矿井防治水专项设计

水城县大田煤矿矿井防治水专项设计榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计地测部-张礼军二Ｏ一八年一月目录11．概述11.1目的和任务11.2位置及交通31.3水文与气象41.4地形地貌41.5以往的水文地质工作61.6矿井现状71.7编制依据及技术标准82矿井地质条件82.1矿井构造82.1.1构造82.2地层172.3煤层及煤质172.3.1含煤性182.3.2煤层202.3.2煤质233矿区水文地质条件233.1矿区含（隔）水层293.2矿井充水因素分析344矿井水害防治方案344.1水害防治方案的确定344.2水害防治工程的设置355防水煤（岩）柱留设355.1防水煤（岩）柱的种类355.2防水煤（岩）柱留设355.2.1．防水煤（岩）柱的留设原则365.2.2防水煤（岩）柱的留设376矿井防治水措施376.1矿井开拓、开采所采取的安全保证措施376.1.1矿井开拓工程位置及层位选择386.1.2采掘工程所采取的防治水措施416.2水害防治的组织措施416.3井下探放水措施416.3.1区域、局部探放水措施486.3.2探放水设备选择496.4地表防治水措施496.4.1地表水防治设计依据506.4.2地表水防治工程526.5井下防治水安全设施526.5.1井下排水546.5.2防水设施546.6封闭不良钻孔防治水措施546.7预防井下突水546.8其它557结论附图：1、矿井综合水文地质图2、矿井充水性图3、矿井水文地质剖面图4、矿井综合水文地质柱状图1．概述1.1目的和任务为加强煤矿防治水工作和煤矿水害的治理，防止和减少水害事故，保障煤矿职工生命安全，本着“安全第一、预防为主”的安全生产方针，根据《矿山安全法》、《煤矿安全规程》、《安全生产法》、《煤矿防治水规定》等相关要求，编制了《榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计》。通过对矿井水害基本情况进行调查，建立矿井水害档案，分析矿井水文地质类型及矿井充水特征，对矿井水害和危险程度进行分类，确定防水安全煤（岩）柱，编制针对性防治水专项设计，从而有效遏制煤矿水害事故的发生，促进煤矿安全生产。1.2位置及交通麻黄梁煤矿位于榆林城东北方向直距约23km处（图1-1），行政区划隶属榆林市榆阳区麻黄梁镇管辖。榆(林)神(木)公路（S204）及神(木)延(安)铁路由煤矿西北约12km处通过，金鸡滩火车站位于煤矿西侧约12km处，牛家梁火车站位于煤矿西南方向约22km处。榆（林）府（谷）旧公路沿煤矿西北部边界通过，榆（林）靖（边）沙漠高速公路（G210）由煤矿西部约25km处通过。榆林城与外界不同等级的公路运输网较为发达，与西安两地间每天有民航班机往来。本区交通便利，煤炭外运条件良好（图1-1）。图1-1交通位置示意图根据陕西省国土资源厅批准的榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿采矿许可证，其地理坐标为：东经109°56′44″～109°59′30″，北纬38°25′32″～38°27′30″。（1980西安坐标系）。根据2010年7月9日由陕西省国土资源厅颁发了榆林市榆阳区麻黄梁煤矿采矿许可证，证号：C6100002010071110069989，麻黄梁煤矿矿权范围由7个拐点圈定，矿区面积7.7772m2。开采深度为+1120m至+1089m标高。麻黄梁煤矿采矿许可证拐点坐标表 拐点好 1980西安坐标系（给定） X Y 1 4255239.26 37409319.43 2 4256928.26 37407948.41 3 4258889.29 37410051.42 4 4258620.29 37410278.42 5 4256671.28 37411976.45 6 4256255.27 37411425.44 7 4255334.26 37409872.431.3水文与气象麻黄梁煤矿矿区位于陕北侏罗纪煤田的西南部，区域内较大水系有无定河及其支流榆溪河、海流兔河和硬地梁河。矿区内第四系广布，其上多被现代风积沙覆盖，大气降水均渗入地下，成为松散岩类孔隙潜水。区内多年平均降水量410mm，降水多集中在7～9月份，占全年降水量的65.5%，历史日最大降水量达141.7mm。根据以往地表水及地下水动态长期观测资料，对地下水的补给、径流及排泄进行简单的评述。据头道河水长期观测结果，区内地表水变化特点较明显，每年有两个丰水期（3、4月冰融期和7、8、9月雨季），两个枯水期（5、6月和11月至次年2月）。由于该河道水库较多，拦洪调节后的河水流量较雨期滞后约5～10天。据以往区内钻孔地下水位及水泉流量的动态长期观测结果，其动态变化与大气降水关系较为密切，具有同步变化特征，地下水位动态特征是雨季大幅上升，枯季持续下降。据省地震局资料记载，榆林地区在1448年9月30日和1472年8月发生过两次5级地震，此后近200年再未发生过较强地震。根据《建筑抗震 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 》（GB50011-2001），榆林地区抗震设防烈度为6度，设计地震加速度值为0.05g。1.4地形地貌麻黄梁煤矿矿区位于毛乌素沙漠与黄土高原过渡带的东南边缘。地势总体东部、南部及北部较高。地貌上矿区东、南部和北部以黄土梁岗地形为主，其余地段以沙漠滩地为主，其上多被现代风积沙覆盖。最高点位于井田东部的梁峁处，高程1371.1m，最低点位于井田的东南角冲沟处，高程1235.0m，最大相对高差136.1m。1.5以往的水文地质工作1、1978～1980年，中国人民解放军基建工程兵00928部队完成了1/20万《榆林幅》水文地质调查，较全面地论证了区域水文地质条件和地下水的形成及分布状况，是本区水文地质工作的基础资料。报告1980年2月提交，中国人民解放军00929部队组织报告验收委员会于1980年3月予以批准。2、1981～1985年，西安地勘院（原第八地质队）在包括本井田在内的榆林、横山、靖边一带15000km2范围内了进行了煤田远景调查，共施工钻孔45个，进尺34023.63m。提交了《陕北侏罗纪煤田榆林－横山地区远景调查报告》及D+E级煤炭储量718.13亿吨，其中D级537.22亿吨。该报告于1985年11月11日经原地矿部、陕西省地质矿产局共同评审，批准文号为陕地地发（86）16号。该成果工程质量高，资料系统全面，是部署包括本井田在内的大范围煤田勘查工作的地质依据。但该项工作在井田内未施工钻孔。3、1986～1994年，西安地勘院（原第八地质队）在包括本井田在内的榆林—横山地区面积约1800km2的范围内完成了煤矿普查，提交了《陕北侏罗纪煤田榆林—横山地区普查报告》（于1995年经陕西省地矿局以陕地地科发[1995]40号文件审查批准）及C+D级煤炭资源储量100.44亿吨，其中C级21.32亿吨。该项工作在麻黄井田范围内及周边共施工钻孔3个，进尺1205.32m，其中井田范围内1个（ZK1863），进尺401.93m；周边2个（ZK1554、ZK1859），进尺803.39m。4、1992～1994年，西安地勘院（原第八地质队）在包括本井田在内的榆林市金鸡滩—麻黄梁煤矿区约730km2的范围内进行了详查，提交了《陕西省榆林市金鸡滩—麻黄梁煤矿区详查报告》及B+C+D级煤炭资源储量41.21亿吨，其中B级10.45亿吨，C级16.76亿吨。该报告于1995年3月1日通过了陕西省 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 委员会、陕西省地质矿产局组织的评审（批准文号:陕地发〔1995〕20号）。该项工作在麻黄梁井田范围内及周边共施工钻孔5个，进尺1392.92m，其中井田范围内2个（ZK1759、ZK1861），进尺464.66m；周边3个（ZK1556、ZK1757、ZK1763），进尺928.26m。5、2007年4月，西安地勘院对麻黄梁井田进行了井田勘探，提交了《陕西省陕北侏罗纪煤田榆神矿区麻黄梁井田勘探报告》及331+332+333级储量1.37亿吨。报告于2008年元旦通过了陕西省国土资源规划与评审中心组织的评审（备案文号为陕国土资储备〔2008〕103号）。该报告在井田内共实施14个钻孔，总进尺2892.90m，其中水文孔2个，进尺382.70m，分别对第四系全新统冲洪积含水层、延安组第四段含水层及火烧区含水层进行了抽水试验。6、2011年8月，西安地质矿产勘查开发院在区内进行了水文地质补充勘探，编写了《榆林市榆阳区麻黄梁煤矿水文地质补充勘探报告》，施工水文钻孔5个，总进尺1030.72m，各钻孔均对煤层上覆基岩进行了一个试段的抽水试验。7、2012年2月，陕西省煤炭科学研究院在区内施工水文钻孔2个，总进尺437.50m，各钻孔均对煤层上覆基岩进行了一个试段的抽水试验，并编写了《陕西省榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井水文地质类型划分报告》。该报告经专家组评审通过。1.6矿井现状1、矿井采矿权和生产许可证取得的情况《采矿许可证》证号为：C61000020100711100699892、矿井开拓、开采方式，生产规模，生产状况，瓦斯等级矿井设计生产能力为120万吨/年，核定生产能力为240万吨/年。设计采用斜井开拓方案，布置有主斜井、副斜井和回风立井三条井筒进行开拓。综采放顶煤工艺开采，中央并列式通风。井筒特征表(西安坐标系统) 井筒名称 井口坐标(m) 井口标高(m) 井筒长度(m) 井筒净宽 净断面(m2) 倾角(°) 方位角(°) X(m) Y(m) 主斜井 4257826.946 19409015.896 +1286.606 723 4.6 15.7 16 320 副斜井 4257753.194 19409129.998 +1283.800 497 5.4 20.1 22 320 回风立井 4257669.935 19409095.428 +1285.00 180 4.5 15.9 90 250 注：表中坐标为西安坐标系，黄海高程。主斜井、副斜井和回风立井三条井筒，主斜井、副斜井、回风立井井口位于工业矿井工业场地中部，井田北部。主斜井担负全矿井的煤炭运输任务，同时兼作进风及行人。副斜井担负全矿井的辅助运输任务，安装有单钩串车提升，承担矿井的进风、管路缆线敷设，并兼作安全出口满足人员、材料的提升需要。回风立井担负矿井的回风需要，同时兼安全出口。在井底段附近施工中央水泵房、水仓、管子道等工程，形成主要的排水系统。3、矿井现有防治水情况。矿井现排水系统建在3煤水平，矿井建成后，矿井水通过排水管路系统以及自流方式汇集于3煤水平井底水仓后，采用水泵机械抽排至地面。在施工中采取“有掘必探”的方式掘进，防止误穿积水区，出现水灾事故。