***首采工作面水文地质分析报告

编    制： 

审　　核： 

总工程师： 

         编制单位：技术科

        二O一六年十一月十二日

***首采工作面水文地质分析报告会审意见

《煤矿防治水规定》第规定:煤矿企业、矿井的井田范围内及周边区域水文地质条件不清楚的，应当采取有效措施，查明水害情况。在水害情况查明前，严禁进行采掘活动; 第九十一条规定:矿井工作面回采前，应当采用物探、钻探、巷探、和化探等方法查清工作面内断层、陷落柱和含水层（体）富水性等情况。地测机构应当提出专门水文地质情况报告,经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后，方可进行回采。发现断层、裂隙、陷落柱等充水构造的，应当采取注浆加固或者留设隔离煤（岩）柱等安全措施。否则，不得回采。                      

按照《煤矿防治水规定》有关条款规定，**********煤矿***首采工作面在回采前充分搜集整理勘探成果资料和邻近工作面的巷揭、钻探资料、物探成果资料，编制完成***首采工作面水文地质分析报告。

一．概况

1.***首采工作面位置及参数

根据***煤矿的实际开采情况，矿区24煤层+1450m标高以上已经开采，矿区东北方向25煤层+1450m标高以上已经开采，26煤层***已经形成，因此首采工作面布置在井筒东翼26煤层+1450m~+1485m标高，接替工作面布置在井筒西翼25煤层+1450m~+1485m标高。东部以矿井边界为界，西至采区回风下山，南为***运输大巷，北为老采空区。工作面走向平均长约195m，倾斜均宽135m，面积26325平方米，采面回采煤量约为9.30wt。煤层底板标高+1450m～+1485m。地面位置位于井田东侧，地面标高+1637m～+1746m。

2.***首采工作面地质情况

矿区内地表未发现断层及次一级褶曲，区内总体构造复杂程度类型属简单。根据***首采工作面掘进揭露，未发现存在大的构造。根据矿井地质构造发育程度，发生节理、裂隙在所难免，但发生的频率和密度以及开采的影响不会很大，对工作面回采无影响。

***首采工作面具有以下地质特点：

二.***首采工作面水文地质情况

1、主要含（隔）水层

1）峨嵋山玄武岩组 (P3β)—隔水层

二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)：岩性为玄武岩，顶部为凝灰岩。呈条带状出露于矿区北部。浅部含风化裂隙水。该组为相对隔水层。

2）二叠系上统龙潭组(P3l)—弱含水层。

为主要含煤地层。岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、煤层等。呈条带状，出露于矿北部边界附近。浅部含风化裂隙水和小煤矿积水。深部富水性减弱仅含微弱基岩风化裂隙水和构造裂隙水，该组为一弱含水层。

3）三叠系下统飞仙关组

飞仙关组一、二段（T1f1）：岩性以灰黄、灰绿色砂岩、泥岩为主，东部夹灰岩薄层。出露也较广。浅部含风化裂隙水，深部局部含构造裂隙水，东部所夹灰岩还见有岩溶水。该组为一弱含水层。

4）第四系(Q)—弱含水层

以坡积、残积层为主，厚度不均，0～30.米，通常20米左右。大片残积层覆盖于煤组之上，透水性强，往往有渗透性泉水出露，一般流量不大，为一弱含水层。

2.邻近老空水

小（老）窑和废弃矿井涌水及积水情况

老窑：***矿区一带煤矿开采历史悠久，老窑遍布煤层露头一带。煤矿范围内老窑分布较多，老窑主要沿煤层露头分布，由于井口已基本垮塌封闭，无法取得实测资料，据访，老窑均为季节性土法开采，斜井开拓，沿煤层倾向掘进，斜长约50m，垂深一般15~20m左右，在煤层露头一带形成垂深20m左右的采空区，采空区内一般均有积水。原丰源煤矿主要开采17煤层，预测积水量约为6500m3。上述老窑于2005年之前已经关闭。

