矿井涌水量变化原因及分析治理0904140001.docx

郭屯煤矿矿井涌水量变化原因及分析治理一、井田水文地质条件区内含水层自上至下依次是Q+N砂砾层、P21、P;砂岩、3煤层顶、底板砂岩、太原组三灰、 十下灰及奥陶系灰岩其电煤层顶、底板砂岩和太原组三灰是对开采上组煤的直接充水含水层； 十下灰及奥灰为开采下组煤的直接充水含水层一） 新生界松散含水层1、第四系松散孔隙含水层第四系地层为河湖相沉积广布全区由粘土、亚粘土、砂质粘土和粉、细砂组成，与下伏上 第三系地层呈不整合接触厚100.70〜156.40m,平均厚133.27m,东北薄,西南厚含水砂层以中、细砂为主局部有粉砂和粗砂一般含砂层〜6层，砂层厚度19.1〜77.10m, 含砂率15.4〜58.8%，砂层比较松散连续性较好，透水性较强；顶部以粉质沙土为主透水性好 属中等富水松散孔隙含水层直接接受大气降水的补给浅层水水位标高4.41〜43.73m,2、上第三系上第三系地层厚227.80〜542.75m,平均443.74m,由粘土、砂质粘土和砂砾层相间沉积组 成上第三系可分为上、下两段上段（N2）:厚91.80〜385.60m,平均285.97m由中、细砂层与杂色粘土、砂质粘土相间 沉积而成一般含砂层7〜15层,砂层厚度70.0〜149.2m,砂层厚度占25.2〜55.1%,砂层单层厚 度较小，成犬牙交错状相连，砂层较松散，富水性较强，为松散孔隙承压水。

下段（N1）:厚85.80〜229.50m,平均157.77m以厚层粘土为主，粘土呈杂色，呈现半固结 状砂层以灰白、棕黄色的中、细砂为主据井田内J-7、J-10号孔抽水试验资料，抽水层段砂 层累厚21.15〜25.3m,水位标高38.18〜39.10m,单位涌水量0.0857〜0.1717L/s.m,渗透系数 0.45〜0.7692m/d ,属富水性中等的松散孔隙承压含水层二） 二叠系上、下石盒子组砂岩含水层主要分布于井田中、东部，有36孔揭露，含水层为中、细砂岩，砂层单层厚度2.0〜33.9m., 漏水孔率58.3%主要漏水点岩性为中、粗、细砂岩，并多分布于断层附近及基岩风化带，其含 水性是由于构造或风化所形成的裂隙所致据邻区梁宝寺井L7-3号孔抽水试验资料单位涌水 量0.0141L/s.m,富水性弱该段漏水点深度为17.11〜759.48山，下距3（3上、3下）煤层间距除北边界的17号孔外均大 于100m, 一般均位于采煤裂隙带之上正常情况下对开采上组煤层没有直接充水影响三）山西组3（3上、3下）煤层顶底板砂岩含水层砂岩厚6.58〜40.32m,平均28.28山3煤层顶板砂岩厚2.10〜21.92m,以细砂岩为主，局部 为中砂岩和粉砂岩，裂隙局部发育。

单位涌水量0.0074〜0.02371L/s.m,渗透系数0.040〜 0.0659m/d,水位标高37.44〜39.25m,属弱富水裂隙承压含水层二、 充水因素井巷由二叠系的下石盒子组进入山西组施工 含水层为主要为中、细砂岩裂隙水，砂岩层 单层厚度2.0〜5m，高角度裂隙发育，单位涌水量0.0074〜0.02371L/s.m,渗透系数0.040〜 0.0659m/d,主要充水途径为，受采动影响而造成的顶板冒裂导水带、底板破坏裂隙带，以及导 水的断裂构造其主要正常充水方式为采动裂隙导水三、 涌水量变化原因截止2009年3月底，巷道揭露砂岩约690m （不抱括井筒），其中含水砂岩416m，揭露含水砂岩 面积6032皿出水点多集中倒5、M6、M7、M8含水层揭露地段，以15和M7居多，多以淋水的形出 现井下集中出水点共有四处，水量变化情况如下：最大出水点为副井区仓顶峒室，顶板为4砂岩含水层，初始水量宠0m3/h,后来随冒顶面积 增大，出水量也不断增加，最大水量为06m3/h现水量为160nVh左右衰减迹象较明显仓顶 峒室顶板出水，导致矿井总水量明显增加其它三处出集中水点分别是：副井底等候室7砂岩水、回风下山和胶带下曲5砂岩水，出 水量一般在10-25m3/h左右，衰减较慢。

