南家咀探放水

1探放水管理措施第一章概况一、概述为防止透水事故发生，坚持“有掘必探，先探后掘”的原则。二、地质构造1、区域地层：栾家坪～余家坪矿区地表多被第四系中更新统离石组（Q2l）、上更新统马兰组（Q3m），以及全新统（Q4）等地层覆盖。钻孔揭露的地层由老到新依次为：中生界三叠系上统永坪组（T3y）、瓦窑堡组（T3w），侏罗系中统延安组（J2y），新生界第三系上新统静乐组（N2j）。各地层岩性、厚度见表1-2-1。表1-2-1区域地层分区系统表地层系统代号厚度(m)新生界第四系全新统Q41～5上更新统马兰组Q3m2～30中更新统离石组Q2l4～150下更新统午城组Q1w1～19.3第三系上新统静乐组N2j0.5～100中生界白垩系下统环河组K1hh+hc204～640华池组洛河组K1l241～399.1侏罗系中统安定组J2a58.1～159.7直罗组J2z88.4～208.9延安组J2y162～305.6下统富县组J1f0～141.9三叠系上统瓦窑堡组T3w371.5永坪组T3y39～95胡家庙组T3h75～2102由老至新分述如下：（1）三叠系上统永坪组（T3y）为三叠系含煤地层的基底，岩性以灰绿、灰白色中粒石英砂岩为主，夹细粒砂岩及粉砂岩薄层，局部含油。该组仅在钻孔中揭露，但无钻孔穿透，厚度不详。（2）三叠系上统瓦窑堡组（T3w）为矿区的主要含煤地层，矿区地表仅出露其上部层位（T3w4-5）。该组零星出露于秀延河、南河、永坪河上游及各支流沟谷边坡。据地质调查及钻孔统计，该组厚度187.3～340.86m，与下伏永坪组整合接触。该组一般由五个旋迴（五个段、T3w1-5）组成，每旋迴下部为灰黑色中—细粒砂岩、泥岩和粉砂岩交互出现，富含钙质结核和植物化石；中部为灰色中细粒砂岩、粉砂岩、深灰色泥岩和粉砂岩互成韵律；上部主要为含煤段，为黑色粉、细砂岩互层。该组共含煤层及煤线二十余层，其中5号、3号煤层可采范围大，为区内主要可采煤层。（3）侏罗系中统延安组（J2y）受剥蚀作用影响，该组仅在矿区西部余家峁－徐家坪、焦家沟－石家川及禾草沟上游等地沟谷边坡零星出露其下部层位。据地质调查及钻孔统计，其厚度0～29.0m，平均18.5m。微角度不整合于其下的瓦窑堡组之上。3本组下部岩性主要为中厚层细～中粒砂岩夹灰黑色砂质泥岩及深灰色粉砂岩，具波状层理及小型交错层理，含植物化石；上部为深灰色砂质泥岩、粉砂岩夹灰黑色泥岩及灰白、灰黄色中—细粒砂岩，具水平层理及微波状层理，含黄铁矿结核及植物化石。（4）新生界上第三系上新统静乐组（N2j）主要分布于矿区北部的冯家沟、梢柏子沟－郭家坪沟，中部的高家沟－水阴湾、祁家沟、庄库沟，南部的余家坪－禾草沟支沟等沟谷边坡。据地质调查及钻孔揭露，该组厚度5.0～45.0m，平均18.5m。与下伏中生界不整合接触。岩性主要为紫红、棕红色粘土、砂质粘土，含多层钙质结核。底部有透镜状砂砾石层，砾石多为泥砾、砂砾，半固结状。（5）第四系中更新统离石组（Q2l）主要分布于秀延河、南河、永坪河上游及各支流沟谷边坡。在较大沟谷边坡呈不规则条状产出，在各支沟则零星出露。据地质调查及钻孔资料，该组厚度2.0～50m，覆盖于其下所有老地层之上。岩性主要为褐黄色、浅棕黄色粉土、粉质粘土、砂质黄土，垂直节理发育，含成层分布的钙质结核；底部局部见灰白、褐黄色砂、砂卵石层。（6）上更新统马兰组（Q3m）该组是矿区内第四系主体沉积，地表出露范围大，遍布于各梁峁的顶部及沟坡地带，厚度2.00～103.00m，覆盖于所有老地层之上。岩性主要为土黄、褐黄色、浅黄色粉土、砂质黄土，偶见钙质结4核。（7）全新统（Q42al+1al）主要沿秀延河、南河、永坪河及各支流沟谷呈条带状分布，厚0.00～5.00m。为近代河床冲、洪积物。下部为灰白、灰黄色砂卵石层，上部为褐黄色黄土状粉土、砾石、砂质粘土；砾石成分复杂，无分选性。2、南家咀井田地层：南家咀煤矿整合区地层区划属华北地层区陕甘宁盆地分区。