同时坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则。根据矿井水害的实际情况，制定相应的“探、防、堵、疏、排、截”等综合防治措施，有效防治了水的危害。4、相邻矿井关系矿区西侧分布二墩煤矿及七山煤矿，开采对象均为3号煤层，设计生产能力9～30万吨/年，实际生产能力30～38万吨/年，开拓方式均为立井—单水平—分带式采掘，采用电钻打眼放炮跨落的采煤方式，为人工装载和装载机装煤相结合，矿车运输、罐笼出煤，露天堆放。主巷道宽5m，高2.8～3.2m，锚杆支护，基本不用坑木支护。采煤工作面宽12m，采高6.75～6.80m，顶部留有1.00～1.78m护顶煤。采空区采用锚杆永久性支护。煤层直接顶板岩性为粉砂质泥岩及粉砂岩，厚约0～2m，基本顶板岩性为延安组第四段细粒长石砂岩，厚度30～40m，为矿坑直接充水含水层，含水量贫乏。煤层底板多为泥质粉砂岩。采空区总体以滴水的形式向矿坑充水，若遇鼻状隆起部位及裂隙边缘以淋水的形式出现，涌水量稍有增大，总体矿井涌水量较小。1.7编制依据及技术标准1、《安全生产法》2、《矿山安全法》3、《煤矿安全规程》（2016年版）4、《煤矿防治水规定》5、地质勘探及实测6、水文地质图2矿井地质条件2.1矿井构造2.1.1构造一、矿区构造本区位于鄂尔多斯盆地之次级构造单元陕北斜坡中部，地质构造简单，区内未发现较大断裂、褶皱及岩浆活动痕迹，局部发育宽缓的波状起伏。总体构造形态为一向北北西缓倾的单斜层，倾向345～14°，倾角小于1°。本次地震勘查，在井田内解释和推断有2个隐伏断（层）点，落差10～15m，可靠性 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 为较可靠（详见表2-1-1）。3号煤层断层（点）要素表表2-1-1 序号 断点编号 性质 位置/CDP号 坐标 倾向 落差（m） 断点级别 可靠性 X Y 1 FZ1-01 正 DZ1/505 4258297 37410797 NW 15 B 较可靠 2 FZ4-01 逆 DZ4/280 4256377 37409315 SE 10 B 较可靠由于断（层）点落差较小，断（层）点对煤层无大的破坏作用，但对煤炭资源开发，特别是大型机械化综合采煤会有一定的影响。区内的基岩基本为简单的层状叠置结构，无较大褶皱，仅局部发育宽缓的波状起伏。构造类型属于简单类型。2.2地层一、矿区地层麻黄梁井田地表全部被第四系松散沉积物覆盖，主要有全新统风积沙、上更新统萨拉乌苏组、中更新统离石组等。钻孔揭露的地层还有：新近系上新统静乐组，侏罗系中统延安组，下统富县组。各基岩地层之间均为整合接触。现由老至新分述如下：（一）侏罗系下统富县组（J1f）井田内及周边仅在少量钻孔揭露，未见底，厚度大于30m。岩性为灰紫色、紫杂色中细粒长石砂岩、灰白色细粒石英砂岩与杂色粉砂质泥岩互层，局部夹薄煤层（线）。（二）侏罗系中统延安组（J2y）为一套河流—湖沼相含煤沉积，岩性主要为灰—灰白色细—粗粒长石砂岩、深灰色粉砂岩、泥岩夹黑色炭质泥岩、煤层（线），组成多个次级沉积旋回。该地层顶部在井田内普遍遭受后期剥蚀而保留不全。根据岩石组合、含煤特征、旋回结构等，该组可进一步划分为四个段。现自下而上叙述如下：1、第一段（J2y1）井田内仅有ZK1863孔揭穿该段，综合周边钻孔资料可知，本段由3～4个下粗上细的次级旋回组成，每个旋回的下部主要为浅灰、灰白色细—中粒长石砂岩（局部相变为粉砂岩）、长石石英砂岩，中部主要为灰色粉砂岩、深灰色粉砂质泥岩、泥岩，上部主要为泥岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩或煤层（线）。其中上部两个旋回的顶部分别为9、8号煤层产出部位。该段厚55～70m，平均65m。本段底部砂岩具正粒序，发育大型板状交错层理和冲刷充填层理，其分布稳定（厚度2～12m），相当于区域上“宝塔山砂岩”（K1），亦是本区延安组底界划分的重要标志层。现以ZK1863孔为例将该段特征介绍如下：上覆地层：延安组第二段灰色泥质粉砂岩。整合接触（17）浅灰色厚层状粉砂岩，顶部为0.08m煤线1.77m（16）灰白色厚层状细粒长石砂岩1.05m（15）半光亮型煤（8号煤层），结构0.18(0.30)0.200.68m（14）灰色厚层状泥质粉砂岩，上部夹0.30m煤层8.52m（13）深灰色厚层状泥岩2.30m（12）浅灰色厚状粉砂岩2.45m（11）灰色粉砂质泥岩，顶部为0.20m煤（9号煤层）1.95m（10）浅灰色厚状粉砂岩4.80m（9）灰白色厚层状细粒长石砂岩4.28m（8）浅灰色厚层状泥质粉砂岩6.46m（7）灰白色厚层状中粒长石砂岩2.62m（6）灰色厚层状泥岩2.34m（5）灰白色厚层状中粒长石石英砂岩4.60m（4）灰色厚层状泥岩2.10m（3）浅灰色厚层状粉砂岩2.20m（2）浅灰色块状粉砂岩，顶部0.90m为深灰色泥岩6.80m（1）灰白色中粒长石砂岩2.30m整合接触下伏地层：富县组浅灰色块状粉砂岩上列剖面总厚度57.30m，4个次级旋回较完整，下粗上细的变化规律较明显，煤层主要赋存于上部旋回顶部，基本反映了该地层在本区的沉积特征。本段含有较丰富的化石，常见Neocalamites，Carrereiconiopterishymeno-phylloides，Sphenobaierasp.等植物化石；FerganoconchaCurta，Yananocon-chahenagshanensis，Uniojenissojensis等动物化石。2、第二段（J2y2）本段以湖泊沉积的细碎屑岩为主，由3个次级旋回组成，各次级旋回主要由深灰色泥岩、粉砂质泥岩，灰色泥质粉砂岩、粉砂岩及浅灰色细粒长石砂岩不等厚互层，旋回顶（上）部为煤层（7、6、5号煤层）产出部位。厚度52.42～77.60m，平均62.62m。现以ZK1863孔为例介绍如下：上覆地层：延安组第三段灰色粉砂岩整合接触（16）浅灰色厚层状粉砂岩，顶部为0.10m煤层（5号煤层）1.00m（15）灰色厚层状粉砂质泥岩2.00m（14）浅灰色块状泥质粉砂岩10.70m（13）灰色厚层状泥质粉砂岩2.40m（12）浅灰色块状粉砂岩5.85m（11）灰色块状泥质粉砂岩，下部夹0.20m煤层（6号煤层）12.95m（10）灰白色块状细粒长石砂岩8.10m（9）深灰色厚层状泥岩2.40m（8）灰白色厚层状细粒长石砂岩1.50m（7）灰色块状粉砂质泥岩10.00m（6）半光亮型煤（7号煤层），结构0.15(0.14)0.510.80m（5）深灰色厚层状粉砂质泥岩3.00m（4）深灰色厚层状泥岩1.20m（3）浅灰色厚层状粉砂岩1.80m（2）深灰色厚层状泥岩1.00m（1）浅灰色块状泥质粉砂岩12.90m整合接触下伏地层：延安组第一段浅灰色厚状粉砂岩上列剖面总厚77.60m，3个次级旋回结构较清楚，基本反映了该地层在本区的沉积特征。本段富含ConiopterishemenophylloidesBringniart，C.Simplex(Lindle-yetHuffon)Harris，BaierdmanehuricaYabeetoishi，cfenissp.等植物化石。3、第三段（J2y3）为区内主要含煤段，以三角洲平原相沉积为主，由2～4个次级沉积旋回构成，各次级旋回顶（上）部均为煤层（3、3-1、4、4-1号煤层）产出部位。各旋回岩性以泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细粒长石砂岩为主，具下粗上细特征。本段厚72.80～95.45m，平均86.41m。现以ZK1861孔为例介绍如下：上覆地层：延安组第四段灰白色块状中粒长石砂岩整合接触（22）黑色半光亮型煤（3号煤层）7.55m（21）灰色厚层状泥岩1.30m（20）浅灰色块状细粒长石砂岩2.58m（19）灰色薄层状泥岩0.74m（18）黑色半光亮型煤（3-1号煤层）1.53m（17）浅灰色厚层状粉砂岩0.70m（16）灰色块状泥岩15.80m（15）浅灰色厚层粉砂岩1.81m（14）灰色块状泥岩4.39m（13）灰色块状粉砂岩7.65m（12）黑色半暗淡型煤（4号煤层），结构0.70(0.22)0.151.07m（11）浅灰色块状细粒长石砂岩3.55m（10）浅灰色块状粉砂岩3.03m（9）黑色半暗淡型煤（4-1号煤层），结构0.22(0.10)0.150.47m（8）深灰色厚层状泥岩1.73m（7）浅灰色块状粉砂岩2.73m（6）灰色厚层状泥岩2.37m（5）浅灰色块状粉砂岩3.10m（4）灰色块状泥岩2.80m（3）浅灰色厚层状细粒长石砂岩1.50m（2）深灰色块状粉砂质泥岩2.10m（1）浅灰色块状粉砂岩5.30m整合接触下伏地层：延安组第二段浅灰色厚层状粉砂岩上列剖面总厚73.80m，由4个次级旋回组成，旋回结构明显，各旋回顶部均为煤层产出部位，基本代表了该地层在本区沉积特征。本段顶部的3号煤层在区内分布稳定，厚度大，是本区主采煤层，也是煤、岩层对比的重要标志层（K2）之一。 图2-2-1延安组第三段物性特征图（M501）本段物性特征如图3-1探仅揭露其上部旋回层段，由图可以看出，旋回底部岩石为中细砂岩，视电阻率在30～120Ω.M之间变化，自然伽玛值90～120API之间变化，密度值为2.53g/cm3，自然电位为明显的负异常。旋回上部为砂质泥岩、泥岩及煤层。砂质泥岩视电阻率在30Ω.M左右，自然伽玛值140～150AP之间变化，密度值为2.50g/cm3，自然电位值为零或接近零。泥岩视电阻率值在30Ω.M左右，自然伽玛值大于160API，密度、自然电位值与砂质泥岩相当，声波时差260～330μs/m。旋回顶部为主要可采煤3号及3-1号煤层，3号煤视电阻率显示为多峰特高异常值在1000～1800Ω.M，且下低上高，自然伽玛与密度为峰箱形低异常,自然伽玛值很低约9API，密度值最低1.3g/cm3，声波时差出现高异常值在440μs/m左右,自然电位一般为负异常。3-1号煤层煤层较薄，曲线异常较窄,一般为单峰异常。电阻率异常值在320～800Ω.M，自然伽玛值约22API，密度值1.32g/cm3，声波时差出现高异常值在420μs/m左右,自然电位一般为负异常。 图2-2-2延安组第四段物性特征图（M105）本段含丰富的植物化石，主要有Sohenobaiernuangi，Nillssinialihearis，N.Sinensis，BaieramanchuricaYabeetoishi等；孢粉化石Deltoidosporasp.，Ayafhhiditesminorcouper，Converrusosisporiressp，Spnaenopllehitesp.，Tycopodiumsporites，Quadraeculina，Perinopollehites，Classopollis等。4、第四段（J2y4）本段岩性为粉砂岩、细粒长石砂岩、中粒长石砂岩夹薄层泥岩及粉砂质泥岩。