煤矿河下开采分析与防治措施

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1、河流下采煤技术与防治水探析（铜川矿业公司东坡煤矿吴刚727023）摘要：通过对东坡煤矿广阳河下开采的地质及水文地质条件分析，结合近年来井上、下实际观测与理论计算结果的比较，制定了水体下开采的安全技术措施，得出了现采煤方法不会影响地表水源及井下安全生产。关键词：水体下分析开采与防治一、矿井概况东坡煤矿隶属于铜川矿业公司下属的一个大型矿井，行政区划归铜川市印台区高楼河乡。矿井为黄土覆盖式井田，平均埋深280米。广阳河位于井田中部，为本区地表仅有的一条长年河流，由南向北流入洛河。全长约20公里，河床宽3—30米，

2、水深0.4—0.9米，一般流量270.2—950.7m3/h，最大洪流量2782m3/h，其它均为季节性小溪。东二扩大区西翼采区布置的2105工作面现横垮广阳河开采。二、开采区地质及水文地质条件（一）地层及含水性根据多年矿井生产资料统计结果显示，本区域水文地质条件较简单。主要含水层从上而下依次为：(1)第四系松散层孔隙含水层本层不整合覆盖于基岩之上，主要岩性由更新世黄土与底部细砂、砂砾石组成，厚0～150m，一般厚100m。含水层主要为底部细砂与砂砾石充水。-8-砂质土:厚度0～30m,含水属孔隙潜水,最大

3、涌水量为8.3L/s。砾石、砂质土:此层厚度0～7.0m,含水属古河床及风化裂隙水,如井筒最大涌水量为10.7～15m3/h。由于沟谷的侵蚀切割作用，该层泉水甚多，但流量皆甚微。(2)二叠系下石盒子组含水层其底部砂岩含水,岩性为中粗粒长石石英砂岩,厚2～22m。常分上下两层,上层为承压水,单位涌水量为0.326L/s·m。该含水层总体含水不丰富，但在砂岩厚度大、裂隙发育的构造复合部位，富水性较强。(3)二叠系山西组含水层山西组中上部砂岩为中粗粒长石石英砂岩,厚度5～20m,为承压含水层,其单位涌水量0.01

4、66～0.46L/s·m。属于弱含水层。山西组底部砂岩(K4),厚度约0.35～24.5m。为承压含水层,单位涌水量0.001～0.0869L/s·m。含水量小，属于弱含水层。(4)奥陶系石灰岩裂隙岩溶水该层是渭北煤田的一个区域含水层，其岩性主要以灰、深灰色石灰岩及白云质灰岩、浅灰色白云岩组成。该层裂隙、岩溶较发育，此层水对煤层开采没有影响井田内发育有较好的隔水岩层，主要有：(1)第四系更新统：上中部为黄土夹砂质粘土,下部为红色粘土，中夹10多层钙质结核,隔水层厚度15～100m；(2)二叠系下石盒子组：有

5、多层泥岩、砂质泥岩组成，-8-遇水膨胀起着隔水作用，厚度10～100m。(3)二叠系山西组：有多层泥岩、砂质泥岩及钙质结核组成，是很好的隔水层，厚度13～30m。（二）地质构造东二扩大区西翼总体为一轴向SN的宽缓向斜。根据《东坡煤矿精查勘探地质报告》及《东坡井田精查补充勘探报告》资料，认为该区域没有大的地质构造，小断层较为发育，断距一般为1-3米，以正断层为主，地质构造较复杂。三、水力联系与矿井充水因素分析1、水力联系及隔水层分析以上各含水层之间均有数米到几十米的泥岩、砂质泥岩相隔，厚度稳定，隔水性能好。又

6、据水文地质资料分析，各含水层之间的水位及水质各不相似，故说明各含水层之间无水力联系。2、矿井开采“二带”计算本矿因未进行过水体下开采，无资料和经验可利用，因此以2000年5月26日国家煤炭工业局制定的《建筑物、水体铁路及主要井巷煤柱开采规程》为标准（以下简称“三下”规程）。根据《“三下”规程》第50条表4：矿区的水体采动等级及允许采动程度规定，我矿水体为重要水源，允许采动等级应属1级，不允许导水裂隙波及到二叠系下石盒子组含水层及地面水体。根据《“三下”规程》附表6—2：厚煤层开采的导水裂隙带高度计算公式，对

7、我矿导水裂隙带进行预计。-8-公式：HLi=20(ΣM)1/2+10=40.0米HLi导水裂隙带高度，ΣM为累计采厚，取3.0米。根据《“三下”规程》中关于开采单一煤层的垮落带最大高度计算公式，对我矿垮落带最大高度进行预计：公式：Hm=100ΣM/(4.7ΣM+19)±2.2=11.3米式中：Hm垮落带最大高度，ΣM为累计采厚，取3.0米。计算结果确定我矿垮落带最大高度为11.3米，导水裂隙带最大高度为40.0米。3、矿井充水因素分析根据“二带”计算，导水裂隙带高度仅40米，K4为山西组砂岩，5号煤层老顶，

8、距5#煤层0—3米，属弱含水层。随着煤层的开采而垮落或断裂，这些含水层会遭到破坏，预计矿井涌水量会增大。根据开采实践，开采初期工作面涌水量较大，一般5到15m3/h，随后逐渐减小到每小时几立方米。根据地质报告资料，矿井正常涌水量为20-40m3/h，最大涌水量为150m3/h，主要为第四系古河床水，距5＃煤层约150米，是导水裂隙带高度的3倍，又无大型断层，隔水层较好，一般不会破坏该含水层。广阳河距5＃煤层260