煤矿矿井采区划分调整方案的设计
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煤矿矿井采区划分调整方案设计
前言................................................................................................................................................... - 2 -第一章井田概况及地质特征.......................................................................................................... - 5 -第一节井田概况.. (5)
第二节地质特征 (8)
第三节矿井开拓 (23)
第二章矿井采区重新划分........................................................................................................ - 29 -第一节矿井采区划分原则. (29)
第二节矿井采区划分方案 (29)
第三节矿井采区接续 (36)
第三章矿井开采....................................................................................................................... - 39 -第一节巷道布置.. (39)
第二节采煤方法及工艺 (40)
第三节巷道掘进 (41)
第四章矿井通风与安全............................................................................................................ - 43 -第一节通风.. (43)
第二节瓦斯灾害防治 (48)
第三节火灾防治 (55)
第四节粉尘防治 (58)
第五节水害防治 (62)
第六节热害防治 (70)
第七节冲击地压灾害防治 (75)
第八节安全避险“六大系统” (91)
前言
某煤电开发有限公司于2004年12月16日首次取得由国土资源部颁发的**煤矿采矿许可证,证号:1000000410074。
2009年9月28日成功实现联合试运转,2010年3月25日,“五证一照”全部办理齐全,矿井正式投产。
2011年7月25日进行换证,将矿区范围拐点坐标由1954北京坐标系统调整为1980西安坐标系统,其它内容未变,证号:C1000002011071110116460,面积69.3293km2,有效期限自2004年12月16日至2034年12月16日。
矿区平面边界由24个拐点坐标圈定,开采标高为:-600m~-1200m。
本矿井由南京设计研究院设计,矿井设置主井(φ5.0m)、副井(φ6.5m)、风井(φ5.5m)三个井筒。
矿井设一个水平,上、下山开采,水平标高-808m,-670m 设辅助水平。
根据通风和运输需要,初期设-808m水平集中轨道石门、-808m水平集中胶带输送机石门及-808m水平集中回风石门,后期增加一条-808m进风石门,四条大巷平行布置。
轨道石门及进风石门进风,胶带输送机石门及回风石门回风。
在-670m辅助水平设三条平行石门,分别为-670m辅助水平集中轨道石门、-670m辅助水平集中胶带输送机石门及-670m辅助水平集中回风石门。
