兴峪矿井带压开采设计

登封市兴峪煤业有限公司

带压开采矿井防治水论证报告

登封市兴峪煤业有限公司

二〇一四年二月十二日

第一章矿井水文地质 (1)

1.1 水文地质情况........................................ 错误!未定义书签。

1.2 水患类型及威胁程度 (5)

第二章矿井防治水措施 (6)

2.1 矿井开拓开采所采取的安全保证措施 (6)

2.2 防治水煤（岩）柱的留设 (7)

2.3 区域、局部探防水措施及设备 (8)

2.4 地下水动态观测系统 (15)

2.5 构造导水主要防范措施 (17)

2.6 井下排水 (18)

2.7 地表水防治 (18)

2.8 防治水规划及机构 (19)

第一章矿井水文地质

1、地表水体

流经本区的地表水体多为季节性雨源型溪流，较大的为井田西侧约0.5～1.5Km处之马峪沟，仅在雨季有短暂水流，旱季则变小或干涸断流，局部地段对地下水补给作用较强。

2、含（隔）水层

（1）主要含水层（组）

①新近系孔隙含水层

该含水层以角度不整合覆盖于各时代基岩地层之上，主要由洪、坡积物组成，厚度0～26.01m，一般厚7.00m，厚度变化主要受地形、地貌及现代流水堆积作用控制。其间的砂砾石层为主要含水层，其一般厚度为1～3m，呈松散或半胶结状，含孔隙潜水，导/富水性较好，在地表可见由泉水出露，泉水流量0.20～4.167l/s。民井抽水试验，单位涌水量0.139～31.94L/s•m，水化类型为HCO3－Ca型或HCO3－Ca Mg型，矿化度小于0.5g/l。该含水层厚度稳定性差，富水性极不均一，其水源主要接受大气降水为主，其水位、水量动态不稳，具明显的季节性变化特征。

②二1煤层顶板砂岩裂隙含水层

一般系指煤层之上60m范围内所含砂岩裂隙含水层，岩性为细～粗粒砂岩，一般发育2~5层，累计厚度20m左右，以大占砂岩和香炭砂岩为主，岩石完整致密，裂隙较发育，但多被方解石脉所充填。在勘探阶段，仅2591孔在该层段漏水，漏水量 4.80m3/h。据钻孔抽水试验，单位涌水量为0.00043～0.0162l/s m 。在该层位出露之泉水，其流量雨季增大，旱季则干涸断流，动态极不稳定。该含水层为二1煤层顶板直接充水含水层。

③二1煤层底板灰岩岩溶裂隙含水层

主要由太原组上段灰岩组成，其中L7和L8灰岩较发育，层位稳定，厚度0.64～15m，厚度一般在9.00m左右。在勘探阶段，有4孔在该层段漏水，漏水量最大者大于15m3/h。据以往钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0000732～0.148l/s m，渗透系数为0.000431～1.64m/d，水化学类型为HCO3－K+Na型或HCO3－Mg Ca型，矿化度为0.64g/l，PH值为7.40。矿井涌水量为80m3/h，最大为160m3/h表明该灰岩砂水层出露及补给条件差，含富水性弱，但在断裂构造作用下，使其与下部强含水层产生水力联系时，富水性则会相应增强。该含水层为二1煤层底板直接充水含水层。

（2）主要隔水层组

①二叠系石盒子组碎屑岩段隔水层该段层厚度在0～400m之间，一般为50～300m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩等碎屑岩组成，以泥岩、砂质泥岩为主，间夹数层中厚层状中粗粒砂岩含水层，但由于其夹持于厚层泥质碎屑岩之间，且距开采煤层较远，又因含水层砂岩胶结致密坚硬，在该段中可起到骨架作用，相对增强了泥质岩层的力学强度。该层段厚度大，补给条件不佳，裂隙不发育，透水性差，能对上部新近系砂砾石潜水含水层和下部二1煤层顶板砂岩承压含水层之间的水力联系起到良好的阻隔作用。

