赵坡煤矿重特大灾害治理和预防方案.doc

山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿 通防与水害重特大灾害治理与预防方案 二〇〇四年五月 山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿 通防与水害重特大灾害治理与预防方案编审人员 矿 长 田永遂 总工程师 王修利 安全矿长 王贵发 生产矿长 张永东 机电矿长 潘守国 副总工程师 董俐君 副总工程师 朱应泉 通防科科长 黄井武 技术科主任工程师 李思标 机电科科长 李中华 机电科主任工程师 曹士勇 安全科科长 张开贵 计划科科长 郑景龙 目 录 第一部分 水害重特大灾害治理与预防方案7 1 矿井概况7 1.1 矿井位置、范围7 1.2 矿井建投时间7 1.3 矿井主采煤层7 1.4 设计、核定生产能力、实际产量8 1.5 资源储量8 1.6 矿井开拓开采9 2 矿井地质及水文地质10 2.1 矿井地质10 2.1.1地层与含煤地层10 2.1.2 构造11 2.1.3 岩浆岩、岩溶陷落柱14 2.2 矿井水文地质14 2.2.1 地表水系14 2.2.2 含水层与隔水层15 2.2.3 断层的导水性19 2.2.4 含水层间的水力联系20 2.2.5 相邻矿井生产对本矿井的影响23 3 矿井充水因素24 4 矿井涌水特征31 4.1 历年涌水量及其变化31 4.2 矿井涌水的来源及构成32 4.3 各充水因素的水力联系32 4.3.1 老空水32 4.3.2 煤层顶板水害情况33 4.3.3 煤层底板水害情况33 5 矿井水害特征分析34 5.1 历史突水资料的统计分析34 5.2 矿井水害隐患分析35 5.3 矿井水害防治思路途径及可行性分析35 6 矿井防治水措施及其有效性分析36 6.1 矿井排水系统36 6.2 矿井防水（隔离）设施及其可靠性分析36 6.3 矿井各种隔离煤柱36 6.4 其他防治水措施37 6.5 有关防治水方面进行的科学研究37 7 矿井重特大水害隐患的治理与预防技术措施38 7.1 目前存在的重大水害隐患类别、危险程度38 7.2 采取的主要治理与预防措施39 8 矿井重特大水害治理与预防方案（规划）42 8.1 地表水系预防42 8.2 主要含水层水预防42 8.3 断层导水预防44 8.4 封闭不良钻孔预防44 8.5 相邻矿井水预防44 8.6 本矿采空区积水预防44 9 附图资料45 第二部分 通防重特大灾害治理与预防方案46 1 矿井基本情况46 1.1 矿井地理位置46 1.2 地形地貌46 1.3 矿井开拓开采46 1.4 矿井核定通风能力46 1.5 矿井通风系统47 1.6 矿井瓦斯、煤尘、自然发火47 2 矿井通风系统隐患的治理与预防方法48 2.1 矿井通风系统的基本情况48 2.1.1 矿井通风方式和方法48 2.1.2 矿井通风网络48 2.1.3 矿井通风系统阻力49 2.1.4 矿井风量49 2.1.5 矿井通风设施56 2.1.6 掘进通风56 2.1.7 矿井主要通风机辅助装置56 2.2 矿井通风系统存在的隐患及分析57 2.3 矿井通风系统隐患的治理与预防方案59 2.3.1 矿井通风系统隐患的治理59 2.3.2 矿井通风系统预防方案59 3 矿井瓦斯隐患的治理与预防方法61 3.1 矿井瓦斯基本情况61 3.1.1 瓦斯地质61 3.1.2 瓦斯事故61 3.1.3 瓦斯事故隐患62 3.1.4 安全监控62 3.1.5 仪器仪表62 3.2 矿井瓦斯隐患及分析63 3.3 矿井瓦斯隐患的治理与预防方案64 3.3.1 矿井瓦斯隐患的治理措施64 3.3.2 矿井瓦斯预防方案64 4 矿井煤尘隐患的治理与预防方法67 4.1 矿井煤尘的基本情况67 4.1.1 煤尘爆炸特性、防爆隔爆技术措施67 4.1.2 粉尘监测与除尘67 4.1.3 测尘仪器67 4.1.4 防尘系统67 4.1.5 是否发生煤尘爆炸事故69 4.2 矿井煤尘隐患及分析70 4.3 矿井煤尘隐患的治理与预防方案71 4.3.1 矿井煤尘隐患的治理71 4.3.2 矿井煤尘事故预防方案71 5 