水害评价报告

山西右玉玉龙煤业有限公司矿井可能发生水害事故的总结评价地测科2014年元月玉龙煤业公司矿井可能发生水害事故的总结评价一、矿井概况山西右玉玉龙煤业有限公司矿井位于右玉县东南30km元堡镇辛屯村南，北与内蒙公路相通，东邻山阴，南与平鲁区接壤，西距元元公路1.5km，交通十分便利。玉龙煤业公司于2009年8月由山西省煤矿兼并重组整合工作领导组批准将原山西右玉南阳坡西煤业有限公司和山西吐水煤业有限公司进行整合，整合后企业更名为山西右玉玉龙煤业有限公司，重组后井田面积5.5593平方公里，批准开采9#、11#煤层，地质储量6870万吨，可采储量2532万吨，生产规模120万吨/年，矿井服务年限21年，煤质具有低灰，低硫发热量高的优点，是优质的动力煤。矿井地质构造简单，水文类型划分为中等，根据2013年瓦斯等级评定鉴定结果，瓦斯绝对涌出量为0.72m3/min，属于瓦斯矿井。2010年3月3日和2010年7月16日省厅先后对地质报告和初步设计进行批复，同年9月13日省安全监察局对公司的安全专篇进行了批复，2011年11月3日省国土资源厅为公司换发了证号为C1400002009111220041775采矿许可证。2013年我矿办理好“五证一照”后，正式转为生产矿井。矿井开拓方式为斜井单水平开拓，三个斜井，两个进风井，一个回风井，主井作为主要提煤斜井，兼做进风，副井作为运料，行人兼做进风，回风斜井作为专用回风井，安装了两台同型号同能力轴流式主扇风机，电机功率185KW,一台运行，一台备用。矿井开采煤层为9#煤层，工作面采用长壁综采放顶煤工艺，全部垮落法管理顶板。在一采区布置一个接替工作面，矿井采掘比为1：2，以一井一面达到矿井的设计生产能力。二、地质概况（一）地层概况本井田位于大同煤田西南边缘，井田内地表均为黄土覆盖，根据以往地质勘查资料结合井筒所揭露的实际地层情况，井田赋存地层由老至新有：奥陶系中统上马家沟组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、第四系中上更新统、全新统。现根据井田内地层层序、厚度、岩性及其变化情况由老到新简述如下：1.奥陶系中统上马家沟组（O2s）为煤系地层基底，主要为灰、灰黄色厚层状石灰岩及白云质灰岩，夹有少量泥灰岩，岩石致密、坚硬，裂隙及小溶洞发育，裂隙多被方解石脉充填，含动物化石。本区揭露厚度260m。2.石炭系中统本溪组（C2b）主要由深灰－灰黑色泥岩、砂质泥岩，灰、灰白色砂岩及1－2层石灰岩组成。底部为浅灰－灰白色铝土质泥岩和棕红色铁质泥岩。本组地层厚度18.00－26.64m，平均厚度22.10m，与下伏奥陶系地层为平行不整合接触。3.石炭系上统太原组（C3t）为本井田主要含煤地层，主要由灰白、浅灰色砂岩，深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩及煤层组成，富含植物化石，局部有风化现象。底部K2砂岩层位稳定，为太原组与本溪组的分界标志。本组厚85.00－115.00m，平均100.76m，与下伏本溪组呈整合接触。4.二叠系下统山西组（P1s）由灰黄色、浅灰色、灰白色砂岩，浅灰色、灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩及煤层组成，下部含植物化石。底部K3砂岩层位稳定，为山西组与太原组的分界标志。本组厚59.00－75.00m，平均68.22m，与下伏太原组呈整合接触。5.二叠系下统下石盒子组（P1x）岩性以深灰色泥岩、砂质泥岩夹粉砂岩为主，底部为灰色中细粒砂岩（K4）。井田残留厚度32.44m左右。6.第四系中上更新统（Q2＋3）浅红色、土黄色亚砂土、亚粘土为主，夹有钙质结核。厚4.00－47.10m，平均19.73m，与下伏地层为角度不整合接触。7.第四系全新统（Q4）为现代河流沉积物，由亚沙土、砂、卵石组成，分布于元子井田西部大沙沟河床及两侧的平缓地带。厚0－20.00m，一般5.00m，与下伏地层为角度不整合接触。