矿井水文地质条件分析

山东盛泉矿业有限公司 矿井水文地质条件分析情况

一、矿井主要含水层、涌水构成：

泉沟井田位于新汶向斜北翼，本井田中部为一丘陵地形，地形标高在+170m～+205m，最低处和最高处相对高差35m，中部、北部地势较高，南部、西部地势低洼，地表冲沟发育，泄水条件良好。东部有迈来河，西北部有羊流河的上游分支，是井田大气降水的主要排泄通道，迈来河发源于莲花山东麓，从井田以东经过，汇入汶河，距井田1km；羊流河的上游分支发源于莲花山西部。两河均系季节性河流，冬春两季河流断流，对矿井不构成水害威胁。

本井田地表冲沟发育，由于第三系红层为相对隔水层，且井田内煤系地层几乎全部被厚层第三系红层覆盖，大气降水对煤系地层及含水层补给较弱。

井田内主要含水层有井田北部和西部的第四系含水砂砾层，山西组2层煤顶板砂岩含水层，太原群第四层石灰岩含水层，本溪群徐家庄石灰岩含水层、草埠沟石灰岩及奥陶系石灰岩含水层。奥灰接受大气降水补给条件较差，目前奥灰水位已降至-270m水平，总降深已达445m，在周围半径5km范围内。井田水文地质类型属Ⅲb型，富水程度属中等类型矿井。矿井现正在加强对徐草灰、奥灰水的探放和水文观测，确保安全开采。矿井目前涌水量为3.1m3/min。

二、老空水的排查与分析情况

我公司已是建矿近50年的老矿，老空区复杂、面积大，同时煤层走向变化较大，造成直线定向巷道起伏大，极易造成巷道积水，对临近的采掘工作面或巷道构成水害威胁。

矿井现共有七个采区，对排查出的老空积水区都已在采掘工程平面图上标出积水范围外缘标高和积水量，同时标出探水线位置。

1、一采区老空及积水区：

一采区位于-115水平，东以F5断层为界，西为工广煤柱，南为F16断层保护煤柱与新泰市翟镇煤矿相邻，北为F14-1断层，现为报废采区，与二采区相连通。预计6、13、15层煤三个煤层积水。该处密闭墙1道，现经观察，无水害威胁。

2、二采区：

二采区位于工业广场煤柱以西，F4-1（H=350m）以东，F16断层以北，F14-1断层以南，与四槐树煤矿相邻，已全面结束正规工作面的开采。后组11、13、15层煤采空区预计存有积水，但无明显补给水源，经观察-115西大巷密闭墙“V”形导水管无老空水，无水害威胁，预计总积水量约为20.4万m3。该区密闭墙6道，有一道V形管缺水，其它质量完好。

3、三采区：

三采区位于F14-1断层以北，F14断层以南，F5断层以北，F4断层以东，现已结束2、4、11层煤的开采，采空区内无积水，现正在生产31302工作面和31502运输巷。经排查，该采区共有采空区密闭墙4道，密闭质量均良好，其他无不安全隐患、问题，31302工作面和31502运输巷位于-115水平，现四灰-400m，徐草灰水位-380m，奥灰-270m，不受顶板及底板含水层威胁。

4、四采区：

四采区位于F4断层以西至各煤层的第三系自然侵蚀边界，F16断层以北，F14断层以南，1978年开采2层煤，到1998年结束15层煤的开采，预计6、11、13、15层采空区积水，补给水源为四采区后组煤徐灰放水孔，现生产地点为4406工作面，属上组煤，无水害威胁。-115四采十一层轨道上车场、四采西翼回风巷密闭墙“V ”形导水管经观测，无出水征兆。该采区共有采空区密闭墙16道，其中有3道墙体轻微漏风，1道V形管堵，需疏通，其它密闭墙无不安全隐患、问题。

5、五采区：

北以F2大断层为界，南到F3断层，西为F13断层，东到莲花山机场

保护煤柱。前组2、4层采空区有积水。该采区共有采空区密闭15道，无不安全隐患、问题。

6、六采区：

位于F13断层以西，F14断层以北，F2断层以南，西至第三系侵蚀边界。2、4、6、11、13层煤积水，无主要补给水源。现主要生产地点61505运输巷、61507上风巷、六采十五层皮带下山、六采十五层轨道下山、61307工作面，经排查，该采区共有采空区密闭墙24道，无不安全隐患、问题；现生产地点中以61307工作面埋藏最深，根据工作面突水系数计算徐草灰为0.044Mpa/m，奥灰为0.035Mpa/m，均低于安全突水系数0.06Mpa/m，因此六采区各生产地点不受底板承压水威胁，今后六采区的主要工作是加强底板承压水的疏放工作，保证十五层煤的安全开采。

