刘河煤矿矿井充水条件分析.pdf

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1、总第193期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2015．09．033刘河煤矿矿井充水条件分析张智杰(河南省煤田地质局三队，河南郑州450000)摘要：随着矿井开采深度的不断增加，刘河煤矿受顶底板承压水威胁的状况日益突出。为解放受水害威胁的煤炭资源，对刘河煤矿深部的矿井充水条件进行了分析，并采用了比拟法和稳定井流解析法，分别对深部一600m开采水平和一800in开采水平的煤层顶底板主要充水含水层的涌水量进行了预测，确定了不同开采水平矿井的涌水量。为深部矿井井巷工程设计、开拓和设备选型提供了依据。关键词：刘河

2、煤矿；开采深度；比拟法；解析法；涌水量中图分类号：P641．4文献标识码：B文章编号：1005-2798(2015)09—0088—04我国是煤矿水文地质条件最为复杂的国家之小型分枝断层，构造复杂程度(图1)。一，煤矿水害为仅次于瓦斯灾害的第二大煤矿灾害性事故⋯。近年来，随着矿井开采深度的不断加大，煤矿开采受顶底板承压水威胁的状况日趋加剧_2]，为缓解水害对矿井安全生产的制约，需有效分析矿井充水条件，并据此制定合理的防治水方案。刘河煤矿位于永夏煤田永城矿区东北部，第一水平目前已基本回采结束，未来将进行深部水平煤层开采。为确保深部

3、各水平的安全生产，有必要对矿井充水条件进行分析。并预测其涌水量_4。]，以期为矿井防治水方案的制定提供依据。1矿井基本概况刘河煤矿井田面积为6．8853km，于2007年8月建成投产，目前核定生产能力为45万t／a。采用地下开采方式，主、副竖井开拓．开采方法为走向图1刘河煤矿构造纲要图长臂后退式上、下山开采．全部陷落法管理顶板。矿井现开采第一水平，主要生产采区有11、12、13、15、2矿井充水条件分析l7采区。开采范围内煤层主要为二，煤，煤层较稳2．1矿井水文地质条件定，一般厚2．50～2．80m，结构较简单；煤层走向矿井位于

4、永城复式背斜北端东翼，夹持于F断NNW，倾向NE，倾角约15。；煤层顶板岩性以砂质泥层和F断层之间，整体上受NNE向断裂的控制。岩为主，底部大部为泥岩和砂质泥岩，顶板较平整，F。断层为西北盘上升，东南盘下降的正断层，构成底板局部有底鼓现象。了矿井的东部相对隔水边界；F，断层为西北盘下井田为新生界所掩盖。据钻孔揭露地层自下而降，东南盘上升的正断层，构成了矿井的西部相对隔上为：奥陶系中统、石炭系、二叠系、新近系和第四水边界；矿井北部发育有北降南升的正断层，组成了系。井田位于永城复式背斜北端东翼，夹持于F断北部的相对隔水边界：南部为露

5、头区，组成了矿井的层和F断层之间，受NNE向断裂的控制。地层走相对给水边界。该矿井整体上为一个一侧相对给向4O线以南为NNE。向北逐渐变为NNW向，倾向水。三侧相对隔水的水文地质边界内。受此影响，大SE至NE，倾角9～29。；区内构造以NNE向断裂为气降水是矿井的主要补给水源，人工开采和矿井排主，发育有宽缓褶皱，主干断层两侧多发育次一级的收稿日期：2015-05-28作者简介：张智杰(1965一)，男，陕西合阳人，高级工程师，从事煤田地质、工程测量等工作。882015年9月张智杰：刘河煤矿矿井充水条件分析第24卷第9期水是其主要

6、排泄途径。2．2矿井充水水源矿井内一无较大的地表水体，二无老窑老井，加之新近系、第四系盖层很厚，因此，一般情况下大气降水、地表水和老窑水，对将来深部二，煤的开采无大的影响。矿井主要充水含水层为：1)二，煤层顶板砂岩裂隙含水层组。该含水层由二，煤以上60m范围内的细、中粒砂岩组成，是二，煤的直接充水岩组。据抽水试验资料反映(图2)，该含水层补给条件较差，导水陛差，水位恢复曲线图237—2孔水位恢复曲线计算出的渗透系数比裘布依公式计算值还小31％，2)太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层组。该含偏小原因是因井旁富水性强于流场平均值所引起，其

7、水层为二，煤底板间接充水岩组，一般厚度18～20m。稳定流抽水试验结果：q=0．00254tl(s·m)，K=从抽水试验结果看(表1)，钻孔单位涌水量0．0348m／d，R=123．49m，水位标高23．02m。M=0．0954～0．950L／(s·ITI)，渗透系数0．734～5．09m／3．321g／L，pH：7．90。兼顾区域条件分析，该含水L，水位标高为+23．36～+23．67m。尽管是一间接充组补给源不足，透水性能差，富水性弱，对矿山开采，水含水岩组，由于富水性较强，水压大，在断层影响的不会构成大的威胁。但二，煤层露

8、头区附近水文地情况下，L8至二煤层间距缩短，甚至发生对接，岩石完质条件比较复杂。与新近系、第四系基岩风化带含水整性遭到破坏，强度降低．加之施工掘进破坏了断层破组发生水力联系，水量增大，在开采后期，有可能沿碎带的原始稳定状态而容易导致高压岩溶裂隙水突人塌陷裂缝涌进