矿井火灾隐患的治理与预防72 5.1 矿井外因火灾的治理与预防方法72 5.1.1 矿井外因火灾隐患分析72 5.1.2 矿井外因火灾的治理与预防措施72 5.2 矿井内因火灾的治理与预防方法74 5.2.1 矿井内因火灾的基本情况74 5.2.2 矿井内因火灾隐患及分析75 5.3 矿井内因火灾的治理与预防方案76 5.3.1 矿井内因火灾的治理措施76 5.3.2 矿井内因火灾的预防方案76 6 矿井3年通防规划77 6.1 通防治理目标及实施步骤77 6.1.1 通防治理目标77 6.1.2 通防重大灾害治理实施步骤77 6.2 矿井通防治理规划79 7 附图纸资料80 第一部分 水害重特大灾害治理与预防方案 1 矿井概况 1.1 矿井位置、范围 赵坡煤矿位于山东省滕州市级索镇境内，处于滕州市的正西方。矿井距市区约15KM，矿井东临京沪铁路，距滕州火车站约14KM；公路四通八达，可直达滕州市、邹城市、济宁市、微山县城；西南方向距留庄港约8KM，可全年通航百吨船只，经京杭运河向北可达济宁、嘉祥及河北省南部一些县市，向南可达江浙沪一带。主、副井井口的地理坐标为X＝3881950，Y＝20500048。井田东部以武所屯逆断层为界,与武所屯生建煤矿为邻；西部以第27勘探线为界，与留庄煤业有限责任公司为邻；北部以17-1、19-4、22、23-2、25-3、7号钻孔连线垂直下切为界，与金达煤炭有限责任公司为邻；南部以张坡正断层为界。井田东西走向长4.4公里，南北宽1.4公里，井田面积6.1014 k2m。 1.2 矿井建投时间 矿井于1984年10月6日开始建设，1991年10月转入试生产阶段，1994年12月28日正式投入生产。 1.3 矿井主采煤层 本井田的含煤地层为上石炭统太原组，共含煤18层，其中可采或局部可采6层，即9煤，12下煤、14煤、15 上煤、16煤、17煤，平均总厚度5.11m。 矿井主采煤层为12下煤、14煤、16煤、17煤。 12下煤12 下煤位于太原组中上部八灰之上，煤层平均厚度1.20m。下与煤14间隔一层平均厚度在2.47m左右的八灰，为稳定型全区可采煤层。含0～2层夹矸，煤层顶板多为砂质泥岩、粉砂岩、偶尔为泥岩。底板为八灰，平均厚度2.47m。 14煤14煤位于太原组八灰之下，煤层平均厚度0.69m。上与12下煤间隔一层平均厚度在2.47m左右的八灰，本煤层为极不稳定型局部可采煤层。老顶为八灰，平均厚度2.47m。底板多为泥岩、细砂岩。 16煤16煤位于太原组十下灰之下，平均厚度1.17m。本煤层为稳定型全区可采煤层。老顶为十下灰，平均厚度4.84m，底板多为泥岩和砂质泥岩。 17煤17煤位于太原组十一灰之下，煤层平均厚度0.75m。上与16煤平均间距7.14m。，下距本溪组十二灰平均间距24.16m，本煤层为不稳定型局部可采煤层，直接顶板为十一灰，平均厚度0.63m，底板多为泥岩、细砂岩和中砂岩。 1.4 设计、核定生产能力、实际产量 矿井设计生产能力30万吨／年。 2003年矿井生产能力核定时自核生产能力为75万吨／年，最终省煤炭工业局核定生产能力为55万吨／年。 矿井实际产量2001年77.16万吨／年，2002年78.43万吨／年，2003年54万吨／年。 1.5 资源储量 全矿井共获得累计探明地质储量3465.7万吨，其中矿井动用储量353.6万吨，期末保有地质储量3112.1万吨，期末保有工业储量2291.7万吨（表1-5－1）。在矿井动用的353.6万吨储量中采出306.7万吨，损失46.9万吨，回采率86.7％。在期未保有的3112.1万吨地质储量中暂不能利用储量820.4万吨，能利用储量2291.7万吨，其中工业储量等于能利用储量，即2291.7万吨，有效工业储量1944.3万吨（表1－5－2）。 各类永久性保护煤柱347.4万吨，约占矿井工业储量的15.2％，全矿井有效工业储量1944.3万吨，占矿井工业储量的84.8％，其中设计损失291.7万吨，矿井可采煤量1652.6万吨。 