三采区二层探放水设计

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1、三采区二层探放水设计技术科2014-6-16三采区二层探放水设计一、采区内水文地质情况分析二煤层开采的充水含水层为第四系含水砂砾层、第三系官庄组砾岩、煤层顶底板砂岩及奥陶系石灰岩含水层。其中，煤层顶底板砂岩为2煤层开采的直接充水含水层，其它均为间接充水含水层。依据现有资料及开采实践，复采区2煤层开采的主要充水含水层为第三系官庄组砾岩及奥陶系石灰岩含水层。1、1）第三系砂砾岩水文地质特征砾石直径0.01～1.0m，呈次棱角状，钙质和红色泥质胶结，井田内广泛分布（仅局部地段不连续），局部山西组中厚煤层（2煤层、3煤层）被侵蚀。原禹村煤矿在1975年对砾岩下压煤量进行回收时，曾发生砾岩漏水

2、（突水），最大突水量126m3/h，三个月后降至24m3/h，半年后降至6～12m3/h。原禹村煤矿闭坑前，砾岩涌水量在66m3/h左右。九龙山煤矿自1993年建成投产以来，未曾发生过突水。原禹村2号井在开采2煤层时，曾经在-200东翼运输巷打钻探砂砾岩，结果显示无水，说明局砂砾岩赋水性不均一，以静储量为主。2)奥灰水文地质特征厚度800m左右，构成煤系之基底，与上覆煤系地层呈假整合接触。井田的东南西三面均有分布。该含水层岩溶发育，大量接受大气降水补给，含水极其丰富。奥灰为承压含水层，静储量大，在边界留设足够的防水煤柱的情况下，奥灰的补给较差，但其静储量大，水头高，且上距草灰较近，略

3、有断层错动，易与徐、草灰发生水力联系。根据原禹村矿五十年代地质报告，奥灰含水层水文1号孔和2号孔单位涌水量为1.805～2.455L/s.m，为强富水含水层。原禹村2号井在开采2煤层时，曾经打钻揭露奥灰，水压约2.4Mpa，另矿井在井田南部曾经两次揭露奥灰，其中一水井奥灰水压约2Mpa，水量约200m3/h。也说明在复采区范围内奥灰富水性较好。2、充水通道矿井充水通道是连接充水水源与矿井之间的通道，它是矿井充水因素中最关键，也是最难以准确认识的因素。据统计，超过70%的突水是因为对充水通道的认识不清，因此，在突水预测预报中，对于充水通道的分析和研究具有非常重要的作用。根据分析，2煤层

4、复采过程中可能的充水通道为顶板导水裂隙带、底板采动破坏带、导水断层和基岩风化带裂隙（第三系砂砾岩富水性及侵蚀接触带）。（1）煤层顶、底板采动导水裂隙带煤层在天然状态下与周围岩层相接触，并保持其应力平衡状态。当煤层在采掘活动的作用下，周围的岩层失去支承而逐渐移动、弯曲和破坏，原始应力状态亦随之发生变化。随着采掘活动的不断进行、围岩的移动，变形和破坏不断由采场向外、向上和向下扩展，导致顶板、底板和煤壁的破坏，在采场周围形成破坏带或人工充水通道。当其波及充水水源时，就会发生顶板突水、底板突水。破坏带的形成和规模大小及其对矿井充水的影响，决定于采场及周围的地质、水文地质因素，如断裂构造的存在

5、将增加顶底板采动裂隙的产生。（2）导水断层1）断层破碎带由断裂构造形成的断层破碎带，往往具有良好的透水性，会形成矿井充水的良好通道。研究表明，断层及其构造带是矿井突水的主因及控制因素，断层及其构造带易于突水的主要原因有以下几点：①断层带岩体的阻水强度一般比正常岩体小3～10倍。充填物越软，强度就越低。断层带附近地应力值也低，因此阻水能力也较低。②断层的存在改变了地应力场的方向与大小，使得原岩应力值降低。正是由于断裂带中原岩应力值的降低，使得承压水的压力有可能大于最小主应力而使裂隙带的裂隙开裂，承压水沿其向上导升而突水。③断层带的存在，提供了突水途径。断层带内裂隙比较发育，岩体破碎，给

6、承压水的导升和断层构造带内的裂隙开裂制造了空间。此外，断层带中的充填物多为胶结不紧密的泥质、炭质胶结，在承压水的长期作用下被软化、掏空和溶蚀，降低了有效隔水层的厚度，给突水造成了有利条件。④回采工作面底板岩体中存在断层时，底板的采动破坏深度增大。根据探测，断层破碎岩体的导水裂隙带深度是正常岩体的2倍左右，由此可见断层对底板的影响范围较大。⑤断层受到矿山压力的作用，断层活化程度增大，断面延展性增大，断层两盘作剪切错动，断层带再扩展，破碎带的导水性增强，尤其是当断层倾角同最大膨胀线相吻合时，突水最容易发生。2）复采区采动范围内断层含导水性根据《山东高佐矿业集团公司九龙山煤矿矿井水文地质类

7、型划分报告》，对区内断层含导水性评价如下：①F24断层落差500～800m，使井田内煤系地层与井田外奥灰直接接触。奥灰厚度800余米，含水十分丰富。原禹村煤矿井上、下钻探均证实F24断层是良好的导水断层。②F31断层位于井田北部，与F24平行，间距在50～100m左右，3煤层开拓巷道揭露其断层面，断层局部导水。2煤层开采时的含导水性需进一步查清。（3）第三系砂砾岩侵蚀接触带原禹村煤矿在1975年对砾岩下压煤量进行回收时，曾发生砾岩漏水（突水），最大突水量1