井底车场形式采用卧式环形车场,并设有主井装载系统、主井井底清理撒煤系统、副井井底系统、排水系统、供电系统及其他硐室。
采煤方法采用走向长壁式采煤法,后退式回采,全部垮落法管理顶板。
回采
工艺采用综采(综放)开采工艺。
一、矿井采区划分调整原则
1.根据《**煤矿矿井初步设计》对采区进行调整,各生产系统没有发生变化。
2.根据矿井三维地震勘探资料和补充勘探资料,依大型地质构造为自然边界重新
调整采区边界。
3.根据矿井目前安全生产情况、矿井生产实际揭露地质构造情况及现有生产系
统,调整采区边界。
4.尽可能减小采区划分的资源损失,最大程度开采煤炭资源。
二、矿井采区划分调整依据
1.《**煤矿矿井初步设计》及相关图纸资料
2.《**煤矿一采区补充设计》及相关图纸资料
3.《**煤矿建井地质报告》及相关批复文件
4.《**煤矿一采区补充勘探地质报告》和《**煤矿四、五采区补充勘探地质报告》
5.《**煤矿三维地震勘探报告》及相关图纸资料
6.《**煤矿储量核实报告》(2010版)
7.《**煤矿3煤层冲击地压鉴定报告》
8**煤矿采矿许可证及其它批复文件
三、采区划分调整方案
基于上述采区划分调整原则和依据,共提出四个方案,经过方案对比分析,采区划分调整方案确定采用第四方案。
1、将原一采区大巷保护煤柱线为边界划分为一采区和二采区,新划一采区位于
矿井大巷北部,东至井田边界和五采区边界线、西至煤层露头、北至3煤合并分叉线、南至回风大巷保护煤柱线;新划二采区位于井田大巷南部,东至井田边界和四采区边界线、西至煤层露头、北至轨道大巷保护煤柱线、南至1301、1303、1305工作面切眼。
原一采区南部部分块段和原二采区划分为六采区(新增加采区),三采区南至3煤层合并分叉线、北至井田边界、东至五采区、西至煤层露头,四、五、七、九采区不变。
2、将原一采区1311和1312工作面为边界划分为一采区和二采区,东部为一采区,西部为二采区。
新划一采区位于井田东部,东至井田边界和四、五采区边界线、西至1311和1312工作面、北至3煤合并分叉线、南至1301、130
3、1305工作面切眼;新划二采区位于井田西部,东至1311和1312工作面、西至煤层露头、北至3煤合并分叉线、南至1301、1303、1305工作面切眼。
原一采区南部部分块段和原二采区划分为六采区(新增加采区),三采区南至3煤层合并分叉线、北至井田边界、东至五采区边界线、西至煤层露头,四、五、七、九采区不变。
3、将原一采区大巷保护煤柱线为边界划分为一采区和二采区,新划一采区位于井田大巷北部,东至井田边界和五采区边界线、西至煤层露头、北至3煤合并分叉线、南至回风大巷保护煤柱线;新划二采区位于井田大巷南部,东至井田边界和四采区边界线、西至煤层露头、北至轨道大巷保护煤柱线、南至井田边界和原二采区边界线。
三采区南至3煤层合并分叉线、北至井田边界、东至五采区、西至煤层露头,原二区改为六采区,四、五、七、九采区不变。
4、将原一采区大巷保护煤柱线和F7断层为边界划分为一采区和二采区。
新划一采区包括原一采区北翼和F7断层以东部分,东至井田边界和四、五采区边界线、西至
煤层露头和F7断层、北至3煤合并分叉线和轨道大巷保护煤柱线、南至回风大巷保护煤柱线以及井田边界和原二采区边界线;新划二采区位于井田大巷南部,东至F7断层、西至煤层露头、北至轨道大巷保护煤柱线、南至井田边界和原二采区边界线。
三采区南至3煤层合并分叉线、北至井田边界、东至五采区、西至煤层露头,原二区改为六采区,四、五、七、九采区不变。
**煤矿矿井初步设计共设7个采区,分别为一、二、三、四、五、七、九采区,采区划分调整后采区数目由原来的7个采区划分为8个采区(增加一个六采区),为此,特编制《**煤矿矿井采区划分调整方案设计》。
第一章井田概况及地质特征