整合区地表绝大部分被第四系上更新统马兰组（Q3m）、新近系上新统静乐组（N2j）红土所覆盖，在大的沟谷底部出露有三叠系瓦窑堡组上部的第五段（T3w5）第四段（T3W4）灰绿色粉砂岩、泥岩及灰色砂岩等。据整合区外围钻孔资料，区内地层由老到新依次还有中生界三叠系上统永坪组（T3y）及瓦窑堡组下部（T3W1、T3W2）地层，侏罗系中统延安组(J2Y)。（1）三叠系上统永坪组（T3y）为三叠系含煤地层的基底，岩性以灰绿、灰白色中粒石英砂岩为主，夹细粒砂岩及粉砂岩薄层，局部含油。该组仅在钻孔中揭露，末见底，厚度不详。（2）三叠系上统瓦窑堡组（T3w）为整合区的含煤地层，区内地表仅零星出露其上部层位第四段及第五段地层（T3w4-5）。该组由五个较大的沉积旋迴组成，具典型的多旋回河湖交互相沉5积特征，主体为细粒砂岩、粉砂岩、泥岩、煤层沉积组合，中上部含可采煤层、油页岩、黑色页岩等。其中5、3号可采煤层分别位于本组第四段顶部及第三段上部。与下伏永坪组整合接触。（3）侏罗系中统延安组（J2y）零星分布于整合区中、北部的沟谷底部，呈带状断续分布。岩性主要为灰白色中—细粒砂岩夹深灰色砂质泥岩、粉砂岩及灰黑色泥岩，具水平层理及微波状层理，含黄铁矿结核及植物化石。（4）新近系上新统静乐组（N2j）出露于整合区南部较深的沟谷中，据地质调查资料及钻孔揭露资料，该组厚度5.0～45.0m。岩性主要为紫红、棕红色粘土、砂质粘土，含多层钙质结核。底部有透镜状砂砾石层，砾石多为泥砾、砂砾，半固结状。与下伏地层呈平行不整合接触关系。（5）第四系上更新统马兰组（Q3m）该组是区内第四系主体沉积，大量分布于梁峁区，据地质调查及钻孔资料，该组厚度4～151m，覆盖于其下所有老地层之上。岩性主要为土黄、褐黄色、浅黄色粉土、砂质黄土及亚砂土，偶见钙质结核。发育垂直节理。（6）全新统（Q41al+pl、Q42al+pl）主要沿南河的河漫滩及阶地地区呈带状分布，构成羊马河的一级阶地（Q41al+pl）和现代河床河漫滩沉积（Q42al+pl），厚0.2～5.0m。均冲、6洪积物。以灰白、灰黄色砂卵石层及褐黄色黄土状粉土、砾石、砂质粘土为主。3、构造矿区总体构造形态为一向西缓倾斜的单斜构造，倾角1—3º，从永坪组→瓦窑堡组→延安组呈现先上超后退覆的地层格架。含煤的三叠系瓦窑堡组岩层呈简单层状叠置。区内岩层发育有宽缓的波状起伏，末发现较大断层和岩浆活动痕迹，构造简单。南家咀煤矿整合区构造形态总体为一向西缓倾斜的单斜构造，倾角1°左右，局部有波状起伏。地表地质填图、煤窑调查、现采煤矿探采资显示，区内无较大断层及褶皱构造，未见岩浆岩，总体表现为构造简单，构造复杂类型为一类。三、水文地质1、含（隔）水层南家咀井田水文地质条件受区域水文地质条件的控制。地下水的形成与分布受地质、地貌、构造及水文气象诸因素的综合控制。因该区地表坡降大，黄土透水性差，大气降水主要形成地表径流流走，仅少量渗入补给地下水。区内地下水类型主要有第四系全新统冲～洪积孔隙潜水含水层、上更新统黄土孔隙潜水含水层、三叠系上统瓦窑堡组孔隙裂隙含水层、孔隙裂隙承压含水层。瓦窑堡组厚层泥岩和静乐组红色粘土为主要隔水层。（1）、第四系全新统冲～洪积孔隙潜水含水层7主要分布于整合区南部边缘的南河河谷、漫滩及阶地地带，其物织组成以中细砂层及砂砾石层为主，厚度厚3～8m，水位埋深2～6m。依据区外普查时的抽水资料，降深0.9m，涌水量1.23L/S，单位涌水量1.37L/s.m。水化学类型HCO·SO4—Na·Mg型水，矿化度0.45～0.9g/L。（2）、第四系上更新统黄土孔隙潜水含水层主要分布于梁峁顶部及沟谷边坡地段，厚度0～50m，岩性为棕黄色、灰黄色砂质黄土，结构密实，孔隙率低。由于区内地表坡降大，黄土孔隙率低，透水性差，大气降水主要以地表径流的形式排出区外，少量下渗补给下伏含水层。地下水以孔隙水为主，但多呈疏干状态。通过地面调查，泉水出露很少，经地面调查，单泉流量0.01～0.20L/s，其流量主要受大气降水控制，雨季时流量较大，旱季时水量骤减，甚至干枯。