三采4#皮帶巷延伸面掘進(jìn)地質(zhì)說明書

　　一、工作面概況

　　1、地形地貌

　　本區(qū)域?qū)冱S河中游黃土高原地帶，受三川河河谷的控制，大溝谷谷底一般寬十幾米，最寬100m左右。三采4#皮帶巷延伸段地面標(biāo)高為943—1076米，相對高差不大。

　　地貌類型屬梁狀黃土丘陵，地形復(fù)雜，地面切割劇烈，溝谷縱橫，新生界黃土廣為覆蓋，黃土丘陵延綿起伏，常見有黃土陡崖、黃土峭壁，地面內(nèi)溝谷縱橫，黃土殘存于山坡及山頂，植被較少。沖溝多呈“V”字型，溝谷兩側(cè)及谷底基巖零星裸露。

　　2、工作面地表及井下位置

　　三采4#皮帶巷延伸段位于三采區(qū)南部，底板標(biāo)高為447—531米，地面標(biāo)高為943—1076米，相對高差不大。西部為中嵋芝村，東南部為曹家崖底村。井下位置及四鄰采掘情況：工作面上部為三采3#皮帶巷、3#軌道巷、3#回風(fēng)巷，該工作面沿山西組4#煤層掘進(jìn)。

　　二、水文地質(zhì)條件

　　1、地面水文地質(zhì)情況

　　三采4#皮帶巷延伸面位于三采區(qū)南部，底板標(biāo)高為447—531米，地面標(biāo)高為943—1076米，相對高差不大，西部為中嵋芝村，東南部為曹家崖底村;地形切割強(qiáng)烈，沖溝密集而窄，河床有基巖出露，植被少，水土流失嚴(yán)重，地表分布有季節(jié)性河流。根據(jù)采掘區(qū)域的地表調(diào)查，沒有明顯發(fā)現(xiàn)地表積水及滲露點(diǎn)，不會對掘進(jìn)工作造成影響。

　　2、井下水文地質(zhì)情況

　　對三采4#皮帶巷延伸的水文地質(zhì)資料進(jìn)行分析，在三采4#皮帶巷延伸掘進(jìn)時(shí)主要受到的水患威脅有(1)、頂板砂巖裂隙水(2)、構(gòu)造導(dǎo)水(3)、底板承壓巖溶裂隙水。

　　(1)、頂板砂巖裂隙水：4#煤層頂板砂質(zhì)泥巖含水層,主要為二疊系砂巖(K4-K8)裂隙含水層富水性較弱，對掘進(jìn)基本無影響，主要表現(xiàn)為微量的頂板淋頭水。

　　(2)、構(gòu)造導(dǎo)水：在掘進(jìn)過程中，有可能揭露斷層及其它導(dǎo)水構(gòu)造，掘進(jìn)過程中一定要提前做超前探測，消除水害隱患。

　　(3)、承壓巖溶裂隙水：主要為太原組灰?guī)r水和奧陶系灰?guī)r水。

　　1)、石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層

　　太原組灰?guī)r含水層是該區(qū)域的間接含水層，該區(qū)內(nèi)水位標(biāo)高約為820米，主要含水層為L1～L5薄層石灰?guī)r，單層厚度2～10m，累計(jì)平均厚度21.8m，占整個(gè)太原組厚度的27%左右，屬于灰?guī)r聚集區(qū)。

　　在從抽水試驗(yàn)的結(jié)果：出水量一般較小，富水性弱—極弱，水位標(biāo)高+783.61～+830.532m,抽水水位降深36.41～225.61m，抽水量0.058～0.361L/S,單位涌水量0.000066～0.0017L/S·M,滲透系數(shù)0.0028～0.0278m/d。水質(zhì)類型以HCO3·SO4—Na·Ca型為主，礦化度大于1g/L。從太灰含水層的各項(xiàng)水文地質(zhì)參數(shù)及鉆進(jìn)過程中漿液消耗量、巖芯空隙率等可以看出，太原組灰?guī)r含水層富水性差，徑流不通暢地下水交替及循環(huán)條件緩滯。

　　根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》，太灰水突水系數(shù)在底板受構(gòu)造破壞塊段一般不大于0.06Mpa/m，正常塊段不大于0.1Mpa/m。即：

　　Tmin=P/M=3.17/27=0.117MPa/m;

