巷道带压掘进防治水安全技术措施

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1、巷道带压掘进防治水安全技术措施 山西介休大佛寺旺源煤业有限公司煤矿巷道掘进，受奥陶纪灰岩水的压力影响为带压掘进，为了确保巷道安全掘进，特制定了巷道掘进安全技术措施。 井田地表河流 井田整体属基岩半掩盖区，南部基岩出露较为连续，沿沟谷两侧出露；北部基本为掩盖区，仅在部分沟谷底部有基岩零星出露。 井田位处太岳山北端中低山丘陵区，植被稀疏，为半干旱大陆性气候。 井田内无常年性河流。樊王河属季节性河流，其上游位于井田西部，是区内最大的河谷，仅在雨季遇较为持续的降雨时沟谷内有短时的地表径流，自南向北穿过矿区西部，最终汇入汾河；井田内长度约1.2 km，最高洪水位1025 m985 m。 井田东部边界的丁

2、铃沟发源于化家窑村南，延伸程度约7 km，井田位于其上游，井田内延伸长度约1.5 km，走向S-N，属季节性河谷，平时仅有少量矿坑排水；最高洪水位1085 m990 m。 矿井工业广场位于北坡村，地形为次级沟谷顶端，距主要沟谷丁铃沟较远，汇水面积小，雨季遇集中降雨时，往往以面流为主，历史上未发生过较大的洪水。 区内各主要含水层之补给来源主要为大气降水，其特点是受气候变化及地理环境影响很大，在雨季，当大气降水渗入地下而成地下径流后，往往顺岩层倾斜方向流动，在被切割深处以泉的形式出露，其余即潜向地层深部。 、奥陶系中统碳酸盐岩岩溶裂隙含水层段 本组为煤系地层之基底，岩性为厚层状海相石灰岩，主要成分

3、为碳酸钙，因其易为水侵蚀溶解，在深部溶洞、裂隙十分发育，甚至使上部岩层塌陷而成柱状陷落。从区域特征来看，本层段是主要的地下含水层段。 2021年9月4日1010年1月16日，原沟底煤业在井田施工水源井一口，井口坐标X=4102954.67，Y=19600403.02，井口标高1010 m，井深500.97 m。据鑫峪沟煤业提供的资料，取水层段为奥陶系中统上马家沟组，静止水位埋深110 m，水位标高900 m，出水量12.5 L/s，水位降深40 m，水质为HCO3.SO4Ca.Mg型，PH值7.8，矿化度0.4778 g/L，总硬度390.3 mg/L，总碱度202.7 mg/L。 据鑫峪沟煤

4、业井田加9号钻孔抽水试验结果，在加9号钻孔处奥陶系(O2f+O2s)岩溶水水位埋深59.50，标高为911.22 m，涌水量 1.28 L/s。 本次在井田东部施工的B41号钻孔进行了P1s+C3t、O2f和O2f+O2s等三个含水层段的抽水试验，抽水试验成果见表1-2-8。 表1-2-8 B41钻孔抽水试验成果一览表 成果 指标 水位 埋深 （m） 水位 标高 （m） 降深 （m） 影响 半径 R（m） 渗透系数 k（m/d） 单位 涌水量 q（L/s.m） 涌水量 Q（L/s） P1s+C3t 77.35 960.21 48.39 13.1005 0.0007329 0.00068 0.0

5、33 O2f 103.40 934.16 42.08 37.24 0.00697 0.00662 0.38 O2f+O2s 127.50 910.06 11.98 20.71 0.0269 0.071 1.05 从以上叙述可以看出，井田施工的B41号钻孔抽水试验成果符合区域地下水水文地质规律。据此推断，井田奥陶系岩溶水水位标高为909 m910 m。 、石炭系上统太原组的碳酸盐岩岩溶裂隙含水层段 本层段仅在井田南部有小面积出露，以34层石灰岩夹泥岩、砂岩及煤层为主，其中最下一层（K2）石灰岩厚1.80 m6.65 m，岩溶较为发育，富水性较好；其余三层石灰岩（K2上、K3 和K4）富水性稍差。

6、温家沟ZK10号孔位于井田以东5.5 km处，据其抽水资料，单位涌水量为0.044 L/s.m，水质类型为HCO3Na型，矿化度0.43 g/L。属弱富水性含水层。该含水层段是9#、10#和11#煤层的直接充水含水层。 、二叠系下统山西组裂隙含水层段 含水层以细中粒砂岩为主，是2#、3#和5#煤层的直接充水含水层。含水层厚度一般20.00 m-33.00 m。 本次勘查，在B41号钻孔中进行了C3t+P1s段混合抽水试验，实测结果为混合水位标高(H)960.21 m，涌水量（Q）0.033 L/s，单位涌水量0.00068 L/s.m，渗透系数0.0007329 m/d。属弱富水性含水层。 、

7、二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层段 岩性以泥岩、砂岩互层或泥质岩类夹砂岩为主，由于遭风化剥蚀，风化裂隙发育，为大气降水的入渗补给创造了条件，大部分季节泉都出露于该地层中。据区域水文地质资料，单泉流量0.0460.8 L/s。据温家沟ZK10孔抽水资料，单位涌水量0.019 L/sm ，属弱富水性含水层。 另据井田北部1-1号钻孔和北侧外围钻孔简易水文观测资料，井田北部钻孔有地下水自流现象。1-1钻孔钻至80 m深度时，出现井口涌水现象，经观测，水头高度2.25 m，相当于标高982.64 m，涌水量0.075 L/s。在对1-1西北约1 km左右的钻孔调查时，也有类似情况，其涌水量较1-1号