（3）、三叠系上统瓦窑堡组孔隙裂隙含水层分布于第四系松散堆积孔隙含水层与瓦窑堡组孔隙裂隙承压含水层之间，厚5～67m，岩性以灰色—绿灰色细砂岩、粉砂岩为主。由于其上多被透水性差，含水性微弱的黄土所覆盖，因此该含水层含水量小，据调查资料，泉流量均小于100m3/d。（4）、三叠系上统瓦窑堡组孔隙裂隙承压含水层（T3w）与采煤关系密切的是瓦窑堡组上部地层位，岩性以细—中粒砂岩为主，厚0～178m。据邻区钻孔抽水试验资料，单位涌水量0.00035～0.01L/s·•m，渗透系数0.0065～0.481m/d，矿化度为2.4～5.1g/L。8水质多为HCO3—Na·Mg和Cl—Na型水。（5）、隔水层特征区内的隔水层主要为瓦窑堡组厚层泥岩和静乐组红色粘土。瓦窑堡组所夹的厚层泥岩厚3～11m，遍布于全区，是区内主要的隔水层。静乐组红色粘土岩性为紫红色、棕红色粘土，含钙质结核，厚5～45m。红土致密坚硬，孔隙裂隙均不发育，为区内较好的隔水层。2、地下水补给、迳流、排泄条件整合区大气降水补给地下水，干旱季节地下水补给地表水；基岩构造裂隙在风化作用下扩大加深，为地下水提供赋存空间；浅层地下水补给条件好，水量较大，动态变化也大，降水补给滞后期约2个月；深层地下水补给条件差，水量小，动态变化不明显，地下水随埋深增大矿化度逐渐升高，反映出地下水交替速度十分缓慢，几乎到滞流状态。第二章探水巷道的断面规格、支护形式一、断面规格探水巷道为直角矩形断面（以实际施工巷道为准）。二、支护形式探水巷道支护为锚网索支护，巷道坡度为0°～3°，探水方式：电法超前探和交替式钻探。第三章探水由于电法探水器简单、安全、探测距离长并且不影响生产，能9断定前方水文地质情况，所以在掘进当中，先进行电法物探，最少探60米，如发现异常情况转为钻探。进行电法超前探时，先在迎头量取14米在地板钉下电极A1、A2、A3每隔4米一根电极，用来跑极的两个铜电极步调4米，第一步距A3也是4米。此距离在现场条件满足的情况下必须执行。在钉电极时必须保证电极与地板的良好导电性，务必做到认真探测。必要时打眼，灌水，填黄泥。一、探水眼布置根据探放水规程规定，探水掘进巷道前进终点处，各探水孔之间的距离不得大于2.4米。我矿现掘进的巷道是沿5#（前期）、3#（后期）煤层掘进，煤层厚度5#平均2.7米、3#平均0.8米，因此在距底板100cm处布置一排与底板平行的钻孔，为确保安全布置1个中心眼，平行于掘进巷道，两个内斜孔，两个外斜孔，一次钻孔数为3～5个，深度60m，孔径42mm，4个斜孔与巷道的夹角为75——80°，允许掘进距离30m，超前距离30m，具体见钻孔布置平面图。孔号孔径水平角垂直角距底板142㎜75°0°100㎝242㎜75°0°100㎝342㎜0°0°100㎝442㎜75°0°100㎝542㎜75°0°100㎝说明：钻孔每次预计探放长度为60米，允许掘进长度30米，超前30米，特殊地段探放水长度可缩短，但必须留设30米的防水煤柱。二、探水设备我矿使用TXU—75型钻机探水,功率5.5KW，数量为2台。10三、探水前的准备工作1、根据使用场合及钻孔位置确定探水钻的位置。2、清理好巷道浮煤，挖好排水沟。3、在打钻地点或附近安设专用电话并有专人值班与有关工作地点进行通信联系。4、确定探水孔的位置时，应由技术人员亲临现场，确定钻孔方向、角度、钻孔数目与深度。5、探水前，要准备好封孔的设施设备。6、探水人员必须熟悉撤退路线。四、探水钻的的安装与操作1、安装钻机前的准备工作如下：（1）进入安装地点前，应先检查巷道支护及通风等情况，发现问题及时处理。检修、加固钻机时，应将现场的杂物清理干净，挖好清水池，疏通好水沟。（2）无风地点必须安设局部通风机或采用导风筒通风，在打钻过程中不准停风，且要有可靠的风电闭锁装置。（3）水压、机件、电源开关等均应良好，符合要求。2、安装钻机时应注意以下问题：（1）钻场