簸箕掌矿井带压开采设计

山西煤炭运销集团

簸箕掌煤业有限责任公司

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第一章矿井水文地质 (3)

1.1 水文地质情况 (3)

1.2 水患类型及威胁程度 (12)

第二章矿井防治水措施 (14)

2.1 矿井开拓开采所采取的安全保证措施 (14)

2.2 防治水煤（岩）柱的留设 (15)

2.3 区域、局部探防水措施及设备 (16)

2.4 地下水动态观测系统 (25)

2.5 构造导水主要防范措施 (27)

2.6 井下排水 (27)

2.7 地表水防治 (32)

2.8 防治水规划及机构 (34)

第一章矿井水文地质

1.1 水文地质情况

本区位于大同煤田的中东部，即大同向斜中东部的南东翼靠近核部的位置。大同向斜主干构造线呈北东向展布，南东翼倾角一般20—60°，局部直立倒转；北西翼倾角较缓。区域出露的地层由老到新有：太古界集宁群，古生界寒武系、奥陶系、石炭系，二系，中生界侏罗系、白垩系、新生界第三系、第四系。

大同煤田岩溶水系统属神头泉水文地质单元的一部分。神头泉出露标高为1059-1063m，矿区位于泉域的北东部。

1.1.1 含水层

大同煤田主要含水层有奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层、石炭系上统太原组碎屑岩类夹碳酸岩类岩溶裂隙及二叠系碎屑岩类裂隙含水层、第四系上更新统松散岩类孔隙含水层。

（1）奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层

含水层岩性主要以石灰岩、白云质灰岩为主，岩溶裂隙发育不均，总体富水性中等-强，单位涌水量q＝1.406L/s.m，渗透系数K＝1.906m/d，矿化度0.64g/L，水质类型HCO3－Ca，富水性强。本次实测矿井供水水井水位标高为1093m,水文孔水位标高为1099m,推测奥灰水水位在1090-1100m之间，高于下部煤层底板标高。

（2）石炭系上统太原组碎屑岩类裂隙含水层

含水层主要是太原组的中-粗粒砂岩，根据钻孔揭露，岩芯较完整，裂隙不发育，富水性弱，单位涌水量q＝0.067L/s.m，渗透系数K＝0.120m/d，矿化度2.08g/L，水质类型HCO3·Cl－K+Na。

（3）二叠系下统山西组碎屑岩类裂隙含水层

含水层主要是中-细粒砂岩，埋藏较深岩层裂隙不发育，含水性弱，单位涌水量q＝0.0027L/s.m，渗透系数K＝0.003535 m/d，矿化度0.83g/L。水质类型HCO3·Cl－Na。

（4）第四系上更新统松散岩类孔隙含水层

含水层主要是底部卵石混合土层即砂质粘土层及基岩强风化碎屑岩层，在出露较高地区，连续性差，很少有泉水形成，富水性极弱。在河谷区松散孔隙含水层连续好，透水性强，埋深浅，水位波动变化较大。其含水层主要接受大气降水补给，向沟谷区下游排泄。为周边居民主要生活用水来源。

1.1.2 隔水层

矿区内主要隔水层是本溪组隔水层，是一套以泥岩、粘土岩和铁铝岩粉砂质泥岩、石灰岩岩层，厚度为30m左右，隔水性能好，是太原组与奥陶系之间的重要隔水层。另外在下石盒子组、山西组、太原组地层中有由泥岩、砂质泥岩及致密块状高岭质泥岩组成的碎屑岩层间隔水层，主要呈层状分布于各砂岩裂隙含水层间，阻断了各含水层间的水力联系。

1.1.3 矿井充水因素分析

1、地表水

本区属海河流域桑干河水系。河谷以大峪河为主，支沟有马营沟、簸箕掌沟等。区内无其他大的地表水体，大峪河在矿区内长度2000m，最高洪水位1340m，枯水期河床断流，丰水期有细小水流，汇入桑干河。大峪河发源于左云县葫芦峪、布山沟、马道头乡分水岭一带，流域面积78km2，全长22.5 km，主河床宽100-450m，坡降0.02-10%，

支流树枝状展布，据吴家窑水文站观测资料，历年最大洪水量为208m2/s，冬季河床结冰。

2、充水因素分析

(一)、大气降水

本井田属半干旱暖温带大陆性气候，年降水量分配极不均匀，暴雨强度大，降水多集中在7、8、9三个月，约占年降水量的60-70%。年最大降水量为628.3mm，年最小降水量为259.3mm，年平均降水量432.44mm，日最大降水量为79.90mm。暴雨强度大，来势猛，易形成集中补给，井田内煤层开采时，在雨季时应加以防范，以防地表水沿地裂缝涌入矿井造成水害。

(二)、地表水

区内地表水主要为大峪河，发源于左云县葫芦峪、布山沟、马道头乡分水岭一带，汇入桑干河。流域面积78km2，全长22.5 km，主河床宽100-450m，坡降0.02-10%，支流树枝状展布，据吴家窑水文站观测资料，历年最大洪水量为208m2/s，冬季河床结冰。大峪河在矿区内长度2000m，最高洪水位1340m，主斜井标高为1343.36m，高于最高洪水位3.36m，井田内煤层埋藏较深，地表不存在直接灌入，但在裂隙构造地段应注意构造导通含水层直接灌入影响煤层开采。

(三)、基岩裂隙地下水

井田内太原组中细砾砂岩是22号、25号煤层的直接充水含水层，这些岩层含水层富水性及不均一，局部地段富水性很强，特别是在构造发育部位易形成较大的储水空间和导水通道，煤层开采到此部位时，易发生突水事故。因此，在生产过程中必须坚持探放水原则，以防发生突水事故。

（四）、岩溶地下水

井田内岩溶水主要含水层是奥陶系下马家沟组灰岩，岩溶水水位标高1090-1100m，高于22号煤层底板1050-1120m，部分高于19号煤层底板等高1080-1170m。煤层属于带压开采，矿区内断层发育，断裂带形成导水通道，易发生突水事故。因此在生产过程中需留设足够保安煤柱，以防发生突水事故。

（五）构造对煤层开采的影响

矿区内发现7条断层，在中南部有三条近东西向的正断层，使井田构成了地垒、地堑构造格局。

断层势必成为地下水和地表水的导水通道，尤其是在地堑构造位置，煤层底板标高低于岩溶水水位标高60多米，一旦断层形成导水通道，就会使地表水或岩溶水涌入矿井，造成危害，因此一定要加强对断层的发现和研究。在发现的断层两侧，及陷落柱周围必须要留足保安煤墙，以防断层导水，造成危害。

3、采空区分布范围及积水情况

根据计算结果19号煤采空区水影响下部煤层开采，采空积水对下部煤层开采影响较大。

根据《煤炭安全手册》第五篇矿井防治水中的采空积水估算公式计算了19号煤层采空区积水量。计算公式：

Q采=(K·M·F)/COSα(m3)

其中：Q采—各积水区总积水量(m3)

K—采空区的充水系数，一般采用0.25-0.50

M—采空区的平均采高或煤厚(m)

F—采空区积水的投影面积(m2)