8、钻孔大。因种种原因，未能了解到该钻孔编号、用途和具体水文资料。 根据对井田北部地质构造的分析，可以初步得出这样的结论，一是井田北部赋存上石盒子组和石千峰组，砂岩和泥岩地层呈层叠置，地下水往往顺层径流；二是井田北部地层倾角在1420，该含水层段存在承压现象，且由于岩层倾角大，水头压力和水力梯度较大；三是因靠近F1正断层，岩层节理裂隙发育，各砂岩含水层间沟通便利；四是S1背斜轴部可能存在一定的地下水分流作用。 、第四系松散层类孔隙含水层段 第四系中更新统地层广泛分布于井田内的梁、峁地段，第四系全新统主要分布于樊王河河谷中，含水层岩性主要为砂、砾石层，纵向上较为连续，补给条件较好，但多为透水不含水岩

9、层，仅局部地段含水，含水微弱。 、二叠系上、下石盒子组泥岩隔水层 二叠系石盒子组地层为一套泥岩、砂岩交互沉积地层，泥岩厚度大，且连续稳定，隔水性能好，是浅层地下水与煤系地层之间较好的隔水层。 、本溪组泥岩隔水层 本组岩性以铝土质泥岩、砂质泥岩、灰白色细粒砂岩及深灰色石灰岩组成，据B41号钻孔资料，组厚48.75 m，无明显含水层存在，为煤系含水层段与奥陶系岩溶含水层段间的重要隔水层。 1、岩溶水 井田位于洪山泉域北西段北部边界，南部位于化家窑地垒内，主要通过断裂带接受大气降水与地表水的入渗补给，井田内水位标高909.00 m910.00 m。地下水接受补给后，沿层面裂隙顺层径流，向西加入区域地

10、下水循环。在沟谷切割深处以泉的形式排出地表，补给松散岩类孔隙水。 2、碎屑岩类裂隙水 碎屑岩类裂隙水的补给主要来自裸露区大气降水和上覆松散层的入渗补给。受区域构造控制，地下水在重力作用下沿岩层裂隙顺层运动，补给岩溶含水层，在沟谷切割深处以泉的形式排出地表，或补给第四系松散岩类孔隙水。另外，主要排泄方式还包括生产矿井的矿坑排水和人工开采。从钻孔简易水文观测资料看，井田中部的S1背斜可能具备一定的分流作用。 3、松散岩类孔隙水 松散岩类孔隙水除大气降水的垂直入渗补给外，还有地表水入渗补给和基岩裂隙水的侧向补给。地下水的流向一般与地表水的流向大致相似，排泄方式除蒸发外，主要是人工开采或补给深层基岩裂

11、隙水。 、矿井充水因素 根据井田水文地质条件分析，矿坑充水通道主要为岩（土）层孔隙、裂隙、岩溶、顶板裂隙带和井田内原有各矿井生产系统和采空区等。 大气降水 大气降水通过岩层节理裂隙、构造破碎带和采空区上方地表形变形成的裂缝渗漏，补给地下含水层，向矿坑充水，是矿井充水因素之一。其特点一是受季节变化影响明显，二是随着煤矿开采活动延续造成的地表形变加剧，其影响将不断加强。 采（古）空区积水 井田周边矿井及小窑曾开采2#、5#、9#、10#和11#煤层，2#煤层采（古）空区积水量约101900 m3，5#煤层采（古）空区积水量约72100 m3，9#煤层采（古）空区积水量约61800 m3，10#煤层

12、采（古）空区积水量约42700 m3，11#煤层采（古）空区积水量约411918 m3。井田周边矿井和小煤窑各煤层采（古）空区积水量约690418 m3。 井田内原有各矿井采（古）空区积水 井田内原有锦源煤业和旺源煤业两座矿井。原旺源煤业主要开采5#和9#煤层，锦源煤业主要开采5#煤层。井田南部为连续的采（古）空区，各煤层均已采空。以下将各矿井采空区分布和积水特征简述如下。 目前，井田面积最大的积水区域位于井田南部，为历史上各种规模的小煤窑和矿井采空形成；井田中部存在不连续的5#煤层采空区。 5#煤层采（古）空区积水量为295370 m3， 11#煤层采（古）空区积水量为762380 m3。

13、煤层顶底板充水条件 本井田批准开采1#11#煤层，其中2#和3#煤层位于山西组中下部，2#、3#煤层不稳定零星可采，5#煤层位于太原组顶部，全区稳定可采；7#煤层位于太原组中部，不稳定零星可采；9#、10#和11#煤层位于太原组下部， 11#煤层稳定全区可采，9#和10#煤层稳定大部可采。 主要可采煤层中，5#煤层以顶板充水为主，因其顶底板为泥岩（或砂质泥岩），充水方式以构造裂隙和破碎带涌水为主。井田内原各矿井开采5#煤层时，矿井正常涌水量100 m3/d 。9#煤层顶板为K2石灰岩，11#煤层顶板以泥质岩为主。对邻近地段煤矿调查的情况表明，9#、10#和11#煤层矿井充水以构造裂隙、破碎带和顶板淋水为主，正常涌水量一般不超过 150 m3/d。 矿井充水因素的不确定性表现在三个方面。一是因岩溶裂隙发育不均衡，9#煤层顶板石灰岩充水条件在不同地段必然存在一定的差异；二是井田内各煤层采空区不同程度地存在积水现象，井田南部甚至存在连续的大面积采（古）空区；三是井田中部、各煤层均属带压开采，且断裂构造较为发育，存在承压水顺断层破碎带涌出的可能。