矿井储量汇总统计表 表1-5－1 煤层 A级 B级 AB 级 C级 ABC级 AB ABC 暂不能利用 期末保有 动用储量 累计探明储量 9 275.6 275.6 275.6 12下 202.2 326.7 528.9 212.5 741.4 71.3％ 741.4 245.2 986.6 14 18.1 18.1 227.9 246.0 7.4％ 190.6 436.6 70.2 506.6 15上 200.6 200.6 200.6 16 162.3 627.3 789.6 122.6 912.2 86.6％ 912.2 38.2 950.4 17 27.2 27.2 364.8 392.0 7.5％ 153.7 545.7 545.7 合计 364.5 999.3 1363.8 927.9 2291.7 59.5％ 820.4 3112.1 353.6 3465.7 单位万吨 矿井可采储量计算表 表1-5－2 煤层 矿井工 业储量 永久煤柱 有效工业储量 设计损失 矿井可采煤量 矿井服务年限 小计 工业广场 边界煤柱 12下 741.4 122.2 35.5 86.7 619.2 92.9 14 246.0 32.2 3.2 29.0 213.8 32.1 16 912.2 146.5 10.9 135.6 765.7 114.9 17 392.0 46.5 2.1 44.4 345.5 51.8 合计 2291.7 347.4 51.7 295.7 1944.3 291.7 1652.6 39.3 单位万吨 截止2003年底保有地质储量2789.8万吨，工业储量2002.5万吨，有效工业储量1654.8万吨，可采储量1406.6万吨。 1.6 矿井开拓开采 矿井采用立井开拓，中央并列式通风，副井进风，主井回风；煤层开采顺序先上后下，近距离煤层群分组联合布置，上下山开采。上山采区区段前进式，下山采区区段后退式，区段内后退式回采。 采煤方法采用走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。 矿井现有两个生产水平，一水平为-230m、二水平为-270m。 矿井设计服务年限64.7年，剩余服务年限18.3年。 2 矿井地质及水文地质 2.1 矿井地质 2.1.1地层与含煤地层 本井田的含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组，煤系基底为中奥陶统石灰岩，煤系上覆地层为上侏罗统蒙阴组砂砾岩和第四系松散沉积物。井田地层系统自上而下分别为第四系（Q）、侏罗系（J）、石炭系（C）和奥陶系（O）。由新到老分述如下 第四系（Q）厚度为42.48（17--1号孔）82.33m（17号孔），平均厚度63.69m，由粘土、砂质粘土、粘土质砂和砂层组成。中上部砂层较发育，以中细砂岩为主，粘土含量较低，砂层连续性较好；中下部以粘土、砂质粘土为主，局部发育粉砂、细砂透镜体；底部多为粘土和砂质粘土，井田东南部则相变为细砂层。井田内第四系由东而西逐渐增厚，与下伏侏罗系呈角度不整合接触。 侏罗系（J）侏罗系上统（J3）蒙阴组，最小残留厚度68.09m，最大残留厚度193.86m，平均残留厚度129.31m，井田内残留地层由东南部向西北部逐渐增厚。由紫红色粉砂岩、细砂岩、砾岩和砂质泥岩等组成，砾岩分为上、下二层。第一层砾岩位于本组底部，砾岩成分以石英岩、石灰岩为主，含有大量砂及粉砂，园化度低，一般钙质胶结，砾径一般在25cm；第二层砾岩位于第一层砾岩之上，两者间隔一层平均厚度在10m左右的紫红色细砂岩，砾石成分以石英岩、石灰岩为主，夹有紫红色粉、细砂岩，泥质胶结，砾径一般在58cm，分选性差，磨圆度低；第二层砾岩之上为紫红色、红色粉砂岩；在井田西北部残留厚度较大的钻孔中，可见其顶部灰色、灰绿色粉砂岩及中、细粒砂岩互层。蒙阴组与上覆第四系、下伏二叠系均呈角度不整合接触。 二叠系（P）二叠系下统山西组（P11）仅在井田西北部的4个钻孔（91、 23-13、25、25-3号孔）内尚有残留，最大残留厚度15.54m（25-3号孔），由厚层状砂岩、粉砂岩组成。砂岩中常含有大量粉砂质泥岩包体，具混蚀状、波状层理及斜层理。 石炭统（C）包括中石统（C2）本溪组和上石炭统（C3）太原组。太原组（C3t）是本井田内被保留下来的含煤层组，厚度163.73179.56m，平均厚度169.44m。