　　Tmax=P/M=3.97/27=0.147MPa/m;

　　式中:T—突水系數(shù);

　　P—煤層承受的水壓，最小取3.17MPa、最大取3.97MPa(該區(qū)太灰水位820m，工作面底板標(biāo)高450-530m);

　　M—底板隔水厚度，取27米。(注：以上數(shù)據(jù)參照HX12號鉆孔資料)

　　綜上所述：0.117MPa/m≤T≤0.147MPa/m

　　經(jīng)過計(jì)算得出，該區(qū)域太灰水的突水系數(shù)T值均大于《煤礦防治水規(guī)定》中的臨界值0.1MPa/m，所以，開采4#煤層時(shí)，可能會發(fā)生底板突水現(xiàn)象。故本工作面在掘進(jìn)前和掘進(jìn)過程中一定要進(jìn)行太灰水疏放工作。

　　2)奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層

　?、賷W陶系中統(tǒng)峰峰組含水層

　　奧灰峰峰組頂板埋深一般在350～750m左右，該組地層厚度138m左右，含水層主要為二段(O2f2)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r為主，其次為一段(O2f1)石膏巖中所夾薄層灰?guī)r，厚度一般為20～30m，局部可達(dá)40～50m。

　　奧灰峰峰組富水性差，且分布不均勻。從北部、東北部向南隨著巖層埋藏深度的增加，富水性變差。水位標(biāo)高為+795.39～809.49m，單位涌水量為0.000223～0.016L/S·M,參透系數(shù)為0.00048～0.017m/d,由這些參數(shù)可以看出，峰峰組整體富水性差，且分布不均勻，根據(jù)其巖性及溶隙發(fā)育程度、鉆孔涌水量、單位涌水量分析，可以將峰峰組視為隔水層。

　　②奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組含水層

　　上馬家溝組總厚253m左右，含水層厚度大、分布廣，巖溶發(fā)育，為區(qū)域最主要的含水層。在裸露區(qū)和淺埋區(qū)，富水性強(qiáng)，單位涌水量為2.7～29.31L/s·m;中深埋區(qū)含水層巖溶仍然較發(fā)育，富水性較強(qiáng)，單位涌水量為0.11～0.561L/s·m;在深埋區(qū)的局部地段，巖溶依然較發(fā)育，一些地段則不發(fā)育，表現(xiàn)了巖溶發(fā)育程度和富水性的不均一性，水質(zhì)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg。

　　通過物探方法探測奧灰富水性分布，可以看出，巖溶發(fā)育區(qū)多呈條帶狀和塊狀分布，整體看巖溶發(fā)育區(qū)連通性較好，且?guī)r溶發(fā)育區(qū)面積比較大，說明測區(qū)內(nèi)奧灰(上馬家溝組)巖溶發(fā)育較強(qiáng)，富水性較好。但依然存在富水性不均勻。

　　奧陶系灰?guī)r含水層是重要的含水層，該區(qū)內(nèi)奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙水水位標(biāo)高806米左右，4#煤層底板標(biāo)高447—531米，所承受的水壓為4.12—4.92Pa。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》計(jì)算突水系數(shù)：

　　Tmin=P/M=4.12/136=0.03MPa/m;

　　Tmax=P/M=4.92/136=0.036MPa/m;

　　式中:T—突水系數(shù);

　　P—煤層承受的水壓，最小取4.12MPa、最大取4.92MPa;(該區(qū)奧灰水位806m，工作面底板標(biāo)高447-531m)

　　M—底板隔水層厚度，取136米。(注：以上數(shù)據(jù)參照H12號鉆孔資料)

　　綜上所述：0.03MPa/m≤T≤0.036MPa/m;

　　據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，該區(qū)域奧灰水的突水系數(shù)T值小于《煤礦防治水規(guī)定》中的臨界值0.1MPa/m，因此在正常塊段掘進(jìn)時(shí)不會受到奧灰水突出的威脅，但在斷層、陷落柱等地層薄弱地帶，也可能會造成突水事故的發(fā)生，因此在掘進(jìn)過程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行“有掘必探”的原則。

