防隔水煤柱设计

峁底煤矿防隔水煤柱设计

一、矿井概况

山西兴县华润联盛茆底煤业有限公司井田位于兴县县城东南5km处，行政区划隶属于奥家湾乡。地理坐标为北纬38°25′54″—38°27′39″，东经111°09′47″—111°11′23″。

本区属于中低山区，区内地形复杂，侵蚀冲刷剧烈，形成近南北向的山梁及沟谷。井田总体地势南部高北部低，最高处位于井田中部，海拔1234.90m，最低处位于井田北部，海拔1028.00m，最大相对高差206.90m。

本矿设计生产能力90万吨，服务年限26年。

二．水文地质条件

（一）水系、河流

井田属于黄河流域蔚汾河水系，该河流发源于岚县大蛇头乡和尚沟村，全长81.8km，从恶虎滩乡下会村入兴县，由高家村镇张家湾村注入黄河，年径流量为0.621亿m3。井田内无河流等地表水体，各沟谷平时干涸无水，为雨季泄洪通道。

（二）气象

井田位于晋西北黄土高原，属温带大陆性气候，四季分明，昼夜温差大。春季多风，夏季雨量集中，秋季凉爽，冬季寒冷少雪。年平均气温6.8—10.6℃。1月份最低平均气温-7.8—11.2℃。极端最低—29.3℃；7月份最高平均气温22.3—25℃，极端最高38.4℃。太阳辐射量平均为559080J/cm2，全年日照时数为2629.2h，无霜期在150—190d之间。根据兴县气象局资料，该区近10年降水量231.4—

688.9mm，年平均为475.16mm，60%以上集中在7、8、9月；年平均蒸发量为2090.8mm，为降水量的4倍。年平均风速2.4m/s，最大风速20m/s。

（三）地表迳流

蔚汾河从井田北部边界由东向西流过，该河流发源于岚县大蛇头乡和尚沟村，全长81.8km，从恶虎滩乡下会村入兴县，由高家村镇张家湾村注入黄河，水位标高1028m，年径流量为0.621亿m3。

（四）井田含水层

1.奥陶系碳酸盐岩溶裂隙含水层组

井田内无出露，西北方向距井田8km的关家崖煤矿K5供水井资料：孔深280.21m，静水位标高863.86m（1990年），单井出水量530.75m3/d，水质类型为HCO3·SO4—Ca，Mg型，奥陶系岩溶水水质类型一般为HCO3-Ca，Mg型。据此推测井田内奥灰水静止水位标高866-867m，含水层时代为奥陶系中统上、下马家沟组，单井出水量＞2000m3/d，水质类型为HCO3·S04-Ca·Mg型及HCO3-Ca·Mg型。

2.石炭系太原组砂岩裂隙含水层组

含水层主要为S2粗砂岩及L3灰岩。S2粗砂岩厚度31.55m，L3灰岩厚度为4.56m，该含水层接受补给差，富水性弱，根据斜沟ZK923孔抽水试验结果：单位涌水量0.004L/s.m，渗透系数0.0124m/d，水位标高据车家庄煤矿ZK21921孔观测结果为999.46m，水质类型为HCO3·S04-Ca·Mg型，矿化度0.77g/L。

3.二叠系下统下石盒子组与山西组砂岩裂隙含水层

含水层主要为中、粗粒砂岩，含水层裂隙发育较差，富水性较弱，据斜沟煤矿ZK924水文孔抽水试验结果：单位涌水量（平均）

0.024L/s.m，渗透系数0.0241m/d。水位标高据车家庄煤矿ZK21921孔观测结果为1001.37m，水质类型为S04-Na·HCO3-Na·Ca·Mg型及HCO3·S04-Na·Ca·Mg型，矿化度为0.57-1.29g/L。

4.第四系、上第三系孔隙含水层组

上第三系上新统厚度不稳定，富水性弱，单井出水量一般＜5m3/d，水质类型为HCO3—Na型。

第四系上更新统分布于全井田，主要接受大气降水的补给，储水条件差，富水性极弱。

（五）井田隔水层

井田隔水层主要为中石炭统本溪组泥质岩隔水层组，岩性由泥岩、铝土岩组成，厚度达8m以上，为井田及区域含煤地层和奥灰水之间的主要隔水层。

另外，相间于各灰岩、砂岩之间厚度不等的泥岩、砂质泥岩是含煤系地层含水层之间的隔水层。

（六）周边煤矿小窑及水患分析

井田北部与山西华润联盛车家庄煤业有限公司相邻，西、东、南面无煤矿。井田周边无小窑开采，我矿不受周边煤矿及小窑的水患影响。

山西兴县华润联盛峁底煤业有限公司是由原山西兴杭隆煤业有限公司、原山西峁底煤业有限公司、原山西兴县王家崖煤业有限公司整合而成，我矿井田内一共有八处采空区积，会水对矿的采掘造成造成一定的影响，现我矿的主要采掘活动在一采区和将要开拓的二采区，故只有原峁底煤矿和乔家沟煤矿的采空区积水对我矿的采掘有一

定的影响。

三、矿井充水因素分析及水害防治措施

（一）地表水对矿井充水影响

井田内井口所在位置的最高洪水位线均远低于各井口标高，因此井田内井口一般不会到受洪水灌井的威胁。

根据导水裂隙带高度计算公式：

1、10

Hli

30+

=M

∑

式中：∑M-累计采厚

13号煤层导水裂隙带高度为113.14-115.81m。

2、Hli=100∑M/(1.2∑M+2.0)±8.9

13号煤层导水裂隙带高度为：73.04-73.49m。

上述计算结果可知，井田东部煤层开采后导水裂隙带高度达到了地表。因此，雨季井田东部地表水将会沿裂隙渗入井下工作面，增大矿井涌水量，严重者可能导致淹井事故的发生。所以必须加强地表踏勘工作，发现地表裂隙或塌陷，及时填埋，防治水害发生。同时要对井口和工业广场等进行排水，清理渠道淤泥和其它堆积物，保证排水畅通，防患于未然。

（二）构造对煤层矿井充水影响

受区域构造的控制，井田为一单斜构造，未发现断层及陷落柱等构造。井田内没有断裂破坏带对矿井充水的影响。

（三）采空区积水对矿井充水性影响

该矿井充水的主要因素为其顶板以上砂岩裂隙含水层及第四系潜水层水沿顶板裂隙及塌陷裂隙向巷道的渗透。井田内有多处采空