不连沟煤矿F6206工作面巷道掘进评价(1.14) - 图文

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内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司

F6206工作面巷道掘进水害威胁评价

委托单位:内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司 编制单位:中煤科工集团西安研究院有限公司

二〇一五年三月

内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司

F6206工作面巷道掘进水害威胁评价

委托单位:内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司

承担单位:中煤科工集团西安研究院有限公司

院 长:董书宁 总工程师:虎维岳 项目负责:朱宏军 报告编写:朱宏军 参加人员:邵东梅 制图人员:朱宏军

审 核:郑 纲 姬亚东 完成时间:2015年3月

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目 录

前言 ............................................................................................................................... 1 1 矿井概况 ................................................................................................................... 3

1.1矿井生产概况................................................................................................... 3 1.2位置与交通....................................................................................................... 3

1.2.1 位置........................................................................................................ 3 1.2.2 交通........................................................................................................ 4 1.3自然地理........................................................................................................... 5

1.3.1 地形地貌................................................................................................ 5 1.3.2 气象水文................................................................................................ 6

2地质及水文地质 ........................................................................................................ 8

2.1矿井地质........................................................................................................... 8

2.1.1井田地层................................................................................................. 8 2.1.2井田构造............................................................................................... 12 2.2矿井水文地质................................................................................................. 14

2.2.1 含水层.................................................................................................. 14 2.2.2 隔水层.................................................................................................. 17 2.2.3地下水补给、径流和排泄条件........................................................... 17

3工作面掘进受水害威胁程度评价 .......................................................................... 20

3.1工作面概况..................................................................................................... 20 3.2工作面水文地质条件分析............................................................................. 20

3.2.1地质及构造........................................................................................... 20 3.2.2充水因素分析....................................................................................... 21 3.3工作面受水害威胁程度评价......................................................................... 25 4工作面防治水设计 .................................................................................................. 28

4.1巷道掘进期间防治水方案............................................................................. 28

4.1.1物探超前探查....................................................................................... 28 4.1.2钻探探放水方案................................................................................... 29 4.1.3经钻探查明为含导水异常区的处理措施........................................... 37

I

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4.2巷道掘进期间防治水安全技术措施............................................................. 39 5 水害事故抢救措施及避灾路线 ............................................................................. 41

5.1 排水路线 ....................................................................................................... 41 5.2 掘进工作面水害预防 ................................................................................... 41 5.3 水害处理及避灾路线 ................................................................................... 41 6 结论 ......................................................................................................................... 43

II

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前言

内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司是由中国华电煤业集团和内蒙古蒙泰煤电集团共同出资组建的合资公司(以下简称蒙泰不连沟煤业公司)。不连沟煤矿井田范围由8个拐点圈定,面积33.2114km2。矿井目前开采6#煤,一盘区和二盘区同时开采。一、二盘区煤炭勘探程度已达到精查,根据区域资料及井田内已有灰岩含水层水文地质资料,井田奥灰水位标高+866.422~876.664m,现掘进的F6206工作面煤层底板标高+837~925m,相对高差88m,东高西低,工作面西部块段处于奥灰水位以下,属于带压开采。

针对矿井主要含水层的水文地质条件研究程度不够,不连沟矿已开始进行矿井水文地质补充勘探工作;同时为保证F6206巷道掘进工作面安全生产,矿方委托中煤科工集团西安研究院有限公司进行F6206工作面巷道掘进期间水害安全评价。

水害评价的主要内容包括:

(1)在收集整理、全面系统地分析研究不连沟煤矿现有的地质与水文地质资料的基础上,确定F6206工作面的主要水害特征;

(2)根据已有水文地质勘探资料,结合本矿建井、巷道掘进及已采工作面实际揭露的水文地质资料,综合分析6#煤层顶、底板含水层的富水性特征,评价各含水层对工作面掘进的威胁程度;

(3)对威胁工作面掘进的充水水源及通道提出相应的防治水工程。 本报告编制依据:

(1)《煤矿安全规程》(国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监督局,2011年3月1日);

(2)《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监督局,2009年12月1日);

(3)《内蒙古自治区准格尔煤田不连沟煤矿生产补充勘探报告》,内蒙古自治区煤田地质局153勘探队,2013年10月;

(4)《内蒙古自治区准格尔煤田杨四圪咀井田勘探报告》,2004年4月30日;

(5)《内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司不连沟煤矿F6206掘进工作面回

1

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采地质说明书。

(6)矿井现有的生产资料。

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1 矿井概况

1.1矿井生产概况

内蒙古蒙泰不连沟煤业有限公司不连沟煤矿地质储量1411.2Mt,可采储量826.04 Mt,核定生产能力15.0Mt/a,设计服务年限63.5a。矿井采用斜、立井混合开拓方式,现为单一水平开采,主采石炭系太原组6#煤层,厚度10~38m,平均20m,煤层赋存深度在200~450m,平均325m,开采标高约为+840~960m。工作面采用长壁综放采煤法,全部垮落法顶板管理。

1.2位置与交通

1.2.1 位置

不连沟井田位于准格尔煤田最北部,行政区划隶属准格尔旗东孔兑乡,隔黄河北与托县为邻,东与清水河相望。地理坐标:东经111°16′00″~111°20′02″;北纬39°55′42″~40°00′00″。

井田边界拐点坐标见表1-1。井田南北最长处7.97km,东西最宽处5.72km,面积33.2114km2。

表1-1 不连沟井田拐点坐标

拐点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 地理坐标 经度 111°20′00″ 111°19′22″ 111°18′30″ 111°16′00″ 111°16′00″ 111°18′44″ 111°19′15″ 111°20′02″ 纬度 39°56′57″ 39°56′57″ 39°55′42″ 39°55′42″ 39°57′45″ 40°00′00″ 40°00′00″ 39°59′20″ 北京54直角坐标 X(m) 4424032.60 4424029.30 4421711.70 4421700.66 4425477.50 4429654.10 4429680.00 4428700.00 Y(m) 37528485.40 37527586.30 37526357.00 37522795.30 37522784.50 37526685.00 37527397.20 37528515.90 不连沟井田周边主要有孔兑沟井田、唐家会井田、玻璃沟井田、牛连沟井田、扶贫井田及小鱼沟井田等。不连沟井田与周边井田位置关系见图1-1。

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图1-1 不连沟井田与周边井田位置关系

1.2.2 交通

109国道(北京-拉萨) 从井田中部通过,南距准格尔旗薛家湾镇约10km,距准格尔旗薛家湾镇丰准铁路集装站(丰镇~准格尔旗)11km。G109国道与S103省道(呼市~准格尔旗)相接。准格尔旗薛家湾镇向西沿G109国道150km至鄂尔多斯市东胜区与G210国道、包神铁路相接,以上公路均为一级柏油路面。随着鄂尔多斯市周边旗县的发展,矿区交通条件便利(图1-2)。

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图1-2 不连沟煤矿交通位置图

1.3自然地理

1.3.1 地形地貌

井田位于鄂尔多斯黄土高原,呈典型的黄土高原地貌。地表被广厚的黄土

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和风积沙大面积覆盖,只在较大的冲沟中才有基岩出露。地形复杂,沟壑纵横,树枝状冲沟十分发育。地形总趋势是西南高,东北低。海拔约+1110~1346m,高差236m。井田内发育有大不连沟、小不连沟、不连沟、房塔沟、水涧沟等,其支沟特别发育,沟源及两侧多有泉水涌出。黄河从井田东缘流过,为井田附近最大的地表水体。

1.3.2 气象水文

1)气象

本区属大陆性干旱气候。冬季严寒,夏季温热而短暂,寒暑变化剧烈,昼夜温差大,年平均气温5.3℃~7.6℃,最低气温-36.3℃,一般结冰期为每年10月至翌年4月,最大冻土深度1.50 m。降雨多集中在7、8、9三个月,占年总降水量的60%~70%。年总降水量为231~459mm,年平均降水量408mm,月最大降水量247.5mm。年总蒸发量为1824.7~2204.6mm。本地区无霜期约150天,初霜日为每年9月30日左右,积雪厚度20~150mm。区内受季风影响,冬春季多风,风速一般为16~20m/s,年最大风速40m/s。进入上世纪90年代,本地气候有所变化。气温有逐年增高的趋势,且季节性温差也逐年减小,形成夏季持续高温干旱现象,最高气温达38℃。伴随着气温的干旱趋势,地区性扬沙天气和沙尘暴次数增多。最严重的是2000年,沙尘暴达12次之多,扬沙天气7次。

2)水文

井田内发育有大不连沟、小不连沟、不连沟、房塔沟、水涧沟等,其支沟特别发育,多以向源侵蚀为主,横断面常呈“U”字型,形成陡峻的峡谷,沟谷及两侧多有泉水涌出,形成溪流,经不连沟注入黄河。雨季多瀑发山洪,其流量大,时间短,水动力强,水土流失严重,旱季沟口截流灌溉农田,但时有干涸。黄河从井田东缘流过,为井田最大的地表水体。据黄河水利委员会头道拐水文站观测资料,水位标高:最低984.52m(1978年7月20日),最高990.33m(1981年9月26日),河水流量最小55.2m3/s(1980年6月27日),最大5150 m3/s(1981年9月26日)。年平均含沙量为5.74 kg/m3~24.30 kg/m3。

3)地震

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根据内蒙古地震观测资料记载,1976年4月4日,在距本区约100km的和林格尔县新店子,发生了6.3级地震,波及到准格尔旗一带,地震烈度为6度。据“中国地震动参数区划图”划分,地震动峰值加速度为0.10 g,对照烈度7度。

