塔然高勒煤首采区综合防治水技术研究.doc

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1、神华集团杭锦能源有限责任公司塔然高勒煤矿煤炭科学研究总院西安研究院首采区综合防治水技术研究XI’ANBRANCHCCRI塔然高勒煤矿首采区综合防治水技术研究项目实施方案项目承担单位：神华集团杭锦能源有限责任公司项目协作单位：煤炭科学研究总院西安研究起止年限：2010年08月至2012年11月二○一○年八月第18页神华集团杭锦能源有限责任公司塔然高勒煤矿煤炭科学研究总院西安研究院首采区综合防治水技术研究XI’ANBRANCHCCRI目录1．立项背景12．主要研究内容及方法42.1开采水文地质条件研究42.1.1水文地质钻探42.1.2水文地质试验52.

2、1.3水文地球化学测试72.1.4三维地震精细化勘探72.1.5地面电法勘探92.2矿井排水系统和排水能力评价102.2.1涌水量预测112.2.2矿井排水系统评价112.2.3矿井排水能力评价112.3首采区防治水技术措施112.3.1回采前防治水技术措施112.3.2回采期防治水技术措施122.4矿井水综合利用123．项目预期目标124．效益预测135．项目预期成果146．项目进度：157．经费预算158．研究人员19第18页神华集团杭锦能源有限责任公司塔然高勒煤矿煤炭科学研究总院西安研究院首采区综合防治水技术研究XI’ANBRANCHCCRI1

3、．立项背景塔然高勒矿位于鄂尔多斯市杭锦旗及达拉特旗境内，井田面积379.18km2，可采储量13.4亿t，矿井设计生产能力10Mt/a，服务年限95.8年，总投资41.90亿元，是神华集团正在建设的首座千万吨级现代化立井。该矿含煤地层为侏罗系中下统延安组，首采区布置在井底车场附近，分为西一和东一盘区。矿井初期开采3-1煤层，服务年限为58.2年，煤层平均埋深600m左右。井田内3-1煤层厚度变化较大，西一盘区平均厚度3.68m，东一盘区平均厚度2.26m，煤层倾角一般小于5°。采用一次采全高的综合机械化开采工艺，工作面采用长壁后退式开采法，由盘区边界

4、向大巷方向推进，按区段顺采。主采3-1煤层结构简单，内生节理裂隙发育，直接顶为砂质泥岩或粉砂岩，直接底为砂质泥岩，局部为泥岩或粉砂岩。地质构造相对简单。矿井共划分14个盘区，其中3-1煤划分为8个盘区，下部4-1、4-2、5-1煤划分为6个盘区，首采区西一、东一两个盘区面积54km2。井田东、西翼均为双翼盘区，辅助运输采用无轨胶轮车，煤炭运输采用胶带输送机，井下布置大巷4条，即2条辅助运输大巷、1条胶带输送机大巷和1条回风大巷。西一盘区布置1个厚煤层综采面，产量6.80Mt/a，东一盘区布置1个中厚煤层综采面，产量2.30Mt/a，厚与中厚煤层实行配

5、采。首采面布置4条顺槽，一侧各2条，顺槽中心距25m，接续工作面保持3条顺槽，各盘区顺槽均直接（或通过风桥）与大巷相连接。第18页神华集团杭锦能源有限责任公司塔然高勒煤矿煤炭科学研究总院西安研究院首采区综合防治水技术研究XI’ANBRANCHCCRI根据井筒检查孔抽水试验成果，白垩系志丹群（K1zh）含水层富水性弱；侏罗系中统直罗组（J2z）含水层和侏罗系延安组含水层（J1-2y）也为弱富水含水层，见下表。含水层水位标高（m）含水层厚度（m）q（L/s.m）K(m/d)预计井筒涌水量（m3/h）K1zh+1488270~2750.009010.002

6、425.54J2z+14611500.001910.001073.92J1-2y+135057.520.01120.014925.25合计34.71塔然高勒矿采用立井开拓，三个井筒于2007年6月18日正式开工建设，随着井筒逐渐向下延伸，水文地质条件发生了重大变化，当井筒掘进至480m时，实际涌水量118.7m3/h，探放孔水量甚至超过200m3/h（见下图），大大超过了原地质报告提供的34.7m3/h井筒涌水量，迫使改用冻结法施工。目前风井和副井井筒已施工到位，准备开拓井底车场等硐室群。第18页神华集团杭锦能源有限责任公司塔然高勒煤矿煤炭科学研究总

7、院西安研究院首采区综合防治水技术研究XI’ANBRANCHCCRI井筒施工实际情况表明：1）200m深度以下含水层涌水量增大，且随深度增加，水压增大，水量增大；2）井筒所穿过地层多数是松软易破碎岩层，岩石自然状态下平均抗压强度14.5MPa，部分仅0.6MPa，岩石孔隙率较大为0.76~30.65%，含水率0.81~13.65%，吸水率0.70~10.35%，软化系数0.05~0.51。抗剪与抗拉强度则更低，砂质泥岩类吸水状态抗压强度明显降低，多数岩石遇水后软化变形，甚至崩解破坏，软化系数均小于0.75，均为软化岩石；3）因岩层固结性不好，遇水软化甚

8、至崩解，井筒涌水中含沙量大，显示岩石胶结物随水涌出；4）虽采用了多种注浆封水方案，但因特殊的岩石结构而效果不