矿井水患补充调查报告Word文件下载.doc
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六、矿井水患影响程度综述 27
(一)大气降水 27
(二)地表水体 27
(三)地下水 28
(四)采空积水 29
七、针对性的防治水措施 31
(一)防治水基础工作 31
(二)探放水工作 31
前言
山西省煤炭工业厅晋煤行发[2016]42号《关于下发<
全省资源整合矿井水患补充调查工作方案>
的通知》,决定2016年全省资源整合矿井进行水患补充调查工作,立即组织一次清理摸底。
各煤矿要根据本矿采空区积水实际赋存情况,在地面踏勘、老窑调查工作的基础上,编制专门针对老窑、采空积水调查的矿井水文普查勘查设计,综合利用物探、化探和水文地质勘探工程,达到普查程度。
水患补充调查工作要根据采空积水对安全生产的影响程度,结合采掘计划,突出水患调查重点区域,采用多种勘查手段和方法开展水患调查和勘查工作,最终达到各采空区积水位置清楚、水量估算正确、上下组煤层间水力联系基本清楚。
根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发[2009]72号《关于阳泉市平定古州丰泰煤业有限公司等九处煤矿企业兼并重组整合方案的批复》,以山西平定汇能煤业有限公司为主体,兼并重组整合原山西汇能煤业有限公司、山西新城煤业有限公司(于2010年底关闭)。
系统整理、综合分析该区域以往勘探资料、矿井建设生产各阶段所获得的水文地质资料的基础上,主要从矿井及周边老空积水分布状况、矿井涌水量分布规律、矿井采掘破坏或影响的含水层与隔水层等方面全面分析研究本矿的水患实际情况。
明确水患具体位置、正确估算水量、明确煤系地层各层间水力联系。
在此基础上编写山西平定汇能煤业有限公司矿井水患补充调查报告。
一、目的任务
1、符合山西省煤炭工业厅晋煤行发[2016]42号《关于下发<
的通知》要求的标准。
2、全面摸清本矿及周边老窑、采空区积水情况。
明确各采空区具体位置、范围,正确估算采空区积水量。
3、查明各含水体的水源、水量、水位、水质以及导水通道,明确上下组煤层间水力联系,全面研究分析矿井采掘对各含水层与隔水层的破坏影响程度。
4、预测今后采掘过程中可能存在的水患,并提出有针对性的防治水措施和建议。
二、编制报告的依据
1、2016年,国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁布实施的《煤矿安全规程》第七章;
2、2009年,国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁布实施的《煤矿防治水规定》;
3、山西省煤炭工业厅晋煤行发[2016]42号《关于下发<
的通知》的要求;
4、2014年6月,山西省煤炭地质水文勘查研究院编制的山西平定汇能煤业有限公司《矿井水文地质类型划分报告》;
5、2016年1月,山西省煤炭地质物探测绘院编制的山西平定汇能煤业有限公司《生产地质报告》;
6、2016年9月,本矿编制的山西平定汇能煤业有限公司《煤矿隐蔽致灾因素普查报告》。
一、矿井及井田概况
(一)矿井及井田基本情况
根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发[2009]72号《关于阳泉市平定古州丰泰煤业有限公司等九处煤矿企业兼并重组整合方案的批复》,以山西平定汇能煤业有限公司为主体,兼并重组整合原山西汇能煤业有限公司、山西新城煤业有限公司(于2010年底关闭),整合后批采煤层为:
3、6、9、10、12、13、15号煤层,矿井生产能力由原来的99万t/a(整合前原山西汇能煤业有限公司矿井能力90万t/a,原山西新城煤业有限公司矿井能力9万t/a)提升为180万t/a,兼并重组整合后,3、6、9、10、12、13(即3~13)号煤层井田面积为18.4698km2,15号煤层井田面积为17.6176km2。
2013年5月29日山西省国土资源厅为我矿换发的采矿许可证,证号为:
C1400002009111220045314号,批采煤层为3~13号、15号煤层,生产规模为180万t/a,有效期限自2013年5月29日至2041年5月29日。
本次兼并重组整合设计确定利用原山西汇能煤业有限公司矿井工业场地作为重组后的工业场地,初期在选定的矿井工业场地内,布置主斜井、副斜井和中央回风立井三个井筒。
主斜井担负矿井煤炭提升任务,兼做进风井和安全出口;
副斜井担负矿井矸石、材料设备和人员等所有辅助提升任务,兼做进风井和安全出口;
中央回风立井担负矿井初期回风任务,兼做矿井安全出口。
后期在井田西部、北阳胜村西侧和井田西南部、746号钻孔西侧,各布置一个回风立井,做为矿井三、四采区开采时的回风井筒,全井田以上述五个井筒开拓开采。
矿井设计以+574m一个开采水平、两组相互垂直的开拓大巷开发井田内未采区域的15号煤层。
待15号煤层采完后,再考虑利用开采15号煤层的井筒及巷道开采3、6、12号煤层。
15号煤层采用长壁综采放顶煤一次采全高采煤法,3、6、12号煤层采用薄煤层综采一次采全高采煤法。
井下主要大巷采用三巷制,分别为轨道运输巷、胶带运输巷及回风巷,其中胶带运输巷与回风巷沿15号煤层顶板布置,各巷之间留设40m保护煤柱。
井田15号煤层开拓大巷呈“上”型布置,依此开拓大巷布置方式、并考虑到井田东北部15号煤层浅部区域可能受小窑越界开采的影响,设计将井田内15号煤层未采区域划分为四个采区开采。
一采区位于井田东北部,单翼布置,走向长壁开采,回采工作面连续推进长度600~1150m;
二采区位于井田中北部,双翼布置,倾斜长壁开采,回采工作面连续推进长度1200m;
三采区位于井田西部,单翼布置,走向长壁开采,回采工作面连续推进长度800~1900m;
四采区位于井田中部和南部,单翼布置,倾斜长壁开采,回采工作面连续推进长度800~1530m。
采区接替顺序为一采区→二采区→三采区→四采区。
目前本矿回采完毕三个工作面(15101、15202、15104),未来3年主要在一采区15103、15102;
二采区15205、15207采掘。
根据15号煤层开采技术条件以及矿井实际生产经验,采用综采放顶煤开采工艺,全部垮落法管理顶板。
兼并重组整合前,参与重组整合各煤矿基本情况:
1、原山西汇能煤业有限公司
山西汇能煤业有限公司是由原国有平定县平定煤矿改制而成,该矿于1944年建矿,原名枣花峪窑,1964年成为晋中地区煤矿,改名为向东煤矿,1972年又更名为平定煤矿,1983年划归平定县煤管局管理。
2004年1月,改制成山西汇能煤业有限公司;
2006年5月经山西省商务厅批准,成为中韩合资股份制企业。
山西汇能煤业有限公司在对平定煤矿进行改制后,对矿井进行技术改造,将矿井规模由45万t/a扩大到90万t/a,并配套新建入洗能力90万t/a的洗煤厂,进而将山西汇能煤业有限公司建成集煤炭生产、洗选加工为一体的现代化大型煤炭生产加工企业。
2004年4月,山西省煤炭规划设计院编制完成了矿井90万t/a扩建可行性研究报告(含洗煤厂);
2005年5月,山西省煤炭工业局以晋煤规发[2005]514号文批准了该可研报告;
2005年12月,山西省煤炭规划设计院编制完成了矿井90万t/a扩建初步设计,山西省煤炭工业局以晋煤规发[2005]1052号文批准;
原山西汇能煤业有限公司生产能力90万t/a。
山西汇能煤业有限公司矿井原有一号井、二号井两个合法的独立生产坑口,一号井位于井田东北角,采用一对斜井开拓,生产规模30万t/a年;