含水砂岩细砂岩上覆泥岩或粉砂岩隔水层，巷道施工过程中，在初次揭露时，有突水现象， 瞬间突水量较大，同时衰减也较快证明砂岩裂隙发育，以静储时为主巷道进入工作面顺槽时，沿煤层顶板掘进，其岩顶、底板岩性以细砂岩为主，局部为中砂 岩和粉砂岩，局部裂隙发育，主要水源来自顶板砂岩裂隙水为保证工作面的正常回采，工作面回采前，对顶底板砂岩水进行疏放，经计砂放水量在 141m3/h,矿井预计总涌水量将由现在的10nc/h增至850m3/h左右四、 治理方法由于砂岩水裂隙水分布面较大，裂隙较多，注浆难以达到预期效果，多以自然疏放为主， 对大的出点，可在出水点的周围（或上游）采用注浆的方法，设置围幕线进行堵水截流，减少出 水量，以降低排水费用1302工作面涌水量预计一、 1302面地质概况3102工作面为我矿的首采面，工作面推采长度730m面长200m,面积约163018皿煤 层走向近180°，倾向近90°煤层倾角约+6°地质构造简单，为一单斜构造根据巷道 初步揭露情况，煤层厚度1.5-3.0m顶、底板情况如下：顶板：顶板由下向上依次为细砂岩（平均厚度9.0m）、泥岩（平均厚度6米）、中粗砂岩 （层厚16米，富水）。

底板：直接底为粉砂岩，厚约平均8.73m，下部为细砂岩厚16.85m二、 充水因素分析1302工作面开采的主要充水途径为，受采动影响而造成的顶板冒裂导水带、底板破坏裂隙 带，以及导水的断裂构造其主要正常充水方式为采动裂隙导水带1、 顶板冒裂导水带、底板破坏裂隙带，主要含水层为砂，裂隙发育，总体富水性弱 但有其不均一性，-808m轨道石门在揭露煤层顶班砂岩时，瞬间涌水量为06 m3/h，后衰减较 快，稳定水量约60m3/h2、 3下煤层下距三灰含水层J-2和123孔）平均60m，远大于安全隔水层厚度15m，故不 受其影响后符三灰隔水厚度计算）3、 断裂构造：与工作面相邻的有F3断层，落差0-16m，顶板含水砂岩与工作面在同一水平， 由于为挤压断层，导水性较弱根据巷揭祥8（H=0-15m）和东董断层（H=0-35m）时，只有少 量淋水出现在回采前进行探查，以确定其导水性根据开采设计提供资料，煤层开采要充水因素为顶、底板砂岩，即砂三、 3砂涌水量预算① 计算方法：大井法② 参数选择：I、 水文资料：根据设计资料提供，井田内有-12、J-17孔对3砂抽水，抽水曲线正常，其成果作为涌水量 计算依据。

故3砂涌水量计算采用!-12、J-17孔抽水成果的平均值II、 地质资料3煤层顶、底板砂岩统称为B砂根据设计资料提供，3煤层顶、底板砂岩厚6.50〜40.32m, 平均28.28m由于本工作面附近钻孔资料较少(最近钻孔00m)和地层冲刷，变相较大，3砂厚 度采用井田精查地质报告提供的砂平均值进行计算1302工作面煤层最开采水平计算水平为802m，计算面积与3102工作面开采面积相同，其参 数如下：H=h1+h2=802+39.25=841.25m3砂水位降深h1=-802开采水平h2=39.25砂水位标高(以精查报告提供数据)K=0.05295m/d渗透系数M=28.28m初期米区范围内3砂平均厚度r=vF 顷=227m大井半径R=r+10s、K =227+10<841.2扣.05295 =2162.8m 引用影响半径(2)计算方法：大井法承压转无压公式Q = kK[ (2H-M) M-h ]/ (lnR-lnr) h=0 涌 o2 0将参数代入公式得:Q涌=7644m3/d=141 3/h故，3砂正常涌水量为141 n/h附：三灰安全隔水层厚度计算：1、根据《水文地质规程》导水裂隙带高度计算公式：t=L(" UL2+8 XKpX H-rL)/4Kpt一安全隔水层厚度(m)L一采掘工作面底板最大宽度m) ,20r---隔水层岩石容重(t/m3),2.5Kp—-隔水层岩石的抗张强度t/m3), 10H一隔水层底板承受的水头压力tf/mO,0.841t=15m3下煤层下距三灰含水层(J-2和123孔)平均60m,远大于安全隔水层厚度15m，故不受其 影响。

二、导水裂隙带高度计算:根据优级化设计地质说明书推荐及《水文地质规程》导水裂隙带高度计算公式:H 列二100M/(2.4n+1.2)+11.2H裂 导水裂隙带高度血)M——开采煤层累计厚度：m);2.2m胶带石门揭露N——煤分层数1将参数代入得：H=72m。