矿井防治水规划.doc

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1、 郑新恒成（新密）煤业有限公司防治水工程规划 郑新恒成（新密）煤业有限公司矿井防治水规划（2011年2015年）郑新恒成（新密）煤业有限公司二一一年三月56目 录前言1第一章 矿井概况2第二章 矿井地质5第三章 矿井水害条件22第四章 矿井水害特征及需要查明的主要水文地质问题40第五章 矿井防治水技术路线与原则45第六章 防治水技术与工程规划46第七章 防治水工程实施进度与费用概算53第八章 计划措施54前言郑新恒成（新密）煤业有限公司由原新密市永灿煤矿、北董沟煤矿、赵家咀煤矿组合而成，原永灿煤矿、北董沟煤矿开采井田北部一1煤层，赵家咀煤矿开采井田西部二1煤层，原生产能力为6万吨/年，2006

2、年经过资源整合后，经有关部门审核批准，重新划定了矿界，批准开采二1和一1煤层，整合后生产能力定为15万吨/年，矿名为新密市恒成煤业有限公司。根据新划定的井田范围，原有的生产系统已不能适应15万吨/年的生产能力，需要重新编制矿井设计，新密市恒成煤业有限公司新打主、付两个立井，将原永灿煤矿主井改扩为现在风井，进行矿井开拓。现在在井田东部开拓轨道和运输两道上山，首采工作面尚未形成。经过全面收集和分析研究矿井已有的地质、水文地质资料，充分认识矿井水文地质条件和矿井水害特点，提出矿井在2011年2011年期间的防治水科研工作和防治水工程规划，用以指导我公司在生产过程中的防治水工作，确保条件清楚，工程到位

3、措施得当和安全生产。规划工作的主要内容包括： 1、全面系统地分析和研究矿井现有地质与水文地质资料； 2、提出矿井存在的主要水文地质问题和矿井水害特点；3、结合矿井生产安排提出矿井防治水工作的总体规划，规划中包括防治水科学研究工作内容、矿井水文地质条件科学试验内容、矿井水情水害监测监控工作内容、矿井防治水工程内容及其具体要求； 4、研究并提出采煤工作面防治水安全技术与工程措施； 5、提出矿井水文地质安全保障体系建设的具体建议； 6、提出矿井防治水工程实施的进度安排及费用概算。第一章 矿井概况一、位置及范围：该矿位于新密市白寨镇牌坊沟村境内，行政区隶属于新密白寨镇管辖。矿区形状为一不规则多边形，

4、东西长约1600米，南北宽约300900米，面积1.36km2，所采煤层为一1煤和二1煤，现在所采煤层为一1煤。二、交通：我矿东北距郑州约23km，西南距新密市城区约20km，新密至郑州的公路从本矿区东部通过。西南距新密支线的新密站20km，新密支线在新郑与京广线接轨，距南部的芦沟矿车站5km，并有公路与之相连，交通便利。(见下页图)三、自然地理1、地形地貌及地表水系 本矿区地表属丘陵地形，区内地势高、低不平，地表多地坎、冲沟。煤系地层被第四系冲积层所覆盖。地表海拔标高在225.0295.5m之间，最大相对高差70.5m。本矿区地表多被季节性农作物所覆盖，雨季地表降雨汇入贾鲁河，再入沙颖河，后

5、入淮河，本区属淮河水系。2、气象及自然灾害（1）气象本区属半干旱大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干旱，据密县气象站记载：该区平均年降雨量在397.7mm-973mm，平均624.35mm，日最大降雨量103.5mm，降雨多集中在每年的七、八、九三个月；平均年蒸发量为2086.3mm；年平均气温14.3，最高41.3，最低17.8；最大积雪深度20cm，最大冻土带深度18cm；最大风速为22ms，夏季多南风，冬季多西北风。（2）地震根据河南地震历史资料记载，荥巩密县一带曾发生过40余次地震，其中破坏性较大的是公元119元3月10日的汜水（并入荥阳市）地震，震中烈度为八度，震中在洛阳附近。距今最

6、近的一次是1973年12月14日发生在巩义的3级有感地震。上述历次地震对本区均有波及。按照中国地震震动参数区划图（2001）划分，本区地震烈度为度。3、区域经济状况本矿所在地新密市白寨镇牌坊沟村，属丘陵地区，区域经济相对发达，已从过去的传统农业走向半农业、半工业化，大多从事矿山开采、手工业制造和商品流通，主要矿产有煤炭、铝土矿、石灰岩、耐火粘土等，电力、劳动力供应充足，能够满足矿山需要。四、电源、水源、通信情况和建筑材料1、矿区水源 水源：本矿工业用水采用简单处理后的矿井排水作为供水水源，生活用水无来源，需打井取水。2、矿区电源 矿井供电电源两回路分别来自芦沟矿变电站28板6KV，供电距离3K