自建井、投产以来，本矿一直开采太原组煤12下、煤14及煤16。受后期剥蚀影响，井田内的本组地层仅在个别钻孔内保留齐全。上侏罗统剥蚀面一般距三灰顶面尚有十余米，剥蚀面距三灰顶面的最小值区出现在17-1号孔至19-4号孔一带；太原组共含薄层灰岩12层，多位于泥岩之下，常构成煤层顶板。其中第三、五、八、九、十上和十下层石灰岩最为稳定,为本井田的主要标志层；第七上、十一层石灰岩较为稳定；第四、六、七下层石灰岩则不稳定。共含煤18层，其中可采或局部可采者6层（煤9、煤12下、煤14、煤15上、煤16、煤17）。太原组的主要沉积特点是薄煤层、薄层石灰岩与深灰色泥质岩交替出现，沉积旋回结构较为明显，韵律清楚，标志层显著，各煤层层位较为稳定，易于对比。在垂向上具有较好的四段性。太原组与下伏本溪组为整合接触；本溪组（C2B）井田内仅有2个钻孔穿透揭露本溪组地层，厚度37.6045.87m，平均厚度41.74m。由灰色、浅灰色石灰岩2层（十二灰、十四灰）及紫色、杂色、灰绿色铁铝质泥岩组成。顶部之第十二层灰岩常具云朵状、砾状扰动构造，层位稳定但厚度变化较大，厚度1.907.60m，平均厚度5.36m。中部之第十四层石灰岩呈灰白色，质较纯常夹有灰绿色粘土岩薄层，层位稳定但厚度变化也较大，厚度5.3012.35m，平均厚度9.73m。底部为暗紫红色，局部紫红色铁质泥岩和灰绿色铝质泥岩。与下伏奥陶系呈假整合接触。 奥陶系（O）井田内仅有4个钻孔揭露奥陶系中奥陶统石灰岩，钻孔最大揭露深度116.73m。上部为棕色、灰色、深灰色厚层状微晶灰岩夹豹皮状灰岩，下部为灰色、浅灰色白云质石灰岩夹泥灰岩。 2.1.2 构造 据槽台构造学说,山东地区为华北地台的组成部分，有两个次级构造单元，郯庐断裂以西为鲁西台背斜，以东为胶辽地盾的一部分。滕县煤田位于鲁西台背斜之鲁西南坳陷的东缘，鲁中凸起的西侧。 滕北勘探区位于滕县背斜西北翼，凫山断层和张坡断层之间。地层倾角410，伴有缓波状起伏，其总体构造形态是一个走向NEE，倾向NW的缓波状单斜构造，区内构造则以断层为主，褶曲比较轻微。 区内褶曲数量不多，均为跨度大、但幅度小的宽缓型褶曲，轴向NENNE。形态较为完整，较明显的是北羊庄向斜、西阳温背斜和西阳温向斜。其中北羊庄向斜走向长约21km，宽约12km， 褶曲幅度20--40m，两翼地层倾角在5左右。西阳温向斜走向长约13km，两翼地层倾角在5左右，石炭二迭纪煤系在其核部的残留层位较高，可见山西组下部煤系，局部有煤3保存（王晁煤矿）。 区内断裂构造较为发育，主要有NEE和SN走向两组，断层具有延伸长度大，落差大，以正断层为主的特点。NEE向断层组是区内发育最好，分布最广的一组断层，由北向南依次有凫山、北徐楼、大刘庄、张庄、马楼和张坡等正断层，倾角一般在70左右，走向延伸多呈舒缓波状，常有分叉合并现象，断层落差比较大，最大可达2000m以上（凫山断层），一般为数十米至数百米。自北向南，此断层组的落差有依次递减的趋势。SN向断层组的走向延伸长度、方向变化及落差均较大，分支支断层较发育，主要有孙氏店、孟口、庄里正断层，倾角一般在7075左右，它们常切割NEE向断层，断层的多期活动性及左行张扭性特征较为明显。（见图2－1－2－1） 赵坡井田位于滕北勘探区大刘庄断层与张坡断层组合形成的宽约8km的地堑构造之东南部。井田的南、东边界分别是张坡正断层和武所屯逆断层。井田内部断层不发育，通过钻探控制的断层仅有17-1正断层生产巷道揭露证实，井田内的小断层数量少，落差小（一般小于5米）。主要褶曲分别是赵坡背斜、黄坡向斜、武所屯背斜。井田构造的另一个突出特点是煤层倾角小，波状起伏多，这些次级褶曲虽然没有破坏煤层的连续完整性，严重影响了工作面的合理布置，大大提高了矿井的掘进率、吨煤成本和劳动强度，降低了回采率。井田地质构造复杂程度属中等偏简单型即“含煤地层产状平缓，沿走向和倾向均发育宽缓褶皱，或伴有一定数量的断层。” 张坡正断层构成本井田的南部自然边界，走向NEE，倾向NNW，倾角在70左右，落差200310m，井田位于该断层的下降盘。断层向西延伸至27勘探线附近时，以分叉成二条断层的形式，进入留庄井田；向东经过21勘探线后，其走向急剧变为SEE向；至19勘探线后走向又恢复成NEE向，经武所屯井田一直延伸至峄山断层。