套节理是在 NW 到 SE 方向的水平挤压应力作用下形成的，另一套共轭节理由 N55E 和 N30W 两组节理组成，其形成时的挤压应力方向为 NNE 向。上述两套共轭节理的产状与 148 队在煤田东部的杜儿坪煤矿、西铭煤矿地面调查结果基本一致。西山煤田东部 NNE 向的张性断层为岩溶水的补给创造了良好的条
10、件，而上述四组节理，尤其是NNE 向节理组，为地下水的渗流和岩溶的发育提供了通道，并且 SE 向的拉张应力破坏了岩层的稳定性，促进了陷落柱的发育。（二） 、矿井水文地质概况区内含水层为奥陶系中统石灰岩裂隙含水层组，石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组，二叠系碎屑岩类砂岩裂隙含水层组，新生界孔隙含水层组。奥陶系和石炭系岩溶裂隙含水层组在本区地表无出露，故其在本区的补给条件，径流及排泄条件较差。二叠系碎屑岩类含水层组的上部地层在井田内大面积出露，直接受大气降水补给后，沿层间倾向径流，在浅部与松散含水层发生水力联系，二者互为补给关系，主要以泉水形式排泄，少量矿井排泄。松散含水层发主要接受大气降水，
11、除蒸发及渗透补给下伏各地层之外，主要在沟谷中呈渗漏排泄。井田内陷落柱发育，从生产过程中遇到的陷落柱情况来看，水文动态无反映，未发生突水现象，故推测井田内的陷落体富水性较差。本井田地处山区，海拔标高 1077-1360m 之间，地形复杂，植被不发育，大气降水具有良好的径流和排泄条件，且年蒸发量大于年降水量，地下水缺少充分的补给来源，柏石沟河和石窖沟河又为季节性河流，平时干涸无水，煤层上部的孔隙裂隙含水层得不到很好的补给，故本井田矿床水文地质条件属简单型。二、防治水规划（一） 、规划依据根据煤矿安全规程第二百五十一条，以及国家有关的法规文件，煤矿企业应查的矿区和矿井的水文地质条件，编制中长期防治水
12、规划和年度防治水计划，并组织实施。煤矿企业必须定期收集，调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上下工程对照图上标出井田位置，开采范围，开采年限，积水情况。（二） 、地面防治水规划1）防洪标准及防洪坝墙设计要求根据煤炭工业煤矿设计规定以及矿井设计规模汇水面积和地形地貌特点，本矿井工业场地内的井口主要建筑物以及场地防洪坝墙，均按 50 年一遇的防洪标准采取防洪措施。2）地表水防治工程及装备本区工业场地位于较宽阔的沟中，且位于最高洪水位线 10m 以上，井口均高于最高洪水位线15m 以上，为防止大雨对场地的冲刷，工业场地均水泥硬化，在场地四周设防洪墙，并设置宽0.6m，深 0.8m 的截水沟，将
13、工业场地雨水汇集后排入南侧的排水沟内。3）成立雨季三防组织机构，制定制度及措施每年年初，为有效地搞好雨季三防工作，防患于未然，确保雨季的煤矿安全，彻底杜绝水灾事故发生，应建立雨季三防领导机构，制定雨季三防制度和措施，做到任务明确，责任到人，不留漏洞，成立防汛应急小分队，储备足够的防洪抢险物资，每年四月以前，必须对周遍河沟认真检查，清挖，保证渠道畅通，发现裂缝及时填充，对采空区塌陷地段要堵好外来水，防止流入井下造成水灾，对旧的塌陷坑要在周边围 1m 宽、1m 高的堵水坝，防止外来水涌入。4）留设地面建筑物安全煤柱按照规程、规范要求，根据地面建筑物围护带宽度，表土层和岩层厚度，移动角计算出工业场地
14、所留保护煤柱，工业场地、井筒围护带宽取 15m，村庄围护带宽取 10m，表土层移动角取 45，岩石移动角取 72。（二） 、井下防治水规划随着矿井不断开拓延伸和回采，矿井涌水量会越来越大，和相邻煤矿的位置关系越来越复杂，因此必须根据矿井实际逐年进行矿井水害因素分析和水害预测，每季度收集、调查、核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并及时填绘到采掘工程平面图上，每月进行一次防治水重大事故隐患排查，并逐项登记，做到项目资金，措施、人员、时间“五落实” 。每年进行一次避水灾演习，地质报告每 8年修编一次，并审批。水文地质补勘后要及时提交地质资料，以保证矿井正常安全生产，杜绝水灾事故发生。1） 、防治水工程及
15、设备由于矿井开拓延伸和不断开采，矿井涌水量会越来越大，原有的水仓和水泵已不能满足安全生产排水要求，因此生产前必须对井下中央水仓及泵房进行改造，扩大水仓容量，加大水泵排量，泵房设 3 台水泵，一台工作，一台备用，一台检修。同时副井安设两趟 4 寸排水管路，一趟工作一趟备用，确保满足矿井正常涌水量的需求。井下中央水泵房实行双回路供电，有 2 个安全出口，一与回风大巷相连，供外撤或内运排水设备，一个通副井底车场供行人通风和排水。泵房要满足安装设备最大外形尺寸，通道宽度和安装检修条件要求，吸水井和配水巷之间设配水阀。泵房内设水泵、配水阀、检修用的起重梁，泵房高度满足起重要求，泵房与车场相连的通道内设有
16、向外开的密闭门保证发生水灾时，能正常关闭。2）防水安全煤柱留设根据煤矿的煤层赋存特征，确定防水煤柱种类为井田边界煤柱采空区煤柱3）制定矿井水灾应急预案为了应对水灾突发事故的发生，使矿井灾害损失减到最小，必须制定水灾应急预案，成立应急救援指挥部，加强监测、监控，随时掌握井下涌水情况，发现异常及时汇报，加大防治水专项资金投入，配足配齐水灾应急所需物资和设备。每天地排水系统进行认真检查、检修，保证灾害发生时正常运行，同时加强对职工进行灾害预防培训，每年组织一次避水灾演习，使井下每个干部、职工都能熟悉掌握避灾知识，做到临危不乱，正确有效避灾。三、规划实施措施（一） 、地面防治水措施.留设防水煤柱，在与相邻矿矿界之间，积水区与生产区之间，含水断层带两侧，破碎带附近要留设 60m 防水煤柱，与采空积水区之间留设 40m 防水煤柱。.坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，认真搞好探放水工作。.当探到水源后，要制定具体措施进行有计划的排水