7、M和白砦变电站4板10KV，供电距离2KM，两趟线路。3、矿区通信中国移动公司和网通公司均可为本矿提供通信保障，在工业场地行政办公楼内设置行政管理，生产调度电话站。4、主要建筑材料供应砖、瓦、石子和料石等土产材料均可就地供应，钢材、木材和水泥等可经公路直接运至矿井工业场地。五、整合矿井开采情况 恒成煤业有限公司是由原新密市永灿煤矿、赵家咀煤矿、北董沟煤矿组合而成。 北董沟煤矿：于1994年建井，开采一1煤层；矿井原设计生产能力1万吨/年，实际生产能力3万吨左右，经整顿技术改造后生产能力已达6万吨/年。本矿范围内共施工3个竖井，采用立井单水平上山开采，采煤方法为走向长壁后退式，沿底送巷一次采全高

8、放顶煤，采煤工艺采用手镐与爆破相结合落煤，全部垮落管理顶板，通风方式为风井中央抽出式机械通风，累计动用用资源储量8.6万吨。 永灿煤矿（原牌坊沟二矿）：开采一1煤层，建竖井一对。单水平上山开采，年生产能力6万吨。累计动用资源储量17.8万吨。本区东邻华沟煤矿，开采二1煤层，年产煤9-12万吨，主井单水平上山，长壁回采法采煤。 赵家咀煤矿：开采二1煤层，建竖井一对，主井单水平上山开采，二1煤层已全部采空，资料散失。第二章 矿井地质 本区区域地层划分属华北地层区嵩箕小区，区域上主要发育地层为寒武系、奥陶系中下统、石炭系中上统、二叠系、三叠系、第三系和第四系，其中石炭系和二叠系为主要含煤地层。本区位

9、于荥密背斜北翼，区域构造形态为一地层走向近东西向，倾向N20E左右，倾角5-25的单斜构造，构造特征以北东向断层为主，并在浅部及中部煤层附近发育有滑动构造，从而使煤层赋存变浅。区域矿产以建筑石料和煤矿床为主，主要可采煤层为赋存于山西组下部的二1煤层和太原组底部的一1煤层。一、地层本矿区为沉积岩地层，其中含煤地层为石炭系、二叠系，全部为第四系冲积层所履盖。据矿山及邻区钻孔揭露，本区地层由老到新为：（一）奥陶系中统马家沟组(02m)上部为兰灰色厚层状石灰岩，致密，下部为灰黄色泥质灰岩，厚度约70m。（二）石炭系（C）1、上统本溪组(C3b)：为浅灰色至深灰色铝土岩，致密，质纯，肯滑感，具豆状或鲕状

10、结构，含黄铁矿结核。本组厚度10m左右，厚度变化大，与下付地层哺平行不整合接触。本组地层不含煤。 2、上统太原组（C3t）：下界为本溪组铝土岩顶，与本溪组呈连续沉积，上界止于L9石灰岩（或相变为硅质泥岩）顶面。本组地层厚度平均70.0m，由一套厚属于海陆交互相形成的灰岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层等组成。本组岩性组合特征明显，自下而上可分为下部灰岩段，中部砂泥岩段、上部灰岩三段。下部灰岩段：自一1煤底至L4灰岩顶，平均厚21.60m。下部为L1-L4灰岩和一1一4煤。L1L4灰岩分布稳定，常合并为1-2层，含燧石结核、燧石条带，并富含海百合茎和假希瓦格蜒化石，可作为本组的重要标志层。 中部砂泥

11、岩段：自L4灰岩顶至L7灰岩底，平均厚25.30m。下部为砂岩及泥岩组成，中部由深灰色中厚层状灰岩、泥岩组成，上部由灰色泥岩、砂质泥岩组成，局部夹有细砂岩，有时夹煤线。上部灰岩段：由L7-8、L9三层灰岩和一8煤组成，平均厚23.10m。下部的L7-8灰岩呈灰色，致密坚硬，夹燧石条带，层位稳定。L7灰岩较厚，L8灰岩较薄，两层灰岩间夹一薄层泥岩或一8煤。顶部的L9灰岩极不稳定，沿走向有时相变为薄层菱铁质泥岩，其顶部即为上覆山西组的分界面。（三）二叠系(P)底界为石炭系太原组L9灰岩顶面，上界至于金斗山砂岩底面，与下伏地层呈连续沉积，地层总厚度810m，含煤地层厚度610m左右，分上、下两统九个

12、煤组（段），本矿区主要保留有山西组和部分下石盒子组地层，上部地层被剥蚀。 1、山西组（P1s）：本组地层是属于海退过程中形成的一套滨海相沉积地层，上界止于三煤组底部的砂锅窑砂岩底面，主要以砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层组成，其显著特点是：岩层的颜色普遍较深，砂岩发育，层面上含有较多的白云母片。本组地层富含菱铁质结核。二1煤层老顶砂岩（即大占砂岩）为中粒砂岩，层面上富含云母片，具碳质面，发育水平层理，为本组的重要标志的二1煤层，层位稳定，为本矿的开采对象，其本身也是一个良好的标志层，本组地层厚度平均81.70m，与太原组地层呈连续沉积。 2、下石盒子组(P1x)：本组地层包括三、四、五、六这4个煤组