二号井位于井田东南角,采用一对斜井开拓,年生产规模15万t/a。
采煤方法为长壁式炮采和仓房式炮采,一号井提升装备JW-2100/100型无级绳绞车提升,二号井提升装备2JT1600×
800-20型绞车提升。
通风系统均为中央并列机械抽出式通风,一号井装备70B2-21-N018风机两台,电机功率80KW;
二号井装备4-72-11N020B风机两台,电机功率75KW。
一号井矿井涌水量600m3/d,井下排水设备为D155-30×
7型水泵;
二号井矿井涌水量400m3/d,井下排水设备为4DA-8×
9型水泵。
两井井筒用料石砌碹,巷道用木棚支护。
依据国土资发[2005]247号和晋煤整合办核[2006]40号文精神,该矿井确定为资源整合矿井,对矿井进行技术改造,矿井从45万t/a提升为90万t/a,所以将一号井、二号井整合为一个大中型矿井,按照国家相关政策及规定,一号井于2007年11月实施关闭,二号井于2009年4月实施关闭,并经省相关部门批准于2008年8月26号开工建设90万t/a及配套洗煤厂,2009年依据晋煤重组发[2009]72号文件和《阳泉市煤矿企业兼并重组整合方案》批准,山西汇能煤业有限公司更名为山西平定汇能煤业有限公司,由山西汇能煤业有限公司和山西新城煤业有限公司整合组成,矿井规模由90万t/a增加到180万t/a。
2、山西新城煤业有限公司
该矿原名平定县张庄镇新城煤矿,始建于1977年2月,批准开采5(与本报告中的6号煤层对应)、15号煤层。
在井田范围内6号煤层已采空,开采15号煤层,设计生产能力9万t/a,实际生产能力9万t/a。
采用斜井开拓,共有2个井口,壁式采煤方法,炮采落煤,大巷木棚支护,工作面采用单体液压支柱支护,井筒料石砌碹,全部垮落法管理顶板,矿车运输。
串车提升,绞车型号JTP-1.6,90kv。
中央并列机械抽出式通风,FBCE-№16B型风机。
矿井涌水量30m3/d,采用水泵直接排出地面,水泵型号D46-50×
5型。
矿井属低瓦斯矿井。
于2010年6月实施关闭。
(二)井田位置、范围及交通条件
山西平定汇能煤业有限公司位于阳泉市平定县县城南直距9.0km,南阳胜村、北阳胜村、新城村一带,行政区划隶属阳泉市平定县张庄镇管辖。
其地理坐标为:
北纬:
37°
41′11〞~37°
43′57〞,东经:
113°
34′15〞~113°
39′40〞。
根据2013年5月29日山西省国土资源厅为该矿换发的采矿许可证,证号为:
(附图1:
兼并重组整合后井田范围图)
其中:
3~13号煤层井田范围由37个坐标点依次连线圈定,标高从980.02~700.02m,井田面积为18.4698km2。
15号煤层井田范围由32个坐标点依次连线圈定,标高从730.02~590.02m,井田面积为17.6176km2。
各批采煤层划定的井田均呈不规则多边形,全井田东西最长7.804km,南北最宽5.335km,总面积为18.4575km2。
井田外周边分布有10个煤矿,分别为:
西北与阳煤集团平定东升兴裕煤业有限公司相邻,北与山西平定古州同意煤业有限公司相邻,东北与山西平定古州中盛煤业有限公司相邻,东与山西平定古州伟峰煤业有限公司相邻,东部与山西平定古州陈家庄煤业有限公司(原平定县里梨林头村办矿)相邻,东部与原平定县新村煤矿(已关闭)相邻,东南与平定县张庄镇宁艾村煤矿相邻(已关闭),南与阳煤集团平定裕泰煤业有限公司相邻,西南与山西平定古州东升阳胜煤业有限公司相邻,西与阳煤集团五矿相邻。
(附图2:
井田四邻关系图)
山西平定汇能煤业有限公司位于阳泉市平定县县城南直距9.0km处,207国道由井田东侧约1km外通过,井田内的新城村、夏庄村等均与207国道有县乡级公路相连,经过本井田,由207国道向北可至平定县城,并与太旧高速公路和石太线相接,井田之北18km处有平定县东关铁路发煤站,经平定可达全国各地,交通条件方便。