第一节井田概况
一、交通位置
郭屯井田位于某县城南约10km,行政区划属某县管辖。
其范围东起田桥断层及田桥支断层,西至煤系地层底界露头,南起3925000纬线以北,北至25勘探线以北,南北长约14km,东西宽约13km。
极值地理坐标:东经115°50′00″~116°00′00″,北纬35°27′00″~35°34′30″。
本区西南距某市约48km,东距济宁市约61km。
西北8~10km处有京九铁路和220国道,南约3km处有日东高速公路通过,向南约20km 为兖(州)~新(乡)铁路的垅堌集车站,南20km处有济(南)~菏(泽)高速公路、西约40km处为德(州)~商(丘)高速公路,形成了高速公路、铁路、国道和省道四通八达的交通网络,矿区运煤专线铁路与京九线相连。
本区交通十分便利(见图1-1-1)。
二、地形地貌及水系
本区地处黄河冲积平原,地势平坦,略呈西高东低之势,地面标高+41.60~+45.38m。
自然地形坡度0.2‰。
区内沟渠多为人工开掘,纵横交错并构成水利网,用以引黄灌溉和防旱排涝,主要水系有宋金河、向阳河、鄄郓河、友谊河等。
三、气象及地震烈度
(1)气象
本区属温带半湿润季风区海洋~大陆性气候,具有四季分明,春旱多风,夏热多雨,晚秋又旱,冬长干冷多北风的特点。
根据某县多年气象资料统计,本区年平均气温为14.8℃。
全年以1月份气温最低,平均为-1.8℃,7月份最高,平均26.6℃。
多年平均降水量677.3mm(1959-2009年),年最大降水量1219.5mm(1964年),年最小降水量360.9mm(2002年)。
日最大降水量223.00mm(1975年9月19日),年内降水分布极不均匀,主要集中在7、8两个月。
年最大蒸发量1318.3mm(1966年),年最小蒸发量226.4mm(1964年)。
主导风向为北风,次主导风向为南风,平均风速3.3m/s。
平均日照时数为2479.7小时,平均相对湿度70%,最大冻土深度0.35m。
(2)地震及其它地质灾害
本区地质构造比较复杂,属地震多发区,据记载历史上直接发生地震10次,其中造成重大灾害的2次;周围地区发生地震波及某县的21次,其中造成灾害的3次。
据《中国地震动参数区划图》(GB 18306—2001),本区所属地震动峰值加速度为0.10g,地震烈度为7度。
本区属黄河冲积地形,无发生滑坡、泥石流等自然地质灾害的可能。
图1-1-1 交通位置图
四、矿区开发情况
郭屯井田位于某市某县。
某古称曹州,历史悠久,是中国牡丹之乡,也是全世界面积最大,品种最多的牡丹生产、科研、出口、观赏基地。
某县位于某市东北部,全县辖2个街道办事处、20个乡镇,925个行政村,总面积1643km2,耕地155万亩,人口105万人,劳动力充足。
某县煤炭地质储量丰富,是华东地区最后一块整装煤田——巨野煤田的主要组成部分,县辖区现有四个煤矿,从南到北分别为赵楼煤矿、**
煤矿、彭庄煤矿、某煤矿,其设计生产能力分别为300万吨、240万吨、110万吨、
300万吨,为工业生产提供了重要能源。
本区周边有国电某电厂、某热电厂等,电力供应充足。
周围有充足的钢材、石料、水泥等建筑材料。
根据矿区总体规划,巨野煤田划分为7对矿井,到目前为止,梁宝寺矿井、龙固矿井、赵楼矿井、彭庄矿井、郭屯矿井均已建成投产,某矿井正在建设。
五、迁村和土地征用
本矿井初期建设工业场地用地已办理相关用地手续,后期需建设风井场地,还需要占用农村土地并办理相关手续。
另外,本井田范围内村庄稠密,共有行政村50个,约20719户,矿井生产期间,井下开采煤炭会造成地面不同程度的塌陷,影响土地使用和地面建筑的安全使用。