断层全长约在13.5km左右，在武所屯井田内有110号钻孔穿过断层面，断点深度59.52m，区域性标志层十二灰被断缺、太原组被断薄。综上所述，该断层在井田内的控制程度较高，平面位置的摆动范围不大，可定为基本查明，归属滕北煤田NEE向断层组。 武所屯逆断层构成井田的东边界，走向NNE，倾向SEE，倾角4050，落差0～20m。井田位于该断层的下降盘。断层向北尖灭于18～17-1勘探线之间，向南切错张坡断层以后伸入煤系基底奥灰内，断层走向长约1800m。19勘探线上96号孔穿过断层面，断点深度129.24m，孔内区域性标志层三灰出现重复，地层断距约为10m；武所屯井田内19-11孔与赵坡井田内92号孔对孔控制，两孔相距270m。武所屯生建煤矿的实际生产巷道已到达原断层推断位置，但没有发现断层存在及地质异常变化，断层的控制程度较差，可定为初步查明。归属滕北煤田近SN向断层组。 滕县煤田区域构造要图 图2－1－2－1 赵坡井田位于滕北勘探区大刘庄断层与张坡断层组合形成的宽约8km的地堑构造之东南部。井田的南、东边界分别是张坡正断层和武所屯逆断层。井田内部断层不发育，通过钻探控制的断层仅有17-1正断层生产巷道揭露证实，井田内的小断层数量少，落差小（一般小于5米）。主要褶曲分别是赵坡背斜、黄坡向斜、武所屯背斜。井田构造的另一个突出特点是煤层倾角小，波状起伏多，这些次级褶曲虽然没有破坏煤层的连续完整性，但严重影响了工作面的合理布置，大大提高了矿井的掘进率、吨煤成本和劳动强度，降低了回采率。井田地质构造复杂程度属中等偏简单型，即“含煤地层产状平缓，沿走向和倾向均发育宽缓褶皱，或伴有一定数量的断层”（见赵坡煤矿构造纲要图图2－1－2－2）。 赵坡煤矿构造纲要图图 2－1－2－2 2.1.3 岩浆岩、岩溶陷落柱 赵坡井田无岩浆岩侵入，自建矿以来没有发现陷落柱。 2.2 矿井水文地质 2.2.1 地表水系 小黑河由东向西流经井田中部，于赵坡村附近汇入北沙河。属季节性河流，1991年7月14日因夜降大雨，曾一度出现过出洪水，河水水面宽度3.20m（1991年7月15日），自1978年以来由于上游修建玉林水库，致使小黑河一直干涸无水，目前河道被农户开荒。 北沙河发源于邹城市东群山，由东北向西南流入独山湖，每年枯水期4-6个月，断流无水，洪水则一般发生在每年的7月。 独山湖北与南阳湖、西与昭阳湖、南与微山湖连成一体，统称南四湖。1960年二级坝建成后，将南四湖分为上、下级湖。1960～1974年二级坝（闸上）站湖水水位观测资料年最高水位33.9335.36m，年最低水位32.00～33.59m，年平均水位32.23～34.21m。独山湖东岸堤坝坝顶高程为37.19～39.89m，堤顶宽度 2.0～5.0m，一般在4.0m左右。1958～1963年在二级坝下游，微山湖的“湖腰”部位修筑了东股闸下引河，提高了泄洪能力。当微山湖水位达到34.00m时，韩庄闸、伊家河闸和蔺家坝可同时开放，每昼夜泄水量可以达到1.245亿立方米。综上所述，湖水经防、蓄、疏、排的综合治理后，滕北煤田可免受其害。赵坡煤矿则远离湖区，而且地势相对较高，不受湖水的危害。 2.2.2 含水层与隔水层 井田内含水层有第四系上含水层段、下含水层段；上侏罗统砂砾岩层石炭系太原组第三、五、八、九、十下层石灰岩；本溪组第十二、十四层石灰岩；中奥陶统石灰岩。各含水层之间以泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、粉砂岩等 为隔水层，水力联系较差，但三灰在19－4、96、17－1号孔一带，可与上侏罗统砾岩通过其隐伏露头相沟通，构成一个统一的含水岩组。 第四系含水砂层第四系厚度42.48～82.33m，平均63.69m，由东南向西北厚度逐渐增加。含水砂层与隔水粘土层相互交替出现，砂层透镜体较发育，岩性变化较大。按砂层数量、砂层连续程度、粘土含量高低等因素可将第四系划分为上、中、下三段，其中上段和下段为含水层段。上含水层段平均厚度在40.00m，左右，由粘土、砂质粘土、粘土质砂和砂层组成，共含砂层2～7层，砂层累计厚度5～25m，一般厚度15～18m，砂层约占本段地层厚度的一半，粒度以中、细砂为主，成分则以石英、长石为主，粘土含量较低。