《帶壓安全評(píng)價(jià)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井奧灰水帶壓開(kāi)采安全評(píng)價(jià)山西浩博工程咨詢有限公司二O一^b年九月
1山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有責(zé)任限公司礦井奧灰水帶壓開(kāi)采安全評(píng)價(jià)報(bào)告主編：李嘉晟技術(shù)負(fù)責(zé)：李剛審核：王耀忠總工程師：李剛總經(jīng)理：李保富編制單位：山西浩博工程咨詢有限公司編制日期：2017年9月目錄1前言11.1任務(wù)的由來(lái)1
21.1目的任務(wù)22礦井概況42.1礦井生產(chǎn)建設(shè)情況42.2井田位置72.3交通73.4自然地理94.5以往工作情況193地質(zhì)概況255.1區(qū)域地質(zhì)253.2礦井地質(zhì)284區(qū)域水文地質(zhì)條件384.1區(qū)域水文地質(zhì)單元384.2區(qū)域含水層特征414.3區(qū)域地下水補(bǔ)、徑、排條件436.4區(qū)域主要隔水巖組445.井田水文地質(zhì)條件455.1含水層及其特征455.2井田隔水巖組485.3井田地下水的補(bǔ)、徑、排條件48
32.4底板承壓含水層充水分析496底板隔水性能分析與帶壓開(kāi)采安全性評(píng)價(jià)523.1煤層地板隔水巖組特征526.2煤層頂?shù)装鍘r石的物理力學(xué)性質(zhì)626.3奧灰水水文地質(zhì)特征636.4突水系數(shù)計(jì)算656.5奧灰突水影響因素分析676.6煤層帶壓開(kāi)采分區(qū)及安全性評(píng)價(jià)716.7安全隔水層厚度計(jì)算786.8安全水頭壓力值得計(jì)算816.9突水量預(yù)算857、帶壓開(kāi)采技術(shù)路線及防治措施877.1帶壓開(kāi)采技術(shù)路線877.2帶壓開(kāi)采防治措施898結(jié)論和建議998.1結(jié)論999.2建議100
4順序號(hào)圖號(hào)圖名比例尺11礦井水文地質(zhì)圖1:500022礦井水文地質(zhì)剖面圖1:500033礦井綜合水文地質(zhì)柱狀圖1:50044-1山4號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖1:500054-22-1號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖1:500064-32號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖1:500074-43號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖1:500084-55號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖1:500094-68號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖1:5000105-1山4號(hào)煤層奧灰水突水系數(shù)等值線及帶壓開(kāi)采分區(qū)圖1:5000115-22-1號(hào)煤層奧灰水突水系數(shù)等值線及帶壓開(kāi)采分區(qū)圖1:5000125-32號(hào)煤層奧灰水突水系數(shù)等值線及帶壓開(kāi)采分區(qū)圖1:5000135-43號(hào)煤層奧灰水突水系數(shù)等值線及帶壓開(kāi)采分區(qū)圖1:5000145-55號(hào)煤層奧灰水突水系數(shù)等值線及帶壓開(kāi)采分區(qū)圖1:5000155-68號(hào)煤層奧灰水突水系數(shù)等值線及帶壓開(kāi)采分區(qū)圖1:5000166礦井巖溶奧灰水水位等值線圖1:5000
51、水文孔施工情況一覽表；2、鉆孔抽水試驗(yàn)成果表；3、巖石力學(xué)樣試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表；4、水質(zhì)分析成果表。附件1、礦方委托書(shū)；2、編制單位承諾書(shū)；3、礦方承諾書(shū)；4、采礦許可證5、編制單位資質(zhì)證書(shū)6、2010年《山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報(bào)告》批復(fù)；7、2011年《山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井水文地質(zhì)類(lèi)型劃分報(bào)告》批復(fù)。
61前言1.1任務(wù)的由來(lái)山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司是經(jīng)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室晉煤重組辦法[2009]9號(hào)文《關(guān)于大同市市直和左云縣、大同縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案的批復(fù)》批準(zhǔn)，以山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)為主體企業(yè)，兼并重組原左云縣水窯鄉(xiāng)帽帽山煤礦和原左云縣水窯鄉(xiāng)蘆草溝煤礦而成。2015年11月20日山西省國(guó)土資源廳為該礦發(fā)放了Cl####21220047226號(hào)采礦許可證，有效期自2015年12月9日至2018年12月9日，批準(zhǔn)開(kāi)采山八2~2、3、5、8\8號(hào)煤層，批采標(biāo)高由1165m至805m標(biāo)高，井田面積17.4209km2,批準(zhǔn)生產(chǎn)規(guī)模180萬(wàn)t/ao井田內(nèi)可采煤層為山八2\2、3、5、8號(hào)煤層，現(xiàn)井田內(nèi)除2號(hào)煤層以往存在小范圍采動(dòng)外，其他山八2\3、5、8號(hào)煤層均未開(kāi)采。根據(jù)礦井水文地質(zhì)資料，井田內(nèi)奧灰?guī)r主要含水層為下馬家溝組，富水性中等，水位標(biāo)高在1110T190nl之間。礦井地質(zhì)資料顯示:井田內(nèi)山4號(hào)煤層底板標(biāo)高為920-1100m,2T號(hào)煤層底板標(biāo)高為910-1140m,2號(hào)煤層底板標(biāo)高為910-1140m,3號(hào)煤層底板標(biāo)高為890-1140m,5號(hào)煤層底板標(biāo)高為850-1100m,8號(hào)煤層底板標(biāo)高為810To80m,各可采煤層均存在奧灰水帶壓開(kāi)采。根據(jù)區(qū)域及井田水文資料，煤礦在將來(lái)生產(chǎn)過(guò)程中，將不同程度地受到山西組、太原組砂巖水及奧灰?guī)r溶水的威脅。尤其煤層下伏有奧灰承壓含水層，故開(kāi)采下組煤層時(shí)將面臨嚴(yán)重的水害威脅。因此查清礦區(qū)水文地質(zhì)條件是企業(yè)亟待解決的水文地質(zhì)問(wèn)題。為了系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)本區(qū)的水文地質(zhì)條件，做好礦井防治水工作，山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司委托山西浩博工程咨詢有限公司，為帽帽山煤業(yè)編制《山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井奧灰水帶壓開(kāi)采安全性評(píng)價(jià)》。
71.1目的任務(wù)1.2.1目的本次工作的主要目的是根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件，奧灰及太灰?guī)r溶水賦存規(guī)律，立足于緊密結(jié)合礦井生產(chǎn)，加強(qiáng)礦井水害防治與保證礦井安全生產(chǎn)，為礦井防治水技術(shù)措施和安全開(kāi)采各煤層技術(shù)保障提供依據(jù)。實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。2.2.2任務(wù)本次工作的主要任務(wù)是在搜集整理以往地質(zhì)及水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析和研究，采用定性與定量相結(jié)合的方法，結(jié)合礦井地質(zhì)構(gòu)造，對(duì)井田可采煤層底板奧灰?guī)r溶水水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，有針對(duì)性地提出防治底板突水的對(duì)策與措施。具體的工作內(nèi)容主要包括：1）詳細(xì)分析井田內(nèi)含水層的巖性、厚度、分布、埋藏條件、富水性等水文地質(zhì)特征，隔水巖組的分布、厚度、巖性組合及隔水性能等。2）通過(guò)對(duì)礦井水文地質(zhì)條件的分析研究，分析礦井底板承壓含水層充水分析。3）通過(guò)對(duì)奧灰?guī)r溶含水層水文地質(zhì)特征的研究，分析各可采煤層底板突水特征，確定影響煤層底板突水的主要控制因素，包括地質(zhì)構(gòu)造、煤層底板隔水巖組厚度和承壓含水層作用于隔水巖組底板的水頭壓力等。4）通過(guò)對(duì)鉆孔數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)和分析，對(duì)煤層底板突水的主要影響因素進(jìn)行量化分析，繪制奧灰?guī)r溶水等水位線圖、煤層底板隔水巖組厚度等值線圖、帶壓開(kāi)采分區(qū)圖等專(zhuān)題圖件。5）根據(jù)煤層底板隔水巖組是否承受奧灰?guī)r溶水水頭壓力，確定各可采煤層帶壓開(kāi)采區(qū)和不帶壓區(qū)，并通過(guò)突水系數(shù)的計(jì)算，對(duì)帶壓區(qū)進(jìn)行突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。
86）提出防治底板突水的對(duì)策與措施等。本次報(bào)告編制的主要依據(jù)1、《煤礦防治水規(guī)定》（2009年11月）；2、《煤礦床水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)勘查評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（MT/T1091-2008）；3、《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》（GB12719-91）；4、《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0215-2002）；5、《煤礦安全規(guī)程》（國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)督局，2016年版）；
92.1礦井生產(chǎn)建設(shè)情況山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司為2009年兼并重組礦井。井田內(nèi)除2號(hào)煤層小范圍開(kāi)采外，其余煤層均未動(dòng)用。目前礦井處于基建階段。根據(jù)太原市明仕達(dá)煤炭設(shè)計(jì)有限公司提供該礦的先期開(kāi)采地段范圍即原左云縣水窯鄉(xiāng)帽帽山煤礦井田范圍，面積9.0162km2,其范圍由9個(gè)拐點(diǎn)連線圈定組成，各拐點(diǎn)坐標(biāo)詳見(jiàn)表2-1。先期開(kāi)采地段拐點(diǎn)坐標(biāo)表2-1拐點(diǎn)編號(hào)西安1980坐標(biāo)系6°帶北京1954坐標(biāo)系6°帶XYXY14416492.51966167844165391966174924415592.51966169344156391966176434414804.51966240644148511966247744414770.51966040644148171966047754413570.51966042644136171966049764413572.51966052644136191966059774413372.51966053044134191966060184413335.51965833044133821965840194416435.519658278441648219658349首采區(qū)布置在井田南部先期開(kāi)采地段，開(kāi)采2\2號(hào)煤層及3號(hào)煤層運(yùn)輸大巷，其中2T號(hào)煤層采用長(zhǎng)臂一次性采全高綜合機(jī)械化采煤法，2號(hào)煤層采用綜采放頂煤采煤，頂板管理采用全部垮落法。工業(yè)場(chǎng)地設(shè)在井田南部，利用原井筒進(jìn)行刷大。開(kāi)拓方式為斜井開(kāi)拓，布置4個(gè)井筒，即主斜井、副斜井、進(jìn)風(fēng)立井、回風(fēng)立井（井筒各參數(shù)如表2-2）o
10井筒特征表表2-2井筒名稱(chēng)主斜井副斜井進(jìn)風(fēng)立井回風(fēng)立井井口坐標(biāo)1980年西安坐標(biāo)系(6°)X4413902.6624413970.0004414311.0074415637.000Y19660053.82219659800.00019659593.94719660337.000井口標(biāo)高(m)+1357.807+1386.000+1383.561+1447.000落底標(biāo)高(m)+1060.917+1070.000+1068.561+1030.000提升方位角125°39'48"75°井筒傾角24。1「25”6°90°90°井筒垂深或斜長(zhǎng)(m)797.343142.34315.0420.0井筒直徑或?qū)挾?m)凈5.05.53.86.0掘進(jìn)5.85.37.15.84.64.47.06.8井筒斷面(m2)斷面形狀半圓拱半圓拱圓形圓形凈17.3120.1211.3428.26掘進(jìn)22.4819.5029.5823.6416.6115.2038.4736.30井筒支護(hù)支護(hù)形式碎硝錨網(wǎng)噴碎詭錨網(wǎng)噴料石硝砂硝支護(hù)厚度(mm)表土/基巖400150500150400300500400井筒裝備帶式輸送機(jī)、臺(tái)階、扶手無(wú)軌膠輪車(chē)裝備梯子間備注刷大新建利用新建主斜井：利用原有副斜井刷大改造，傾角24。。井筒凈寬5.0m,墻高1.5m,表土段采用混凝土砌硝支護(hù)，井壁厚度500mm,基巖段采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，噴漿厚度為150mm,井筒斜長(zhǎng)883.7m。主斜井裝備帶寬1.2m大傾角帶式輸送機(jī)，另一側(cè)設(shè)臺(tái)階、扶手及檢修軌，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)并兼作一進(jìn)風(fēng)井口及安全出口。副斜井：新建，傾角6°。井筒凈寬5.5m,斜長(zhǎng)3405m,表土段采用混凝土砌石宣支護(hù)，井壁厚度500mm,基巖段采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，噴漿厚度為150mm,井筒內(nèi)運(yùn)行無(wú)軌膠輪車(chē)，擔(dān)負(fù)全礦井的下料、行人、進(jìn)風(fēng)任務(wù)，兼并安全出口。
11進(jìn)風(fēng)立井：利用原有主立井刷大改造，井筒直徑5.0m,井筒垂深315.0m,。回風(fēng)井擔(dān)負(fù)礦井一水平初期開(kāi)采的回風(fēng)任務(wù)，并裝備梯子間兼作為礦井安全出口回風(fēng)立井：在井田中部新建一個(gè)直徑6.0m的井筒，裝備梯子間，擔(dān)負(fù)全礦井的回風(fēng)任務(wù)。水平劃分及開(kāi)采順序根據(jù)煤層賦存特征，設(shè)計(jì)采用斜井多水平開(kāi)拓方式開(kāi)拓井田內(nèi)各煤層。一水平開(kāi)采2工2、3號(hào)煤層，水平標(biāo)高+1045m,二水平開(kāi)采5號(hào)煤層，水平標(biāo)高+995m,三水平開(kāi)采8號(hào)煤，水平標(biāo)高+945m。礦井以一個(gè)生產(chǎn)水平、一個(gè)生產(chǎn)采區(qū)、一個(gè)綜采工作面、三個(gè)綜掘工作面來(lái)保證礦井180萬(wàn)t/a的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和正常生產(chǎn)接替，工作面長(zhǎng)度為200m。采煤方法根據(jù)井田各可采煤層賦存特征，2號(hào)煤層厚度小于4m的區(qū)域采用綜合機(jī)械化一次采全高的采煤方法，大于4m的區(qū)域采用放頂煤采煤方法，全部垮落法管理頂板。通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央分列式。礦井通風(fēng)方法采用機(jī)械抽出式。
12山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司井田位于大同市左云縣水窯鄉(xiāng)楊家窯村東部一帶，其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)112°51'01〃-112°53'56〃,北緯39。50'21〃-39°53'24〃。2015年11月20日山西省國(guó)土資源廳發(fā)放的Cl####21220047226號(hào)采礦許可證，批準(zhǔn)開(kāi)采煤層為山4、2T、2、3^5、8-1>8號(hào)煤層,批準(zhǔn)開(kāi)采方式為地下開(kāi)采,批準(zhǔn)生產(chǎn)規(guī)模180萬(wàn)t/a,有效期限自2015年12月9日至2018年12月9日，共叁年，開(kāi)采深度：由1165m至805m標(biāo)高，井田平面形態(tài)呈不規(guī)則狀，總體上南北長(zhǎng)約5.5km,東西寬約4.1km,面積為17.4209km2o井田范圍由以下11個(gè)拐點(diǎn)圈定（見(jiàn)表2-3）。井田拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表表2-3拐點(diǎn)編號(hào)西安1980坐標(biāo)系6°帶1980西安坐標(biāo)系（3°帶）XYXY14419032.5019661614.674417913.5138405016.2424416492.4919661677.674415373.3638404993.9434415489.4819661691.674414370.6538404974.2844414805.4819662433.684413662.2938405692.7754414770.4819660405.674413695.3538403665.1564413884.4719660418.674412809.5838403648.4274413884.4719660173.674412817.8038403403.6184413376.4719660149.674412310.9938403362.5994413348.4719658329.664412344.0538401543.02104416435.4819658277.664415430.4838401594.62114418975.4919658234.654417970.0238401636.892.3交通井田西南有左云經(jīng)馬道頭、吳家窯的省210公路通過(guò)，在陳家窯與大運(yùn)二級(jí)公路相接，大同至王家村的運(yùn)煤專(zhuān)線從本區(qū)北東部通過(guò)，距離約15km,距北同蒲鐵路約40km,至大同約52km,朔州市77km,交通較為便利。（見(jiàn)圖2-1交通位置圖）
13圖IT圖例礦區(qū)位置通位置比例尺1:300000圖2-1交通位置圖