13、下自山西组顶，上界止于七煤底砂岩底面。岩性主要以砂岩、砂质泥质、泥岩、煤线组成。三煤组地层底部的砂锅窑砂岩，厚9.00mm，为灰白色中粒砂岩（顶部为细砂岩），硅质胶结，主要成份为石英及长石，含大量云母及暗色矿物，分选好，磨园度差，局部夹泥质条带，距二1煤层约60m。本组地层总厚度约300m，上部部分地层被剥蚀，区内残存下部部分地层。残留地层厚度平均113.00m，与下伏山西组呈连续沉积。（四）第三系（R） 灰白色、黄绿色泥灰岩，厚度平均11.00m左右，具小溶洞，底部常夹一至两层红色砂岩及粘土砾石层。与下伏地层呈不整合接触。 （五）第四系（Q）本组地层总厚度约25.00m，为疏松黄土层，下部

14、含少量砾石。二、矿区地质构造 （一）区域地质构造 本区在大地构造上位于昆仑一秦岭纬向构造带北亚带的东延部分，矿区分布于荥密背钭与龙坡寨背抖之间的新密复式向斜构造内，属新密复式向斜的北翼，其区域构造展布呈近东西向，主体构造以近东西向的高角度断裂为主，并伴以宽缓的褶曲。 （二）井田地质构造 本井田位于新密煤田东北端浅部，总体呈一单斜构造，地层走向1570，倾向105160，地层倾角1518。沿走向多波状起伏，使煤层底板等高线呈S形弯曲。 矿区南部发育一条正断层，即牌坊沟断层，走向115，倾向25，倾角60-70，断层落差约60m，贯穿全区，该断层仅赵家咀矿主、副井间接控制。三、煤层及煤质 （一）煤

15、层1 、含煤性本区含煤层为石炭二叠系地层，含煤地层总厚为246m，含煤7层，煤层总最大限度为5.10m，含煤系数为2.07%；赋存于石炭系太原组底部的一1煤层和赋存于山西组下部的二1煤层为本区主要可采煤层。 2 、可采煤层一1煤层赋存于太原组底部，层位稳定，普遍发育，全区可采。煤层埋深35300m，煤层底板标高为-20 +240m。煤层厚度为0.52.20m平均1.35m。为较稳定煤层。二1煤层赋存于山西组下部，全区发育，层位较稳定，全区可采，煤层埋深35240m，煤层底板标高为0 +240m，距一1煤层平均110m，煤层厚度为2. 23.8m，平均厚2.55m，为较稳定煤层。 3、 煤岩层对

16、比本区可采煤层赋存于山西组下部和太原组底部，可采煤层分布较为集中。本次煤、岩层对比采用煤岩层组合特征对比、物性特征对比和煤质特征对比等方法，重点进行煤段划分和二1、一1煤层综合对比。二1煤层：位于山西组下部，下距太原组顶部硅质菱铁质泥岩2.0-5.50m，上距大占砂岩5m左右，距砂锅窑砂岩40米左右。大占砂岩为煤层直接顶板，层位稳定，岩石物性特征和岩矿特征明显：白云母含量高达57%，常富集于炭、泥质层面上；磷灰石含量高，晶粒大且光性异常。为本区对比二1煤层最重要的标志层。二1煤层底板砂质泥岩，泥岩具明显的波状、透镜状层理，动物潜穴发育，常含植物化石，是对比二1煤层的良好辅助标志。二1煤层厚度大

17、质软易碎。其化学组成、显微煤岩组分及工艺性能等方面同其他煤层有明显的差异。一1煤层：该煤层位于太原组底部，为全区可采的薄煤层，顶板为L1石灰岩，底板为黑色砂质泥岩或本溪组铝土质泥岩、铝土岩，其岩性、测井曲线特征明显，对比可靠。太原组（一煤组）为一套海陆交互相沉积，含多层石灰岩和煤层，石灰岩多为煤层顶板。煤岩层组合具明显的三段特征，自下而上为下部灰岩段、中部砂泥岩段和上部灰岩段，与其它煤组区别较大。综上所述，一1煤层、二1煤层上、下标志层特征显著，对比手段多，依据充分，对比可靠。（二）煤质本区以往勘查中取得煤质资料较少，结合三李勘探区资料和矿方委托编制的储量（核查）报告及各类鉴定资料，对本矿一

