矿井防治水工作评价报告 (2)

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1、 山西华美奥能源集团有限公司兴陶煤业 矿井地测防治水管理专项评价报告编 制： 王 铁 军审 核： 宋 吉 曜矿 长： 王 绍 军二一三年七月四日2 兴陶煤业矿井地测防治水管理专项评价报告目 录1. 前言31.1 任务和目的31.2 评价的依据31.3 矿井概况31.3.1 位置及范围41.3.2 相邻矿井41.3.3 矿井生产概况42. 矿井水文地质概述52.1 矿井地质概况52.1.1 井田地质52.2 矿井水文地质概况102.2.1 含水层(组)102.2.2 隔水层162.3 矿井充水因素172.3.1 地表水与大气降水172.3.2 煤层顶板砂岩裂隙水172.3.3 煤层底板岩溶裂隙水

2、172.3.4 采空区积水182.3.5 充水通道182.4 矿井涌水量预测212.5 矿井的水文地质类型划分及防治水措施222.6 矿井水文地质资料存在的问题233. 矿井地测防治水管理体系243.1 防治水领导组织，管理组织243.2 专业人员及探放水队伍配备情况243.3 防治水管理规定规章制度制定243.4 矿井年度防治水计划和中长期防治水规划253.5 应急救援系统及预警系统情况等253.6 矿井防治水管理体系存在的问题254. 矿井的防治水系统254.1 主要防治水的基础资料254.2 矿井放隔水煤柱的留设264.3 井下排水系统、地面防洪系统、防治水工程等264.4 地面和井下水

3、文地质观测情况274.5 探放水设备的配备274.6 矿井防治水系统存在的问题275. 矿井防治水现场管理275.1 探访水设计的编制275.2 防治水原则与综合防治措施落实情况275.3 探放水安全技术措施的落实情况285.4 地质灾害的预测与防治285.4.1 地质灾害的预测285.4.2 地质灾害的防治措施285.5 井下工人对防治水和突水现场自救互救基本知识掌握285.6 矿井防治水现场管理存在的问题286. 矿井防治水工作的综合评价286.1 水文地质工作评价286.2 矿井的地测防治水的组织机构评价296.3 矿井的防治水系统评价296.4 矿井防治水现场管理情况的评价307. 矿

4、井水害危险性预测评估307.1 水害的重大危险307.2 重大危险源的安全防治措施317.2.1 地表水、大气降水等防治措施317.3 防治水工作存在的主要问题和隐患及整治方案和防治措施347.4 结论34矿井地测防治水管理专项评价报告1. 前言1.1 任务和目的为了落实国家安全监管总局新修订的煤矿安全规程和煤矿防治水规定的要求，加强我矿矿井地测防治水的管理工作，夯实我矿地测防治水工作的基础，建立健全防治水工作的长效机制，确保矿井生产、建设的安全。特对我矿地测防治水管理工作进行一次自我全面评价。通过评价对我矿地测防治水的管理状况，查清矿井水文地质情况和地测防治水工作中存在的问题，依照煤矿防治水

5、规定（国家安全牛产监督管理总局第28号令），进一步从制度、技术机构、人员、装备、设施等方面落实“防、堵、疏、排、截”等措施，规范防治水工作的各项管理，杜绝水害事故的发生，为我矿防治水工作和基建生产奠定坚实的基础。1.2 评价的依据评估的主要依据有国家煤矿安全监察局颁布的煤矿安全规程、煤矿防治水规定、国务院颁布的地质灾害防治条例、国土资源部4号令地质灾害防治防治管理办法和山西省、朔州市、平鲁区政府部门下发的有关地测防治水方面的有关规定。1.3 矿井概况山西朔州平鲁区华美奥兴陶煤业有限公司由山西朔州华美奥能源有限公司兴陶煤矿（原朔州市平鲁区兴陶煤矿）和山西朔州市平鲁区洪泉沟煤矿资源整合而成，隶属于

6、山西华美奥能源集团有限公司，行政区划属山西省朔州市平鲁区陶村乡管辖。根据山西省煤炭资源整合和有偿使用工作领导组办公室晋煤整合办字200930号文“朔州市煤炭资源整合和有偿使用工作方案的核准意见”，及山西省国土资源厅2009年10月14日颁发的山西朔州平鲁区华美奥兴陶煤业有限公司采矿许可证，证号：C1400002009101220038680.批准井田面积为：4.2515km2，井田面积由原来的2.885km2扩大到4.2515km2，新增井田面积1.3955km2。批准开采井田内4-1#、4-2#、9-1# (9-1# +9-2#)、9-2#、1l#煤层，生产规模1.5Mt/a。目前该矿的地面

7、主、副井生产系统、主井井口房、皮带走廊、选矸筛分楼、筒仓、选煤厂，副井井口房、空压机房、机修车间、地面变电所、联合建筑、器材库等已经建成。主、副斜井、回风斜井已建成，井底车场、水仓、水泵房、变电所等已建成。井下4-1、4-2号煤层共用的运输、辅助运输、回风大巷已掘出，矿井主要生产系统已经形成。1.3.1 位置及范围山西朔州平鲁区华美奥兴陶煤业有限公司兴陶井田位于朔州市平鲁区下面高乡下韩佐沟村白家梁一带，西距平鲁县方向距离约20km，南距朔州市约22km。东距元元公路1km，南有大运高速公路和北同浦铁路，西有朔(州)平(鲁)二级公路沿七里河北上到平鲁城区。同时距园芦铁路芦家窑煤站3km，距神头发

8、电厂20km，交通十分便利井田呈不规则多边形，东西长3925m，南北宽1900m，井田面积4.2515 km2。1.3.2 相邻矿井矿井北部有山西平鲁圣厚源煤业有限公司（原大兴煤矿）、西北有山西晋能白芦煤业有限公司（原白芦煤矿）、西南有山西朔州芦家窑煤矿有限公司（原国有芦家窑煤矿）、南部有山西朔州大恒煤业有限公司（原歇马关煤矿）、东部为露头，无矿井。1.3.3 矿井生产概况井田内批采的4-1#、4-2#、9-1# (9-1#+9-2#)、9-2#、11#煤层保有资源/储量12777万t，其中探明的经济基础储量（111b）9182万t(含蹬空储量311万t)，占保有资源/储量的71.86；控制的