根据矿井与当地政府的接触情况,地方政府非常支持本项目,为此在土地征用和村庄搬迁方面积极配合,目前,已有6个村庄列入搬迁计划,正在组织搬迁。
六、水源及电源
(1)水源
据调查资料和现有供水水井取样化验证实,第四系、上第三系水可作为供水水源,但水质条件较差。
区内河流多引自黄河水,经取样化验,可作为供水水源,但黄河水为地表水,易受污染,卫生指标严重超标,并受季节影响,所以不宜作为永久供水水源,本区外围奥灰隐伏区,面积大,岩溶裂隙发育,含水丰富,建议进行水源勘探开发,作为矿井供水水源。
某县水资源管理委员会于2001年12月11日出具了“关于郭屯矿井用水保证情况的证明”函,认为当地浅层地下水和深层地下水(奥灰水)可以满足矿井生产和生活用水需要。
(2)电源
本区现有某、济宁两座发电厂。
某电厂装机容量850MW,济宁电厂装机容量300MW,两电厂以220KV网络与山东电网相联。
矿井附近电源点有110KV某中心变电所、220KV巨野三里庙变电所和220KV水浒变电所。
根据矿井可行性研究报告批复
意见及某电业局、某供电公司关于郭屯矿井供电方案、供电线路出线口位置的批复意见,本矿井一回电源引自220KV水浒变电站,另一回电源由220KV三里庙变电站5915三郓线T接。
第二节地质特征
一、地层
本区地层区划属华北地层区鲁西地层分区,区内多被第四系覆盖,基岩出露甚少,煤系基底为寒武、奥陶系,石炭系中、上统和二叠纪含煤地层发育较好,煤炭资源较为丰富,地层发育情况详见表1-2-1。
二、构造
(一)大地构造位置
巨野煤田位于鲁西南断块拗陷的西北部,就东西向构造带而言,位于昆仑~秦岭纬向构造带的东延北支部分,并处于和新华夏系第二沉降带南端复合部位,属于华北陆块(I)、鲁西隆起(II)、鲁西南潜隆起区(III)、某~兖州潜断隆(IV)、某凸起(潜)(V)。
(二)区域构造范围及基本特征
1、区域范围:东起峄山断层,西至聊考断层,北起汶泗断层,南至单县、韩台断层。
2、区域构造基本特征
鲁西南地区的基本构造特征明显表现为断块型,无论褶曲、断层均与大地构造位置、区域构造单元的相互组合及变化有着明显的关系(见图1-2-1)。
(1)褶曲构造
本区发育有北东~北北东和东西向两组褶曲构造。
①北东~北北东向褶曲:主要有滋阳背斜、兖州、济宁向斜、滕县背斜、滕县向斜及巨野向斜等,多数是北东向的宽缓褶曲,特别是东部区域更为明显,其中济宁煤
田由于受南北向区域构造的影响,构造也以南北向断层为主,但含煤地层的褶曲轴向仍保持北东向的特点;而巨野向斜由于受东部刚性岩体挤压和北东向断层的切割等构造应力场的干扰,使不对称的巨野向斜偏转成北北东向,而且东翼残缺不全。
区域地层特征一览表表1-2-1
②东西向褶曲:主要受东西向构造控制所致,如汶上~宁阳向斜、单县~鱼台向斜等。
(2)断裂构造
因受昆仑~秦岭纬向构造带和燕山运动的影响,使东西向断层被南北向断层切割,形成鲁西南“棋盘格”状的构造格局,具有经济价值的煤层均赋存于早期的地堑内。
图1-2-1 区域构造示意图
①东西向正断层
由北向南依次有汶泗断层、某断层、某断层、凫山断层、单县断层等,它们均为落差大、延展长的区域性断层,且常伴有走向相同,倾向相反的共生断层出现,形成近东西向地堑、地垒构造。
②南北向正断层
自东而西有峄山断层、孙氏店断层、济宁断层、嘉祥断层、巨野断层、田桥断层及聊考断层。
与东西向断层相同,它们也是落差大、延展长的区域性断层。
在东部形成西倾正断层组,从而构成区内地层由东向西台阶式下降;在中、西部分布着走向相同但倾向相反的断层组,形成南北向的地堑、地垒构造。
按落差划分,落差≥100m的断层5条,落差≥50m~<100m的断层6条,落差≥30m~<50m的断层5条,落差<30m的断层19条。