(附图3:
交通位置图)
(三)地形地貌
井田位于太行山山脉中段西麓,属侵蚀性基岩、黄土丘陵地貌,区内山梁、峁比较发育,且平坦,沟谷多呈“V”字形,总的地势为西高东低,地形最高点位于西南部山梁上,标高1154.6m,最低点位于东部的阳胜河河谷,标高844.0m,最大相对高差310.6m。
二、地质与水文地质工作评述
(一)物理勘探
1、地面三维地震勘探
山西平定汇能煤业有限公司委托山西省煤炭地质物探测绘院于2013年1月在指定范围内进行了地面三维地震勘探。
地质任务为:
(1)查明勘探区内≥5米的断层的性质、产状及延伸长度,其平面摆动误差≤20米,对落差≥3米的断点及勘探中遇到的疑点、不确定点予以解释。
(2)查明勘探区内直径≥25米的陷落柱,其中心摆动误差不超过15米。
(3)解释奥灰顶接口起伏形态。
探测15号煤层与奥陶系灰岩顶接口之间的厚度,厚度误差不超过5米。
(4)查明勘探区内波幅≥5米的褶皱。
完成工作量为:
本次工作量完成25束线,炮点6576个,试验物理点30个,总物理点6606个,检波点25520个,E级GPS点5个,总测点32096个,勘探区面积5.83平方公里,满24次覆盖面积为6.23平方公里。
2、地面瞬变电磁法勘探
山西平定汇能煤业有限公司委托山西省煤炭地质物探测绘院于2013年1-4月在指定范围内进行了地面瞬变电磁法勘探。
(1)查明勘探区内15号煤层采空区范围和积水情况,圈定的采空区边界误差范围不超过20米。
(2)基本查明勘探区内K2灰岩、奥陶系灰岩顶界面富含水区范围,平面误差小于20米。
(3)探测三维地震勘探解释的落差≥5米的断层、长轴直径≥20米的陷落柱的富水性及导水状况。
本次工作量完成TEM测线98条,坐标点7330个,检查点232个,试验点60个,合计物理点7622个,有效控制面积5.83平方公里。
3、地面瞬变电磁法勘探
山西平定汇能煤业有限公司委托山西省煤炭地质物探测绘院于2013年9月在本矿15103、15104工作面对应地面进行了瞬变电磁法勘探。
并提交了《山西平定汇能煤业有限公司15103、15104工作面地面瞬变电磁法勘探报告》
探测15103、15104工作面上组煤采空区及采空相对积水区范围。
完成瞬变电磁测线19条,坐标点514个,试验点23个,检查点19个,共计物理点556个。
(二)钻探工程
1、井田中北部钻探工程
2009年9月至2009年12月,山西地宝能源有限公司在本井田进行了补充勘探,并提交了《山西平定汇能煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》,该报告于2010年6月经山西省煤炭工业厅以晋煤规发[2010]481号文批准通过。
其补充勘查重点对井田中北部进行钻探工作,完成全井田及周边野外地质填图22km2;
完成全井田地表钻探工程测量点10个;
完成全井田本次设计布置的10个钻孔的钻探与测井施工,钻孔编号依次为:
H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10,钻探总工程量3181.19m,物探测井实测米数3083m,其中H5号钻孔为水文孔。
H5号孔钻探工程量487.76m,物探测井米数482.00m,测斜点75个;
完成10个钻孔的简易水文观测,H5号孔抽水试验2次,水位观测3次;
10个钻孔中共采取煤芯煤样23个,夹石样4个,煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性测试样6个,煤岩特征鉴定样1个,瓦斯样10个,顶底板岩石力学性质测试样1组。