（二）可采煤层井田内主要可采煤层为石炭系上统太原组的9、11号煤层，现将各煤层叙述如下（见表3-1）：可采煤层特征一览表表3-1煤层号煤层厚度（m）煤层间距（m）煤层结构夹矸层数顶板岩性底板岩性稳定性可采性最大-最小平均最大-最小平均95.25-14.879.387.35-24.7316.11复杂0-4泥岩、砂质泥岩、砂岩炭质泥岩、泥岩、砂岩稳定全区可采113.40-7.185.92复杂0-4泥岩、砂岩泥岩、砂岩、砂质泥岩稳定全区可采1、9号煤层位于太原组地层中下部，厚度为5.25-14.87m，平均9.38m，属稳定可采煤层。煤层结构复杂，含0－4层夹矸。井田内S308、303、YB2、K10、号钻孔揭露该煤层全部风氧化，TE8、TE9、TE12、西1、西2、西3、西4、西5、南1、南3号钻孔揭露该煤层上部风氧化。根据钻孔资料和原吐儿水煤矿井筒揭露，井田南部9号煤层全为风氧化区。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩、中细砂岩。整合前原南阳坡西煤矿开采此煤层。2、11号煤层位于太原组地层下部，厚度为3.40-7.18m，平均5.92m，煤层结构较复杂，含有0-4层夹石，井田内全区赋存，属稳定可采煤层。井田内西4号钻孔揭露该煤层全部风氧化，南1、南2号钻孔揭露该煤层上部风氧化。另外，井田东南部喜鹊沟煤矿越界进入本井田开采中发现巷道北侧分布11号煤层风氧化区。该煤层顶板为泥岩、砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩、细砂岩。（三）煤质本井田煤类的划分按照中国煤炭分类国家标准（GB5751－86）进行。9号煤层为低灰、中低硫—中高硫、中热量之气煤；11号煤层为低灰—中灰煤、中低硫—中高硫、中热值-高热值之气煤。（四）矿井地质构造井田位于大同煤田南部石炭二叠系煤田的西北边缘，属大同煤田向斜构造的西部，在地质构造上它既服从于大同煤田总体构造规律特征，又有其特殊性，在地层走向、倾向、断裂、褶皱的分布形态等，皆与燕山期北东和北北东向构造有关，受大同向斜控制和影响，北东向构造在井田内占主导地位，与大同煤田整体及东部地区相比，地层倾角相对较为平缓。根据钻孔和井下巷道揭露，本井田内褶曲比较发育，主要有3条背斜和2条向斜，均分布在井田中南部。另据井下巷道揭露，井田内还发育6条正断层，未发现陷落柱。现将井田主要构造分述如下：（1）褶曲1.S1向斜位于井田东北部，根据钻孔控制资料，向斜轴部为东6孔-东9孔西-东10孔连线，轴向N30-40°W，向斜两翼不对称，其东北翼较缓，地层倾角3-5°，西南翼稍陡，地层倾角5°左右。井田内延伸长度900m。2.S2背斜位于井田西部，轴向N75°E，两翼对称，属宽缓背斜，两翼地层倾角2-3°，井田内延伸长度1000m。3.S3背斜位于井田西南部，轴向N42°E，两翼不对称，其西北翼平缓，地层倾角2-3°,南翼稍陡，地层倾角4-5°,井田延伸长度1000m。4.S4向斜位于井田南部，轴向N15°E，两翼不对称，其东翼较平缓,地层倾角3-4°两翼稍陡，地层倾角4-5°，井田延伸长度1000m左右。5.S5背斜位于井田东南部，轴向N10°W,两翼不对称，其西翼平缓，地层倾角2-3°，东翼稍陡，地层倾角3-4°，井田内延伸长度1100m。（2）断层1.F1断层位于井田西北部，正断层，由该矿井下巷道发现，断层走向N65°W，倾向NE，倾角75°,落差8m，推测延伸长度340m。2.F2断层位于井田东北部，为正断层，断层走向N10-20°E，倾向SE，倾角75°，落差9m，由井下巷道揭露，井田内推测延伸长度约1450m。3.F3断层位于井田东北部F2断层东侧，为正断层，断层走向N30°W,倾向SW，倾角75°，落差4m，由井下巷道揭露，井田内推测延伸长度约250m。4.F4断层位于井田东北部F2断层西侧，为正断层，断层走向N30°W,倾向NE，倾角75°，落差6m，其东南端交于F2断层，推测延伸长度200m。5.F5断层位于井田东北部，为正断层，断层走向N30°W,倾向NE，倾角80°，落差10m，由9号煤层井下巷道揭露，推测延伸长度760m。