142.4自然地理1.4.1地形地貌礦區(qū)屬低中山區(qū)，微地貌以黃土郎及沖溝為主，中北部發(fā)育一條主要溝谷（沙溝灣）將礦區(qū)分為兩部分，主溝谷走向近北西一南東。井田內(nèi)大面積黃天覆蓋，地勢(shì)總體北西高，南東低，最高點(diǎn)位于井田中部睡佛寺山，海拔標(biāo)高1706.2m,最低點(diǎn)位于井田東南沙溝灣溝谷內(nèi)，海拔標(biāo)高1330m,相對(duì)高差376.2m。2.4.2水文氣象1、氣象本井田區(qū)域?qū)儆诟咴貛Ц珊荡箨懶詺夂?，冬季?yán)寒，夏季炎熱,氣候干燥，風(fēng)沙嚴(yán)重。現(xiàn)將大同市左云縣氣象臺(tái)1983T987年觀測(cè)資料，和大同氣象臺(tái)1988-1992年的資料分述如下：①氣溫:氣溫一般較低，以年溫差大為特點(diǎn)，年平均氣溫為5.1℃,極端最高溫度在39.9℃,極端最低溫度在-35℃,年度最低溫差可達(dá)60℃以上，一般日溫差20℃。②降水量：年降水量分配極不均勻，暴雨強(qiáng)度大，降水多集中在7、8、9三個(gè)月，約占年降水量的60%-70%o年最大降水量為628.3mm,年最小降水量為259.3mm,年平均降水量432.44mm,日最大降水量為79.90mmo③蒸發(fā)量：全年日照時(shí)間2880-3140小時(shí)，平均為3011.4小時(shí),年日照率為68%,歷年蒸發(fā)量大于降水量，一般蒸發(fā)量為降水量的3-4倍。年蒸發(fā)量在1644-2105mm之間，年平均蒸發(fā)量為1847.8mm,4-7月間，月蒸發(fā)量為
15200-300mm,最大日蒸發(fā)量為19.2mm。④風(fēng)：大同地區(qū)一向以風(fēng)沙多而著稱(chēng)，西北風(fēng)幾乎貫穿全年，每年有風(fēng)時(shí)間占全年總時(shí)間73.2%。多集中于冬春季節(jié)，年平均風(fēng)速為3.2m/s,最大風(fēng)速可達(dá)17m/s。⑤濕度：歷年平均相對(duì)濕度為53%,最大相對(duì)濕度為100%,最小相對(duì)濕度為0。⑥凍土：歷年凍土月份為11月至翌年4月，最大凍土深度為1610mm。本區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)半干旱氣候。氣候變化晝夜懸殊，四季分明，春季多風(fēng)干旱，風(fēng)向多為西北，夏季炎熱多暴雨，秋季雨水集中，冬季雪少寒冷。年平均氣溫10.5℃,極端最高氣溫38.（1985年7月180）,極端最低氣溫-21℃（1984年12月24日）。歷年最大降水量577.7mm,最小為373.5mm,平均年降水量464.2mm,降水多集中在6—9月份，尤以7月份最多。年最大蒸發(fā)量217L7mm,最小為1766.2mm,蒸發(fā)量大于降水量。初霜期一般在10月上旬，終霜期在翌年3月下旬，無(wú)霜期150—200天。初雪期為11月中、下旬,終雪期為翌年3月中、下旬。凍土期在11月至來(lái)年3月，最大凍土深度為1m,最大積雪厚度0.30m。本區(qū)多刮西北風(fēng)，風(fēng)速2-5m/s,最大風(fēng)速21m/so2、水文本井田屬海河流域桑干河水系。井田南部主要河流有大峪河，大峪河發(fā)源于左云縣葫蘆峪、布山溝、馬道頭鄉(xiāng)分水嶺一帶，流域面積78km2,
16匯入桑干河，全長(zhǎng)22.5km,河床寬100-450m,河流彎曲系數(shù)1.24,水力坡度0.02210%,樹(shù)枝狀水系，據(jù)吳家窯水文站觀測(cè)資料,最大洪水量為208m'/s,最高水位可達(dá)1358.19m-1328.79m,河水在平常年份只有小細(xì)流，枯水期往往河床干枯，冬季河床有結(jié)冰。井田內(nèi)溝谷自北向南分布主要溝谷有沙溝灣、新道溝，區(qū)內(nèi)無(wú)其它大的地表水體，沙溝灣在井田南部由北西向東縱貫全井田。新道溝：該溝在井田內(nèi)長(zhǎng)約3.8km,走向以北西一南東為主，溝底寬25-170m,兩側(cè)邊坡高約86-146m,上游標(biāo)高約1500m,下游標(biāo)高約1378m,相對(duì)高差122m,溝谷縱坡比為3.21%,最高洪水位約1412m。該溝谷內(nèi)存在原蘆草溝煤礦副斜井，現(xiàn)已關(guān)閉，井口標(biāo)高1427.044,不受洪水威脅。沙溝灣：位于井田南部，在井田內(nèi)長(zhǎng)約2.6km,走向以北西一南東為主，溝底寬15-186m,兩側(cè)邊坡高約53-90m,上游標(biāo)高約1450m,下游標(biāo)高約1332m,相對(duì)高差118m,溝谷縱坡比為4.53%,最高洪水位約1335m。該溝谷內(nèi)分布有目前礦井的主斜井、副斜井、進(jìn)風(fēng)立井三個(gè)井筒，各井筒井口標(biāo)高分別為1357.80m、1386m、1383.56m,各井口標(biāo)高均高于洪水位標(biāo)高，不受洪水威脅。2.4.3地震歷史上記載的地震多發(fā)生于大同及周?chē)?962年6月15日左云縣發(fā)生地震，震中位于北緯40°0',東經(jīng)112°6',震級(jí)4.5級(jí)。1989年10月18日01時(shí)01分34秒，大同-陽(yáng)高發(fā)生6.1級(jí)地震。震中位置東經(jīng)39.8°,北緯113.8。，震中烈度MU度。這是一次中強(qiáng)震群，5級(jí)
17以上地震多次發(fā)生。大同、陽(yáng)高、渾源、廣靈等縣以及河北省陽(yáng)原縣、內(nèi)蒙豐鎮(zhèn)縣遭到不同程度的破壞，其中，大同、陽(yáng)高兩縣鄉(xiāng)村破壞嚴(yán)重。地震造成19人死亡，193人受傷，牲畜死亡1957頭。由于房屋多為沙黃土砌造，因此破壞最為嚴(yán)重，數(shù)萬(wàn)間倒塌，其中受災(zāi)嚴(yán)重地區(qū)的房屋倒塌達(dá)到80%以上。。1999年11月1日21時(shí)24分58秒，山西省大同市大同縣西冊(cè)田鄉(xiāng)至陽(yáng)高縣友宰鄉(xiāng)之間連續(xù)發(fā)生4.0級(jí)以上地震4次，最大地震MS5.6。這次地震是繼1989年10月18日大同一陽(yáng)高6.1級(jí)地震、1991年3月26日5.8級(jí)地震后，大同一陽(yáng)高老震區(qū)又發(fā)生的一次中強(qiáng)地震，也是山西省內(nèi)發(fā)生的最大破壞性地震。1999年11月2日在山西省渾源縣至河北省陽(yáng)原縣之間發(fā)生5.6級(jí)地震，震中位于北緯39.8°,東經(jīng)113.9°。據(jù)初步了解，震區(qū)震感強(qiáng)烈。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010,2016版)，該區(qū)地震基本烈度值VD,設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度值0.15g。2.4.4周邊礦井及小窯山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司北東為大同市焦煤有限責(zé)任公司煤礦二號(hào)井，東部為山西懷仁中能蘆子溝煤業(yè)有限責(zé)任
18公司煤礦、東南部為山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)東溝煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦、西南為山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)簸箕掌煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦、西北為山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)全羊頭煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦(批采侏羅系大同組煤層)。(見(jiàn)圖2-2四鄰關(guān)系圖)+批采侏羅系大威1、II、14號(hào)煤層大山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)金羊頭.煤業(yè)有限責(zé)任公司.十山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司批采石炭泰山⑹、2,2(18),3(19),5(22)、8工8(25)號(hào)煤層山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)東溝煤業(yè)有限責(zé)任公司批采石炭系2(18)、3(19)、4(20)、5(22)、8(25)號(hào)煤層山西贏運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)簸箕掌煤業(yè)有限責(zé)任公司;批采石炭系山*(16)、3(19)5(22),8(25)號(hào)煤層圖2-2四鄰關(guān)系圖1、周邊礦井生產(chǎn)建設(shè)情況
19(1)大同市焦煤有限責(zé)任公司煤礦二號(hào)井該礦前身系“一五”期間蘇聯(lián)援建我國(guó)156項(xiàng)重點(diǎn)工程之一鵝毛口二號(hào)井由115地質(zhì)勘探隊(duì)提出精查報(bào)告，北京煤炭設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，后因經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整而下馬，1970年又重新建礦時(shí)，取名為大同市焦煤礦。二號(hào)井田由晉煤資開(kāi)發(fā)(1984)第149號(hào)文件批準(zhǔn)，井田范圍由8坐標(biāo)點(diǎn)連線圈定，未開(kāi)采的二號(hào)井田井寬2.82km,長(zhǎng)4.6km,井田面積14km2,地質(zhì)儲(chǔ)量56857.8萬(wàn)t,可采儲(chǔ)量26079.2萬(wàn)t,共有可米煤層山八2、3、5、8、9號(hào)6層可米煤層。該礦目前正在進(jìn)行基建工程，沒(méi)有越界行為。(2)山西懷仁中能蘆子溝煤業(yè)有限責(zé)任公司該礦前身為山西省懷仁縣地方國(guó)營(yíng)蘆子溝煤礦，是山西省地方國(guó)有重點(diǎn)煤礦之一，2004年進(jìn)行了企業(yè)改制，名稱(chēng)變?yōu)樯轿鲬讶手心芴J子溝煤業(yè)有限責(zé)任公司。礦井始建于1970年，井田位于大同煤田中部的東南邊緣，井田面積17.0634km?,批準(zhǔn)開(kāi)采2、3、5、8號(hào)煤層,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬(wàn)t/a,保有地質(zhì)儲(chǔ)量4.2億t,保有可采儲(chǔ)量2.2億t,尚可服務(wù)年限為95年。該礦井現(xiàn)開(kāi)采3號(hào)煤層。采用平碉-斜井混合開(kāi)拓方式，近距離煤層聯(lián)合開(kāi)采。礦井布置有主平碉、草溝進(jìn)風(fēng)斜井和西樓溝回風(fēng)斜井三個(gè)井筒，礦井通風(fēng)方式為中央并列式。目前采用綜合機(jī)械化放頂采煤方法開(kāi)采3號(hào)煤層，井下布置一個(gè)回采工作面，一個(gè)備用回采工作面，兩個(gè)綜合機(jī)械化掘進(jìn)工作面。礦井主提升由平碉采用10t架線電機(jī)車(chē)牽引3t底卸式礦車(chē)完成，主運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)完成，輔助運(yùn)輸采用液壓絞車(chē)及調(diào)度絞車(chē)完成。回采工作面采用長(zhǎng)壁式綜合機(jī)械化低位放頂煤一次采全高的采煤方法，液壓支架支護(hù)采場(chǎng)頂板，采空區(qū)采用全部垮落法管理。
20利用平胴及草溝斜井進(jìn)風(fēng)，西樓溝斜井回風(fēng)，三個(gè)井筒均兼做全礦井的安全出口。礦井通風(fēng)方式采用中央并列式，通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式。礦井總進(jìn)風(fēng)量為5790m3/min,其中：平嗣進(jìn)風(fēng)量3266m3/min,蘆草溝斜井進(jìn)風(fēng)量2524nl3/min,西樓溝斜井回風(fēng)量5947m3/min0礦井正常涌水量40m3/h,最大涌水量60nl3/h,屬于含水性弱的礦井。根據(jù)排水需要，安裝MD85-67X5耐磨型離心泵3臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，一臺(tái)檢修。為低瓦斯礦井。該礦采空范圍距本礦界約2.5kmo（3）山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)東溝煤業(yè)有限責(zé)任公司該礦由原左云縣水窯鄉(xiāng)東溝聯(lián)營(yíng)煤礦（批采18、19、20、22、25號(hào)煤層，井田面積2.5468km\生產(chǎn)能力為30萬(wàn)t/a）與原左云縣水窯鄉(xiāng)柏山煤礦（批采18+19、20、22、25號(hào)煤層，井田面積1.9084km2,生產(chǎn)能力為21萬(wàn)t/a）進(jìn)行兼并重組，重組后經(jīng)濟(jì)類(lèi)型為有限責(zé)任公司，山西省國(guó)土資源廳于2009年12月9日為其頒發(fā)了新的采礦許可證，證號(hào)Cl####21220047212,批采18+19、20、22、25號(hào)煤層，礦井生產(chǎn)規(guī)模為90萬(wàn)t/a,礦區(qū)面積為4.4579時(shí)2。開(kāi)拓方式為斜井-立井混合開(kāi)拓，主井用原東溝聯(lián)營(yíng)煤礦主井，副井新掘，斜長(zhǎng)766m,回風(fēng)立井新掘，井深334m,行人進(jìn)風(fēng)井利用原柏山煤礦主斜井。該礦兼并重組后正常涌水量為30m7d,最大涌水量為150m3/d；該礦為低瓦斯礦井，煤塵具有爆炸性，各煤層為自燃-容易自燃煤層;據(jù)調(diào)查該礦2008年、2009年3月18+19號(hào)合并煤層40202、40203工
21作面因煤層自燃發(fā)生火災(zāi)，后封閉，當(dāng)時(shí)無(wú)有害氣體涌出。18+19號(hào)煤層采空區(qū)積水量為4734m3,采空區(qū)內(nèi)聚集有一定量的有害氣體。該礦在2004年前曾越界開(kāi)采本礦2號(hào)煤層，現(xiàn)已密閉退回。(4)山西省煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)簸箕掌煤業(yè)有限責(zé)任公司該礦前身為山西省左云縣簸箕掌煤礦，屬?lài)?guó)有企業(yè)。原簸箕掌煤礦于1984年興建，由左云縣馬道頭、小京莊兩鄉(xiāng)聯(lián)合開(kāi)辦，并以省煤資委(89)264號(hào)文件批準(zhǔn)，井田面積為5.5km2,地質(zhì)儲(chǔ)量12000萬(wàn)t,年生產(chǎn)能力為30萬(wàn)t/a,主采19、22、25號(hào)煤層，并頒發(fā)了Y11047號(hào)采礦許可證。由于兩鄉(xiāng)財(cái)力不足，被迫于1989年停工，截止1989年總投資80萬(wàn)元，主井掘進(jìn)150m,副斜井掘進(jìn)120m。1992年7月6日簸箕掌煤礦轉(zhuǎn)為地方國(guó)有煤礦，原井田坐標(biāo)范圍、面積均不變，批準(zhǔn)開(kāi)采16、19、22、25號(hào)等四層煤層，初期生產(chǎn)能力30萬(wàn)t/a。同年8月27日簸箕掌煤礦向東擴(kuò)界300m。井田面積變?yōu)?.3708km?,地質(zhì)儲(chǔ)量為25060萬(wàn)t,生產(chǎn)能力30萬(wàn)t/a,批準(zhǔn)開(kāi)采16、19、22、25等四層煤層。1992年10月30日，鑒于其井田北部大泉溝煤礦構(gòu)造復(fù)雜，儲(chǔ)量少的現(xiàn)實(shí)，山西省煤炭工業(yè)廳以晉煤計(jì)字(1992)第572號(hào)文件下發(fā)了《關(guān)于左云縣大泉溝煤礦接替簸箕掌煤礦建設(shè)可行性研究報(bào)告的審查意見(jiàn)》，同意左云縣新建簸箕掌國(guó)營(yíng)煤礦，接替大泉溝煤礦，建井規(guī)模初期為30萬(wàn)t/a,最終為60萬(wàn)t/a,服務(wù)年限214年。到2009年資源整合為止，簸箕掌煤礦仍屬于山西省左云縣基建礦井。2009年7月15日山西煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室以晉煤重組辦發(fā)[2009]9號(hào)文件批準(zhǔn)山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)有限公司兼并重組整合左云縣簸箕掌煤礦。2009年12月9日山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)采礦許可證(證號(hào)
22Cl####21220047210)批準(zhǔn)開(kāi)采16、19、22、25號(hào)煤層，礦井能力由30萬(wàn)t/a提升至120萬(wàn)t/a,新增90萬(wàn)t/a。礦井建設(shè)基本情況：簸箕掌煤礦1984年成立后，在邊建設(shè)、邊籌措資金的情況下，經(jīng)過(guò)近二十年的建設(shè)，現(xiàn)已完成了主斜井、副斜井、立風(fēng)井等三個(gè)井筒的掘進(jìn)和貫通工程，并在井田中央完成了運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷及其副巷工程，在井田北部、中南部布置了回采工作面。該礦井現(xiàn)今仍為基建礦井，未正式生產(chǎn)，原礦井開(kāi)采16、19號(hào)煤層，主要采19號(hào)煤。供電系統(tǒng)：采用雙回路電源供電，電源分別引自馬道頭35/10KV變電站10KV不同母線段，馬鋪線和水窯變電站水紅線。排灑水系統(tǒng)：主井設(shè)有集中水倉(cāng)，配備三臺(tái)80D30X8型水泵，電機(jī)功率55KW,采空涌水排入中央集中水倉(cāng)，經(jīng)主井兩趟排水管排出地面。該礦兼并重組后正常涌水量為960m7d,最大涌水量為2880mYd；該礦為瓦斯礦井，煤塵具有爆炸性，各煤層為自燃-容易自燃煤層；據(jù)調(diào)查該礦未發(fā)現(xiàn)火區(qū)。19號(hào)煤層采空區(qū)積水面積為158870m?,采空區(qū)積水量為159088m3,采空區(qū)內(nèi)聚集有一定量的有害氣體。該礦采空范圍最近緊鄰本礦西南部礦界。(5)山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)全羊頭煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦：位于本井田的西北角，是一座由原左云縣水窯鄉(xiāng)葫蘆峪煤礦、原左云縣水窯鄉(xiāng)全羊頭煤礦、原左云縣水窯鄉(xiāng)大南溝煤礦、原左云縣水窯鄉(xiāng)黃土坡煤礦及部分空白資源兼并重組整合而成的，批準(zhǔn)開(kāi)采侏羅系大同組7、10、11、14號(hào)煤層，批準(zhǔn)生產(chǎn)能力45萬(wàn)t/a。
23該礦利用原葫蘆峪煤礦的主、副井筒通過(guò)擴(kuò)大井筒斷面，作為整合后將來(lái)的主、副井，利用原全羊頭主井，通過(guò)擴(kuò)刷井筒作為新井回風(fēng)井，開(kāi)拓布置一個(gè)水平，開(kāi)采全井田的11號(hào)、14號(hào)煤層，目前基建工作正在有序進(jìn)行中。由于該礦井南部礦界局部與山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司礦界重疊，所以該礦采空積水對(duì)帽帽山煤業(yè)安全開(kāi)采會(huì)有影響，山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司在開(kāi)采西北部時(shí)要引起注意。2、井田內(nèi)以往小窯生產(chǎn)情況(1)原左云縣水窯鄉(xiāng)帽帽山煤礦原左云縣水窯鄉(xiāng)帽帽山煤礦1984年由山西省煤炭工業(yè)局批準(zhǔn)，由于種種原因一直未開(kāi)工建設(shè)，1999年換發(fā)采礦證后，經(jīng)各方努力于2002年開(kāi)工，整合前持有山西省國(guó)土資源廳2009年12月9日頒發(fā)的采礦許可證，目前正處于基建階段。建有主立井和副井。主立井現(xiàn)已掘至主要可采煤層5號(hào)煤層底板，井底車(chē)場(chǎng)正在施工中，副斜井已延伸至5號(hào)煤層，正在與主井貫通中。為節(jié)約建井投資，減少煤柱壓煤，風(fēng)井?dāng)M全部采用立井方式開(kāi)鑿。(2)原左云縣水窯鄉(xiāng)蘆草溝煤礦原左云縣水窯鄉(xiāng)蘆草溝煤礦于1998年由山西煤炭資源管理委員會(huì)以晉煤資字(98)第195號(hào)文批準(zhǔn)，并由山西省地質(zhì)礦產(chǎn)廳1999年11月10日頒發(fā)采礦許可證，2001年開(kāi)始籌建，2002年正式開(kāi)工,主豎井已掘至8號(hào)煤層，正在與副斜井貫通，為基建井，目前已關(guān)閉。2.5以往工作情況2.5.1以往勘查及地質(zhì)工作