9、经济基础储量（122b）1821万t，探明和控制资源/储量11003万t，占保有资源/储量的86.12；推断的内蕴经济资源量（333）为1774万t。资源整合后兴陶煤矿产能由原来的0.15Mt/a增加到1.5Mt/a，批准开采深度标高为1250m到1000m。矿井采用斜井开拓方式，布置二个开采水平，一水平高程+1083m，开采4-1#、4-2#煤层；二水平高程+1070m，开采9#和11#煤层。矿井服务年限39.7a，其中第一水平服务年限15.1a，第二水平服务年限24.6a。采用综采放顶煤采煤方法，工作面长度190m。目前该矿的地面主、副井生产系统、主井井口房、皮带走廊、选矸筛分楼、筒仓、选

10、煤厂，副井井口房、空压机房、机修车间、地面变电所、联合建筑、器材库等已经建成。主、副斜井、回风斜井已建成，井底车场、水仓、水泵房、变电所等已建成。井下4-1、4-2号煤层共用的运输、辅助运输、回风大巷已掘出，矿井主要生产系统已经形成。2. 矿井水文地质概述2.1 矿井地质概况2.1.1 井田地质井田内揭露地层主要有奥陶系、石炭系、二迭系、第三系及第四系，其发育特征如下：（1）奥陶系（O）井田内X1号孔揭露厚度265.56m。据区域资料，本系地层岩性主要由深灰色厚层灰岩、白云岩、白云质灰岩组成，间夹灰黄色钙质泥岩。泥质灰岩风化后呈豹皮状，中下部夹数层同生角砾岩。地层厚210400m。图2-1 -

11、1 区域构造纲要图（2）石炭系（C）中统本溪组（C2b）主要由灰色、深灰色、灰黑色砂岩、砂质泥岩及泥岩组成。含13层深灰色石灰岩，夹薄煤，底部为杂色铝土泥岩。井田内X1号孔揭露厚度44.12m，据区域资料地层厚20.5849.55m，一般厚30m，与下伏地层平行不整合接触。上统太原组（C3t）为主要含煤地层，也是本次勘探的主要地层，钻孔除X1号完全揭露外，（厚74.95m），其余钻孔均未完全揭露，揭露最大厚度107m。岩性由灰白色砂岩，灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩和煤层组成。南部11#煤顶部有泥灰岩发育，地层从东向西有变薄趋势。本组据区域勘探资料厚74.95112.32m，一般厚90m。其地层发

12、育序列为：底部为厚1.005.42m的灰白色中粗砂岩(K2)，一般厚3.00m。K2与 11#煤之间为以粉砂岩、砂质泥岩为主的沉积，夹有不稳定的12#煤层。11#煤层厚1.804.10m，平均厚2.87m。南部顶部有泥灰岩沉积。11#煤9-1#煤之间，以粉砂岩为主，间距5.4336.34m，平均17.33m，勘探区西部间距加大，岩性变粗（中粒砂岩），发育有9-2#煤层。9-1#煤厚6.9016.15m，平均10.43m，西北厚，东南薄。9-1#煤与8#煤之间以粉砂岩、砂质泥岩为主，间距1.10m，平均2.39m。8#煤厚度稳定1.101.58m，平均1.32m；4-2#与8#煤之间以中细砂岩为

13、主，夹有砂质泥岩，间距8.414.72m，平均厚10.61m井田中部变薄。4-2#煤厚度稳定4.675.90m，平均5.47m。4-1#与4-2#煤之间以灰色粉砂岩为主，夹炭质泥岩，间距2.905.95m，平均4.47m。间距变化不大。4-1#煤，北部夹石层变厚，使煤层分层变薄，厚2.5010.87m，平均8.99m。4-1#煤之上为深灰色粉砂岩，灰黑色砂质泥岩为主，夹炭质泥岩及细中砂岩。（3）二叠系下统山西组（P1s）为灰色、灰白色砂岩，灰黑色、灰色砂质泥岩组成。砂质泥岩中含菱铁矿结核，含有不稳定薄煤12层。底部为浅灰灰白色含砾粗砂岩（K3）厚3.009.41m，本组厚40.6366.50m

14、，一般厚50.00m。下统下石盒子组（P1x）岩性为灰黄色，灰绿色中、细砂岩、砂质泥岩、杂色泥岩互层底部为灰黄色含砾粗砂岩，厚4.509.43m，本组厚32.1081.23m一般38.00m.（4）第三系上统静乐组：为棕红色粘土和亚粘土，厚025.58m，一般厚18.00m，与下伏不同地层为角度不整合接触。（5）第四系上部为冲洪积物，以中、细砂为主，间夹少量砂土、下部为红黄色亚粘土和古土壤层组成，含钙质结核，底部含砂砾；土黄粉砂质亚砂土、亚粘土（俗称马兰黄土），厚6.6944.87m，一般厚15m。（6）含煤性井田内含煤地层为山西组、太原组和本溪组。山西组、本溪组仅零星有薄煤层，均未达可采厚度

15、。太原组为主要含煤地层，共含煤9层，从上至下编为4-1#、4-2#、8#、9-1# (9-1#+9-2#)、9-2#、10#、11#、12#。4-1#、4-2#、8#、9-1# (9-1#+9-2#)、9-2#为主要可采煤层，9-2#为局部与9-1#煤层合并，10#、11#为较稳定局部可采煤层，12#为不可采煤层。煤层总厚平均34.54m，可采煤层总厚平均34.17m，本组地层一般厚91.90m。含煤系数33%。（7）可采煤层本井田可采煤层为4-1#、4-2#、8#、9-1# (9-1#+9-2#)、9-2#、11#煤层，其中4-1#、4-2#、8#、9-1# (9-1#+9-2#)、9-2#