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2地质及水文地质

2.1井田地质

2.1.1井田地层

井田大部被第四系黄土和风积沙所覆盖,只有局部的梁顶或冲沟中才有基岩出露,但仅为非煤系地层。根据地表出露及钻孔揭露,本井田地层层序自下而上为:下奥陶统怡里组、亮甲山组、马家沟组,上石炭统太原组,下二叠统山西组、下石盒子组,上二叠统上石盒子组,下白垩统志丹群,第三系上新统,第四系上更新统及全新统的近代沉积,井田地层综合柱状图见图2-1下面由老到新分别加以叙述:

1)奥陶系(O)

(1)怡里组(O1y):以结晶白云岩为主,次为含灰质白云岩,泥质白云岩。井田内已有钻孔揭露该层0~11m。

(2)亮甲山组(O1l):为浅海相沉积。岩性为浅灰、灰黄色中厚层白云岩。致密性脆,风化后呈黄褐色,化石少见。钻孔揭露该层66.5~76.7m。

(3)马家沟组(O2m):为浅海相沉积,是煤系地层的直接基底。岩性为浅灰黄色、棕灰色薄层泥质灰岩,厚层状石灰岩,间夹薄层结晶灰岩,局部为豹皮状灰岩,下部为黄绿色薄层泥质灰岩,厚层灰岩,石英砂岩互层。见有明显的溶蚀现象,富含动物化石。揭露该层厚度24.2~36.0m,平均28.53m。井田内无出露。

2)石炭系(C)

(1)太原组下段(C2t1)(相当于原本溪组):为一套浅海—过渡相细碎屑岩沉积。岩性由灰色、深灰色粘土岩、泥岩、砂岩组成,上部夹有不稳定的煤线。底部为较稳定的灰色、灰白色厚层状铝土质泥岩,相当于G层铝土矿层位和一层鸡窝状褐铁矿层,即“山西式铁矿”层。本段地层厚度1.50~25.38m,平均11.62m,全井田分布。与下伏地层下奥陶统平行不整合接触。井田内无出露。

(2)太原组上段(C2t2)(相当于原太原组):为过渡相—陆相沉积,是本井田主要含煤地层。由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩,薄层深灰色粘土岩、6上、6、6下、9上、9、10号煤层组成。根据岩性

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地 层 综 合 柱 状 图地 层 单 位界系统组段岩煤厚 度柱 状层最小最大最小最大编累厚平 均平 均1:500号地 层 厚 度煤 层间 距岩 性岩 性 描 述分 布 与 出 露新第上马0~84.55四生系Q界上第三系R白更新兰42.47组统Q3上新统N下N2志40.10~256.65143.3511.81~14.5312.9955.46Q3m 地表为全新统。为近代风积沙、冲洪积砂砾层、淤泥、残坡积等。 马兰组黄土:浅黄色黄土层。柱状节理发育,含钙质全井田广布。结核。42.47不整合零星出露于各沟谷中。 主要为红色,砖红色粘土,局部为粉砂质粘土,下部夹钙质结核层。不整合 本群地层由巨厚的山麓相、河湖相沉积组成。自下而上分三段叙述。 下段:由浅紫色、紫红色砾岩、砂砾岩、砂泥岩互层组成。距底部15米处有一层黑色、灰绿色玄武岩。 中段:以朱红色砂岩、泥岩、砂质泥岩为主,偶见砂砾岩或砾石层。 上段:以灰白色粗砂岩为主,夹灰绿、紫红色泥岩。 以上三段地层,从区北界煤层露头开始向南超覆于各地层之上。不整合Kz中生垩丹全井田分布,出露于各大沟谷中。界Mz系K统群198.81 K1 K1zh上上石盒12.70~130.37子统P2二古下下石盒子组叠P1x山上318.0360.59 主要为紫红色砂质泥岩,灰绿色细-粉砂岩。间夹灰绿色、浅白色中粗砂岩。底部为灰绿色砂砾岩,以砾石分选不好,胶结疏松为特征。分布于本区西南部。组P2s259.40地表无出露。井田南部(10线以南)钻孔揭露此层。10.76~95.5058.63 本组由紫红色,绛紫色砂岩、砂泥岩、泥岩,灰、灰绿色粘土岩、灰白、灰黄色粗砂岩组成。根据岩性组合特征,可分为上、下两段。下段为砂泥岩互层 ,底部为灰白、灰黄色粗砂岩(K4),局部含砾。成为与山西组的分界标志;上段以各种粒级的砂岩为主,局部含砾。本组地层区内剥蚀不全。N1土0.201地表无出露。井田中南部(6线以南)钻孔揭露此层。西统组系生P1P1s段6.32~82.790.30~0.700.40土3N2中段48.58 陆相沉积。主要由灰白色粗砂岩、浅灰及灰黑色砂泥岩、泥岩,浅灰色粘土及1、3、5号煤层组成。具三个沉积旋迴,相应分出三个岩段。下段起自本组底部砂岩地表无出露。(K3)至5煤及其顶板粘土岩(N3)。5煤不稳定,局部可采。全井田钻孔中段始于5煤顶板砂岩。至于3煤及其底板粘土岩(N2),极均见此层。不稳定、不可采。上段起自3煤顶板砂岩,至于本组顶部的1号煤层或N1粘土岩。1号煤层偶见。N3下段石上太上366.610.10~3.851.05土56.06~14.3010.87土K3N46上4.00~7.505.041.36~20.2810.8234.95~89.457.80~38.4419.516原66.792.60~16.5510.67炭段0.10~4.451.696下K2统下组0.40~10.264.450.25~12.393.880.58~11.605.410.30~1.400.649上 过渡相~陆相沉积。为本区主要含煤地层。由灰色泥岩、砂质泥岩、灰白色粗粒砂岩、细粒砂岩、粉上砂岩、薄层深灰色粘土岩及6上 、6、6下、9 、9、10号煤层组成。根据岩性组合特征,本组可分为上、下两个岩段。 下段起自底部粗砂岩(K1)至9煤顶部粘土岩。含上上9 、9及10号煤层。9 、9全区大部可采。为较稳定~不稳定煤层。10号煤层为不可采的极不稳定煤层。上 上段起自9煤组顶部砂岩(K2)至6 煤层顶板粘土岩上(N4)。含6下、6及6 煤层。6号煤层厚度大,稳定~较上稳定。全区分布。6下及6 为6煤分叉层,不稳定,局部分布。地表无出露。全井田钻孔均有揭露。910界C3t中系统C奥陶系O统O2C2中本溪组C2b段433.40K11.5~25.3811.27土 浅海相~过渡相细碎岩沉积。岩性由灰色、深灰色粘土岩、泥岩、砂岩组成。底部为较稳定的铝土质泥岩(G层铝土矿)和鸡窝状褐铁矿层(山西式铁矿)。均被钻孔揭露。446.67马家沟组O2m亮甲山组O1l怡里组O1y24.2~36.0028.53平行不整合 浅海相沉积。浅灰黄、棕灰色薄层泥质灰岩,厚层状石灰岩,间夹薄层结晶灰岩。局部为豹皮状灰岩。475.20 浅海相沉积。浅黄、灰黄色中厚层白云岩及泥质白云岩。溶洞发育。化石少见。546.8066.5~76.771.6井下O12、O13O14均揭露该层。 浅海相沉积。结晶白云岩为主。化石少见。11.00557.80 图2-1 井田综合地层柱状图

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组合特征,本组可划分为上下两个岩段:

下段(C2t2-1):顶部为黑色泥岩,致密,坚硬。上部为灰白色粗砂岩,一般厚度为10m左右,全井田分布。中部主要由深灰色、黑色泥岩及煤层组成,夹透镜状中细砂岩及粗砂岩,含9上、9、10号煤层,9上煤层为9号煤层分叉而成,近全井田可采,9号煤层近全井田可采,10号煤层极不稳定,不可采。底部有一层灰白色中、粗粒石英砂岩(K1),富含铁质,坚硬,致密,层位稳定,具大型斜层理,交错层理,是太原组上、下段的分界标志层,砂岩最大厚度23.83m,一般厚度为6.63m左右。

上段(C2t2-2):顶部岩性为黑色泥岩、砂泥岩、深灰色粘土岩、炭质泥岩及6上煤层,6上煤层局部可采;上部为6号煤层,较稳定,厚度大,全井田可采。6上与6号煤层间夹透镜状砂岩,砂岩一般厚在10m左右,系6号煤层发育期的河流沉积物。下部为灰白色粗砂岩(K2),局部夹薄层泥岩及煤线,粗砂岩为中粒—粗粒结构,分选一般,磨圆度差,最大厚度24.79m,一般厚度6.69m,较稳定,为对比标志层。本组地层厚度变化在34.95~89.45m之间,平均厚度为66.79m,厚度变化大,不稳定,与下伏地层太原组下段(C3t2-1)整合接触。

3)二叠系(P)

(1)山西组(P1s):为内陆碎屑岩沉积。是本井田的含煤地层,主要由灰白色粗砂岩、浅灰及灰黑色砂质泥岩、泥岩、深灰色粘土岩及1、3、5号煤层组成。划分上、中、下三段。

下段(P1s1):顶部多以砂质粘土岩出现,局部较纯,部分地区被砂质泥岩取代,中厚层状,井田内大部分布。上部为灰黑色泥岩、砂质泥岩、深灰色砂质粘土岩、灰白色粉砂岩互层。中夹5号煤层,5号煤层不稳定,局部可采,主要分布于井田南部。下部为灰白色粗砂岩(K3),局部含砾,厚度变化在6.60~14.30m之间,平均10.87m,不稳定,厚砂带在中北部,沿NW—SE向展布。对下伏地层有冲蚀现象,为山西组与太原组的分界标志层。

