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1、毕 业 论 文题 目：东井煤矿矿井充水因素分析学 生 姓 名 系 部 班 级 指 导 教 师 2011 年 11 月 5 日目 录 第一章 绪 论.2 第二章 矿 井 概 况.4 第三章 地 层.6 第一节 地层的划分.6 第二节 含煤地层.8 第四章 鹤济东井煤矿构造特征.10第五章 其它影响矿井开采的因素.10 第一节 瓦斯、煤尘和煤的自燃.10 第二节 地温和地压.12 第三节 岩浆活动.13第六章 鹤济东井煤矿水文地质情况.13 第一节 主要含水层.13 第二节 主要隔水层.15 第七章 矿井充水因素分析及矿井防治水措措施.17 第一节 矿井充水对本矿井开采的影响.17 第二节 矿井充
2、水因素分析.18 第三节 矿井防治水措施.22第八章 结 论.24 第一章 绪 论 我国是一个煤炭资源丰富的国家，在我国煤炭资源储量中，有很大一部分受水害威胁。在已建成和正在开采的矿井中，多数矿井受周边小窑及老空水威胁，水害十分严重。煤矿水害给国家和人民生命财产造成的损失是巨大的。所以水害的威胁就成了煤矿生产的重大灾害之一，我们必须提高警惕，做好煤矿防治水工作。煤矿开采多处于地下作业，在井巷开拓和回采过程中，不可避免的要接近、揭露或波及破坏某些含水层。在开拓和回采作业场所所处的地质构造部位，含水层的富水性、可能的补给水量，以及工程对含水层的揭露、贯穿或波及破坏程度。因此，煤矿生产建设的整个过程
3、，都存在着与地下水的斗争，矿井的生存与发展，都与这一斗争息息相关。水害是煤矿的五大灾害之一，防治水寒是煤矿安全生产工作的重中之重。矿井投产至今，从已采的东部、南部煤田揭露的水文地质情况分析，矿井涌水量较大，矿井开采过程中出现过规模较小的透水事故（与矿区东部相邻的马庄矿因2009年一次重大透水事故而关闭）。此次对矿井充水条件及其防治措施的研究加强了我对矿井工作新的认识。同时也提高了我对矿井水害方面的认识。 矿井开采受水害影响情况分析 本文首先简要介绍了东井矿的矿井地质构造，地层，水文地质情况及受水害情况，在此基础上研究本地区矿井充水因素及防治水措施。本地区处于太行山南麓，克井盆地中部，地貌为山前
4、冲，地表大部分为第四系冲、洪积物覆盖，地势北高南低，地形相对开拓，地表水易排泄，但在雨季本地区降水较多，对井下涌水量有很大影响，矿区常年积水为引沁济蟒渠，在矿区北部自东向西流过，灌溉季节对矿井的涌水量有很大影响。影响二1煤层开采的二1煤层顶板碎屑岩裂隙含水层、太原组上段岩溶裂隙含水层。正常情况下，奥灰水对开采二1煤层影响不大，但在漭河附近的采掘活动对其影响较大，此外矿井内的采空区积水为矿井重要的冲水水源。关键词：充水因素，防治水措施，涌水量。 第二章 矿 井 概 况 一、生产建设情况鹤济东井煤业为整合技改矿井。整合重组前的济源市克井镇东井煤业有限公司，成立于2005年5月，由原济源市大社东井煤
5、矿、大社二矿、盘古矿三个矿井整合而成，企业性质为有限公司，2006年7月批复进行技改。井田走向长1280米，倾斜长（平均）692米，由15个拐点连线圈定，开采标高-130米+190米，井田面积0.8864km2 。主采二1煤层，煤层厚度3.837.86米，平均5.23米，煤层倾角18左右，可采储量126.07吨，设计能力15万吨/年，可服务年限6.5年。开拓方式为三立井单水平上下山开拓。即主井为进风井和主提升井，直径4.5米，副立井为进风井和担负人员升降及材料运输，直径3.6米，风井为矿井的专用回风井，直径2.2米，通风方式为中央边界式。矿井属低瓦斯矿井，煤层不易自燃，煤尘无爆炸危险性。矿井水
6、文地质条件为简单型，区内无断层，矿井主要充水因素为第四系、二叠系、石炭系及奥陶系地下水和大气降水，威胁矿井安全的主要水源为南部采区及老窑积水和风化带水，以及引沁济漭渠的渗水。矿井正常涌水量180m3/h，最大涌水量为350m3/h。二、矿井技改项目批复情况（一）基建技改项目名称：鹤济东井煤业有限公司（原：克井镇东井煤业有限公司）（二）设计单位：义马广宇工程设计咨询有限责任公司（三）批复机关、批文、文号：济资源整合20052号文对克井镇东井煤业有限公司进行了批复。矿井技术改造初步设计由义马广宇工程设计咨询有限公司设计，经济源市安监局评审，于2006年7月4日济安监200684号文批复。矿井技术改
