帽帽山采(古)空区积水调查报告

1山西煤炭运销集团帽帽山煤业有限责任公司采(古)空区积水调查报告2山西煤炭运销集团帽帽山煤业有限责任公司采(古)空区积水调查报告为了煤矿制定发展规划、改扩建、水平延伸、技术改造、日常安全生产管理，以便更好的指导煤矿基本建设和安全生产，山西地宝能源有限公司受山西煤炭运销集团帽帽山煤业有限责任公司的委托为其编制水文类型划分报告。为了把兼并重组后的山西煤炭运销集团东帽帽山煤业有限责任公司矿井及周边矿井采空区积水调查清楚以便提高兼并重组整合报告的真实性、可靠性，接受任务后，我队组织相关人员到山西煤炭运销集团东沟煤业有限责任公司兼并重组的两个矿井以及周边矿井进行了实地调查搜集资料，具体情况如下。一、矿井概况2009年7月15日山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室发放的晋煤重组办发【2009】9号《关于大同市市直和左云县、大同县煤矿企业兼并重组整合方案的批复》文件，山西煤炭运销集团帽帽山煤业有限责任公司(重组前为左云县水窑乡帽帽山煤矿和左云县水窑乡芦草沟煤矿)，山西省国土资源厅2015年11月颁发的C1400002009121220047226号采矿许可证批准，批准开采山4、2-1、2、3、5、8-1、8号煤层，批采标高：1165m至805m,井田面积17.4209km2，矿井能力由60万t/a提升到180万t/a，经济类型为有限责任公司。3矿界范围坐标点表拐点编号西安1980坐标系（6°带）北京1954坐标系（6°带）XYXY14419032.5019661614.6744190791966168624416492.4919661677.6744165391966174934415489.4819661691.6744155361966176344414805.4819662433.6844148521966250554414770.4819660405.6744148171966047764413884.4719660418.6744139311966049074413884.4719660173.6744139311966024584413376.4719660149.6744134231966022194413348.4719658329.66441339519658401104416435.4819658277.66441648219658349114418975.4919658234.65441902219658306井田范围由11个拐点连线圈定而成，东西宽约4.1km，南北长约6km，面积17.4209km2。二、排水设备及设施该矿目前仍在基建阶段，矿井各大系统尚未完全形成。根据2015年7月28日山西煤矿设备安全产品检测中心，对山西煤炭运销集团帽帽山煤业有限责任公司2号煤层井下主水泵房排水设备2台D85-67×4型水泵进行了检查检验。该矿现用3台D85-67×4型多级离心水泵(额定扬程536m，配套电机功率为220kw)，可满足矿井排水能力要求。正常涌水和最大涌水时均为一台工作、一台备用、一台检修；该泵额定流量为85m3/h。排水管选用Φ100型，Φ100型排水管沿主斜井排至水仓地面沉淀池，，Φ100型排水管沿主斜井排至水仓地面沉淀池，吸水管选用Φ50型吸水管。排水泵根据太原市明仕达煤炭设计有限公司编制的《山西煤炭运4销集团帽帽山煤业有限责任公司兼并重组整合项目初步设计》，矿井一水平主斜井井底设有主、副水仓，水仓有效容积2000m3，混凝土碹支护，净断面积宽11.02m³，能够满足矿井正常涌水量要求。预选MD280—65×5型矿用多级离心式水泵3台。每台水泵选配YB型10kVn0=1500r/min450kW矿用隔爆电动机驱动。根据设计计算所需工作水泵流量、垂高和排水距离等条件，沿主斜井敷设φ273×9排水管两趟，吸水管选φ325×10，满足矿井正常涌水和最大涌水时排水需要。三、井田内采（古）空区积水情况2号煤层经过多年开采，已经在井田内形成大面积采空区，采空区面积为672035m2，积水面积201442m²，积水量估计302163m³。矿井防治水中的采空积水估算公式计算了2号煤层采空区积水量。计算公式：Q采=(K·M·F)/COSα(m3)其中：Q采—各积水区总积水量(m3)K—采空区的充水系数，一般采用0.3M—采空区的平均采高或煤厚(m)F—采空区积水的投影面积(m2)α—煤层倾角(°)采空区、小窑破坏区积水量估算表采空区名称积水面积（m2）K煤层厚度煤层倾角积水量（m3）Q-11635780.353°245367Q-2378640.353°56796总计201442302163一、周边地区采空区分布情况5四、周边矿井情况北东为大同市焦煤有限责任公司煤矿二号井，东部为山西怀仁中能芦子沟煤业有限责任公司煤矿、东南部为山西煤炭运销集团东沟煤业有限责任公司煤矿、西南为山西煤炭运销集团簸箕掌煤业有限责任公司煤矿、西北为山西煤炭运销集团全羊头煤业有限责任公司煤矿，周边各矿均为生产矿井和本次整合重组的基建矿井。据调查：山西煤炭运销集团东沟煤业有限责任公司煤矿（原东沟煤矿柏山井）在2004年前在本矿南部曾越界开采本矿2号煤层，其余周边另外四个矿均无越界贯通现象。但要与各邻矿必须保持经常联系，按规定要求留足安全煤柱，严禁越界滥采乱掘，制定相应的防范措施，并责成一名副矿长兼职此项工作。今后，在自我规范的同时，密切注视周边煤矿的开采情况，以防灾害的发生（据调查各矿基本情况见表5-4）。1、井田南部山西煤炭运销集团东沟煤业有限责任公司2004年前曾越界开采本矿2号煤层，该矿兼并重组后正常涌水量为30m3/d，最大涌水量为150m3/d；该矿为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性，各煤层为自燃-容易自燃煤层；据调查该矿2008、2009年3月18+19号煤层40202、40203工作面因煤层自燃发生火灾，后封闭，当时无有害气体涌出。