24山西省煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司井田位于大同煤田東南部。k1955-1957年，山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)在大同煤田鵝四區(qū)進(jìn)行了精查勘探，在本區(qū)及鄰近施工了鵝303、鵝338號(hào)、鵝339號(hào)、鵝340號(hào)鉆孔。2.1980-1981年山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)進(jìn)行潘家窯普查勘探時(shí)，在本區(qū)施工鉆孔1個(gè)(潘12號(hào)孔)。3>1985-1993年山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)在包括本井田范圍的左云南勘探區(qū)進(jìn)行詳查勘探，勘探區(qū)面積830km2共施工鉆孔52個(gè)、工程量25500.30m,1995年12月提交《山西省大同煤田左云南普詳查勘探區(qū)地質(zhì)報(bào)告》，獲C+D級(jí)儲(chǔ)量1726809萬(wàn)t。山西煤田地質(zhì)局晉煤地發(fā)［1997］第20號(hào)文件批準(zhǔn)。本次利用鉆孔7個(gè)，即E304、E421、1901、1902、2001>2002、2003號(hào)孔,其中區(qū)內(nèi)5個(gè)，即E304、1901、2001、2002、2003號(hào)。4、2001年11月，蘆草溝煤礦委托115隊(duì)樁基工程處在區(qū)內(nèi)施工鉆孔1個(gè)（XI號(hào)孔）。5、2008年5月，帽帽山煤礦委托山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)在區(qū)內(nèi)施工鉆孔2個(gè)（BK-1>BK-2號(hào)孔）。6、山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)于2004年10月編制有《山西省大同左云縣水窯鄉(xiāng)蘆草溝煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告》。7、山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)于2004年11月編制有《山西省大同左云縣水窯鄉(xiāng)帽帽山煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告》。8、2010年12月山西省地質(zhì)勘查局二一四地質(zhì)隊(duì)共施工鉆孔9個(gè)，鉆探總進(jìn)尺5117.19m,其中地質(zhì)孔8個(gè)，進(jìn)尺4501.39m,水文孔1個(gè)，進(jìn)尺615.80mo全部為甲級(jí)孔。對(duì)9個(gè)鉆孔均進(jìn)行了物探測(cè)井工作，測(cè)量各可采煤層的深度、厚度、結(jié)構(gòu)。地層巖性厚度及標(biāo)志層位置、孔斜等數(shù)據(jù)，實(shí)測(cè)5024.15m,其中地質(zhì)孔8個(gè)，實(shí)測(cè)4424.00m,水文孔1個(gè)，實(shí)測(cè)600.15m。均為甲級(jí)孔。
25并編制了《山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報(bào)告》。通過(guò)估算全井田批采的2,2、5、8號(hào)煤層累計(jì)保有資源/儲(chǔ)量31093萬(wàn)t（其中氣煤28939萬(wàn)t,長(zhǎng)焰煤1709萬(wàn)t,弱粘煤358萬(wàn)t,不粘煤62萬(wàn)t,1/3焦煤25萬(wàn)t,其中蹬空區(qū)氣煤196萬(wàn)t)o保有資源/儲(chǔ)量中111b類(lèi)探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量11786萬(wàn)t,占全井田總資源/儲(chǔ)量的39%；122b類(lèi)控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量9417萬(wàn)t,lllb+122b資源/儲(chǔ)量為21399萬(wàn)t,占全井田總資源/儲(chǔ)量的69%；推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333)為9694萬(wàn)t；其中蹬空區(qū)資源/儲(chǔ)量為196萬(wàn)t2.5.2以往水文地質(zhì)工作1、2010年12月山西省地質(zhì)勘查局二一四地質(zhì)隊(duì)為山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司施工有ZK4-3水文鉆孔，孔深615.80m,終孔于奧陶系中統(tǒng)下馬家溝石灰?guī)r含水層，奧陶系鉆孔控制106.16m。抽水試驗(yàn)分三次進(jìn)行：第一次是二疊系下統(tǒng)山西組(含山4號(hào)煤層)及其以上含水層；第二次是石炭系太原組含煤巖系含水層即2,2、3、5、8號(hào)煤層含水層；第三次奧陶系碳酸鹽巖巖溶含水層。2、2011年12月，山西地寶能源有限公司于編制并提交了《山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井水文地質(zhì)類(lèi)型劃分報(bào)告》。報(bào)告依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》對(duì)井田內(nèi)2號(hào)煤層經(jīng)綜合評(píng)定，水文地質(zhì)類(lèi)型劃分為中等。3.5.3以往物探工作2013年9月中國(guó)煤炭地質(zhì)總局特種技術(shù)勘探中心在首采區(qū)進(jìn)行物探探測(cè)，圈定采空區(qū)積水區(qū)，地面瞬變電磁勘查工作野外施工歷時(shí)近40
26天，完成瞬變電磁法探測(cè)面積為4.54km2,采用40mx20m網(wǎng)度（線距40m,點(diǎn)距20m）,采用480mx480m發(fā)射線框，共計(jì)完成瞬變電磁物理點(diǎn)7472個(gè)。其中基本物理點(diǎn)6002個(gè)，加密物理點(diǎn)1039個(gè),試驗(yàn)點(diǎn)127個(gè)，檢測(cè)點(diǎn)304個(gè)。全測(cè)區(qū)瞬變電磁物理點(diǎn)甲級(jí)率達(dá)到85%以上，合格率100%,達(dá)到《規(guī)范》要求。檢測(cè)點(diǎn)一致性較好，原始記錄清楚、齊全，滿足電法資料處理解釋的需要。物探結(jié)果對(duì)已有地質(zhì)資料進(jìn)行電法綜合解釋?zhuān)醪讲槊髁?號(hào)煤層采空區(qū)含富水情況，5、8號(hào)煤層未發(fā)現(xiàn)富水情況，分析了測(cè)區(qū)的構(gòu)造含導(dǎo)水情況，進(jìn)行了小煤窯調(diào)查，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)其它未知小煤窯，所取得的成果可以為礦方下一步防治水工作提供參考。首采區(qū)物探結(jié)論2#煤層采空區(qū)富水區(qū)按其富水性分為兩個(gè)等級(jí)：I類(lèi)富水區(qū)（編號(hào)以I開(kāi)頭）和H類(lèi)富水區(qū)（編號(hào)以II開(kāi)頭），I類(lèi)富水區(qū)富水性強(qiáng),可靠程度高，II類(lèi)富水區(qū)富水性稍弱，可靠程度次之。綜合分析2#煤層存在三個(gè)I類(lèi)富水區(qū)（編號(hào)分別為IT、I-2和I-3）和兩個(gè)II類(lèi)富水區(qū)（編號(hào)為H-1和H-2）：其中I-1號(hào)富水區(qū)位于測(cè)區(qū)南側(cè)L40-40號(hào)點(diǎn)至L100-800號(hào)點(diǎn)之間的區(qū)域，位于原東溝聯(lián)營(yíng)煤礦柏山井采空區(qū)西北側(cè)，異常區(qū)域位于已知采空區(qū)內(nèi)，西側(cè)邊界與采空區(qū)邊界重合，且異常突變界線明顯，北側(cè)與已知積水區(qū)部分重合，低阻異常范圍較已知積水區(qū)大，特別是強(qiáng)異常峰值位置較已知積水區(qū)南移，該富水區(qū)內(nèi)積水可能性極大，生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)加以重視，積水區(qū)面積255477m*1-2號(hào)富水區(qū)位于測(cè)區(qū)中南部，位于已知采空區(qū)東側(cè)，與該采空區(qū)內(nèi)的已知積水區(qū)部分重疊，該富水區(qū)富水可能性較強(qiáng)，為煤層采空積水，積水區(qū)面積160239m2；1-3號(hào)富水區(qū)位于測(cè)區(qū)東南部，異常范圍和幅值較大，且位于向斜的軸部，構(gòu)造部位低，地層富水可能性較大，富水區(qū)面積319095m2；II-1號(hào)富水區(qū)位于測(cè)區(qū)西側(cè)，該異常區(qū)中部有盤(pán)區(qū)巷道和主斜井穿過(guò)，低阻異常幅值中等，推測(cè)為巷道開(kāi)掘引起巖層破碎，富水性增強(qiáng)，不排除為巷道內(nèi)的金屬支護(hù)和電磁干擾引起的假異常，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)予以核實(shí)，其富水區(qū)面積
27174530I!?；II-2號(hào)富水區(qū)位于測(cè)區(qū)西北側(cè)，異常范圍較大，綜合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，不排除受現(xiàn)場(chǎng)地形條件制約，無(wú)法水平布設(shè)發(fā)射線框所致。北側(cè)測(cè)區(qū)邊界處的東西向的陡崖導(dǎo)致北側(cè)的發(fā)射線框水平方向的傾角較大，部分發(fā)射線甚至沿陡崖垂布設(shè)，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)造成影響，可能引入假異常，因此該富水異常區(qū)可靠性較差，但異常區(qū)位于煤層的低構(gòu)造部位，其富水性較南部增加的可能性較大，其富水性有待驗(yàn)證，其富水區(qū)面積357880m2。詳見(jiàn)圖2-3
282.5.4本次參考資料本次采用地質(zhì)及水文地質(zhì)資料主要有：（1）2010年12月山西省地質(zhì)勘查局二一四地質(zhì)隊(duì)編制了《山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報(bào)告》。（2）2011年12月，山西地寶能源有限公司于編制《山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井水文地質(zhì)類(lèi)型劃分報(bào)告》。3地質(zhì)概況2.1區(qū)域地質(zhì)
293.1.1區(qū)域地層本井田位于大同煤田的中東部，大同向斜的南東翼。大同煤田出露的地層由老到新有：太古界集寧群，古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，中生界侏羅系、白堊系，新生界第三系、第四系詳見(jiàn)圖3-1及表3-1井田地層簡(jiǎn)表。
30表3-1區(qū)域地層簡(jiǎn)表界系統(tǒng)組厚度(m)新生界Kz第四系Q全新統(tǒng)Q40-15上更新統(tǒng)Q3馬蘭組Q3M0-25中更新統(tǒng)Q2離石組Q210-15下更新統(tǒng)Q1上新統(tǒng)N2中新統(tǒng)N1上統(tǒng)K2下統(tǒng)K1中統(tǒng)J2泥河灣組Qin0-107上第三系N靜樂(lè)組N2j0-35漢諾壩組Nlh0-126中生界Mz白堊系K助馬堡組K2z0-50左云組Klz0-577侏羅系J云崗組J2y0-260大同組J2d0-264下統(tǒng)J1上統(tǒng)P2永定莊組Jly0-211古生界Pz二疊系P石千峰組P2sh0-102上石盒子組P2s0-398下統(tǒng)P1下石盒子組P1X0-91山西組Pls0-96石炭系C上統(tǒng)C3太原組C3t0-138中統(tǒng)C2本溪組C2b0-64奧陶系0中統(tǒng)02上馬家溝組02s0-60下馬家溝組02x0-185下統(tǒng)01亮甲山組0110-167冶里組Oly0-55寒武系上統(tǒng)G3鳳山組G3f0-109長(zhǎng)山組G3ch0-26崗山組G3g0-95中統(tǒng)G2張夏組G2z0-141徐莊組G2x0-101下統(tǒng)G1毛莊組e2m0-57太古界Ar上太古界Ar3集寧群Ar3jn3.1.2區(qū)域構(gòu)造大同煤田位于天山-陰山緯向構(gòu)造帶的南側(cè)，新華夏系第三隆起帶上。西鄰經(jīng)向構(gòu)造帶的西石山脈，東與大同盆地接壤，再往東則屬于祁呂賀山字型東翼反射弧構(gòu)造，南為洪濤山，再往南為新華夏系北北東向的寧武向斜。大同向斜、寧武向斜組成一個(gè)北東向的“S”型
31構(gòu)造。大同煤田為一開(kāi)闊的、北東向的向斜構(gòu)造，向北東傾伏，南東翼傾角一般20-60°,局部直立倒轉(zhuǎn)，北西翼傾角較小，由于受東西向構(gòu)造的影響，其主干構(gòu)造線呈北東向（見(jiàn)圖3-2）。圖3-2井田所在煤田構(gòu)造形態(tài)示意圖大同煤田在區(qū)域構(gòu)造上有如下特征：北界為天山-陰山緯向構(gòu)造帶最南緣的次級(jí)構(gòu)造山海關(guān)-烏蘭格爾隆起，東為口泉-鵝毛口斷裂及洪濤山山前斷裂與汾渭裂陷盆地最北部與大同新生代斷陷盆地相毗鄰，西受呂梁山支脈西石山山前拗陷盆地控制，南以洪濤山背斜與寧武煤田相隔。
32大同煤田位于山西隆起北端，為一不對(duì)稱(chēng)的向斜構(gòu)造，向斜軸總體為北東30-35°,煤田東南緣地層傾角較陡，一般為30-35°,東部邊緣，局部地層直立倒轉(zhuǎn)，煤田中、西部地層傾角較平緩，大都在10°以下。據(jù)煤炭地質(zhì)總局1986T990年“華北晚古生代聚煤規(guī)律”大型科研成果和其它方面提供的新資料表明，燕山運(yùn)動(dòng)是大同煤田形成的決定時(shí)期。沿東緣發(fā)生的口泉-鵝毛口逆推斷裂，使煤田以東太古界的上覆地層全部遭受剝蝕，因推覆、擠壓，使煤田西、北部平緩上升,遭受剝蝕、侵蝕；侏羅系末期的唐河斷裂，使西北部復(fù)又快速下沉，并為白堊系巨厚沉積所覆蓋；喜山運(yùn)動(dòng)再次沿口泉山脈東麓發(fā)生強(qiáng)烈斷陷，形成大同斷陷盆地，并最終造就大同煤田今日之景觀。3.2礦井地質(zhì)3.2.1地層本礦位于大同煤田中東部，井田內(nèi)多為黃土掩蓋，基巖僅出露于溝谷底部，根據(jù)以往地質(zhì)資料，井田內(nèi)發(fā)育地層由老到新為：奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組、石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組、侏羅系下統(tǒng)永定莊組、中統(tǒng)大同組、第四系中上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)?，F(xiàn)自下而上敘述如下：(一)奧陶系(0)1、中統(tǒng)下馬家溝組（02X）厚層狀灰色石灰?guī)r夾少量黃色泥灰?guī)r，有時(shí)夾一層約2m的角礫狀灰?guī)r，含頭足類(lèi)、腕足類(lèi)化石，井田內(nèi)本次勘查施工鉆孔ZK4-3揭露奧陶系下馬家溝組灰?guī)r106.06m。
33（二）石炭系（C）1、中統(tǒng)本溪組（C2b）上部為灰黑色、灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉、細(xì)砂巖；中部多含1-2層灰?guī)r，其中下層灰?guī)r穩(wěn)定（KJ厚0.40-6.30m,平均3.13m；下部為灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖、砂巖；底部為鋁土質(zhì)泥巖（G層）和鐵質(zhì)泥巖或雞窩狀鐵礦。本組地層內(nèi)含植物化石及大量抱粉，動(dòng)物化石有腕足類(lèi)等。本組厚0-34.14m,平均12.5m。與下伏地層呈平行不整合接觸。2、上統(tǒng)太原組（Cst）為本井田主要含煤地層，主要由深灰色、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、海相泥巖、泥灰?guī)r、粉砂巖、灰白色砂巖及煤層組成，含煤2T、2、3、5；5、6、8'>8、9等9層，煤層中夾有薄層高嶺巖、炭質(zhì)泥巖，底部為一中粗粒石英砂巖（K2）,層位穩(wěn)定，厚1.80-3.50m,平均2.48m。本組含有豐富的植物化石。地層厚83.96T12.52m,平均105.59m,與本溪組呈整合接觸。（三）二疊系（P）1、下統(tǒng)山西組（PiS）為井田含煤地層，主要由灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖、中、細(xì)粒砂巖組成，上部多含一層灰色鋁土質(zhì)泥巖，下部以黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖與薄層灰白色砂巖為主，井田內(nèi)一般賦存1-2層不穩(wěn)定的薄煤層，山4為穩(wěn)定大部可采煤層。厚2.05-4.27m,平均2.93m。底部為灰白色含礫中、粗粒砂巖（L）,厚度為0.60-8.60m,平均厚2.22m。含大量植物化石，與太原組呈整合接觸，本組地層厚31.80-60.40,平均43.52m。2、下統(tǒng)下石盒子組（Pix）
34上部為灰、黃綠色砂巖、砂質(zhì)泥巖及薄層灰色鋁土泥巖，頂部為紫紅色斑塊狀鋁土泥巖，鮑狀結(jié)構(gòu)（即桃花泥巖）。下部為灰、黃綠色砂質(zhì)泥巖、泥巖及灰白色砂巖夾不穩(wěn)定薄煤層，底部為灰白色膠結(jié)堅(jiān)硬的中粗粒砂巖（KO，厚度為4.50T8.79m,平均為10.92m。與下伏山西組地層呈整合接觸。本組厚34.30-51.00m,平均厚43.0m。3、上統(tǒng)上石盒子組（Pzs）上部多為紫紅色砂質(zhì)泥巖、中粒砂巖；中部為紫色、灰綠色粉砂巖、中粒砂巖、砂質(zhì)泥巖；下部以中粗粒砂巖為主，夾有粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，色相呈黃色、紫色、雜色，易于識(shí)別。底部為黃綠色厚層狀砂巖（心）,厚度2.00—8.50m,平均4.18m。為下伏下石盒子組地層的分界砂巖。本組地層厚197.74-365.42m,平均厚277.9m,呈零星分布于井田范圍內(nèi)。4、上統(tǒng)石千峰組（Pzsh）:成紅色砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及薄層泥巖、鋁土質(zhì)泥巖，夾1-2層薄層淡水灰?guī)r；底部為一層灰綠色中、粗粒砂巖，含礫砂巖，層位較穩(wěn)定，平均厚9.00m,為與上石盒子組分界砂巖(()。本組厚0-81.63m,平均30m,主要分布于井田中西部。(四)侏羅系1、下統(tǒng)永定莊組(JM：灰、灰綠、灰黃及灰紫色等雜色砂巖及薄層狀砂質(zhì)泥巖及灰黑色泥巖、含炭泥巖，底部為含礫粗砂巖(%)?，平均厚10m。與下伏地層為不整合接觸。本組厚0-81m,平均厚30m,出露于井田北部、中東部。2、中統(tǒng)大同組(，d)
35主要分布在井田北部。主要以灰色粉砂巖、細(xì)砂巖，灰白色中砂巖組成，含煤情況不清，?鉆孔中均未見(jiàn)，推測(cè)地塹中可能含有大同組底部煤層。本組厚0-26.0m,平均厚5.0m。與下伏永定莊組整合接觸，出露于井田北部、中東部。(五)第四系(Q)1、中、上更新統(tǒng)Q+3)為淺紅色、?土黃色亞砂土、亞粘土為主，夾有鈣質(zhì)結(jié)核，主要分布于低山丘陵之上及溝谷兩側(cè)。?本組地層厚2.15-19.86m,平均厚11.14m左右，與下伏地層為不整合接觸，大范圍分布于井田內(nèi)。2、全新統(tǒng)Q)為現(xiàn)代河流沉積物，由亞砂土、砂、卵石組成，主要分部在現(xiàn)代溝谷中，厚OTOm,平均5nl左右。3.2.2構(gòu)造本井田位于大同煤田中東部左云南勘查區(qū)東部，大地構(gòu)造位置屬大同向斜的中東部。本井田總體構(gòu)造形態(tài)主要為向西北傾斜的寬緩背向斜構(gòu)造，背向斜軸部均呈NW向，形態(tài)為一波浪形。兩翼地層傾角平緩，一般為『5。。根據(jù)左云南勘探資料井田內(nèi)在東北部發(fā)育3條正斷層，井田局部構(gòu)造格局受Fl、F2斷層控制形成地塹，其特征是:井田北部由斷層F1與F2形成走向NW向條形地塹寬約700m,長(zhǎng)約3000m。詳述如下：S1背斜：分布在井田北部，軸向N25°W,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約5000m。S2向斜：分布在井田北部，軸向N35°W,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約1700m。S3背斜：分布在井田北部，軸向N55°W,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約1200m。見(jiàn)表3-2。