②二1煤层底板碎屑岩段隔水层

二1煤层底板至太原组L8灰岩顶界之间的砂泥岩段，厚度5～23m，一般18m左右，岩性以砂质泥岩，粉细粒砂岩为主，分布连续，层位稳定，裂隙不发育，透水性差，隔水性能一般，正常情况下，可阻隔下部太原组上段灰岩岩溶裂隙水充入矿井。

井田水文地质柱状图

③本溪组铝质泥岩隔水层

为浅灰、灰色铝质岩为及铝质泥岩，局部夹泥岩。下部呈紫红色鸡窝

状褐铁矿；中部具豆状、鲕状结构，并含较多黄铁矿晶体，上部呈致密块状，具波状层理。为泻湖～海湾相沉积，层位稳定。厚度为2.00～37.18m，平均29.49m，是良好的隔水层，正常情况下可阻隔下伏寒武系凤山组与石炭系薄层灰岩发生水力联系。

3、寒武水突水危险性论证

二1煤层最低底板标高为-190m，低于寒武水水位标高+60m，属岩溶水带压开采煤层，为了评价其带压开采的可能性，计算了开采二1煤层时的岩溶水突水系数。

计算公式选用国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局发布的《煤矿防治水规定》中确定的计算公式：

T=P/m

式中：T—突水系数(MPa/m)二 1

P—水头压力(MPa)

m—隔水层厚度(m)

二1煤层以下的隔水层厚度用L8灰岩和本溪组平均厚度47.17m，岩溶水水头差为170m计，对二1煤层底板压力为2.5Mpa。

经计算二1煤层最低点的突水系数为0.053MPa/m，小于岩层完整块段突水系数临界值0.10MPa/m，无底板突水危险性，但矿井在日常采掘作业过程中，要制定相应带压开采措施，以防在开采区域出现构造带来底板突

水威胁。

4、矿井涌水量

矿井目前开采二叠系山西组二1煤层，煤层顶板涌水主要来自顶板砂岩裂隙空隙承压水，煤层底板涌水主要来自太原组L7和L8灰承压水，批准开采二1煤层，井田面积1.6618km2,矿井生产能力33万t/a。矿井正常

涌水量为75m 3/h ，最大涌水量150m 3/h 。

登封市兴峪煤业有限公司开采能力为 33万t/a ，正常涌水量为1800m 3/d 。吨煤含水系数为1.64 （每年300天）。

1、矿井涌水量预算

针对矿井实际开采情况，采用富水系数法对矿井涌水量进行预算。 Q 正=P ×T

Q 正为矿井正常涌水量，m ³/h 。62.110T 26.52/33024

t h ⨯==⨯ P 为矿区地层富水系数，m ³/t 。 T 为矿井单位产量。

根据本矿实际水文条件，在开采二1煤层时该矿井地层富水系数为

P=2.83m ³/h ，本矿设计生产能力为0.33Mt/a ，则T=3.3× 106/330×24=41.67t/h 。

5、矿井涌水量预算结果

富水系数法，预算矿井二1煤层正常涌水量Q 如下：

Q 正=P ×T=2.83×41.67=118m 3/h

根据本区实际情况，最大涌水量一般为正常涌水量的 1.5～2倍，本次预算取2倍，故预算矿井最大涌水量Q 最大=2Q 正=2×118=236m 3/h 。

6、 水患类型及威胁程度

结合本井田多年来生产实际，针对矿井水文地质条件并通过分析，矿井充水的主要威胁仍是煤层底板灰岩岩溶裂隙承压水。二1煤层与底板直接充水含水层石炭系太原组L 7~L 8灰岩之间的隔水层平均厚10m 左右，在采动裂隙影响范围以内，在开采过程中，预测矿井偶而会有突水发生，但不威胁矿井安全。