18、1、二1煤层特征简述如下 ： 物理性质和煤岩特征1、一1煤为黑色玻璃光泽，平整贝壳状断口，块状结构，性脆坚硬，且含有可见的黄铁矿，燃时无烟无焰。显微煤岩组分特征：有机组分含量平均为76.7%，主要为镜质组，多为无结构镜质体，少量木镜质体及木质体，镜质组最大反射率为R0max = 4.15%。无机组分含量为23.3%，主要为粘土矿物，呈团块状或浸染状分布，黄铁矿含量较多，另有微量方解石脉等。煤岩类型以半亮-光亮型为主。2、二1煤为黑色，金属光泽，层理不甚明显，次生裂面发育，并具擦痕及磨擦面，断口参差状，机械强度特低，且易污手，多呈粉状产出。煤层真密度1.52g/cm3，视密度为1.45 g/cm

19、3。较易燃，局部含少量结核状的硫化物。显微煤岩组分特征：二1煤宏观煤岩成分以亮煤为主，镜煤和丝炭少量。镜鉴结果表明，其有机组分一般在81%左右，且以镜质组为主，约占有机组分的80%；镜质组最大反射率为2.25%。无机组分含量一般在10%左右，其中以粘土类矿物为主，约占无机组分的88%，并呈透镜状、条带状或薄层状分布，次为黄铁矿、方解石等矿物。 化学性质及工艺性能1、一1煤层水份（Mad）：原煤水分为0.94%。灰份(Ad)：原煤灰份平均15.10%，浮煤平均4.32%，属低灰煤。挥发分（Vdaf）：浮煤干燥无灰基挥发份平均为4.79%。全硫(St,d)：原煤全硫含量为5.26%，属高硫煤。硫份

20、以无机硫为主。全磷（Pd）：一1煤磷含量为0.055%，属中磷煤2、二1煤层水份（Mad）：原煤水分为0.94%。灰份(Ad)：原煤灰份平均11.89%，属低灰煤。挥发分（Vdaf）：原煤干燥无灰基挥发份10.47%，浮煤挥发份为7.51%。全硫(St,d)：原煤全硫含量为0.28%，属特低硫煤。全磷（Pd）：二1煤磷含量为0.023%，属低磷煤。煤的元素组成一1煤原煤有机元素以碳元素为主，碳含量（Cdaf）为90.3%，次为氢元素（Hdaf），为2.62%，氮元素（Ndaf），为0.75%。二1煤原煤有机元素以碳元素为主，碳含量（Cdaf）为92.40%，次为氢元素（Hdaf），为2.94%

21、氮元素（Ndaf），为1.06%。工艺性能：据煤质分析：1、煤的发热量（Qnet,d）一1煤原煤发热量为25.34-32.00MJ/kg，平均28.59MJ/kg；原煤恒容低位发热量为26.72 MJ/kg，属高热值煤。二1煤原煤发热量为24.9731.16MJ/kg，平均28.26MJ/kg；原煤恒容低位发热量为27.2828.24 MJ/kg，平均27.79 MJ/kg，属特高热值煤。2、煤灰熔融性一1煤煤灰软化温度（ST）为1199，属低熔灰分煤。二1煤煤灰软化温度（ST）为1379，属高熔灰分煤。3、胶质层指数一1煤胶质层指数的收缩度（X值）为4-8%，Y值为零。二1煤胶质层指数的收缩

22、度（X值）为8%，Y值为零。煤类的确定一l煤浮煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)为4.79，粘结指数为0，依据中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)，确定一1煤为无烟煤二号。二l煤浮煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)为7.51，粘结指数为0，依据中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)，确定二1煤为无烟煤三号。 煤质综合评价一1煤层属低灰、高硫、中磷、低熔灰分之粉状、碎片状无烟煤二号，经脱硫处理后，可做为动力用煤及民用燃料。二1煤层属低灰、特低硫、中磷、高熔灰分之粉状无烟煤三号，可做为动力用煤，亦可做为民用燃料。 煤层风氧化带确定 据本矿井和邻区矿井开采资料，区内一1、二1煤层风氧化带深度为见基

23、岩向下垂深50m左右。四、开采技术条件区域水文地质概况 本区区域上处在荥巩煤田与新密煤田的交接处，是荥密背斜北翼东段倾伏端向豫东平原过渡的丘陵区，总的地势为西南高，东北低。核查区为三李勘探区西部，地层走向近东西，向北倾斜，南部为寒武-奥陶系灰岩组成的低山山区，区内为石炭、二叠系碎屑岩组成的丘陵区，北、东部为第四系冲洪积谷地。 根据地层岩性、厚度、含水空间特征及埋藏条件，区域上将含水岩组主要划分为：寒武-奥陶系和石炭系灰岩岩溶裂隙含水岩组，二叠系及三叠系砂岩孔隙裂隙含水岩组，第三系灰岩岩溶裂隙含水岩组，第四系砂/卵砾石孔隙含水岩组。 地下水补给水源有大气降水、地表水和含水层之间及其侧向补给，另外