36表3-2背向斜特征表編號(hào)背向斜軸向井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度m控制備注s1背斜N25°W5000底板控制向斜N35°W1700底板控制S3背斜N55°W1200底板控制件斷層：分布在井田北部，走向N50°W,傾向NE,傾角70°,落差0-30m,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約2950m。F2斷層：分布在井田北部，走向N50°W,傾向SW,傾角75落差80m,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約3950m。
37F3斷層：分布在井田北部，走向N30°W,傾向SW,傾角70°,落差15-80m,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約2350m。見(jiàn)表3-3。表3-3斷層特征表編號(hào)走向傾向傾角延伸長(zhǎng)度斷距（m）備注FiN55°WNE70°2950mH=0-30m根據(jù)左云南普查地質(zhì)報(bào)告F2N50°WSW75°3950mH=80m根據(jù)左云南普查地質(zhì)報(bào)告f3N30°Wsw70°2350H=15-80m根據(jù)左云南普查地質(zhì)報(bào)告綜上所述，井田內(nèi)地層平緩，斷層發(fā)育，但對(duì)礦井先期開(kāi)采地段生產(chǎn)影響不大，因此先期開(kāi)采地段構(gòu)造復(fù)雜程度為簡(jiǎn)單類(lèi)型。詳見(jiàn)圖3-3井田構(gòu)造剛要圖。
38圖3-3井田構(gòu)造綱要圖3.2.3巖漿巖井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖。
39一、含煤性本井田含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組及石炭系上統(tǒng)太原組。山西組含煤地層厚31.80-60.40m,平均43.52m,含煤1層,山4號(hào)煤層，平均煤厚2.17m,可采含煤系數(shù)5.0虬太原組含煤地層厚83.96-112.52m,平均105.59m,由上而下含可采煤層2'、2、3、5、8、號(hào)，共計(jì)5層煤，總厚19.88m,可采含煤系數(shù)為18.8%o二、可采煤層本井田可采煤層有山4、2-1>2、3、5、8號(hào)煤層（見(jiàn)表3-4）。表3-4井田內(nèi)可采煤層特征表一層稱(chēng)一煨幻煤層厚度最小-最大平均層間距最小-最大巖性層構(gòu)煤結(jié)-夾肝可采性穩(wěn)定性頂板底板平均山40-4.525.10-23.53炭質(zhì)泥l(xiāng)Li石泥巖砂質(zhì)泥巖細(xì)砂巖簡(jiǎn)單-復(fù)雜0-4部采大可穩(wěn)定砂質(zhì)泥巖中砂巖2.172,0?58-4.292.246.231.37-4.48泥巖砂質(zhì)泥巖粉砂巖細(xì)砂巖炭質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖簡(jiǎn)單-復(fù)雜0-5部采大川穩(wěn)定2.720.59-3.7021.05-9.67炭質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥UU.石炭質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖簡(jiǎn)單-復(fù)雜0-7區(qū)采全可穩(wěn)定4.732.5326.63-37.9934.2320.06-38.4329.9131.00-4.00炭質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥L1J石泥巖砂質(zhì)泥巖簡(jiǎn)單0-2全區(qū)可采穩(wěn)定2.5450.40-12.305.99泥巖砂質(zhì)泥I.L4石粉砂巖細(xì)砂巖炭質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖粉砂巖細(xì)砂巖簡(jiǎn)單一夏柴0-9部采大可穩(wěn)定
408L10-6.944.38泥巖砂質(zhì)泥U-I石炭質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖粉砂巖較簡(jiǎn)單0-4區(qū)采全可穩(wěn)定1、山4煤層:位于山西組下部，上距下石盒子底部K”砂巖27.00-45.30m,平均34.89m,為大部可采煤層。山4號(hào)煤層厚度0-4.52m,平均2.17m,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-復(fù)雜，含夾肝0-4層，屬穩(wěn)定大部可采煤層，頂板為砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，?有時(shí)相變?yōu)橹写稚皫r，底板為砂質(zhì)泥巖。在井田中東部鉆孔ZK5-1尖滅、鉆孔XI可采厚度僅為0.57m；在井田中西部鉆孔ZK2-1可采厚度僅為0.22m。井田內(nèi)該煤層未動(dòng)用。2、2T煤層:位于山西組底部匕砂巖下0-2.00m,有時(shí)L砂巖直接覆蓋于2-煤層之上，為大部可采煤層。2T煤層厚度0.58-4.29m,平均厚2.24m,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-復(fù)雜，含0-5層夾肝，其頂板為炭質(zhì)泥巖及砂質(zhì)泥巖,有時(shí)為中砂巖，底板為高嶺質(zhì)泥巖及砂質(zhì)泥巖。在井田南部鉆孔ZK4-3煤層可米厚度僅為0.58m,為穩(wěn)定的大部可米煤層。井田內(nèi)該煤層未動(dòng)用。3、2號(hào)煤層：位于2T煤層下1.37-4.48m,平均2.72m,層間距穩(wěn)定，多為3-5m,煤厚1.05-9.67m,平均厚4.73m,全井田賦存穩(wěn)定并全區(qū)可采，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-復(fù)雜，含0-7層夾肝，其頂板為泥巖、高嶺質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖及高嶺泥巖。在井田西南邊角鉆孔1901、1902、BK-2出現(xiàn)上分層；在井田東北鉆孔鵝303、鵝338、鵝339附近與3號(hào)煤層合并為一層，為本井田穩(wěn)定全區(qū)可采煤層。以往在井田南部形成小范圍采空區(qū)。4、3號(hào)煤層：
41位于2號(hào)煤層下0.59-3.70m,平均2.53m。?煤厚1.00-4.00m,平均2.54m。全井田賦存并全區(qū)可采，屬穩(wěn)定煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含夾肝0-2層，頂板為細(xì)砂巖及高嶺質(zhì)泥巖，底板為粉砂巖。井田內(nèi)該煤層未動(dòng)用。5、5號(hào)煤層位于3號(hào)煤下26.63-37.99m,平均34.23m。煤厚0.40-12.30m,平均5.99m,為大部可采煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-復(fù)雜，含夾肝0-9層，平均5層，其巖性多為炭質(zhì)泥巖及高嶺質(zhì)泥巖，頂板為粗砂巖及砂礫巖,底板為粉砂巖及砂質(zhì)泥巖。在井田中南部鉆孔ZK4-2煤層可采厚度僅為0.40m,為全區(qū)穩(wěn)定的大部可米煤層。井田內(nèi)該煤層未動(dòng)用。6、8號(hào)煤層：位于5號(hào)煤層下20.06-38.43m,平均29.91m。煤厚1.10-6.94m,平均4.38m,全井田賦存并可采，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，有時(shí)含0-4層夾肝。頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，井田內(nèi)該煤層未動(dòng)用。4區(qū)域水文地質(zhì)條件4.1區(qū)域水文地質(zhì)單元4.1.1區(qū)域地表河流區(qū)內(nèi)神頭泉為雁北著名巖溶大泉。位于朔州市東北神頭鎮(zhèn)一帶。出露于洪濤山前源子河兩岸及河谷中，為桑干河主要源頭。該泉多年平均流量為7.84n?/s,(1958—1984),泉水流量不斷減少，1990年平均流量為4.5m3/so泉水位標(biāo)高1058.99—1063.40m。從氣候上來(lái)看，高原地帶為半干燥的大陸性氣候，年降水量很小,蒸
42發(fā)量大于降水量的四倍，這就造成了大氣降水不能大量補(bǔ)給地下水之先天條件。井田內(nèi)的河流除雨季水量較大之外，常年流水很小，只有在雨季及洪水期，大氣降水補(bǔ)給河流。但因河流坡度較大，水流速度很快，也影響了地表徑流的下滲。(見(jiàn)圖4-1神頭泉域圖)
43匚至二—二程陋r|w?|r-和|廣~??4*fBHt*艮I「量二！rM孑3[j7一口4?■由emC卜:二:：『*"”|r4~下|,.，小F：3l)■卜工Jrif|、c4;2*.?卜Mrm|?r---早-n].?：，1號(hào)15rt■V|>(GS―圖4-1井田與神頭泉域位置關(guān)系圖4.1.2水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐?/p>
44大同煤田位于大同盆地之西，介于口泉山脈、牛心山脈之間，煤田東南邊緣地層傾角較陡，地形及構(gòu)造較為復(fù)雜；西北部寬廣，地層平緩，構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷層稀疏。煤田基本呈一北東-南西向的不對(duì)稱(chēng)寬緩向斜構(gòu)造，四周為強(qiáng)烈上升的中高山地形，煤田內(nèi)部呈低山丘陵地貌，溝谷較為發(fā)育，一般相對(duì)高差200m—300m。大同礦區(qū)地下水資源貧乏，大量的勘探資料表明，除第四系沖洪積層及基巖風(fēng)化殼含水層富水性相對(duì)較好外，下覆中生界、古生界地層的巖石固結(jié)堅(jiān)實(shí)，裂隙、巖溶不甚發(fā)育，巖石一般不含水或含水微弱。地表水主要為口泉河、十里河河水。地下水補(bǔ)給主要以大氣降水補(bǔ)給為主，在口泉河、十里河河谷地段，地表水可以補(bǔ)給地下水。由于大同礦區(qū)地表徑流條件較好，一般不利于降水入滲，地下水排泄以蒸發(fā)和礦井排水為主，隨著礦井多年來(lái)的大規(guī)模開(kāi)采，地下水原有動(dòng)態(tài)平衡遭受破壞，地下水位普遍下降，巖石的含水性大大減弱，煤田內(nèi)大量井泉干涸現(xiàn)象就是最好的佐證?？傮w來(lái)說(shuō)，大同煤田屬水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單地區(qū)。大同煤田含水層根據(jù)不同巖層含水特性以及它的組合關(guān)系的差異可劃分為碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層組、碎屑巖裂隙含水層組、風(fēng)化裂隙含水層、松散巖孔隙含水層組四種類(lèi)型。按照《中國(guó)北方主要煤礦區(qū)水文地質(zhì)圖集》的劃分，本區(qū)屬于神頭巖溶水系統(tǒng)，泉口標(biāo)高1044To53m,神頭泉多年平均流量6.74m7s(1956-2003),20世紀(jì)80年代以來(lái)由于降水量等自然因素及人類(lèi)活動(dòng)的影響，泉水實(shí)測(cè)流量已由1956-1979年平均7.96m7s減少為1980-2003年平均流量5.52m7so泉水溫度13T5C,水化學(xué)類(lèi)型重碳酸鹽硫酸鹽型，礦化度285—360mg/L。神頭泉位于山西省朔州城區(qū)神頭鎮(zhèn)，大同盆地北部的神頭、司馬泊、新磨一帶，沿桑干河支流源子河河道及兩岸出露，分布面積約5"2,大小泉眼100余處，呈散流排泄，水位高程1052-1065m,地面高程1044To53m,
45為構(gòu)造上升泉，主要由神頭泉組、司馬泊泉組,河道泉組3個(gè)泉組組成。泉域東北部以源河與十里河、蒼頭河分水嶺為界；西北部應(yīng)以a地層出露線為界；最北部以三層洞泉斷層為界,而三層洞泉已不屬本泉域；西部以人馬山-虎頭山-利民堡一線的背斜軸為界；沿線出露出0「巳地層，西南邊界在八角-神池以西；西部為老牛灣及天橋泉域；東東部及東北部以大同斷陷盆地的邊緣為界；其中東北部由于云崗-平魯向斜東翹起，老地層出露而成隔水邊界，只有東南角形成透水邊界。4.2區(qū)域含水層特征大同煤田含水層根據(jù)不同巖層含水特性以及它的組合關(guān)系的差異可劃分為：碳酸巖巖溶裂隙含水層組、碎屑巖裂隙含水層組、松散巖孔隙含水層組三種類(lèi)型。本區(qū)內(nèi)主要含水層如下：一、寒武-奧陶系灰?guī)r，全層厚52()-814m,自下而上為薄層紫紅色，灰綠色粉砂巖，砂質(zhì)頁(yè)巖，淺灰，紫紅色竹葉狀灰?guī)r，酗狀灰?guī)r,厚層狀灰?guī)r，白云質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r及塊狀灰?guī)r，質(zhì)地堅(jiān)硬，灰?guī)r頂板、底板均有一層良好的隔水巖組。據(jù)幾個(gè)水文孔揭露灰?guī)r厚度45.63-309.61m,含水層厚度0-40m,裂隙多被方解石脈充填，溶洞少，水位標(biāo)高1050-1300m,含水量多取決于裂隙，溶洞的發(fā)育強(qiáng)度,鉆孔抽水試驗(yàn)單位涌水量0.000009-0.70L/s.m,滲透系數(shù)0.0008-8m/d,富水性弱,局部達(dá)中等。作為巖溶水盆地主體構(gòu)造的云崗-平魯向斜，走向北東，為一寬緩的向斜構(gòu)造向斜軸部位于泉域中心地帶，向斜兩翼寒武奧陶系石灰?guī)r區(qū)域?yàn)檠a(bǔ)給區(qū)，奧陶系灰?guī)r出露于大同煤田的西部和東部，面積236km2。直接受大氣降水的補(bǔ)給，補(bǔ)給量有限，主要補(bǔ)給源來(lái)自北部玄武巖裂隙水，通過(guò)斷層側(cè)向補(bǔ)給灰?guī)r含水層。軸部石炭二疊系砂頁(yè)巖分布區(qū)是徑流區(qū)。神頭泉為主要排泄點(diǎn)，奧陶系灰?guī)r與盆地第四系
46接觸，而成為另一個(gè)透水排泄口。而十里河，口泉河鵝毛口河及小峪河等河流出口處灰?guī)r水位最低為排泄區(qū)。即奧灰水向東、向南徑流，水力坡度0.003-0.01o二、石炭系本溪組、太原組、二疊系山西組，石盒子組等地層，巖性為由粗碎屑巖組成的含水層和砂質(zhì)泥巖、泥巖，細(xì)碎屑組成的相對(duì)隔水巖組組成。單位涌水量0.000004-0.02L/s.m,滲透系數(shù)0.44m/d,富水性較弱。三、不同時(shí)代風(fēng)化殼潛水，各時(shí)代地層，凡地表下30-90ni之間，裂隙較發(fā)育地段富水性弱，河谷兩岸與沖積層潛水于地表水有水力聯(lián)系，富水性強(qiáng)，單位涌水量0.003-1.39L/s.m,滲透系數(shù)0.062-7.48m/do四、第四系沖積層：位于河谷兩岸一、二級(jí)堆積階地及河漫灘，厚度0.62-11.31m,巖性為砂土與礫巖，單位涌水量1.21-9.47L/s.m,滲透系數(shù)5-224m/d,富水性強(qiáng)。4.3區(qū)域地下水補(bǔ)、徑、排條件神頭泉域水文地質(zhì)單元地下水分為巖溶裂隙水，砂巖裂隙水和孔隙水三類(lèi)；它們具有不同的賦存條件。單元地下水的補(bǔ)給為大氣補(bǔ)給,并經(jīng)地下徑流向東南部神頭泉域集中，并以泉水形式排出地表；砂巖裂隙水為裸露區(qū)的砂巖體大氣降水直接補(bǔ)給或個(gè)別地段巖溶水通過(guò)斷層導(dǎo)水補(bǔ)給砂巖裂隙水，砂巖裂隙水除地表沖溝砂巖出露地段以下降泉形式排泄外，煤礦開(kāi)采中以巷道淋水形式排泄，但水量極?。淮髿饨邓堑谒南悼紫兜闹苯友a(bǔ)給源，水量一般，以部分井、泉形式被開(kāi)采利用。（一）松散巖類(lèi)孔隙水補(bǔ)給、徑流與排泄條件區(qū)域內(nèi)松散巖類(lèi)孔隙地下水的補(bǔ)給來(lái)源有垂向補(bǔ)給為主。垂向補(bǔ)給以大氣降水入滲及地表水的滲漏為主，地下水徑流方向與地形坡降基本一致，自上游向下游，由地表水分水嶺向周邊谷地排入地表水體。（二）碎屑巖類(lèi)裂隙水補(bǔ)給、徑流與排泄條件
47地下水的補(bǔ)給來(lái)源及補(bǔ)給方式與含水層的出露條件和埋藏條件有關(guān)。在基巖裸露區(qū)，可直接接受大氣降水和地表水的入滲補(bǔ)給；在隱伏區(qū)，主要接受上覆松散層孔隙水的下滲越流補(bǔ)給。該類(lèi)地下水層次繁多，裂隙不發(fā)育，地下水徑流滯緩、補(bǔ)、蓄條件差，受構(gòu)造控制，其徑流途徑總體上受地勢(shì)、水系控制，除礦井排水及工農(nóng)業(yè)開(kāi)采外，最終以泉的形式排泄于河谷（溝谷）或以潛流形式排出區(qū)外。（三）巖溶裂隙地下水補(bǔ)給、徑流與排泄條件該類(lèi)地下水以大氣降水入滲補(bǔ)給為主，其次是地表水滲漏補(bǔ)給。石炭系太原組所夾幾層生物碎屑灰?guī)r（LI—L5）,賦存裂隙（巖溶不發(fā)育）潛水一承壓水。由于出露寬度與面積不大。由于地形條件復(fù)雜,加之出露面積有限，尤其相對(duì)深埋區(qū)而言，上覆有厚的隔水巖組，巖溶裂隙一般不發(fā)育。不利于大氣降水的入滲和地表水的滲漏補(bǔ)給，富水性一般較差，僅在構(gòu)造發(fā)育地段或有導(dǎo)水?dāng)鄬拥臏贤ㄇ闆r下，富水程度稍強(qiáng)。4.4區(qū)域主要隔水巖組一、本溪組和太原組底部隔水巖組本層主要由泥巖、鋁質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖和煤層組成，厚度一般達(dá)數(shù)米、較穩(wěn)定，巖石致密，隔水性良好。系奧陶系中統(tǒng)巖溶水與石炭系上統(tǒng)太原組砂巖裂隙水間的隔水巖組。二、石炭系和二疊系砂巖裂隙含水層間的隔水巖組該隔水巖組為泥巖、含鋁質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖和煤層組成。夾在各層砂巖裂隙含水層之間構(gòu)成平行復(fù)合結(jié)構(gòu)，厚度為數(shù)米至數(shù)十米，起層間隔水巖組作用。煤層采空后，因頂板裂隙發(fā)育，其隔水性變差，各含水層及其與地表水之間可相互溝通。
484.井田水文地質(zhì)條件礦區(qū)屬屬于海河流域桑干河水系，距離最近的河流為井田南部大峪河。井田內(nèi)無(wú)常年性河流，僅有兩條較大溝谷，即新道溝、沙溝灣,都屬于季節(jié)性溝谷，平時(shí)基本無(wú)水，雨季時(shí)有短暫洪水流過(guò)。井田內(nèi)各含水層的補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水。各含水層均沿裂隙、巖溶向深部逕流或以泉式形式排泄。井田內(nèi)地形相對(duì)高差376.2m,地表逕流較快，不易積水。4.1含水層及其特征據(jù)以往勘探施工的ZK4-3水文鉆孔，對(duì)山西組及其以上含水層、太原組含水層和奧陶系巖溶水分別做了抽水試驗(yàn)，同時(shí)對(duì)井田內(nèi)泉井都做了調(diào)查，這些資料的獲得，為評(píng)價(jià)井田水文地質(zhì)條件提供了可靠依據(jù)。井田內(nèi)含水巖組自下而上分述如下：1、奧陶系下馬家溝組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層根據(jù)施工水文孔ZK4-3揭露，含水層巖性主要以石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，含水層厚度約80mo施工過(guò)程中在583m處漏水，巖性破碎。巖溶裂隙發(fā)育不均，單位涌水量0.7624L/s.m,影響半徑9.58m,滲透系數(shù)0.5968m/d,礦化度0.44g/L,水質(zhì)類(lèi)型HCO^—Ca?Mg,富水性中等。實(shí)測(cè)水文孔水位標(biāo)高為1137.47m。本次收集井田西南部簸箕掌煤礦一個(gè)個(gè)水文孔資料如下：簸箕掌煤礦為本井田南部相鄰煤礦，該井田內(nèi)ZK4-5號(hào)水文孔開(kāi)孔標(biāo)高1367.02m,對(duì)本組含水巖組進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，其中試驗(yàn)段深度553.22m,