6.F6断层位于井田东北部F5断层东侧，为正断层，断层走向N30°W,倾向SW，倾角70°，落差4.5-7.8m，由9号煤层井下巷道揭露，推测延伸长度900m。（五）岩浆岩井田内未发现岩浆岩侵入现象。依据《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215-2002），本井田地质构造属简单类。三、矿井水文地质（一）井田边界及其水力性质本井田北部、东部边界为人为边界。井田周边分布有三个相邻矿井，井田北侧为山西右玉东洼北煤业有限公司，东侧为山西教场坪集团玉岭煤业有限公司、南阳坡煤矿，西部及南部为空白区。垂向上正常情况下各含水层之间不会发生水力联系。但井田内发育有几条断层，受断层构造影响，断层带及其两侧破碎带富水性好，易沟通了各地下含水层。水平方向上周边矿井9、11号煤层均有采空区积水，但采空区与本井田边界一般有保安煤柱，正常情况下不会发生水力联系，但在今后的开采过程中仍需注意。（二）井田内主要含水层1.奥陶系岩溶裂隙含水层奥陶系主要为岩溶裂隙含水层，据邻区资料，多数钻孔在钻进至石灰岩时漏水，富水性为中等，据井田东北侧6km处609号水文孔抽水试验结果，单位涌水量为0.21－0.28L/s.m，渗透系数1.08－1.278m/d，水位标高1201.10m，裂隙发育，且多被方解石充填，本含水层富水性及导水性均较好，水量较大，水质类型为HCO3·SO4—Ca·Mg型水。根据609号水文孔资料推测，本井田奥灰岩溶水水位标高在1204—1206m左右。2.石炭系太原组砂岩裂隙含水层太原组是本区主要含煤地层，9号煤层上部砂岩及K2砂岩是本组主要含水层段，含水层厚10－20m，9号煤层上部砂岩呈半风化状，岩石较为破碎，裂隙发育。本矿在开采9号煤层时，砂岩裂隙水经过冒落带或断层直接进入矿井，矿井涌水量在300m3/d左右，由于矿井排水，太原组地下水位已大幅度下降，在影响半径范围，地下水位已降至9号煤层中。据邻矿东洼北煤矿3号水文孔抽水试验，静止水位深149.52m，单位涌水量0.0285－0.04L/s.m，渗透系数0.0856－0.1001m/d，富水性弱。水质类型：HCO3－Ca·Mg型水，矿化度340mg/L，总硬度238.42mg/L，PH值7.07。3.二叠系山西组砂岩裂隙含水层山西组地层埋藏浅，近地表岩石均已风化，属风化裂隙水，该含水层与上部冲积层水局部沟通，富水性弱。有时第四系上更新统砂层与山西组地层直接接触，水力联系密切。在矿坑排水疏干范围内，山西组含水层基本已无水。东洼北煤矿3号孔山西组抽水试验时，静止水位埋深85.20m，基本已到孔底，成干孔状态。4.第四系孔隙水含水层第四系孔隙含水层在本区分布范围较广，含水层为第四系上更新统砂、砂砾石层，厚4.85－10.00m，颗粒粗，以粗砂、砾砂为主，局部富水性较好。东洼北煤矿在区内打的两口浅层水井，出水量300－400m3/d，富水性中等。水质类型为HCO3－Ca.Mg型，矿化度215mg/L，总硬度185.87mg/L，PH值8.30。（三）井田内主要隔水层1．本溪组隔水层本溪组岩性主要为灰色砂质泥岩、泥岩，灰白色铝质泥岩组成，加少量中－细砂岩，局部为灰岩，厚18.00－26.64m，平均22.10m。本组地层普遍发育，连续性强，是煤系下伏良好的隔水层。2.上更新统隔水层上更新统粘土在本井田分布广范，井田内厚度一般在4－48m左右，是煤系地层上覆良好的隔水层。（四）矿井充水因素分析（1）矿井充水来源1、地表水及大气降水对矿坑充水的影响井田地表水体不发育，仅雨季时沟谷中有大气降水形成的短暂洪流。区内地势平坦，大气降水入渗条件比较好，但由于煤系地层中有泥岩相隔，因此大气降水仅是矿井充水间接因素。特别是井田西部的大沙沟沟谷较深，虽平时无水，但雨季汇集洪水后水量较大。但煤层露头附近极易沟通地表水，使地表水涌入巷道，形成水害。因此在开采过程中一定要采取防范措施，井口、堆煤场也要建在最高洪水位之上，以防洪水袭击，造成危害。2、顶板裂隙水对矿坑充水的影响煤层顶板砂岩裂隙及石灰岩裂隙含水层地下水将通过矿坑顶板冒落导水裂隙带