中段(P1s2)顶部为深灰色粘土岩,大部分为砂质粘土岩,个别地段较纯,中厚层状,井田内大部分布。中上部为灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、深灰色砂质粘土岩、薄层砂岩互层,中夹极不稳定的3号煤层,不可采,分布于井田的中部。下部为灰白色粗砂岩,局部含砾,不稳定。

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上段(P1s3):顶部为深灰色粘土岩,大部分为砂质粘土岩,局部变为砂质泥岩、泥岩,上部为浅灰色、灰色砂质泥岩、泥岩、砂质粘土岩互层,局部夹薄层砂岩。下部为灰白色粗砂岩,局部含砾,不稳定。

本组地层厚度6.32~82.79m,一般48.58m,全井田分布,与下伏地层太原组(C2t)整合接触。井田内无出露。

(2)下石盒子组(P1x):为内陆盆地砂泥质沉积。由紫红色、绛紫色砂岩、砂泥岩、泥岩,灰、灰绿色砂质粘土岩,灰白黄色粗砂岩组成。划分上下两段。

下段(P1x1):上部为紫色粗砂岩、细砂岩、砂泥岩、泥岩互层,中下部为厚层状紫色砂岩、杂色砂质泥岩,底部为灰白、黄色粗砂岩(K4),局部含砾,成为与山西组的分界标志。

上段(P1x2):主要为灰绿色粗砂岩、砂质泥岩、砂质粘土岩、砂岩,局部含砾。

本组地层厚度10.76~95.50m,一般厚度58.63m,分布于中南部6勘探线以南。与下伏山西组(P1s)整合接触,井田内无出露。

(3)上石盒子组(P2s):为内陆盆地砂泥质沉积。其岩性主要有紫红色砂质泥岩,灰绿色细、粉砂岩,间夹灰绿色、浅白色中粗粒砂岩。底部为灰绿色砂砾岩,砾石以分选不好,胶结疏松为特征。

本组地层厚度12.70~130.37m,平均厚度60.59m,分布在10勘探线以南,与下石盒子组(P1x)整合接触。井田内无出露。

4)白垩系(K)

志丹群(K1 zh):为内陆开阔盆地河湖砂泥质沉积。根据岩性特征划分三段。 下段:由浅紫、紫红色砾岩、砂砾岩、砂质泥岩互层。砾石成分复杂:花岗岩、花岗片麻岩、偶见沉积碎屑、角砾,砾径0.02~0.15m。充填物为砂质。距底部15m处,有一层黑色、灰绿色玄武岩,致密,坚硬。

中段:以朱红色砂岩、泥岩、砂质泥岩为主,偶见砂砾岩或砾石层。 上段:以灰白色粗砾岩为主,夹有灰绿色、灰紫色泥岩,厚度不大。 以上三段地层,从井田北界煤层露头开始,向南超覆于各时代地层之上。越往南,超覆层位越高。

本组地层厚度40.10~256.65m,一般厚度143.35m。不整合于古生界之上。

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5)新近系上新统(N2)

主要为红色,砖红色粘土,局部为粉砂质粘土。下部夹钙质结核层。底部为厚度约2~3m的底砾岩层。

本统地层厚度11.81~14.53m,一般厚度在12.99m左右。与下伏地层不整合接触,零星出露于各沟谷中。

6)第四系(Q)

(1)上更新统马兰组(Q3m):广布全井田。为浅黄色黄土层。柱状节理发育,含钙质结核。

本组地层厚度变化大为0~84.55m,一般在42.47m左右。不整合于下伏地层之上。

(2)全新统(Q4):为近代风积沙,冲洪积砂砾层,淤泥、残坡积物等。 厚度0~5.00m,主要分布在井田西北部。

2.1.2井田构造

准格尔煤田大地构造位置属华北地台鄂尔多斯台向斜的东北缘,其构造格局主要受阴山构造带和新华夏系构造带的影响。煤田构造主要产生于地壳升降运动,构造形式以褶曲为主,断裂构造不发育。煤田北部窑沟和牛连沟区发育有吴家沟、帐房墕等陷落柱,陷落深度10~40m,多呈椭圆形,直径280~470m不等。

不连沟煤矿位于准格尔煤田最北部,其构造特点与煤田区域构造格局大致相同。为一走向NNW,倾向SWW的单斜构造。井田内地层产状平缓,倾角一般3°~5°。从井下实际揭露资料可以看出,井田内中小型断裂构造较为发育,未发现直径大于30m的陷落柱构造,除东北、西南块段全区有岩浆岩侵入。

1)断层

井田煤炭补充勘探及生产实际揭露断层3条。

F1正断层:走向N28°E,倾向W,倾角50~60°,落差20~30m。位于井田北部,延伸长度为550m。断层摆动范围140 m,由于钻孔未打到断层面上,所以F1断层为初步查明,可靠性差。

F3正断层:为推断正断层,走向N51°E,倾向N42°W,倾角65~70°,落差0~118m。位于井田中部6勘探线的Y0606、B10钻孔之间,8勘探线的Y0808、

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Y0806孔之间,9勘探线的水文A2、A4钻孔之间,10勘探线的A7、Y1006钻孔之间,延伸长度为3000m。此断层在Y0606号孔位置解释可靠,其它位置可靠性差,断层摆动范围约1000 m。6210工作面巷道掘进期间实际揭露断层落差8.5m。

F4正断层:走向N51°E,倾向N42°W,倾角60~70°,落差30~50m。位于井田中部,延伸长度为815m。此断层解释基本可靠,但摆动范围过大。目前揭露范围内(6210工作面)未见该断层。

根据《内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司不连沟煤矿首采区三维地震勘探报告》,首采区共发育断层52条;其中落差小于5米的断层19条,落差5-10米的断层23条,落差10-20米的断层7条,分布在井田北部,对煤层开采影响不大;其中落差大于20m的断层有3条,分别为DF16、DF52、DF53。

三维地震解释前后井田构造对比见图2-2。 现对落差大于等于20m的3条断层分述如下:

DF16正断层:位于地震勘探区的中南部,Y0606、B10钻孔连线附近一带。走向为N52°W-EW,倾向S38°W-S,倾角70°,落差0-38m,在本区延伸长度约905m;该断层参与评级断点38个,其中A级断点28个,B级断点10个,为一查明断层。

DF52正断层:位于地震勘探区的东北角,Y0204钻孔的东北部。走向为N32°W,倾向N58°E,倾角70°,落差0-24m,在本区延伸长度约600m;该断层参与评级断点48个,其中A级断点21个,B级断点27个,为一基本查明断层。

DF53正断层:位于地震勘探区的东北角,Y0104钻孔的西南部,向东方向延伸至区外。走向为N75°W-N34°W,倾向S15°W-S56°W,倾角65°,落差16-34m,在本区延伸长度约346m;该断层参与评级断点21个,其中A级断点12个,B级断点9个,为一查明断层。

2)岩浆岩

井田范围内,玄武岩体基本上全有分布,产出于下白垩统红色砂砾层中。最小厚度3.80m,最大厚度15.70m。井田中部呈NW向展布的区域中为厚度大于10m的地带,向东北、西南方向变薄。本井田内玄武岩体对煤层及煤质尚未发现影响。

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综上所述,本区总体为一单斜构造,其间发育宽缓的波状起伏,波幅小于20m,起伏角一般小于5°,落差大于等于20m断层解释6条,未发现冲刷带和直径大于30m的陷落柱。本区构造复杂程度属于简单类型。

375443022232425262728293753030446475XX292968DF5352DF2828XF1XX2727DF16XXF42626F353XX25242322434420375222324252627图2-2不连沟井田构造纲要(三维地震解释前后构造对比)图

2.2井田水文地质

2.2.1 含水层

井田内主要地层的含水性分述如下: 1.松散层孔隙潜水含水层:

1)第四系全新统风积沙(Q4eol):井田内仅零星分布,一般在背风(东南)

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XX21252124图 例1采矿许可证范围 及拐点编号三维地震范围23先期开采地段5m≤H<10m 的断层22H<5m的断层10m≤H<20m的断层375H>20m的断层2829443020中煤科工集团西安研究院有限公司 不连沟煤矿F6206工作面巷道掘进水害威胁评价

坡的地形低洼处呈很小的新月形沙丘、沙梁,由石英、燧石粒组成。厚度小,因受风力作用,位置不固定,透水而不含水。

2)第四系全新统冲、洪积层(Q4al+pl):分布范围小,连续性差。主要零星分布于大、小不连沟,厚度0.5 ~5.5 m。岩性以中、细砂为主夹粗砂、砾石、卵石及淤泥。含孔隙潜水,因受厚度、分布面积的限制,富水性差。补给源为大气降水,潜水水位变化幅度大,对矿床充水无影响。

3)第四系上更新统马兰组(Q3m):岩性为浅黄色黄土层,垂直节理发育,含钙质结核。基本全井田分布,厚度0~84.55m,透水性好。在该层钻进中钻井液消耗量大,尤其钻至该层底部钻井液消耗量极大。

