工作面里段专门水文地质情况报告.doc

冀中能源峰峰集团梧桐庄矿182210工作面里段专门水文地质情况报告一、 工作面概况182210工作面位于二采区北部，北为F25边界断层，南为182202采空区，西为182203采空区，东侧的182211工作面尚未掘进。该工作面开采煤层为2号煤，工作面标高为457.5308.3m，走向长度812m，倾向长度114m，煤层平均厚度3.2m，地质储量40万吨。工作面为单斜构造，地层走向N11°ES86°E，倾角1020°，平均12°，倾向S4°WSE69°。掘进过程中只揭露1条落差为1m的小断层，对生产影响不大。 影响工作面回采的含水层主要有大煤顶板砂岩含水层、野青灰岩含水层和山伏青灰岩含水层, 大煤顶板砂岩含水层富水性弱且不均匀，富水性差，一般对回采影响不大，根据相邻的182203工作面资料，威胁工作面安全生产的主要含水层是底板下伏的野青灰岩含水层和山伏青灰岩含水层。1、野青灰岩含水层： 该含水层平均厚度为2.5m，上距2号煤底板3842 m，平均为40m，富水性不均匀。根据182203工作面钻探施工情况来看,工作面所在区域野青灰岩富水性极弱，钻孔揭露野青灰岩时涌水量为0.1 6m3/h，水温32.535，水压0.050.6MPa。2、山伏青灰岩含水层： 该含水层上距2号煤底板6872m，平均为71m，富水性不均一。根据182203工作面钻探施工情况来看,该区域山伏青灰岩含水层富水性偏弱，钻孔揭露该含水层时钻孔涌水量0.210m3/h，水温34.537.2，水压0.11.4MPa。在底板遇有断层、陷落柱等构造和裂隙发育地段,奥灰和大青含水层存在对山伏青灰岩含水层形成补给的可能，一旦出水对回采影响较大。由于我矿采掘衔接紧张，无法一次性对整个工作面全部进行评价，因此本次暂先对里段420米进行评价。二、 工作面底板防治水工程本工作面形成系统后，我矿采用瞬变电磁和音频电透视两种物探方法对工作面底板进行了综合物探工作，依据物探成果编制了182210工作面底板预注浆加固设计，并按照设计对底板进行了预注浆加固。底板加固施工过程顺利，没有发生坍孔、掉钻、钻孔大量漏水等现象。钻孔揭露野青含水层和山伏青含水层时，由于措施到位，施工组织得当，注浆加固工程进行顺利。工作面里段注浆加固工程从2012年9月1日开始施工，截止2012年12月20日，共完成钻孔26个，完成钻探进尺2820.2m，注浆172.5吨，其中野青孔9个，注浆68.2吨；山伏青孔17个，注浆104.3吨。加上182203工作面施工的2031、2034、2038也布置于该工作面中，182210工作面里段共施工钻孔29个，完成钻探进尺3185.9m，注浆189.8吨，其中野青孔10个，注浆74.2吨，山伏青孔19个，注浆115.3吨，注浆结束压力为8MPa。注浆加固工程达到增强底板的稳定性，弱化底板薄层灰岩含水层富水性的效果。 钻探及注浆成果详见附图1、附表1。三、 工作面里段开采安全性评价根据物探与钻探资料，对182210工作面里段进行开采安全性评价如下(一) 野青灰岩与山伏青灰岩含水层的富水性野青灰岩含水层：工作面里段钻孔全部揭露野青灰岩，钻孔揭露野青灰岩时只有203H8和9两个钻孔出水，钻孔出水水量为0.56 m³/h，平均为3.3 m³/h；水压为0.10.7MPa，平均为0.4MPa；水温为33.533.8，平均为33.7。从钻孔揭露野青含水层出水情况可看出，在本次评价段内，野青灰岩含水层裂隙发育差，野青灰岩含水层赋水性弱，且与外界及下部含水层连通性差。通过本次施工对野青灰岩注浆，野青灰岩裂隙被进一步充填，总体分析认为该区段内野青灰岩富水性差，不会对生产产生影响。山伏青灰岩含水层：工作面里段施工的钻孔中，有19个钻孔揭露山伏青灰岩，钻孔揭露山伏青含水层时全部出水，出水水量为0.118m3/h，平均为3.0 m³/h；出水压力0.32.3MPa，平均为1.2MPa；温度3437，平均为35.6。