采区设计说明书23.doc

1第一章第一章 采区概况采区概况 第一节第一节 概况概况9(10Ⅱ)200 采区位于-210 水平北翼，-210 北大巷与边界Ｆ3断层之间南至查庄村、查庄新村保护煤柱线，西及西北至 F３断层，东及东北至 GF３断层上盘断煤交线及 GF１０断层上盘断煤交线其走向长 2000m，倾斜宽580m，面积约 11600m2可采储量 116.1 万吨其中 9 层煤 48 万吨，10Ⅱ层煤 68.1 万吨本采区开采煤层为 9、10Ⅱ层煤，9 层煤煤厚 0.8～1.66m，平均 1.4m; 10Ⅱ层煤煤厚 1.4～2.07m,平均 1.81m9 层煤煤层底板标高为-215～-265m,10Ⅱ层煤煤层底板标高为-219～-270m9 层煤平均埋深为 314.3m,10Ⅱ层煤平均埋深为 318.8m相应地面标高+72.15～+76.46m地面为农田耕地及上组煤开采后形成的塌陷区，西南边界为查庄村、查庄新村，通过本采区的高压线路一条，公路一条（矿至泰平公路） ，无其它建筑物本区上覆 7、8 层煤已开采结束 第二节第二节 地质概况地质概况一、煤层赋存情况本采区内 9、 10Ⅱ层煤赋存稳定，结构简单，全部可采。

9 层煤煤厚0.8～1.66m，平均 1.4m; 10Ⅱ层煤煤厚 1.4～2.07m,平均 1.81m9 层煤煤层底板标高为-215～-265m,10Ⅱ层煤煤层底板标高为-219～-270m9 层煤平均埋深为 314.3m,10Ⅱ层煤平均埋深为 318.8m相应地面标高+72.15～+76.46m本采区 8200 石门以南为一向斜构造向斜西翼煤层走向 7°～25°, 倾向南东，倾角 10°；东翼煤层走向 165°，倾向南西，倾角 10°，8200石门以北煤层走向北东，倾向南东，倾角 0°～15°9 层煤直接顶为泥灰岩，平均厚度 0.97m，灰色，坚硬，老顶为粉砂岩，平均厚度 7.42m，灰至灰黑色，具水平层理，含植物化石， 直接底为粉砂岩，平均厚度 2.2m，灰至深灰色，含细粒 FeS2 和植物化石10Ⅱ煤直接顶为粉砂岩，平均厚度 0.77m，深灰色，局部含细砂或中砂岩及植物化石直接底为砂质粘土岩，平均厚度 3.34m，灰至灰白色，质软，含植物化石老底为粉砂岩，平均厚度 11.58m，深灰色，含粘土，具动物化石29 层煤上距 8 层煤 7.42m 下距 10Ⅰ煤 2.2m（根据勘探资料，10Ⅰ煤较薄，大部分不可采） 。

10Ⅱ煤上距 10Ⅰ煤 1.4m， 下距五灰 16.58m 煤系底部为奥陶系，厚800m 左右，上距五灰平均为 8.62m二、地质构造1、断层根据开采资料，预计断层如下： （表 1）产状 （ 褶曲 、轴面）编 号构造性质走向 (°) 倾向 (°) 倾 角(°)落 差（ m）实见位置及 控 制情 况F3正断层NENW6090～30上组煤及钻孔揭露控制F3-1正断层NE65NW256030上组煤揭露控制GF2正断层NE15NW75680～78 层煤揭露控制GF2-1正断层NE25NW65680～78 层煤揭露控制GF20正断层NE12NW78650～128 层煤揭露控制GF16正断层NE35NW55650～148 层煤揭露控制GF3正断层NENW650～30上下水平巷道揭露控制f1正断层NE27SE63730～58 层煤揭露控制f2正断层NE60NW30750～1.58 层煤揭露控制f3正断层NE58NW32500～3.58 层煤揭露控制GF22正断层NE13NW77550～87 层煤揭露控制f4正断层NE22NW66600～2.28 层煤揭露控制f5正断层NE70SE20500～67 层煤揭露控制f6正断层NW35SW55450～4.57 层煤揭露控制f7正断层NW50NE40604.57 层煤揭露控制f8正断层NE13NW77550～157 层煤揭露控制f9正断层N～NEW～NW600～5.57 层煤揭露控制f10正断层NW505-210 北大巷揭露控制GF1正断层NE30NW604510～25上组煤揭露控制GF19正断层NW2420～0通过地面打钻分析,-210 北大巷出水点处有该断层,但资料3不清受一述断层的影响,区内还会有未预风到的小断层,在开采过程中查明.2、岩墙在采区的南部有一条岩浆浸入体（岩墙） ，8201、8203 面及巷道均已揭露，走向近东西，倾向南，宽 0.5―1m,穿过煤层处两边各形成厚 0.4m 的天然焦。

