水害检测、诊断和预警报告

水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告（地测防治水科）二0一八年一月水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告1目录一、矿井概况..........................................2二、矿井水文地质情况..................................31、水力性质.........................................42、含水层...........................................43、隔水层..........................................64、矿井充水条件....................................7三、矿井水害事故类型..................................9四、各种水害突水征兆.................................10（一）、断层裂隙水.................................10（二）、顶板裂隙水.................................11（三）、底板灰岩含水层水...........................11（四）、老空、老窑水...............................12五、矿井防治水预防措施...............................12（一）、地面防治水综合治理措施.....................12（二）、井下防治水综合治理措施.....................13六、矿井水害的监测监控和预控.........................15（一）、根据我矿实际情况对矿井水害的监测监控主要包括15（二）、主要预控措施...............................16七、矿井水灾处理方案.................................16水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告2郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告一、矿井概况郑煤集团芦沟煤矿二五东井位于新密市岳村镇马寨村境内，为2005年第一批郑煤集团整合矿井，现隶属郑煤集团公司独立生产块段，矿井证件齐全。设计生产能力30万吨/年，开采二1煤层，井田面积0.4542Km2，地质储量499.3万吨，保有储量264.04万吨，截止2017年12月底剩余保有储量242.37万吨,剩余服务年限2.7年。矿井为低瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量3.44m3/t，绝对瓦斯涌出量1.05m3/min，煤层自燃倾向性为Ⅲ类，属不易自燃煤层。矿井设计正常涌水量为407m3/h，最大涌水量为700m3/h，实际涌水量64m3/h。矿井开拓为立井单水平上下山开拓方式，采煤方法为走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。主井净断面面积9.62m2，井深393.07m，选用2JK－2/11.5型矿用提升机，井筒内布置2.0t双码非标箕斗，采用钢性罐道，并设有梯子间，主要担负着全矿井的煤炭提升任务，同时兼作矿井的回风井和安全出口。副井净断面面积为12.56m2，落底标高为－203m，井深393.76m，选用2JK－2.5/20型矿用提升机，井筒内布置0.75t双码非标罐笼，作为下料、提矸、升降人员及进风，并设梯子间，作为矿井的安全出口。水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告3二、矿井水文地质情况本井田内无较大河流，仅井田东北部有一条春马河，由北北西向南东东注入本区外围主干河流——双洎河，一般流量为0.1m3/s。其它小溪多属季节性溪流，流量受大气降水控制。根据《河南省密县煤田岳村矿区地质勘探报告》记载，以往在春马河西岸石炭系地层露头的地方，有间歇上升泉四个，其最大涌水量达22.6m3/s，天气干旱，泉水即枯。目前均已枯干。1、水力性质二五东井位于芦沟煤矿的东北部，处于深部的径流区，其南部边界李家窝正断层，上盘的砂岩含水层与下盘二1煤对接，下盘的L7-8灰岩含水层与上盘的二1煤对接，断层沟通了二1煤底板上下含水层的水力联系，为一导水断层；东北部的春马河正断层，下盘的L1-3、O2灰岩与上盘的二1煤层对接，为一导水断层；北部为马寨二矿老空区，存在大量的老空积水，受地表水补给明显；西部与芦沟矿25西井相邻，属无限补给边界。总之，整个芦沟井田范围内二1煤层底板受断层影响，L7～8，L5～6，L1～3，O2灰岩含水层，水力联系密切，地下水不仅做横向运动，而且还做纵向运动，从而形成一个统一的含水体，补给边界，西自云蒙山，北至荥密背斜轴部，向东至圣泉峪、三李一带，面积约1000平方公里，地下水从西北流向东南，二五井南部的李家窝正断层和北部的春马河正断层均为导水断层，使得矿区水源充水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告4沛。2、含水层1、第四系砂、砾石孔隙含水层新近系为白色、浅灰白色泥灰岩，裂隙不发育，局部有小溶洞。地表蜂窝状空洞发育。第四系为黄土状亚粘土和黄土状亚砂土。底部含钙质结核与透镜状碎石层，底部含水，地下水流方向大致由北向南。2、二1煤层顶板砂岩裂隙含水层系指二1煤以上100m范围内的灰白色中细粒或中粗粒砂岩（俗称大占砂岩、香炭砂岩和砂锅窑砂岩），为二1煤层顶板直接充水含水层，局部裂隙发育，往往有方解石脉充填；最多含6～8层，一般有4～5层，厚度24.45～75.11m，平均47.46m，底部距二1煤顶63.15m，含水不均匀，钻孔单位涌水量0.0063L/s·m，渗透系数0.0137～0.1791m/d，pH值为7.0～8.2，对二1煤层开采影响不大。3、太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层上部灰岩段为二1煤底板直接充水含水层，由L7～L8二层灰～深灰色中厚层状灰岩组成。