(附表1:
H5水文钻孔抽水试验成果表)
2、井田中西部钻探工程
2013年4月至2013年10月,山西省煤炭地质物探测绘院在本井田进行了补充勘探,并提交了《山西平定汇能煤业有限公司生产地质报告》。
其补充勘查重点对井田西部、南部三、四采区进行钻探工作,勘探共布置7条勘探线,完成钻孔21个,钻孔编号依次为:
H11、H12、H13、H14、H15、H16、H17、H18、H19、H20、H21、H22、H23、H24、H25、H26、H27、H28、H29、H30、H31,钻探总工程量7961.57m,物探测井实测米数7861.06m。
其中煤田地质钻孔19个,水文孔H16和H29两个。
(三)以往历次地质钻探工程
以往历次地质勘探工作,在汇能井田及周边施工钻孔47个,现有26个可利用或可供参考。
钻孔编号分别为:
B-13、B-15、22、23、701、708、709、713、714、715、718、719、720、723、724、M2、M6、M8、M12、M91、1204、1206、1207、1208、908、968。
(附图4:
井田地质钻孔与水文钻孔分布图)
(附表2:
井田地质钻孔与水文钻孔综合成果表)
(四)矿井建设生产期间防治水工作积累
1、矿井涌水量观测成果
2011年至2015年本矿井涌水量观测成果显示,五年内最大涌水量为3.9m3/h,最小涌水量为0.43m3/h,年度平均涌水量分别是1.975m3/h、2.016m3/h、2.256m3/h、2.408m3/h、1.643m3/h,五年平均涌水量为2.06m3/h。
(附图5:
矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图)
(附表3:
山西平定汇能煤业有限公司矿井涌水量观测成果表)
2、矿井排水量汇总
2013至2015年本矿井排水量汇总显示,年排水量分别为19712.39m3、21281.48m3、14397.64m3,三年排水总量为55391.51m3,三年平均年排水量为18463.84m3。
每年月平均排水量分别是1642.7m3、1773.46m3、1199.8m3,三年平均月排水量为1538.65m3。
(附表4:
山西平定汇能煤业有限公司矿井排水量汇总表)
三、矿井与周边采空区积水情况及其影响
(一)矿井内采空区积水
1、整合前采空区情况
山西平定汇能煤业有限公司由原山西汇能煤业有限公司、山西新城煤业有限公司整合而成。
原山西汇能煤业有限公司分一坑、二坑,采用仓房式采煤方法,开采15号煤层,一坑于2007年11月关闭,二坑于2009年4月关闭。
山西新城煤业有限公司,开采15号煤层,采用仓房式采煤方法,于2010年6月关闭。
经调查原一坑、二坑、原山西省新城煤业开采过程中形成的15号煤层采空区积水面积约755429m2,积水量约268674m3,形成的6号煤层采空区积水面积约360858m2,积水量约52238m3。
2013年11月5日,山西省煤炭地质物探测绘院编制了《山西平定汇能煤业有限公司15103、15104工作面地面瞬变电磁法勘探报告》。
通过本次瞬变电磁勘探工作,结合已知地质、水文资料,对本次瞬变电磁勘探资料进行了综合处理、分析、解释,获得的主要地质成果如下:
推断解释了6号煤层采空区2处,2处采空区总面积约3.425万m2,2处采空相对积水区总面积约1.769万m2。
2处采空相对积水区估算积水总量约3858m3。
2、现开采形成采空区情况
山西平定汇能煤业有限公司于2013年7月正式投产,经过3年多的开采,共形成三个采空区,分别为15101工作面采空区、15202工作面采空区、15104工作面采空区;
现采工作面为15205工作面,15205工作面可采长度1050米,现已开采660米,剩余可采长度390米;
