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1矿井探放水设计郑州登电阳城煤业有限公司2011年2月2第一章概述为了保障煤矿安全生产，防止突水、透水事故的发生，结合我矿实际情况并根据我矿的水文地质条件，对四邻关系进行水患调查，特制定矿井探放水设计方案。第二章组织机构的建立与岗位责任一、探水工作领导组组长：吴松立副组长：秦铁军王营超王水平秦同伟陈宇飞组员：刘俊峰梁松源秦现伟李青伟二、岗位责任组长：全面负责探水调度工作。副组长：具体负责探水工作，配合组长调度人力、物力等后备物资。技术科：履行岗位职责，根据总工的安排，制定防探水措施，掌握开拓进度，及时填写图纸，为防探水提供准确的技术资料，正确指导施工。安全科：履行岗位职责，按照防探水实际方案，进行现场监督，监视现在变化，随时按照程序上报矿调度室。机电科：履行岗位职责，负责机电设备的配置与检修，保证探水设备与电力供给与正常运转。通防科：履行岗位职责，随时监视有害气体的变化情况。调度室：履行岗位职责，负责调度通知、通报的上传下达,保证矿3井通讯系统的畅通。采、掘队队长：履行岗位职责，负责调度各班班长严格按照防探水设计方案及措施实施落实。第三章水文地质情况一、地表补水情况本矿井区内属丘陵地貌，地形总体走势为南高北低，冲沟发育，便于大气降水的自然排泄。据了解，当地正常地下水位在+250米左右，矿山周围无大的河流及水库等地表水体，也无发现大的断裂构造与远处水体沟通。矿上东部虽有白沙水库，但距矿山尚有4000米，因此，地表水不构成对矿床充水的水源，但是，该矿床主要位于当地最低侵蚀基准面一下，其地下水必须靠机械外排。二、井下主要含水岩组a)含水层(一)第四系松散层含水层矿山内新生界第四系砂质粘土，厚度0一20米。富水性弱，局部低洼处富水，一般不含水。为松散孔隙型弱含水层。（二）二1煤层上部二叠系砂岩裂隙含水层组主要有二1煤层顶板砂岩，下石盒子组底部砂岩等数层含水层构成，累计厚度20米左右。矿山内含水层主要有山西组大占砂岩段、香炭砂岩段；下石盒子组砂锅窑砂岩；下石盒子组底部老君庙砂岩；期间均有厚层泥岩相阻隔。上述砂岩多为中一粗粒砂岩，泥质胶结，裂隙不发育，富水性及透水性较弱。属孔隙裂隙承压4水。为二1煤层顶板直接充水含水层。据矿井生产情况，该含水层主要以顶板淋水形式向矿井充水。另据登封煤田区域资料，钻孔单位涌水量为0.00016一0.019L/S.m，透系数为0.00072一0.06m/d。（三）二1煤层底板含水层可分为直接底板含水层和间接底板含水层两类。1、直接充水含水层为太原组上段灰岩含水层，由L7L8两层灰岩组成，其中L7灰岩较发育，平均6米左右。该含水层富水性较弱，但极不均一，涌水量为10一50m³/h，一般20m³/h。在雨季可增加30一50%。据抽水资料表明，单位涌水量为0.00487一0.302L/S.m，透系数为0.08一2.93m/d。据矿井生产情况，多数矿井无底板水，说明该含水层补给、流条件差，富水性也较弱。但该含水层为二1煤层底板直接充水含水层，属岩溶裂隙承压水，对二1煤层开采有直接影响。2、间接充水含水层由太原组下段L1一L4灰岩及奥陶系灰岩组成，其中L1、L4灰岩相对稳定，较发育，岩性为含燧石生物灰岩，厚度3.5一35.0米，平均约13米。富水性强，该含水层单位涌水量为0.59L/S·m，为二1煤层底板间接充水含水层，属岩溶裂隙承压水，富水性、导水性不均一，局部地段具较强的富水性和导水性。属岩溶裂隙承压水，该区地下水类型为HCO3一Ca型和HCO3一Ca·Mg型。5b)隔水层（一）二1煤层顶板隔水层由二1煤层顶至砂锅窑砂岩底间的泥岩、砂质泥岩组成，厚约40一70米。一般情况下能隔离山西组各砂岩含水层，避免其砂岩水连通并进入二1煤层矿井。但在构造破坏情况下将失去隔水作用。（二）二1煤层底板隔水层由泥岩、砂质泥岩及细沙岩组成，厚约5米。一般情况下可阻隔太远组灰岩进入二1煤层矿井。但在断裂切割、采掘等引起压裂、振动情况下，此隔水层可能失去隔水作用，诱发淹井事故。