自L7灰岩底至L8石灰岩顶或菱铁质泥岩，由深灰色隐晶质灰岩、泥岩、砂质泥岩、细粒石英砂岩及两层不稳定煤层组成，发育L7、L8二层灰岩，含燧石条带和动物化石；L7、L8层位稳定厚1.5～23.16m，平均10.98m，上距二1煤水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告50.1～28.17m，平均10.02m。岩溶发育，局部见溶洞，溶洞宽0.5m，岩溶裂隙发育不均匀，富水性强，连通性差，补给水源不足，极易疏干，对矿井开采影响小。因此，L7-8灰岩水是矿井的疏放对象。L5灰岩：厚0～8.63m，平均5.51m，岩溶裂隙发育，上距二1煤31.65～68.46m，平均48.82m。据芦沟井田13-补48孔注水资料，钻孔单位涌水量0.053L/s·m，渗透系数0.3874m/d，原水位标高＋80.24m，现水位标高-170m，芦沟矿井检孔资料，渗透系数平均值为0.6672m/d，所以芦沟矿L7-8渗透系数平均值为0.5064m/d。4、太原组下段灰岩岩溶裂隙含水层太原组下段L1-3灰岩：岩溶裂隙承压含水层，富水性强，厚6.99～22.99m，平均15.94m，该层灰岩直接位于一1煤之上，上距二1煤45.75～80.44m，平均53.74m。岩溶裂隙发育，富水性强，单位涌水量0.1707～2.140L/s·m，渗透系数0.5841～11.850m/d。5、奥陶系中统O2石灰岩岩溶裂隙含水层芦沟井田内奥灰最大揭露厚度114m（35-补1孔）；岩溶裂隙发育，但不均一；该含水层上距二1煤底板56.28～108.97m，平均84.7m。隔水层为铝土质泥岩，具有高压水头，可通过区域断层补给上部各含水层，若采掘过程中不慎揭露此含水层，该含水层对于煤层开采影响较大。据芦沟矿以往抽水资料单位涌水量0.0034～0.068L/s·m，渗透系数0.0014～0.0119m/d，为水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告6HCO3-Mg-Ca型水，pH值为7.8～8.0，总硬度13.5德国度，矿化度小于0.59g/L。根据本矿井下水文观测孔O2水位标高为+52m。3、隔水层1、石盒子组砂泥岩隔水层系指二1煤上100m起到上部基岩剥蚀面的二叠系上、下石盒子组，主要包括泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩、粉砂岩等，厚度一般在100m以上，其间夹有数层中、粗粒砂岩含水层，但被隔水层阻隔，水力联系较差，总体上表现为隔水性，能有效阻隔地表水、浅层地下水进入矿井。2、二1煤层底板砂泥岩隔水层二1煤顶隔水层：灰～深灰色砂质泥岩、泥岩，厚0～35.96m，平均5.45m，厚度变化大，有时因大占砂岩直接压在煤上，导致工作面部分区段内起不到隔水作用。二1煤底板隔水层：灰～深灰色砂质泥岩、泥岩互层，厚0.1～28.17m，平均10.02m，位于L7－8灰岩含水层之上，一般起不到隔水作用。3、太原组中段砂泥岩隔水层系指L5～L7之间的泥岩、砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩等，厚10.00～40.80m，平均25.36m。该隔水层位于太原组上、下段灰岩高承压水头含水层组之间，隔水良好。4、本溪组铝土岩、泥岩隔水层水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告7位于奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层之上，主要为灰白色铝质泥岩、深灰色炭质泥岩和泥岩，厚度平均7.56m，阻隔O2灰岩水与上部L1-3灰岩水发生水力联系，因为其厚度较薄，在带压开采时常视其和L1-3灰水为统一的带压开采水体。4、矿井充水条件据矿井突水台帐资料和区域矿井水文地质条件分析，本矿井充水因素主要是大气降水和地表水，其次是地下水和老空水。1、大气降水大气降水对地下水的补给主要受地形控制。依地表汇水条件，地表汇水地形可分为汇流地形（低洼谷地）、滞流地形（坡度小，起伏不大的平原和台地）和散流地形（坡度大，切割强列的山脊和山坡）。不同的入渗条件和地形的结合，会构成不同的降水入渗补给条件。一般汇流地形最有利于大气降水时矿井涌水的入渗补给，而散流地形则不利于大气降水对地下含水层的补给。地表的滞水条件除地形因素处，还常会受到植被、耕土层结构等的影响，一般来说，地表植被越发育，耕土层厚而疏松的地表条件会延长大气降水在原地的滞流时间，从而减少了地表迳流量而增加对矿井涌水的补给。2、地下水①顶板含水层：二l煤直接顶板为砂质泥岩，厚0.7～22.00m，平均7.33m，老顶为大占砂岩。其上部为香炭砂岩及砂锅窑砂岩，水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告8构成了二1煤层顶板含水层，钻孔单位涌水量0.0063L/s·m，渗透系数0.0137～0.1791m/d。顶板含水层水量一般不大，在采动时会发生滴水、淋水或小量突水，通过导水裂隙带进入巷道或工作面，往往呈现出涌水水量由小到大再到小的突水过程。顶板砂岩水的补给水源主要为石盒子组的砂岩水，离煤层较远，补给量较小，一般不会对矿井造成大的灾害。②底板充水含水层：矿井底板直接的主要充水水源来自太原组的L7-8灰岩，目前本矿在掘进和回采过程中，底板出水水源主要来自L7-8灰水，出水量为7～13m3/h，掘进中该含水层水将直接进入巷道而被疏干，对采面一般影响不大。底板间接充水含水层为L1-3与O2灰岩承压含水层，太原组下段L1-3灰岩为岩溶裂隙承压含水层，富水性强，岩溶裂隙发育，但不均一；O2灰岩含水层具有水压高，可通过区域断层补给上部各含水层，若采掘过程中不慎揭露此含水层，该含水层对于煤层开采影响较大本矿21皮带下山及21轨道下山在掘进过程中进行了超前物探和预注浆，21021、21061工作面进行了底板加固，本矿开采至今没有发生过大的底板突水事件。3、老空水矿井的周边存在较多采空区，大多具有一定的老窑水。同时本矿浅部也存在大量采空区，其间也会存在大量积水，它和周围老窑水共同组成了本矿下一步生产的头顶“悬水”—老空水。老水害检测郑煤集团芦沟煤矿二五东井水害检测、诊断和预警报告9空水突水时具有来势猛，水量大的特点，所以要超前探放水或留足保护煤柱。三、矿井水