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1、山西霍尔辛赫煤业有限公司3202工作面回风顺槽X7陷落柱注浆加固工程施工组织设计及安全技术措施焦作市神龙水文地质工程有限公司2013年6月24日3202工作面回风顺槽X7陷落柱注浆加固工程施工组织设计及安全技术措施编制单位：焦作市神龙水文地质工程有限公司总工程师：李 鑫项目经理：赵高波技术负责：刘小军编 制：邓 勇审 核：冀焕军编制时间：2013年6月24日3202工作面回风顺槽X7陷落柱注浆加固工程施工组织设计及安全技术措施会审工程名称： 3202工作面回风顺槽X7陷落柱注浆加固工程地 测 科： 技 术 科： 机 电 科： 安 检 科： 运 输 科： 通 风 科： 调 度 室： 机电副总：
2、生产副总： 安全副总： 地测副总： 总工程师： 编制单位：焦作市神龙水文地质工程有限公司编 制： 编制时间： 2013年6月24日 3202工作面回风顺槽X7陷落柱注浆加固工程施工组织设计及安全技术措施一、工程概况1、矿井水文地质概况1）含水层：本井田含水层划分为6组（见图1）。（1）中奥陶统峰峰组(O2f)石灰岩岩溶裂隙含水层本含水层埋藏较深，据井田内南部的2910钻孔揭穿峰峰组，其厚度为172.60m。分上、下两段：下段(O2f1)：厚度109.35m，主要以石灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、角砾状灰岩为主，底部为含石膏灰岩、含石膏白云质灰岩等。此段岩溶裂隙不发育，偶见细小溶孔及溶蚀裂隙，溶孔
3、及溶蚀裂隙见有方解石脉充填现象。上段(O2f2)：厚度63.25m，主要以厚层状的灰岩为主，夹泥质灰岩、角砾状灰岩、豹皮灰岩等。岩溶裂隙发育程度与下段相比亦较弱，偶见溶蚀裂隙及串珠状、蜂窝状小溶孔，并可见方解石脉充填现象。据井田内南部的2910孔对O2f+O2S(岩溶裂隙不发育)的抽水资料：q=0.0066L/s.m,K=0.0256m/d，水位标高644.07m，水质类型为SO4 HCO3 K+Na型。另据高河资料分析，高河井田内北部的1402号孔对O2f+O2S上部的抽水资料：q=2.142L/s.m, K=15.718m/d,水位标高651.96m，水质类型为SO4 HCO3 CaMg型
4、，而高河南部与北部的抽水试验结果差异也很大，很显然是北部富水性强于南部。（2）上石炭统太原组含水层组埋藏较深，为碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙岩溶含水层组，主要包括K2、K3、K4、K5等灰岩裂隙含水层，构成太原组各煤层的充水水源。 K2石灰岩岩溶裂隙含水层厚4.8515.98m，平均7.12m，以不规则裂隙为主，方解石脉体充填，并在局部地段见有小溶孔。 K3石灰岩岩溶裂隙含水层厚0.004.85m，平均3.32m，以斜裂隙和垂直裂隙为主，方解石脉充填。 K4石灰岩岩溶裂隙含水层厚1.316.25m，平均4.27m，以斜裂隙和垂直裂隙为主，并在局部地段见有溶蚀裂隙和小溶孔。 K5石灰岩岩溶裂隙含水层厚1
5、.415.64m，平均3.09m，以斜裂隙为主，方解石脉充填、偶见有小溶孔。区内共有17个钻孔揭穿该层位，钻进中消耗量及水位变化均变化较小，仅个别钻孔消耗量稍有增加，未做抽水试验。另据邻矿高河井田内1001、2001钻孔对该含水层组进行混合抽水试验资料：q=0.000240.0013L/s.m，K=0.00110.0037m/d，水位标高+680.77+682.47m，水质类型为HCO3Cl K+Na或ClHCO3 K+Na型。（3）下二迭统山西组及K8砂岩裂隙含水层组为碎屑岩裂隙含水层组，井田内无出露。本段包括K7砂岩、3#煤层顶板砂岩及K8砂岩裂隙含水层，构成主采3#煤层的充水水源。 K7