2.碎屑岩类孔隙、裂隙含水层

1)白垩系下统志丹群(K1zh):全井田分布,各大沟谷中均有出露。钻孔揭露最大厚度224.49m,一般为100m左右。岩性以紫红色砂质砾岩为主,夹紫红色砂质泥岩。下部普遍有一层绿黑色玄武岩,厚度4.00 ~15.48m。本群地层孔、裂隙均较发育,富水性差异极大。共见31个出露于黄土与志丹群接触面的下降泉,流量0.05 ~0.16L/s,仅见4个出露于志丹群上部的下降泉,流量0.05 ~0.08L/s。小鱼沟勘探区曾在此层布孔进行抽水试验(14号孔),揭露此层300m,水位埋深162.99m,标高+1017.43m,水柱高仅4.04m,因水柱不足未进行正式抽水试验,试抽单位涌水量q<0.001L/s·m即抽干。

2)二叠系上统上石盒子组(P2s):本组地层井田内剥蚀不全,地表无出露,仅分布于10线以南。以紫红色砂质泥岩为主,夹灰绿色细-粉砂岩、浅灰白色粗砂岩。厚度0~130.37m,富水性差。

3)二叠系下统下石盒子组(P1x):井田内无出露,分布于6线以南,平均厚度63m。上部以各种粒级的砂岩为主,下部以紫红色、绛紫色砂质泥岩、泥岩、粘土岩为主夹砂岩。钻探中钻至上部的砂岩段、冲洗液消耗量大。下部泥岩段隔水性较好。

4)二叠系下统山西组(P1s):井田内无出露,全井田分布,厚度6.32 ~78.77m,平均58.13m。岩性由灰白色粗砂岩、浅灰及灰黑色砂质泥岩、泥岩、褐灰色粘土岩、煤层组成,以砂岩为主,其间有3层较稳定的粘土岩、煤层(1、3、5#)。下部砂岩为泥质胶结,分选差,较疏松,裂隙较发育,钻至该层钻井液

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消耗量增大,甚至严重漏失至不返水。杨四圪咀勘探阶段施工的Y0806号抽水试验孔,水位埋深233.30 m,水位标高+1000.78m,水柱高度32.88m,单位涌水量0.00713L/s ·m,渗透系数0.0311m/d,矿化度0.402g/L,为HCO3-Ca·Mg型水。该组地层含砂岩裂隙承压水,为开采6#煤的直接充水含水岩组。富水性差,且不均匀。

5)石炭系上统太原组上段(C2t2):全井田分布,地表无出露,厚度34.95 ~89.45m,为本井田主要含煤地层。顶部为6#煤或6上煤,之下为灰白色粗砂岩、中、细砂岩,灰及灰黑色泥岩、砂质泥岩与9#煤。6#煤全井田发育、稳定,是山西组砂岩裂隙含水岩组与太原组砂岩裂隙含水岩组间的稳定隔水层,隔水性良好。杨四圪咀勘探阶段施工的Y0406号水文孔,水位埋深268.10m,水位标高+933.00m,单位涌水量0.00831L/s·m,渗透系数0.0347m/d,矿化度0.39g/L,HCO3-Ca·Mg型水。含砂岩裂隙承压水,是开采9#煤的直接充水含水岩组。富水性差,且不均匀。

6)石炭系上统太原组下段(C2t1):全井田分布,地表无出露,厚度约12m,岩性以灰、深灰色泥岩、砂质泥岩为主,夹薄层细、粉砂岩,底部为铝土质泥岩。该组地层以泥岩类为主,厚度稳定,硬度大(单轴抗压强度普遍大于30MPa),岩体完整性好,裂隙不发育,为全煤田及井田稳定的良好隔水层。

7)中下奥陶统(O2~O1):井田内无出露,全井田分布,厚度大于100m。岩性为:浅灰黄、棕灰色泥质白云岩、白云质灰岩,灰色灰岩、局部为豹皮状灰岩,岩溶发育极不均匀。

表2-1 以往工作取得的灰岩含水层水文地质参数统计

含水层 孔号 钻孔性质 单位 岩性 奥陶+寒武灰岩含水层 奥陶+寒武灰岩含水层 奥陶系灰岩含水层 奥陶系灰岩含水层 厚度 (m) 49.50 85.70 92.00 113.50 水位 标高 (m) 866.42 876.66 876.078 876.204 16

抽(放)水试验 降深 S(m) 36.20 0.56 32.70 16.50 涌水量 Q(L/S) 0.635 0.601 2.64 1.53 单位涌水量 q(l/s?m) 0.01754 1.07321 0.0807 0.0927 渗透 系数 K(m/d) 0.0337 0.7372 0.49 0.72 A1 A2 O12 O14 抽水孔 抽水孔 放水孔 放水孔

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2.2.2 隔水层

本区隔水层主要有新近系上新统红土层、煤系地层及上部泥岩类隔水层,石炭系中统本溪组泥岩、铝土质泥岩隔水层组。

1)新近系上系统(N2)红土层

零星出露于各沟谷中,分布不连续,平均厚度12.99m。岩性以浅红色粘土、亚粘土为主,夹透镜状钙质结核,底部为厚度约2m~3m的底砾岩层。该地层隔水性良好。

2)煤系地层及上部的泥岩类

主要由泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩组成,呈层状分布于非煤系及煤系地层砂岩含水层中,分布厚度较大且分布范围广,该组隔水层阻断了各含水层之间的垂向水力联系,成为各承压含水层之间的良好的隔水层。

3)石炭系中统本溪组(C2b)

在区内分布广泛,岩性主要以铁质泥岩、铝土质泥岩等组成,厚度一般为5.20~34.35m,该组透水性较差,为岩溶水与含煤地层之间的重要隔水层。

2.2.3地下水补给、径流和排泄条件

井田内含水层为第四系松散岩类孔隙潜水含水层、石炭-二叠系碎屑岩类孔隙裂隙水含水层、奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙承压水含水层。第四系松散岩类孔隙潜水主要补给来源为大气降水,其次为沟谷中流水的侧向补给,补给量大小受地形、含水层特征控制,由于井田内沟谷发育、地形复杂,含水层分布不稳定、不连续,渗透能力差,地下水补给、储蓄条件不佳;地下水径流受地形控制,总体上与地形坡降及地表水流向基本一致;排泄方式以径流排泄为主,排泄到河谷或渗入下伏砂岩孔隙裂隙含水层,其次是人工开采排泄、蒸发排泄等。以下主要论述碎屑岩类孔隙裂隙承压水、碳酸盐岩类岩溶裂隙承压水的补给、径流、排泄条件。

1)石炭-二叠系碎屑岩类孔隙裂隙水的补给、径流、排泄条件 (1)补给

石炭-二叠系砂岩孔隙裂隙水的补给源以大气降水为主,大气降水通过零星出露的基岩露头或黄土覆盖的隐伏基岩露头垂直下渗补给;其次接受井田外地下水的侧向径流补给以及松散层潜水直接接受大气降水的垂直渗入补给。影响补给

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量多少的主要因素是降水量与降水形式、补给区范围的大小以及补给区地形地貌特征。本区的年降水量在400mm左右,且多集中在7、8、9三个月,降水形式以暴雨与雷阵雨为主,降水量分布集中;补给区地形起伏大,沟谷纵横不利于降水的入渗,而易形成表流沿纵横发育之沟谷集中排入十里长川、再流入黄河;基岩出露面积零星并多处于较大沟谷的边缘;基岩出露处地形普遍坡度大,植被稀少,对排泄大气降水有利。以上因素决定了石炭-二叠系砂岩孔隙裂隙水正常补给量非常有限,含水层富水性弱,水文地质条件简单。但是,由于其裂隙发育的不均匀性,该含水层富水性也具有不均匀性,局部出现富水性较好的区域。

(2)径流

地下水接受补给后,总的流向为由北及西北、向南东及东运动,局部地段由于煤系地层的起伏或透水性的差异等因素的影响而略有变化。浅部的潜水一般沿沟谷方向径流,深部的承压水一般沿地层走向径流。

(3)排泄

浅部的潜水排泄方式有沿沟谷方向的径流排泄、人工挖井开采排泄、蒸发排泄,向深部承压水的径流排泄等,在沟谷、洼地等有利地形部位以泉的形式排出地表,形成地表流水;深部承压水以侧向径流的形式排出区外,次为人工开采排泄。随着煤矿开采,矿井排水将成为砂岩孔隙裂隙水的主要排泄方式。

总之,本井田降水量少,石炭-二叠系砂岩孔隙裂隙水补给区面积小,沟谷纵横且切割深,无良好的汇水地形,构造总体为向西倾斜、具波状起伏的单斜,对地下水储存不利,砂岩裂隙含水层富水性弱。

2)奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙承压水的补给、径流、排泄条件

黄河流经井田东缘(距井田东界约8km),是井田及周边最大且唯一的地表水体,黄河标高+968.53m(测量点位于井田东南约10km的荒地北贾窑圪旦)。在井田周边的黄河河床均为奥陶系下统,与石炭,二叠系地层未直接接触。据井田西南部唐家会煤矿煤层顶板含水层与奥陶系灰岩含水层水力联系观测、分析可知,黄河水与煤系地层在非构造破坏地段无水力联系,黄河水与奥陶系灰岩水有较强的水力联系。

不连沟煤矿位于天桥岩溶水系统的西北部,老牛湾岩溶水子系统的西部。主要地处黄河东侧小缸房、老牛湾泉群局部排泄区。其北部以寒武、奥陶系尖灭为

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隔水层,西部以寒武、奥陶系顶板埋深较深为滞水边界,东部由黄河下切寒武、奥陶系碳酸盐岩。井田内奥陶系灰岩含水层主要是接受黄河东侧灰岩出露去补给及黄河侧向补给,径流方向为东北→西南方向,西部受深埋滞水边界阻隔,逐渐转为向南径流,岩溶水排泄主要为泉群集中排泄,次为人工开采。