7、七采区：

位于矿井井田中部，七采皮带斜井保护煤柱以西已结束开采，老空区与－250水平大巷联通，采空区不积水，东部2层煤7208工作已于07年回采完毕，低洼处可能存有少量积水，已进行探放。6层以下各煤层未开采。该区密闭墙10道，质量完好。

以上老空积水均按采空区最大积水水量进行计算，共计约为120万m3。各水平、采区老空积水不受地表水影响，也无明显补给水源，除疏放放水外，未发现老空积水通过密闭墙反水管流入巷道。经分析，今后生产地点可根据接续安排，有计划的对老空积水进行探放。现老空积水区对矿均不构成水害威胁。

地测科每月对矿井采掘工程中有可能揭露或临近的老空积水区、充水巷道进行一次全面排查，确定探放水警戒线，编制探放水设计，由分管领导和部门批准，随时掌握采掘进度，在接近探放水警戒线之前，由地测科向分管领导和有关部门发送水害预报通知单，并及时编制措施进行探放水。加强老空区和密闭墙的管理，严格密闭墙的施工管理，施工必须符合集团公司的防水规定。每月对密闭墙积水情况检查一次，雨季每旬一次，发现问题及时处理。

山东盛泉矿业公司为1958年由新泰县在泉沟二井田建设的小煤矿，1964年在新开发的泉沟一井田建井生产，与存在古井、古空的泉沟二井田由F16断层相隔，开采深度为+50～-500m，开采深度距地表最小深度为150m，范围内无废弃的古井、砂井、风井、古空区。

三、顶底板岩溶裂隙水分析情况

顶底板岩溶裂隙水害主要是13层煤顶板四灰水、徐草灰水及奥灰水，四灰为弱含水层，不会构成水害威胁，现已降至-390m。本溪组徐家庄灰岩、草埠沟灰岩和煤系基底部奥陶系石灰岩，均为富水性较强的不均质岩溶裂隙含水层，为矿井的主要含水层，对后组煤的开采存在一定影响。目前徐草灰水水位为-380m，奥灰水水位为-270m。针对承压含水层，一是建立建全了矿井水文观测网钻孔，及疏放水钻孔，为矿井后组煤开采服务。二是在六采下山区进行开采安全性评价，制定开采措施，确保后组煤的安全开采。三是后组煤工作面开采前均进行水文地质评价。保证后组煤工作面的安全开采。

四、排水系统现状情况：

目前我矿排水系统共有三个主排水泵房，分别为－115m水平中央泵房、七采－250m水平泵房、六采-400泵房，采用分级排水方式。

①、－115m水平中央泵房安装有5台主排水水泵，其中200D65×6型1台，200D43×9型2台,MD280/43×8型2台，其额定流量均为4.67 m3/min,额定扬程分别为390m、387m和344m，5台主排水泵中2台工作、2台备用、1台检修。采用2趟钻孔排水管路，其中一路为Φ273mm、另一路为Φ325mm，一路工作、一路备用，其排水能力满足要求，泵房具有2个安全出口，一个通到井底车场，另一个通到副井筒。

②、七采-250m水平泵房安装有5台主排水泵，均为200D43×4水泵。其额定流量均为4.67 m3/min、额定扬程为172m，5台主排水泵中2台工作、2台备用、1台检修。采用两趟排水管路，一路为Φ325mm,另一路为Φ219mm，一路工作、一路备用，其排水能力满足要求，泵房具有2个安全出口，一个通到井底车场，另一个通到皮带井。

③、-400泵房安装有3台主排水泵，均为200D43×5，其额定流量均为4.67 m3/min、额定扬程为215m，1台工作、1台备用、1台检修。采用两趟管路，一路为Φ273mm,一路为Φ219mm,一路工作、一路备用，其排水能力满足要求。

－115m、－250m两水平水仓容积均为3000m3、-400水容积为2000m3，都设主、副水仓各一个，水仓容量满足要求。现矿井实际涌水量3.5m3/min，最大涌水量为4.5m3/min。

－115m水平排水系统水泵排水能力为16.18 m3/min，-250m水平排水系统水泵排水能力为15 m3/min，-400排水系统水泵排水能力为9.4 m3/min，均满足最大涌水量要求。目前，我矿排水设备在安全和性能上无问题和隐患。矿井排水能力满足要求。

矿井不受地表水、河洪、山洪等威胁；井下排水水泵、排水管路、排水泵房排水水仓符合有关规定；联合排水实验记录、排水记录、水泵性能测试报告，雨季“三防”记录和排水水泵检查记录齐全。