16、煤层均为稳定可采煤层，10#、11#为较稳定局部可采煤层，（详见可采煤层特征表4-2），现分述如下：4-1#煤层位于太原组顶部，煤层厚8.3010.87m，平均厚度9.42m。，含夹矸09层，一般34层，为稳定可采煤层，该煤层在93号钻孔产生局部小范围分叉现象，有1.55m厚的夹矸层出现，考虑到该分叉范围较小，储量计算时，两分层煤层合并计算。顶板多为砂质泥岩，井田西北为砾岩，含砾粗砂岩；底板岩性多为粉砂岩，砂质泥岩。4-2#煤层位于4-1#下2.905.95m，平均4.47m，4.675.90m，平均厚度5.34m，含夹矸13层，一般12层，为稳定可采煤层。顶板多为砂质泥岩、粉砂岩，底板多为砂

17、质泥岩、粉砂岩，厚度变化不大）。8#煤层位于4-2#煤层下8.4014.72m，平均10.61m，煤层厚度1.101.30m，平均厚度1.23m，不含夹矸，为稳定可采煤层。收集了原洪泉沟煤矿大巷至9-2#煤层的穿层巷道的地质编录资料，取得B1点煤层情况实测数据，其煤厚为1.26m。其顶板多为砂质泥岩、泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩，厚度稳定，变化小。9-1#（9-1#+9-2#）煤层位于8#煤层下1.103.51m，平均2.39m。在井田北部95号钻孔与X4号钻孔中,9-1号煤层与9-2#煤层合并成9-1#+9-2#煤层，其他钻孔分叉成9-1 # (上分层)和9-2# (下分层)煤层,煤层厚度6.

18、9013.50m，平均厚度8.51m，含夹矸211层，一般3层，为稳定可采煤层。顶板多为细粒砂岩、泥岩，底板为细粒砂岩、粉砂岩，厚度西部厚东部薄。可采煤层特征表 表2-1组煤层号层厚层间距结构（夹石层数）稳定性可采性顶板岩性底板岩性最小最大平均m最小最大平均m太原组4-1#8.3010.879.42简单复杂(0-9)稳定全区可采泥岩砂质泥岩细粒砂岩砂质泥岩细粒砂岩2.905.954.474-2#4.675.905.34简单（1-3）稳定全区可采砂质泥岩粉砂岩细粒砂岩砂质泥岩粉砂岩8.40-14.2710.618#1.10-1.301.23简单（0）稳定全区可采砂质泥岩粉砂岩泥岩砂质泥岩高岭岩1

19、.10-3.512.399-1#(9-1#+9-2#)6.90-13.508.51简单复杂（2-13）稳定全区可采砂质泥岩粗砂岩细砂岩细砂岩粉砂岩高岭岩0.00-17.398.709-2#4.10-6.204.92简单（1-2）稳定全区可采炭质泥岩细粒砂岩细粒砂岩粉砂岩砂质泥岩6.62-11.8511.0010#0-1.200.59简单复杂（1-3）不稳定局部可采细粒砂岩粉砂岩粉砂岩6.34-10.158.2511#0-2.100.781.55-9.304.16简单复杂（1-3）不稳定局部可采砂质泥岩粉砂岩粉砂岩9-2#煤层位于9-1#煤层下0.0017.39m，平均8.70m。在井田北部95

20、号钻孔与X4号钻孔中,9-1#煤层与9-2#煤层合并成9-1#+9-2#煤层，其他钻孔分叉成9-1 # (上分层)和9-2# (下分层)煤层,分叉区内9-2#煤层厚度4.106.20m，平均厚度4.92m，含夹矸12层为稳定可采煤层。报告编制收集了原洪泉沟煤矿9-1# (9-1#+9-2#)煤层大巷采用井下坑道MK75钻机钻探9-2#煤层，取得的G1点9-2#煤层情况数据，其煤厚为4.39m；顶板多为细砂岩，底板为细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩10#煤层距9-2#煤层6.3410.15m，平均8.25m.煤厚0.001.20m，平均0.59m，含夹矸01层，在X1、X2号钻孔尖灭，95号钻孔不可采

21、,属不稳定局部可采煤层，顶板多为粗粉砂岩，底板多为粉砂岩，11#煤层距10#煤层1.559.30m，平均4.16m，煤层厚度 0.002.10m，平均厚度0.78，含夹矸01层，在X1、X2号钻孔尖灭，为不稳定局部可采煤层。顶板多为粉砂岩，底板多为粉砂岩，厚度从西南向东北加厚。井田位于宁武向斜北段东翼，马关河向斜的东翼，平朔矿区东部。井田整体上是一东高西低的单斜构造。东南较缓，倾角1-2，西北较陡，倾角3-5，最大7。在井田西部发育一条轴向大致北东向的宽缓向斜。井田发育有中小型正断层七条（F1F7），均为井下揭露，断距10.320m（详见井田内断层一览表4-3、图4-2）。井田内无岩浆岩侵入。

22、综上所述，本井田构造复杂程度为简单类型。井田内断层一览表 表2-2断层编号位置走向（）倾向倾角（）落差（m）井田内延伸长度（m）控制F1正断层西部NE15NW70-801.5-7.51220井下采掘F2正断层东中部NE28NW 7515750井下采掘F3正断层东部NW62NE7517668井下采掘F4正断层西部NE43SE7520725井下采掘F5正断层北部NE88SE40-888-102450井下采掘F6正断层中部NE60NW60-665-11940井下采掘F4正断层中部NW9SW40-600.3-8.0630井下采掘2.2 矿井水文地质概况井田处于马关向斜东翼向南西倾斜的单斜构造，井田边界