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3工作面掘进受水害威胁程度评价

3.1工作面概况

1)工作面位置

F6206工作面位于井田中西部,东连6#煤回风大巷,北靠F6205工作面,西部为井田边界,南部是未采区。

2)工作面面积及标高

F6206工作面6#煤底板标高+837~925m,相对高差88m,东高西低。煤层埋深314.55~328.71m,西深东浅。工作面顺槽长度2423.74m,采宽240.3m,面积582425m2。

3)地表水文

工作面地表标高+1170~1283m,地形为西高东低。地表为黄土层,厚约0~41.03m,沟壑发育但无常年积水,地表周围无大型水库经过,有小不连沟东西穿过本面,喜子沟南北斜穿本面中部距主回撤通道向西1252.88m,沟内无常年积水,雨季最大过水量为200m3/h。

4)工作面煤层情况

工作面内6煤厚度17.65~21.65 m,平均19.68m,煤层倾角2~6°,工作面煤层赋存较稳定,煤层结构复杂,含夹矸8~14层,多集中在煤层的中、上部。

5)勘探程度

F6206工作面可利用钻孔为A2、A3、A4。A2钻孔位于辅运顺槽右帮向南0.68m处;A3钻孔位于辅运顺槽右帮向南165.37m距主回撤通道正帮1411.84m处;A4钻孔位于主运顺槽右帮向南5.8m距主回撤通道正帮316.5m处;工作面未做三维地震勘探,不排除掘进过程中遇导水构造。

3.2工作面水文地质条件分析

3.2.1地质及构造

(1)工作面巷道围岩特征

F6206工作面伪顶为灰黑色炭质泥岩,赋存不稳定,薄层状结构;直接顶为为泥岩、砂质泥岩,厚约16.55~30.3m;老顶为粗砂岩、含砾粗砂岩,厚24.2~

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44.2m;直接底为泥岩、砂质泥岩,厚约2.2~5.95m;老底为粗砂岩、细砂岩,厚4.15~5.5m。

(2)构造情况

从控制工作面的3个地质钻孔可看出该面地质条件较简单。根据地质资料分析,F6206工作面内煤层倾角2~6°,本面地质构造整体为一个东高西低的单斜构造,其间发育一系列小型的向、背斜构造,小断层发育,本面无大型构造。根据勘资料推测,回撤通道及运输顺槽交汇处可能揭露F3断层,断层落差10m左右。根据三条大巷实际揭露情况,预测F6206机头硐室掘进至将揭露1条落差为2m的正断层。

3.2.2充水因素分析

1)导水裂缝带计算

6#煤综放开采,有效开采厚度16m,煤层顶板以泥岩、砂质泥岩及粗砂岩为主,为中硬岩体。由于综采放顶煤条件下导水裂缝带的观测资料比较少,对于采高超过12m的目前还没有统一的计算公式可供采用,最好采用本矿区的实测数据和计算方法。由于本矿无实测数据,本次计算参考中国矿业大学(北京)总结出的经验公式及经验比拟公式进行计算。

(1)中国矿业大学(北京)公式

(3-1)

式中:

H裂——导水裂缝带的最大高度; M——煤层有效采厚,16m。

计算得6#煤开采导水裂缝带发育高度为156.42m。由于本公式适用的采

放高度为3.5~12m,因此本计算结果仅供参考。

2)充水水源

(1)大气降水及地表水

小不连沟东西横穿本面,喜子沟斜穿本面中部,正常情况下沟内均无流水,雨季最大过水量为200m3/h。工作面6煤埋深314.55~328.71m,煤层顶板上普遍发育有数层较稳定的泥岩、砂质泥岩为隔水层,天然条件下大气降水补给第四

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系松散层潜水,对砂岩承压水补给较弱。煤层开采后导水裂缝带不会波及到地表,该水源对煤层开采影响较小。

(2)松散层水

第四系松散层水主要发育于上更新统马兰组浅黄色黄土层中,工作面钻孔揭露厚度19.95~41.3m。在该层钻进中钻井液消耗量大,尤其钻至该层底部钻井液消耗量极大,工作面上部存在4个水井取水层位为该层位。该含水层与煤层间距较大且期间发育有厚度稳定的二叠系上统上石盒子组(P2s)泥岩隔水层,对煤层开采影响较小。

(3)顶板砂岩裂隙水

6#煤为综放开采,导水裂缝带发育高度较大,将波及上部的石盒子组砂岩(P2s+ P1x)含水层及山西组(P1s)砂岩含水层,该组岩层厚度为260~389m,为煤层开采直接充水水源。以上含水层为承压裂隙含水层,富水性均较弱,以往工作面掘进过程中顶板局部淋水,均小于1m3/h。预测本面在掘进至小不连沟、喜字沟附近及断层附近时顶板会有淋水现象,根据已掘进工作面掘进头实际涌水量情况,预测本面在掘进时掘进头正常涌水量小于10m3/h。

(4)老空水

F6206工作面上部无采空区,北侧相邻F6205工作面尚未回采,西以呼准铁路与大唐国际准格尔矿业有限公司孔兑沟矿为界,工作面范围内及周边没有小煤矿和古窑存在,F6206工作面掘进不受老空水威胁。

(5)底板奥灰水

据勘探资料分析奥灰承压水位标高为+866.422~876.664m,本面煤层底板标高为+833~925m,西部皆低于奥灰承压水位标高,煤层最大带奥灰水压0.44MPa。该工作面6煤底板至奥灰顶界面距离西薄东厚,最西部约为51m,工作面突水系数为0~0.018MPa/m,突水系数等值线图如图3-2。

按照《煤矿防治水规定》,小于底板受构造破坏块段的0.06MPa/m突水系数临界值。正常情况下奥灰水对掘进无影响,但在存在断层、裂隙、导水陷落柱等垂向导水通道的区域时,仍存在奥灰突水可能。

3)充水通道

分析不连沟煤矿已获得的地质及水文地质资料,结合矿井生产实际资料,

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F6206工作面充水通道主要有以下几种:

(1)顶板导水裂缝带

6#煤为综采放顶煤开采,导水裂缝带发育高度较大,可通煤层顶板砂岩裂隙含水层,煤层开采引起的导水裂缝带为工作面的主要充水通道。

(2)断层及隐伏陷落柱

不连沟井田所属准格尔煤田构造以褶曲为主,断裂构造不发育,且煤田北部有陷落柱发育,说明本区有陷落柱发育的条件。因该工作面未进行过三维地震勘探,仅根据地质补勘钻孔推测F6206工作面回撤通道附近发育有F3断层,工作面构造条件不清,断层及隐伏存在的导水陷落柱可成为工作面的充水通道。

(3)封闭不良钻孔

根据勘探资料,F6206工作面附近3个钻孔在勘探阶段均未进行封孔检查,且辅运顺槽将直接穿过A2钻孔,在掘进至钻孔附近极有可能导通含水层水,封闭不良钻孔和废弃水井可成为工作面的充水通道之一。

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375230003752350037524000375245003752500037525500运输顺槽860喜1222.19845.89A219.7(6)沟4425500.子连九联巷70° 65~沟运输顺槽小不连沟1223.81858.01A417.65(6)图3-1 F6206工作面平面图

375230003752350037524000375245003752500037525500运输顺槽1222.19845.89A219.7(6)4425500F3 H=0~50m,1226.22869.07A316.8(6)工作面小不煤回风大巷煤皮带大巷煤辅运大巷880900∠..0.00.0.0140.00.0020.008010.0160.0040.006141223.81858.01A417.65(6)图3-2 F6206工作面带压区及突水系数等值线图

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F3 H=0~50m,∠0.01841226.22869.0716.8(6)65~A3F6206工作面0.01600.0170° 12877.中煤科工集团西安研究院有限公司 不连沟煤矿F6206工作面巷道掘进水害威胁评价

3.3工作面受水害威胁程度评价

巷道开掘后原岩应力重新分布,巷道围岩内出现应力集中,如果围岩应力大于岩体强度,巷道围岩会产生塑性变形,从巷道周边向围岩深处扩展到一定范围,出现塑性变形区,在塑性变形区内围岩强度明显削弱,低于原始应力,围岩发生破裂和位移,此区域被称为破裂区。巷道采用锚杆锚索支护,锚杆长度2.5m。F6206工作面开采6煤平均厚度19.68m,巷道岩煤层底板掘进,顶煤厚度较大,围岩塑性变形区不会影响到上覆含水层,顶板水对正常掘进影响不大,运输顺槽经过F3断层时,可能会有顶板水涌入,但是从顶板含水层抽水试验可知,顶板含水层富水性弱,因此对运输顺槽正常掘进威胁较小。

巷道掘进底板破坏深度(h1)的确定:

围岩破坏松动圈半径一般较小,根据以往工作面经验,取值0.5m。 底板导升高度(h3)的确定:

根据邻近工作面巷道底板灰岩含水层放水试验钻孔出水情况统计(表3-1)可看出,灰岩含水层首次出水层位位于进入灰岩12.3~29.1m,因此底板灰岩承压水导升高度未破坏煤层底板隔水层。

表3-1 奥灰含水层富水层段统计表

孔号 钻孔位置 F6205工作面辅运顺槽 F6205工作面辅运顺槽 F6204工作面辅运顺槽 隔水层底板水压(MPa) 0.926 涌水量(m3/h) 0.7 4 12 0.771 0.5 1.2 2 0.641 6 7.2 涌水点进入灰岩深度(m) 12.3 17.3 32.3 29.1 75.1 20 31 56 涌水层位 O2m O2m O1l O1l O1l O2m O2m O1l O12 O13 O14 对于无构造条件下,巷道掘进底板安全隔水层厚度的确定,采用斯列萨列夫公式计算:

t?l?2l2?8KpH??l4Kp?? (3-2)