6、砂岩裂隙含水层为山西组与太原组的分界砂岩。岩性主要为细粒砂岩、中粒砂岩及粉砂岩，厚0.0011.34m，平均2.73m。偶见垂直裂隙及不规则裂隙，钻进中未发现明显的漏水现象。 3#煤层顶板砂岩裂隙含水层3#煤层顶板砂岩，局部与3#煤层直接接触，为3#煤层直接充水含水层，厚0.0020.10m，平均5.86m。岩性以中细粒砂岩为主，局部为粗粒砂岩、粉砂岩。以不规则裂隙为主，见有方解石脉及泥质物充填现象。钻孔在钻进此层时，消耗量及水位变化均不明显。 K8砂岩裂隙含水层下石盒子组与山西组分界砂岩。岩性主要为中、细粒砂岩，厚0.4516.03 m，平均4.33m。偶见垂直裂隙及不规则裂隙，钻进中未发现
7、明显的漏水现象。井田内对该含水层组进行了3次混合抽水试验。风井检查孔为 “抽干”, 主井检查孔及1601钻孔抽水试验资料为：q=0.000050.0029L/s.m，K=0.00030.0111m/d，水位标高+670.37+713.89m，水质类型为SO4HCO3 K+NaCa或Cl HCO3 K+Na型。该含水层组富水性为弱富水。（4）上石盒子组与下石盒子组砂岩裂隙含水层组该含水层组主要由中、细粒砂岩等组成，局部地段为粗粒砂岩。含水空间以砂岩裂隙为主。钻进至该层位时，水位及消耗量变化不明显。据主井检查孔和副井检查孔该层位抽水试验资料：含水层厚度38.2767.03m，q=0.01600.0
8、490L/s.m，K=0.00390.0074m/d，水位标高+905.81+905.95m，水质类型为HCO3Cl K+Na型。该含水层富水性为弱富水。（5）基岩风化带裂隙含水层井田内风化裂隙发育深度一般在基岩面以下5060m。基岩风化程度受构造、岩性及埋藏深度等条件的影响，其富水性有较大的差异。钻孔在钻进此层时大多有冲洗液漏失现象，局部为全漏。井田内该含水层上覆松散层较厚，其间水力联系密切，使该含水层的含水性和富水性有所增强。井田内没有对基岩风化带进行单独抽水试验。（6）松散层孔隙含水层组全井田均为松散层所掩盖，厚度变化较大。北部及中部较厚，东南部较薄，层厚49.20195.96m，平均1
9、36.77 m。中下部主要为灰绿、紫红、浅褐色粘土、砂质粘土、粉砂质粘土，底部局部地段有薄层砂层及砂砾层。上部主要由褐色、紫红色、灰绿色的粘土、含砂粘土、粉砂质粘土及黄色、褐黄色粉粗砂、砂砾层等组成。分别构成大小不一的透镜体，并形成包含有多个单个含水层与隔水层的含水层组。含水性和透水性由砂、砂砾层层厚发育程度而定，其中含水性较强的为下更新统(Q2)的地层。水位埋藏较浅，主要接受大气降水的补给，受大气降水影响明显。据井田内钻孔抽水试验资料：含水层厚度11.98 m38.20 m, q=0.11410.2158L/s.m，K=0.06790.1749m/d，水位标高+917.74+925.05m，
10、水质类型为HCO3 Ca或 HCO3 CaMg型，该含水层富水性为中等。由于该含水层组与基岩风化带含水层直接接触，水力联系密切，含水性相对较强。图1 霍尔辛赫井田主要含水层示意图2）井田隔水层井田内主要隔水层有：（1）石炭系上统太原组底部及中统本溪组隔水层层厚22.5148.60m，厚度变化较大。主要为黑色泥岩、砂质泥岩，灰绿色泥岩、铝质泥岩夹粉砂岩、细粒砂岩，底部为铁质粉砂岩。裂隙不发育，透水性差，平行不整合于峰峰组灰岩岩溶含水层之上，阻隔其上、下含水层的水力联系。（2）二叠系砂岩含水层层间隔水层主要由泥岩、砂质泥岩等组成。其泥岩、砂质泥岩单层厚度为0.9530.73m，透水性差，呈层状分布