（三）太原组中段隔水层由泥岩、砂质泥岩及细沙岩组成，约为20米。具一定隔水作用，正常情况下能阻止太原组上、下段灰岩含水层发生水力联系，避免下段灰岩水进入二1煤层矿井。（四）本溪组铝质岩隔水层由铝质岩、铝质泥岩组成，平均厚8米左右。岩性较致密，节理裂隙不发育，正常情况下该隔水层可阻止寒武系与石灰系太原组含水层发生水力联系，如遇厚度变薄、构造破坏等情况，可能失去隔水作用，导致两含水层地下发生水力联系，对矿井构成潜在威胁。开采时必须坚持“有掘必探、先探后掘”的原则，防止突水。三、矿井开采历史及临界情况1、矿井开采史郑州登电阳城煤业有限公司原（阳城煤矿）始建于1984年7月，6设计生产能力为9万吨／年，属集体企业，开采对象为二1煤层。为斜井开拓，主斜井坐标；x﹦3803099，y﹦38423215,z﹦+271;付斜井坐标；x﹦3803044，y﹦38423093，z﹦+266。矿山采用走向长壁式采煤法。通风方式为中央并列抽出式。根据目前开拓及采矿工程控制，煤层厚度0.75-8.48米。煤层结构简单，不含夹矸。构造较简单，采掘中尚未见有断层，仅发育有小型褶曲。煤层产状变化较大，走向60-110度，倾向150-200度，倾角8-13度。煤层顶板为深灰色砂质泥岩.泥岩，局部为细砂岩。矿井涌水量小，现按低瓦斯矿井管理。该煤矿自1984年投产至今，累计动用111b类资源储量148.6万吨，生产原煤119万吨，采矿回采率为80％（矿方资料）2、矿井开采邻界情况与阳城煤矿相邻的生产矿井有新星和新峰煤矿。新星煤矿位于阳城煤矿西北部的浅煤区，为原新峰煤矿老井生产系统，1997年11月从新峰煤矿中划出单独建井，属登封市告成镇镇办企业。为竖井开采二1煤层。该矿主井深123米，煤厚10米，风井深114米，煤厚2.5米。在采掘范围内煤厚2.5—10米，一般4米左右。煤层结构简单，不含夹矸。构造较简单，采掘中未见断层。煤层顶板为深灰色砂质泥岩、泥岩，局部为细粒砂岩，地板为黑色砂质泥岩。矿井涌水量较小。矿井瓦斯涌出量小，现按低瓦斯矿井管理。新峰煤矿位于阳城煤矿西北部的深煤区，为登封市告成镇镇办企业，始建于1972年，开采二1煤层。主要深250米，煤厚3米，付井深246米，煤厚2米。该矿井相对涌水量较大，正常涌水量为100m³7／h，最大涌水量为200m³／h,主要为底板岩溶裂隙渗水，此为顶板淋水。瓦斯相对涌出量为8.5m³／t.d,现按低瓦斯矿井管理。四、地质构造情况一、区域地质概况该区地层属华北地层区豫西分区嵩箕小区。区域地层出露从老至新为太古宇登封群、下元古界嵩山群，中元古界五佛山群以及寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、古近系、新近系和第四系地层。该区大地构造属华北地台嵩箕中台隆，构造形态主要表现为褶皱及断裂构造。区内矿产以煤、铝土矿为主，二1煤层基本全区可采，其它煤层局部可采，是地方的支柱矿产。石灰岩也是区内重要的矿产之一，铝土矿局部可采。二、矿区地质（一）、地层矿山范围内基岩部分出露，主要为下二叠统下石盒子组中上部地层。据地表露头以及生产矿井和钻孔揭露，地层为奥陶系、石炭系、二叠系、第四系。1、奥陶系（0）为奥陶系中统马家沟组（02m）：岩性下部为黄色薄层状泥质石灰岩，夹黄绿色泥岩；上部为深灰色厚层状致密石灰岩及角砾状石灰岩，含少量黄铁矿结核，具溶蚀现象。本组地质钻孔揭露最大厚度38.22米，余下伏寒武系地层呈假整合接触。82、石灰系（C）（1）中石灰统本溪组（C2b）：本组厚度8米左右，下部为灰白色铝土质粘土岩，上部为青灰色泥岩。与下部奥陶系地层呈平行不整合接触。（2）上石灰统太原组（C3t）:为一套海陆交互相沉积，按其岩性特征可分为三段：下段：厚20米左右。主要岩性为灰岩、泥岩互层。灰岩一般为4层，中厚层状为主，含丰富的生物化石，泥岩多为深灰、灰黑色，含植物化石碎片，泥岩顶板与灰岩接触面多为碳质泥岩或煤层、煤线。一4煤层位于L4和L3灰岩之间，厚度为0—1.26米，属局部可采煤层，其余煤层均不可采。