从钻孔出水情况可看出，182210工作面里段钻孔揭露山伏青含水层出水量、水压、水温三项指标值都在正常范围内，出水量最大的钻孔2（出水量为18m3/h）和水压最高的钻孔1（压力2.3MPa）都出现在工作面外侧，且水量为不超过20 m3/h，水压也小于安全水头3.6MPa，其余钻孔揭露山伏青灰岩出水量和水压均小于1、2两孔，且水温不高于38。可见在本次评价段内，山伏青灰岩含水层裂隙发育较均匀，但发育较差，且与外界及下部含水层连通性不良，因此评价段内该含水层赋水性较弱。总体评价本段内山伏青灰岩富水性较差。通过对182210工作面里段的预注浆加固，大煤底板下伏野青灰岩和山伏青灰岩含水层裂隙被充填，进一步弱化了野青灰岩和山伏青灰岩的富水性，总体评价该段内野青灰岩和山伏青灰岩含水层富水性较弱。(二) 工作面底板隔水层的稳定性和完整性根据182210工作面里段施工的29个底板钻孔资料分析, 工作面底板隔水层总体岩层完整，层厚稳定，大煤底板至野青灰岩间的厚度在38m42m之间，平均为40m，大煤底板至山伏青灰岩间的厚度在68m72m之间，平均为71m。底板加固孔施工过程中，未发生掉钻、埋钻、钻孔漏水等情况。同时，该工作面大煤底板隔水层的岩性组合为中细砂岩、粉砂岩、泥岩等，这样既有“软岩”较好的抗渗性与“硬岩”较强的抗破性，隔水层的隔水性能较好。在通过底板预注浆后，局部发育裂隙得到充填，底板隔水层的完整性得到了增强，隔水能力也得到了进一步加强。(三) 含水层突水系数计算引用公式：式中：T突水系数，单位MPa/mP底板隔水层承受的水压，单位MPaM底板隔水层厚度，单位m1. 野青灰岩含水层突水系数计算工作面钻孔揭露野青含水层最大水压为0.7MPa（Y9孔），大煤底与野青灰岩顶间距40m,计算得：T（0.7+40/100）/400.03由于评价段底板经过预注浆加固后完整性较好，临界突水系数Ts取0.06，因此TTs即工作面扩里段底板野青灰岩突水系数小于临界值，理论上不存在突水危险。2. 山伏青灰岩含水层突水系数计算182210工作面钻孔揭露山伏青含水层最高水压为2.3MPa（2孔），小于安全水头3.6MPa，由于该孔位于评价段外侧，距工作面较远，因此忽略不计。评价段内揭露山伏青含水层最高水压为1.95MPa（Y9孔），大煤底与山伏青灰岩顶间距为71m，计算得： T1（2.3+71/100）/710.042T2（1.95+71/100）/710.037由于评价段底板经过预注浆加固后完整性较好，临界突水系数Ts取0.06，因此T1Ts；T2Ts；即工作面里段底板山伏青灰岩突水系数小于临界值，理论上不存在突水危险。(四) 工作面外围水文地质情况182210工作面里段东面的182211工作面尚未掘进；西面的182203工作面已2011年安全结束回采，回采期间无出水事故，采空区顶板淋水可顺巷道自由排泄；北侧为井田边界F25断层，断层落差380m，该工作面位于断层下盘，并有2、2两孔对断层方向进行了控制，两孔未揭露断层带，正常揭露野青灰岩无出水，揭露山伏青含水层时最大出水量仅为m3/h，压力为1.6a，最高水温为36.1，水量、水压和水温均未出现异常；工作面南面的182210外段尚未进行回采。因此182210工作面里段四面均不受水害威胁。综合评价工作面里段外围水文地质条件简单。(五) 工作面开采涌水量预计工作面评价范围施工的钻孔揭露野青灰岩含水层和山伏青灰岩含水层涌水量小，连通性差，参照相邻的182203工作面回采期间出水情况，预计本工作面开采期间最大涌水量不超过1m3/min。(六) 工作面开采期间采取的防治水措施1、 工作面回采期间,要做好北翼观测孔水位观测工作。2、 回采过程中加强对工作面底板变形破坏和涌水情况的观测，发现异常情况及时采取措施处理。3、 工作面外围巷道低洼部位已具备有不小于2 m3/min排水能力的排水设备和排水管路，并有备用泵，回采期间要加强对排水设施的维护,保证工作面上下巷低洼部位、203排水点及中央泵房的排水设施运转良好。