7、造初步设计安全专篇说明书，由义马广宇工程设计有限公司编制，经豫西分局审查，于2006年7月19日豫西煤安监200638号文批复。矿井施工组织设计由河南华康盈利工程技术咨询有限公司设计，经济源安监局批准。技术改造开工申请经济源安监局审查，于2006年7月20日济安监200698号文批复。2007年11月根据矿井实际情况，对原设计的运输巷、首采区位置、设备选型（风机、水泵、井下变压器、副井绞车）进行了修改。修改初步设计和安全专篇说明书均由原设计单位进行。修改后的初步设计经济源市煤炭管理局评审，于2007年11月28日济煤管200765号文批复。修改后的安全专篇说明书经豫西分局审查，于2008年5月
8、4日豫西煤安监200852号文批复。出于政策原因，由于矿井名称的变更，于2011年5月委托河南祥泰安全评价有限公司对设计进行优化修改，现设计修改。2011年8月份通过复工验收，现在处于停工停产阶段，只进行通风排水工作。矿井井筒坐标见表主、副、风井井口坐标名称三度带坐标XYZ主（立）井389611738374280+270副（立）井389608838374296+270风井389608538374978+236.50（四）矿井排水系统矿井新的水仓、泵房没有施工结束，排水采用临时系统。二台MD280437排水泵，一台使用，一台备用，检修泵为D155309。二趟八寸排水管，一趟使用，一趟备用。第三章
9、 地 层 第一节 地层的划分本区地表均为第四系覆盖，据区域钻孔及生产矿井揭露资料，该区主要地层由老至新有奥陶系中统上马家沟组、石炭系本溪组、石炭系太原组、二叠系下统山西组、下统石盒子组、上统石盒子组和第四系，现分述如下：一、奥陶系中统（01）（一）上马家沟组（O2S）下部为红黄色夹浅灰色角砾状灰岩，上部为灰岩夹花班状灰岩，岩坚硬性脆，夹薄层泥质白云岩和灰质白云岩，厚度约250米，与上覆石炭系本溪组呈平行不整合接触。二、中上石岩统（C2+3）（一）本溪组（C2b）该组下自奥陶系顶部的平行不整合界面、上至太原组顶部的L1灰岩，厚度2.516.08米，平均厚度15.0米左右。底部为浅灰色铝质泥岩夹紫
10、色铁质泥岩。下部为深灰色砂岩和泥岩，夹煤线，含植物化石。中部为中粗粒硅质胶结的石英砂岩。上部为深灰色铝质泥岩，具鲕状结构，局部夹煤线。与上覆太原组呈整合接触。（二）太原组（C3t）该组下自L1灰岩下部的石英砂岩、上至L8灰岩。总厚57.6068.0米。为一套海陆交互相沉积构造。主要由灰岩、砂岩及煤层煤线组成。一般含35层灰黑色石灰岩及燧石灰岩。与上覆山西组呈整合接触。三、二叠系下统（P1）（一）山西组（P1S）为一套河湖相碎屑沉积构造。由深灰色砂岩、砂质泥岩及泥岩组成，厚085米。该组为本区二1煤层的赋存层位，根据岩性组合，大致分为三段：下段：下部为灰色粉砂质泥岩，含少量云母碎片及硅质结核，上
11、部为炭质泥岩及二1煤层，二1煤层呈灰黑色，块状粉末状，厚4.808.14米，一般厚5米。该段厚度一般为20米左右。中段：为浅灰灰白色含云母中细粒砂岩及砂质泥岩，层面普遍含炭质，局部可见方解石细脉。该段厚025.47米。上段：以深灰色含云母砂质泥岩为主，夹泥岩及砂岩薄层，下部可见鲕状结构，上部裂隙发育，该段厚047.22米。其顶部常夹有12层灰深灰色的鲕状泥岩，是见二1煤层的间接标志层。（二）石盒子组（P1X）该组下自山西组顶部的鲕状灰岩、上至上石盒子组底部的含砾长石砂岩总厚209.17米。根据颜色及岩性组合可分为上、下两段，其中上段厚0116.17米，主要岩性为灰浅灰色粉砂岩及砂质泥岩组成，夹
12、有细粒砂岩及泥岩。该段底部一般含一层灰灰白色中粗粒长石石英砂岩。上段主要岩性为紫灰绿色砂岩及砂质泥岩组成，夹泥岩薄层，该段区内出露厚度093米。（三）上统石盒子组（P2S）下部为灰白色细粒砂岩，局部为含砾粗粒岩。中部为浅灰色泥岩，砂质泥岩互层，局部夹铝土质泥岩。上部为土黄色泥岩、灰色铝土质泥岩及灰绿色砂岩组成，泥岩中有紫色斑块。因剥蚀，厚度不全，该组厚0120米左右。四、第四系（Q）以黄土为主，次为黄色亚粘土，局部夹钙质结核，底部常夹砾石层。厚度1030米。与下覆地层呈角度不整合关系。 第二节 含 煤 地 层 一、煤层本矿区含煤地层为石炭系、二叠系下统山西组，平均地层厚约5.58米，含煤系数5