工程参数选用

H——取44×10-2Mpa或(44m);

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l——取5.5 m;

?——依据《不连沟煤矿生产补充勘探报告》取26kN/m3;

Kp——根据本矿及邻近矿井岩石力学测试结果,此区域岩体抗张强度介于0.26~2.68MPa,但考虑到其仅是试验室测试所得,实际岩层中含裂隙的掩体抗张强度要比完整小块岩样的强度低很多,因此取值0.2MPa。

计算得t=1.69m

考虑到掘进的扰动,取安全系数K=2.5 则底板安全厚度应为3.46×2.5=4.23(m)

对于非构造条件下,巷道掘进隔水底板临界水压值的确定:

t2P?2KP2??t (3-3)

ll、?、Kp参数意义及取值同上;

t——底板隔水层厚度,根据实际钻孔揭露资料,取值50.5m(隔水层厚度减去巷道塑性破坏带);

计算得底板隔水层能够承受的水压为35.04MPa。

经过计算说明,无构造地区只要隔水层厚度达到4.23m以上,巷道掘进就是安全的,一般不会出现奥灰突水问题,而F6206工作面隔水层厚度达到了51m,实际厚度大于计算出的安全隔水层厚度。经过计算掘进巷道理论可承受的水压为35.04MPa,大于巷道实际承受的水压0.40MPa,说明正常段巷道底板安全,一般不会发生底板突水。

综上所述,工作面掘进阶段受各类水害威胁程度评价表如表3-2所示。

表3-2 F6206工作面掘进受水害威胁影响程度评价表

导水通道 导水水源 大气降水及地表水 松散层水 顶板砂岩裂隙水 底板奥灰水 老空水 顶板采动裂缝 无 无 无 无 无 断层 无 无 威胁较小 主要威胁 无 隐伏陷落柱 无 无 无 主要威胁 无 封闭不良钻孔 无 存在威胁 存在威胁 无 无 综上所述,F6206工作面运输顺槽、辅助运输顺槽巷道高度3.8m,沿着煤层底板布设,F6206工作面6#煤平均厚度19.68m,6#煤顶板各含水层水在掘进阶段

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对矿井安全生产基本无威胁。煤层底板带奥灰水压0~0.44MPa,隔水层厚度51m左右,工作面突水系数为0~0.018MPa/m,其中有厚度稳定的9#煤层及泥岩层,在没有垂向导水通道存在的情况下,巷道掘进不受奥水的威胁,故F6206工作面掘进面临的水害隐患主要为垂向隐伏导水构造。

F6206工作面内现可推测断层除F3外均为断距小于5m的断层,这些小断层对巷道掘进影响较小,仅可能造成局部淋水;F3断层断距小于30m,规模稍大,但该断层处于非带压区内,对巷道掘进影响也较小。值得注意的是工作面带压区内构造发育情况不清,隐伏导水断层或陷落柱为巷道掘进的主要威胁。

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4工作面防治水设计

根据对F6206工作面充水因素及水害威胁程度评价,两条顺槽及切眼掘进前方构造不清,如遇导水断层或陷落柱可将奥陶系灰岩水导入煤层,巷道一旦揭露导水构造将酿成严重的突水事故,因此对导水构造的超前探查与治理为巷道掘进期间的防治水主要任务。

4.1巷道掘进期间防治水方案

巷道掘进期间防治水以导水构造探查为主,主要方法为物探及钻探综合超前探,方法为自进入奥灰带压区进行物探超前探及巷道底板钻探超前探,同时辅运顺槽在接近A2钻孔前30m时超前探查钻孔可能封闭不良导水情况。

4.1.1物探超前探查

1)目的

为了预测预报掘进头前方含导水构造和相对含富水情况,以指导巷道掘进的顺利施工,利用井物探超前探测技术,探测工作面运输顺槽、辅助运输顺槽迎头前方的地质异常体,目的是发现巷道及掘进工作面前方的含富水构造的分布情况。

2)方法选择

本次采用井下直流电法进行超前探测。井下直流电法属全空间电法勘探,它以岩石的电性差异为基础,在全空间条件下建场,使用全空间电场理论,处理和解释有关矿井水文地质问题。超前探测是研究掘进头前方地层电性变化规律,预测掘进头前方含、导水构造的分布和发育情况的一种井下电法探测新技术。

由于采用点源三极装置进行井下数据采集工作,无穷远电极对巷道内测量电极的影响可以忽略不计,故其电场分布可近似为点电源电场。由于供电电极位于巷道中,其电场呈全空间分布,可利用全空间电场理论对数据进行分析解释。

掘进头超前探测应用固定供电电极而移动测量电极MN的三极装置形式。超前探测井下施工装置示意图如下图4-1所示:

?? μà 2a á? μ? ?? ò? ?ˉ ·? ?ò BMNA3A2A1 ?ò ?? í· 图4-1 井下超前探测施工装置示意图

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超前探测井下施工一般在巷道掘进头附近以一定间距布置供电电极

A1、A2、A3,测量电极MN在巷道内按键头所示的方向以一定的间隔移动,每移动一次测量电极MN,测量一次A1、A2、A3所对应的视电阻率值?1、?2、?3。测量电极MN的间距根据地质任务和勘探的详细程度而定,同时也要考虑信噪比的大小。由于井下物探设备供电电流限制及解释精度,限制了超前探测的距离,根据近年来的应用经验,探测距离一般取80~100m,左右控制范围各10m。

2)工程布置

本次F6206工作面顺槽巷道超前探采用DZ-IIA型数字直流电法仪,工程量布置详见表4-1。

表4-1 F6206工作面井下巷道超前探工程量统计表

掘进开拓巷道 辅运顺槽 运输顺槽 巷道进尺(m) 2423.74 2423.74 直流电法超前探次数 25 25 4.1.2钻探探放水方案

1钻探探放水方案

巷道掘进阶段含导水异常带探查工作流程图直流电法超前探测1)钻孔布置原则

A、“有(掘)必探”,不可盲目

无异常有异常自信造成漏探;

B、“先探后掘”,巷道必须在允许安全距离范围内掘进;

C、“经济有效”,在满足上述勘探原则的基础上,为提高工程进度和优化探放水钻孔,尽可能的减少探水工作量。

2)探放水方案

继续掘进钻探2孔超前探查钻探多孔加密探查可控预先疏放或注浆治理 图4-2巷道掘进阶段含导水异常带探查流程图 钻探探放水根据物探超前探情况布设,如物探探测无异常区,在巷道底板正前方布置2个探放水孔进行常规超前探;如物探探查出掘进头前方存在低阻异常

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区则根据异常区形态加密钻孔进行探查,判别异常可能对应的地质构造形式,并进一步通过加密打探水孔确定地质构造的含、导水性及其危害程度。巷道掘进阶段含导水异常带探查流程图如图4-2。

3)超前距、允许掘进距离、帮距和钻孔间距的确定 (1)超前距

探放断裂构造和陷落柱的过程中,一般情况下从探水线起钻,超前探查孔一次性揭露积水目标区的情况很少,根据以往经验,探查断裂构造和陷落柱常是探水——掘进——探水循环进行的过程;而钻探的终孔位置应该始终保持超前掘进头一段安全距离,该距离称为超前距。超前距的选择与煤层厚度、积水目标区水压力以及煤层强度有关,根据经验、设备能力、探放目的及物探成果,本次设计的探放水超前距为30m。

(2)允许掘进距离

经每循环探水后,证实无水害威胁时由防治水主管部门下发允许掘进通知单,明确允许安全掘进距离,允许安全掘进距离主要由探水范围(即探水孔终孔位置)和超前距决定。为了满足《煤矿防治水规定》要求,本次设计在6煤底板内施工2个底板孔,结合井下直流电法有效探测距离,钻孔探测水平长度130m,终孔向下垂深20m,掘进100m,预留30m安全距离。

(3)帮距

为使大巷两帮与可能存在的断裂构造和陷落柱水间保持一定的安全距离,呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道侧帮之间的距离。帮距的取值一般情况下与超前距相同,据此本设计在每条大巷的外侧取探放水帮距为20m。

(4)止水套管长度

根据《煤矿防治水规定》第九十八条规定要求,探放断层和陷落柱等含水体时,按下表确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。鉴于F6206两条掘进巷道水压均小于1.0MPa,因此,超前钻探止水套管取6m。

表4-2 岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度

水压(MPa) <1.0 1.0-2.0 2.0-3.0 >3.0

钻孔超前钻距(m) >10 >15 >20 >25 30

止水套管长(m) >5 >10 >15 >20 中煤科工集团西安研究院有限公司 不连沟煤矿F6206工作面巷道掘进水害威胁评价

(5)钻孔间距

探放断裂构造水和岩溶水等时,探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。一旦钻孔揭露断裂构造和陷落柱,必须按照《煤矿防治水规定》第九十四条规定布置钻孔。

根据《煤矿防治水规定》第九十四条,布置探放水钻孔应当遵循下列规定:探放老空水、陷落柱水和钻孔水时,探放水钻孔成组布设,并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为主,厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m。

(6)钻孔孔径

根据《煤矿防治水规定》第九十七条探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外,终孔孔径一般不得大于75mm,据此本设计探放水钻孔终孔孔径取73mm。