24、还有工农业生产废水的渗入补给等，其中降水补给是本区地下水的主要补给水源。地下水在运移过程中，一部分在地质构造及地形适宜地段溢出地表，构成天然排泄点，如东部的九娘庙泉群、西部的圣水峪及三李泉群等；一部分则继续向深部迳流排泄；而区内各矿井则为主要的人工排泄点。由于近年来矿井大量疏排地下水，而造成区域地下水位呈逐年下降趋势。 （一）水文地质条件本矿区位于芦沟井田东北部1.5km，区内多被第四系所覆盖。北西两面有寒武系灰岩出露。现将本矿区的主要含水层及隔水层分述如下，并将矿井充水因素加以分析。1、含水层（一）奥陶系灰岩含水层为底板承压水，由于本矿区无断裂构造导通，且水位较低，根据上述分析，二1煤层距奥

25、灰之间的距离较远，其之间隔水层所能承受的安全水头压力远大于本矿开采二1煤层水压，正常开采情况下不会造成影响。但在接近断层区域时，奥陶系灰岩水会对开采造成影响。但奥陶系灰岩距一1煤层距离较近，且由于断层而导致煤层与奥陶系灰岩地层相接，故对开采造成影响。（二）石炭系L7-8灰岩含水层该含水层经长期疏放，水位已下降至+70m标高以下，最深部+0m处的L7-8灰水压为0.7Mpa，远小于底板隔水层所能抵抗的最小水压1.52Mpa，因此，正常情况下，本矿不会发生底板L7-8灰岩突水。（三）二1煤层顶板砂岩含水层在二1煤层以上70-80米范围以内，由多层中至粗粒砂岩组成，其富水性及含水性均较弱。二1煤层顶

26、扳大占砂岩含水层，一般含水性较弱，迳流条件差，水源不丰富，不足以对矿井安全构成影响，但往往形成工作面淋水，影响矿井正常生产。另外，香炭砂岩、砂锅窑砂岩均有一定的弱含水性，但均不会对矿井生产造成影响，往往以顶板淋水的方式对矿井充水。（四）一1煤层顶板灰岩岩溶裂隙含水层含水层由太原组下段1-3层灰岩组成，层位稳定，一般厚度10.35-17.51m，据三李勘探区资料，三李东部及西部钻孔单位涌水量为0.01062-0.0238L/sm，渗透系数为0.0819-0.1972m/d，水位标高为+178.25-180.20m，含水性较弱；而中部的18-2孔则大量涌水，单位涌水量为3.019L/sm，渗透系数

27、为136m/d，水位标高为+177.41m，含水性强。说明该含水层含富水性极不均一，并与当地出露的泉水密切相关，临近泉口地段，含水层则岩溶裂隙发育，含富水性也强，远离时，则含富水性则相应减弱。（五）断层水牌坊沟断层可能导通一1、二1煤层的顶、底板含水层，对矿井充水影响较大，因此在断层附近开采，要留足一定防水煤柱。（六）老空水本区北部、西北部及东北部曾被其它小井回采过，其采空区内可能会有老空水，开采时会对矿井的安全有生产有一定的影响，要采取相应措施，加以防范。2、隔水层 （一）二1煤层以上煤系地层隔水层 自二1煤层顶60m起上至基岩面，其间主要为二叠系组地层，岩性主要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂

28、岩等，裂隙不发育，透水性差，隔水性强，为二1煤层顶板的良好隔水层。 （二）二1煤层顶板隔水层： 为泥岩、砂质泥岩组成的再生顶板，厚度较小，一般随采随落，实际上起不到隔水作用。 （三）二1煤层底板隔水层： 为砂岩、砂质泥岩，全区发育，厚度约7米左右，位于L7-8灰岩之上，一般不能起到的隔水作用。石炭系中部砂质泥岩平均厚20米左右，能起到较好隔水作用。 （四）太原组中段碎屑岩段隔水层： 自一4煤底上至L7灰岩底之间，主要由泥岩、砂质泥岩等碎屑岩组成，间夹数层薄层灰岩和煤层，其中L4及L6灰岩厚度较薄，L5灰岩较厚，但发育不稳定，局部有时可相变为硅质泥岩。该层段岩性致密，裂隙不发育，透水性差，是阻隔

29、太原组上、下段灰岩含水层间水力联系的良好隔水层。 （五）本溪组泥岩铝土岩隔水层： 主要由泥岩、铝土质泥岩、铝土岩组成，厚度2.19-13.26m，一般厚7 m，局部夹3-5 m中细粒砂岩和砂质泥岩。该层段岩性致密，裂隙不发育，透水性差，所夹砂岩裂隙不发育，含富水性弱，但其力学强度较高，增强了该层段的阻隔水能力，故该层段是阻隔上部太原组和下部奥陶系灰岩含水层间水力联系的良好隔水层，正常情况下能起到良好的隔水作用，但在其沉积薄弱地段或遭受构造破坏时，则会弱化或失去隔水作用。3、 矿井充水因素分析 影响本矿区矿井充水因素较多，主要有地表水（大气降水）、老窑积水、地下水和断层水。（一）地表水区内无常年