(3)岩浆岩
井田内岩浆岩侵入对山西组及太原组的煤层均有不同程度的影响,岩浆岩的分布
为一采区的北部和南部边界,四采区的西部边界,五采区的中西部,根据有关资料分析,初步认为岩浆岩经早期形成的区域性大断裂上升,沿较松软的地层侵入到煤系地层,局部煤层厚度、结构遭到破坏,变质为无烟煤、天然焦等,甚至吞蚀殆尽。
(三)区域构造演化
晚古生代的海西构造运动,地壳以垂直升降为主,由北向南地壳逐渐抬升,海水逐渐向南撤出,从而沉积了一套海陆交互相~滨海平原相~内陆湖泊相含煤沉积,这些沉积物具有东西成带、南北分异的特征。
到三迭纪印支期由于南北向挤压,横穿昆仑~秦岭纬向构造带进一步发展,受其影响本区发育了轴向北东~东西向的宽缓褶曲及东西向的正断层组。
晚三迭世至早、中侏罗世地壳不断抬升,背斜的轴部遭剥蚀,至晚侏罗世在本区的向斜部位由东向西开始沉积了侏罗系上统蒙阴组地层。
早白垩世燕山运动第三幕由于受环太平洋构造带的影响,本区断裂活动剧烈,除早期已形成的东西向断层继续活动外,又发育了一组近南北向的区域性断层组,并伴有基性~酸性岩浆岩侵入。
喜山期构造运动,使早期已形成的近南北向断层继续活动,部分断层活动更为剧烈(如本区西部边界聊考断层),在断陷盆地中从西向东沉积了巨厚新生界地层。
总之,在整个鲁西南地区早期以北东、东西向褶曲为主,并伴有东西向正断层,晚期以近南北向断层为主,形成鲁西南地区“棋盘格”式构造形态。
三、煤层
1、含煤地层
本区为全隐蔽式煤田,主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组,平均总厚241.94m。
含煤25层,其中,山西组含煤3层(1、2、3(3上、3下);太原组含煤22层(4、5、6、7、8、9、10上、10中、10下、12上、12中、12下、14、15上、15中、15下、16上、16下、17、18上、18中、18下煤层)。
煤层平均总厚10.35m,含煤系数4.3%。
3(3下)、3上、15上、16上、17、18中煤层平均厚8.67m,占煤层总厚的84%,其中3(3下)煤层平均厚4.45m,占可采煤层厚度的51%,是首采及主采煤层。
井田内岩浆岩侵入对山西组及太原组的煤层均有不同程度的影响,一采区仅在北部和南部边界受岩浆岩影响,煤质变化复杂,出现煤、焦混及岩浆岩与煤、焦杂体。
2、可采煤层
井田内主要含煤地层为下二迭系山西组和上石炭统太原组,平均总厚237.75m。
含煤25层,其中山西组含煤3层;太原组含煤22层。
煤层平均总厚10.35m,含煤系数4.3%,可采及局部可采煤层有5层3(3上、3下)煤、15上煤、16上煤、17煤和18中煤。
平均厚8.67m,占煤层总厚的84%,其中3(3下)煤层平均厚4.73m,占可采煤层厚度的55%,是本矿井主要可采煤层。
各煤层主要特征见表1-2-2。
煤层主要特征表表1-2-2
(1)3煤层
位于山西组中下部,下距太原组三灰44.57~71.74m,平均59.21m。
该煤层为3、3下煤层合并后的厚煤层,主要分布于井田的西部、南部及北部,可采范围内煤厚上
5.51~8.18m,平均7.02m。
该煤层属较稳定煤层,结构较简单,含0~2层夹石。
(2)3上煤层
该煤层为3煤层分叉后的上分层,主要分布于井田中部。
下距3下煤层0.78~27.29m,平均13.27m。
煤层厚度0~3.85m,平均1.19m,可采范围内煤厚0.71~3.85m,平均1.59m。
该层煤部分受冲刷缺失,属较稳定~偏不稳定煤层。
煤层结构简单,含夹石0~2层。
可采范围内未受火成岩侵蚀。
(3)3下煤层
该煤层为3煤层分叉后的下分层,分布于井田中部。