49靜水位埋深266.82m,靜止水位標(biāo)高1099.22m,抽水試驗(yàn)得出該孔單位涌水量1.406L/s.m,滲透系數(shù)1.906m/d,屬?gòu)?qiáng)富水性含水層。根據(jù)上述水文孔資料，綜合區(qū)域資料推測(cè)本井田奧灰水水位在1110-1190m之間，奧灰水位流向北東向南西徑流，奧灰水位標(biāo)高高于所有煤層底板標(biāo)高，井田內(nèi)可采煤層均屬奧灰水帶壓開(kāi)采煤層。圖5-1水文孔及奧灰水位略圖2、石炭系上統(tǒng)太原組碎屑類(lèi)巖溶裂隙含水層
50含水層主要是太原組的中-粗粒砂巖，根據(jù)鉆孔揭露，含水層厚度約8.3m.,巖芯較完整，裂隙不發(fā)育，富水性弱，單位涌水量0.000443L/s.m,影響半徑14.06m,滲透系數(shù)0.001854m/d,礦化度0.66g/L,水質(zhì)類(lèi)型HC03?Cl-K+Nao3、二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖類(lèi)裂隙含水層根據(jù)水文鉆孔揭露，含水層主要是中-細(xì)粒砂巖，厚度約為14m。埋藏較深巖層裂隙不發(fā)育，含水性弱，單位涌水量0.00024L/s.m,影響半徑15.05m,滲透系數(shù)0.000424m/d,礦化度1.45g/L,水質(zhì)類(lèi)型HC03-C1—Na。4、二疊系下統(tǒng)下石盒子組砂巖裂隙含水層根據(jù)水文鉆孔揭露，含水層巖性主要為中、細(xì)砂巖，巖石膠結(jié)致密，厚度約為20.35m。裂隙不發(fā)育，單位涌水量0.00131L/s.m,影響半徑15.05m,滲透系數(shù)0.000424m/d,含水性極弱，水質(zhì)類(lèi)型為HC03—Ca?Mg型水，礦化度0.2—0.3g水,為值7.5。5、二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層淺部巖層風(fēng)化裂隙發(fā)育，地形較高處地層大多導(dǎo)水不含水。在地勢(shì)低洼處有風(fēng)化殼水會(huì)匯集，單位涌水量0.1—0.6L/S.m,富水性中等。深部地層巖石膠結(jié)較為致密，裂隙不發(fā)育，單位涌水量0.0013L/s.m,影響半徑15.05m,滲透系數(shù)0.000424m/d,含水性極弱，水質(zhì)類(lèi)型為HC03—Ca-Mg型水，礦化度VO.5g/L,PH值7.5—7.7。6、第四系上更新統(tǒng)松散巖類(lèi)孔隙含水層含水層主要是底部卵石混合土層即砂質(zhì)粘土層及基巖強(qiáng)風(fēng)化碎屑巖層，厚度OTOm。在出露較高地區(qū)，連續(xù)性差，很少有泉水形成,富
51水性極弱。在河谷區(qū)松散孔隙含水層連續(xù)好，透水性強(qiáng)，埋深淺，水位波動(dòng)變化較大。單位涌水量約為L(zhǎng)21L/s.m,其含水層主要接受大氣降水補(bǔ)給，向溝谷區(qū)下游排泄。為周邊居民主要生活用水來(lái)源。5.2井田隔水巖組井田內(nèi)各含水層之間都有良好的隔水巖組，當(dāng)其完整性，連續(xù)性未被破壞時(shí)，完全可以隔離上下含水層之間的水力聯(lián)系。區(qū)內(nèi)各含水層之間基本上都有隔水巖組相間，主要隔水巖組如下：1、石炭系本溪組隔水巖組主要由泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖等組成，裂隙不發(fā)育，透水性差，為煤系地層良好的隔水巖組，隔水底板隔斷了其上部含水層與下伏奧陶系巖溶含水層之間的水力聯(lián)系。2、石炭系太原組上段隔水巖組組由“砂巖底至K3砂巖底部之間的泥巖、粉砂巖組成，呈層狀分布，若無(wú)構(gòu)造溝通或遭受破壞，為上、下組煤層的隔水巖組。5.3井田地下水的補(bǔ)、徑、排條件1、巖溶水本井田深層巖溶水屬神頭泉水文地質(zhì)單元，大氣降水和地表水通過(guò)灰?guī)r裸露區(qū)垂直補(bǔ)給是其主要的補(bǔ)給方式。另外其它含水層的地下水通過(guò)斷層、裂隙等構(gòu)造通道向深部補(bǔ)給，也是巖溶地下水的補(bǔ)給來(lái)源之一。巖溶地下水接受補(bǔ)給后，由南西向北東，最終于神頭泉等泉群排泄，近年來(lái)人工開(kāi)采也成為巖溶地下水的排泄方式之一。
522、裂隙水石炭系和二疊系砂巖裂隙水，在接受裸露區(qū)大氣降水補(bǔ)給和上覆松散層的入滲補(bǔ)給后，順巖層傾斜方向運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)采煤礦礦坑排水和民井開(kāi)采也是其排泄方式之一。3、孔隙水松散巖類(lèi)孔隙水，主要接受大氣降水的垂直入滲補(bǔ)給和基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給，地下水流向和地表水基本一致。排泄方式主要是蒸發(fā)排泄和人工開(kāi)采。5.4底板承壓含水層充水分析5.4.1煤層底板承壓含水層煤系地層底板主要承壓含水層為奧灰水為奧陶系下馬家溝組灰?guī)r含水層，根據(jù)井田內(nèi)及井田周邊水文孔結(jié)合區(qū)域資料，該含水層水位標(biāo)高在井田內(nèi)介于1110?1190m左右，奧灰水位標(biāo)高高于所有煤層底板標(biāo)高，井田內(nèi)可采煤層均屬奧灰水帶壓開(kāi)采煤層，因此碳酸鹽巖類(lèi)巖溶裂隙含水層水對(duì)井田內(nèi)所有批采煤層開(kāi)采均有影響。根據(jù)井田內(nèi)水文孔ZK4-3揭露，含水層巖性主要以石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，單位涌水量0.7624L/s.m,滲透系數(shù)0.5968m/d,礦化度0.44g/L,富水性中等。因此煤層底板承壓含水層為礦井主要充水水源之一。5.4.2構(gòu)造及封閉不良的鉆孔1.斷層破碎帶根據(jù)左云南勘探資料在井田東北部發(fā)現(xiàn)3條斷層，其特征如下：E斷層：分布在井田北部，走向N50°W,傾向NE,傾角70°,落差0-30m,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約2950m。
53F2斷層：分布在井田北部，走向N50°W,傾向SW,傾角75°,落差80m,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約3950m。F3斷層：分布在井田北部，走向N30°W,傾向SW,傾角70°,落差15-80m,井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約2350m。斷層勢(shì)必成為地下水和地表水的導(dǎo)水通道，尤其是在地塹構(gòu)造位置，煤層底板低于巖溶水水位標(biāo)高60-260m,一旦斷層形成導(dǎo)水通道,就會(huì)使地表水或巖溶水涌入礦井，造成危害，因此一定要加強(qiáng)對(duì)斷層的發(fā)現(xiàn)和研究。在發(fā)現(xiàn)的斷層兩側(cè)，及陷落柱周?chē)仨氁糇惚０裁簤?，以防斷層?dǎo)水，造成危害。1.封閉不良的鉆孔封閉不良鉆孔是一種人為造成的垂向?qū)ǖ?，該?lèi)導(dǎo)水通道隱蔽性強(qiáng)，很可能會(huì)造成垂向多個(gè)含水層的貫通，當(dāng)采礦活動(dòng)接近或者揭露時(shí)，可能會(huì)造成突水事故。它可能使其周邊區(qū)域含水層富水性增強(qiáng)，造成礦井涌水量增大；也有可能直接導(dǎo)通含水層水，形成含水層水進(jìn)入礦井的充水通道。封閉不良鉆孔及關(guān)閉不實(shí)的井口可能導(dǎo)通多個(gè)含水層，若發(fā)生突水，起初水量大，且會(huì)有比較穩(wěn)定的補(bǔ)給量。據(jù)《山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報(bào)告》，本次所利用鉆孔均按規(guī)范要求進(jìn)行了水泥封孔工作，封孔按封孔設(shè)計(jì)施工分三段進(jìn)行。第一段由孔底至最上一層可采煤層（山4號(hào)煤層）之上150nl用水泥砂漿封孔，封閉材料水泥、砂、水按1：1：0.7比例用鉆具注入。第二段由孔口下5m至第一層可采煤上150m,用黃泥鉆機(jī)注入封閉。第三段孔口下5m至孔口為水泥砂漿封閉，孔口埋設(shè)標(biāo)樁，符合設(shè)計(jì)要求，封孔質(zhì)量均合格。但不排除礦山開(kāi)采后，礦
54山壓力重新分布，破壞各鉆孔及井筒的封孔質(zhì)量，應(yīng)防備封閉不良的鉆孔、水井及井筒構(gòu)成導(dǎo)水通道，開(kāi)采時(shí)要確認(rèn)各鉆孔的封閉情況,留足保護(hù)煤柱。
556底板隔水性能分析與帶壓開(kāi)采安全性評(píng)價(jià)井田面臨最大的問(wèn)題是各煤層奧灰?guī)洪_(kāi)采，井田能否實(shí)現(xiàn)帶壓安全開(kāi)采，決定于本區(qū)的水文地質(zhì)條件、構(gòu)造條件、隔水巖柱厚度及其隔水、抗水性能。在底板隔水巖柱薄弱的地帶或斷裂、陷落柱等構(gòu)造破碎帶，存在著巖溶水突破相對(duì)隔水巖組潰入礦井的可能性。主要目的為：確定主采煤層的直接充水含水層、水害含水層等；分析煤層底板巖性及巖性組合，評(píng)價(jià)其保護(hù)性能；計(jì)算突水系數(shù)并確定臨界突水系數(shù)；評(píng)價(jià)主采煤層的安全性，進(jìn)行安全分區(qū)。本井田可采煤層自上而下為山4、2\2、3、5、8號(hào)煤層，所以針對(duì)各可采煤層進(jìn)行帶壓分區(qū)。6.1煤層地板隔水巖組特征6.1.1礦井水文地質(zhì)概化模型通過(guò)對(duì)山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)帽帽山煤業(yè)有限責(zé)任公司井田地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的分析，礦井水文地質(zhì)概化模型見(jiàn)圖6-1。
566.1.2煤層底板隔水巖組厚度及分布特征1、隔水巖組厚度根據(jù)各煤層隔水巖柱厚度、空間分布規(guī)律、巖性組合特征及隔水巖柱的力學(xué)性質(zhì)，對(duì)井田內(nèi)煤層底板隔水巖組進(jìn)行分析。煤層底板隔水巖組的厚度是決定于地層沉積時(shí)的古地理環(huán)境及后期地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的改造，判斷隔水巖柱的厚度鉆孔是最好的資料。本次收集井田內(nèi)的6個(gè)鉆孔資料，鉆孔終孔于奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，分別為ZK2-3、ZK3-1>ZK3-2、ZK4-1、ZK4-2、ZK4-3,根據(jù)鉆孔的隔水巖組的資料（表6-1）,繪制出各煤層底板隔水巖組厚度等值線圖，見(jiàn)圖6-2至圖6-7。據(jù)統(tǒng)計(jì)，井田內(nèi)各煤層底板隔水巖組厚度分別為：山4號(hào)100.67-148.98m,2T號(hào)煤層89.63—122.49m,2號(hào)煤層
5794.95—133.12m,3號(hào)煤層84.48-118.54m,5號(hào)煤層49.31-90.45m,8號(hào)煤層13.43-51.68m。詳見(jiàn)表6-1.隨著煤層埋深的增加，隔水巖柱的厚度有不斷變薄的趨勢(shì)。各煤層底板到奧灰頂面的隔水巖組厚度統(tǒng)計(jì)表表6-1孔號(hào)隔水巖組厚度山4號(hào)煤層2-1號(hào)煤層2號(hào)煤層3號(hào)煤層5號(hào)煤層8號(hào)煤層ZK2-3106.69101.0696.7792.0150.2116.55ZK3-1125.35109.32100.87104.0461.0730.83ZK3-2100.6794.9589.6384.4849.3113.43ZK4-1128.10120.40111.67106.2159.5224.93ZK4-2121.81108.0699.6094.6464.425.74ZK4-3148.98133.12122.49118.5490.4551.68
58圖6-2山4號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖
59圖6-32-1號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖
60圖6-42號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖
61圖6-53號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖
62圖6-65號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖
63圖6-78號(hào)煤層底板隔水巖組厚度等值線圖6.1.3煤層底板隔水巖組巖性組合特征1、底板隔水巖組的空間分布及其組合關(guān)系a、底板隔水巖組的空間分布煤層底板隔水巖組的空間分布規(guī)律是區(qū)內(nèi)構(gòu)造作用的真實(shí)寫(xiě)照。從前文底板隔水巖組等厚線圖可知，總體上煤層底板隔水巖組標(biāo)高為南部低四周(WjOb、隔水巖柱的組合關(guān)系
64本井田山4、2T、2、3、5、8號(hào)煤層底板隔水巖柱組合，是指各煤層底板至奧陶系頂面的地層巖性組合，該巖性組合為一套海陸交互相的含煤沉積建造。巖性以砂巖、泥巖、煤層相間出現(xiàn)為特征。整個(gè)巖柱巖層軟硬相間，主要為柔性的泥巖、硬脆性的砂巖等巖石組成。但受其沉積環(huán)境和后期構(gòu)造的影響，在巖性變化上，介于泥巖、砂巖之間的有泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖等，不同部位各類(lèi)巖層厚度比例也各不相同。⑴、本溪組(C2b)井田內(nèi)本溪組是一套以泥巖、粘土巖和鐵鋁粉砂質(zhì)泥巖、石灰?guī)r巖層組成的較連續(xù)穩(wěn)定的隔水巖組，井田鉆孔數(shù)據(jù)顯示，本溪組厚度為0-34.14m,平均12.5m,連續(xù)穩(wěn)定，為區(qū)域及井田奧灰水隔水頂板。平行不整合于馬家溝組之上。底部主要為黑色砂質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、鐵質(zhì)巖，厚度不穩(wěn)定；中、上部為上部為黑色、灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉、細(xì)砂巖；中上部多含廠2層灰?guī)r，其中下層灰?guī)r(K1穩(wěn)定，厚1.90-3.70m,平均3.18m；本組地層具有良好的隔水性能。(2)、太原組(C3t)從一砂巖底至及砂巖底，全組厚83.96?112.52m,平均116.19m,連續(xù)沉積于本溪組之上，巖性為深灰、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、淺灰色砂巖及煤層組成，2“、2、3、5、8號(hào)煤層就含于其中。綜上所述，各煤層以下至奧陶系頂面隔水巖柱地層有：本溪組平均厚度12.5m；太原組平均厚度116.19m?？偤衿骄s128.69m。巖性主要為泥巖、砂巖，其次是石灰?guī)r和煤層煤線，柔性巖層占主導(dǎo)地位，其次為脆性巖層，無(wú)論從厚度上還是巖性上，該巖柱均具有良好的隔水性能。6.2煤層頂?shù)装鍘r石的物理力學(xué)性質(zhì)本井田內(nèi)在勘探施工過(guò)程中，對(duì)ZK4-3
65采集煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)樣品，各煤層頂?shù)装鍘r石試驗(yàn)成果分述如下：山4號(hào)煤層頂板以砂質(zhì)泥巖為主，局部為中砂巖。厚度為2.00-3.20mo山4號(hào)煤層底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖，厚度為3.50-6.50m,層理發(fā)育，易跨落，經(jīng)測(cè)試砂質(zhì)泥巖的干容重為2.63g/cm3；比重為2.677t/m3；含水率為1.含;吸水率為1.09%；飽水率為L(zhǎng)11%；孔隙率為1.76%；天然極限抗壓強(qiáng)度為16.7-46.6MPa；干極限抗壓強(qiáng)度為87.5-95.5MPa；濕極限抗壓強(qiáng)度為82.0-83.7MPa；抗拉強(qiáng)度為3.7-4.9MPa；底板泥巖為較軟質(zhì)巖石。2\2號(hào)煤層屬近距離煤層，其頂?shù)装鍘r石物理性質(zhì)基本一致，根據(jù)試驗(yàn)成果，2\2號(hào)煤層頂板泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖，厚度為3.50-6.50m,層理發(fā)育，易跨落，經(jīng)測(cè)試砂質(zhì)泥巖的干容重為2.63g/cm3；比重為2.677t/m3；含水率為1.0%；吸水率為1.09%；飽水率為1.11%；孔隙率為1.76%；天然極限抗壓強(qiáng)度為16.7-46.6MPa；干極限抗壓強(qiáng)度為87.5-95.5MPa；濕極限抗壓強(qiáng)度為82.0-83.7MPa；抗拉強(qiáng)度為3.7-4.9MPa；2\2號(hào)煤層底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度為3.80-5.46m,經(jīng)化驗(yàn)砂質(zhì)泥巖干容重為2.57g/cm3；比重為2.61It/m*含水率為0.5%；吸水率為0.51%；飽水率為0.53%；孔隙率為1.57%；軟化系數(shù)為0.90；抗拉強(qiáng)度為1.0-1.2MPa；彈性模量為5.14-5.35X101MPa；泊松比為0.23-0.34；抗剪斷強(qiáng)度粘聚力為3.IMPa；抗剪斷強(qiáng)度內(nèi)摩擦角為49.5°o3號(hào)煤層頂板大部為泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度為3.80-5.46m,經(jīng)化驗(yàn)砂質(zhì)泥巖干容重為2.57g/cm3；比重為2.611t/m3；含水率為0.5%；吸水率為0.51%；飽水率為0.53%；孔隙率為1.57%；軟化系數(shù)為0.90；抗拉強(qiáng)度為1.0-1.2MPa；彈性模量為5.14-5.35X104MPa；泊松比為0.23-0.34；抗剪斷強(qiáng)度粘聚力為3.IMPa；抗剪斷強(qiáng)度內(nèi)摩擦角為49.5°,頂板砂質(zhì)泥巖為較軟質(zhì)巖石。
663號(hào)煤層底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、中粗砂巖，厚度為1.80-5.45m,中粗砂巖經(jīng)化驗(yàn)干容重為2.49g/cm3；比重為2.605t/m3；含水率為0.5%；吸水率為3.24%；飽水率為3.3%；孔隙率為4.41%；天然極限抗壓強(qiáng)度為56.9-74.2Mpa；抗拉強(qiáng)度為2.4-4.4Mpa；彈性模量為1.56-1.61X10'Mpa；泊松比為0.18-0.25；抗剪斷強(qiáng)度粘聚力為6.83MPa；抗剪斷強(qiáng)度內(nèi)摩擦角為43.0°,底板中粗砂巖為中硬質(zhì)巖石。綜上可見(jiàn)砂巖類(lèi)強(qiáng)度最高，其次為砂質(zhì)泥巖和泥巖類(lèi)。以上巖石力學(xué)指標(biāo)表明，正常情況下可有效抵御奧灰?guī)r溶水的壓力。6.3奧灰水水文地質(zhì)特征6.3.1奧灰水位及水頭壓力本井田中南部ZK4-3號(hào)水文孔奧灰水位標(biāo)高1137.47m；簸箕掌煤礦為本井田南部相鄰煤礦，該井田內(nèi)ZK4-5號(hào)水文孔奧灰水水位標(biāo)高1099.22m；井田位于神頭泉域北東部，結(jié)合區(qū)域奧灰?guī)r溶地下水資料，推測(cè)井田內(nèi)奧灰水位表高介于1110T190之間，詳見(jiàn)奧灰水巖溶等水位線
