一、工作面概况
1、工作面位置
XX工作面井下北三下部采区北翼下部,东至保护煤柱线为界,有F35 H=20m∠70°走向断层;南至-440水仓保护煤柱线有-440水仓、-440水平大巷;西邻下13268工作面;北至54600坐标线。
2、煤层
工作面开采2#煤,煤层平均厚度4.2m,平均倾角30°。煤层结构简单,距顶板0.12m和距底板0.36m处分别含0.06m和0.24m两层粉砂岩夹矸。本区煤层基本稳定,但在北部可能有局部煤层变薄现象。
3、煤层顶、底板
煤层伪顶为页岩,厚度为0.3m,随开采而垮落;直接顶为粉砂岩,厚度在4.0~6.0m之间,灰黑色、含大量植物叶部化石,局部有页岩夹层;老顶为中砂岩,厚度为12.0m~14.0m,灰白色、致密、坚硬;节理、裂隙发育。
煤层直接底板为粉砂岩,厚度3.0m,灰黑色、含大量植物根部化石及黄铁矿结核。
二、工作面地质构造
本区构造属于被断层切割的单斜构造,本区发育着3条断层,其中f35断层对工作面掘进影响较大,另外该断层的控制程度较差,望掘进时能对上述断层的位置及落差进行进一步探测。
三、工作面顶部和底部含水情况分析
影响工作面开采的主要含水层为大煤顶部砂岩含水层、野青灰岩含水层、山伏青灰岩含水层及山伏青灰岩以下的大青灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层。
(1)大煤顶部砂岩含水层:主要指大煤采后冒裂带范围内砂岩裂隙水,富水性不均一,各向异性,工作面回采期间在构造、顶底板裂隙发育地段,顶板砂岩水会以淋流水形式流入巷道,恶化工作环境。
(2)野青灰岩含水层:野青灰岩为野青煤直接顶板,上距大煤底板30~32m,一般层间距30m,平均层厚2.1m,为裂隙含水层,野青灰岩含水层富水性不均一。野青灰岩含水层水以静储量为主,一般随采掘工程揭露,逐步疏干。在无含水构造的情况下,对掘进无威胁。
(3)山伏青灰岩含水层: 山伏青灰岩上距工作面底板60~70m,平均65m,含水层富水性不均一。在无含水构造的情况下,对掘进无威胁。
(4)大青灰岩含水层:大青含水层厚度5~6m。靠近本区W7钻孔大青水文标高为-99.254,水压1.2MPa。裂隙发育,上距大煤底板厚度100 m。从历年大青观测孔分析,该含水层富水性不均匀,局部富水性强,与奥陶水力联系的密切程度有明显的地区差异性,为矿井灾害性突水的主要水源。
(5)奥陶系灰岩含水层:含水层厚度约70~230m,靠近本区奥灰钻孔为W7钻孔,该钻孔2008年5月11日验收完毕。据万年矿历年水位动态表明,本区奥灰含水层排泄量大于补给量,地下水位待续下降。因此本区水文分析可以依据W7钻孔资料。该钻孔奥灰顶面上距大煤底板隔水层厚度131 m。水位标高+80.75m,水压3.0MPa。虽然奥灰水位虽逐下降,但每年雨季水位略有升幅,说明该含水层仍有丰富的补给源。再该层厚度大,库容量大,透水性强,水量丰富,且结构复杂,为井田内各含水层的总补给源和威胁矿井采掘工程的最大水害。
四、工作面四周相邻情况分析
工作面西邻XX工作面,XX运料巷沿下XX溜子道平行掘进,XX工作面目前仍在回采中,回采过程中有顶板淋流水及空帮出水情况,最大涌水量0.8m³/min,正常涌水量0.3m³/min,XX溜子道沿XX运料巷共有16个钻窝,工作面回采完毕后,采空区及钻窝内都将赋存大量积水,因此XX运料巷掘进过程中将受采空区积水威胁,运料巷掘进过程中采用专项探放老空水的措施。
五、其它水源的分析
在断层附近可能有少量断层水,对掘进有一定程度影响。
六、水害威胁的分析
1、突水系数计算:
T=P/M 式中T——突水系数,Mpa/m;P——底板隔水层承受的水头压力,Mpa;M——底板隔水层厚度,m(本区距离奥灰含水层的厚度为131m)
1)T=P/M(T取0.06MPa/m)P=T*M=0.06*131=7.86MPa,按本区奥灰含水层的最高水位80.75m计算:7.86*100-80.75-131=574.25m。
2)T=P/M(T取0.1MPa/m)P=T*M=0.1*131=13.1MPa按本区奥灰含水层的最高水位80.75m计算:13.1*100-80.75-131=1098.25m。
所以带压开采受奥灰含水层水影响的大煤突水系数为0.06MPa/m的最低开采标高为-574.25m,低于该标高,突水系数大于0.06MPa/m。突水系数为0.1MPa/m的最低开采标高为1098.25m,所以对于标高在-574.25m至1098.25m的区段,要严格进行超前探测,探清煤层底板受构造破坏程度,确定并落实防治水措施后再进行开采施工。
2、受断层影响,2#煤和奥灰间距缩小,产生水害威胁,导水断层防隔水煤(岩)柱的留设已经计算并留设,但掘进期间必须超前探清断层的产状、落差,进行确认后采取防治措施。
3、通过上述分析,XX工作面存在主要水害威胁为XX采空区积水、含水构造导通大青、奥灰含水层水。
七、掘进工作面安全超前控制距离
安全超前控制距离依据《煤矿防治水规定》中符录三公式:H=0.5KL。
H—煤柱留设的宽度(超前距) (米);
L—巷道的最大宽度,设计巷道宽度为4.4米,取4.4米;
P—煤岩层承受的水压,本工作面主要是超前探,测含水构造,防止地质构造导通奥灰含水层,本区奥灰含水层最高水位为80.75m,本掘进工作面的最低标高为-610m,故水压取6.8075 MPa;
Kp—煤层的抗拉强度,取 0.46 MPa。
K—安全系数,本工作面掘进范围内地质构造简单,煤岩层稳定,取值2.
H=0.5×2×4.4×=4.4×6.66=29.32m
因此132610掘进工作面超前探测距离必须大于30m。
八、采取的主要防治水措施
1、采用物探进行超前探测
利用瞬变电磁仪对掘进巷道前方进行物探,经过我矿近几年进行的瞬变电磁报告结果来看有效距离为110m。巷道掘进到安全控制距离位置之前30m时,进行下一次物探。
每次探测完成后要及时对物探资料进行解释。在巷道前方不存在隐伏导含水构造异常体时,允许安全掘进;发现水文异常体时,下达停止掘进通知单,防探水技术人员编制钻探设计,用大钻进行钻探验证。
2、采用钻探进行超前探测
采取先探后掘、边探边掘。巷道每向前掘进50米在巷道掘进方向的左、右帮依次开凿钻场,超前钻探距离必须30m。在巷道前方不存在隐伏导含水构造异常体时,允许安全掘进;发现水文异常体时,下达停止掘进通知单,采取疏放、注浆加固等措施进行处理。
3、生产单位必须严格按照允许掘进距离施工,每天将施工进度向生产技术部(技术科)汇报。
XX工作面水文地质情况分析报告
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