下距三灰51.29~73.24m,平均57.49m。
煤层厚度0.73~5.31m,平均3.47m,属较稳定煤层。
井田东部受冲刷缺失,煤层结构较简单,含夹石0~4层。
井田内3(3下)煤层赋存面积89.8km2。
其中南部天然焦区面积24.0km2,北部天然焦区面积9.7km2,煤区面积56.1km2。
(4)太原组煤层
太原组煤层包括15上、16上、17、18中煤层。
其中17煤厚1.06~1.98m,平均1.52m,属较稳定煤层。
15上、16上、18中三层煤均为平均煤厚小于1m的不稳定煤层。
16上煤层下距奥灰顶界面间距26.18~44.21m,平均33.41m。
由于太原组煤层距奥灰太近,受其突水威协严重。
四、煤类、煤质与煤的用途
按中国煤炭分类国家标准(GB 5751-2009)划分,以浮煤挥发分产率(900℃Vdaf%)和粘结指数(G RI)为主要分类指标,胶质层厚度(Ymm)、奥亚膨胀度(b%)为辅助指标,其中将1979、1980年的850℃挥发分产率换算成900℃挥发分产率,计算的经验公式是:Vdaf(900℃)=Vdaf(850℃)+63/[100-Mad-Ad*(100-Mad)/100];利用经验公式换算出粘结指数,天然焦利用宏观鉴定、化学分析、显微煤岩鉴定、测井曲线解释等综合确定,本区煤类划分结果为山西组煤层主要有气煤、1/3焦煤、天然焦等三种;15上煤层以气肥煤为主;16上煤层为肥煤,南部为
天然焦区;17煤层为1/3焦煤、肥煤、气肥煤;18中煤层以气肥煤为主,次为肥煤。
太原组煤层为气肥煤、肥煤,中硫至中高硫煤,可用作炼焦配煤;天然焦因灰分较低,发热量较高,可供民用,如经加工处理可作为发电燃料用煤;各煤层大都符合液化用煤工业要求,从煤岩组分看,气煤、气肥煤多含有最易液化的树皮类稳定组分,可大大提高液化效果。
各可采煤层煤质特征见表1-2-3。
煤质特征一览表表1-2-3
区域范围东起峄山断层,西至聊考断裂,北起汶泗断层,南至凫山断层,东西长约160km,南北宽约80km,面积10000余km2。
区域内地表水系发育,赵王河、洙水河、万福河自西向东穿越本区流入南阳湖,京杭运河自北向南流经本区,光府河、泗河和白马河自东向西流入南阳湖。
本区多为黄河冲、洪积平原,仅在区域中部及东南有小面积低山丘陵。
京杭运河以东,沉积颗粒粗,地下迳流较强,具优质松散层孔隙水;运河以西,松散层颗粒细,迳流变弱,由东向西水质变差。
嘉祥、巨野、某等地地势低洼,潜水位浅,蒸发强烈,潜水浓缩盐化,局部形成盐碱地。
1、含水层
区域内煤系中的直接充水含水层有山西组3煤层顶、底板砂岩裂隙含水层、太原组三灰和十下灰岩溶裂隙含水层,部分矿井的侏罗系砂岩亦为直接充水含水层(如南屯矿等)。
3煤层顶、底板砂岩含水层厚度30~60m,一般约40m,区域内最大单位涌水量0.504L/s.m;三灰含水层厚度比较稳定,平均约5m,兖州、济宁煤田三灰最大单位涌水量0.480L/s.m,上述两含水层为开采上组煤的直接充水含水层。
十下灰含水层厚度平均约5m,济宁煤田最大单位涌水量为0.484L/s.m,是开采下组煤的顶板进水含水层。
其它含水层有第四系、新近系砂、砾层孔隙含水层,二叠系石盒子组砂岩裂隙含
水层和奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层。
除奥灰外,其它含水层均分布在煤系地层之上,远离可采煤层又大都与隔水岩层相间分布,一般情况下不会对矿井直接充水。
奥陶系灰岩为煤系基底含水层,在煤田范围内其含水性具明显垂直分带性,浅部岩溶发育,含水丰富,属强含水层,向深部岩溶发育程度降低,含水性逐渐减弱。