原***煤矿老井：根据现场访问与调查，***煤矿兴建于2000年，开采24、25煤层，2007年—2008年曾进行过15万t/a生产规模的技改，2011年矿山再次技改为30万t/a生产规模。由于技改扩能为30万t/a生产规模，老井于2009年底已闭坑停产，目前在矿区北西面一带及北东面分别形成面积约0.3286km2（含老窑开采破坏区）及0.01275km2的采空区，预测采空区积水量分别为95850m3及3825m2。

3、地质构造的导水性

本井田处于扬子准地台黔北台隆六盘水断陷普安旋扭构造变形区，具体构造部位为盘南背斜南东翼，主要由P3l，P2β组成，地层完整，层序正常，产状平缓，走向北东-南西，倾向南东，倾角一般16～40°，平均24°，断裂构造不发育。

矿山虽无大落差断层，但也发育小落差断层，这些断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度，塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水更可能沿断裂带进入矿井。

4.封闭不良钻孔水

地质报告中未有不良钻孔的情况。不受封闭不良钻孔水影响。

5.断层水

工作面回风、运输顺槽在掘进期间未发现断层及次一级褶曲或大的裂隙。因此***首采工作面不受断层水影响。

6.顶板导水裂隙带高度计算

根据顶板导水裂隙带高度计算公式：

式中：M---累计采厚（m）；

n---煤分层层数；

三．突水系数和涌水量计算

根据《煤矿防治水规定》附录四，隔水层厚度和突水系数计算公式计算如下：

1.突水系数计算：

Ｔ=Ｐ÷Ｍ　

式中：Ｔ—突水系数

      Ｐ—底板隔水层承受的水头压力，ＭＰａ；

　　　Ｍ—底板隔水层厚度，Ｍ。

含水层水压值为ＭＰａ，煤底板下距含水层顶面厚度ｍ，经计算，突水系数为MPa/m；

2.涌水量计算：

矿井涌水量主要两部分组成，即巷道顶板裂隙水和采空区顶板裂隙水。该涌水量受降雨量控制，雨季最大流量约405m³/d，正常涌水量大约135m³/d。采空区面积作为本矿涌水量最为相关的因素，是它直接影响了涌水量的大小。所以本次涌水量预测，采用现采空区面积与矿井末期开采面积相比拟的方法。

矿井涌水量与开采面积有一定的函数关系。

计算公式为：

并且最大涌水量是平均涌水量的3倍

式中：Q—矿井末期涌水量；

Q1—现矿井涌水量，取正常涌水量值135m³/d；

F1—现矿井采空区面积，取平均单层采空面积0.06km²；

F—矿井面积，取矿井开采水平面积1.065km²；

S—现矿井开采深度，为+1500m，水位降深为50m；

S1—矿井最低开采深度，为+1350m。水位降深为300。

比拟法涌水量预算成果表7.11

表7.11   涌水量预算成果表

矿井末期采区最大涌水量为1440m³/d＝60m³/h。

影响矿井涌水量因素是多方面因素的，应加强长期观测。

  四、矿井水文地质特点、水患类型及威胁程度分析、可能发生突水的地点和突水量预计：

1、矿井水文地质特点、水患类型

  根据各含隔水层水文地质特征、地质构造导水性及动态变化特征，区内地下水补给来源主要为大气降水，地表水及地下水排泄条件良好，矿床直接充水含水层（P3l）富水性弱，直接充水水源主要为龙潭组裂隙水、老窑采空区水、部分冲沟水，个别断层导水。说明本区水文地质类型属以大气降水为主要补给来源的裂隙水充水矿床，综合分析***煤矿水文地质条件复杂程度为中等。

  矿井的水患类型主要是指大气降水、地表水、地下水及采空区老窑积水。

2、水患威胁程度分析

  造成矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老空水。根据本矿井的具体实际，对其可能形成的水害类型分析如下：

