带压开采安全评价

行业资料：________ 带压开采安全评价

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日期：______年_____月_____日

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带压开采安全评价

一、概况

方庄二矿井田范围内现主要在三个采区进行采掘活动，分别为：20采区、23采区和25采区。根据已有资料，L8灰岩岩溶裂隙水位标高为+53.18～-285m，按煤层底板标高与L8灰岩水位标高位于同一水平（既煤层承压为0MPa）和煤层底板隔水层能否承受L8灰岩水压值为界限，来划分非突水危险区、突水威胁区和突水危险区。本文以现有地质资料为基础，针对二1煤层底板含水层、隔水层的分析研究，对矿井带压开采的安全性作出评价。

二、水文地质

1、含水层

依据空间分布特征、岩性及地下水类型，自下而上分为：奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层、太原组下段L2灰岩岩溶裂隙含水层（组）、太原组上段L8灰岩岩溶裂隙含水层（组）、二1煤层顶板碎屑岩孔隙裂隙含水层（组）、下石盒子组碎屑岩孔隙裂隙含水层（组）及新近系+第四系砂卵砾石含水层（组）。

①奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层

位于煤系地层基部，主要由奥陶系中统马家沟组角砾状灰岩、厚层状灰岩和白云质灰岩组成，厚度在400m左右。从赋存特征、构造条件及矿井涌、突水情况分析，该含水层岩溶裂隙发育，有良好的富水性，尤其上部，本矿与一矿井田内，共有6个钻孔揭露该层段，揭露厚度

39.39-70.07m。

②太原组下段L2灰岩岩溶裂隙含水层（组）

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L2灰岩层位稳定，厚度较大，单层厚4.00～16.45m，平均9.00m，岩溶裂隙较发育。据方庄二矿27-1孔太原组灰岩抽水试验，渗透系数10.56～39.97m/d，原始静止水位标高为+98.67m，属岩溶裂隙强富水含水层。尤其在构造发育地段，受奥陶系灰岩水的垂向补给，致使该含水层富水性增强。

③太原组上段L8灰岩含水层（组）

L8灰岩厚2.20～19.60m，平均6.47m。钻探遇L8灰岩时，冲洗液有消耗现象，从矿井涌、突水量分析，该含水层为岩溶裂隙中等至强富水性。

④二1煤层顶板碎屑岩类孔隙裂隙含水层

含水层主要为煤层顶板大占砂岩与香炭砂岩，厚度分别为0.75～16.4m和0.15～14.44m，平均分别为6.88m和3.65m，孔隙裂隙不发育，弱富水性。本层为二1煤层顶板直接充水含水层，以滴、淋形式向矿井充水，一般情况下对正常开采影响较小。

⑤下石盒子组碎屑岩孔隙裂隙含水层

自砂锅窑砂岩底面至田家沟砂岩底，主要为碎屑岩及泥质类岩石互层，厚255.24～271.05m，平均265.57m。含水层有数层砂岩组成，含孔隙裂隙承压水，含水层补给条件差，加之同泥质岩类相间分布，同二1煤层平均距离大于71m，一般对煤层开采影响较小。

⑥上石盒子组碎屑岩孔隙裂隙含水层

方庄二矿内地层发育不全，仅保留下段地层，最大揭露厚度57.36m，主要为砂岩、砂质泥岩和泥岩。含水层主要由底部田家沟砂岩组成，厚度4.84～18.77m，平均16.83m，细～粗粒结构，为孔隙裂隙弱富水含水层，距离二1煤层较远，对煤层的正常开采没有影响。

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⑦第四系+新近系砂卵砾石含水层组

主要为粘土或粘土夹砾石层，厚28.33～484.60m，平均215.30m。含水层由1～17层砂砾石和卵砾石层组成，构成多层次复结构含水层组。由于埋藏浅，可直接接受大气降水与地表水补给。静止水位标高

+90.48～+96.12m。矿化度0.307～0.309g/L，水质类型

HCO-3?SO2-4-Ca?Mg。

2、隔水层

①本溪组铝土质泥岩隔水层

由铝土质泥岩、簿层砂岩、砂质泥岩和铁质砂岩组成。区内有6个钻孔穿过该层位，厚1.80～24.45m，平均9.28m，岩性致密，是奥陶系灰岩含水层与太原组下段灰岩含水层之间的主要隔水层。在厚度大、地层完整的情况下，具有良好的隔水性能。在厚度变薄或被构造破坏，将失去隔水作用，使上下含水层之间发生水力联系。

②太原组中部砂泥岩段隔水层

由泥岩、砂质泥岩和砂岩及薄层灰岩组成，厚29.71m。在正常地段，是阻隔太原组上、下段灰岩含水层之间水力联系的良好隔水层。若受构造破坏，在断裂带附近将失去隔水作用，使太原组上、下段灰岩岩溶裂隙承压水发生水力联系。

③二1煤层底板隔水层

二1煤层底至L8灰岩顶，由L9灰岩、泥岩、砂质泥岩和砂岩组成，厚14.95～47.74m，平均23.97m。矿区东北部较薄，西南部较厚，是阻隔煤层底板太原组L8灰岩承压水充入矿井的主要隔水层。

④二1煤层顶板隔水层

二1煤层顶板至大占砂岩底之间的新近系底，由砂岩、砂质泥岩及

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泥岩等组成。其中，砂质泥岩及泥岩为主要隔水层位，泥岩与砂岩互层，不仅阻隔了砂岩孔隙裂隙含水层间的水力联系，而且还是二1煤层顶板与新近系含水层之间的良好隔水层。

三、二1煤层底板突水区域划分

根据矿井生产地质报告，矿井井田范围内L8灰水位标高为

+53.18～-285.0m。井田内上部煤层底板标高+50m以上部分煤层标高位于L8灰水水位之上，为非突水危险区，二1煤层大部分处于L8灰水水位之下。

为评价其带压开采的安全性，计算井田开采二1煤层时底板L8灰岩岩溶水突水系数，划分突水威胁区与突水危险区。不考虑断层构造保护煤柱，根据《煤矿防治水规定》中单的规定，确定计算公式：式中Ts-突水系数（MPa/m），根据《煤矿防治水规定》规定，隔水层完整无断裂的地段按不大于0.10计算。

P-煤层底板隔水层承受的水压（MPa），目前方庄二矿深部L8灰岩岩溶裂隙水的水位标高+53.18～-285.0m，二1煤层底板隔水层承压为0～5.84MPa。

M-二1煤层底板至L8的距离（m），厚度14.95～47.74mm，其中已采地区隔水层要减去受回采影响破坏深度约15m左右。

经计算，煤层底板标高+50～-350m范围内的大部分区域带压开采，但煤层底板隔水层能够承受的水头值大于实际水头值，因此将其划分为突水威胁区；煤层底板标高-350m以下范围内大部分及11采区标高

-150m以下部分煤层底板隔水层能够承受的水头值小于实际水头值，因此将其划分为突水危险区（见水文地质突水区域划分图）。

三、结论及建议

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