三采4#皮帶巷延伸面掘進地質說明書

　　三采4#皮帶巷延伸面掘進地質說明書

　　一、工作面概況

　　1、地形地貌

　　本區域屬黃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南部，底板標高為447—531米，地面標高為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#回風巷，該工作面沿山西組4#煤層掘進。

　　二、水文地質條件

　　1、地面水文地質情況

　　三采4#皮帶巷延伸面位于三采區南部，底板標高為447—531米，地面標高為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;地形切割強烈，沖溝密集而窄，河床有基巖出露，植被少，水土流失嚴重，地表分布有季節性河流。根據采掘區域的地表調查，沒有明顯發現地表積水及滲露點，不會對掘進工作造成影響。

　　2、井下水文地質情況

　　對三采4#皮帶巷延伸的水文地質資料進行分析，在三采4#皮帶巷延伸掘進時主要受到的水患威脅有(1)、頂板砂巖裂隙水(2)、構造導水(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，對掘進基本無影響，主要表現為微量的頂板淋頭水。

　　(2)、構造導水：在掘進過程中，有可能揭露斷層及其它導水構造，掘進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：主要為太原組灰巖水和奧陶系灰巖水。

　　1)、石炭系上統太原組灰巖巖溶裂隙承壓含水層

　　太原組灰巖含水層是該區域的間接含水層，該區內水位標高約為820米，主要含水層為L1～L5薄層石灰巖，單層厚度2～10m，累計平均厚度21.8m，占整個太原組厚度的27%左右，屬于灰巖聚集區。

　　在從抽水試驗的結果：出水量一般較小，富水性弱—極弱，水位標高+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0.0028～0.0278m/d。水質類型以HCO3·SO4—Na·Ca型為主，礦化度大于1g/L。從太灰含水層的各項水文地質參數及鉆進過程中漿液消耗量、巖芯空隙率等可以看出，太原組灰巖含水層富水性差，徑流不通暢地下水交替及循環條件緩滯。

　　根據《煤礦防治水規定》，太灰水突水系數在底板受構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;

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

　　M—底板隔水厚度，取27米。(注：以上數據參照HX12號鉆孔資料)

　　綜上所述：0.117MPa/m≤T≤0.147MPa/m

　　經過計算得出，該區域太灰水的突水系數T值均大于《煤礦防治水規定》中的臨界值0.1MPa/m，所以，開采4#煤層時，可能會發生底板突水現象。故本工作面在掘進前和掘進過程中一定要進行太灰水疏放工作。

　　2)奧陶系中統灰巖巖溶裂隙承壓含水層

　　①奧陶系中統峰峰組含水層

　　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)灰巖、角礫狀灰巖為主，其次為一段(O2f1)石膏巖中所夾薄層灰巖，厚度一般為20～30m，局部可達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。水位標高為+795.39～809.49m，單位涌水量為0.000223～0.016L/S·M,參透系數為0.00048～0.017m/d,由這些參數可以看出，峰峰組整體富水性差，且分布不均勻，根據其巖性及溶隙發育程度、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，巖溶發育，為區域最主要的含水層。在裸露區和淺埋區，富水性強，單位涌水量為2.7～29.31L/s·m;中深埋區含水層巖溶仍然較發育，富水性較強，單位涌水量為0.11～0.561L/s·m;在深埋區的局部地段，巖溶依然較發育，一些地段則不發育，表現了巖溶發育程度和富水性的不均一性，水質類型為HCO3·SO4-Ca·Mg。

　　通過物探方法探測奧灰富水性分布，可以看出，巖溶發育區多呈條帶狀和塊狀分布，整體看巖溶發育區連通性較好，且巖溶發育區面積比較大，說明測區內奧灰(上馬家溝組)巖溶發育較強，富水性較好。但依然存在富水性不均勻。

　　奧陶系灰巖含水層是重要的含水層，該區內奧陶系灰巖巖溶裂隙水水位標高806米左右，4#煤層底板標高447—531米，所承受的水壓為4.12—4.92Pa。根據《煤礦防治水規定》計算突水系數：

　　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;

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

　　M—底板隔水層厚度，取136米。(注：以上數據參照H12號鉆孔資料)

　　綜上所述：0.03MPa/m≤T≤0.036MPa/m;

　　據以上計算結果，該區域奧灰水的突水系數T值小于《煤礦防治水規定》中的臨界值0.1MPa/m，因此在正常塊段掘進時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生，因此在掘進過程中，必須嚴格執行“有掘必探”的原則。

　　三、開采技術條件

　　1、煤層情況

　　本工作面在山西組4#煤層中掘進，地質構造基本呈一走向NW-SE的單斜構造,傾向SW，傾角-3°—— -6°，平均傾角-5°。煤層結構復雜。根據鉆探資料分析，本工作面開口——140米附近為4#上、4#煤層合并區，煤厚1.75——2.45米;分叉區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、煤層頂底板

　　4#煤層頂底板

　　4#上煤層頂底板

　　3、煤層結構

　　本掘進面開掘山西組4#煤層,煤層結構復雜,煤層厚度約3.1米，煤層結構0.65(0.34)2.11。在掘進至距開口142米附近可能會出現煤層分叉。暗煤與亮煤互層，屬半暗型—半亮煤。煤層可采指數為1，穩定。

　　4、巖漿侵入、河流沖刷對煤層的影響

　　根據現有資料表明，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、煤質情況

　　6、瓦斯

　　本礦井屬高瓦斯礦井，該工作面預計瓦斯絕對涌出6.4m3/min。

　　7、煤塵、煤層自燃及地溫

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

　　四.防治水措施

　　(1)嚴格執行探放水三項制度：掘進工作面執行允許(停止)掘進通知單制度;采掘開工作面執行水情水害監測匯報制度;探放水作業實行圖牌板制度。

　　(2)堅持“預測預報，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原則，對可疑地段進行探放水。

　　(3)發現透水情況必須停止作業，撤出工作人員，到達安全地點后，向調度室報告，由調度室通知相關人員采取措施處理。

　　(4)經常清挖臨時水倉，保證水倉有足夠的容量。

　　(5)配備足夠的排水設施，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計：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.建議掘進過程中堅持“有掘必探”的防治水原則并配備好排水設備，要求排水能力不得小于50m³/h，保證安全生產。

　　2.掘進過程中可能會出現隱伏地質構造，一旦發現異常，及時通知有關部門采取相應措施，確保安全生產。

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

　　4.三采4#皮帶巷延伸段在掘進至距開口140米附近煤層可能會出現分叉現象。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，故巷道掘進層位應沿下分層進行掘進，注意加強頂板支護，確保安全施工。

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