带压开采安全技术措施

带压开采安全技术措施

一、矿井基本情况

山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司位于柳林县城东南7km处，行政区划属庄上镇和陈家湾乡，井田内由北向南有陈家焉村、高狮坡村、付家焉村、长焉村、张家社村、梨树凹村和郭家山自然村。其地理坐标为：

东经：110°56′19″—110°58′52″；

北纬：37°21′46″—37°24′01″。

井田南北长4.145km，东西宽3.752km，井田面积8.441km2，批准开采4—10号煤层，设计生产能力90万t/a。

二、地质概况

（一）含煤地层

含煤地层主要有石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。

1、石炭系上统太原组

太原组为井田主要含煤地层之一，为海陆相含煤沉积建造，根据本组岩性特征可分为三段：

（1）下段

本段从k1砂岩底至10号煤底。地层厚34.26～37.80m，平均35.29m。岩性主要为细碎屑岩，即灰～灰黑色泥岩、粘土岩、灰白色砂岩。泥岩中富含植物化石。

（2）中段

本段从10号煤层底至l3灰岩底，厚度15.22～25.15m，平均21.48m，横向上变化不大。岩性主要为灰黑色泥岩、煤层、砂质泥岩及灰白色砂岩。

沉积层之间发育有8上、8下、9、10号煤层。9、10号煤层为全区可采煤层，8上号为稳定大部可采煤层。9、10号煤层之间沉积一套灰黑色泥岩，由北向南厚度逐渐变小，于井田南部边缘9、10号两煤层合并；8、9号煤层之间沉积一套灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色中砂岩、细砂岩，垂向上呈反粒序，横向上由北向南粒序为中粒～细粒，然后相变为泥岩。反映了砂体沉积过程中具有明显的侧向迁移特点，说明了该砂体为一分流河道砂。

（3）本段地层由l3灰岩底至k3砂岩底，厚度28.80～40.26m，平均33.19m。岩性主要为3层石灰岩、煤层、灰黑色泥岩及少许粘土岩。其中l3、l4、l5三层灰岩全区发育稳定，发育有6上、6、7号煤层，均为不稳定不可采煤层。

2、二叠系下统山西组

为井田内另一个主要含煤地层，为陆相含煤沉积建造，岩性主要为灰色、灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层，含2、3、4、5上、

5下号煤层，其中4号煤层为全区稳定可采煤层，其余均为不稳定不可采煤层。

（二）井田构造

本井田主体为一单斜构造，走向nw，倾向sw，倾角2°～9°，局部发育

有向背斜构造，目前未发现断层，在井田北部长焉煤矿内9号采掘发现有一个椭圆状陷落柱（x1），长轴50m，短轴25m，无岩浆岩侵入。s1向斜：位于井田中部，轴向由北北东向转为南西向，东翼较西翼陡，东翼走向北东，倾向北西，倾角4°左右，西翼走向北东，倾向南东，倾角3°左右，向斜轴在井田内延伸长度2300m左右。

s2背斜：位于井田东北部，轴向由北东东向转为北东向，南翼较北翼陡，南翼走向北东，倾向南东，倾角6°左右，北翼走向北东，倾向北西，倾角4°左右，背斜轴在井田内延伸长度1300m左右。

总之，井田地质构造简单为一类。

三、矿井水文地质

井田为黄土丘陵区，大部分被中、上更新统黄土覆盖，只在沟谷中出露少部分基岩。

井田内无常年性河流，沟谷中多为短暂的季节性河流或煤矿排水形成的小溪流。

（一）抽水试验及参数计算

井田西南部czk4号孔为水文地质勘探孔。孔深208.12m，终孔于奥陶系灰岩中。抽水分两个试验段：第一试验段0～82m，为下石盒子组和山西组含水层。第二试验段0～178m，为下石盒子组、山西组和太原组含水层。参数计算采用裘布衣公式和经验公式，计算结果见表;收集到井田外《河东煤田柳林勘探区地质勘探最终报告》中7—5水文孔抽水试验和2—6孔注水试验资料见表。

抽水试验计算成果表

孔号试验层位含水层厚度(m)静止

水位

(m)降次降深

(m)涌水量

(l/s)单位涌水量

(l/s.m)渗透

系数

(m/d)影响

半径

(m)ck4p1s11.87875.84135.820.0140.000390.0026318.37p1s+c3t25.47825 .52112.050.1700.014110.033023.167—5c3t27.57801.71123.630.9850.041 20.17422—6p1s841.0110.0004140.000696

（二）井田主要含水层组

1、奥陶系岩溶含水层组

奥陶系在井田内全部被覆盖，本区共施工奥陶系延深孔二个(czk4、601)号钻孔)，钻孔揭露最大厚度31.42m，均只打到峰峰组上部石灰岩，岩性主要为深灰色厚层状石灰岩，据区域资料，本区峰峰组富水性弱。本井田西侧兴无煤矿为了解决生产生活用水，于1991年委托吕梁地区凿井队在矿区东部施工了三个水源井，终孔层位均为奥陶系中统上马家沟组，岩性主要为厚层状石灰岩，豹皮状灰岩、泥灰岩和角砾状泥

灰岩，岩溶裂隙发育，含水层富水性中等—强。其具体情况见下表：水源井特征表

煤矿水井编号座标井深(m)水位

埋深(m)水位

标高

(m)涌水量t/d终孔

层位xyz兴无

煤矿14140629.1519494185.812854.57342.0053.39801.18968.46o2s24139972. 5019494633.20862.00395.6660.75801.25968.46o2s34141577.211949386 7.71840.46401.2539.45801.011348.27o2s

综上所述，本井田奥陶系灰岩含水层水位标高为801m左右。

2、石炭系太原组岩溶裂隙含水层组

井田内东北角沟谷中仅局部出露，含水层主要为3层灰岩，灰岩从上至下依次为l5、l4、l3。钻孔揭露总平均厚度为21.69m，在曹家山井田、陈庄井田9个精查孔中有5个钻孔遇第一层灰岩即孔漏（不返水），其中包括在本井田施工的czk2、czk3、czk10三个钻孔。另外czk4水文孔消耗量增大，其余三孔消耗量无明显变化。钻孔中遇到溶孔直径15—20cm，岩溶发育程度及富水性反映出明显的垂直分带性。当太原组灰岩标高大于800m时岩溶发育，钻孔冲洗液漏失严重不返水。低于800m时岩溶发育差，钻孔无一漏水现象发生。可见太原组灰岩岩溶发