23、无较大断层，该井田边界均为人为边界，北部有山西平鲁圣厚源煤业有限公司（原大兴煤矿）、西北有山西晋能白芦煤业有限公司（原白芦煤矿）、西南有山西朔州芦家窑煤矿有限公司（原国有芦家窑煤矿）、南部有山西朔州大恒煤业有限公司（原歇马关煤矿）为界，东部为露头，无矿井。 2.2.1 含水层(组)1、第四系松散含水层组井田范围内第四系松散层分布于较大的沟谷中，属山间河谷冲、洪积含水层，含水层岩性为砂、砂砾石层，为全新统冲洪积物，厚度一般13m。富水性极不均一，一般较差，区内大多数民井均取自该含水层。井田以黄土冲沟和黄土梁峁为主，梁峁地段地形坡度大，不利于大气降水的入渗补给，富水性极差；冲沟局部地段砂砾石，赋存

24、有一定数量的孔隙水，富水性较强，可接受大气降水入渗补给。地下水迳流方向与沟谷一致（马营河支流沟谷，地下水向东迳流；马关河支流沟谷，地下水向西迳流），排泄方式以地表蒸发和人工开采为主。2、石炭二叠系碎屑岩裂隙含水层组包括4#煤层顶板砂岩裂隙含水层和太原组层间砂岩裂隙含水层（图6-1）。（1）4#煤层顶板砂岩裂隙含水层构成本区4#煤层顶板砂岩裂隙含水层的是下石盒子组、山西组地层。主要含水层为山西组底部的中细粒砂岩（K3）和中部的砂岩带。下石盒子组砂岩裂隙含水层，本组地层在区内出露广泛，岩性主要为黄绿色中、粗粒砂岩夹粉砂岩及砂质泥岩，有时间夹细砾粗粒砂岩，透水性较好，区内大部分为裂隙下降泉，如马关向

25、斜的北岭上泉、南水上泉，泉流量8.521l/s，下面高村西北的泉流量在采矿前为0.7l/s，但在雨季其富水性将有所增强。井田范围内石盒子组含水层有下降泉出露，但涌水量较小，属无压微承压含水层。山西组砂岩裂隙含水层，岩性主要为厚层状中、粗粒砂岩为主，细粒砂岩次之。以往施工的X1孔和本次施工的XT1孔钻进时，4#煤层顶板砂岩节理、裂隙发育，岩芯破碎。该组砂岩厚8.0028.50m，平均厚17.90m，为4#煤的直接充水含水层。据TX1钻孔，4#煤层砂岩顶板裂隙含水层地下水静止水位埋深123.9m，水位标高1202.6m，水柱高度仅高出4#煤顶板1.98m，无法完成正常抽水试验，注水试验结果，钻孔注

26、水量7m3/h，单位涌水量（统一口径）0.0236L/s.m，渗透系数0.0897m/d。表明4#煤层顶板砂岩基本不含水，为透水层，富水性极弱。据地面瞬变电磁探测结合以往资料分析，4#煤层顶板含水层相对富水范围主要分布在测区的中北部及西部区域，分布不均匀，大小不一，其余区域零星分布。图2-2-1、2-2-2为4-1#、4-2#煤层顶板含水层含水性综合成果图，图中蓝色区域为推断富水性相对较好区位置。图2-2-1 4-1#煤层顶板含水层含水性综合成果图图2-2-2 4-2#煤层顶板含水层含水性综合成果图 4#煤层顶板含水层含水性综合成果图解释富水性相对较好区8处，面积约为371056m2，其中4s

27、-1、4s-2、4s-4、4s-5、4s-8号区域面积较大，分布在西部及中北部，其余零星分布。（2）太原组层间砂岩裂隙含水层主要为4#煤以下9#煤以上的砂岩带，其次是9#和11#煤之间砂岩带和11#煤下砂岩带，它们是太原组下段9#和11#煤层开采的主要顶板充水含水层。岩性为中、粗粒砂岩，有时相变为细粒砂岩，成分以石英、长石为主，颗粒分选好，一般为基底孔隙式胶结，节理裂隙不甚发育，透水性较差，累计厚度为515m。因补给来源小，含水性较弱。9#煤层顶板至4#煤层底板以下含水层据地面瞬变电磁探测结合以往资料分析， 9#煤层顶板含水层相对富水范围与4#煤层类似，但面积稍小，无大范围连片富水区出现，基本

28、呈零星分布，局部富水区域与4#煤层有重合现象。图2-2-3为9#煤层顶板含水层含水性综合成果图，蓝色区域为推断相对富水区位置。9#煤层顶板含水层含水性综合成果图解释相对富水区12处，面积约为251053m2，其中9s-1，9s-6，9s-8，9s-9号区域较大，主要集中在测区靠边界附近及测区中部，其余零星分布。图2-2-3 4#煤层底板以下至9#煤层顶板含水层含水性综合成果图据钻探资料，钻孔揭露9#煤顶部的砂岩带时，冲洗液消耗量达到11.712m3/h，说明其裂隙发育，但因井田内及外围基岩出露范围小，补给面积有限，补给条件较差，总体富水性极弱。11#煤层顶板至9#煤层底板以下含水层物探探测表明

29、， 11#煤层及其顶板含水层相对富水范围对比9#煤层富水范围类似，测区全区呈零星分布现象，局部富水区域与9#煤层有重合现象。图2-2-4为11#煤层顶板含水层含水性综合成果图，蓝色区域为推断富水性相对较好区位置。图2-2-4 9#煤层底板以下至11#煤层顶板含水层含水性综合成果图11#煤层上覆含水层成果图解释富水性相对较好区12处，面积约为101054m2，其中11s-1，11s-6号区域面积较大，分布在测区北部及中部，其余零星分布。（3）煤系砂岩含水层综合富水特征综合石炭、二叠系砂岩裂隙含水层富水特征： 4#煤层顶板砂岩裂隙含水层，主要指山西组底部K3砂岩、石盒子组底部K4砂岩和中部的K5砂