井田内该段顶部普遍遭受剥蚀保留不完整，且基本上全部处于基岩风化带内，地层残留厚度7.60～41.70m，平均25.86m。现以M501孔为例介绍如下：上覆地层：新近系上新统静乐组红土角度不整合接触（5）杂色块状粉砂岩4.70m（4）灰黄色薄层状粉砂质泥岩2.87m（3）杂色中厚层状中粒长石砂岩14.04m（2）黑灰色中厚层状粉砂质泥岩2.38m（1）灰色厚层状细粒长石砂岩14.32m下伏地层：延安组第三段3号煤层上列剖面总厚38.31m，由两个较完整的次级旋回组成，旋回结构较明显。该段上部地层受剥蚀中上部风化强烈，岩石抗压强度小，完整性较差，颜色以杂色为主，基本上代表了该段地层在本区的沉积和变化特征。本段物性特征如图2-2。由图可以看出，本段分为两个较明显的次级旋回，每个旋回底部到顶部电阻率由高变低，自然伽玛由低变高。岩石以中细砂岩为主，视电阻率变化在50～120Ω.M之间，自然伽玛值变化在70～110API之间，密度值为2.50g/cm3，声波时差260～330μs/m，自然电位异常由低变高，曲线特征典型，在大多数钻孔中见到。每个旋回上部为砂质泥岩、泥岩。砂质泥岩视电阻率在40Ω.M左右，自然伽玛值135～150API之间变化，密度值为2.62g/cm3，自然电位值为零或接近零。泥岩视电阻率值在30Ω.M左右，自然伽玛值大于160API，密度、自然电位值与砂质泥岩相当,声波时差270～330μs/m。本段化石较少，主要有Sphenobaiera，Coniopterishymenophylloides，Equ-isetitessp.，Ciadophlebissp.，Baieraahnertii，Phoenicopsisspeciosa，Podozamiteslanceolatus等。在井田东南部由于3号煤层自燃（或遭受后期剥蚀），局部地段钻孔中3号煤层顶板可见烧变现象，颜色由灰白、浅灰色变为暗紫、紫杂色。（三）新近系上新统静乐组（N2j）全井田均有分布，岩性为紫红或褐红色粉砂质粘土，夹数层薄层古土壤层，含大量钙质结核，局部成层分布。该地层是本区内最主要的隔水层，厚42.12～104.84m，平均75.04m，与其它地层均为角度不整合接触。（四）第四系（Q）广布全区，不整合于一切老地层之上。地表多以现代风积沙、萨拉乌苏组为主、离石组部分出露。1、中更新统离石组（Q2l）全井田分布，主要出露于井田东部、南部和北部，结合钻孔资料可知，厚度6.59～147.68m，平均厚约66.70m。岩性为灰黄色、浅棕黄色亚粘土、亚砂土，夹2～5层厚0.30m左右的古土壤层。柱状节理发育，含大量灰白色不规则状钙质结核，底部偶见灰白、褐黄色砂、砂卵石层。2、上更新统萨拉乌苏组（Q31s）主要出露于井田北部、中部和西南部，结合钻孔资料可知，厚度0～42.99m。岩性上部为褐黄色、浅灰黄色粉、细沙和沙土，现大部分被开恳为农田，也是区内第四系潜水主要含水岩组；下部为桔黄色、浅灰紫色及杂色中、细粒砂与暗棕色亚粘土不等厚互层。3、全新统风积沙（Q42eol）主要分布于井田内黄土梁岗区和沙漠滩地区之间，面积约占井田的35%，厚度0～11.00m。岩性为浅黄色粉细沙、细沙，分选性中等，磨园度为次棱角状。受西北向季风的影响，往往形成北北东走向的沙垅，沙垅由小沙丘、沙梁组成，其西北坡较缓，东南坡较陡，高1～3m。其空间展布形态多呈新月形、鱼鳞状、浑园状、长条状，地形较平缓。其上植被多为沙柳、沙蒿及杂草，覆盖率一般在20～40%。二、煤系统地层延安组是井田内的含煤地层，在所施工的钻孔中均见有煤层，除延安组第四段外，其它各段均含有煤层。其中：第三段含3、3-1、4、4-1号煤层；第二段含5、6、7号煤层；第一段含8、9号煤层。2.3煤层及煤质2.3.1含煤性延安组地层总厚度260.84～277.48m，平均267.17m，单孔见煤11～16层，具有对比意义的9层，自上而下编号依次为3、3-1、4、4-1、5、6、7、8、9号煤层，其中可采煤层2层（3、3-1号）。单工程全煤层（厚度≥0.1m）累加厚度11.23～14.68m，平均12.47m，含煤率（全煤层累加平均厚度/地层累加平均厚度，下同）4.3～5.3%，平均为4.7%；单工程可采煤层累计厚度8.40～9.98m，平均9.21m，含煤系数（可采煤层累加平均厚度/地层累加平均厚度，下同）3.2～3.6%，平均为3.4%（表2-2-3）。延安组含煤特征一览表表2-2-3 地层 地层厚度m 所有煤层(≥0.10m) 可采煤层(≥0.80m) 最小-最大 煤层层数 见煤孔数 累计厚度m 含煤率% 煤层层数 见煤孔数 累计厚度m 含煤系数% 最小-最大 最小-最大 最小-最大 最小-最大 平均 平均 平均 平均 平均 四段 7.60-41.70 0 0 / / 0 0 / / 25.86 / / / / 三段 72.80-95.45 3-5 6 9.15-11.67 11.3-12.9 1-2 6 8.08-10.35 10.5-11.3 86.41 10.43 12.1 9.38 10.9 二段 52.42-77.60 3-5 4 0.96-1.83 1.2-3.5 0 0 / / 62.62 1.26 2.2 / / 一段 55.00-70.00 3-7 3 0.70-1.78 1.1-2.4 0 0 / / 65.00 1.07 1.6 / / 全组 260.84-277.48 11-16 3 11.23-14.68 4.3-5.3 1-2 3 8.40-9.98 3.2-3.6 267.17 12.47 4.7 9.21 3.4延安组第三段厚度72.80～95.45m，平均厚度86.41m，单孔见煤3～5层，其中可采煤层1～2层（3、3-1号）。单工程全煤层累加厚度9.15～11.67m，平均10.43m，含煤率11.3～12.9%，平均为12.1%；单工程可采煤层累加厚度8.08～10.35m，平均9.38m，含煤系数10.5～11.3%，平均为10.9%。延安组第二段厚度52.42～77.60m，平均厚度62.62m，单孔见煤3～5层，均为不可采煤层。单工程煤层累加厚度0.96～1.83m，平均1.26m，含煤率1.2～3.5%，平均为2.2%。延安组第一段厚度55.00～70.00m，平均厚度65.00m，单孔见煤3～7层，均为不可采煤层。单工程煤层累加厚度0.70～1.78m，平均1.07m，含煤率1.1～2.4%，平均为1.6%。2.3.2煤层井田内各煤层均呈简单的层状产出，虽受沉积环境的影响，3号煤层在井田中南部有分岔复合现象存在，但在剖面上呈趋势性渐变，无明显的膨缩突变现象。各煤层受后期构造影响较小，层位稳定—较稳定。产状受区域构造和古地形条件的控制，整体为向北西倾斜的单斜层，倾角小于1°。煤层的厚度按规范中的有关标准划分，3号煤层为特厚煤层，3-1号煤层为中厚煤层。3号煤层局部含夹矸1层，3-1号煤层不含夹矸，总体而言，结构简单。岩性主要为泥岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩。煤层顶、底板岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩，次为泥质粉砂岩、细—中粒长石砂岩。1、3号煤层呈层状产于延安组第三段上旋回的顶部，层位稳定，分布广泛，厚度大，是区内主要可采煤层和本次工作的主要目的层。该煤层在井田内除东南部自燃外，基本全区可采，可采面积7.38km2，约占井田面积的94.9%。煤层厚度变化在7.55～10.36m之间，平均9.06m。煤层厚度由南向北增大，变化规律明显。可采煤层主要特征一览表表2-3-1 煤层编号 3 3-1 含煤情况≥0.1m 最小－最大 7.55～10.36 1.38～1.80 平均 9.06 1.55 见煤点 15 10 见煤率(%) 88.2 55.6 极差(m) 2.81 0.34 标准差 1.08 0.09 变异系数(%) 11.92 5.81 可采情况≥0.80m 最小－最大 7.55～10.36 1.38～1.80 平均 9.06 1.55 可采点 15 10 可采范围面积(Km2)/占全井田面积比例(%) 大部可采7.38/94.9 大部可采5.67/72.9 极差(m) 2.81 0.34 标准差 1.08 0.09 变异系数(%) 11.92 5.81 直接顶板 厚度(m) 0.15～29.80 0.49～3.39 岩性 泥岩、粉砂质泥岩为主，次为泥质粉砂岩、细-中砂岩。 泥岩为主，粉砂质泥岩、中砂岩次之，少量粉砂岩。 夹矸 层数 局部1层 0 厚度(m) 0.11～0.70 岩性 粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、细砂岩 直接底板 厚度(m) 0.85～16.02 0.20～16.39 岩性 泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩为主，少量泥质粉砂岩。 泥岩、粉砂岩为主，少量泥质粉砂岩、细砂岩。 埋深(m) 最小－最大 159.74～240.62 165.22～199.34 一般 170～200 170～180 底板高程(m) 1089～1119 1095～1117 煤层结构 简单 简单 厚度变化情况 规律明显 小 煤层稳定程度 稳定 稳定 降幅深度(m/Km) 10.33 8.54 倾向（°） 330 315 倾角（°） 0.59 0.49 煤类 长焰煤为主，不粘煤少量 长焰煤为主，不粘煤、弱粘煤少量2、3-1号煤层于延安组第三段上旋回上部呈层状产出，为3号煤层下分岔煤层，与3号煤层间距为0.80～6.15m，平均3.75m。主要分布于井田M701—M501—ZK1759—M105钻孔连线以南，面积约5.67km2，占全井田面积的72.9%。煤层厚度变化在1.38～1.80m之间，平均1.55m。煤层总体上由南向东北、西北方向厚度增大，变化规律较明显。2.3.2煤质1、煤的物理性质区内各煤层煤的物理性质变化不大，均为黑色，条痕褐黑色，玻璃或沥青光泽，阶梯状、参差状断口，硬度中等，性脆，内、外生裂隙较发育，外生裂隙常被方解石和黄铁矿薄膜充填。条带状结构，层状构造。各煤层视密度均为1.34t／m3。各煤层均为半光亮型煤。2、煤的化学性质1．化学性质（1）煤尘根据陕西安技煤矿安全装备检测有限公司检验报告，本井田3-1号煤层煤尘火焰长度﹥400mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量80％，煤的吸氧量0.82cm3/g，煤尘有爆炸性危险，煤的自燃等级为I类，属容易自燃煤层。（2）水分3号煤层原煤水分含量为4.17～7.45%，平均6.49%，属中水分煤，浮煤水分含量为1.98～5.24%，平均3.55%；3-1号煤层原煤水分含量为2.73～8.47%，平均6.83%，属中水分煤，浮煤水分含量为1.64～6.33%，平均3.62%。各煤层原、浮煤水分含量均显示出上部煤层低于下部煤层的变化特点。