40309工作面水情水害分析及防治水方案

XXXXXX矿业有限公司40309回采工作面水情水害分析及防治水方案编制部门：地测防治水管理部日期：二O一九年一月批准：总工程师：年月日审批：地测副总师：年月日防冲副总师：年月日安全部：年月日生产部：年月日地测部：年月日机电部：年月日通风部：年月日调度室：年月日防冲办：年月日编制人：年月日目录第一章工作面概况...........................................................................................................1一、工作面位置及范围................................................................................................1二、工作面地表情况....................................................................................................1第二章工作面地质特征...................................................................................................1一、煤层........................................................................................................................1二、煤层顶底板特征....................................................................................................2三、构造特征................................................................................................................2第三章工作面水文地质特征...........................................................................................3一、上覆含水层特征....................................................................................................3二、充水因素分析........................................................................................................5三、涌水量预测............................................................................................................6第四章工作面防治水设计...............................................................................................9一、工作面防治水技术路线........................................................................................9二、开展的水文地质工作..........................................................................................10三、工作面探放水设计..............................................................................................10四、工作面排水方案..................................................................................................11第五章工作面防治水安全技术措施及水灾应急救援预案.........................................15一、防治水安全技术措施..........................................................................................15二、水灾应急救援预案..............................................................................................16三、避灾路线..............................................................................................................17-1-第一章工作面概况一、工作面位置及范围40309工作面位于井田三盘区，地理坐标x:3889011.917～3889268.667;y:36494726.035～36497813.800，走向长2971.25m，倾向长195m，面积579393.75m2，工作面设计四条巷道，分别为胶带输送机顺槽、回风顺槽、泄水巷及高位瓦斯抽放巷。