30、岩带，为主要裂隙含水层。由于该含水层埋藏较浅，风化裂隙多表现为干裂隙，只有雨季接受大气降水的入渗补给，局部地段接受河谷潜水补给，富水性弱。太原组层间砂岩裂隙含水层即9#煤以上的砂岩带（T3、T4砂岩）与9#和11#煤之间砂岩带（T2砂岩），是太原组下段9#和11#煤层开采的主要顶板充水含水层。尽管砂岩裂隙发育，但因井田内基岩出露范围小，补给面积有限，加上外围基岩出露地段距井田较远，补给途径长，反映9#和11#煤顶板含水层补给条件较差，总体富水性极弱。据XT1钻孔煤系砂岩混合抽水试验，静止水位埋深135.8m，水位标高1190.7m，最大降深53.90m时钻孔涌水量2.16m3/h，单位涌水量0

31、.0l1L/sm，统一口径单位涌水量0.0121L/sm，渗透系数0.0359m/d。表明石炭、二叠系砂岩裂隙含水层总体富水性弱，水质较差。（4）石炭二叠系砂岩裂隙含水层补、迳、排条件石炭、二叠系砂岩裂隙地下水的补给区位于北部及东部的基岩层浅埋区，北部的大沙沟和东部的马营河（源子河）洪水线低于本区煤层露头线，但因砂岩裂隙水汇水面积有限，基岩裂隙水补给量较少。山西组及上下石盒子组基岩裂隙水在露头地区接受补给后，在向马关向斜部位的迳流过程中，沿途在沟谷中又有部分泉流排泄，断层附近也有越流补给的垂直运动。在王货郎沟以西、王高登以南、马关向斜以东地区，砂岩裂隙水逐渐由潜水向承压自流水过渡，最后向朔县平

32、原排泄。井田内石炭、二叠系砂岩裂隙水含水层的补给条件差，泄流条件好，造成含水性弱、极弱的特征，决定了井田矿床顶板充水条件差，水文地质条件简单。3、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层岩性以浅灰色、灰色巨厚层状石灰岩为主，局部为薄层状硅质灰岩及泥灰岩，岩溶发育极不均匀，据以往施工的X1钻孔揭露，有四段溶蚀裂隙和溶孔发育段，分别是：247.14m247.34m，402.60m402.90m，412.40m412.70m，430.60m430.95m，连通性中等，单位涌水量q：0.01375L/sm，渗透系数K:1.049m/d，静止水位标高1086.71m，富水性一般。据兴陶煤矿2006年10月施工的白家梁村

33、供水井资料：井口高程1347 m，静止水位埋深260 m，水位标高1087 m，涌水量840m3/d,降深100m，单位涌水量q：0.0972L/sm。兴陶煤矿2008年5月施工的供水井资料：静止水位埋深252 m，涌水量360m3/d。2012年3月5日，在4-2煤层西翼辅运大巷观测井下钻孔水位埋深38.70 m ，水位标高1055.80m。据瞬变电磁探测成果，结合本区的水文地质资料和区内已有的主要煤层相关资料，奥灰水位与煤系地层有局部重合范围，测区西一较大面积的相对富水区域，测区北部有零星富水反映。图2-2-5为奥灰含水层（水位附近）含水性综合成果图，图中蓝色区域为推断富水性相对较好区位置

34、。图2-2-5 奥灰水含水性综合成果图奥灰含水层（水位附近）含水性综合成果图解释相对富水区11处，面积约为24380 9m2，其中A-1，A-5号区域面积较大，分布在测区北部及西部边界附近。井田内无奥灰出露，岩溶地下水在北部及东部灰岩裸露区接受大气降水补给后，由东北和西北沿宁武向斜向南迳流，遇担水沟断层后折向东，排泄主要以泉（神头泉）的形式在区外排出，其次是人工开采。 2.2.2 隔水层 新近系隔水层 新近系隔水层以棕红色粘土为主，全区分布广泛，隔水性能良好，煤系地层与新近系地层之间，由于上新统静乐组下部发育有较厚的棕红色粘土，构成了较稳定的隔水层，使二者之间不发生水力联系。 石炭二叠系隔水层

35、4#、9#、11#煤层间隔水层，以相间于山西组、太原组各砂岩含水层之间厚度不等的泥岩、粘土岩为主，裂隙不发育，透水性差，可起到一定的层间隔水作用。 本溪组隔水层9#、11#煤底板隔水层，主要为本溪组，厚度28.9542.77m，平均为37.00m，其中砂质泥岩、泥岩岩性致密，细腻，具有良好的隔水性能，为阻隔奥灰岩溶水与上部含水层水力联系的重要隔水层。2.3 矿井充水因素2.3.1 地表水与大气降水勘查区西部NE向的F1断层位于韩佐沟附近，有王货郎沟通过，该沟内有常年上游煤矿排出的废水及少量下石盒子组下降泉溢出的泉水及季节性洪水，水量大小不等，当向韩佐沟断层方向掘进时，应随时注意矿井涌水量的变化

36、，防止煤层开采引发的顶板冒落而产生导水裂隙，使王货郎沟的常年流水与季节性洪水倒灌井田，成为井田不容忽视的一个充水因素。本区大陆性气候极为典型，干燥寒冷、风沙严重为其特点。年降水量分配极不均匀，暴雨强度大，年降雨量为345682.2mm，年平均为426.7mm，每年集中在七、八、九三个月，占全年降水量的75%，有些达90%，最大日暴雨量达44.5mm。2.3.2 煤层顶板砂岩裂隙水煤层顶板砂岩裂隙水是矿井直接充水水源，但因井田内及外围基岩补给范围小，补给面积有限，补给条件较差，总体富水性极弱。据XT1钻孔煤系砂岩混合抽水试验，静止水位埋深135.8m，水位标高1202.6m，最大降深53.90m

37、时钻孔涌水量2.16m3/h，统一口径单位涌水量0.0121L/s.m，渗透系数0.0359m/d。表明煤层顶板砂岩裂隙水总体富水性弱。2.3.3 煤层底板岩溶裂隙水由于F1断层落差2030m，其中地层岩性以中粗砂岩为主，泥岩厚1.6m,在以脆性岩石(砂岩、灰岩)为主的F1断层破碎带中易形成疏松多孔构造角砾岩，具良好的导水作用，成为沟通奥灰水与煤系地层水力联系的一个良好通道，对井田西部F1断层附近煤层开采有一定的威胁。灰岩由于断层的导水作用，成为煤层开采的间接充水因素。2012年3月5日，在4-2#煤层西翼辅运大巷观测井下钻孔水位埋深38.70 m ，水位标高1055.80m。F1断层以东，4