（3）灰分煤炭灰分分级采用GB/T15224.1-2004标准。 图2-3-23号煤层原煤灰分产率（%）等值线图各煤层原煤灰分产率平均为7.21～8.15%，浮煤灰分产率平均为2.36～2.75%。3号煤层原煤灰分产率为4.43～10.11%，平均7.21%，属于特低灰煤，其标准差为1.64，变异系数0.23，表明该煤层原煤灰分产率变化小。平面上，除个别点为低灰煤（M103孔）外，其余地段均属特低灰煤，原煤灰分产率总体上北高南低。浮煤灰分产率为1.96～4.12%，平均2.75%。3-1号煤层原煤灰分产率为4.01～23.09%，平均8.15%，属于特低灰煤，其标准差为6.09，变异系数0.75，表明该煤层原煤灰分产率变化较小。平面上，3-1号煤层除井田东部的M505及SM311附近小范围内属低—中灰煤外，其余地段均属特低灰煤。原煤灰分产率呈中部高，向南、北部降低的变化特点。浮煤灰分产率为1.90～3.54%，平均2.36%。从表2-3-3可以看出，经过1.4比重液洗选后，各煤层浮煤灰分产率较原煤均有较大幅度的降低，降幅在61.9%～71.0%。由此可见，区内各煤层煤灰分较易洗选剔除。原、浮灰分产率变化一览表表2-3-3 煤层编号 原煤灰分Ad% 浮煤灰分Ad% 浮选后降幅% 3 7.21 2.75 61.9 3-1 8.15 2.36 71.0（4）挥发分3、3-1号煤层原煤挥发分产率平均为38.75%、38.81%，浮煤挥发分产率平均为37.38%、37.53%，均属于高挥发分煤。各煤层原、浮煤挥发分产率在垂向上是下部相对高于上部。（5）发热量3号煤层原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）为28.88～32.04MJ/kg，平均30.59MJ/kg，属特高热值煤。在平面上，除ZK1863、M103钻孔附近小范围内为高热值煤外，其余地段属特高热值煤，总体上中部及北部较低，向西南、东南方向逐渐增大，规律较明显（图2-3-2）。浮煤为32.48～33.63MJ/kg，平均32.80MJ/kg，均属特高热值煤。3-1号煤层原煤干燥基高位发热量（Qgr,d）为24.10～32.49MJ/kg，平均30.42MJ/kg，属特高热值煤。平面上，井田内除M309、M505孔附近较小范围内分布有高热值煤外，其余地段属特高热值煤，总体上具由东南向西北发热量逐渐增高的变化趋势。浮煤发热量为32.23-33.88MJ/kg，平均32.94MJ/kg，均为特高热值煤。2．有害组分及含量有害组分为硫、磷等。3号煤层原煤全硫含量为0.33～0.65%之间，平均0.49%，其标准差为0.08，变异系数0.16，表明该煤层原煤全硫含量变化小。其原煤基准全硫含量为0.27～0.54%之间，平均0.39%，属于特低硫煤。3-1号煤层原煤全硫含量变化在0.26～0.94，平均0.46%，其标准差为0.20，变异系数0.43，表明该煤层原煤全硫含量变化小。其原煤基准全硫含量为0.20～0.77%之间，平均0.37%，属于特低硫煤。原煤各种硫含量中，3号、3-1号煤以硫化物硫为主，平均含量分别为0.32%、0.30%，分别占全硫总量的65.3%、57.7%；其次为有机硫，平均含量分别为0.13%、0.19%；硫酸盐硫平均含量分别为0.04%、0.03%。3、3-1号煤层原煤磷含量平均为0.004%、0.007%，浮煤磷含量平均为0.006%、0.002%，含量均很低，均属于特低磷煤。经洗选后各煤层煤中磷含量略有增高或降低。3矿区水文地质条件3.1矿区含（隔）水层一、地表水区域内较大水系有无定河及其支流榆溪河、海流兔河和硬地梁河。矿区内矿床充水的主要因素是地表水和大气降水。石炭系—侏罗系与上覆松散层地下水主要接受大气降水入渗补给，河谷区还接受侧向径流补给。比邻风沙滩地的沙盖黄土区，表层风积沙对降水入渗补给较为有利，接受补给后再进一步入渗补给下伏的黄土层或基岩风化壳，进入地下水系统。远离风沙滩地，愈向黄河沿线，地形越破碎，黄土梁峁规模逐渐缩小，不利于大气降水直接入渗，大部分降水形成地表径流排泄，补给地下水的水量甚微。但基岩裸露面积增大，则直接接受降水补给量而有所增加。河谷区地形平坦，地表岩层结构松散，地下水易接受大气降水补给。如饽牛川河谷区多年平均降水入渗补给量约0.978×104m3/d，侧向补给量仅223.145m3/d左右。此外，在洪水季节，河谷区地下水可接受部分河水暂时性补给。二、地下水类型矿区内及周围的含水层自上而下有：1、第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水（1）上更新统冲湖积层孔隙潜水（简称萨拉乌素组潜水）分布于矿区中部，宽1～2Km，长约3Km，在井田东北部亦有小面积分布。含水层基本上呈面状连续分布于滩地区，地下水赋存条件严格受现代地貌、古地理环境及含水层厚度和岩性的控制。根据区内钻探成果，结合机民井调查、物探测井资料，该区萨拉乌苏组地层厚度厚10～50m。 （2）第四系更新统黄土孔隙裂隙潜水广布全区，为黄土梁岗地形，除矿区东部、南部及北部均有面积较小的黄土出露外，其余地段均隐伏于萨拉乌苏组及风积沙地层之下。黄土厚6.59～147.68m，一般为50～80m。含水层岩性主要为粉土质黄土，厚度一般为40～60m。2、烧变岩区孔洞裂隙水矿区东南部以3号煤层自燃边界线为界。含水层厚度5.20～19.86m，水位埋深73.52～144.54m，富水性弱。3、中生界碎屑岩类裂隙孔承压水。（1）3号煤之上碎屑岩类裂隙承压水主要为延安组第四岩性段，全区分布，厚5.20～41.70m，平均厚26.41m，均隐伏于新近系静乐组红色粘土之下。基岩顶部的风化裂隙带一般厚20～30m，基本上多为3号煤层的顶板。含水层主要为第四段底部真武洞砂岩。（2）3号煤之下碎屑岩类孔隙裂隙承压水分布于3号煤层至延安组底界之间层段中。岩性主要为浅灰色粉、细砂岩与深灰色泥岩不等厚互层夹煤层，因埋藏深，岩石较完整，裂隙不发育，含水层较薄。储水空间小，富水性弱。三、含水岩组及其含水特征（一）第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水1、上更新统冲、湖积层孔隙潜水（简称萨拉乌素组潜水）主要分布于矿区中部，宽1～2Km，长约3Km，其次在矿区东北部亦有小面积分布。含水层基本上呈面状连续分布于滩地区，地下水赋存条件严格受现代地貌、古地理环境及含水层厚度和岩性的控制。根据以往区内钻探成果，结合机民井调查、物探测井资料，该区萨拉乌苏组地层厚度厚10～50m。地层主要由松散的粉细沙、粉沙夹粉土组成，地下水赋存条件较好。根据以往本区大量的机井调查及机井、钻孔抽水试验，含水层厚度12.50～24.12m，水位埋深3.80～5.50m，降深3.18～15.23m，涌水量为187.66～641.78m3/d，单位涌水量0.1405～0.9206L/s·m，渗透系数0.687～9.386m/d，富水性中等。水化学类型为型以HCO3—Ca型水为主,其次为HCO3—Na·Ca型水，矿化度204.35～212.58mg/L。（见表3-1-1）上更新统萨拉乌苏组潜水抽水试验成果表表3-1-1 井编号 位置 含水岩层 时代 深度（m） 厚度（m） 水位埋深（m） 降深（m） MS503 大圪塔村北 Q31S 3.80-59.50 24.12 3.80 15.23 SHD17 大圪塔村西北 5.50-18.00 12.50 5.50 3.18 井编号 涌水量 单位涌水量（L/s·m） 统降单位涌水量（L/s·m） 渗透系数（m/d） 水化学类型 矿化度（mg/L） L/s m3/d MS503 2.172 187.66 0.1528 0.1405 0.687 HCO3－Na·Ca 204.35 SHD17 7.428 641.78 2.336 0.9206 9.386 HCO3－Ca 212.582、第四系中更新统黄土孔隙裂隙潜水广布全区，为黄土梁岗地形，除矿区东部、南部及北部均有面积较小的黄土出露外，其余地段均隐伏于萨拉乌苏组及风积沙地层之下。黄土厚6.59～147.68m，一般为50～80m。含水层岩性主要为粉土质黄土，厚度一般为40～60m。水位埋深靠近滩地区较浅，一般小于10m，靠近黄土梁岗区较深，一般10～20m。据以往矿区北部Y24孔抽水试验，含水层厚度119.24m，水位埋深16.30m，降深46.86m，涌水量51.93m3/d，单位涌水量0.013L/s·m，渗透系数0.013m/d；又据以往民井简易抽水试验，水位埋深8.26～11.02m，降深7.51～10.02m，涌水量29.26～53.14m3/d，单位涌水量0.02513～0.0426L/s·m，渗透系数0.3465m/d，富水性弱。水化学类型均为HCO3－Ca型水，矿化度219.16～273.62mg/L。（见表3-1-2）第四系中更新统黄土孔隙裂隙潜水抽水试验成果表表3-1-2 井编号 位置 含水岩层 时代 深度（m） 厚度（m） 水位埋深（m） 降深（m） Y24 矿区北部 Q2l 16.30-135.54 119.24 16.30 46.86 SHD34 矿区北部 8.26-17.00 8.74 8.86 7.51 井编号 涌水量 单位涌水量（L/s·m） 统降单位涌水量（L/s·m） 渗透系数（m/d） 水化学类型 矿化度（mg/L） m3/d L/s Y24 51.93 0.601 0.0145 0.013 0.013 HCO3－Ca 273.62 SHD34 53.14 0.615 0.0818 0.0426 1.085 HCO3－Ca 219.16（二）烧变岩区孔洞裂隙水矿区东南部以3号煤层自燃边界线为界。3号煤层自燃区，其顶板失重塌落造成的破碎层和裂隙密集带具有良好的储水空间及导水通道。但是，在本区煤层自燃区内，煤层顶板很薄，尤其烧变岩层很薄甚至没有，储水空间变差；其上又有厚度较大分布稳定的静乐组红色粘土隔水层，地下水补给条件较差。通过火烧岩区以往MS311钻孔揭露，3号煤层已自燃，顶板为厚19.86m的紫红色烧变岩，岩心较完整，钻至该层无漏水现象发生。含水层厚度19.86m，水位埋深73.52m，经抽水试验，降深21.15m，涌水量2.851m3/d，单位涌水量0.00161L/s·m，渗透系数0.00613m/d，富水性弱。水化学类型为HCO3·SO4－Na·Mg型水，矿化度340.04mg/L。（见表3-1-3）烧变岩区孔洞裂隙水抽水试验成果表表3-1-3 井编号 位置 含水岩层 地层 深度（m） 厚度（m） 水位埋深（m） 降深（m） MS311 矿区东南部 火烧岩 143.64-153.68 19.86 73.52 21.15 井编号 涌水量 单位涌水量（L/s·m） 统降单位涌水量（L/s·m） 渗透系数（m/d） 水化学类型 矿化度（mg/L） m3/d L/s MS311 2.851 0.033 0.00156 0.00161 0.00613 HCO3·SO4-Na·Mg 258.52（三）中生界碎屑岩类裂隙孔隙潜水及承压水根据水力特征划分为两个含水岩组，即侏罗系碎屑岩类风化带裂隙水及碎屑岩类裂隙承压水。