许厂、代庄、何岗、唐口、葛亭及梁宝寺等井田下组煤与奥灰间距较小,不足以抵抗奥灰水压力,奥灰水成为采下组煤的底板进水直接充水含水层。
奥灰隐伏区内岩溶普遍发育,区域上已有邹西、兖西、嘉祥三个水源地。
整个区域范围内,奥灰裸露补给区主要集中在凫山背斜丘陵区、滋阳山及嘉祥隆起区。
凫山丘陵区有约200km2寒武系灰岩裸露,北部有零星奥灰出露,形成岩溶水补给区,接受大气降水和地表水补给后顺岩层倾斜方向由南向北流向邹西水源地。
兖州西部的滋阳山一带亦有小面积奥灰出露,成为补给区。
此外,区域外曲阜境内有约
100km2的寒武系、奥陶系灰岩出露,在区外东北部形成补给区。
补给区地下水沿曲阜水源地流向兖西水源详勘区,再南下流向邹西水源地,与北流的岩溶水汇合,形成强迳流带,至南阳湖畔两城附近呈泉群出露,成为泄水区。
邹西水源地大部分地段为奥灰Ⅳ级(单位涌水量大于10L/s.m)富水区,水位变化较降雨迟后20天左右,与降水补给关系密切。
邹西水源已开发,供水量10万m3/d,供水区域地下水位呈逐年下降趋势;兖西水源详勘区奥灰富水性为Ⅲ级(单位涌水量为1~10L/s.m)补给条件比邹西水源地差,供水水量约3万m3/d。
嘉祥隆起区有约100km2的寒武、奥陶系灰岩出露,在区域中部形成岩溶水补给区,接受大气降水后,沿地势向周围缓慢迳流流向隐伏区。
其中奥陶系灰岩出露区主要分布在兖(州)新(乡)铁路两侧,出露区至葛亭井田一带为奥灰隐伏区。
2、隔水层
区域内隔水层主要为新生界地层中的粘土、砂质粘土层,侏罗系泥岩、粉砂岩,上石盒子组泥岩,下石盒子组杂色泥岩、粉砂岩,太原组泥岩、粉砂岩及本溪组铁铝质泥岩等,它们大都与含水层相间沉积,阻隔了含水层间的水力联系。
3、矿井充水因素分析
(1)3煤层充水因素
根据东部生产矿井的开采实践,3煤开采的主要充水途径为直接揭露含水层的井巷工程,受采动影响而造成的顶板冒裂导水带、底板破坏裂隙带,以及导水的断裂构造。
其主要正常充水方式为采动裂隙导水带。
根据东部矿区综采放顶煤开采经验及华东、华北部分矿井水体下开采的实践,综采放顶煤开采冒裂带高度一般为采煤厚度的11.3倍。
根据本井田现有钻探成果,除G—58号孔冒裂高度顶界距N底不足10m (9.8m)外,其余均大于10m。
上、下石盒子组砂岩漏水点都在冒裂带范围之外,因此只有山西组3煤层顶底板砂岩含水层为其直接充水含水层。
需要指出的是在井田中西部3煤层露头附近,煤层至N间距较小,直到为零,并且3煤层露头大部分位于N底部砂层分布区,因此在靠近煤层露头区上第三系底部砂层成为3煤层开采的直接充水含水层。
由于冒裂高度与采煤方法有关,若采用分层开采法可以降低冒裂高度从而提高开采上限。
从全井田考虑不将上第三系底不部砂层评价为3煤直接充水含水层。
建议在矿井生产过程中做好上第三系底部砂层的水位动态观测工作,并在露头区补做一定地质工作后再根据资料结果逐步提高开采上限,解放煤炭储量。
三灰上距3煤层44.57~71.74m,平均59.21m;上距3上煤层58.71~89.30m,平均74.80m,上距3下煤层51.29~73.24m,平均57.49m,按照-808m开采水平计算,三灰第一水平水压达80kg以上,因此三灰水成为3煤层开采时的直接充水含水层。
(2)16煤层充水因素
十下灰岩是16煤层直接顶板,是其直接充水含水层。
16煤层下距奥灰26.18~44.21m,结合16煤层至奥灰间的岩性组合及强度值,计算奥灰水井田内突水系数为0.22~0.44MPa/m,均大于0.15MPa/m,因此奥灰水对16上、17、18中煤层开采有严重底鼓突水威胁,影响煤层正常开采,在目前技术条件下建议将16上、17、18中煤层列为暂不能利用储量。
4、矿井水文地质类型。