4)探放水钻孔工程布置

超前探放采用“短掘短探”工艺,结合物探探查进行,每次探查130m,巷道掘进100m,保持30m超前距进行下一轮次的探掘。辅助运输顺槽因北侧F6205工作面运输顺槽已掘进完毕,故工作面辅运顺槽1800m进程前外侧不需再探查,布设底板1号超前探查孔及工作面内部2号探查孔;1800m进程后布设工作面外部1号探查孔及工作面内部2号探查孔。运输顺槽及切眼布设巷道内、外侧底板探查钻孔。道掘进底板常规探查钻孔布置方式示如图4-3,工程共设计常规探放水点46个,钻孔92个,钻探工程量12140.0m,工程量布置详见图4-4,表4-3。

1辅运顺槽底板孔待掘巷道帮距(20m)已掘巷道探水平面图线2工作面内斜孔F6206工作面允许掘进距离(100m)待掘巷道超前距(30m)已掘巷道探垂距(21m)水垂向剖面图线4-3a 辅运顺槽FT-1~FT-18钻场探放水钻孔布置方式示意图

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1工作面外斜孔帮距(20m)探水线待掘巷道已掘巷道平面图平面图帮距(20m)F6206工作面2工作面内斜孔超前距(30m)允许掘进距离(100m)待掘巷道已掘巷道探垂距(21m)水垂向剖面图线

4-3b辅运顺槽FT-18~FT-22钻场探放水钻孔布置方式示意图

探水线待掘巷道帮距(20m)1工作面内斜孔帮距(20m)F6206工作面平面图已掘巷道平面图2工作面外斜孔超前距(30m)允许掘进距离(100m)待掘巷道已掘巷道探垂距(21m)水垂向剖面图线

4-3c 运输顺槽探放水钻孔布置方式示意图

探放水过程中如钻孔涌水时应及时进行水压、水量测量并进行水质化验,分析出水来源。如钻孔涌水量较大时(大于10 m3/h)应查明充水水源及涌水原因,持续观察水量、水压变化情况,如水量不衰减或持续增大时,应加密钻孔进行探查,查明出水通道及水源后制定措施进行注浆封闭。出水点处经注浆效果经检验

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合格后,方可掘进。如钻孔涌水量小于10 m3/h,且出水水源经水化学分析可排除奥灰水,水量持续衰减时,可待水量减小后继续探放至设计终孔层位。

2、探放水钻孔结构

钻孔Φ54mm钻头钻进11m后Φ133mm钻头扩孔至孔底,下Ф108mm孔口管6m(详见图4-5)。套管采用水泥浆固结,凝固后做耐压试验,现场验收合格后,安装孔口闸阀,然后用Ф73mm钻头钻进至终孔。

煤壁水泥浆液φ133φ108φ73

图4-5井下探水钻孔结构示意图

3、孔口管安装

孔口套管应采用注浆固结法进行固定,确保固结质量,严防漏水和套管鼓出。套管孔口处应用棉纱或黄麻缠绕后再下入孔内。注浆用水泥标号P.O42.5,浆液水灰比应控制在0.6~0.7之间。

孔口套管注浆固结后,待凝24h进行扫孔,扫孔深度应超过孔口管0.5~1m,然后用清水进行打压试验,试验压力不小于最大静水压力的2倍以上,考虑到后期可能的注浆工程,本次耐压试验压力选择4MPa,持续保压时间不小于30min,确保孔口套管不松动、不漏水后方可继续钻进,否则重复注浆固结。

4、钻探施工技术要求 (1)钻场施工

探放水钻孔掘进需安装孔口管,钻孔如遇出水后续治理时间较长,为不影响巷道掘进,需在巷道副帮施工探放水钻场。钻场应选择煤岩层坚硬完整段(节理裂隙发育,岩石松软或破碎,无条件另选钻孔位置时,应先注浆加固);施工钻场底板破碎或留有残煤的要及时清理,钻场周围巷道要加强支护,确保巷道无空

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中煤科工集团西安研究院有限公司 不连沟煤矿F6206工作面巷道掘进水害威胁评价 375230003752350037524000375245003752500037525500运输顺槽1222.19845.89A219.7(6)44255001226.22869.07A316.8(6)F6206工作面1223.81858.01A417.65(6)图4-4巷道掘进底板常规探查钻孔工程布置示意图 表4-2 F6206工作面探放水钻孔参数汇总表

探查巷道 钻场编号 FT-1 … FT-17 辅运顺槽 FT-18 … FT-22 YT-1 YT-2 运输顺槽 … YT-16 YT-22 QT-1 切眼 QT-2 钻孔编号 FT-1-1 FT-1-2 … FT-17-1 FT-17-2 FT-18-1 FT-18-2 … FT-22-1 FT-22-2 YT-1-1 YT-1-2 YT-2-1 YT-2-2 … YT-16-1 YT-16-2 YT-22-1 YT-22-2 QT-1-1 QT-1-2 QT-1-1 QT-1-2 合计 俯角(°) 9 9 … 9 9 9 9 … 9 9 9 9 9 9 … 9 9 9 9 9 9 9 9 方位角(°) 270 258 … 270 258 278 258 … 278 258 262 282 262 282 … 262 282 262 282 170 190 170 190 34

斜长(m) 130.0 130.0 … 130.0 130.0 130.0 130.0 … 130.0 130.0 130.0 130.0 130.0 130.0 … 130.0 130.0 180.0 180.0 150.0 150.0 150.0 150.0 12140.0 备注 底板水,FT-6钻场孔兼探地质钻孔封闭情况 底板水,YT-2钻场孔兼探地质钻孔封闭情况 底板水 F3 H=0~50m,∠65~70° .877.中煤科工集团西安研究院有限公司 不连沟煤矿F6206工作面巷道掘进水害威胁评价

顶,无片帮,钻机牢固可靠,保证钻探施工人员的安全。

钻场规格:5.5m×5m×3.8m

钻场供排水:可使用水管直供和泵排,也可使用循环水,如使用循环水需施工沉淀池和排水池。沉淀池规格:2m×0.7m×1m;排水池规格:0.85m×0.85×1.5m。钻场示意如图4-6所示。

(2)钻孔开孔方位及仰角误差≤1°。

(3)钻探采用清水钻进,可选用供水管路供水或循环池。

50007001000沉淀池2000沉淀池巷道掘进方向850850排水池2°2°55002000

图4-6 井下探放水钻钻场示意图

(4)在探放水过程中,做好见水位置、水压、水量、水温等水文资料观测记录。压力表选用小量程压力表测量,以提高观测精度。

(5)钻探队做好钻探班报记录,如遇有涌(漏)水、掉块、塌孔、缩(扩)径、掉钻、遇见陷落柱等现象时,要详细记录其发生的层位和深度及最大消耗量等。并将变化等情况及时向地测组汇报,以便及时调整打钻方案。

(6)钻孔涌水后及时取水样进行化验,取样量不小于2.5L,进行水质全分析化验。

(7)各探放水孔施工完毕后,需提交探放水施工总结报告及预测预报。 5、钻孔封孔技术要求

依据《井下探放水技术规范》(MT/T632—1996),在其技术要求章节中规定,对于探放水钻孔,完成探测任务后必须全孔注浆封闭,并做好封孔记录。钻探结果可分为:孔内有涌水且水量大、孔内有涌水但水量小、孔内无涌水三种结果。根据三种结果,有三种注浆封孔方法。

(1)钻孔中涌水量大的情况

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当钻孔中涌水量大,一般孔内岩粉基本被涌水冲出钻孔,孔内基本无渣且容易封孔。具体工艺如下:

①孔口管上焊接的法兰与注浆用法兰片(上面焊接直径为25mm接头)通过螺母连接。接头与泥浆泵上的高压软管连接;水量大时,岩粉均被冲出孔外,用焊接接头加高压注浆管直接注浆,不用把钻杆伸到孔底进行洗孔。

②置W/C为0.7∶1水泥浆液,通过泥浆泵(保持在低档位),将浆液压入孔内;

③注浆压力通过泵量调节,当泵压上升较快时,应调低档位(较小泵量);也可以时注时停(减慢泵压上升);

④在高压泵入浆液的过程中,大部分水被压入孔内裂隙,浆液浓度逐渐增大,同时部分浆液也被带入孔内裂隙中,达到填堵孔内出水裂隙的目的;

⑤当泵压直线上升时,说明水泥浆液填满钻孔,可以关闭注浆用法兰盘处球形阀(保持孔内压力不变),封孔注浆结束。

(2)钻孔中涌水量小的情况

当探放水钻孔内涌水量小时,孔内必然有大量岩粉及钻探污水,孔底岩粉冲不干净,为了保证封孔质量,先把钻杆伸到孔底清除孔内岩粉及污水,再拔出钻杆,用焊接的接头加高压软管注浆封孔。

具体封孔工艺如下:

①配置W/C为0.7∶1的水泥浆(根据实际情况,浆液水灰比可以变更); ②将钻具下入孔底,用泥浆泵(根据实际情况,档位可以调节)将浆液送入孔底,通过钻孔返出污水、水泥浆及钻探岩粉等(返出的浆液等可以通过滤网过滤后回收),反复泵入,直至无钻探岩粉返出;

③泵入清水反复清洗钻孔,直至返水清澈,且停泵后清水涌出;否则应封孔压入清水,直至孔内有清水返出;

④按照情况(1)的操作步骤封孔即可。 (3)钻孔中无涌水的情况

孔内无涌水,意味着孔内只存在钻探污水和岩粉。不用焊接接头,为确保封孔质量,需要清除孔内岩粉和钻探污水。

①按照情况2中①----③的操作步骤,确保孔内为清水。

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②将钻具下入孔底,配置W/C>1∶1的水泥浆液,通过泥浆泵泵入且泵的档位放在最小,同时短暂泵入浆液后需要稍停片刻,以保证浆液保持在孔底。