1）大气降水：是主要的充水水源。含煤地层裸露，直接接受大气降水补给，其直接充水强度和降水的强度及持续时间有着密切的联系。

2）矿井直接充水层：为龙潭组及飞仙关组的基岩裂隙水。它们富水性弱但具一定承压性。因此在今后开采过程中应作好疏排水工作。

3）老窑水：由于年代久远，矿区浅部有老窑分布，现已全部关停，老窑开采深度不深，煤层均有一定范围采空，据访大部分老窑有积水，大气降水是老窑积水的主要水源，也是矿井充水的主要因素，若揭穿老窑，老窑积水就会进入矿井，容易造成突水灾害。因此开采时必须重视老窑或小窑水灾害的威胁。

3、可能发生的突水地点和突水量预测：

  本矿井浅部有部分小窑分布，小窑积水对矿井开采影响很大，在开采过程中，由于采动影响可能诱导突水。突水量的多少与小窑采空面积有关。

4、突水危险：

  根据地质报告，矿区内与矿床充水有关的含水地层主要是龙潭组（P3l）、三叠系下统飞仙关组（T1f ）和第四系（Q）。二叠系上统龙潭组(P3l)岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、煤层等。呈条带状，出露于矿北部边界附近。浅部含风化裂隙水和小煤矿积水。深部富水性减弱仅含微弱基岩风化裂隙水和构造裂隙水，该组为一弱含水层。飞仙关组一、二段（T1f1）岩性以灰黄、灰绿色砂岩、泥岩为主，东部夹灰岩薄层。出露也较广。浅部含风化裂隙水，深部局部含构造裂隙水，东部所夹灰岩还见有岩溶水。该组为一弱含水层。第四系(Q)以坡积、残积层为主，厚度不均，0～30.米，通常20米左右。大片残积层覆盖于煤组之上，透水性强，往往有渗透性泉水出露，一般流量不大，为一弱含水层。经分析以上地层均为弱～中等含水地层，造成突水可能性不大。

    五、工作面需采取的水害防范措施

1、在回采过程中必须严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，同时坚持“有疑必停”的原则，确保安全生产。

2、要对矿井水文地质类型进行划分，定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下工程对照图、采掘工程平面图和矿井充水性图上标出其井田位置、开采范围、开采年限、积水情况。矿井应当建立水文地质观测系统，加强水文地质动态观测和水害预测分析工作。矿井水文地质条件中等类型，应当每月至少开展1次水害隐患排查及治理活动。

3、回采巷道位于各煤层中，均未穿过强含水层。但要针对老窑水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。

4、坚持“有疑必停”的原则，掌握水文情况，井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。

5、回采工作面或其他地点发现有煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、钻孔喷水、底板涌水、煤壁溃水、水色发浑、有臭味等透水征兆时，应当立即停止作业，报告矿调度室，并发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。在原因未查清、隐患未排除之前，不得进行任何采掘活动。

6、井下和地面排水设施保证完好，水沟要及时进行清理，每年雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。

7、应加强对地面小窑、老窑的调查并标注在实测的采掘工程图中，划定其探放水红线，在接近探放水线时，必须采取探放水措施。

8、矿井应当查清矿区及其附近地面河流水系的汇水、渗漏、疏水能力和有关水利工程等情况；掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排水系统。

9、工业场地内建筑物，必须修筑防洪沟渠或采取其它防、排水措施。

六、结论及建议

1、必须坚持“物探先行，钻探验证”的原则，利用好瞬变电磁探测仪圈定的前方顶底板异常区，然后采取钻探进行验证，确保万无一失。

    2、若发现顶地板存在异常区，且岩层厚度小于30米或在30米钻探范围内有突水异常，必须采取地板注浆加固。

3、局部顶底板加固后要进行钻探验证，水害效果评价，确认无威胁后方可组织生产。

4、坚持预测预报，对工作面可能的出水水源要及时进行分析预报，提出合理化建议。加强水文地质观测，确保安全生产。

5、备足排水设备，根据我矿历史出水记录，C25煤层开采最大出水量为60m3/h，排水设备按照一倍考虑，***首采工作面回采期间排水设备按100m3/h考虑。下载本文