67圖（圖6-8）。場(chǎng)川3心》I-1064.378斷縣BK-214高電BK-1IXM413884.47Y-l966017JA7XT414770.48Y-I966O4O5.67X44HJ4347Y-I9658329.66ZK4-I991.829X-44IJ376.47丫79M>0149.67X-4418975.49丫=196582146SX-44B834476Y-I96?MI8.67X-4414305.48￥>■19662413.68_?-U*及拐點(diǎn)。號(hào)X-MI9O321OI丫4966161467C/許?遇事故"星聯(lián)62滿12X=4416435.48Y-19658277,661026.703X-4416492.49Y196616776713ZK4-51099321.40617s.ml.906md0**itn59ZK4-21035964開(kāi)采地段以471137.470.0241sm0.5968mti2001X-44154a9.48Y-I9661WIA7Om200m400m?Sin圖6-8奧灰水巖溶等水位圖根據(jù)奧灰水位標(biāo)高及煤煤層底板隔水巖組厚度，可計(jì)算出各煤層底板隔水巖組所承受的水頭高度及水頭壓力。
686.3.2奧灰?guī)r溶含水層富水性根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》附錄二含水層富水性等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按鉆孔單位涌水量(q),含水層富水性分為4級(jí)：1)弱富水性：qWO.lL/(s,m)；2)中等富水性：0.IL/(s?m)
69▽臭灰水位圖6-9突水系數(shù)計(jì)算參數(shù)圖T=P/M式中：T-突水系數(shù)，MPa/m；P—底板隔水巖組承受的水壓，Mpa；M—底板隔水巖組厚度，nio按公式計(jì)算的突水系數(shù),在底板受構(gòu)造破壞塊段一般不大于0.06MPa/m突水危險(xiǎn)性小，正常塊段不大于0.10MPa/m突水危險(xiǎn)性小。如前所述，根據(jù)井田內(nèi)鉆孔資料，井田內(nèi)鉆孔水頭高度、水頭壓力及其突水系數(shù)計(jì)算成果見(jiàn)表6-2o表6-2鉆孔煤層水頭高度、水頭壓力及突水系數(shù)計(jì)算成果表煤層鉆孔號(hào)奧灰水位標(biāo)高(m)煤層底板標(biāo)高(m)煤層底板隔水巖組厚度(m)水頭壓力(Mpa)突水系數(shù)山4號(hào)ZK2-31124.121074.28106.691.530.014ZK3-11151.021042.85125.352.290.018ZK3-21128.421066.23100.671.600.016ZK4-11160.691008.27128.102.750.021ZK4-21145.601057.98121.812.050.017ZK4-31137.471061.186148.982.210.0152-1號(hào)ZK2-31124.121068.638101.061.540.015ZK3-11151.021035.303109.322.210.020ZK3-21128.421060.52894.951.600.017ZK4-11160.691000.519120.402.750.023ZK4-21145.601044.234108.062.050.019ZK4-31137.471044.556133.122.230.0172號(hào)ZK2-31124.121064.37896.771.530.016ZK3-11151.021026.703100.872.210.022ZK3-21128.421055.17889.631.600.018ZK4-11160.69991.829111.672.750.025ZK4-21145.601035.96499.602.050.021ZK4-31137.471034.246122.492.220.0183號(hào)ZK2-31124.121059.57892.011.530.017
70ZK3-11151.021021.533104.042.290.022ZK3-21128.421050.04884.481.590.019ZK4-11160.69986.399106.212.750.026ZK4-21145.601030.88494.642.050.022ZK4-31137.471030.556118.542.210.0195號(hào)ZK2-31124.121017.87850.211.530.030ZK3-11151.02978.51361.072.290.037ZK3-21128.421014.87849.311.600.032ZK4-11160.69939.73959.522.750.046ZK4-21145.601000.63464.42.050.032ZK4-31137.471002.52690.452.210.0248萬(wàn)ZK2-31124.12984.14816.551.530.092ZK3-11151.02938.33330.832.390.078ZK3-21128.42979.03813.431.600.119ZK4-11160.69904.96924.932.750.110ZK4-21145.60962.06425.742.050.080ZK4-31137.47963.78651.682.210.0432、先期開(kāi)采地段最大突水系數(shù)全井田有6個(gè)鉆孔揭露奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，分別為ZK2-3、ZK3-KZK3-2、ZK4T、ZK4-2、ZK4-3,其中5個(gè)鉆孔（ZK2-3、ZK3-KZK3-2、ZK4-2、ZK4-3）位于先期開(kāi)采地段內(nèi)，根據(jù)前表6-2煤層水頭高度、水頭壓力及突水系數(shù)計(jì)算結(jié)果，先期開(kāi)采地段內(nèi)山4、2\2、3、5、8號(hào)煤層承受奧灰水最大突水系數(shù)分別為0.018、0.020、0022、0.022、0037和0.119MPa/m。6.5奧灰突水影響因素分析6.5.1突水因素分析1、礦井突水機(jī)理
71天然狀態(tài)下，煤系巖體處于平衡狀態(tài)，煤層上覆和下伏含水巖體中的地下水受地層巖性、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造及溶蝕條件的控制，呈自然流動(dòng)、調(diào)節(jié)狀態(tài)。采掘后，巖體應(yīng)力平衡遭到破壞，為了達(dá)到新的平衡，會(huì)發(fā)生諸如頂板垮落、底鼓和煤幫塌落等一系列工程地質(zhì)現(xiàn)象。頂板垮落和底鼓會(huì)使含水層天然流場(chǎng)發(fā)生改變，在有足夠水量或?qū)ǖ那闆r下，地下水就會(huì)沿導(dǎo)水裂隙涌入礦坑，從而形成突水事故。(1)頂板破壞及涌水當(dāng)煤礦采用全部垮落法采煤時(shí)，在采空區(qū)上方將形成垮落帶(I)裂隙帶(II)和整體移動(dòng)帶(III),如圖6-10。垮落帶和裂隙帶使連續(xù)分布的含水層受到破壞，出現(xiàn)了泄水通道，這樣賦存在煤層上覆的地下水就會(huì)滲入礦井。如裂隙帶達(dá)到地表后，會(huì)溝通地表水，使其涌入礦坑。圖6-10煤層頂板破壞帶示意圖(2)、底板破壞及涌水底板涌水的原因是含水層水壓、采動(dòng)礦壓、隔水巖組厚度及導(dǎo)水裂隙等因素共同作用的結(jié)果。根據(jù)煤礦試驗(yàn)資料，按采場(chǎng)底板變形和破壞程度的不同，可將煤層底板以下至含水層部位分成三個(gè)帶，即直接底板采動(dòng)裂隙帶、中間彈塑性變形帶和底板采動(dòng)地下水導(dǎo)升裂隙帶，如圖6-11。號(hào)?-圖6-11煤層底板破壞帶示意圖
72在礦壓、水壓的聯(lián)合作用下，水壓強(qiáng)度大于底板巖層有效隔水巖組厚度及物理力學(xué)指標(biāo)時(shí)，地下水就會(huì)沿巖層溶蝕地帶（如斷層破碎帶、裂隙發(fā)育帶）涌入礦井，常見(jiàn)的主要是奧陶系巖溶水，本區(qū)主要突水威脅即來(lái)源于此。奧灰含水層影響其突水性的因素主要有：隔水底板軟巖與硬巖組合及隔水能力；地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育程度；底板下伏奧灰水壓分布；奧灰含水層富水性與上部充填帶巖溶發(fā)育程度等。6.5.2地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層突水的影響從目前已有資料來(lái)看，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造的存在，是削弱底板阻隔水性能、導(dǎo)致奧灰突水的主要影響因素之一。就斷層而言，對(duì)礦井充水的影響是復(fù)雜多樣的：①斷裂帶本身含水，成為礦井充水或發(fā)生突水的水源。②斷層是地下水良好的導(dǎo)水通道。斷層帶內(nèi)巖石破碎，膠結(jié)松散，當(dāng)導(dǎo)通煤層和多層含水層，尤其是奧灰?guī)r溶水時(shí)，在水壓、礦壓等動(dòng)力因素作用下，含水層水將沿著斷層帶突入井巷，造成巨大災(zāi)難。③斷層使隔水層厚度減小。穿切煤層的斷層兩盤(pán)發(fā)生上下錯(cuò)動(dòng)，使煤層與對(duì)盤(pán)含水層間距變小，即隔水層厚度相對(duì)減小，甚至造成煤層與對(duì)盤(pán)含水層直接對(duì)接。這些部位最容易誘發(fā)突水，開(kāi)采時(shí)應(yīng)留設(shè)足夠的防隔水煤柱。防隔水煤柱的寬度按照《煤礦防治水規(guī)定》附錄三留設(shè)。④斷層破碎帶導(dǎo)致底板隔水層段強(qiáng)度降低。斷層帶附近巖層遭受相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，巖石構(gòu)造復(fù)雜，結(jié)構(gòu)破碎，特別是斷層轉(zhuǎn)折、相交、尖滅部位或者多條斷層成組發(fā)育地帶，底板隔水層段遭到嚴(yán)重破壞，強(qiáng)度顯著降低，是斷層帶最易發(fā)生突水的部位。⑤斷層導(dǎo)致承壓水的原始導(dǎo)升。承壓含水層頂面在有斷層等裂隙發(fā)育的情況下，若承壓水沿?cái)鄬訉?dǎo)升到煤層或者接近煤層底板的位置，在礦壓、放炮震動(dòng)等外力因素作用下容易誘發(fā)底板突水。
73就陷落柱而言，它是煤系下伏可溶巖系中的大跨度溶洞發(fā)生持續(xù)向上塌陷所產(chǎn)生的，絕大多數(shù)以陷伏形式存在，在我國(guó)華北型煤田開(kāi)采過(guò)程中，絕大多數(shù)陷落柱不導(dǎo)水，但一般發(fā)生突水，往往是災(zāi)難性的。巖溶陷落柱圍巖裂隙帶是巖溶陷落柱導(dǎo)突水的主要通道，陷落柱在形成過(guò)程中，周邊圍巖因卸載、松動(dòng)、撞擊形成了一個(gè)以陷落柱柱體為中心的、不規(guī)則環(huán)狀破碎裂隙帶，受煤礦采動(dòng)應(yīng)力作用的影響，裂隙帶抗剪強(qiáng)度降低，地下水的楔入，導(dǎo)致裂隙尖端應(yīng)力集中，使裂隙擴(kuò)展貫通，成為導(dǎo)水通道，從而可能引發(fā)陷落柱突水。該井田內(nèi)斷層發(fā)育，目前未發(fā)現(xiàn)陷落柱及巖漿巖侵入體。今后要加強(qiáng)對(duì)構(gòu)造的探測(cè)工作，防止構(gòu)造導(dǎo)水。6.5.3采掘工作對(duì)煤層底板突水的影響當(dāng)開(kāi)采煤層底板下存在承壓含水層時(shí)，由于采掘工程破壞了煤層隔水底板的天然受力狀態(tài)，靜水壓力和采礦活動(dòng)產(chǎn)生的礦山壓力會(huì)對(duì)煤層底板造成破壞，導(dǎo)致底板隔水巖組的強(qiáng)度降低，阻水性能下降。承壓水對(duì)煤層底板的破壞機(jī)理比較復(fù)雜，它是地質(zhì)條件（隔水巖組的性質(zhì)與厚度）、水文地質(zhì)條件（底板含水層靜水壓力）及采礦活動(dòng)產(chǎn)生的礦山壓力綜合作用的結(jié)果，與隔水巖組的構(gòu)造、巖性組合、厚度、比重、強(qiáng)度、靜水壓力、工作面長(zhǎng)度、采高、開(kāi)采深度、傾角、開(kāi)采方法、頂板管理方式及礦山壓力等影響因素密切相關(guān)。本次采用經(jīng)驗(yàn)公式CP=0.303L08進(jìn)行計(jì)算，式中CP為煤層底板破壞深度，L為工作面斜長(zhǎng)，按設(shè)計(jì)取200m,計(jì)算得Cp=21.00m,小于井田內(nèi)的5號(hào)煤層底板最小隔水巖組厚度（49.31m）,大于井田內(nèi)8號(hào)煤層最小隔水巖組厚度（13.31m）o因此采掘工作對(duì)8號(hào)煤層開(kāi)采時(shí)底板突水存在嚴(yán)重影響。6.6煤層帶壓開(kāi)采分區(qū)及安全性評(píng)價(jià)
74首先根據(jù)奧灰水位標(biāo)高是否高于煤層底板標(biāo)高，劃分出帶壓開(kāi)采區(qū)及非帶壓區(qū)。在帶壓開(kāi)采區(qū)內(nèi)再根據(jù)底板隔水巖組承受的水頭壓力、隔水巖組厚度計(jì)算突水系數(shù)，然后按照突水系數(shù)大小，并結(jié)合附近礦井地質(zhì)構(gòu)造對(duì)其進(jìn)行分區(qū)：突水系數(shù)小于底板受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)0.06MPa/m為帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)，突水系數(shù)大于0.06MPa/m而小于0.IMPa/m為帶壓開(kāi)采過(guò)渡區(qū)，突水系數(shù)大于0.IMPa/m為帶壓開(kāi)采危險(xiǎn)區(qū)。
75井田內(nèi)各煤層均屬帶壓開(kāi)采煤層，各煤層分區(qū)圖如下:圖6T2山4號(hào)煤層奧灰水帶壓開(kāi)采分區(qū)圖
76圖6-132-1號(hào)煤層奧灰水帶壓開(kāi)采分區(qū)圖
77圖6742號(hào)煤層奧灰水帶壓開(kāi)采分區(qū)圖
78圖6-153號(hào)煤層奧灰水帶壓開(kāi)采分區(qū)圖
79?XT419032.50二^Y=I966I614.67+1817161514奧灰水(-4415489.48f-19661691.67/百本￡。?！盳K2-3/50JIIO1718JS34B*!?Si~~P\^4|4m48YE96ttM0567rwA?Mt斷層as??WA?主斜井（刷大）IO3J.88 80圖6T78號(hào)煤層奧灰水帶壓開(kāi)采分區(qū)圖綜上，本井田6各揭露奧灰鉆孔4、2工2、3、5、8號(hào)煤層承受奧灰水最大突水系數(shù)分別為0.021、0.023、0.025、0.026、0.046和0.119MPa/mo井田內(nèi)山八2,2、3號(hào)煤層突水系數(shù)均小于底板受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)0.06Mpa/m,為帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)，一般突水危險(xiǎn)性小。5號(hào)煤層井田北部煤層底板標(biāo)高低于970m范圍內(nèi)，突水系數(shù)大于底板受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)0.06Mpa/m,小于0.IMPa/m為帶壓開(kāi)采過(guò)渡區(qū)，其他 81絕大部分區(qū)域處于帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)。8號(hào)煤層井田東南部處于突水系數(shù)小于底板受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)0.06Mpa/m,為帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)，井田中部突水系數(shù)大于底板受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)0.06Mpa/m,小于0.IMPa/m為帶壓開(kāi)采過(guò)渡區(qū)，井田北部及南部大面積處于突水系數(shù)大于一般塊段臨界突水系數(shù)0.10Mpa/m,為帶壓開(kāi)采突水危險(xiǎn)區(qū)，該范圍內(nèi)發(fā)生突水可能性極大。6.7安全隔水層厚度計(jì)算安全隔水巖組厚度是指承受某一水壓值作用的隔水底板所需要的最小厚度，這個(gè)厚度與一定的水壓值相對(duì)應(yīng)，不同的水壓值就要求不同的安全隔水巖組厚度。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中安全隔水巖組厚度計(jì)算公式：如一+8K〃p_/"函,式中：t—安全隔水巖組厚度（m）L一巷道底板寬度（m）Y一底板隔水巖組的平均重度（MN/mDKp—底板隔水巖組的平均抗拉強(qiáng)度（Mpa）P—底板隔水巖組承受的水頭壓力(Mpa)根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》，該公式主要適用于巷道和跨度小的采掘工程，而用該公式評(píng)價(jià)采煤工作面底板突水危險(xiǎn)程度時(shí)最大跨度(最大控頂距離)L定為工作面的控頂距。公式中，關(guān)于工作面的控頂距、底板隔水巖組的平均重度和平均抗拉強(qiáng)的選取。參考《礦井防治水管理規(guī)定》中各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算時(shí)的取值經(jīng)驗(yàn)，最終確定本次計(jì)算：底板隔水巖組的平均重度Y取0.022MN/m3；底板隔水巖組的平均抗拉強(qiáng)度Kp取0.2Mpa。工作面的控頂距L一般取10-20mo 82根據(jù)上述參數(shù)，計(jì)算時(shí)考慮到不同地段奧灰水壓的變化，本次計(jì)算選擇了各鉆孔水壓進(jìn)行計(jì)算對(duì)比，同時(shí)計(jì)算時(shí)選擇L=10、15、20m為工作面的最大控頂距離。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6-4。如果計(jì)算的安全隔水巖組厚度小于或等于隔水巖組厚度，即t安全＜t實(shí)際，則安全或極限平衡；如果t安全＞t實(shí)際，則可能發(fā)生突水。表6-3安全隔水巖組厚度計(jì)算成果表煤層孔號(hào)底板隔水巖組承受水壓值(Mpa)隔水巖組厚度(m)L=10安全隔水巖組厚度(m)L=15安全隔水巖組厚度(m)L=20安全隔水巖組厚度(m)對(duì)比分析結(jié)論對(duì)比突水系數(shù)(T)山4ZK2-31.53106.691723.7929.63t安全＜t實(shí)際0.014安全ZK3-12.29125.3521.3430.2338.10t安全＜t實(shí)際0.018安全ZK3-21.60100.6717.4424.4430.48t安全＜t實(shí)際0.016安全ZK4-12.75128.1023.6133.6342.58t安全＜t實(shí)際0.021安全ZK4-22.05121.8120.0528.3335.59t安全Vt實(shí)際0.017安全 83ZK4-32.21148.9820.9229.6137.28t安全＜t實(shí)際0.015安全2-1ZK2-31.51101.0617.0623.8929.76t安全＜t實(shí)際0.015安全ZK3-12.21109.3220.9229.6137.28t安全＜t實(shí)際0.020安全ZK3-21.6094.9517.4424.4430.48t安全＜t實(shí)際0.017安全ZK4-12.75120.4023.6133.6342.58t安全＜t實(shí)際0.023安全ZK4-22.05108.0620.0528.3335.59t安全Vt實(shí)際0.019安全ZK4-32.23133.1221.0229.7737.49t安全＜t實(shí)際0.017安全2ZK2-31.5396.7717.0023.7929.63t安全＜t實(shí)際0.016安全ZK3-12.21100.8720.9229.6137.28t安全vt實(shí)際0.022安全ZK3-21.6089.6317.4424.4430.48t安全＜t實(shí)際0.018安全ZK4-12.75111.6723.6133.6342.58t安全＜t實(shí)際0.025安全ZK4-22.0599.6020.0528.3335.59t安全＜t實(shí)際0.021安全ZK4-32.22122.4920.9729.6937.38t安全＜t實(shí)際0.018安全3ZK2-31.5392.0117.0023.7929.63t安全＜t實(shí)際0.017安全ZK3-12.29104.0421.3330.2338.10t安全＜t實(shí)際0.022安全ZK3-21.5984.4817.3824.3530.36t安全＜t實(shí)際0.019安全ZK4-12.75106.2123.6133.6342.58t安全＜t實(shí)際0.026安全ZK4-22.0594.6420.0528.3335.59t安全＜t實(shí)際0.022安全ZK4-32.21118.5420.9229.6137.28t安全Vt實(shí)際0.019安全5ZK2-31.5350.2117.0023.7929.63t安全＜t實(shí)際0.030安全ZK3-12.2961.0721.3330.2338.10t安全＜t實(shí)際0.037安全ZK3-21.6049.3117.4424.4430.48t安全＜t實(shí)際0.032安 84全ZK4-12.7559.5223.6133.6342.58t安全＜t實(shí)際0.046安全ZK4-22.0564.420.0528.3335.59t安全＜t實(shí)際0.032安全ZK4-32.2190.4520.9229.6137.28t安全＜t實(shí)際0.024安全8ZK2-31.5316.5517.0023.7929.63t安全〉t實(shí)際0.092危險(xiǎn)ZK3-12.3930.8321.8531.0039.11t安全〉t實(shí)際0.078危險(xiǎn)ZK3-21.6013.4317.4424.4430.48t安全〉t實(shí)際0.119危險(xiǎn)ZK4-12.7524.9323.6133.6342.58t安全〉t實(shí)際0.110危險(xiǎn)ZK4-22.0525.7420.0528.3335.59t安全〉t實(shí)際0.080危險(xiǎn)ZK4-32.2151.6820.9229.6137.28t安全Vt實(shí)際0.043安全從表6-3可以看出：山4、2-1、2、3、5號(hào)煤層，在L值取10-20之間，各鉆孔計(jì)算安全隔水層厚度均小于實(shí)際厚度，與突水系數(shù)的計(jì)算結(jié)果相符合為突水安全。