二、工作面地表情况工作面对应地面位置为良社村、芦寨村及南堡子村，地表大部分被第四系黄土覆盖，工作面西部为较为宽缓的黄土塬，主要为良社村村民聚居地，中部以山坡梯田为主，东部呈沟壑地貌（南堡子沟），地表最大标高+1088m，最小标高+882m。工作面中部、西部分别有1条乡村水泥路自南向北纵穿工作面，地表无河流及大型建筑，243户村民现已全部搬迁安置。工作面停采线南侧173m位置存在1处较大滑体，位于任家沟的山坡上，滑体由山岭向谷底滑动，长309m，由于滑体与载体均为疏松黄土层，存在受40309采动影响或雨水冲刷造成滑坡的可能。工作面对应地表有XZ1、185、2-1三个地质钻孔，经调查，XZ1为2017年施工的补勘水文长观孔，封孔质量良好，孔口安装有水文监测设备；185钻孔为施工于1979-1985年间的详查孔，仅煤层顶板上方20m采用水泥浆封孔，其余区段采用黄泥浆封孔，封孔质量不明，初步判定为封闭不良钻孔；2-1钻孔为2003年施工的精查孔，封孔质量良好。3个钻孔孔口附近均无塌陷坑、地裂缝、基坑、滑坡等不良地质体。第二章工作面地质特征一、煤层工作面主采4煤，4煤为黑色，半暗～半亮型，夹亮煤及暗煤，沥青光泽，-2-条带状结构，参差状断口，下部丝炭组分较高，结构简单稳定，上部煤层松软呈碎片状，中下部为块状，内生裂隙发育，产状近于直立，含5层夹矸，其结构为：1.37（0.2）0.61（0.65）21.80（0.25）1.85（0.20）0.90（0.50）0.29，工作面中东部煤层较厚，西部较薄，煤厚19-28m，底板标高+340m～+374m，埋深508m～742m，倾角0～5°，煤质属低灰分、低硫、低磷、特低全水分、中高挥发分、特高热值的不粘煤，详见表1。表1煤质情况一览表二、煤层顶底板特征煤层顶板：4煤顶板岩性较为单一，面内大部分区域为泥岩，个别区域出现粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩和砾岩，属复合型顶板。伪顶为黑灰色砂质泥岩，含较多黄铁矿结核，夹砂岩薄层，厚度约0.5-0.7m；直接顶为灰色粉砂岩，致密，中部夹中厚层细砂岩、薄层泥岩，含黄铁矿结核，以波状层理为主，具变形层理，稳定性差，厚度3-9m；老顶为灰白色粗砂岩，成分以石英为主，长石及暗色矿物次之，分选差，磨圆度低，钙质胶结，致密、坚硬，含有煤屑，与下伏地层明显接触，较坚硬，厚度10～24m，风干抗压强度为12.6～46.5MPa、抗拉强度为0.25～2.1MPa，为中等稳定性岩体。煤层底板：4煤老底一般为泥岩，局部相变为炭质泥岩或砂质泥岩，之上有一薄层铝质泥岩，厚度1～3m左右，其风干抗压强度为15.83～49.4MPa、抗拉强度为0.21～1.68MPa，为稳定性较差岩体，遇水易膨胀。在掘进过程中，顺槽部分地段存在“底鼓”现象。三、构造特征工作面位于南玉子向斜轴部区域，南玉子向斜发育于井田北部，区内延展长M%(水分)Ad%(灰分)Vdaf%（挥发分）St,d%（全硫）Qgr.d(MJ/kg)（发热量）真密度（kg/m³）视密度（kg/m³）工业牌号5.5210.233.690.5930.221.43～1.461.38～1.41高热值不粘煤-3-度7.5km，两翼倾角1～2°，为本区聚煤中心，沉积巨厚煤层。根据工作面煤层底板等高线变化趋势，工作面内煤层形态西部呈单斜构造，东部呈近水平状态，地层产状较为稳定，倾向近西北方向，倾角约0-5°。从已掘顺槽写实情况来看，工作面内煤层赋存连续完整，掘进过程中未发现大型断裂构造，顺槽掘进过程中在运顺揭露断层2条，段距2-3m，对工作面回采影响不大；回顺揭露裂隙1条（揭露初期出水量1-2m³/h，现已不出水）；距切眼87-178m范围内由于基底隆起，煤层产生一定的起伏，造成回顺在距切眼144m位置揭露底板泥岩，揭露长度35m，对工作面正常推采造成一定影响，工作面构造详情见表2。表240309工作面地质构造一览表构造名称构造类型揭露位置走向（°）倾向（°）倾角（°）落差（m）对回采的影响F1正断层运顺1455m121211553m断层不导水，无瓦斯异常涌出，断距较小，对回采影响不大。F2逆断层运顺2098m42132302m断层不导水，无瓦斯异常涌出，断距较小，对回采影响不大。L1裂隙回顺1395m2111158初期导水，出水量1-2m³/h，现不导水，对回采影响不大-4-第三章工作面水文地质特征一、上覆含水层特征（一）洛河组砂岩含水层工作面上覆洛河组厚度约290～320m，距煤层190～210m，岩性以紫红色～暗紫色中、粗粒砂岩为主，砾岩、砂砾岩次之，泥岩、砂质泥岩再次。含水层主要由中、粗粒砂岩组成；泥岩、砂质泥岩具隔水性；砂砾岩、砾岩依分选性、胶结程度及裂隙发育程度不同，呈现相对隔水或局部含水。据钻孔抽水试验结果：单位涌水量0.0182～0.7484L/s·m，富水性弱～中等，水质多为SO4-Na型，矿化度0.93～5.10g/L，水温14～28℃。（二）宜君组砾岩含水层工作面上覆宜君组厚度约45～60m，距煤层约135-150m，岩性为浅紫色、紫灰色块状砾岩。据钻孔抽水试验：单位涌水量0.0088～0.145L/s·m，富水性极弱～弱，水质类型SO4-Na型，矿化度2.59～5.39g/L，水温15～18℃。（三）直罗组砂岩含水层工作面上覆直罗组砂岩含水层厚18～30m，岩性为浅灰绿色中～粗粒长石石英砂岩，夹灰绿色泥岩、砂质泥岩。据钻孔抽水试验：单位涌水量0.000022～0.002L/s·m，富水性极弱，水质类型SO4-Na型，Cl-Na型，矿化度5.531—20.45g/L，水温17～20℃。（四）延安组煤系含水层工作面上覆延安组煤系含水层由4煤及其老顶中粗粒砂岩、砂砾岩组成，厚度约30-40m。据钻孔抽水试验：单位涌水量0.000046～0.1036L/s·m，富水性不均一，水质类型以SO4·Cl-Na型为主，SO4-Na型次之，矿化度3.60～18.20g/L，B1基底隆起段回顺2792m15回顺144-178m范围内揭露底板，预计回顺侧工作面内20-30m范围