1、侏罗系碎屑岩类风化带裂隙潜水全区分布，均隐伏于新近系静乐组红色粘土之下，含水层为基岩顶部的风化裂隙带，基本上多为3号煤层的顶板，一般厚20m左右，裂隙水局部具承压性。据以往矿区西侧七山煤矿和二墩煤矿竖井调查，基岩风化裂隙带内最大涌水量54.58～428.21m3/d。据以往矿区北部Y24钻孔抽水试验成果，含水层厚度30.43m，当降深16.50m，涌水量2.07m3/d，单位涌水量0.0015L/s·m，渗透系数0.003m/d，富水性弱。水化学类型为HCO3-Na·Ca型，矿化度286.00mg/L。2、碎屑岩类裂隙承压水以3号煤层为界分上、下两个含水岩段。（1）3号煤之上碎屑岩类裂隙承压水分布于3号煤层之上，主要为延安组第四岩性段，厚7.60～41.70m，平均厚26.41m。含水层主要为第四段底部真武洞砂岩等组成。据以往SM503及Y24钻孔抽水试验，水位埋深12.49～25.25m，含水层厚度31.30～67.93m，当降深28.20～44.95m，涌水量0.26～4.666m3/d，单位涌水量0.0001～0.001966L/s·m，渗透系数0.00492～0.007m/d，富水性弱。水化学类型为HCO3－Na·Ca型，矿化度258.52mg/L。（见表3-1-4）碎屑岩类（3号煤层之上）裂隙承压水抽水试验成果表表3-1-4 孔号 含水层段 水位埋深（m） 降深（m） 涌水量 时代 深度（m） 厚度（m） L/s m3/d SM503 J2y4 135.87-180.00 31.30 25.25 28.20 0.054 4.666 Y24 J2y3+4 170.27-250.86 67.93 12.49 44.95 0.003 0.26 孔号 单位涌水量（L/s·m） 统降单位涌水量（L/s·m） 渗透系数（m/d） 水化学类型 矿化度（mg/L） 备注 SM503 0.001915 0.001966 0.00492 HCO3－Na·Ca 258.52 矿区内 Y24 0.0001 0.0001 0.007 矿区北部（2）3号煤之下碎屑岩类孔隙裂隙承压水分布于3号煤层至延安组底界之间层段中。岩性主要为浅灰色粉、细砂岩与深灰色泥岩不等厚互层夹煤层，因埋藏深，岩石较完整，裂隙不发育，含水层较薄。故富水性极弱。水化学类型为Cl-Na型，矿化度均大于1000mg/L。四、隔水层本区隔水层主要为静乐组红土及基岩段中泥岩类。1、静乐组红土广布全区，厚56.11～114.84m，平均82.84m。岩性为棕红色粘土及粉砂质粘土，具褐色斑块，白色网纹，夹多层钙质结核层及钙板，较致密，为第四系潜水与基岩裂隙水间良好的隔水层。2、泥岩类在基岩中，厚度较大且连续分布的泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及部分粉砂岩等泥岩类，与含水层相间分布，厚度一般为10～40m，为层间裂隙承压水的隔水层。五、地下水的补给、径流、排泄条件1、地表水、地下水的动态变化特征根据以往地表水及地下水动态长期观测资料，对地下水的补给、径流及排泄进行简单的评述。据头道河水长期观测结果，区内地表水变化特点较明显，每年有两个丰水期（3、4月冰融期和7、8、9月雨季），两个枯水期（5、6月和11月至次年2月）。由于该河道水库较多，拦洪调节后的河水流量较雨期滞后约5～10天。据以往区内钻孔地下水位及水泉流量的动态长期观测结果，其动态变化与大气降水关系较为密切，具有同步变化特征，地下水位动态特征是雨季大幅上升，枯季持续下降。2、地下水的补给、径流与排泄本区地貌形态为黄土梁岗区及滩地区，其上多为现代风积沙堆积，故第四系松散含水层潜水以大气降水补给为主，部分为沙漠凝结水及灌溉回归水补给。地下水的径流主要受地形地貌的控制，流向由高至低与现代地形吻合，即大体由矿区向东南、南及西南方向径流。排泄是在其三方的沟谷源头以泉或泄流的形式补给地表溪流，次为蒸发消耗、垂向渗漏和人工开采。基岩风化带裂隙水，因受其上覆红土隔水层的制约，主要接受矿区外围同一含水层的侧向补给。其径流方向与松散层潜水的径流方向大体一致，亦是向东、南、及西南方向沟谷基岩出露处径流，以泉的形式排泄。矿区内基岩承压水主要通过区域上基岩风化裂缝带潜水的下渗补给，还接受基岩裸露地段地表水的渗入补给。受区域上向西微倾的单斜构造的影响及上下隔水层的制约，径流方向基本沿岩层倾向由东向西或西南方向运移，愈向西部，埋藏愈深，交替循环条件愈差，基本形成了较为封闭的储水空间，故水量小，水质差。3.2矿井充水因素分析一、充水水源1、大气降水区内第四系广布，其上多被现代风积沙覆盖，大气降水均渗入地下，成为松散岩类孔隙潜水。区内多年平均降水量410mm，降水多集中在7～9月份，占全年降水量的65.5%，历史日最大降水量达141.7mm。大气降水在本区为矿床间接充水水源。2、地下水纵观全区地质、水文地质特征，矿坑直接充水水源为各煤层顶板基岩裂隙水（大部分为基岩风化裂隙带），通过抽水试验资料分析，3号煤层之上砂岩含水层涌水量0.26～4.666m3/d，单位涌水量0.0001～0.001966L/s·m，渗透系数0.00492～0.007m/d，富水性弱。3号煤层之下岩石完整性较好，裂隙不发育，砂岩含水层厚度薄，含水微弱，渗透系数、涌水量均很小。第四系萨拉乌苏组孔隙潜水，分布于井田的中部，含水层厚度12.50～24.12m，涌水量为187.66～641.78m3/d，单位涌水量0.1405～0.9206L/s·m，渗透系数0.687～9.386m/d，富水性中等。3号煤层开采后导水裂隙带均未与上覆第四系潜水沟通，使其成为通过井筒进入坑道的间接充水水源。二、充水通道本区构造简单，无断裂及大的褶皱，故煤矿开采时对矿坑充水有较大影响的通道为煤层顶板冒裂带。冒裂带是煤层开采后形成的冒落带及导水裂隙带，它沟通冒裂带内的不同基岩含水层使地下水直接进入矿坑，成为矿坑直接充水含水层的充水通道。根据井田内地质、水文地质条件简单，构造简单及本区煤层顶板为中硬岩层等地质特征，其形成的冒落带及导水裂隙带高度按煤炭工业局颁发的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》推荐的 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 公式计算，即： H冒= 100∑M +2.2 4.7∑M+19 H冒= 100∑M +5.6 1.6∑M+3.6 式中：H冒—冒落带最大高度（m）H裂—导水裂隙带最大高度（m）∑M—累计采厚（m）通过计算，冒落带厚度及导水裂隙带厚见表3-2-1。3号煤层顶板基岩裂隙带与第四系松散层潜水关系统计表表3-2-1 范围 钻孔编号 孔口标高（m） 静乐组红土顶面埋深（m） 基岩顶面埋深（m） 冒落带厚度（m） 导水裂隙带厚度（m） 导水裂隙带顶与基岩顶面间距（m） 导水裂隙带顶与静乐组红土顶面间距（m） 备注 滩地 M101 1294.06 73.6 155.68 17.50 56.95 -8.99 73.09 注：“-”表示导水裂隙带顶部已穿越基岩顶面 M103 1303.90 76.50 158.03 17.30 56.51 -3.60 77.93 M305 1291.25 92.37 156.53 16.57 54.92 -28.15 36.01 M501 1281.45 72.78 128.89 17.40 56.73 -6.06 50.05 SM503 1281.01 44.47 135.87 16.57 54.92 -12.45 78.95 M703 1275.75 58.00 120.50 16.11 53.88 -6.78 55.72 梁岗区 M105 1355.75 147.68 211.92 17.33 56.58 -17.19 47.05 M301 1296.41 78.00 149.50 17.41 56.75 -6.61 64.89 M309 1289.11 75.00 149.44 12.37 44.47 -24.06 50.38 SM311 1285.38 87.29 143.64 8.55 32.68 -9.38 46.97 M505 1290.57 82.64 152.84 16.47 54.69 -28.43 41.77 M701 1278.19 10.99 125.83 17.08 56.03 -5.28 109.56 M706 1312.91 100.49 184.00 13.48 47.45 -35.31 48.20 三、矿井涌水量的预测煤矿区现已开采面积约2.52km2，各巷道及其它辅助设施约占0.5km2，总采空面积约3.02km2，矿坑现总涌水量133m3/h。通过计算，区内未采面积约1.9km2。根据煤矿井下涌水量台帐数据可以看出，矿坑涌水量随着采区面积的增大而逐渐增大，由2012年月平均的91m3/h，至2017年月平均的133m3/h，故本次矿坑涌水量可采用水文地质比拟法的采面比拟法对后期开采1.9km2的矿坑涌水量进行预算。采面比拟法：Q＝Q0·式中：Q0—已知矿井实际排水量（m3/d）F0—已知矿井实际开采面积（Km2）Q—新设矿井涌水量（m3/d）F—设计矿井开采面积（Km2）m—与地下水流态有关系数，根据经验值，一般取m＝2通过计算后，未来矿井涌水量见表3-2-2。未来矿井涌水量预算结果表(比拟法)表3-2-2 开采面积(Km2) 矿坑涌水量(m3/h) 备注 开采面积(Km2) 矿坑涌水量(m3/h) 备注 3.02 133 实测 4.0 153 预测 3.1 135 预测 4.1 155 3.2 137 4.2 157 3.3 139 4.3 159 3.4 141 4.4 161 3.5 143 4.5 162 3.6 145 4.6 164 3.7 147 4.7 166 3.8 149 4.8 168 3.9 151 4.92 170 通过比拟法预算，矿井全区全面疏干后的正常涌水量170m3/h。矿井涌水量系预计，应在生产中加以实测，如与预计值不符，对排水设施应加以及时调整。四、水文地质条件复杂程度麻黄梁煤矿目前矿井涌水主要来源于侏罗系孔隙裂隙含水层、烧变岩孔隙裂隙含水层。目前矿井最大涌水量230m3/h，正常涌水量为170m3/h。麻黄梁煤矿矿井涌水主要来自煤层上覆地层，水量有限，正常涌水量175m3/h。目前矿井采取“抽、排、堵、截”的措施，基本能保障矿井的安全，水害对采矿影响较小，防治水工作难度较小。麻黄梁煤矿矿井水文地质类型划分表表3-2-3 项目 麻黄梁煤矿 类别 受采掘破坏或影响的含水层及水体 含水层性质及补给条件 受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源。 