8號(hào)煤層除ZK4-3號(hào)鉆孔安全外，其余均為安全隔水層厚度大于實(shí)際厚度，不安全。同時(shí)表中的計(jì)算結(jié)果可以總結(jié)出：在底板隔水巖組承受不同水壓值的情況下，對(duì)應(yīng)的安全隔水巖組厚度的值（見(jiàn)表6-4）o可為帽帽山煤業(yè)開(kāi)采時(shí)提供參考依據(jù)。但開(kāi)采時(shí)必須對(duì)斷裂破碎帶及隱伏陷落柱做好探測(cè)預(yù)報(bào)工作。表6-4安全隔水巖組厚度分析總結(jié)表底板隔水巖組承受水壓值IMpa2Mpa3Mpa4Mpa5Mpa安全隔水層厚度22.48m35.05m44.87m53.20m60.56m6.8安全水頭壓力值得計(jì)算安全水壓力值為某一厚度的隔水底板所能承受的最大水壓值，這個(gè)值與一定的厚度相對(duì)應(yīng)，不同厚度的值不同。 851、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中掘進(jìn)巷道時(shí)安全水頭壓力計(jì)算公式：P=2Kp*+yt式中：P一底板隔水巖組能夠承受的安全水壓(Mpa)L一巷道寬度(m)Y一底板隔水巖組的平均重度(MN/mDKp—底板隔水巖組的平均抗拉強(qiáng)度(Mpa)t一隔水巖組厚度(m)公式中主要適用于巷道或沿地層傾向跨度小的采掘空間。沿用安全隔水巖組厚度計(jì)算方法一中參數(shù)取值，同時(shí)也將式中L定為工作面的控頂距。計(jì)算臨界水壓值時(shí)，將隔水巖組的厚度分別以各鉆孔隔水巖組厚度給出，得其相應(yīng)的計(jì)算值Pm。計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表6-6。如果計(jì)算的安全水壓小于或等于底板隔水巖組實(shí)際承受水壓值，即P安全WP實(shí)際，則說(shuō)明底板不安全，可能發(fā)生底板突水；如果P安全＞P實(shí)際，則說(shuō)明底板安全，一般不會(huì)發(fā)生底板突水。表6-5安全水頭壓力計(jì)算成果表(一)煤層孔號(hào)底板隔水巖組厚度(m)底板隔水巖組承受水壓值(Mpa)L=10安全水壓值(Mpa)L=15安全水壓值(Mpa)L=20安全水壓值(Mpa)對(duì)比分析結(jié)論對(duì)比突水系數(shù)(T)山4ZK2-3106.691.5347.8822.5813.73t安全＞t實(shí)際0.014安全ZK3-1125.352.2965.6130.6918.47t安全＞t實(shí)際0.018安全一ZK3-2100.671.6042.7520.2312.35t安全＞t實(shí)際0.016安全 86ZK4-1128.102.7568.4631.9919.23t安全＞t4際0.021安全ZK4-2121.812.0562.0329.0617.52t安全＞t實(shí)際0.017一安全一ZK4-3148.982.2192.0642.7425.47t安全＞t實(shí)際0.015安全2-1ZK2-3101.061.5443.0820.3812.44t安全＞t實(shí)際0.015安全一ZK3-1109.322.2150.2123.6514.36t安全＞t實(shí)際0.020安上ZK3-294.951.6038.1518.1211.10t安全＞t實(shí)際0.017安全ZK4-1120.402.7560.6328.4217.14t安全實(shí)際0.023安全ZK4-2108.062.0549.0923.1414.05t安全＞t實(shí)際0.019安上ZK4-3133.122.2373.8134.4320.65t安全＞t實(shí)際0.017安全2ZK2-396.771.5339.5918.7811.49t安全實(shí)際0.016安全ZK3-1100.872.2142.9220.3112.39t安全＞t實(shí)際0.022安全一ZK3-289.631.6034.1116.2510.01t安全＞t實(shí)際0.018安全ZK4-1111.672.7552.3424.6314.93t安全＞t實(shí)際0.025一安全ZK4-299.602.0541.8719.8312.11t安全＞t實(shí)際0.021安全ZK4-3122.492.2262.7129.3717.70t安全＞t實(shí)際0.018安全3ZK2-392.011.5335.8917.0710.49t安全＞t實(shí)際0.017安全ZK3-1104.042.2945.5921.5313.11t安全實(shí)際0.022安全ZK3-284.481.5930.4114.559.00t安全＞t實(shí)際0.019安全一ZK4-1106.212.7547.4622.3913.62t安全＞t實(shí)際0.026安全ZK4-294.642.0537.9118.0111.04t安金＞t實(shí)際0.022一安全一ZK4-3118.542.2158.8127.5916.66t安全實(shí)際0.019安全5ZK2-350.211.5311.195.593.63t安全＞t實(shí)際0.030安全ZK3-161.072.2916.267.975.07t安全＞t實(shí)際0.037安全ZK3-249.311.6010.815.413.52t安全實(shí)際0.032安全ZK4-159.522.7515.487.614.85t安全實(shí)際0.046安全一ZK4-264.42.0518.018.795.56t安全＞t實(shí)際0.032安全ZK4-390.452.2134.7116.5310.17t安全＞t實(shí)際0.024安全8ZK2-316.551.531.460.850.64t安全Vt實(shí)際0.092危險(xiǎn) 87ZK3-130.832.394.482.371.63t安全Vt啦際0.078危險(xiǎn)ZK3-213.431.601.020.620.48t安全Vt實(shí)際0.119危險(xiǎn)ZK4-124.932.753.031.651.17t安全vt實(shí)際0.110危險(xiǎn)ZK4-225.742.053.221.741.23t安全vt實(shí)際0.080危險(xiǎn)ZK4-351.682.2111.825.893.81t安全＞t實(shí)際0.043安全一2、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中采煤工作面安全水頭壓力計(jì)算公式：P=TSM式中：P—底板隔水巖組能夠承受的安全水壓(Mpa)M—底板隔水巖組厚度(m)Ts—臨界突水系數(shù)(Mpa/m)取0.06Mpa/m計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表6-6o從以上各安全水頭壓力計(jì)算成果表可以看出，上面介紹的各種計(jì)算方法和計(jì)算結(jié)果，可在帽帽山煤礦帶壓開(kāi)采中運(yùn)用。同時(shí)也總結(jié)出：在不同的底板隔水巖組厚度下對(duì)應(yīng)的安全水頭壓力值。也可為帽帽山煤礦開(kāi)采時(shí)提供參考依據(jù)。表6-6安全水頭壓力計(jì)算成果表(二)煤層孔號(hào)隔水巖組厚度(m)底板隔水巖組實(shí)際承受水壓值(Mpa)安全水壓(Mpa)對(duì)比分析結(jié)論對(duì)比突水系數(shù)(T)山4ZK2-3106.691.536.4014P安全＞p實(shí)際安全ZK3-1125.352.297.521P安全〉P實(shí)際安全ZK3-2100.671.606.0402P安全〉P實(shí)際安全ZK4-1128.102.757.686P安全aP實(shí)際安全ZK4-2121.812.057.3086P安全〉P實(shí)際安全ZK4-3148.982.218.9388P安全＞p實(shí)際安全2-1ZK2-3101.061.546.0636P安全〉P實(shí)際安全 88ZK3-1109.322.216.5592P安全＞p實(shí)際安全ZK3-294.951.605.697P安全AP實(shí)際安全ZK4-1120.402.757.224P安全,P實(shí)際安全ZK4-2108.062.056.4836P安全〉P實(shí)際安全ZK4-3133.122.237.9872P安全,P實(shí)際安全2ZK2-396.771.535.8062P安全＞p實(shí)際安全ZK3-1100.872.216.0522P安全,P實(shí)際安全ZK3-289.631.605.3778P安全＞p實(shí)際安全ZK4-1111.672.756.7002P安全＞p實(shí)際安全ZK4-299.602.055.976P安全AP實(shí)際安全ZK4-3122.492.227.3494P安全〉P實(shí)際安全3ZK2-392.011.535.5206P安全〉P實(shí)際安全ZK3-1104.042.296.2424P安全＞p實(shí)際安全ZK3-284.481.595.0688P安全＞p實(shí)際安全ZK4-1106.212.7563726P安全〉P實(shí)際安全ZK4-294.642.055.6784P安全AP實(shí)際安全ZK4-3118.542.217.1124P安全,P實(shí)際安全5ZK2-350.211.533.0126P安全＞p實(shí)際安全ZK3-161.072.293.6642P安全〉P實(shí)際安全ZK3-249.311.602.9586P安全〉P實(shí)際安全ZK4-159.522.753.5712P安全＞p實(shí)際安全ZK4-264.42.053.864P安全AP實(shí)際安全ZK4-390.452.215.427P安全〉P實(shí)際安全8ZK2-316.551.530.993P安全＜p實(shí)際危險(xiǎn)ZK3-130.832.391.8498P安全＜p實(shí)際危險(xiǎn)ZK3-213.431.600.8058P安全＜p實(shí)際危險(xiǎn)ZK4-124.932.751.4958P安全＜p實(shí)際危險(xiǎn)ZK4-225.742.051.5444P安全＜p實(shí)際危險(xiǎn)ZK4-351.682.213.1008P安全aP實(shí)際安全6.9突水量預(yù)算本次運(yùn)用地下水動(dòng)力學(xué)理論，利用大井法對(duì)奧灰?guī)r溶水突水量進(jìn)行粗略的估算。引用ZK4-3孔資料，采用承壓完整井計(jì)算公式MSQ=2?732K嬴而其中Q—突水量，m3/d；K一滲透系數(shù)，0.5968m/d； 89M—含水層厚度，80m；S一水位降深，ZK4-3孔靜水位標(biāo)高-煤底板標(biāo)高則：山4號(hào)煤層水位降深=1137.47-1061.186=76.28m；2-1號(hào)煤層水位降深=1137.47-1044.556=92.91m；2號(hào)煤層水位降深=1137.47-1034.246=103.22m；3號(hào)煤層水位降深=1137.47-1030.556=106.91m；5號(hào)煤層水位降深=1137.47-1002.526=134.94m；8號(hào)煤層水位降深=1137.47-963.786=173.68m；R。一引用影響半徑，m；r。一突水通道等效半徑，m,回采工作面受采動(dòng)影響，礦山壓力重新分布，假定在應(yīng)力降低區(qū)底板隔水巖組薄弱部位發(fā)生突水，突水通道等效半徑按5nl計(jì)。Ro=R+r（）,R采用經(jīng)驗(yàn)公式R=10s#計(jì)算。參數(shù)選擇：按井田內(nèi)ZK4-3號(hào)水文孔為參照孔，結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)資料進(jìn)行選取。經(jīng)估算，山4號(hào)煤層開(kāi)采過(guò)程中若發(fā)生突水，奧灰?guī)r溶水瞬時(shí)突水量Q=200m3/h;2-1號(hào)煤層開(kāi)采過(guò)程中若發(fā)生突水，奧灰?guī)r溶水瞬時(shí)突水量Q=234m7h；2號(hào)煤層開(kāi)采過(guò)程中若發(fā)生突水，奧灰?guī)r溶水瞬時(shí)突水量Q=255m3/h；3號(hào)煤層開(kāi)采過(guò)程中若發(fā)生突水，奧灰?guī)r溶水瞬時(shí)突水量Q=262m3/h；5號(hào)煤層開(kāi)采過(guò)程中若發(fā)生突水，奧灰?guī)r溶水瞬時(shí)突水量Q=316m7h；8號(hào)煤層開(kāi)采過(guò)程中若發(fā)生突水，奧灰?guī)r溶水瞬時(shí)突水量Q=388m7ho7、帶壓開(kāi)采技術(shù)路線及防治措施7.1帶壓開(kāi)采技術(shù)路線 907.1.1技術(shù)路線2013年6月由武強(qiáng)等編制的《煤礦防治水手冊(cè)》對(duì)帶壓開(kāi)采適應(yīng)條件做了總結(jié)。帶壓開(kāi)采技術(shù)是指：煤層開(kāi)采底板存在承壓含水層,在不進(jìn)行或很少進(jìn)行降低含水層水頭壓力的情況下，能夠安全將煤采出，不發(fā)生任何底板出水。因此，帶壓開(kāi)采應(yīng)符合以下條件。1、帶壓開(kāi)采區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，含水層補(bǔ)給條件差或一般,補(bǔ)給水源少或有一定補(bǔ)給水源。在不采取任何疏降措施下，能夠?qū)崿F(xiàn)安全開(kāi)采。2、帶壓開(kāi)采范圍內(nèi)水文地質(zhì)條件中等，但補(bǔ)給水源通道清楚，通過(guò)局部注漿、帷幕注漿封堵補(bǔ)給通道和水源，在少量疏水降壓后，含水層水頭值能夠降到安全水頭值以下，可進(jìn)行帶壓開(kāi)采。3、帶壓開(kāi)采范圍內(nèi)構(gòu)造發(fā)育簡(jiǎn)單，斷層及伴生斷層發(fā)育簡(jiǎn)單且有規(guī)律，褶皺發(fā)育平緩且裂隙較少，未發(fā)現(xiàn)有陷落柱等構(gòu)造，含水層水壓值小于臨界水壓值，滿足帶壓開(kāi)采要求。4、帶壓開(kāi)采范圍內(nèi)煤層與含水層之間隔水巖組完整，不存在破碎帶和薄弱帶，且厚度符合要求。5、帶壓開(kāi)采范圍內(nèi)煤層與含水層之間的實(shí)際隔水巖組厚度大于理論計(jì)算的安全隔水巖組厚度。從以上總結(jié)及本報(bào)告對(duì)礦井奧灰水突水危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)可以看此帽帽山井田范圍內(nèi)先期開(kāi)采地段布置有一個(gè)水文孔(ZK4-3),并且先期開(kāi)采地段內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，達(dá)到了勘探階段要求。全井田有6個(gè)鉆孔揭露奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，分別為ZK2-3、ZK3T、ZK3-2、ZK4-1、ZK4-2、ZK4-3,基本控制了可采煤層底板防隔水層厚度。山4、2\2、3號(hào)煤層承受奧灰水最大突水系數(shù)分別為0.021、0.023、 910.025、0.026MPa/m,皆小于0.06MPa/m,屬于帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)，5號(hào)煤層井田北部煤層底板標(biāo)高低于970m范圍內(nèi)，突水系數(shù)大于底板受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)0.06Mpa/m,小于0.IMPa/m為帶壓開(kāi)采過(guò)渡區(qū)，其他絕大部分區(qū)域處于帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)。8號(hào)煤層承受奧灰水最大突水系數(shù)為0.119Mpa/m,8號(hào)煤層井田東南部處于突水系數(shù)小于底板受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)0.06Mpa/m,為帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)，井田中部突水系數(shù)大于底板受構(gòu)造破壞塊段臨界突水系數(shù)0.06Mpa/m,小于0.IMPa/m為帶壓開(kāi)采過(guò)渡區(qū)，井田北部及南部大面積處于突水系數(shù)大于一般塊段臨界突水系數(shù)0.10Mpa/m,為帶壓開(kāi)采突水危險(xiǎn)區(qū)，井田中北部(先期開(kāi)采地段外)缺乏水文地質(zhì)工程控制，所以在5、8號(hào)煤層開(kāi)采前需進(jìn)行水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探工作。7.1.2工作重點(diǎn)根據(jù)帽帽山礦井的實(shí)際情況及本方案的防治水路線，提出本案奧灰水防治工作重點(diǎn):(1)根據(jù)帽帽山采掘布置，當(dāng)工作面推進(jìn)至北部時(shí)，工作面將面臨奧灰承壓水的威脅越來(lái)越大，而奧灰突水的關(guān)鍵問(wèn)題在于是否存在奧灰水導(dǎo)水通道，因此，礦方應(yīng)加強(qiáng)帶壓區(qū)內(nèi)導(dǎo)水構(gòu)造的探查工作。此外，山4、2、3號(hào)煤層評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)奧灰突水可能性較小。5、8號(hào)煤層存在突水過(guò)渡區(qū)及突水危險(xiǎn)區(qū)，對(duì)該區(qū)域應(yīng)重新補(bǔ)充水文地質(zhì)勘探工作。(2)本礦井開(kāi)采山4、2|、2、3號(hào)煤層底板奧灰突水的關(guān)鍵因素是導(dǎo)水通道，所以對(duì)斷層、陷落柱及節(jié)理裂隙密集帶的探查就成為本礦井防治奧灰突水的重點(diǎn)。 927.2帶壓開(kāi)采防治措施在分析帽帽山井田開(kāi)采水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，依據(jù)礦井奧灰突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，本礦井的承壓開(kāi)采防治水措施為對(duì)水文地質(zhì)工程控制不足區(qū)域進(jìn)行水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探；井田物探與鉆探相結(jié)合，查明構(gòu)造及其導(dǎo)水性，進(jìn)而采取針對(duì)性的防治措施。7.2.1水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探通過(guò)對(duì)帽帽山煤礦的礦井地質(zhì)報(bào)告、水文類(lèi)型劃分報(bào)告及水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告等地質(zhì)資料的整理、對(duì)比、分析和研究。井田范圍內(nèi)山4、2,2、3號(hào)煤層全區(qū)存在帶壓開(kāi)采問(wèn)題，“突水系數(shù)”法結(jié)果顯示，山4、2,2、3號(hào)煤層帶壓系數(shù)及突水系數(shù)均小于0.06MPa/m(即低于受構(gòu)造影響地段的臨界突水系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值0.06MP/m),即山4、2,2、3號(hào)煤層帶壓開(kāi)采是安全的，發(fā)生奧灰水突水的危險(xiǎn)性小，但是不能排除隱伏導(dǎo)水構(gòu)造等導(dǎo)水通道的存在。