18+19号煤层（2+3号煤层）巷道积水量630m³，采空区积水量为2120m³，采空区内聚集有一定量的有害气体。2、井田西南部山西省煤炭运销集团簸箕掌煤业有限责任公司该矿兼并重组后正常涌水量为960m3/d，最大涌水量为2880m3/d；该矿为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性，各煤层为自燃-容易自燃煤层；据调查该矿未发现火区。16号煤层有1处采空区积水，积水面积为691760m2，积水量约147175m3，19号煤层有3处采空区积水，积水面积为221740m2，积水量约355650m3。，采空区内聚集有一定量的有害气体。由于采空区积水为一动态变化过程，本次调查的采空区积水情况只反映矿井目前积水情况。随着时间的推移和开采范围及地质环境情况的变化，采空区积水范围和积水量也会不断变化，矿井在以后的开采过程中，应随时调查和探测本矿及邻矿采空区积水情况，以便有针对性的采取各种防范措施，确保矿井安全生产。五、导水裂缝带计算及分析井田内2号煤层已部分采空,2号煤采空积水对下部5号、8号煤层开采影响。2、3号煤层顶板为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩，岩性软弱。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》导水裂缝带的最大高度经验公式：1001.56.232mMHM510MHli其中：Hli——导水裂缝最大高度（m），Hm——垮落带高度（m），M——采厚（m），±号项为中误差。∑M—累计采高。经计算2号煤层最大垮落带高度为9.21m，导水裂缝带最大高度为26.74m，经计算3号煤层最大垮落带高度为6.82m，导水裂缝带最大高度为20.93m，5号煤层顶板为泥岩，砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩，岩性中硬。7根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》导水裂缝带的最大高度经验公式：1002.24.719mMHM1020MHli5号煤层最大垮落带高度为12.78m，导水裂隙带高度为58.95m。8号煤层顶板为泥岩，砂质泥岩，岩性软弱。根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》导水裂缝带的最大高度经验公式：1001.56.232mMHM510MHli8号煤层最大垮落带高度为8.9m，导水裂隙带高度为25.93m。各煤层垮落带、导水裂隙带一览表煤层号厚度层间距最大垮落带高度（m）导水裂隙带的最大高度（m）22.35-4.413.139.2126.740.59-3.702.53310.17-14.6613.236.8220.9326.63-37.9934.2350-5.453.0112.7858.9520.06-38.4329.9183.71-10.985.788.925.9314.2-33.0023.57根据计算结果2号煤采空区积水及上部含水层水会沿导水裂缝进入下层煤层煤层采空区，对开采造成一定影响。六、奥灰岩溶水突水情况分析井田内岩溶水主要含水层是奥陶系下马家沟组灰岩，岩溶水水位8标高1137-1141m，8号煤层底板标高810-1080m，5号煤层底板标高（850-1100m），2号煤层底板标高910-1140m，煤层属于带压开采，矿区内断层发育，断裂带形成导水通道，易发生突水事故。因此在生产过程中需留设足够保安煤柱，以防发生突水事故。奥灰岩溶水水位标高1137-1141m，2、5、8号煤层底板标高均低于岩溶水水位，均为带压开采煤层，为了评价其带压开采的可能性，我们计算了开采各煤层时的岩溶水突水系数。计算公式选用国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局发布的《煤矿防治水规定》中确定的计算公式：T=P/m式中：T—突水系数(MPa/m)P—水头压力(MPa)m—煤层底板到寒武灰岩顶界距离(m)煤层底板突水系数按照全国实际资料经验值，本井田内有断层，属于构造破坏地段，突水系数临界值采用0.06MPa/m，经计算8号煤层最低点的突水系数为0.084MPa/m，大于突水系数临界值0.06MPa/m，有突水威胁。5号煤层最低点的突水系数为0.044MPa/m，小于突水系数临界值0.06MPa/m，属相对安全区，在没有断层导水的情况下，一般不会发煤层奥灰岩溶水位标高煤层最低底板标高(m)O2X顶板标高(m)隔水层厚度(m)水压值（MPa）突水系数（MPa/m）21141910766.55143.453.670.02651141850766.5583.453.670.04481141810766.5543.453.670.0849生岩溶水突水问题。经计算2号煤层最低点的突水系数为0.026MPa/m，小于突水系数临界值0.06MPa/m，属相对安全区，在没有断层导水的情况下，一般不会发生岩溶水突水问题。根据《山西煤炭运销集团帽帽山煤业有限公司兼并重组矿井先期开采情况设计说明》所确定的煤矿先期开采地段。经计算先期开采地段底板突水系数见下表，计算参数选取ZK4-3的数据。先期开采地段煤层底板突水系数煤层奥灰岩溶水位标高煤层最低底板标高(m)O2x顶板标高(m)隔水层厚度(m)水压值（MPa）突水系数(Mpa/m))211391034.246912.096122.152.2240.018511391002.526912.09690.432.2240.02581139963.786912.09651.692.2240.043七、结论本次调查，初步查明了本矿及周边矿井采（古）空区范围及其积水情况，本井田存在采空区积水对该矿的威胁，未来3年开采的2号煤层为带压开采相对安全区。