30、性地表水体，矿区西南边缘有菜园河流过，因位于矿区南部低洼处，且有无煤带相隔，对本矿开采影响不大。（二）老窑积水矿区内分布有废弃老窑，容易形成大小不同的积水空间，一旦深部与之导通，很可能造成积水淹井，给矿井生产带来危险。（三）地下水（1）第四系砂砾石层孔隙水：该含水层较薄，且距二1煤层较远，其中又有较厚的石盒子组隔水层相隔，故对开采二1煤层影响不大。（2）二1煤层顶板砂岩裂隙承压水：二1煤层直接顶板含水层由细-粗粒砂岩组成，岩性致密，裂隙不发育，补给水源不足，富水性弱，开采过程中易于疏排。但在浅部煤层隐状露头附近和顶板冒落带与第四系含水层沟通时，在洪汛期会有一定影响，生产中应留设一定防水保护煤柱

31、以便安全生产。（3）二1煤层底板岩溶裂隙承压水：底板直接充水含水层与煤层之间为厚3m左右的砂质泥岩隔水层，通常可阻隔底板水进入矿井。但在薄弱、破碎处仍会危害矿井。因为底板充水层属岩溶裂隙承压水性质，富水性不均一，并且有通过小断层与下部寒武系灰岩含水层发生炎力联系的可能。（4）1煤层顶板灰岩充水层：据三李勘探区资料，一1煤层顶板灰岩钻孔单位涌水量达 3.019 L/sm，又因受断裂构造影响，煤层顶底板灰岩含水层与边界外奥陶系灰岩强含水层相对接，对矿井开采影响较大。（5）断层水：本井田有一条断层（即牌坊沟断层），从目前开采情况看，断层不存在水，但必须留足断层防水煤柱，以防有突水危险。4、矿床水文

32、地质类型矿区内一1煤层主要充水含水层为其顶、底板含水层，在浅部接受大气降水的补给。矿井生产过程中，生产排水是其主要排泄方式之一。含水层间有隔水层相阻隔，含水层间无水力联系。生产过程中，矿井充水以顶板淋水为主，正常涌水量一般小于200m3/d。因此，二1煤层矿床水文地质勘查类型为三类二亚类二型，即以顶板砂岩孔隙含水层水为主，水文地质条件简单的矿床；下部一1煤层顶板灰岩钻孔单孔涌水量达3.019L/s.m，又因受断裂构造影响，煤层顶板灰岩含水层与边界外奥陶系灰岩墙含水层对接，故一1煤层水文地质勘查类型为第三类第一亚类三型，即以顶板岩溶含水层为主的水文地质条件复杂的矿床。综上所述，一1煤层水文地质勘

33、查类型为第三类第一亚类三型，二1煤层矿床水文地质勘查类型为三类二亚类二型。5、矿井涌水量预计 根据本矿井实际矿井涌水量情况，正常涌水量为40m3/h，最大涌水量60m3/h。 本矿井涌水量主要受矿井开采面积的影响，随开采面积的加大，今后矿井开采时涌水量有可能会增大1020m3/h。预计矿井正常涌水量60 m3/h，最大涌水量80 m3/h，由于我矿所备水泵为D155-309型，完全可以满足正常涌水量和最大涌水量的需要。6、矿井防治水工作 煤矿防治水工作是多方面的，从人员组织配备、组织机构和规章制度的建立，到资金保障、预测预报和防治水工程、监察管理等综合治理工程。在水文地质方面应做好以下工作：（

34、1）我矿在主井南部建一内外园水仓，容量为950立方，安装了配套的水泵，水泵型号为D155-309，3台（即一备一用一检修），1946的热轧无缝钢管二趟，完全可以保证排水的需要。（2）做好矿井日常水文地质调查，查明与周邻矿井的水文地质关系，为治理水害提供必要的基础资料和科学决策依据。做好“探、放水”工作，要坚持“有掘必探，先探后掘、先探后采”的工作原则，定期进行矿井水害因素分析和预测，认真编制并组织实施矿井中长期防治水规划和年度防治水计划。（3）加强地表雨季“三防”（即防洪、防雷电、防排水）工作，为做好此项工作每年5月以前对河道进行一次清挖，以防地表水或矿坑排水的倒灌。（二）煤层顶底板1、生产矿

35、井工程地质概况区内生产矿井现仅开采二1煤，根据矿井生产资料，二1煤层局部具炭质泥岩（或泥岩）伪顶和伪底。直接顶/底板以黑色泥岩和砂质泥岩为主。质软不易管理，一般沿底送巷，正常情况下能保证矿井正常生产，偶见冒顶、片帮、掉块、底鼓及支柱滑沉等不良工程地质现象。老顶为中粗粒砂岩。2、区内未进行过岩石物理力学性质试验工作，据区域资料，在自然状态下，其物理力学强度见下表。 岩石物理力学强度统计表 MPa 岩 性围岩类型泥 岩（抗压/抗拉）砂 质 泥 岩（抗压/抗拉）砂 岩（抗压/抗拉）顶 板39.63/1.5030.16/1.7381.55/4.28底 板39.65/1.78据以往勘查及矿井生产揭露，区