砂层连续性较好，结构松散，含水丰富，透水性强，接受地表水和大气降水垂向渗入补给，补给、排泄条件良好，属孔隙型潜水～承压水，是当地主要的生活和农业用水水源，井田内民井，机井广泛分布。井田内共实施抽水试验三次，最大单位涌水量3.082l/s.m。60年代测得水位（检3、32号孔）在42m左右，84年为32m（检2），88年为36m（武所屯村水井1988年12月10日资料），水质类型HCO3-Ca.结合水位由北东而南西逐渐变低的区域性变化规律，目前赵坡井田内的第四系水位更低。第四系下含水层段仅发育于井田东南部92、96、19－11、33号孔一带，平均厚度在5m左右，补给条件差，富水性较弱。 上侏罗统砂砾岩含水层平均残厚129.31m，残厚由东南而西北逐渐增加。由紫红色粉砂岩、细砂岩和砾岩组成。砾岩一般分为两层，平均累计厚度在35m左右，砾石成分以石英为主，石灰岩次之，砾径一般3～5cm，大者可达10cm，分选性较差，以泥质胶结为主。钙质胶结次之。井田内共人6个钻孔漏水，漏水量1.12～6.86m3/h。共实施抽水试验三次，最大单位涌水量0.733l/s.m。60年代测得恢复水位（检3、33号孔）在43～45m左右，84年则为26.34（检2）。水质类型HCO3-NaCa。预计井筒穿越此层砂砾岩时，涌水量可达250m3/h。井筒掘进时虽先采用了地面注浆技术，但掘进通过此层砾岩时，涌水量仍高达50m3/h，通过后仍有38m3/h的稳定涌水。随后又实施井壁注浆，才使井筒涌水量降至17m3/h，恢复掘进。由于在赵坡～武所屯井田内，三灰、五灰与上侏罗统砾岩可构成一个统一的含水岩组，受矿井排水影响（赵坡矿1989年3月2日9101面，武所屯矿1989年10月11日12309面三灰突水），上侏罗统砾岩含水层 静止水位已大幅度急剧下降，目前水位已降至-40.89m（武所屯矿90-3号孔1998年3月24日观测数据） 太原组三灰含水层厚度6.10（27-7号孔）～9.18m（17号孔），平均7.94m，裂隙不发育，4个钻孔出现过漏水，最大漏水量7.2m3/h。实施抽水试验4次，最大单位涌水量0.037／s.m,水质类型为HCO3-NaCa型。60年代测得恢复水位4.68m（检3号孔）～45.25m33号孔，84年则为28.90m（检2号孔）。1989年3月2日18时，9101面推进至30米处，顶板初次来压。20时，面后顶板三灰突水，并逐步加大，至22时突水量增至270m3/h。3月5日5时淹没大巷，15日淹至井筒-10.59m。根据有关专家“只能排疏、不能堵的”意见，自3月17日开始组织强排，至4月12日恢复生产。从此对该突水点的长期观测工作也同时展开，实测数据详见表2－2－2-1。受矿井排水影响，三灰静止水位已大幅度下降，武所屯生建煤矿90-1号长期观测孔1993年2 月10 测得其三灰的静止水位为-87.21m，且自同年3月份至今，此观测孔内一直无水。由此可见，三灰富水性不强，下距煤12下平均56.18m，正常情况下对开采煤12下无甚影响，但局部地段可能因次级构造的作用，特别是小断层破碎带会给三灰水涌入工作面提供良好的通道，矿井应适当加大排水能力，确保安全生产。 太原组五灰含水层太原组五灰厚度1.10（25-3号孔）～2.80m（23-8号孔），平均2.18m。裂隙不发育，未出现过钻孔漏水。五灰的隐伏露头区位于东邻武所屯生建煤矿，与上侏罗统砾岩水力联系密切，因此，可将上侏罗统砾岩、三灰和五灰视为统一的含水岩组。1960年于106号孔实施抽水试验，测得单位涌水量0.02881／s.m,恢复水位标高44.01m，1990年8月30日武所屯煤矿于90-1号长期观测得静止水位-101.24m。目前其静止水位则更低。五灰水在本井田的涌水形式为沿裂隙出水，先大后小，出水点基本上能跟着下山迎头一起走。正常情况下对开采煤9、煤12下无甚影响。 