③待注浆泵压力稳定不变时,退出一部分钻杆继续注浆,待注浆泵压力稳定不变时,继续退出一部分钻杆后注浆,循环上述工作,直至注至孔口,确保浆液注满钻孔。

6、钻探防喷措施

(1)钻孔施工前要建立完善的排水系统,排水能力不小于100m3/h,钻孔到临时水仓要有畅通的排水沟。

(2)所有电机、开关均需架高,以便涌水量突然增大时不至于淹没电气设备,使得排水、钻探设备失效。

(3)如孔口管下入前钻孔即出水,为加快孔口管固管工作,钻场需提前准备水泥、水玻璃等堵水材料。

(4)孔口管法兰盘之间,法兰盘与闸阀之间一律使用高压石棉垫圈。孔口管注浆后均要进行耐压试验,并按要求耐压试验合格后,安装闸阀后方可钻进。

(5)钻进时,发现煤岩松软、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时,应当立即停止钻进,但不得拔出钻杆;应当立即向矿井调度室汇报,派人监测水情。发现情况危急,应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点,然后采取安全措施,进行处理。

(6)钻孔内水压过大时,应采用反压和防喷装置的方法钻进,应有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。遇高压水顶钻杆,操作时禁止人员直对钻杆站立。

(7)孔内涌水大于10m3/h时需立即提钻,并同时向矿调度及方分管领导汇报。

(8)钻进中发现有害气体喷出时,应立即停止钻进、切断电源,将人员撤到有新鲜风流的地点,立即报告矿调度室,采取措施。

4.1.3经钻探查明为含导水异常区的处理措施

如探查出的含导水构造等富水异常区,可结合钻孔涌水情况,采取疏放或注浆封堵的方法进行防治。

(1)井下注浆系统

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井下注浆系统受作业条件所限,制浆系统可简化由泥浆泵、搅拌机以及其它辅助设施组成,并根据现场堵水需要添加水玻璃等速凝材料和骨料。注浆孔孔口要安设耐震压力表,不低于10MPa。井下注浆站布设如图4-7所示。

5678910111213143214岩体

1-泥浆泵 2-蓄浆罐 3-泥浆搅拌机 4-流量调节阀 5-泥浆管道6-水龙头 7-钻机 8-钻杆 9-防突封孔器 10-高压闸阀 11-孔口管 12-钻孔 13-钻杆逆止阀14-钻头

图4-7煤矿井下探放水钻探注浆系统施工现场布设图

①设备 a.注浆泵

可用钻探用泥浆泵,要求排量不小于150L/min,压力不小于7MPa。 b.浆液搅拌机,

有效容积不得小于0.5m3,搅拌轴旋转速度应介于50~100转/分。 c.储浆罐

要求一台,体积不小于0.8m3;

d.其他:管汇件(管材,阀门),辅助水泵、压力表等。 ②注浆材料

P.O42.5R#硅酸水泥单液浆,选用袋装水泥,矿车及人工搬运。 (2)注浆方案

①注浆材料:首先考虑采用水泥单液浆,具体为P.O42.5R#硅酸盐水泥,其质量应符合国家GB175-92标准。造浆用水的水质须满足国家混凝土拌合用水质量标准,其SO4-2含量应<1%,PH应>4。水泥单液浆中可加入0.03~0.05%三乙醇胺和0.3~0.5%食盐作为早强剂。

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②注浆压力:注浆总压P0应不小于受注含水层最大静水压力的2倍,本次设计为4MPa。

③注浆技术措施:

钻孔注浆前,需观测水量和水压,并进行单孔放水,放水时间不小于1min,以孔内无岩粉、水变清为宜。在连接注浆管路后,向孔内作压水试验,其目的是扩张裂隙,提高注浆效果,压入孔内的水量不得少于2m3,无异常变化方可注浆。注浆前必须对孔内进行清水洗孔测试,测试压力不得大于4MPa,如果大于4MPa,要认真分析和查明原因,在未清除原因前,不得进行注浆。

选择合适的水灰比:正常注浆阶段采用水灰比(重量比)为1:1的纯水泥浆。注浆量超过20m3,可添加工业食盐及水玻璃,其配比为食盐量为水泥量的3%(重量),水玻璃量为水泥浆液量的3%(体积)。当注浆压力达到4MPa注浆终止。

④注浆检查:注浆48h后扫孔,探查水泥浆充填情况及钻孔出水情况,必要时在临近施工注浆检查钻孔。

4.2巷道掘进期间防治水安全技术措施

1)临时排水措施

F6206工作面辅运顺槽高差104m,运输顺槽高差97m,由顺槽开口至切眼掘进标高逐渐降低,工作面涌水不能自排,探放水及巷道掘进期间需配备足够能力的临排能力。为保险起见要求每个掘进头排水系统的设防能力不低于100m3/h,扬程不低于100m,排水泵应使用专用开关,并配有备用水泵。

2)日常防治水监测

(1)施工前,施工人员必须仔细检查顶板和帮部围岩情况,严格执行“敲帮问顶”制度,确认安全后,方可开始工作。

(2)掘进过程中,发现煤岩松软、片帮来压等异常现象时,必须停止作业,立即汇报调度室,情况危急时,必须将迎头内所有施工人员撤离,严禁冒险作业。

(3)在施工过程中应密切关注巷道淋水情况,如遇以下突水预兆时,必须停止作业,及时采取措施,汇报调度室,发出警报,撤离受水灾威胁区域所有人员。突水预兆有:煤壁挂汗、空气变冷、出现雾气、煤壁岩层内有水叫声,顶板来压、底板鼓起、淋水增大、出现异味等。

(4)在掘进至接近地表为河沟的区域时,施工单位要加强掘进前方构造探

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查工作,并加强观测煤层坡度变化情况,发异常情况及时汇报调度室。

(5)巷道施工过程中如出水量大于10m3/h,需停止掘进,另行研究安全技术措施。

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5 水害事故抢救措施及避灾路线 5.1 排水路线

掘进工作面→专用临时水仓→大巷排水管路→中央主、副水仓→地面。

5.2 掘进工作面水害预防

1)当掘进工作面顶板出现大面积淋头水和顶板来压,必须停止作业,及时逐级汇报,并由地测和矿建人员现场观察,测定涌水量并取样进行水质分析化验工作,同时在确认顶板水压力的情况下,制定相应的顶板支护措施和排水措施,由公司决定恢复正常掘进。

2)当巷道顶板施工锚杆和锚索时,施工过程中孔内出水,首次出水如果出水量通过观察较小时执行常规的防范措施,同时必须汇报矿调度室;当发现出水水压和水量较大时,停止工作撤出人员,同时立即就近汇报矿调度室,矿调度室马上通知有关人员去现场,由地质人员及时测量水量大小,根据现场出水情况和水量大小制定相应的施工方案和防治水措施。

3)当掘进工作面帮侧和巷道底板发现突然内鼓和底鼓产生裂隙渗水,出现水雾,水色发浑、压力增大的情况下必须立即停止作业,汇报调度,采取措施,同时启动相应的防治水工作预案。

5.3 水害处理及避灾路线

当事故发生后,所有人员要根据事故地区的水害破坏程度和影响范围,合理地选择捷便之路作为安全出口,以尽快脱离险区升井。

临时措施:

(1)撤出受威胁的所有人员

(2)按规程切断工作面及回风一切电源 (3)组织救灾人员开启排水设施 (4)救护队下井抢救

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(5)适当调节工作风量 避灾路线

当发生突水危险时,遇险人员分别沿以下路线撤离:

辅运顺槽:掘进工作面→F6206辅运顺槽→9#风门→6煤辅运大巷→副斜井→地面。

运输顺槽:掘进工作面→F6206运输顺槽→9#风门→6煤辅运大巷→副斜井→地面。

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6 结论

本报告在对矿井及F6206工作面水文地质条件、充水因素综合分析的基础上,对F6206工作面掘进期间受水害威胁程度进行了评价,报告取得的主要结论如下:

(1)F6206工作面掘进过程中直接充水水源为煤层顶板砂岩裂隙含水层,因F6206工作面煤层平均厚度达19.68m,巷道高度仅3.8m,沿煤层底板布设,巷道掘进对围岩破坏有限,6#煤顶板各含水层水在掘进阶段对矿井安全生产威胁小。根据以往工作面掘进涌水情况,预计巷道掘进通过地面沟谷区及断层时会出现淋水,预测工作面在掘进时正常涌水量为小于10m3/h。

(2)F6206工作面煤层底板带奥灰水压0~0.44MPa,隔水层厚度51m左右,其中有厚度稳定的9#煤层及泥岩层,在底板完成块段巷道掘进不受奥水的威胁,但在存在断层、裂隙、导水陷落柱等垂向导水通道的区域时,存在奥灰突水可能。由于工作面内构造发育情况不清,带压区内隐伏导水断层或陷落柱为巷道掘进的主要威胁。

(3)对导水构造的超前探查与治理为巷道掘进期间的防治水主要任务,主要方法为物探及钻探超前探。具体方法为巷道掘进进入带压区后,首先采用物探超前探测掘进头前方的低阻异常区,后根据物探成果采用钻探进行进一步探查,在物探非异常区设计2个底板超前探查钻孔,在异常区进行加密探查,对于探查出的构造及富水异常区采用可控疏放及注浆封堵进行防治。探放水及巷道掘进期间需配备足够的临排水能力,同时还应加强日常防治水监测。F6206工作面在采取以上防治水措施后方可保证其巷道掘进的安全。

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/jhsw.html

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