36、内二1煤层顶、底板局部具泥岩、炭质泥岩伪顶或伪底，直接顶/底板岩性以泥岩、炭质泥岩为主，局部为砂质泥岩，老顶以中粗粒砂岩为主。根据其岩性组合特征，二1煤层属二类二型顶/底板，生产中可产生冒顶、片帮、掉块及底板遇水易泥化变形，并产生支柱滑沉等不良工程地质现象，其工程地质条件不佳，生产中应加强顶、底板的观察和维护与管理工作；一1煤层无伪顶和伪底，直接顶为L1灰岩老顶压煤，底板为铝土岩或铝土质泥岩，根据其岩性组合特征，一1煤层属二类三-四型顶/底板，顶底板力学强度较高，属难-极难冒落性顶板，生产中一般不需支护或在工作面等稀疏支护即可。综上所述，本矿区二1煤层属二型顶底板，质软不易管理。一般沿底送巷，

37、岩、煤巷采用U型钢支护，正常情况下基本能保证矿井正常生产。工程地质条件属于中等复杂程度。一1煤层属二类三-四型顶/底板，生产中一般不需支护或在工作面等稀疏支护即可，个别地区天板不稳定，可用U型钢、工字钢进行支护。（三）环境地质1、生产矿井瓦斯根据新密市2009年8月对该矿井瓦斯和二氧化碳鉴定结果可知：相对瓦斯涌出量2.32 m3/t，绝对瓦斯涌出量 0.46m3/min。为此，设计本井田按低瓦斯矿井管理，待矿井技改投产后重新进行瓦斯鉴定。 2、煤尘爆炸性：根据洛阳矿山机械检测检验中心2008年9月对我矿一1煤爆炸性检验煤层自然倾向等级为类，有爆炸性危险，爆炸性指数10.93%。3、 煤的自然倾

38、向根据洛阳矿山机械检测检验中心2008年9月对我矿一1煤自然倾向检验，煤层自然倾向性等级分类：为类。 4、地温、地压：据区域勘查资料，本区恒温带深度40m，恒温带温度1718，地温培养费度平均值1. 3，属地温正常区，本区煤层赋存较浅，未来生产中不存在热害问题。五、对矿井地质勘探资料的评价及存在问题 （一）地质勘探资料的评价根据本矿区具体情况，充分利用本矿和原永灿煤矿，两个矿已有的井巷工程揭露资料，在勘查工作方法上采用矿井调查、资料收集对当事人询访和对地质资料验证等逐个调查分析取得了很好的效果，为今后安全生产打下良好基础并得到了科学依据。井上下对测量工作我矿正在准备之中。 （二）存在问题及建议

39、1、加强水文地质工作，仍是该矿安全工作的重点。在技术改造和生产过程中必须加强对区域附近及井田内老空水、断层构造水和底板水的预防工作，严格执行探放水制度，坚持“有掘必探，先探后掘，先探后采”的原则，并建立完善、可靠的排水系统。 2、东部地区，勘控程度较低，地质资料不很清楚，应进一步勘探，为下一步扩边做好资料准备。第三章 矿井水害条件所谓矿井水害是指矿井在建设开发过程中，不同形式、不同水源的水通过某种途径进入矿坑，并给矿井建设和生产带来不利影响和灾害的过程和结果。并不是所有的矿井都存在水害，矿井水害的形成和发生是建立在特定的环境和条件之上的。每当我们提及矿井水害问题时，必须回答三个问题：A.充水水

40、源是否存在，如果存在，有何特征？B.充水途径是否存在，如果存在，属何种类型？C.充水强度如何，矿井一旦充水会带来怎样的后果？实际上，上述三个方面问题的存在与否也就决定了矿井水害产生的条件存在与否，对这三个问题的回答也是矿井水文地质条件勘探的中心任务。矿井水害的产生是上述三个条件有机结合的结果，矿井水害产生的三个条件的不同结合会产生不同类型的矿井水害。在矿井水文地质工作中只有将充水水源、充水途径和充水强度三个因素结合起来进行系统研究和分析才有实际意义，也只有同时搞清楚了矿井充水的三个条件及其各自的性质之后，才能制定出切合实际的、行之有效的防治水技术方法和工程实施方案。一、历史上矿井水害情况的统计

