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掘进工作面水害防治措施
编制单位:防治水中心 日期:二零一八年十月
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掘进工作面水害防治措施
一、工作面概况
(一)工作面位置及煤层情况
1.地面位置:对应地表位于xxxxx矿南部,工作面南部有孙黄铁路,北部有乡村公路,xxxxx变电所,地表起伏不平,地表标高+180.4~+200.7m。
2.井下位置及四邻采掘情况:该工作面位于xxxxx矿井田南翼六采区,其范围东至12900经线,南至6.2坡,北至纬线29900,西至Fs62断层,面积34086㎡。
3.煤层:工作面煤层走向NE~SE,倾向SE~S,煤层结构复杂,中部有一层夹矸平均厚度0.35m将煤层分成两层,上层煤厚0.44m,下层厚度0.73m,总厚度1.17m,倾角10°~22°,平均倾角16°。 (二)构造情况
本区断裂构造发育,其中对掘进有影响的,落差大于1m的断层有2条,2条断层具体情况如下: 构造 名称 Fs61 Fs62 12468工作面地质构造情况表 表1 倾角 落差 对掘进 走向 倾向 性质 备 注 (°) (m) 影响程度 NE E 70 正 2.5 大 N E 70 正 2.5 大 (三)含水层情况
通过xxxxx采矿公司近几十年来的采掘活动及疏放水工作,2#顶板的砂岩含水层已疏干,对2#煤的采掘活动已不构成威胁。
通过近几年的追排水工作,现六采区野青灰岩含水层已疏干,对工作
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面开采无影响。 (四)顶底板情况
煤层老顶岩性砂页岩,厚度6.3m,深灰色,含少量植物化石,云母碎片;直接顶岩性石灰岩,厚度4.0m,深灰色,含动物化石和黄铁矿,有裂缝充填方解石脉;煤层直接底岩性,细砂岩,厚度2.94m,灰色,泥质胶结含云母和植物化石下部为互层状;煤层老底岩性,砂页岩,厚度4.94m,深灰色、含云母和植物化石,泥质胶结。
二、掘进工作面水害情况分析
(一)工作面充水水源分析
1、大气降水:本区多年平均降水量544 mm,多集中在7、8、9月份,约占年降水量的60%,是一种季节性、周期性影响的水源。由于本区大面积为黄土层覆盖,不利于大气降水沿岩层层面下渗,根据近年来矿井涌水量变化情况分析,降水量对工作面回采影响不大。
2、地表水:对应地表位于xxxxx矿南部,有彭、黄线铁路,地表起伏不平,冲沟发育,西南高东北低,不存在地表水补给。
3、地下水
①老空水:周边最近的12462工作面采空区,水文地质情况已查清,不存在老空水,因此12468工作面不受老空水的威胁。
②断层水:预计局部断层处可能会出现滴水、淋水现象发生,希望生产单位加强排水设施管理。
③野青灰岩含水层:为4#煤层直接顶板,呈深灰色中厚层状,其平均厚度为4.0m,全井田分布稳定,裂隙发育。单位涌水量0.0017-1.353L∕S.m,钻孔揭露最大涌水量1.8m3/min,渗透系数13.92m/d,原始水位标高+165m,通过近几十年来的采掘活动及疏放水工作,4#顶板的灰岩含
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水层已基本疏干,对工作面掘进无影响。
④伏青灰岩含水层:6#煤层的间接底板,上距6#煤层3~5m,厚度0.5~8.0m,平均3.5m。岩性为深灰色石灰岩,含有黑色燧石条带,裂隙发育,单位涌水量0.039~1.316L/s·m,渗透系数21.78m/d,巷道揭露最大涌水量2.2m3/min,原始水位标高+152m,水化学类型为SO22-.HCO3- ~Ca2+Mg2+型,水温18℃。目前本区水位已疏降至-220m标高。因其与山青灰岩含水层相距很近,水位水质相同故将其含水层统称为山伏青灰岩含水层。该含水层对工作面掘进无影响。
⑤大青灰岩含水层:8#煤层直接顶板,岩溶裂隙发育,富水性较强,接受奥灰水的侧向及垂向补给。该含水层岩溶裂隙发育不均一,发育部位通常位于顶面以下1~2m处。一般在井田浅部、南区向斜翘起端和中央鞍部地带最发育,特别在断层交汇、尖灭处岩层较为破碎,裂隙及岩溶相对较发育,其富水性也较强。单位涌水量0.0067~2.029L/s.m,渗透系数17.94m/d。钻孔涌水量差异很大。凡是涌水量大者均位于断裂构造比较发育地段。近三年水位+87.9m~+107.0m。
⑥奥陶系石灰岩含水层:为岩溶—裂隙承压含水层,为煤系地层基底,本井田内该层厚度为584m,主要岩性为灰色纯灰岩、白云岩和白云质灰岩组成,组织致密,厚层状,上距8煤层20—40m,距9煤层10—30m,根据岩性可划分为三组八段;自下而上二、四、五、七段由厚层纯灰岩和花斑灰岩组成,为强含水层段;一、三、六、八段由白云质角砾岩、钙质、泥质岩组成,富水性较差,为弱含水层段或相对隔水层段。相对隔水层段某些部位由于构造影响而使其裂隙发育,透水性较好,成为沟通上下强含水段的通道。奥陶系石灰岩各含水段既有各自本身特点,又相互间存在着密切的水力联系,因而形成一个复杂的裂隙岩溶含水体。目前井田内奥灰水位+125.0m左右,每年雨季水位升高,单位涌水量1.15~2.5L/s.m。
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(二)工作面底板隔水层岩性及厚度分析
野青煤底板与山青灰岩含水层之间隔水层厚度31.78m,由数层灰色、深灰色,组织致密的砂质页岩、细砂岩和几层0.1~0.35m小煤组成。
山青灰岩含水层与伏青灰岩含水层之间隔水层厚度7.24m,由灰色、深灰色,致密的砂质页岩与浅灰色、泥质胶结的砂页岩互层及6#煤组成。
伏青灰岩含水层与大青灰岩含水层之间隔水层厚度30.36m,由深灰色、灰黑色,致密的砂质页岩与灰色、灰白色、泥质胶结的细砂岩及5#、7#煤组成。
大青灰岩含水层与煤系基底奥灰含水层之间隔水层厚度28.44m,由91#、9#煤、深灰色、灰黑色致密的砂质页岩、浅灰色、灰黑色组织致密的铝土页岩及尽头煤组成。
由上述可知,本工作面各含水层之间在垂向上岩层一般厚度介于8-50米之间,多为组织致密的稳定的泥质页岩及粉砂岩,除山青、伏青两含水层,其他含水层间,间隔很大均有数层隔水岩石隔水,具有良好的隔水作用,自然条件下彼此之间不发生水力联系,但不排除是否存在的隐伏导(含)水构造,导致高承压奥灰含水层通过导水构造带涌出,威胁矿井安全。
三、工作面水害防治措施
(一)工作面防治水技术路线
1、巷道掘进前要对工作面的水文地质条件进行分析,主要分析工作面的充水水源、顶底板隔水层、构造及导水通道情况,确定工作面掘进过程中的主要水害因素为含水层水。
2、掘进期间要提前确定超前距,按照设计要求对巷道前方、前方底板及两帮一定帮距范围内可能存在的隐伏导(含)水构造进行超前探测,查清水文地质情况,根据探测结果采取相应措施。
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