38、#煤层位于灰岩水位以上，F1断层以西， 4#煤层大部分及其它煤层均位于奥灰水位之下。4#煤层底板最低高程为1040m，煤层最高水头压力0.15 Mpa，9#煤底板最底高程为1010 m，煤层最高水头压力0.752 Mpa，无11#煤层。因此奥灰水对4-2#煤层的开采无影响。F6断层以西，9#煤层位于奥灰水位之下， 9#煤最高水头压力0.468Mpa，F6断层以东9#煤层位于奥灰岩水位以上。2.3.4 采空区积水老空区透水来势凶猛、水量大、破坏性强，对井下生命财产安全威胁巨大，其主要特点为：水头压力大，压力传递迅速，采掘工程一旦意外接近便可突然溃出，发生透水事故，具有很大的破坏性。水量多以静储量

39、为主，好象是一个地下水库，当煤柱强度小于积水的静止压力时，即发生突水，在短时间内可有大量积水涌入矿井，造成巨大的损失。当老空水与其它水源没有水力联系时，一旦突水，水量很大，但时间不会太长且易于疏干，若与其他水力发生联系时，就可形成量大且长时间的涌水，对煤矿安全生产的危害更大。老空水水质一般为酸性，对金属有强烈的腐蚀性，一旦突水将腐蚀井下采煤设备，造成巨大损失。全井田现4-1#煤层已采完形成采空区，据瞬变电磁勘探资料，在井田东部存在4#、9#煤采空区。4#煤层采空区4处，面积1015234m2；9#煤层采空区五处，面积449916m2。受该区地形地貌、汇水条件的砂岩裂隙含水层补给条件差的影响，矿

40、井水补给来源为煤层顶板砂岩裂隙水，以顶板淋水为主，采空区积水性较差；9#煤层开采，由于冒落裂隙发育高度已沟通顶板多层主要含水层，且与4#煤层采空区发生水力联系，采空区积水性较强。2.3.5 充水通道矿井突水对煤矿安全生产构成严重威胁，而导水通道是矿井突水的必备条件。就本矿而言，导水通道有断裂带、裂隙等天然通道，也有采煤后形成的冒落带和导水裂隙带、封闭不良钻孔、小窑井巷等人为通道等。 天然导水通道矿井天然导水通道主要包括断裂带、天然裂隙等。如果导水通道沟通含水层（特别是强含水层）与采掘工作面，就会导致突水灾害发生，严重时会造成淹井和人员伤亡事故。断裂破碎带是矿井的主要导水通道，尽管矿井构造较为简

41、单，目前为止井田内发现7条断层，富导水断层的破碎带有可能成为各含水层的导水通道。根据地面瞬变电磁探测，勘察区西北走向NNE落差2030的F2断层，局部地段4#、9#、11#煤层顶板砂岩含水层均出现富水异常，表明该断层局部富水且导水；勘察区东北部走向NW落差17m的F3断层西端，4#、9#、11#煤层顶板砂岩有富水异常反映，推断该断层尖灭端富水。值得注意的是，有些被认为压扭性阻水断层在开采揭露后，因为地应力或水压的突变往往转化为导水断层，而且与揭露时间有关，往往初期不导水，随着时间的推移逐渐导水。 构造部位如向斜轴部、背斜翼部、断层两盘、陷落柱四周，一般节理裂隙发育，由于各含水层存在水头差，节理

42、裂隙往往成为上下含水层交换水量的导水通道。本井田构造简单，无大的褶曲和断层，井田内未发育陷落柱。 人为导水通道冒落裂隙带井田内煤层倾角为45，岩石的抗压强度为2040MPa，覆岩岩性为砂岩、砂质泥岩等，根据矿区水文地质工程地质勘探规范（GB12719-91）要求，选用下面公式计算导水裂隙带高度。式中：Ht导水裂隙带高度（m）；M煤层厚度（m）；n煤层层数。应用经验公式，对井田内勘探孔4#、9#煤层进行导水裂隙带进行计算统计（表2-3、2-4）。4煤导水裂隙带高度成果表（经验公式法） 表2-3孔号4#煤厚度（）煤层层数4#煤顶板埋深（）4#煤顶板至基岩界面距离（）导水裂隙带高度（）9314.85

43、4130.80125.7992.459516.532191.35146.23164.04X113.702125.63111.18136.83X221.774228.64138.33133.16X316.502182.50106.32163.75X415.402219.50146.50153.18XT14.601125.3891.4869.89平均14.76171.97123.69130.439煤导水裂隙带高度成果表（经验公式法） 表2-4孔号9#煤厚度（）煤层层数9#煤顶板埋深（）9#煤顶板至基岩界面距离（）导水裂隙带高度（）9323.054171.96156.95140.689516.152

44、227.08181.96160.39X113.501156.50142.05195.24X210.131268.87178.56147.78X313.152217.71141.53131.54X48.102253.60180.6082.98XT17.811166.30132.40115.1平均13.13208.86159.15139.10开采4#煤，导水裂隙带发育高度69.89163.75m，导水裂隙带全部沟通了顶板以上所有砂岩含水层，而且多沟通了第四系含水层和地表水。开采9#煤，导水裂隙带发育高度82,98195.24m，除X4号孔附近9#煤导水裂隙带未沟通K4砂岩外，大部分地段沟通了9#煤