五、相邻矿井边界隔离煤柱排查分析情况：

山东盛泉矿业有限公司周边有相邻煤矿3处，分别是：明兴矿业集团羊泉煤矿、明兴矿业集团四槐树煤矿、泰丰集团翟镇煤矿，盛泉公司与以上三矿均实现了边界垂切。

1、新泰市羊泉煤矿

为实现与新泰市羊泉煤矿的永久隔离，2005年1月28日至3月9日泉沟煤矿在井田范围内施工两道水水闸墙，两道水闸墙位置分别为：1＃水闸墙建在二、十一层轨道石门B5点处，该处标高－309.8m，2＃水闸墙建在二、十一层运输石门门3点处，该处标高－317.325m。水闸墙由集团公司设计院进行设计，山东煤炭设计院监理公司进行监理，泉沟煤矿进行施工，水闸墙水害防范标准为防范羊泉煤矿淹井。通过计算及分析图纸两矿隔离煤柱均符合要求，无安全隐患。

2、新泰市四槐树煤矿

现新泰市四槐树煤矿主要以开采13、15、16层煤为主，15层煤采空

区对应我矿标高为二采区二、四层煤，隔离岩柱宽度为50m。以现有岩柱计算，当四槐树煤矿发生淹井事故对我矿也不会构成水害威胁，下一步的防治重点为加强调查，防止破坏两矿煤柱。

3、新泰市泉沟镇翟镇煤矿

翟镇煤矿开采边界的16层煤对应盛泉公司一采区的二、四层煤。盛泉公司一采区南部边界二层煤于1967年回采完毕，四层煤于1976年回采完毕。由于盛泉公司与其为F16断层相隔（H=100～340m，倾角38度），两矿均已留设了断层保护煤柱，隔离岩柱与我矿为30m，按翟镇煤矿发生淹井事故时水压进行计算，两矿隔离岩柱符合要求。但为保证矿井安全，需加强对翟镇煤矿的调查，防止其越界开采。

六、矿井可能发生的主要水害事故及威胁程度分析 矿井存在的水害隐患主要是煤层底板岩溶水害、老空水害。 (1)、老空积水蓄水水害：

我矿现正处在找煤残采阶段，老空水将是我矿安全生产的主要水害隐患之一，因此我矿坚持每周一次的水害隐患剖析检查制度，对现已结束的采区及现采采区的老空积水情况都进行全面排查，发现隐患及时处理。对排查出的老空积水区都已在采掘工程平面图上标出积水范围外缘标高和积水量，同时也标出了探水线位置。凡是在报废采区回收边角块段及煤柱的都严格执行 “有疑必探，先探后掘，先探后采”的原则。严格按“矿井防治水”要求进行探查，钻探超前距符合要求，每次完成钻孔进行掘进前，探水人员填写允许掘进通知单，报总工程师批准后交技术、调度和施工单位掌握执行，以确保矿井的安全生产。

(2)、底板岩溶裂隙水害：

六采下山区后组煤的生产将会受底板徐草灰水害影响。徐草灰含水层裂隙发育，是矿井水的主要水源之一，深部开采将受到该水害影响，尤其是十五层煤下距徐草灰只有22m，故底板徐草灰承压水将是下一步矿井防治水工作的重点。

目前采掘观测揭露及水文观测孔观测徐灰水位-380m，奥灰水位

-270m，后组煤开采底板徐灰水有可能通过构造发育地带造成突水的威胁。对六采下山区生产的后组煤15层煤工作面，开采时进行水文安全评价，确保后组煤工作面的开采安全。因此在今后的生产过程中仍需严格按“矿井防治水管理规定”要求进一步加强矿井水文地质工作。

七、2010年主要水害威胁地点排查及工作安排

2010年盛泉公司防治水治理工作主要有十五层底板承压徐草灰水及各生产地点老空水的预放工作。项目计划如下：

1、建立健全完善的水文观测系统，搞好动态监测、观测工作，2010年一季度在61508、61507两个工作面施工完成徐草灰疏水降压孔，对十五层工作面疏水降压，完善矿井水文观测系统，坚持后组煤工作面的水文动态安全评价工作，确保十五层煤工作面的安全开采。

2、2010年二季度在-370m阶段施工一组徐草灰及奥灰水文观测孔，为六采后组十五层开采提供可靠的水文依据，作为接替-400、-500阶段回撤后的水文观测孔。

3、2010年四季度封堵-400、-500阶段徐奥灰放水孔。

4、为保证六采后组15层煤的开采安全，施工15层煤时必须完善巷道排水系统，加强对底板承压水的观测和评价。

5、-115、-250、水平大巷水沟及水仓，6月底前完成清挖工作。 6、加强雨季“三防”工作，确保矿井安全生产。组织人员作好雨季“三防”巡查工作，保证雨季矿井安全生产。

7、加强相邻矿井的采掘活动调查工作，保证矿井的安全生产。 通过对2010年水文地质条件进行分析，矿井2010年主要防治水工作为六采后组的底板承压压水的疏放及防治工作，确保后组煤十五层工作面的安全开采，其次是各生产地点的老空水的预防工作，对各生产地点及时进行分析，防止发生老空突水事故。

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