古州冠裕业雨季期间防治水浅谈.doc

古州冠裕煤业雨季期间防治水浅谈 2010年9月13日 一、山西平定古州冠裕煤业有限公司概况 山西平定古州冠裕煤业有限公司位于平定县西南，行政区划属阳泉市平定县冠山镇管辖，是由三个开采多年的小煤矿组合的矿井。主采煤层为石炭二迭系的15号煤层，煤层埋深80-200米。斜井开拓，短壁悬移支架放顶煤炮采工艺，一次性采全高，顶板自然垮落。 井田内地形地势起伏较大，呈南高北低，西高东低之势，最高点位于井田南部边界处，标高为893.00m，最低点位于井田东北部边界冠庄村，标高为710.00m，井田面积4.2835km2。 井田属温带大陆性气候，年平均降水量为mm，最大降水量为mm，最为mm，多集中于七、八、九月份。 受大气降水影响，矿井井下涌水量变化大，特别是在雨季的七、八、九月份，井下涌水量增幅最大，与正常涌水量相比增幅可达到300%-500%，2009年由于雨季期间水量增大，排水能力小，造成矿井被淹。为此，搞好雨季期间矿井防治水工作显得尤为重要，查明雨季期间降雨量和矿井涌水量的关系，是搞好矿井安全管理的基础工作。 二、矿井地质及水文地质条件分析 1、矿井地质概况 井田大部被黄土覆盖，基岩局部出露，煤系地层由石炭二叠系组成。由老至新为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、第四系中上更新统和第四系全新统。 地质构造比较简单，煤岩层呈向斜构造，轴向北东，两翼倾角在4-17°之间。在井田西北部仅发育一条3m的正断层；井田内陷落柱发育，勘探和生产揭露的陷落柱共有18个，分布无明显规律。 2、井田水文地质条件 地表水系 井田内大部为山间冲沟，较大的沟谷有井田西部的南沟，该沟谷为南川河支沟，平时无水，雨季有少量的水由南向北流入南川河。南川河丰水期流量一般为1.10m3/s。 含水层 根据冠裕煤业矿井地质报告，井田内有5个含水层组。 奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组 该含水层组埋藏于侵蚀基面以下，水位标高477.27m，溶洞发育，低水位期出现在5月底到7月初，9月到10月份为高水位期，年变幅最大23.41m，水位标高在474-482m之间。 石炭系上统太原组石灰岩含水岩组 本组由K2、K3、K4三层灰岩组成。K2灰岩有溶洞或较大裂隙，水位标高为691.66m，钻孔单位涌水量为9.70l/s.m，渗透系数为60.89m/d，故K2灰岩含水性较强。K3、K4灰岩水位标高为761.11m，钻孔单位涌水量为0.0002l/s.m，渗透系数为0.00093m/d，故K3、K4灰岩含水性较弱。 二叠系下统山西组砂岩含水岩组 含较厚砂岩数层，含水性较弱。单位涌水量为0.0003－0.045l/s.m，渗透系数0.001－0.5m/d。 二叠系石盒子组砂岩含水岩组 主要含水层为K8、K9较稳定的砂岩。由于其胶结致密，富水性较差。其单位涌水量为0.00018－0.024l/s.m，渗透系数为0.0019－0.356m/d，含水性较弱。 第四系冲积层含水层 主要分布于南川河河床及其两岸的阶地上，由于补给来源较为广泛，故其含水较为丰富。 三、矿井雨季期间涌水量分析 根据《三下采煤规程》冒裂带最大高度计算公式，冒落带（H1）、导水裂隙带（H2）的高度公式计算结果： H1=A1±2.5 H2=A2±8.9 式中：A1=100∑m/(2.1∑m+16)，A2=100∑m/(1.2∑m+2.0),∑m为开采煤层厚度。 矿井15号煤层开采厚度为6.74m，计算15号煤层冒落带高度19.85～24.85m，导水裂隙带最大高度57.91～75.71m。 通过上述计算和矿井地质及水文地质条件分析可以得出，导水裂隙带最大高度会沟通15号煤层上覆太原组石灰岩、石盒子组砂岩含水岩组和冲积层含水层，直接对矿井井下充水。而井田内太原组、山西组含水层水主要来源为大气降水的入渗补给，大气降水通过地表黄土入渗直接补给各含水层，以承压水的形式存在。 本矿南部及东部已采空，采空区面积较大，由于煤层埋藏较浅，采深采厚之比小于30，采动所产生的裂隙直接沟通至井下采动空间，雨季期间，大气降水通过采动裂隙渗（涌）入井下采空空间。 井田内15号煤层底板最低标高为550m，奥灰水位最高标高为482m，煤层底板标高高于奥灰水位标高，故奥灰岩溶水对15号煤层开采无影响。 2010年4-9月份对矿井井下各个出水点的涌水量观测（附：4-9月份矿井涌水量统计表1），矿井在7、8、9月雨季期间井下涌水量明显增加，表明受降雨影响矿井各出水点出现的不同变化。 4-9月份矿井涌水量变化统计表 单位：m3/min 地点 月份 主井 副井 总回回风巷 15302下顺槽 15303下顺槽 西大巷 合计 四 0.03 0.10 0.05