45、顶板包括4#煤顶板以上所有砂岩含水层，局部沟通了第四系含水层。矿压破坏带煤层底板采动破坏导水带是指因采动失去阻水能力的那部分岩体，它不仅包括岩层新产生的断裂破坏部分，而且包括弹性变形的裂隙扩大部分。这种破坏消弱了岩层的阻水能力，很容易使小的断层发展成大的断裂带，使原本阻水的构造成为导水通道，而造成突水事故。矿压破坏带与煤层底板岩性、构造发育程度及开采方式、煤层厚度等因素有关。井田范围内下组煤底板砂岩及石灰岩等脆性岩石发育，且工作面斜长及煤层厚度大，有利于矿压破坏带的发育。封闭不良钻孔井田内以往施工钻孔6个，竣工后虽已封闭，但不能保证其封孔质量。封闭不良钻孔是各含水层间产生水力联系的通道，也是矿

46、井的重要充水因素，采掘过程中一旦揭露，可能对矿井构成水灾隐患。小窑井巷整合后的兴陶井田内无小煤矿生产，周边紧邻地方煤矿，北部有山西平鲁圣厚源煤业有限公司（原大兴煤矿）、西北有山西晋能白芦煤业有限公司（原白芦煤矿）、西南有、山西朔州芦家窑煤矿有限公司（原国营芦家窑煤矿）、南部有山西朔州大恒煤业有限公司（原歇马关煤矿），这些煤矿生产能力630万吨/年。据现有提供的资料，其井巷及工作面布置情况基本清楚，但不能保证所有井巷工程都有测量资料。煤矿生产过程中一旦误穿不明采空区或废弃巷道，老空水将瞬时溃入矿井，引发灾难性的透水事故。不明井巷工程和老空区是威胁煤矿安全生产的严重水灾隐患。2.4 矿井涌水量预测

47、水文地质参数采用XT1号孔结合以往资料，渗透系数取0.0359m/d，根据前面导水裂隙带理论公式计算结果，开采4#煤层导水裂隙带能沟通K3K4砂岩。按4#煤顶板平均水位标高+1203m，充水含水层平均厚度30.76m，开采水平约+1062m。9#煤层顶板平均水位标高+1190m，充水含水层平均厚度35.16m，开采水平约+1010m进行计算。经计算，地下水水位降至4#煤层底板，42101、42103工作面矿井涌水量平均值为44.56 m3/h（1069.36m3/d），矿井涌水量最大值为57.92m3/h (1390.17m3/d)；42102工作面矿井涌水量平均值为52.21m3/h (12

48、53.15m3/d)，矿井涌水量最大值为67.88m3/h (1629.1m3/d)。地下水水位由4#煤开采水平降至9#煤层底板，42101、42103工作面矿井涌水量平均值为4.89m3/h (117.45m3/d)，矿井涌水量最大值为6.36m3/h (152.69m3/d)；42103工作面矿井涌水量平均值为5.94 m3/h (142.56m3/d)，矿井涌水量最大值为7.72 m3/h (185.33m3/d)。这里最大矿井涌水量按正常矿井涌水量的1.3倍确定（根据本区气象资料，丰水期降水量是平均降水量的1.3倍）。计算结果开采4#煤层矿井正常涌水量44.5652.21m3/h (1

49、069.361253.15m3/d)，最大涌水量57.9267.88m3/h (1390.171629.1m3)，开采9#煤层矿井正常涌水量4.895.94m3/h (117.45142.565m3/d)，最大涌水量6.367.72m3/h (152.69185.33m3/d)，详见表2-5。矿井涌水量计算参数表 表2-5预测范围开采煤层含水层K（m/d）m1+m2（m）F（m2）r（m）R（m）S（m）Q(m3/d)平均最大42101、42103工作面4#煤K3K4砂岩0.035930.76100000178.67445.831411069.361390.179#煤T3（T4）等中粗砂岩0.

50、03594.4100000178.67277.252117.45152.6942102工作面4#煤K3K4砂岩0.035930.76160000226493.161411253.151629.19#煤T3（T4）等中粗砂岩0.03594.4160000226324.5352142.56185.332.5 矿井的水文地质类型划分及防治水措施兴陶煤矿近三年内主采42101、42102、42103工作面的4-2#煤层。（1）根据矿山防治水规定（2009.12.1）关于“矿井水文地质类型划分依据”受采掘破坏或影响的松散层孔隙水，富水性一般较差；砂岩裂隙含水层，大气降水是其补给来源，石炭、二叠系砂岩裂隙

51、地下水的补给区位于北部及东部的基岩层浅埋区，基岩裂隙水补给量较少，井田内基岩出露范围小，补给条件一般，有一定的补给水源，钻孔抽水试验单位涌水量0.0236l0.1L/sm，矿井水文地质类型简单。（2）矿井开采4-1#煤层已形成大面积采空区，据统计目前矿井积水量达19.16104/m3，积水区面积达0.17km2。矿井范围内及周边煤矿未曾有越界掘进与兴陶煤矿相通现象，与周边煤矿采空区存在30m以上的安全煤柱，目前对井田4-2#煤层开采暂无影响。（3）采用解析法预测矿井平均涌水量44.5552.21m3/h，最大涌水量57.9267.88m3/h。（4）近三年来4-1#煤层开采未发生过突水事故。（

52、5）井田构造发育一般，含水层之间联系微弱，4#煤顶板砂岩裂隙含水层，补给条件一般，富水性相对较弱，矿井即使突水，水量也不会很大，对工作面正常生产影响不大。采空区积水对4-2#煤层开采有一定的影响，一定要加强对采空区积水的观测及疏排工作。开采不受底板奥灰突水的威胁。(6) 4-2#煤层在矿井水害防治上采取以防、探为主，疏、排结合为辅的综合治理方法，防治水工程量不大，防治水工作易于进行。综合以上分析，矿井水文地质类型初步划分为中等（表2-6）。矿井水文地质类型 表2-6分类依据复 杂 程 度类别受采掘破坏或影响的含水层含 水 层 性 质 及 补 给 条 件4#煤层顶板砂岩裂隙水、地表水，补给条件一