11、于各砂岩含水层之间，形成平行复合结构，起层间隔水作用。（3）第四系底部及第三系隔水层主要由粘土、砂质粘土等组成，在局部地段分布，厚度为1.5120.27m，透水性弱，起局部地段的隔水作用。3）含水层补给、径流和排泄条件井田均被松散层所覆盖。松散含水层主要接受大气降水的补给，其次是下伏基岩风化带含水层相互补给。沿漳河及雍河以泉形式向河流排泄，另以迳流方式流出区外或通过构造补给下伏含水层。基岩风化带含水层，主要接受第四系及大气降水的补给，一部分地下水通过构造补给下伏含水层，大部分地下水以迳流方式流出区外。煤层直接充水层为山西组、太原组含水层，井田内均无出露。含水层补给条件差，且与上覆风化带、第四系
12、含水层、下伏奥陶系中统岩溶裂隙含水层均有一定厚度的隔水层相隔，含水层组中夹有数层隔水层形成平行复合结构，若无构造沟通或未受破坏，则各含水层相对独立，水力联系微弱。地下水运动主要以层间迳流为主，断层或陷落柱附近，可能会与其它含水层发生水力联系。中奥陶统峰峰组在区内未见出露，主要补给来源为其他地段的迳流和区内上覆含水层通过构造补给。由于近年来长治市区用水量增加，引起地下水位下降，影响到本井田，井田内奥灰水流向大致自西南向东北迳流。2、3202工作面地质概况霍尔辛赫煤业有限公司3202工作面位于二盘区3201工作面北边，东回风大巷以东，工作面标高为440460m，工作面走向长2560m，倾斜长220
13、m。工作面开采对象为山西组下部的3#煤层，3#煤层赋存稳定，煤层厚度在6.87.5m，平均厚度为7.1m，煤层倾角平均为3，为低中灰、特低硫、高发热量、高熔灰分之贫煤。3202工作面陷落柱和断层等构造较多，运输顺槽掘进时揭露F3、F13正断层、F9逆断层，回风顺槽掘进时揭露F45正断层、F9逆断层，回风顺槽揭露X6、X7陷落柱，揭露X7陷落柱时最大出水达18 m3/h。3、工程概况3202工作面回风顺槽沿3#煤层顶板掘进，掘进过程中，在距前方X7陷落柱90m时，出现顶板破碎冒顶、巷帮片帮、煤壁渗水现象。在超前钻探施工时（距X7陷落柱90m），孔深60m处钻孔出水，水量4-5 m3/h，在掘进至
14、距陷落柱30m处施工6个超前探孔，孔深10-12m不同程度见矸，多孔出水，水量约10 m3/h。继续掘进时顶板垮塌，钻孔涌水量增大，实测涌水量达18m3/h，并有异味，随即停止掘进，密闭观察，两天后涌水量稳定在16m3/h，放水70天后实测涌水量仍为16m3/h。经水源水质化学辨识仪进行水质化验分析及对照，初步判定为顶板砂岩裂隙水。3202工作面回风顺槽改从28#联络巷和27#联络巷向南掘进80m绕道后东西贯通，绕过X7陷落柱。X7陷落柱预测成不规则矩形，东西长约75m，南北宽约70m，具体形状有待进一步查实。2013年4月23日采集X7陷落柱出水点水样委托山西省地质矿产局二一二地质实验室做水
15、质全分析，经多名水文地质专家分析、比对，认为该水样可能为顶板砂岩水和下组灰岩水混合水样；分析X7陷落柱出水有异味可能有两个原因：一是考虑陷落柱边缘裂隙导通陷落柱顶部空洞积水；二是陷落柱边缘裂隙导通下组灰岩含水层。2013年3月14日至5月31日霍尔辛赫煤业在井下共施工6个奥灰、太灰水文观测孔，其中东辅运大巷6#联络巷2#钻场（距X7陷落柱直线距离420m）施工1个奥灰水文观测孔和1个太灰水文观测孔，两个钻孔相距25m。太灰孔施工时钻进25m揭露K5灰岩出水7 m3/h，钻进69m揭露K4灰岩出水80 m3/h，并有异味，放水3天后水量稳定在50 m3/h，水压1.5MPa；奥灰孔施工时钻进70.5m揭露K4灰岩出水30 m3/h，