中等 单位涌水量q（L/s·m） Q<0.1L/s·m 简单 矿井及周边老空水分布状况 存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚 中等 矿井涌水量（m³/h） 正常Q1 Q1=175 中等 最大Q2 Q2=271 突水量Q3（m3/h） Q3=100 中等 开采受水害影响程度 矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全 中等 防治水工作难易程度 防治水工作简单或易于进行 中等 水文地质类型 中等综上所述，根据《煤矿防治水规定》分类表（见3-2-4），确定麻黄梁煤矿矿井水文地质类型为“中等”类型。矿井水文地质类型划分表表3-2-4 分类依据 类别 简单 中等 复杂 极复杂 受采掘破坏或影响的含水层 含水层性质及补给条件 受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或极少。 受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源。 受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛。 受采掘破坏或影响的为岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差。 单位涌水量q（L/s.m） q≤0.1 0.1＜q≤1.0 1.0＜q≤5.0 q＞5.0 矿井及周边老空水分布状况 无老空积水。 存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚。 存在少量老空积水，位置、范围、积水量不清楚。 存在大量老空积水，位置、范围、积水量不清楚。 矿井涌水量（m3/h） 正常Q1最大Q2 Q1≤180（西北地区Q1≤90）Q2≤300（西北地区Q2≤210） 180＜Q1≤600（西北地区90＜Q1≤180）300＜Q2≤1200（西北地区210＜Q2≤600） 600＜Q1≤2100（西北地区180＜Q1≤1200）1200＜Q2≤3000（西北地区600＜Q2≤2100） Q1＞2100（西北地区Q1＞1200）Q2＞3000（西北地区Q2＞2100） 突水量Q3（m3/h） 无 Q3≤600 600＜Q3≤1800 Q3＞1800 开采受水害影响程度 采掘工程不受水害影响 矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全 矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁 矿井突水频繁，采掘工程、矿井安全受水害严重威胁 防治水工作难易程度 防治水工作简单 防治水工作简单或易于进行 防治水工程量较大，难度较高 防治水工程量大，难度高注：1.单位涌水量以井田主要充水含水层中有代表性的为准。2.在单位涌水量q，矿井涌水量Q1、Q2和矿井突水量Q3中，以最大值作为分类依据。3.同一井田煤层较多，且水文地质条件变化较大时，应当分煤层进行矿井水文地质类型划分。4.按分类依据就高不就低的原则，确定矿井水文地质类型。4矿井水害防治方案4.1水害防治方案的确定矿井应根据矿井水害的实际情况，制定相应防治水措施。针对即将进行回采的工作面，在回采前对3号煤层顶板砂岩含水层水害进行探放，在掘进中采取边探边掘，防止3号煤层顶板砂岩含水层通过掘进锚杆支护淋水、滴水状态向掘进面充水，对掘进区内封闭质量不良的钻孔要加强钻探作业，防止不良钻孔沟通煤层顶板各含水层及地表水体，引起突水事故，对地表主要影响井下的漏水区域，采取人工及时填充地表裂隙，尽量减少对井下充水补给。4.2水害防治工程的设置一、以排为主及井下排水工程根据“安全第一，预防为主”的方针，在井田有水害区域的地面及井下设置相应的防水害设施。矿井按照经批准的开采方案设计及安全专篇，在3煤水平井底车场附近建设水泵房、水仓、管子道等工程，形成完善可靠的排水系统。提高抵御水患的能力。二、堵疏结合为防止大气降水渗入矿井，每年雨季来临前，应对矿井范围及周边地表进行调查，对能引起地表水入渗井下的各种通道，如地裂缝等，用粘土或水泥进行堵填，防止地表水的渗入。三、加强探放探放水是矿井防治水害的主要手段之一，“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”是生产矿井防治水害的基本原则。5防水煤（岩）柱留设5.1防水煤（岩）柱的种类区内无河流及水库等地表水体，留设防水煤柱主要为水平或采区边界防水煤柱，本矿井为单水平开拓，因此不存在留设水平防水煤（岩）柱的问题。主要为相邻井田留设的边界防水煤柱，采区内相邻综放工作面留设的采空区防水煤柱。5.2防水煤（岩）柱留设5.2.1．防水煤（岩）柱的留设原则1、留设防水煤（岩）柱必须与矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学特性、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，还要与采煤方法、开采强度、支护方式等人为因素相适应。2、一个井田或一个水文地质单元的防水煤（岩）柱应该在它的总体开采设计中确定。即开采方式和井巷布局必须与各种煤柱的留设相适应，否则会给以后煤柱的留设造成极大的困难，甚至无法留设。3、在同一地点有两种或两种以上留设煤（岩）柱的条件时，所留设的煤（岩）柱必须满足各留设煤（岩）柱的条件。4、对防水煤（岩）柱的维护要特别严格，因为煤（岩）柱任何一处被破坏，必将造成整个煤（岩）柱无效。防水煤（岩）柱一经留设即不得破坏，巷道必须穿过煤柱时，必须采取加固巷道、修建防水闸门和其它防水措施，保护煤（岩）柱的完整性。5、留设防水煤在（岩）柱需要的数据必须在本地区取得。邻区或外地的数据只能参考，如果需要采用，应适当加大安全系数。5.2.2防水煤（岩）柱的留设（一）井田边界煤（岩）柱的留设该矿水文地质条件中等，可下述计算公式计算煤柱宽度，但井田边界煤柱取值不得小于40m。L＝0.5KM式中：L——顺层防水煤柱宽度（m）；M——煤厚或采高（m），3煤层最大厚度分别为7.5m；KP——煤的抗张强度（Mpa），KP取0.4Mpa；P——水头压力（Mpa），P取0.1Mpa；K——安全系数，一般取2～5，本设计取5。L3＝0.5×5×7.5＝16.2（m）根据上述计算，井田边界煤柱取40m。（二）大巷煤柱的留设矿井主要大巷位于煤层中，大巷两侧各留80m煤柱。（三）断层煤柱的留设井田内的断层煤柱按15m留设。（四）采空区防水煤柱的留设井田内的采空区防水煤柱按15m留设。（四）村庄煤柱的留设万家崖村留设煤柱，松散层移动角Ø=45°，基岩δ、β、γ均按70°(近水平煤层)边界角计算。北大村按照搬迁考虑。各种煤（岩）柱尺寸表 煤柱类别煤层编号 井田边界煤柱 断层防水煤柱 大巷煤柱 采空区防水煤柱 村庄煤柱 3 40 15 80 15 矿井生产过程中，严禁在各种防隔水煤柱中进行采掘，严禁破坏各种防隔水煤柱。6矿井防治水措施6.1矿井开拓、开采所采取的安全保证措施6.1.1矿井开拓工程位置及层位选择1、井筒位置该矿将工业场地选择在麻黄梁镇北大村地形平坦开阔地。其中：主斜井井口标高为+1286.606m、副斜井井口标高为+1283.800m、回风立井井口标高为+1285.000m、工业场地、各井口均不受洪水威胁。经现场踏勘、工业场地的地势较为开阔，自然地形坡度在3～5%左右，场区无滑坡等不良工程地质。主斜井：井口标高+1286.606m，井底标高+1106.500m,垂深180.106m，倾角16°，方位角320°，斜长723m，净宽4600mm净断面积15.7m2。主斜井主提升及主运输采用带式输送机。副斜井：井口标高+1283.800m，井底标高+1102.5m，方位角320°，垂深181.3m，副斜井井筒倾角22°井筒斜长497m,净宽5400mm净断面积20.9m2。副斜井辅助提升采用单钩串车提升，井下辅助运输采用无轨运输。回风斜井：井口标高+1285.000m，井底标高+1105.000m，垂深180m，倾角90°，方位角250°,直径4500mm净断面积15.9m2。回风立井担负矿井的回风需要，同时兼安全出口2、水平划分麻黄梁煤矿为开采水平为3煤、3-1煤两个水平,目前批准开采水平为3煤水平。6.1.2采掘工程所采取的防治水措施矿井的采掘工程除必须严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的措施，同时还必须坚持“有疑必停”，还应采取以下的措施：（1）矿井应编制矿区水害防治规划、年度水害防治规划和水害应急预案，建立水害预测预报制度。（2）必须针对主要含水层进行地下水动态观测、水害预测分析，并制定相应综合防治水措施。（3）严禁在各种防隔水煤柱中采掘。（4）矿井雨季前必须进行水泵排水联合试运转，并编制联合试运转报告。（5）矿井在采掘过程中应定期收集、调查和相邻矿井采空区情况，并在井上、下对照图上标出其位置、开采范围、积水情况等。在此基础上，应采用物探等先进方法，查清采空区分布范围、积水情况，按要求留设保安煤柱。（6）根据《煤矿防治水规定》第47条规定，矿井应当与气象、水利、防汛等部门进行联系，建立灾害性天气预警和预防机制。煤矿应当及时掌握可能危及煤矿安全生产的暴雨洪水灾害信息，密切关注灾害性天气的预报预警信息；及时掌握汛情水情，采取安全防范措施；加强与周边相邻矿井信息沟通，发现矿井出现异常情况时，立即向周边相邻矿井进行预警。（7）根据《煤矿防治水规定》第48条规定，矿井应当安排专人负责对本井田范围内可能波及的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙以及可能影响采区安全生产的地表水体等重点部位进行巡视检查。当接到暴雨灾害预警信息和警报后，应当实施24h不间断巡查。在矿区每次降大到暴雨的前后，应当派专业人员及时观测采区涌水量变化情况。（8）根据《煤矿防治水规定》第50条规定，矿井在雨季前，应当全面检查防范暴雨洪水引发事故灾难防范措施的落实情况。对检查出的事故隐患，应当落实责任，并限定在汛期前完成整改。防治水工程应当有专门设计，工程竣工后由矿总工程师负责组织验收。（9）根据《煤矿防治水规定》第51条规定，矿井的采区及井田边界均留设隔离防水煤柱。（10）根据《煤矿防治水规定》第92条规定，采掘工作面遇有下列情况之一的，应当进行探放水：①接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿；②接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱；③打开防隔水煤（岩）柱进行放水前；④接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带；⑤接近有出水可能的钻孔；⑥接近水文地质条件复杂的区域；⑦采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清楚可能发生突水；⑧接近有积水的灌浆区；⑨接近其他可能突水的地区。