大平矿水害排查报告

1郑州煤炭工业（集团）有限责任公司大平煤矿矿井水害调查报告二〇一四年十二月2目录1绪论..................................................31.1目的、任务.......................................................................................................................31.2本次报告编制的主要依据...............................................................................................32水害排查主要内容........................................62.1地表水排查.......................................................................................................................62.2地下含水体排查...............................................................................................................72.3构造对水文地质条件影响排查.....................................................................................102.4老空水排查.....................................................................................................................123结论及建议............................................173大平煤矿水害排查报告1绪论1.1目的、任务为不断夯实安全生产工作基础，全面提升矿井安全生产管理水平，促进安全生产形势持续稳定好转。由总工程师组织地测、生产、调度、安检等部门专业技术人员，全面深入排查矿井防治水方面潜在问题和隐患，综合分析现有的各种技术资料，对全矿井进行水害排查。通过矿井水害排查，查明矿井可能导致发生水害的各种因素，并制定措施，超前防范，提高矿井防灾抗灾能力。本次报告主要完成以下任务：（1）地表水排查（2）地下含水体排查（3）断层等构造对水文地质条件影响排查（4）采空区、废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔排查1.2本次报告编制的主要依据本次报告编制主要依据自1986年投产以来，大平煤矿所编录的全部矿井地质资料以及基建时期收集全部井巷所获得的地质、水文地质资料、生产补勘成果以及矿井生产过程中进行的各种物探、钻探探测情况。1.2.1地质探测（1）13采区底部吴庄逆断层富水性探查，吴庄逆断层位于矿井中部，断层延伸长度大于3.0km，倾角30～65°，落差95m，为探明13采区处吴庄逆断层产状、落差及富水性状况，郑州祥隆地质勘探公司于2011年7月，在13111底板抽放巷施工了5个控制钻孔，控制孔深96.00～146.20m，钻探进尺610.5m，单孔最大涌水量6m3/h，水压40.8MPa，其中1－1钻孔、1－2钻孔过断层无水；2－补钻孔过破碎带时孔内最大涌水3m3/h，水压0.8MPa；2－5钻孔过断层后有少量涌水3m3/h，水压0.8MPa，进入02m灰岩孔内无水。2011年2月河南理工大学根据钻探资料编制完成了大平煤矿《13采区下部吴庄逆断层富水性探查研究报告》,报告分析吴庄逆断层在13采区断层产状为：倾向15°～170°，倾角50～60°，落差60m，断层上盘的L1灰对下盘L5灰对接,在13采区底部断层导（富）水性较差，为13采区底部开采吴庄逆断层保护煤柱提供了技术保证，并根据此次探测在13采区吴庄逆断层下盘留设了31~50m防水煤柱。（2）15112回采面南部吴庄逆断层富水性探查，15112工作面回采期间处于吴庄逆断层（150°∠55°～65°，H=10～30m）下盘区域施工，为提前探明相邻面吴庄逆断层富性水状况，2012年1～3月,大平矿先后施工了12个钻孔，单孔最大涌水量15m3/h，出水层位为L5、L1-4灰岩，最大水压1.17MPa，注浆量19.26吨，控制巷底以下35m，探明吴庄逆断层西段在该处产状150°∠35°，H=10m，下盘煤层对接层位为上盘L8灰岩附近砂泥岩；吴庄逆断层在该区域导富水性较弱，对工作面安全回采无影响，目前15采区吴庄逆断层两盘均已回采结束，没有发生断层突水，也进一步验证了吴庄逆断层在该区域富水性较差。（3）2012年，在16042上付巷、16042回风联巷口，施工3个钻孔，进尺293.1m，对14采区吴庄逆断层下盘煤层赋存情况进行了探查，共获取资源储量139万吨，可采储量78.89万吨，可布置2个回采工作面，进一步提高了矿井的服务年限，同时也根据探测情况对14采区吴庄逆断层下盘防水煤柱进行设计，留设了65m防水煤柱。1.2.2物探工作（1）14采区电法勘探5山东煤田地质局物探测量队电法队组织技术人员在对该区地质、水文资料分析的基础上，于2006年9月20日编制出《大平煤矿14采区西翼小窑采空区电法设计》，2006年10月20日到10月31日完成了野外数据采集工作，2006年12月完成了《大平煤矿14采区西翼小窑采空区水文物探报告》的编制工作。本次水文勘查工作结合有关地质、水文资料，推断出了采空区的范围，大致分为两大块：采空南区和采空北区。采空区为相对富水区，采空区的边界大致沿铁路贯通测区。