三、水文情况（一）充水因素1、钻孔水①GO3：奥灰长观孔，终孔深度 570.75m，终孔层位奥灰②307：终孔深度 312.83m，终孔层位 10Ⅱ煤底板，封孔质量怀疑③270：终孔深度 308.57m，终孔层位 10Ⅱ煤底板，封孔质量怀疑④90：终孔深度 306.2m，终孔层位 10Ⅱ煤底板，封孔质量不合格２、老空水上覆八层煤开采后老空区内将存有积水，积水上下限标高-220~-240m,积水量暂无法预计３、断层水本区内断层较发育，落差较大，因而断层处隔水层变薄，甚至开采煤层与含水层对口，工程揭露或靠近断层时易引发断层出水四灰厚 3.0m～8.0m，平均 5.36m，为 8 层煤顶板，岩溶裂隙发育，富水性不均一1984 年 2 月～1989 年 7 月在地面施工四灰帷幕工程，帷幕长780m，注入水泥 12317 吨， 水玻璃 11 吨，放水试验证明效果达42％；2002 年又在井下实施了四灰帷幕截流工程，帷幕线全长 1900m,注入水泥 2824 吨，粘土 2763 吨 这次帷幕截流工程效果显著，通过 7700 轨道下山 5 个放水孔进行疏水降压, 在稳定放水量 180m3/h 的前提下,四灰水位现已降至-150m(2004 年 1 月 25 日探 4 孔) ，使得本采区内的８层煤大部分能够开采。

另因南部地面帷幕效果不佳(存在缺口),区域地下水位大幅度上升后,四灰帷幕段局部开始漏水(2003 年 10 月 31 日, 在 8705 面轨中发现:顶板四灰淋水有三处原已疏干又重新出现淋水，水量增加约 5m3/h)，漏水量现已增至约 80m3/h根据当时的水位观测资料可知：四灰过水标高在＋14m4水平以上４、9 煤顶板泥灰水：9 煤顶板泥灰厚 0～ 2.7m， 富水性不均一，为弱含水层，根据现钻探资料，其单孔水量 1～90m3/h(五放 8),水压 0.01～0.15MPa，通过疏放水量衰减为 25m3/h，水压降为 0.06MPa５、五灰根据勘探资料及上覆 8 层煤开采过程中施工的 18 个五灰钻孔资料可知:五灰厚 6.05～10.33m, 平均厚 8.26m， 上距 9 层煤 19.22～26.47m, 平均 24.18m；上距 10Ⅱ层煤 11.12～20.07m, 平均 16.8m，岩溶裂隙发育，单孔涌水量 5～120m3/h据 2003 年 9 月 8700 采区-80m 水平放水试验资料可知:五灰单位涌水量 q=4.92L／sm，含水层补给量充沛，难以疏干，浅部（南部）较深部（北部）水力坡度大、导水能力大、导水及渗透系数大，五灰水主要迳流方向为： 南及东南部Ｆ7-1 断层至北部井田内。