探水前，应当确定探水线并绘制在采掘工程平面图上。（11）根据《煤矿防治水规定》第93条规定，采掘工作面探水前，应当编制探放水设计，确定探水警戒线，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。探放水钻孔的布置和超前距离，应当根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度等确定。（12）对可疑断层及因采动影响而可能导水的断层留设断层防水煤柱。（13）井下设水沟等排水系统，并确保足够的排水能力；配备足够的探放水设备。（14）对巷道开拓及回采可能遇到的断层提前进行探放水，查明断层的水文地质要素，经技术经济比较采取留设断层防水煤柱、注浆堵水、疏放等措施。（15）对未封闭好的钻孔根据具体情况采取重封、留设防水煤柱、探放钻孔水等措施。（16）对主要含水层进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。（17）主要巷道尽量布置在隔水层或弱含水层中。（18）对采区采掘所影响到的各含水层、断层，必须作出水文地质评价，进行提前预报，以便采取相应的防治水措施。（19）根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》第48条、第50条规定，不允许煤层开采后导水裂隙带波及到水体。以煤层导水裂隙带高度为基础参数，还须考虑一定的安全参数。（20）采掘工作面或其他地点发现挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业、采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员，至安全地点后，再通过各安全出口到达地面。6.2水害防治的组织措施矿井成立了专门的防治水机构领导小组，由矿长任组长、总工程师任副组长、安全、生产、机电等副矿长为成员，并配备防治水专业技术人员、探放水专业作业人员。6.3井下探放水措施6.3.1区域、局部探放水措施矿井在防治水措施方面，应首先采用区域性的探放水措施，其次是采用局部性的探放水措施。一、区域性的探放水措施：1、根据《煤矿防治水规定》第90条：在矿井受水害威胁的区域，进行巷道掘进前，应当采用物探、化探和钻探等方法查清水文地质条件。地测机构应当提出水文地质情况分析报告，并提出水害防范措施，经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后，方可进行施工。2、矿井工作面采煤前，应当采用物探、钻探、巷探和化探等方法查清工作面内断层、陷落柱和含水层（体）富水体等情况。地测机构应当提出专门水文地质情况报告，经矿总工程师组织生产、安监和地测等有关单位审查批准后，方可进行回采。发现断层、裂隙和陷落柱等构造充水的，应当采取注浆加固或者留设防隔水煤（岩）柱等安全措施。否则，不得回采。3、根据《煤矿防治水规定》第88条：对于采掘工作面受水害影响的矿井，应当坚持预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采的原则，进行充水条件分析，并遵守下列规定：（1）每年年初，根据每年的采掘接续计划，结合矿井水文地质资料，全面分析水害隐患，提出水害分析预测表及水害预测图；（2）在采掘过程中，对预测图、表逐月进行检查，不断补充和修整。发现水患险情，及时发出水害通知单，并报告矿调度室，通知可能受水害威胁地点的人员撤到安全地点。（3）采掘工作面年度和月度水害预测资料及时报送矿井总工程师及生产安全部门。二、局部性的探放水措施1、探放水原则采掘工作必须执行“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，根据矿井的具体条件，遇到下列情况之一时，必须探水：（1）接近不明井巷、老空时；（2）接近含水层、导水层和裂隙带等时；（3）接近未封闭、可能突水的钻孔时；（4）采动影响范围内有承压水、隔水岩柱厚度不清时；（5）接近水文地质条件复杂地段、情况不明时；采、掘工程接近其它可能突水地段时。总之，矿井必须作好水害分析预报，坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的探放水原则。在探水前，必须编制探放水设计。2、探放水方法的确定（1）探水线的确定①老空的探水线对开采所造成的老空、老巷、水窝等积水区，其边界位置准确，水压不超过1MPa，探积水区的最小距离：在煤层中不得少于30m，在岩层中不得少于20m。对积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置时，探水线至推断的积水区边界的最小距离不得小于50m。对没有图纸资料可查的老窑，根据已了解到的小窑开采最低水平，作为预测的可疑区，探水线至推断的积水区边界的最小距离不得小于100m。②井巷通过导水或可能导水断层前，必须超前探水。探水线（探水起点）至断层交面线的最小距离不得小于25m，水压大于2MPa时应按每增加0.1MPa增加0.5～1m。（2）警戒线沿探水线外推50～150m为警戒线。（3）探放水钻孔布置①超前距、允许掘进距离、帮距和密度的确定1)超前距：按以下公式计算α＝0.5AK式中：α——超前距，m；A——安全系数，一般取2～5，本设计取5；K——巷道宽度（宽或高取大者），为5m；KP——煤的抗张强度（Mpa），KP取0.4Mpa；P——水头压力（Mpa），P取0.1Mpa；则：α＝0.5×5×5×＝10.8（m）取20m。因此，超前距为20m。2）允许掘进距离允许掘进距离：每次探放水钻孔施工完毕后，以最短的钻孔长度（水平投影长度）减去超前保护距离之后所剩余的距离。设计探放水钻孔深度60m，允许掘进距离为40m，每次探水钻孔施工完毕后，以最短钻孔距离减去超前距之后的距离。3）帮距为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值一般与超前距相同，有时可略比超前距小1～2m，本设计取28m。4）钻孔密度(孔间距)竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过1.5m；水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。5）钻孔孔径本设计配备ZQJC-360/9.0S气动架柱式探水钻，最大钻进深度100m，开孔直径95mm，终孔直径45mm。6）钻孔数目及布置①煤层平巷钻孔布置主要是探巷道前方和巷道两侧含水层积水，钻孔呈扇形布置在巷道前方和巷帮两侧。厚煤层一般布置1组，每组不少于3个孔。钻孔之间的夹角为13°～23°，视掘进前方煤层富水性的规模而定。探水钻钻孔布置见图6-3-1平巷钻孔布置探水钻孔布置方式图见图6-3-24、根据《煤矿防治水规定》第96条：在安装钻机进行探水前，应当符合下列规定：（1）加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板；（2）清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备；（3）在打钻地点或附近安设专用电话；（4）依据设计，确定主要探水孔位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量；（5）在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，预先固结套管。套管口安装阀门，套管深度在探水设计中规定。预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握；（6）钻孔内水压大于1.5MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。5、根据《煤矿防治水规定》第98条：探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定：（1）探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30m，止水套管长度不得小于10m；（2）沿岩层探放水含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表6-3-3确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。表6-3-3岩层中探水钻孔超前距离和止水套管长度 水压/MPa 探水钻孔超前距离/m 止水套管长度/m ＜1.0 ＞10 ＞5 1.0～2.0 ＞15 ＞10 2.0～3.0 ＞20 ＞15 ＞3.0 ＞25 ＞206、探放水的安全措施（1）进行探放水施工作业前，矿技术负责人必须结合实际探水巷道的实际，另行编制安全技术措施，明确探放水作业人员一旦面临突水威胁时的避灾路线。（2）进行探放水施工作业前，必须提前撤出可能受探水作业地点突水威胁的其它工作面和其它工作地点的所有人员。（3）清理巷道，保证安全撤退路线畅通无阻。（4）探水前应加固探水工作区支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架。（5）保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面，水仓和排水设备要有足够的容量和能力。（6）探水地点要安装电话，与所有可能受水威胁的工作地点连通，并事先制定好撤退路线，以防止意外事故的发生。（7）打钻过程中，如发现煤、岩松软或沿钻杆向外流水超过打钻正常供水量时，要立即停止打钻（不能移动或拔出钻杆），派人监视水情并报告矿调度室，如果情况危急，要立即通知所有受威胁地点撤人，并采取应急措施。（8）钻孔接近采空区，可能有有害气体涌出，必须随时进行有害气体监测；探水点通风必须按有关规定进行。（9）探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。探放水孔必须钻入老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其它有害气体浓度超过有关规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。（10）钻孔放水前，必须估计积水量，保证水沟畅通，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。