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)帶壓區(qū)內(nèi)導(dǎo)水構(gòu)造的探查工作。其次，應(yīng)控制和探查斷層、陷落柱和裂隙密集帶等地質(zhì)異常體。全井田有6個(gè)鉆孔揭露奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，分別為ZK2-3、ZK3T、ZK3-2、ZK4T、ZK4-2、ZK4-3,其中5個(gè)鉆孔（ZK2-3、ZK3-KZK3-2、ZK4-2、ZK4-3）位于先期開(kāi)采地段內(nèi)，井田中北部（先期開(kāi)采地段外）缺乏水文地質(zhì)工程控制，對(duì)井田中北部區(qū)域（先期開(kāi)采地段外）應(yīng)進(jìn)行水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探工作，對(duì)新施工的水文孔進(jìn)行抽放水試驗(yàn)，取準(zhǔn)奧灰含水層水文地質(zhì)資料，為各可采煤層帶壓開(kāi)采提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。并對(duì)帶壓開(kāi)采進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的開(kāi)采設(shè)計(jì)方案。7.2.2斷層防水煤柱的合理留設(shè)防水煤柱留設(shè)的原則為： 931）防水煤柱留設(shè)必須做到科學(xué)合理、保證安全、提高資源利用率。2）留設(shè)防水煤巖柱必須考慮地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤層賦存、圍巖物理力學(xué)性質(zhì)等自然因素，還要與采煤方法、開(kāi)采強(qiáng)度、支護(hù)形式等人為因素相適應(yīng)。3）在同一地點(diǎn)有兩種或兩種以上煤柱時(shí)，所留設(shè)的煤柱必須滿足各個(gè)煤柱要求。4）煤柱計(jì)算公式參數(shù)選擇盡量用本地區(qū)資料，如果沒(méi)有即可參照其他相鄰地區(qū)資料，應(yīng)適當(dāng)加大安全系數(shù)。帽帽山煤礦小斷層發(fā)育較多，目前揭露的多為高角度層間正斷層。斷層兩側(cè)巖層發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，造成不同含水層之間的隔水巖組厚度變小，同時(shí)與煤層之間的距離減小，在煤層開(kāi)采到距離斷層一定范圍時(shí),斷層帶導(dǎo)通的含水層水通過(guò)斷層裂隙突入礦井，將造成水害，因此，必須在導(dǎo)水?dāng)鄬觾蓚?cè)留設(shè)一定寬度防水煤柱，阻止斷層水進(jìn)入礦井。根據(jù)帽帽山煤礦斷層發(fā)育特征及煤層與圍巖接觸方式，建議防水煤柱留設(shè)可參考下述方法計(jì)算：（1）正斷層下盤(pán)防水煤柱留設(shè)正斷層下盤(pán)主采煤層距離奧灰強(qiáng)含水層距離正常，上盤(pán)強(qiáng)含水層由于向下錯(cuò)動(dòng)，影響較小。斷層是否為導(dǎo)水?dāng)鄬訉?duì)煤礦開(kāi)采安全有一定影響。接觸方式如下圖所示。a—斷層傾角；兒一斷層安全防隔水煤（巖）柱的寬度； 94L—防隔水煤（巖）柱寬度圖7T正斷層下盤(pán)防水煤柱留設(shè)示意圖當(dāng)考慮底部壓力時(shí)，應(yīng)當(dāng)使煤層底板到斷層面之間的最小距離（垂距），大于安全煤柱的高度（〃）的計(jì)算值，并不得小于20mo其計(jì)算公式為L(zhǎng)=—sma>20m 95當(dāng)考慮斷層水在順煤層方向上的壓力時(shí)，選用下式:L=0.5K般—>20m式中L——煤柱留設(shè)的寬度，m；K-——安全系數(shù)，一般取2?5；M煤層厚度或采高，m；P水頭壓力，MPa；區(qū)——煤的抗拉強(qiáng)度，MPao根據(jù)以上2種方法計(jì)算的結(jié)果，取用較大的數(shù)字，但仍不得小于20mo如果斷層不導(dǎo)水，防隔水煤（巖）柱的留設(shè)尺寸，應(yīng)當(dāng)保證含水層頂面與斷層面交點(diǎn)至煤層底板間的最小距離，在垂直于斷層走向的剖面上大于安全煤柱的高度（A）時(shí)即可，但不得小于20m。（2）正斷層上盤(pán)防水煤巖柱留設(shè)在正斷層上盤(pán)，由于向下錯(cuò)動(dòng)，斷距較大的斷層容易發(fā)生主采煤層與強(qiáng)含水層對(duì)接的情況。防水煤巖柱留設(shè)按照下述方法進(jìn)行:(b)工一防隔水煤（巖）柱寬度；L,L,乙一防隔水煤（巖）柱各分段寬度;〃一最大導(dǎo)水裂縫帶高度；〃一斷層安全防隔水煤（巖）柱的寬度: 96，一斷層傾角；6一巖層塌陷角；〃一煤層底板以上的靜水位高度；稱(chēng)一斷層上盤(pán)含水層層面高出下盤(pán)煤層底板的高度圖7-2正斷層上盤(pán)防水煤柱留設(shè)示意圖當(dāng)含水層頂面高于最高導(dǎo)水裂縫帶上限時(shí)，防隔水煤（巖）柱可按圖8-2中a、b留設(shè)。其計(jì)算公式為L(zhǎng)pLi+L^LFHaCsc夕+"cot夕+，cot8最高導(dǎo)水裂縫帶上限高于斷層上盤(pán)含水層時(shí)，防隔水煤（巖）柱按圖7-2中c留設(shè)。其計(jì)算公式為L(zhǎng)=匕計(jì)葭+5—cos5cot夕）+（"cos5+防（cot9+cot5）220m式中：入一防隔水煤（巖）柱寬度，m；Li,G—防隔水煤（巖）柱各分段寬度，m；〃一最大導(dǎo)水裂縫帶高度，m；。一斷層傾角，（°）;5一巖層塌陷角，（°）；斷層上盤(pán)含水層層面高出下盤(pán)煤層底板的高度，m；〃一斷層安全防隔水煤（巖）柱的寬度，m?！ㄖ祽?yīng)當(dāng)根據(jù)礦井實(shí)際觀測(cè)資料來(lái)確定，即通過(guò)總結(jié)本礦區(qū)在斷層附近開(kāi)采時(shí)發(fā)生突水和安全開(kāi)采的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，計(jì)算其水壓（p）與防隔水煤（巖）柱厚度（粉的比值⑴p/2，并將各點(diǎn)之值標(biāo)到以"為橫軸，以埋藏深度〃。為縱軸的坐標(biāo)紙上，找出7；值的安全臨界線，詳見(jiàn)圖7-3。H、=二+10A值也可以按下列公式計(jì)算：丁，式中：L防隔水煤（巖）柱所承受的靜水壓力，MPa； 97北一臨界突水系數(shù)，MPa/m；10—保護(hù)帶厚度，一般取10mo利用本礦資料時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮隔水巖組的巖性、物理力學(xué)性質(zhì)、巷道跨度或工作面的空頂距、采煤方法和頂板控制方法等一系列因素。圖7-3北和關(guān)系曲線圖7.2.3掘進(jìn)巷道防治水工作巷道掘進(jìn)工作面同樣也受到奧灰承壓水的威脅，對(duì)巷道掘進(jìn)的防治水工作也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)。掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照《煤礦防治水規(guī)定》的要求執(zhí)行，本著“有疑必探、先探后掘”的原則，做好超前物探和超前鉆探工作。（1）超前物探在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，巷道前方如果發(fā)現(xiàn)或揭露斷層，且斷層導(dǎo)含水性存在一定的不確定性，斷層確切位置可能與已有的資料不符，其突水存在不可預(yù)知性，所以必須進(jìn)行掘進(jìn)頭超前探查工作。帶高壓掘進(jìn)應(yīng)將超前探測(cè)作為日常防治水的重要內(nèi)容，超前探的主要方法有：直流電法、瞬變電磁技術(shù)、地質(zhì)雷達(dá)。掘進(jìn)頭超前物探主要采用井下直流電法進(jìn)行超前探,可探測(cè)80m,安全掘進(jìn)50m。 98這一方法在煤巷中使用效果較好，因?yàn)槊簽楦咦杞橘|(zhì)，在有含水構(gòu)造時(shí)介質(zhì)的電阻差異很大，易于發(fā)現(xiàn)異常；而在砂、泥巖中使用效果不好，原因是砂、泥巖為低阻層，其內(nèi)的含水構(gòu)造電性差異小。主要用于超前探測(cè)礦井含水構(gòu)造(包括陷落柱)、含水層、老空積水等。瞬變電磁技術(shù)利用人工在發(fā)射線圈加以脈沖電流，產(chǎn)生一個(gè)瞬變的電磁場(chǎng)，可查明含水地質(zhì)如巖溶洞穴與通道、煤礦采空區(qū)、深部不規(guī)則水體等。地質(zhì)雷達(dá)是通過(guò)特定儀器向地下發(fā)送脈沖形式的高頻、甚高頻電磁波，電磁波在介質(zhì)中傳播，當(dāng)遇到存在電性差異的地下目標(biāo)體，如空洞、分界面等時(shí)，電進(jìn)波便發(fā)生反射，根據(jù)接收到的雷達(dá)波形、強(qiáng)度、雙程時(shí)頻等參數(shù)便可推斷地下目標(biāo)體的空間位置、結(jié)構(gòu)、電性及幾何形態(tài)，從而達(dá)到對(duì)地下隱蔽目標(biāo)物的探側(cè)。這是一種非破壞性的探側(cè)技術(shù)，并具有較高的探測(cè)精度和分辨率?？沙疤綔y(cè)30m范圍內(nèi)的斷層、陷落柱、含水帶等地質(zhì)構(gòu)造異常體。(2)掘進(jìn)探放水工作帶壓掘進(jìn)過(guò)程中，在水文地質(zhì)異常地段，如斷裂富水帶、向斜軸部富水區(qū)及老空水等，都要進(jìn)行超前鉆探。打探查孔或探放水，具體時(shí)間安排應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)工作實(shí)際進(jìn)度與現(xiàn)場(chǎng)需要來(lái)確定。探放方法要按照《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦防治水規(guī)定》進(jìn)行。(3)超前注漿封堵經(jīng)物探和鉆探查明存在構(gòu)造(如斷層、陷落柱)且富水性較好，通過(guò)探放水仍無(wú)法通過(guò)時(shí)，應(yīng)采取超前注漿對(duì)其進(jìn)行封堵，待形成帷幕且鉆探驗(yàn)證安全后再進(jìn)行掘進(jìn)。超前注漿工程必須有專(zhuān)門(mén)的工程設(shè)計(jì)方案。包括注漿層位、注漿孔的布置、注漿方法、注漿系統(tǒng)和注漿工藝等。7.2.4工作面防治水工程 99一、工作面布置及要求開(kāi)采技術(shù)是預(yù)防水害實(shí)現(xiàn)安全采煤的措施之一，大量開(kāi)采實(shí)踐和研究結(jié)果表明，煤層底板破壞與工作面的規(guī)模，開(kāi)采順序有一定的關(guān)系。根據(jù)采動(dòng)礦山壓力對(duì)底板突水試驗(yàn)與研究，針對(duì)預(yù)防煤礦水害的開(kāi)采技術(shù)有下列幾方面：(1)控制工作面規(guī)模：對(duì)于當(dāng)保護(hù)層薄強(qiáng)度不夠或構(gòu)造裂隙發(fā)育時(shí)，可采用大面改小面，適當(dāng)縮短工作面斜長(zhǎng)以減少破壞深度，降低礦井突水的風(fēng)險(xiǎn)。(2)調(diào)整工作面布置：工作面布置應(yīng)盡量避免在斷層帶附近和其平行，以降低因礦壓作用引起的采面周邊剪切帶與斷層斷裂帶疊加可能造成工作面突水的概率。(3)頂板控制：當(dāng)頂板堅(jiān)硬不易冒落面形成懸頂跨距過(guò)大時(shí)，則應(yīng)人工放頂，減少懸頂面積，降低初次來(lái)壓強(qiáng)度，應(yīng)依據(jù)相似礦井長(zhǎng)期的開(kāi)采實(shí)踐和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定結(jié)果制定相應(yīng)的控制措施，控制初次來(lái)壓步距小于10?15m,最好不大于20m。(4)協(xié)調(diào)開(kāi)采順序：如采區(qū)接替分層開(kāi)采，因采取間歇式開(kāi)采,避免礦壓集中作用和頂?shù)装逶诜欠€(wěn)定情況下疊加破壞，一般間歇時(shí)間至少保持3~6個(gè)月。(5)底板薄弱帶預(yù)注漿加固：對(duì)有原始導(dǎo)高大的區(qū)域、斷裂帶異常導(dǎo)水帶、導(dǎo)水陷落柱等應(yīng)預(yù)先進(jìn)行注漿封堵加固，增加隔水巖組阻抗強(qiáng)度，防治底板突水。此外，應(yīng)加強(qiáng)分區(qū)隔離，一旦發(fā)生較大的奧灰突水，把災(zāi)害控制到最小。二、綜合物探(1)物探方法選擇①探測(cè)目的：2T煤及底板隔水巖組構(gòu)造；采掘前方及底板富水區(qū)段；奧灰水原始導(dǎo)高。物探方法特征：對(duì)構(gòu)造敏感；對(duì)富水區(qū)段敏感；針對(duì)性、有效性、可靠性。③ 100原則：以井下物探為主，其它物探為輔，盡量消減物探解譯多解性的不足；適合采區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件特征。(2)物探方法采掘過(guò)程中要加強(qiáng)井下物探工作，帶壓開(kāi)采工作面的探測(cè)工作應(yīng)在危險(xiǎn)地段如斷層、陷落柱水文異常區(qū)等地段加強(qiáng)井下超前探測(cè)。常用有效的物探方法有：（1）瞬變電磁側(cè)向探測(cè)；（2）無(wú)線電波坑道透視等。三、井下探放水工程工作面探放水工程應(yīng)在下列情況下進(jìn)行：①巷道接近落差較大的斷層時(shí)；②接近勘探階段遺留的鉆孔時(shí)；③接近巖溶陷落柱時(shí)；④接近其他富水區(qū)時(shí)；利用綜合物探手段對(duì)導(dǎo)水構(gòu)造的具體位置、形態(tài)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的探測(cè)和導(dǎo)水評(píng)價(jià)是必不可少的工作，由于物探具有多解性的特點(diǎn)，鉆探驗(yàn)證不可缺少。各工作面應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況編制物探異常區(qū)超前鉆探設(shè)計(jì)，鉆探的設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：鉆孔布設(shè)方案，鉆孔類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、鉆孔參數(shù)、終孔層位，鉆探施工、下套管、套管耐壓試驗(yàn)、施工機(jī)械，施工技術(shù)要求。探放巖溶陷落柱水和舊勘探孔水時(shí)，探放水孔應(yīng)成組布置，在巷道前方水平面或垂直面呈扇形布置。探放斷層水時(shí)，鉆孔應(yīng)沿掘進(jìn)前方和下方布置。井下探放水工程必須特別重視安全問(wèn)題。在水壓大于IMPa的地點(diǎn)探水時(shí)，要預(yù)先固結(jié)套管并在管口安裝閘閥及防止鉆具突然被水頂出的措施。鉆孔放水前，應(yīng)估算積水量，做好排水準(zhǔn)備，做好放水量、水壓、水質(zhì)情況的記錄工作。8結(jié)論和建議 1017.1結(jié)論本報(bào)告是在廣泛收集、認(rèn)真分析研究區(qū)域和井田地質(zhì)、水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上開(kāi)展的，重點(diǎn)對(duì)井田內(nèi)各含水巖組水文地質(zhì)條件進(jìn)行評(píng)述，對(duì)山4、2,2、3、5、8號(hào)煤層帶壓開(kāi)采技術(shù)條件進(jìn)行分析，并進(jìn)行煤層帶壓開(kāi)采突水危險(xiǎn)性分區(qū)，預(yù)測(cè)了礦井發(fā)生透水時(shí)可能的瞬時(shí)突水量，提出防治水措施。經(jīng)對(duì)帽帽山煤業(yè)礦井水文地質(zhì)條件的綜合分析與評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)帶壓開(kāi)采專(zhuān)項(xiàng)措施。本報(bào)告主要成果如下:1、井田內(nèi)奧灰?guī)r溶含水層主要為馬家溝組含水層，含水層巖性主要以石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，含水層厚度約80m。經(jīng)ZK4-3孔對(duì)奧陶系馬家溝組含水層進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，水位標(biāo)高為1137.47m,單位涌水量O7624L/s.m,影響半徑9.58m,滲透系數(shù)0.5968m/d,礦化度O44g/L,水質(zhì)類(lèi)型HCO3-Ca?Mg,富水性中等。2、井田內(nèi)最上部可采煤層底板標(biāo)高為1110m,推測(cè)井田內(nèi)奧灰水位為1110T190m之間，因此井田內(nèi)山4、2\2、3、5、8號(hào)煤層均屬帶壓開(kāi)采煤層。3、分析了煤煤層底板隔水巖組的厚度及分布、巖性組合特征及隔水性能，井田內(nèi)各煤層底板隔水巖組厚度分別為：山4號(hào)100.67-148.98m,2T號(hào)煤層89.63—122.49m,2號(hào)煤層94.95—133.12m,3號(hào)煤層84.48-118.54m,5號(hào)煤層49.31-90.45m,8號(hào)煤層13.43-51.68m；底板隔水巖組巖性主要為泥巖、砂巖,其次是石灰?guī)r和煤層煤線，柔性巖層占主導(dǎo)地位，其次為脆性巖層，無(wú)論從厚度上還是巖性上，該巖柱均具有良好的隔水性能。4、根據(jù)奧灰水位標(biāo)高及煤煤層底板隔水巖組厚度，計(jì)算了煤層底板隔水巖組所承受的水頭高度、水頭壓力及突水系數(shù)。本井田6個(gè)揭露奧灰鉆孔山4、2\2、3、5、8號(hào)煤層承受奧灰水最大突水系數(shù)分別為0.021、0.023、0.025、0.026、0.046、0.119MPa/m。先期開(kāi)采地段內(nèi)山4、2\2、3、5、8 102號(hào)煤層承受奧灰水最大突水系數(shù)分別為0.018、0.020、0.022、0.022、0.037和0.119MPa/m。根據(jù)突水系數(shù)大小以及地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦井突水的影響進(jìn)行了帶壓開(kāi)采分區(qū)，并對(duì)帶壓開(kāi)采安全性進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。即全井田山八2\2、3號(hào)皆處于帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)；5號(hào)煤層井田北部為帶壓開(kāi)采過(guò)渡區(qū)，其他絕大部分區(qū)域處于帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)；8號(hào)煤層井田東南部為帶壓開(kāi)采相對(duì)安全區(qū)，其他絕大部分區(qū)域處于帶壓開(kāi)采過(guò)渡區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)。6、根據(jù)帶壓開(kāi)采分區(qū)有針對(duì)性地提出了相應(yīng)的帶壓開(kāi)采防治對(duì)策及措施。7.2建議1、井田內(nèi)各可采煤層存在奧灰水帶壓開(kāi)采，在礦井生產(chǎn)中要做好對(duì)構(gòu)造導(dǎo)水性探測(cè)工作，防治奧灰水形成底板突水威脅。2、井田中北部地段（先期開(kāi)采地段外）水文地質(zhì)資料缺乏，礦方需進(jìn)行水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探工作，取準(zhǔn)奧灰含水層水文地質(zhì)資料，為各可采煤層能否帶壓開(kāi)采提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。3、加強(qiáng)礦井水文地質(zhì)管理，認(rèn)真做好編制“五種圖件”和建立“十五種臺(tái)帳”的工作，建立水文地質(zhì)信息管理系統(tǒng)。4、防治水工作必須堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的原則。
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