4、 工作面应尽可能加快推进速度，减小采矿压力集中对底板的破坏影响。5、 工作面开采前，制定工作面底板突水应急处理预案，并加强工作面避水灾路线的贯彻。四、 结论通过对底板注浆孔揭露野青、山伏青含水层情况的分析认为，182210工作面里段底板野青灰岩和山伏青灰岩含水层总体上来讲富水性较弱，在通过底板预注浆加固工程后，使得该工作面底板野青、山伏青灰岩含水层富水性进一步弱化，工作面底板裂隙发育的薄弱地段得到加固，隔水岩层稳定性进一步加强；工作面底板承受的水压力小于煤矿防治水规定允许承受的安全水压力，突水系数小于临界值；工作面外围的水文条件也比较简单；工作面开采预计正常涌水量为0.15m3/min，最大涌水量不大于1m3/min，而工作面外围182210探巷、182210回风联巷、182208运输巷均具备了2 m3/min的排水能力。并制定了完善的工作面回采期间防治水措施。由此得出结论，目前条件下，182210工作面里段受水害威胁极小，已经具备了安全开采的条件。五、 工作面开采期间水害应急预案本着“安全第一，预防为主”的原则，为保证工作面开采期间一旦发生突水的情况下，处理水害事故能够有条不紊地进行，更好保护职工生命及国家财产的安全，182210工作面开采期间执行如下应急预案：1、矿按梧桐庄矿2013年度矿井灾害预防和处理计划成立182210工作面水害事故应急指挥部，下设水害事故处理调度组、水害事故现场技术组、防排水管理组、水害事故通风管理组、水害事故抢险管理组、水害事故物资供应组、水害事故后勤保障组。2、在182210工作面发生水害事故后，现场人员立即向调度室汇报出水地点、水量、受灾人数及危害情况，调度室接到井下工作面报告后，立即向值班主任和值班矿领导汇报，并按照事故汇报顺序依次通知有关人员和上级部门，并安排有关人员下井调查出水情况，进行险情评估及应急处理。 3、根据井下水害调查人员汇报的水害危险情况和水害发展趋势，调度室值班主任向值班矿领导报告情况，并根据矿井总体水害应急预案，报告上级部门，启动相应级别的矿井水害应急预案。    4、矿调度室通知“矿井水害应急指挥部”的各成员单位负责人立即到矿调度室集中待命，值班矿领导向指挥部各成员单位介绍水害有关情况，井下人员数量与分布情况，灾情态势，发展趋势，提出防患对策及处置措施，并发布指挥部命令。  5、指挥部下各小组根据指挥部命令对水害事故应急处置。水害事故处理调度组：记录事故情况，及时将事故情况报告矿有关领导；及时向下传达救灾指挥部的命令，召集有关人员待命；掌握入井人数和留在井下各地区的人数；指挥、调度、协调矿各单位现场应急救援工作。水害事故现场技术组：跟踪调查水灾事故情况，制定治水方案，提供必要的技术图纸和资料。    防排水管理组：保障井上、下安全供电，保证主、副井、主扇风机、主排水设备等要害设备正常运行，对各排水设施按规定检查、检修，保证随时能够启用最大排水能力。水害事故通风管理组：根据采掘工作面水淹情况调整矿井通风系统和组织必要的通风工程。检查各通风地点瓦斯和有害气体含量。水害事故抢险管理组：查对留在本区域工作面内的人数，采取措施组织他们撤到安全地点直至地面。营救被困人员，组织可能受威胁人员有序撤离，实施必要的应急堵水工作。水害事故物资供应组：保证矿应急救援物资和应急救援人员的运送到位，并储备一定的备用物料。水害事故后勤保障组：安排灾害处理期间应急救援人员的生活起居和正常的居民生活保障工作、妥善安置遇难人员；保证水灾抢救现场伤员抢救、等救灾工作的交通所用车辆。负责事故抢救和处理过程中的治安保卫工作。6、井下水害危及区域，除主要排水泵房等要害地点外，根据调度室通知和矿井避水灾路线撤离危险区域。7、井下出水水量稳定，采区矿井排水能力满足对出水的排水要求，并有足够的富余能力，或者遇险人员脱离危险后，由水害应急救援总指挥宣布水害应急救援结束。