年 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1989 300 301 302 304.5 306 307 309 312 314.5 1990 315 311 306 303 300 295 292 286 279 277 278 278 1991 280 282 284 279 275 272 268.5 265 260 262 263.5 255 1992 225 180 140 100.8 95.9 103 69.7 45.2 57.3 36.9 7.1 止测 9101 面三灰突水点长期观测资料表 表2－2－2－1 太原组八、九灰含水层八灰厚度1.20（22号孔）～5.21m（7号孔），平均2.47m，九灰厚度0.80（103号孔）～2.35m（27-1号孔），平均1.70m，两者平均间距在11m左右，分别构成煤14、煤15上的顶板。裂隙不发育，且往往被方解石所充填，未出现过钻孔露水。107号孔八、九灰混合抽水试验，单位涌水量0.00681／s.m。经武所屯生建煤矿统计，八灰基本无水，仅偶尔在断裂带出水，水量2～3m3/h；全矿井九灰总涌水量为5～20 m3/h／。综上所述八灰、九灰厚度小，裂隙不发育，为弱含水层，局部地段可通过构造裂隙进入采场，单点最大出水量在20 m3/h左右，且逐渐减小，对矿井充水影响不大。 太原组十灰含水层十灰为上下两层即十上灰和十下灰，两者间隔一层薄泥岩。十下灰厚度3.10～7.78m，平均4.84m，构成煤16的直接顶板。局部裂隙较发育，有溶蚀现象，多为泥质及方解石充填。曾有2个钻孔发生漏水，最大漏失量7.2 m3/h。共实施四次抽水试验，最大单位涌水量0.3471／s.m，水质类型为SO4-NaCa～Cl-NaCa。井田内十灰埋藏较深，无隐伏露头，补给条件差，SO4含量及矿化度较高，说明径流不畅，以静储量为主。目前全矿井总涌水量在240 m3/h左右，其中十灰涌水量150 m3/h，占总涌水量的60％。 本缓组十二、十四灰含水层十二灰厚度1.90（检2）～7.60m（23-8），平均5.36m；十四灰厚度5.30（27-1）～12.35m25-1，平均9.73m，两者平均间距在8m左右。十四灰与奥灰的间距变化在13.85（25-1）～20.72m（21-14），平均17.29m，而在断层及裂隙发育地段，间距更小甚至出现对接，从而使两者水力联系密切或成为统一的含水层组。井田内无抽水试验资料，仅在25-1号孔测得十二灰静止水位为25.58m（1980年11月11日）。1998年3月24日，武所屯生建煤矿延深皮带下山发生十二灰突水，流量急剧增至150 m3/h，数日后稳定在60 m3/h。由此可见，不能轻视十二灰水对矿井生产的影响。十二灰平均上距煤16为25.94m，煤17为18.8m。临界突水系数值取1.5、底板采动破坏深度取7m（与本矿煤十二下底板采动破坏深度相同），十二灰静止水位按25.58m计算求得开采煤16、煤17的安全水头分别为284.1m和177m。因此正常情况下，在回采标高-260m以下的煤16时，将会受到十二灰水的威胁；而回采煤17则在全井田内均将受到十二灰水的威胁。建议对十二、十四灰进行水文地质补充勘探，填补其水文地质资料的空白，确保生产安全。 中奥陶统石灰岩含水层井田内最大揭露厚度116.73m，揭露段上部为棕色、灰色、深灰色厚层状微晶灰岩夹豹皮状灰岩，岩溶裂隙不发育，下部（指距顶界面30m以下）为灰色、浅灰色白云质石灰岩夹泥灰岩，岩溶裂隙发育，发育较多的小溶洞及半闭合状裂隙，裂隙最大宽度可达3cm，部分被方解石充填，2个钻孔在此层位出现漏水。实施抽水试验3次，最大单位涌水量2.7171／s.m.水质类型为SO4-NaCa。区域资料表明，奥灰上段的富水性与其埋藏深度有关，由浅至深富水性明显减弱。赵坡井田之奥灰上段在滕县背斜二级储水构造水动力系统中位于径流～补给区，水交替迟缓，早期地下水被缓慢更新、淋滤作用缓慢进行，为半封闭区段。1980年10月14日留庄井田29-1号孔测得其静止水位25.33m。奥灰与煤17平均间距59.16m，埋藏较浅，水头压力较小，上段裂隙不发育，富水性较差。因此在正常区段奥灰水不会以底鼓形式直接进入采场，但由于断层错动，可形成侧向补给条件或奥灰水垂向上升通道，使奥灰与十四灰产生水力联系而成为统一的含水岩组。因此，为确保煤16、煤17的安全开采，今后应加强煤系底部岩层岩性与厚度的探测分析，查明断层与裂隙向深部延深发育情况及其导水特征，预防断层附近及裂隙密集带或隔水层较薄区发生奥灰突水，具有非常重要的实际意义。 