41、分析恒成煤业尚处在技改验收阶段，二1煤层目前未进行开采，在技改过程中井筒井壁有少量渗水，巷道延伸过程中有少量出水现象，未对正常生产造成较大的影响（详见下表）。恒成煤业井下涌水点统计表涌水点编号位置发生涌水时间目前涌水量（m3/h）出水水源备注1主井西大巷2007.106底板L7-8渗水2副井西大巷2007.330.0底板L7-8渗水3外环水仓2009.84.0底板L7-8渗水 无论何种类型的突水，突水后水量都会有明显的衰减，衰减率一般可达40到80，且底板薄层灰岩水的突水量衰减率稍大于顶板碎屑岩及砂岩类的突水量衰减率。 总体分析可知，矿井的涌水量与大气降水的直接关系不明显，也就是说，大气降水或

42、地表水难以直接快速地进入矿井。但这决不能说明矿井充水与大气降水或地表水体没有关系，大气降水作为矿井充水的间接水源，通过补给矿井水源含水层而对矿井充水起到了滞后条件下的补充效应。矿井多年的涌水量呈现出递增的趋势，这与矿井采掘范围的增大和揭露导通含水层裂隙数量的增多有直接关系。矿井突水的水质特征和稳定同位素特征：根据对井田范围内不同含水层地下水水质分析和稳定同位素测定的结果分析表明：第四系砂砾石层水属HCO3SO4CaMg型水，Ca+Mg离子含量占阳离子总量的90%，以含较高的污染离子指标NO（含量达30mg/l）为其重要特征。煤层顶板碎屑岩类水属HCO3CaMg型水，Ca+Mg离子含量占阳离子总

43、量的86.2%，K+Na+离子含量上升到13.4%。阴离子中不含污染特征指标NO，这正是区别于河水和第四系砂砾石层水的重要标志; 煤层底板C3L78和C3L14薄层灰岩岩溶水质类型随埋深及所处环境有较大变化，在开启环境下为HCO3CaMg型，封闭环境下则为HCO3CaMgNa型甚至为HCO3Na型；寒武奥陶系灰岩水质为HCO3CaMg型，与二1煤层顶板碎屑岩类水相似，但总矿化度相差甚远，分别为462 mg/l（O2）与502 mg/l（顶板碎屑岩类）。煤层顶板碎屑岩类水、底板灰岩水及奥陶灰岩水与地表河水、砂砾石水之间有明显的分布差异，从环境同位素示踪的角度也证实河水、砂砾石水与上述各含水层之间

44、无直接的水力联系。地表水及第四系砂砾石层水水质：砂砾层水HCO3SO4CaMg型水质；阳离子以Ca2+、Mg2+为首，且Ca2+、Mg2+离子含量分别占阳离子总量的70%及20%，k+Na离子含量占阳离子总量7%左右；阴离子中SO42占阴离子总量的27%，而Cl离子仅为12%左右，并以较低的HCO3含量（232mg/l）及较高的污染离子指标NO3含量（30mg/l）为阴离子特征。NO3离子作为地下水的污染指标，反映大气降水在入渗过程中受到程度较高的污染，在通常的氧化环境条件下，NO3离子将稳定的存在于水体中，第四系砂砾层地下水的一种特征标记。第四系砂砾层地下水水质图像点在三线图中位于CaMg型

45、水区域的中部。煤层底板L7-8及L1-4灰岩地下水水质：底板L7-8及L1-4薄层灰岩水质类型随埋藏深度及所处环境而有较大的变化，通常为在较为开启的环境下显示灰岩地下水的HCO3CaMg型特征水型；而在较为封闭的地段，由于钙钠阳离子交换程度的不同水质呈HCO3CaMgNa甚至HCO3Na型。L7-8灰岩Ca2+离子含量可从66%下降到36%，平均值为51.97%；而Mg2+的含量变化在2332%（平均28.3%），K+Na含量则从10.5%上升到30.5%（平均18.93%）。阴离子中SO42离子含量变化为6.1317.61%，平均为14%，Cl离子含量变化为3.928.65%，平均7.0%，

46、尤以埋藏深度较深的L1-4.灰岩显示出封闭程度的增加，促进了这种水质类型的变化。奥灰地下水水质：从本区唯一奥灰水样分析结果可以看出奥灰水质类型为HCO3CaMg型，为华北地区典型奥灰水质，反映较好的运移条件下形成的奥灰地下水。其中Ca2+离子含量可达50.3%，Mg2+离子含量为36.07%，k+Na离子含量为13.4%。阴离子中SO42离子含量为11.4%，Cl离子含量保持在5.57%，HCO3离子组成为82.46%，其水质类型及离子含量比例值与砂岩相似，但总矿化度相差甚远，分别为462mg/l（奥灰）及502mg/l（砂岩）。各含水层基本水化学特征见表。恒成煤业不同含水层水化学特征离子组成表含水层Ca2+(%)Mg2+(%)K+Na(%)SO42-(%)Cl-(%)NO3-(mg/l)HCO3-(mg/l)水质类型砂砾岩水68.823.37.827.512.530231.2HCO3SO4CaMg顶板碎屑岩类水