因受区内及邻近断层因素影响，五灰水与奥灰水力联系极其密切2004 年 2 月 5 日水位为+30m６、 奥灰：奥灰厚 800m 左右， 裂隙十分发育，富水性强，为煤系底部强含水层,奥灰水通过断层侧向或垂向补给四灰、 五灰含水层， 现奥灰水位＋30m(2004 年 2 月 5 日)二）钻孔水:①西检 1:终孔深度 207.38m,终孔层位五灰底板,无偏斜, 封孔质量怀疑② N506 :终孔深度 115.39m,终孔层位五灰,无偏斜,为水文长观孔,孔口已被破坏，未封③ 284:终孔深度 142.07m,终孔层位五灰,无偏斜 封孔质量不明工程揭露或靠近上述钻孔时,有引发钻孔出水的可能三） 老空水－80m 以下 5、 6 层老空原有积水， 积水标高-80m～-142m，积水量为55000m3,现已基本疏干据现开采资料，预计上覆 7、8 层老空区无积水Ｂ、煤层开采受水威胁程度分析１、第四系潜水: 第四系底部的粘土、亚粘土隔水层，发育稳定，厚5约 10 m,具有良好的隔水性能,使第四系潜水与煤系地层无直接水力联系，回采时不受其威胁若浅部接近煤层风氧化带处破坏了第四系防水煤柱，有可能导致第四系水（或地表水）溃入井下。

２、二灰水：二灰水现已疏降至-155m 水平,预计下伏 7 层煤开采时就可以完全疏干，对采区内的 9、10Ⅱ层煤开采无威胁３、四灰水：根据观测资料,采区内四灰水已疏降至-150m 水平在四灰疏水状态下， 该水平以上的 9、10Ⅱ层煤不再受其大的水害威胁但因南部地面帷幕段四灰过水，严重影响生产因此-150m 水平以下的 9、10Ⅱ层煤暂不能开采４、9 煤顶板泥灰水：通过打钻探放，巷道可直接揭露该含水层，对9、10Ⅱ层煤的开采构不成大的威胁，主要以淋水的形式影响生产５、五灰水: 它是威胁本采区 9、10Ⅱ层煤安全开采的最主要的含水层1)掘进期间安全隔水层厚度计算: 五灰水位按+30m,9 层煤：开采下限为-172m，其安全隔水层厚度计算如下：L(√r2L2+8KpH-rL) 4(√2.52×42+8×10×224.92-2.5×4)t 安＝ ─────────= ────────────────4Kp 4×10＝12.45m式中: t 安-----安全隔水层厚度(m) L--巷道底板最大宽度(m),取 4r--隔水层岩石容重(t/m3) 取 2.5Kp--隔水层岩石的抗张强度(t/m2)取 10H--隔水层底板承受的水头压力(t/m2) , 224.9210Ⅱ层煤：开采下限为-181m，其安全隔水层厚度计算如下：L（√r2L2+8KpH-rL) 4(√2.52×42+8×10×226.82-2.5×4)t 安＝ ───────── =────────────────4Kp 4×10＝12.5m式中: t 安-----安全隔水层厚度(m) L--巷道底板最大宽度(m),取 4r--隔水层岩石容重(t/m3) 取 2.5Kp--隔水层岩石的抗张强度(t/m2)取 10H--隔水层底板承受的水头压力(t/m2) , 226.826本采区内 9、10Ⅱ层煤底板至五灰最小隔水层厚度分别为22.19m、14.39m(63-12 孔） ，皆分别大于其安全隔水层厚度计算值。

正常情况下，五灰水对掘进无威胁， 沿 9、10Ⅱ层煤掘进时较为安全，但在有隐伏导水构造条件下，也有发生底板出水的可能2)回采期间五灰突水系数的计算：P根据公式 : Ts= ────M-Cp-Dg 式中 p--------水压(Mpa) M-----隔水层厚度(m)Cp----开采时底板破坏深度(m),取 12 Dg----原始导高(m)五灰水位按＋30m，分水平计算如下：⑴ 9 层煤突水系数的计算0.79① -25 水平: Ts=─────=0.06(MPa/m)24.18-10-01.34② -80m 水平: Ts = ───── ＝0.10(MPa/m)24.18-10-02.14③ -160m 水平: Ts = ─────＝0.162(MPa/m)24.18-10-02.24④ -172m 水平: Ts = ─────＝0.1695(MPa/m)24.18-10-0⑵ 10Ⅱ煤突水系数的计算0.528① -6m 水平: Ts=────=0.06(MPa/m)16.8-8-00.878② -41m 水平: Ts=─────=0.1(MPa/m)16.8-8-01.2687③ -80m 水平: Ts=────＝0。