6.3.2探放水设备选择1、探放水设备选择依据探防水设备选择必须能用于井下探水、放水、煤层注水、断层及巷道底板注浆、灭火、瓦斯抽放等钻孔及勘探地质构造孔的施工，必须防爆及获得煤安标志。其选择的主要依据是钻孔直径及深度，所需钻取的围岩力学性质等。2、井下探放水设备型号及数量矿井用1个采煤工作面保证矿井年生产能力，正常生产期间配备2个掘进工作面，配备煤矿用全液压钻机ZDY-660探水钻2台、气动架柱式钻机ZQJC-360/9.0S探水钻2台。钻机参数如下表 序号 名称 生产厂家 规格型号 数量 钻孔直径(开孔∕终孔） 钻孔深度 1 煤矿用全液压钻机 济宁恒旺工矿机械有限公司 ZDY-660 2台 95-75mm 100-150m 2 气动架柱式钻机 济宁卓力工矿设备有限公司 ZQJC-360/9.0S 2台 95-45mm 100m3、物探设备及数量配备1台矿用本质安型瞬变电磁仪，根据岩石电磁成像探测识别技术对矿井含水构造进行三极高分辨电法探测。利用现有的巷道工作，可探查掘进工作面前方100m内的含水导水异常，包括断层、破碎带、裂隙、溶洞等含水构造。设备型号：TEMJF50。6.4地表防治水措施6.4.1地表水防治设计依据1、防洪标准及防洪坝墙设计要求根据《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399-2006），矿井井口及工业场地的防洪设计标准见表：防洪设计标准 名称 防洪标准［重现期（年）］ 设计 校核 矿井井口 1/100 1/300 工业场地 1/100 －麻黄梁煤矿的工业场地选在地势较高的平缓坡地上，井口及工业场地无洪、涝之患。为满足场地雨水排水，场地雨水采用分区多出口、明沟加盖板为主的排水系统，即可满足防洪排涝要求。另外，为防止洪水淹井，矿井应采取可靠的安全应急措施，如在井口旁边堆放沙袋等，以防雨水灌进井筒内。根据《煤矿防治水规定》第48条规定，矿井应当安排专人对本井田范围内可能涉及的周边废弃老窑、地面塌陷、采动裂隙以及可能影响矿井安全生产的水库、湖泊、河流、堤防工程等重点部位进行巡视检查。当接到暴雨灾害预警信息和警报后，应当实施24h不间断巡查。在矿区每次降大到暴雨的前后，应当派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况。根据《煤矿防治水规定》第49条规定，矿井应当建立暴雨洪水可能引发淹井等事故灾害紧急情况下及时撤出井下人员的制度，明确启动标准、指挥部门、联络人员、撤人程序等。当发现暴雨洪水灾害严重可能引发淹井时，应当立即撤出作业人员到安全地点。经确认隐患消除后，方可恢复生产。2、地形、水系及汇水面积麻黄梁煤矿井田属毛乌素沙漠与陕北黄土高原接壤地带，地表全部被第四纪松散沉积物所覆盖，东、南部及北部地貌以黄土梁岗区为主，其余为沙漠滩地。地势总体东、南部及北部较高。区内大气降水集中在7、8、9月份,据观测降水量可知水量较小，煤层露头及风氧化带位于矿区南部斜坡坡地低处，综上可知地表水对矿坑充水影响不大。3、开采塌陷、裂隙对地表水系和降雨渗漏的影响该矿区采煤方式为综采放顶煤，煤层顶板随采随落，对地表沉陷形成的塌陷坑，要尽量整平，回填造地等措施，另外，平时应经常有巡视人员，发现问题及时处理。6.4.2地表水防治工程1、工业场地防洪措施由于工业场地选在地势较高的平缓坡地上，井口及工业场地无洪、涝之患。为避免大雨冲毁场地，沿场区边缘及围墙、公路修筑排水沟，即可满足防洪排涝要求。矿井地面防洪标准，满足《煤矿安全规程》关于地表防治水的有关规定。2、其它地表水防治措施①根据《煤矿安全规程》第254条规定：煤矿企业、矿井应当查清矿区及其附近地面河流水系的汇水、渗漏、疏水能力和有关水利工程等情况；掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排水系统。煤矿企业、矿井应当建立灾害性天气预警和预防机制，加强矿井与周边相邻矿井的信息沟通，发现矿井水害可能影响相邻矿井时，立即向周边相邻矿井进行预警。②根据《煤矿安全规程》第255条规定：矿井井口和工业场地内建构筑物的地面标高必须高于当地历年最高洪水位；在山区还必须避开可能发生泥石流、滑坡等地质灾害危险的地段。③根据《煤矿安全规程》第256条规定：当矿井井口附近或开采塌陷波及区域的地表有水体时，必须采取安全防范措施，并遵守下列规定：A、严禁开采和破坏煤层露头的防隔水煤（岩）柱；B、在地表容易积水的地点，修筑泄水沟渠，或者建排水站专门排水，杜绝积水渗入井下；C、当矿井受到河流、山洪威胁时，修筑堤坝和泄洪渠，有效防止洪水渗入；D、对于排到地面的矿井水，妥善疏导，避免渗入井下；E、对于漏水的沟渠和河流，及时堵漏或者改道，地面裂缝和塌陷地点及时添塞，进行添塞工作时，采取相应的安全措施，防止人员陷入塌陷抗内；F、当有滑坡、泥石流等地质灾害威胁煤矿安全时，及时撤出威胁区域的人员，并采取防止滑坡、泥石流的措施。④根据《煤矿安全规程》第257条规定：严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪可能冲刷到的地段。6.5井下防治水安全设施6.5.1井下排水矿井采用斜井开拓，3煤水平开采。1、矿井涌水量矿井正常涌水量170m3/h；矿井最大涌水量230m3/h2、水仓容积主仓3934m3：220*17.88；副仓2580m3：128*20.163、标高副井井口标高：+1283.8m泵房地坪标高：+1102.5m4、水泵主要技术参数 安装部位 型号 流量（m3/h） 扬程（m） 额定转速（r/min） 数量（台） 中央泵房 MD550-50×5 500 250 1480 2 中央泵房 MD280-43×5 280 215 1480 15、排水管路主排水管路2条，规格DN250，使用1条，备用1条。由副井井筒将井下水排至地面。6、水泵电动机主要技术参数 安装部位 型号 额定功率（KW） 额定转速（r/min） 额定电流(A) 数量（台） 中央泵房 YB2-5001-4 800 1491 39.4 2 中央泵房 YB450S3-4 450 1488 20.5 1水仓进口处应设置蓖子，并对其中的淤泥及时清理，每年雨季前必须清理一次，水仓的空容量必须经常保持在总容量的50%以上。7、井下水沟井下巷道水沟采用混凝土砌筑，水沟净断面根据流水量和巷道坡度经计算选取，主斜井、副斜井排水沟为300×200mm、井底车场的排水沟为200×300mm；其它巷道的的排水沟为200×200mm。8、安全出口设施中央水泵房布置在副斜井井底附近，井底水仓水泵房布置有二个出口，一个与井底车场巷道连接，一个与管子道连接，中央水泵房与井底车场的底板标高高出0.8m。根据《煤矿安全规程》第18条、第50条规定，每个矿井、每个采区、每个工作面必须至少有2条便于行人的安全出口。该矿井主斜井、副斜井和回风斜井，直接通往地面，当井下发生突水事故时，井下人员可以经主斜井、副斜井或回风立井到达地面。6.5.2防水设施一、防水闸门根据《煤矿安全规程》第273条：水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，必须在井底车场周围设置防水闸门。在其他有突水危险的地区，只有在其附近设置防水闸门后，方可掘进。根据《煤矿防治水规定》第66条：水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。该矿水文地质条件属中等类型。设计不考虑设置防水闸门及硐室，也不设置潜水电泵排水系统。6.6封闭不良钻孔防治水措施麻黄梁煤矿地质补勘钻探过程中有两个封闭不良钻孔。因此对封闭不良的钻孔应留设防水煤柱及其有效防治措施。6.7预防井下突水做好井下各个可能涌水地点的探测与排放工作。加强对井下职工防治水知识培训，一旦发现采掘工作面或其它地点有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底鼓或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告调度室，撤出所有受突水威胁的各地点人员。6.8其它1、保持井下排水水沟畅通，保证采空区积水通过排水沟自流至水仓。2、各井口应设防洪沟，并且每年雨季到来之前，均应检查防洪沟是否畅通，防止地表水倒灌入井下。3、注意探放可能存在的老窖和采空区积水、溶洞水、暗河水。4、矿井建立完善可靠的排水系统，保证有足够的排水能力。5、矿井的排水设备及管路必须保持完好，定期检查水泵的运转情况，及时维护和保养。6、采、掘工作面或其它地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。7、水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路，必须经常检查和维护。在每年雨季以前，必须全面 检修 外浮顶储罐检修方案皮带检修培训教材1变电设备检修规程sf6断路器检修维护检修规程柴油发电机 一次，并对全部工作水泵和备用水泵进行一次联合排水试验，发现问题及时处理。8、水仓、沉淀池和水沟中的淤泥应及时清理，每年雨季前必须彻底清理一次。9、水仓进口处应设置篦子。水仓的空仓容量必须经常保持在总容量的50％以上。7结论1、因周边相邻矿井目前没有开采或开采范围距离本矿区较远，采空区积水对本矿影响甚微，但随着相邻矿井掘进开采的深入，积水范围变大时，要及时调查相邻矿井水文地质情况，修正矿井相关水文图纸，明确本矿在将来开采过程中应需要注意含水层发生水力联系带来的危害。2、矿井主要充水水源为煤层开采所形成的导水裂隙带及含水层的原生裂隙水，因此，在生产过程中，应切实加强地面与井下水的防治工作，尤其在矿井南部火烧边界采掘时。3、矿区范围内煤层顶板以上火烧岩含水层存在局部强含水区对矿井安全危害较大，因此，在生产过程中，应切实坚持“预防第一，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，加强对老空区的探放水工作。4、本次工作预测最终矿井正常涌水量为170m3/h，最大涌水量230m3/h，但不包括矿井遇构造带、采空区积水等瞬间突水，矿山应在以后的开采过程中，密切注意构造带及采空区积水问题。5、尽管目前矿井涌水量较小，预测矿井未来涌水量增量不大，但随着采空变动，矿井充水条件将发生一定的变化，因此，在加强矿井水动态监测的同时，应及时补充或修改矿井防治水技术措施和矿井防治水长期规划，并按照有关规定定期确定矿井的水文地质类型。6、切实加强防治水的组织工作，确保各项防治水方案和技术措施的落实。7、该矿以前的技术基础工作较薄弱，应进一步加强和改善矿井水文地质工作，开展资料的收集、整理、分析工作，进一步完善矿山水文地质资料。煤巷_1275761419.unknown_1584871407.unknown_1584873645.unknown_1234567985.unknown_1234567896.unknown