　　三、開采技術(shù)條件

　　1、煤層情況

　　本工作面在山西組4#煤層中掘進(jìn)，地質(zhì)構(gòu)造基本呈一走向NW-SE的單斜構(gòu)造,傾向SW，傾角-3°—— -6°，平均傾角-5°。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。根據(jù)鉆探資料分析，本工作面開口——140米附近為4#上、4#煤層合并區(qū)，煤厚1.75——2.45米;分叉區(qū)4#上煤厚0.3——0.68米，4#煤厚1.4——1.85米，層間距3——6米。

　　4#上煤層特征表

　　4#煤層特征表

　　2、煤層頂?shù)装?/p>

　　4#煤層頂?shù)装?/p>

　　4#上煤層頂?shù)装?/p>

　　3、煤層結(jié)構(gòu)

　　本掘進(jìn)面開掘山西組4#煤層,煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,煤層厚度約3.1米，煤層結(jié)構(gòu)0.65(0.34)2.11。在掘進(jìn)至距開口142米附近可能會出現(xiàn)煤層分叉。暗煤與亮煤互層，屬半暗型—半亮煤。煤層可采指數(shù)為1，穩(wěn)定。

　　4、巖漿侵入、河流沖刷對煤層的影響

　　根據(jù)現(xiàn)有資料表明，無巖漿侵入煤層及河流沖刷煤層，故不會對該巷道造成影響。

　　5、煤質(zhì)情況

　　6、瓦斯

　　本礦井屬高瓦斯礦井，該工作面預(yù)計(jì)瓦斯絕對涌出6.4m3/min。

　　7、煤塵、煤層自燃及地溫

　　煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。煤層不易自燃，自燃等級為III級。屬地溫、地壓正常區(qū)。

　　四.防治水措施

　　(1)嚴(yán)格執(zhí)行探放水三項(xiàng)制度：掘進(jìn)工作面執(zhí)行允許(停止)掘進(jìn)通知單制度;采掘開工作面執(zhí)行水情水害監(jiān)測匯報(bào)制度;探放水作業(yè)實(shí)行圖牌板制度。

　　(2)堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報(bào)，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原則，對可疑地段進(jìn)行探放水。

　　(3)發(fā)現(xiàn)透水情況必須停止作業(yè)，撤出工作人員，到達(dá)安全地點(diǎn)后，向調(diào)度室報(bào)告，由調(diào)度室通知相關(guān)人員采取措施處理。

　　(4)經(jīng)常清挖臨時(shí)水倉，保證水倉有足夠的容量。

　　(5)配備足夠的排水設(shè)施，并確保能正常使用。水泵功率37KW，排水管路不得小于3吋，要求水泵排水能力不得小于50m3/h。

　　(6)工作面期間涌水量預(yù)計(jì)：最大涌水量為5m3/min,正常涌水量為1m3/min。

　　五、存在問題及建議

　　1.建議掘進(jìn)過程中堅(jiān)持“有掘必探”的防治水原則并配備好排水設(shè)備，要求排水能力不得小于50m³/h，保證安全生產(chǎn)。

　　2.掘進(jìn)過程中可能會出現(xiàn)隱伏地質(zhì)構(gòu)造，一旦發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)通知有關(guān)部門采取相應(yīng)措施，確保安全生產(chǎn)。

　　3.三采4#皮帶巷延伸面在井田內(nèi)埋藏較深，是瓦斯含量高的工作面，給正常掘進(jìn)帶來瓦斯隱患，建議對掘進(jìn)工作面加強(qiáng)通風(fēng)和瓦斯管理。

　　4.三采4#皮帶巷延伸段在掘進(jìn)至距開口140米附近煤層可能會出現(xiàn)分叉現(xiàn)象。由于上分層煤層厚度約0.5m左右，下分層煤層厚度約1.5m左右，故巷道掘進(jìn)層位應(yīng)沿下分層進(jìn)行掘進(jìn)，注意加強(qiáng)頂板支護(hù)，確保安全施工。

　　5.由于三采4#皮帶巷延伸段屬于帶壓開采，掘進(jìn)前和掘進(jìn)過程中一定要進(jìn)行太灰水疏放工作，時(shí)刻監(jiān)測G1號太灰水觀測孔的壓力值，一旦壓力達(dá)到1.6MPa以上，立即停止掘進(jìn)，進(jìn)行疏放工作，待壓力達(dá)到1.6MPa以下時(shí)，方可正常掘進(jìn)。