53、般，有一定的补给水源。简单单位涌水量q（l/sm）4#煤层顶板砂岩裂隙含水层单位涌水量0.0236L/s.m。矿井及周边老空水分布情况存在4-1#煤采空区积水，位置、范围基本确定，积水量基本清楚。中等矿井涌水量（m3/h）正常Q1最大Q24#煤矿井正常涌水量44.5552.21m3/ h，最大涌水量57.9267.88m3/ h。简单突水量Q3（m3/h）4-1#煤开采无突水。简单开采受水害影响程度4-2#煤层开采主要受砂岩裂隙水及4-1#煤采空区积水的影响。中等防治水工作难易程度4-2#煤层防治水工作易于进行。中等综合水文地质类型中等2.6 矿井水文地质资料存在的问题（1）因煤系地层含水层抽

54、水资料少，水文地质参数代表性差，其结果的可靠性有待今后工作中逐步验证。（2）矿井处于建设阶段，矿井水文地质补充勘探报告和矿井水文地质类型划分报告（补充）还没有编制完成，地质与水文地质资料（图件）的不完善，为以后防治水工作带来不便，有待今后的工作中逐步收集、调查和分析总结。（3）矿井中长期地测防治水工作量大，工作难度高，防治水部门需增加12名地质专业的技术员。探放水队员工技能有待提高，变招工为招生，探放水工逐步由地质类专科生代替。3. 矿井地测防治水管理体系3.1 防治水领导组织，管理组织根据煤矿防治水规定要求和关于开展煤矿防治水专项治理的通知（安监总煤调201229号）文件精神，为完善矿井防治

55、水专职机构，做到分工明确，责任到人，结合兴陶煤矿本阶段安全生产需要，成立了兴陶煤矿防治水工作领导小组，人员分工及职责如下。防治水工作领导小组：组 长：（矿 长）王绍军副组长：（总工程师）王国青 （生产矿长）王文富（安全矿长）赵金库 （机电矿长）刘锡江（水文副总）宋吉曜 （机电副总）王旭东（通风副总）毛道臣 （综合副总）张忠杰成 员：李文伟 王文福 王会义 刘树民 张亚军 曹少玉 方存志 许晓林 雒法霖 邢玉红 单士强 刘国平 赵洪坤领导小组下设防治水办公室，办公室设在生产技术科，王铁军任办公室主任,成员：黄德平 徐贵斌 李宏兵。3.2 专业人员及探放水队伍配备情况目前的防治水专业人员及探放水队

56、伍配备情况如下：矿已设置水文地质副总一名，防治水办公室主任兼地质副科长一名，测量专工2名。矿组建放水队伍一支，配备队长一名，副队长一名，技术员一员，探水队员14名。3.3 防治水管理规定规章制度制定目前已制定以下防治水工作管理制度并加以贯彻落实：防治水岗位责任制，防治水害技术管理制度，水害预测预报和预警制度，水害隐患排查治理制度，暴雨天气期间巡视及停产撤人制度，重大水患停产撤人制度，防治水管理运行制度，防治水日常巡检制度，防治水作业优先制度，探掘分离制度等，并随着矿井建设的进程将逐步完善。3.4 矿井年度防治水计划和中长期防治水规划针对本矿实际情况，已建立矿井年度防治水计划和中长期防治水规划。

57、并对采空区的防治水工作做了具体安排，对矿井建设期间的水害防治工作做了详细的计划，编制了相关的安全技术措施。3.5 应急救援系统及预警系统情况等已编制完成矿井水害应急救援预案，建立矿井水害应急救援组织机构，储备了满足救援需要的物资，并于2013年5月进行水害专项应急救援演练，取得良好效果。3.6 矿井防治水管理体系存在的问题本矿的防治水工作刚刚起步，制度建设和管理水平都有待提高和完善。随着矿井开采速度的增加，地测防治水工作量将逐步加大，地测防治水专业技术人员将显得严重不足，必须提前进行人员的培训或招聘工作。探放水队员工素质普遍偏低，设计、规程及安全措施贯彻难度大，需变招工为招生，提高探放水队的整

58、体素质。钻探设备配备齐全，完全满足生产需要。但物探、化探需请专业探测队或去专业化验室，增加成本且时效性差，会影响生产。4. 矿井的防治水系统4.1 主要防治水的基础资料本矿水文地质图件与防治水台账情况如下表：序号一、防治水台账明细1矿井涌水量观测成果台账已建立2气象资料台账已建立3地表水文观测成果台账已建立4钻孔水位、井泉动态观测成果及河流渗漏台账已建立5抽（放）水试验成果台账已建立6矿井突水点台账已建立7井田地质钻孔综合成果台账已建立8井下水文地质钻孔成果台账已建立9水质分析成果台账已建立10水源水质受污染观测资料台账已建立11水源井（孔）资料台账已建立12封孔不良钻孔资料台账已建立13矿井

59、和周边煤矿采空区相关资料台账已建立14水闸门（墙）观测资料台账已建立15其他专门项目的资料台账已建立二、5种防治水必备图件明细1矿井充水性图无9#煤层的2矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图有3矿井综合水文地质图有4矿井综合水文地质柱状图有5矿井水文地质剖面图等有关图件有4.2 矿井放隔水煤柱的留设矿井边界留设了30米的防隔水煤柱。4.3 井下排水系统、地面防洪系统、防治水工程等4.3.1 井下排水系统将按设计在一期矿井建设工程中完成。4.3.2 地面防洪系统与雨季“三防”工作按有关规定做了如下工作：（1）矿成立了以矿长为首的防治水组织机构，明确了各领导及成员的职责，建立了防治水工作各项工作制度及管理制度，并加以贯彻落实。（2）加强“三防”组织机构建设，成立了专门“三防”领导小组、“三防”抢险指挥部和“三防”抢险救援小组，明确职责，分工明细，责任到人。（3）制定了雨季“三防”应急救援预案。完善了雨季“三防”相关工作制度和岗位职责，包括：夜间巡查制度、值班制度、暴雨期间的停产（工）撤人制度，按需储备了“三防”专用应急物资，并建立“三防”物资的管理及使用制度等。（4）制定了从7月1日起的以矿领导为首的值班值日表，并已实施。（5）根