13、.8%。其中赋予山西组下部的二1煤层为本矿区可采煤层，可采煤层厚度3.83米-7.86米，平均厚度5.23米左右。二1煤层的标志层特征为：（一）下石盒子底部的一层灰白色中-粗粒石英砂岩作为山西组合下石盒子组的分界标志层。（二）距二1煤层顶板29.92米-70.37米，一般52.69米处的泥岩、砂质泥岩中常夹有一层灰、深灰色鲕状泥岩，较稳定，该层厚0.14-4.16米，一般厚度1.30米，为二1煤层辅助标志层。（三）二1煤层顶板为含云母砂岩，顶板与煤层间呈过度关系，常夹有0.81-1.03米的炭质泥岩，易认，全区分布稳定。（四）二1煤层，黑色，深黑色，亚金属光泽、玻璃光泽，与围岩界限清楚，标志明
14、显。（五）二1煤层底板为炭质泥岩与泥岩互层，含硅质结核，科作为二1煤层的直接标志层。二1煤层：位于山西组下部，距太原组顶部燧石灰岩层约20米左右，层位稳定，厚度约3.83-7.86米，平均5.23米。区内煤层厚度呈西部薄，东部厚。总体产状与地层产状基本一致。煤层特征表煤组煤层煤层厚度（m）煤层结构煤层间距顶底板岩性稳定性倾角视密度t/m3备注最小最大平均最小最大平均夹矸煤层夹面总厚度（m）顶板底板山西组二13.837.865.2310.5151300鲕状灰岩砂质泥岩、泥岩稳定10251.66全部可采二、煤质（一）煤岩成分、结构矿区二1煤层呈黑色、深黑色，呈亚金属光泽为块状、质硬，呈玻璃光泽的粉
15、末状，疏松。该矿二1原煤呈块状及粉末状相间出现，煤岩组分以镜煤、亮煤为主，暗煤次之，煤炭类型为半暗型半亮型煤。具条带状结构，层状构造。断口为贝壳状及不平坦状，局部裂隙面被白色钙质薄膜及褐红色铁质薄膜浸染，视密度1.66吨/米3 。根据本区地质勘探资料及矿井实际揭露情况和临近矿井开采实际，二1煤层厚度一般为0.88.14米，平均为5米左右，本矿区煤层厚3.837.86米，平均厚度5.23米。煤层结构简单，不含夹矸，属型较稳定型煤层。根据本矿对二1煤层采样，根据济源市煤质检验中心化验报告，二1煤层煤质特征简述如下：煤质分析结果表矿别煤层编号水分（%）灰水（%）挥发分（%）固定碳（%）全硫（%）发热
16、量（MJ/KG）东井煤矿二12.5611.434.5179.670.625.14盘古煤矿二12.5613.503.3078.40.625.14第 四 章 鹤济东井煤矿构造特征本矿区地处华北地台山西台隆与华北拗陷接壤地带。次级构造单元属克井单斜构造盆地之康村向斜东翼，地层呈单斜产出，走向北东70左右，倾向北西，倾角1025矿区范围内未发现断裂构造。本煤业公司的地质构造复杂程度类型属简单型。第五章 其它影响开采的因素第一节 瓦斯、煤尘和煤的自燃一、煤层瓦斯东井煤矿因矿井技改停产，没有最近两年的瓦斯等级鉴定资料，根据2006年4月15日河南省煤炭工业局关于对济源市地方国有煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复（
17、豫煤安2006190号），鉴定矿区内鹤济东井煤矿二1煤层的全矿井瓦斯绝对涌出量0.1m3/min，相对涌出量1.8m3/t；瓦斯鉴定等级均为低瓦斯，省局批复等级均为低瓦斯矿井。根据矿区内老井资料，本区在未曾发生过瓦斯爆炸事故。随着煤层开采深度的增加，不利于煤层瓦斯向外界的运移和逸散，有可能造成煤层瓦斯的局部富集，因此，建议在矿井未来的生产过程中应加强矿井通风和瓦斯监测工作，避免因煤层瓦斯浓度超限或局部富集而造成不应有的损失。二、煤尘的爆炸性根据河南省煤炭工业局关于对济源市地方国有煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复（豫煤安2006190号），鉴定矿区内二1煤层无煤尘爆炸危险性，详见表 煤尘爆炸性鉴定报告