中段：厚一般22米左右。主要为一套碎屑岩，岩性为灰色中细粒砂岩，砂质泥岩及泥岩等。局部夹2—3层不稳定的生物碎屑泥灰岩，泥岩中含较多的植物化石碎片。局部夹薄层碳质泥岩。上段：厚10.50米，为灰岩与泥岩或砂质泥岩互层。灰岩一般为深灰色，含燧石团块，顶部灰岩含质成分较高，局部可为燧石层。灰岩中多含生物化石。泥岩多为深灰色、灰黑色，局部发育有碳质泥岩及煤线。3、二叠系（P）（1）下叠统山西组（P1S）厚度在80米左右。主要岩性为中—细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层，煤线组成，其中所含二1煤层为本区一主要可采煤层。9二1煤层地板称波浪带砂岩、中夹透镜状菱铁质泥岩，顶板为大占砂岩（中细粒砂岩）为区域内二1煤层顶板标志层。泥岩中常含植物化石。二1煤层位于该组中下部，大占砂岩以下，厚度0.90—8.48米，全区可采。本组顶部泥岩具紫斑和鲕状结构，俗称小紫，顶界为砂锅窑砂岩地面。该组地层与下伏石灰系太原组地层呈整合接触关系。（2）下二叠统下石盒子组，（P1x）本组地层总厚度大于300米，与下伏山西组地层呈整合接触关系。含三、四、五、六个煤组。其中五煤组中五3煤层局部可采、岩性为砂岩、泥岩互层。顶部以中粗粒砂岩（田家沟砂岩）为标志层，其地板为下石盒子组与上石盒子组分界界面。区内厚度约180米左右，主要为下石盒子组底部地层，岩性为砂岩、泥岩互层，局部见碳质泥岩或煤线。泥岩中含丰富的植物化石碎片。五煤组位于本组中上部地段，其中五3煤层厚0—1.38，平均0.63米，为区内局部可采煤层。底部以厚层状含砾中粗粒长石石英砂岩（砂锅窑砂岩）与山西组地层区分。（3）上二叠统上石盒子组（P2x）仅在矿区西南边界以外有少量出露，岩性为中粗粒砂岩，灰色，厚层状，底部为砾状，成分以石英为主，次为长石，分选差，次棱角状，韵律分选清晰，相交错层理，大多含海绿石，为媒系地层一主要标志层，俗称田家沟砂岩。4、第四系（Q）矿山内广泛分布，厚0-20m。主要为粉砂质亚粘土、亚粘土、砂10质粘土及耕植土等，底部为乐石层。（二）构造郑州登电阳城煤业有限公司原（阳城煤矿）位于颍阳～芦店向斜南翼东段，矿区总体构造为一走向90°左右，倾向180°左右，倾角8～13°左右的单斜构造。矿区构造程度中等，在矿区的西北部和东南部边界发育有三条正断层(箕F7、箕F7-1、箕F5)，现对其简述如下：1、箕F7正断层为本矿山西北部边界断层，沿西独山～冯家～磨石咀～东蒋庄一线展布，区域延伸规模6千米，区内延伸长度2.2千米。断层走向58°左右，倾向328°左右，倾角70°左右，断层落差20～80米，为一向北西方向倾斜的正断层。该断层由ZK11711钻孔和地表露头控制，控制严密。2、箕F7-1正断层位于矿山西北部边界附近，为箕F7之分支断层，断层性质为正断层。断层走向85°左右，倾向355°左右，倾角约70°。断层落差0～10米，延伸长度约0.6千米，该断层由地表露头控制，控制较严密。3、箕F5正断层位于本矿山东南部，沿东独山～王家沟～王窑～水峪一线展布，其西端在郭家沟与箕F4断层相交，区域发育规模5千米，区内延伸长度2.2千米。断层走向27～56°左右，倾向117～146°左右，倾角70°左右，落差40～80米，断层性质为正断层，由地表露头控制，控制较11严密。综合矿山情况，矿区构造复杂程度为中等。第四章探放水工程布置与设备一、探放水工程布置位置2011年我矿开拓工程布置在井田的风井底东北部，五采区回风巷掘进方位为46°，在开拓掘进工作时必须坚持“有掘必探、先探后掘”的原则。二、掘进工程要求（一）探放水前的准备1、配备ZDY-666全液压坑道钻机１台，另外配备ZQS－65／2.5手持式气动钻机1台。2、2寸风泵1台。3、配备2寸钢管两趟长度各300m。4、配备2寸钢丝胶管两节各4m带水笼头。5、配备直通矿调度室直通电话一部。6、配备35m2阻燃电缆300m。7、配备KBZ400/660隔爆型真空馈电开关1台。(二)探放水的步骤1、即掘进工程