备用工作面15103工作面已安装完毕,未进行回采。
经调查现开采形成采空区面积为403610.2m2。
采空区内无积水。
具体采空区情况如下:
(1)15101工作面位于井田一采区西部,为矿井首采工作面,开采时间于2011年8月至2013年9月,采空区面积135726m2,采空区内无积水。
(2)15202工作面位于二采区东部,开采时间于2013年3月至2014年10月,采空区面积164737.8m2,采空区内无积水。
(3)15104工作面位于一采区东部,井田东北部,开采时间于于2014年11月至2015年10月,采空区面积103147.2m2。
(附图6:
山西平定汇能煤业有限公司15#煤层矿井充水性图1:
5000)
(附图7:
山西新城煤业有限公司15#煤层采掘工程平面图1:
2000)
(附图8:
平定县张庄镇新城煤矿二号井5#煤层巷道布置图1:
(附表5:
山西平定汇能煤业有限公司矿井采空区积水量统计表)
(二)矿井周边采空区与采空区积水
1、山西平定古州同意煤业有限公司(已停产)
位于井田北部,开采15号煤层,上部煤层均未开采,在保安煤柱内均未发生越界开采现象,相邻本矿附近有两处15号煤层采空区积水(Ⅲ号与Ⅳ号),面积约33682m2,积水量约5.2万m3。
该矿现为停产状态。
(附图9:
山西平定古州同意煤业有限公司15#煤层采掘工程平面图1:
2、山西平定古州中盛煤业有限公司(已停产)
位于井田东北部,开采15号煤层,15号煤采空区积水面积约171527m2,积水量约141977m3;
相邻本矿有两处15号煤采空区积水,分别为东北部、东部,两处积水面积约10615m2,积水量约768m3。
该矿6号煤层相对本矿有越界开采现象,本矿15104工作面上覆存在该矿6号煤层积水区面积约17690m2,积水量约3858m3。
(附图10:
山西平定古州中盛煤业有限公司15#煤层采掘工程平面图1:
3、山西平定古州伟峰煤业有限公司
位于井田东部,正在开采15号煤层,相邻本矿附近的15号煤层采空区积水面积约100447m2,积水量约126460m3;
6号煤层已经基本采空,采空区积水面积约274852m2,积水量约87008m3。
现采掘区域与中盛煤业和本矿原一号井(已关闭)15号煤层采空区相邻。
(附图11:
山西平定古州伟峰煤业有限公司15#煤层充水性图1:
4、阳煤集团平定东升兴裕煤业有限公司
位于井田西北部,现采15号煤层,目前正在回采15101工作面。
相邻本矿附近的15号煤层采空区积水面积约8943m2,积水量约1429m3。
(附图12:
阳煤集团平定东升兴裕煤业有限公司15#煤层采掘工程平面图1:
5、山西平定古州陈家庄煤业有限公司(已停产)
位于井田东部,为资源整合兼并重组矿井,上部煤层均未开采,开采15号煤层。
矿井全部采空区积水面积407792m2,积水量875038m3,与本矿原一号井(已关闭)15号煤层采空区相邻。
(附图13:
山西平定古州陈家庄煤业有限公司15#煤层充水性图1:
(附图14:
平定县锁簧镇梨林头村煤矿15#煤层采掘工程平面图1:
6、原平定县新村煤矿(已关闭)
位于井田东部,为村办煤矿,于2006年关闭,曾开采15号煤层,生产能力6万t/a,上部煤层均未开采。
经调查,该矿南部采空区积水面积约164473m2,积水量约10641m3,采空区与本井田有部分陷落柱相隔,同时还留有保安煤柱。
(附图15:
平定县张庄镇新村煤矿15#煤层采掘工程平面图1:
7、原平定县张庄镇宁艾村煤矿(已关闭)
位于井田东南部,为村办煤矿,于2006年关闭,批采15号煤层,曾开采15号
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