采空南区范围由铁路向南到工区边界约100m宽，采空北区宽20～50m，北到工区边界；南区大部分分布在铁道以南，除小部分越过铁路达铁路以北外，多以铁路为界，位于铁路以南，采空南区南面到达测区南部边界。（2）15采区电法勘探山东煤田地质局物探测量队电法队组织技术人员在对该区地质、水文资料分析的基础上，2006年9月20日，编制出《大平煤矿15采区北翼小窑采空区电法设计》，2006年10月20日到10月31日，完成了野外数据采集工作，2006年12月，完成了《大平煤矿15采区北翼小窑采空区水文物探报告》的编制工作。通过对资料的综合分析认为本测区内无明显低阻异常，因此推断本测区内无大的采空区，也就是说采空区未向南越过铁路。（3）21采区深部电法物探及钻探受大平矿委托，为查明21采区底板岩层赋水性及其分布情况，郑州祥隆地质勘探公司于2011年7月13日在21回风下山（下段）进行了瞬变电磁勘探，7月20日编制完成《郑煤集团大平煤矿瞬变电磁勘探报告》，本次勘探探测方向为巷道底板水平面下，物探结果显示21采区车场底板以下视电阻率普遍较高，富水性较弱。（4）2012年12月15～19日,大平矿对13111回采面低阻异常区进6行钻探验证，施工钻孔3个,孔深68.4～74.5m,总进尺211.3m，注浆量8.9吨，终孔层位为L1-4灰顶面，施工过程中单孔最大涌水量3m3/h，钻探施工结束后，大平矿又于2013年3月12日对钻探注浆区域进行物探验证，查明注浆效果达到要求，分析该区低阻异常区主要为底板下隐伏构造或L5灰岩局部裂隙发育所致，与下部奥灰强含水层无直接水力联系，底板强含水层02灰对本面回采无影响。（5）2014年2月8日，对14006工作面下付巷进行了高分辨直流电法物探。根据物探成果分析，煤层底板以下30～63m范围大部表现为高阻，局部存在异常。根据周边采掘情况分析，该区煤层发育稳定，异常区可能受断层影响，岩石破碎，裂隙发育所致。为进一步验证14006工作面下付巷西部14西-1正断层富、导水性，根据水文地质情况，在14006下付巷3#、4#钻场施工断层富水性探测验证钻孔。共施工钻孔4个，进尺266.2m,单孔最大涌水量8.1m³/h，单孔最大水压0.71MPa,探明该区域断层破碎带位置，断层富、导水性差，煤层底板含水层含水性弱，回采期间不存在突水威胁。2水害排查主要内容井田范围内及矿井周边区域可能给生产活动造成水害影响的地表水、地下含水体、断层、采空区、废弃老窑（井筒）、封闭不良钻孔，等。2.1地表水排查2.1.1地表水体我矿附近主要地表水体为双洎河，双洎河自西向东从大平矿北部流过，矿区附近流入量与下游附近流出量基本平衡，说明了双洎河渗透较小，对矿井充水的可能性较小，我矿东风井北部有地方铁路护堤，且高7于东风井，双洎河改道后距东风井较远，对风井威胁不大，但暴雨期间应加强观察，预计地表双洎河对我矿采掘活动无影响。2.1.2地表沉陷矿井开采过程中，采矿裂隙大量出现造成地表沉陷，地表水易通过采动裂缝涌入井下，造成水害事故，因此在工作面回采期间，应加强地面搬缝的充填，防止水害事故发生，根据2015年我矿采掘分布情况，我矿采动裂缝分布地点如下：①13采区：13煤柱面为接替工作面，该地表处于宋大铁路大平偏组站西南部，槐下公路从上部通过，预计地表沉陷影响范围5.5万m2，埋深330～360m，该区域邻近季节性河流塔湾河，由于埋深较深，地表水对工作面影响较小，工作面回采时要注意及时充填采动裂缝，减少地表水渗入井下。②14采区：14006、14007工作面，14006工作面现正在回采，14007工作面为接替工作面，预计2个工作面地表沉陷影响范围23.6万m2，埋深99～210m，沉陷区域多为村庄及耕地，无地表水体，易形成采动裂缝，在生产中注意及时充填地表搬缝及塌陷坑。③21采区：21081、21101工作面为接替工作面，预计沉陷影响范围13.5万m2，沉陷区域多为山地及村庄，地表水体为季节性河流，且本区工作面埋深较大，导水裂隙带不能到达地表，地表水体对工作面影响不大。2.2地下含水体排查（1）第四系砂、砾石孔隙含水层本区第四系发育厚度0～45.26m。上部为黄土或砂质粘土，厚度0～45.26m，平均18.37m，对大气降水向下部各含水层的淋漓、渗漏补给起8阻隔作用；下部为砂砾石（或卵石），厚度0～39.8m，平均7.65m，全区发育，其厚度变化主要受古地形地貌及现代流水堆积作用控制，基本规律为矿区北部较南部发育，东部较西部发育。该含水层主要由流砂、砾（卵）石组成，未胶结或半固结，导（富）水性较好，富含孔隙潜水。此孔隙潜水含水层下距二1煤层间距100～500m，一般与二1煤层间无水力联系，对二1煤层的开采影响不大。但在煤层隐伏露头地段，当煤层开采放顶后形成的冒落裂隙破裂（碎）带与该含水层沟通时，则构成直接充水水源。我矿14采区处于煤层露头附近，经多年回采，该含水层已基本疏干，根据我矿近年来14008等工作面回采过程中均未发生顶板涌水，预计该含水层对我矿生产影响不大。（2）二1煤层顶板砂岩裂隙含水层在二1煤层以上108m范围内，为煤层采动后的冒落破裂影响带，在该影响带内发育的中粗粒砂岩含水层中的承压水，是二1煤层顶板的直接充水含水层，将首先充入矿坑。据统计，该范围内发育有中至粗粒砂岩3～5层，主要为大占砂岩和香炭砂岩，厚度0～32.87m，平均厚度15.75m。该砂岩层组多为硅质胶结，致密坚硬，裂隙较发育，但裂隙多被方解石脉所充填。在煤田勘探阶段，未对该含水层段进行抽水试验工作，区域上钻孔单位涌水量为0.018L/s·m，渗透系数为0.001～0.06m/d，故其含富水性较弱。在矿井生产过程中，该含水层裂隙水多以顶板滴、淋水形式向矿坑充水，这在13、15、16等采区均有明显的体现。目前，在11、13、14、15、16等采区已被基本疏干，局部仅有少量涌水，21采区下部开采期间可能会有一定涌水，对采掘生产有一定的影响，需根据情况在工作面回采前对本含水层水进行疏放。（3）太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层主要由太原组上段C2t灰岩组