上侏罗统砂砾岩、太原组三灰、五灰含水层的关系大量资料可以说明上侏罗统砂砾岩、太原组三灰和五灰含水层水力联系密切，实为统一的含水岩组。 隔水层主要有第四系粘性土隔水层段，太原组泥岩、炭质泥岩、粉砂岩、煤层隔水岩组，太原组煤17至本溪组十二灰间泥岩、铝质泥岩隔水岩组。 第四系粘性土隔水层段一般厚度在20.00m左右。以粘土、砂质粘土为主，局部可见粘土砾石，间夹有透镜状砂层或粘土质砂。粘土可塑性强，连续性好，隔水性能良好。透镜状砂层0～3层，累计厚度一般在2～4m，以粉、细砂为主，粘土质含量较高，富水性弱，是井田内较稳定的隔水层段。 太原组泥岩、炭质泥岩、粉砂岩、煤层隔水岩组太原组五灰至八灰平均间距33.37。其间主要由泥岩、炭质泥岩、粉砂岩、细砂岩所组成，间夹薄层不稳定石灰岩3层（六、七上、七下灰）和薄煤层6层（煤9、10、11、12上、12上‘ ，12下），可有效地阻隔五灰与八灰的水力联系。但也可在局部地段，因开采煤12下形成“两带”，而破坏其隔水性。太原组九灰至十下灰平均间距为29.30m。其间由泥岩、粉砂岩、细砂岩所组成。可有效地阻隔九灰与十下灰的水力联系。但应注意开采煤16时的“两带”高度发育规律及其对该隔水层段的破坏作用，以防煤12下、煤14采空区积水溃入煤16工作面。 太原组煤17至本溪组十二灰间泥岩、铝质泥岩隔水岩组煤17至十二灰间的平均地层厚度为18.8m，以铝质泥岩及粉砂岩为主，天然状态下可有效地阻隔十二灰与煤系石灰岩含水层之间的水力联系。 2.2.3 断层的导水性 张坡正断层构成本井田的南部自然边界，走向ＮＥＥ，倾向ＮＮＷ，倾角在70左右，落差200～310m，井田位于该断层的下降盘。断层向西延伸至27勘探线附近时，以分叉成二条断层的形式，进入留庄井田；向东经过21勘探线后，其走向急剧变为ＳＥＥ向；至19勘探线后走向又恢复成ＮＥＥ向，经武所屯井田一直延至峄山断层。断层全长约在13.5km左右，在武所屯井田内有110号孔穿过断层面，断点深度59.52m，区域性标志层十二灰被断缺、太原组被断薄。井田内105孔穿过断层面，断点深度89.83～232.28m，为断层角砾岩带；106孔穿过断层面，断点深度240～260m，12下煤、15煤上断缺；27-2孔穿过断层面，断点深度332.00～350.00m,推断H100m；27-1孔穿过其支一断层面，断点深度100～110m,三灰、五灰、9煤断缺、穿过其支二断层面的断点深度为313.28～321.41m,H130m；B13与23-8、107与32、B12与25-1号孔构成对孔控制，控制距离分别为225m、290m、510m。水文电法勘探p1、p3、p5、p9、912、p13、p14、p15、p17、p19、p22、p24联合剖面线线控制其断层面位置。综上所述，该断层在井田内的控制程度较高，平面位置的摆动范围不大，为基本查明断层。资料表明，断层南盘奥灰与北盘煤系内各含水层水力联系十分微弱，在天然状态下，该断层导水性不良。但断层的导水性不是一成不变的，采动的影响可使原来不导水的断层导水，所以应留足煤层煤柱。 武所屯逆断层构成井田的东部边界，走向ＮＮＥ，倾向ＳＥＥ，倾角40～50，落差0～20m，井田位于该断层的下降盘。断层向北尖灭于18～17-1勘探线之间，向南切错张坡断层以后伸入煤系基底奥灰内，断层走向长约1800m。19勘探线上96号孔穿过断层面，断点深度129.24m，孔内区域性标志层三灰出现重复，地层断距约为10m；武所屯井田内19-11孔与赵坡井田内92号孔对孔控制，两孔相距270m。武所屯生建煤矿的实际生产巷道已到达原断层推断位置，但没有发现断层存在及地质异常变化，断层的控制程度较差，属初步查明断层。武所屯断层为一逆断层，落差0～20m，是本井田与武所屯井田的分界断层。本井田位于断层的下盘。由于断层落差小，基本起不到隔水作用，两井田实为同一个水文地质单元。 井田内发育有两条落差较大的小断层，F164-5，落差0～12m，倾角12～15，为一逆掩断层，垂向切割深度不大，不导水；另一条为F123-45断层，落差0～15m， 不导水，垂向切割较深（见赵坡煤矿构造纲要图图2－1－2－2）。 2.2.4 含水层间的水力联