18、表送样编号采样地点化验编号工业分析（%）爆炸性试验爆炸性水分Mad灰分Ad挥发分焦渣特征火焰长度（mm）抑制煤尘爆炸最低岩粉量（%）VdVdaf1总回平巷2005-421.0958.019.8323.25300无2回风上山2005-422.1932.074.406.47300无备注上述两个煤样均无煤尘爆炸性危险根据资料，在二1煤层的开采过程中，未发生过煤尘爆炸事故。为防患于未然，建议开采过程中加强通风防尘措施，降低井下煤尘浓度，保证井下生产安全。三、煤的自燃根据河南省煤炭工业局关于对济源市地方国有煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复（豫煤安2006190号），鉴定矿区内二1煤层自燃发火等级均为不易自燃，
19、详见表煤炭自燃倾向等级鉴定报告表试样编号煤层名称采样地点工业分析（%）着火温度（）T自燃倾分类MadAdVdafT氧T原T还2005-42二1煤层上山11采区1.0957.7223.2537838039012三类2005-42二1煤层上山11采区2.1932.076.4740541243227三类备注一类：容易自燃；二类：自燃；三类：不易自燃根据资料，区内二1煤层属中高变质的无烟煤贫煤，其还原程度高，燃点高，属不易自燃煤，各煤矿在开采过程中均未发生过煤的自燃现象。 第二节 地温和地压一、地温据区域资料，该矿区地温值20左右，属低温、低梯度变化区。另据矿方介绍，由于本矿二1煤层埋藏浅薄，地温一般
20、为1822，故本矿井无热害影响，属地温正常区。二、地压目前本矿没有开展对地压大小的测定工作，有关地压大小，目前只是停留在矿方对井巷支护物变形、损坏，顶板掉块、冒顶，围岩片帮及底板有无鼓胀情况的观察来说明地压的大小。根据调查，该矿井开采二1煤层时，一般地压不大，井巷围岩受挤压变形较小，但采掘中有轻微片帮、底板鼓胀现象。第三节 岩浆活动本区域范围内未发现有岩浆岩侵入。第6章 鹤济东井矿水文地质情况 第一节 主要含水层本矿区内主要分布的含水层及隔水层：一、岩溶裂隙含水层（一）奥陶系寒武系岩溶裂隙含水层奥陶系、寒武系碳酸盐岩在井田周围有大面积的分布，奥陶系与寒武系之间无明显的隔水层存在。由于在济源煤田
21、内该含水层研究的程度较低，仅对奥陶系地层进行过1次抽水，单位涌水量仅0.085 L/sm，水位标高169.83m，低于太原组岩溶裂隙水的水位(约225m)，与一般的规律不相符，据此分析，奥陶系寒武系岩溶裂隙水的水位在标高250m左右。一般情况下该含水层为二1煤层的间接充水含水层，上距二1煤底约70m，正常情况下对开采二1煤层影响影响不大。但在林场断层附近开采煤层时，对煤矿安全威胁。（二）太原组下段岩溶裂隙含水层含水层性为石灰岩，由L1L4石灰岩组成，其中L1较发育，石灰岩总厚度约10m。在原克井井田勘探中未对该含水层未进行单独抽水，而是与太原组上段混合抽水，一般情况下，其富水性与太原组上段岩溶
22、裂隙含水层的富水性相近，水位亦与太原组上段岩溶裂隙水相近而略高于太原组上段。一般情况下该含水层为二1煤层的间接充水含水层，上距二1煤底约45m，正常情况下对开采二1煤层影响影响不大。但遇构造裂隙带对开采煤层时，对煤矿在一定的影响。（三）太原组上段岩溶裂隙含水层含水层性为石灰岩，由L7L9石灰岩组成，其中L7较发育，石灰岩总厚度约10m。在原克井井田勘探中在标高100160m有6孔遇0.11.02m高的溶洞，说明太原组上段岩溶裂隙发育。 该含水层为二1煤层的底板直接充水含水层，上距二1煤层底板8m，天然条件下，太原组岩溶裂隙水不易进入二1煤层，在开采二1煤层条件下，由于对煤层底板的扰动破坏，太原
23、组上段岩溶裂隙水会进入矿井，因此太原组上段岩溶裂隙水对矿井影响较大。二、碎屑岩裂隙含水层（一）二1煤层顶板碎屑岩裂隙含水层含水层岩性为中粒砂岩，井田内及附近一般有13层，厚度5.855.51m，一般约30m，裂隙较发育，但多被方解石充填。该含水层在与第四系接触部位接受孔隙水补给，在矿井采空为裂隙水矿井。据抽水资料，单位涌水量0.0056 0.014L/sm，该含水层的富水性弱。中粒砂岩的渗透系数0.01110.0928m/d，水位标高165.98225.37m。山西组碎屑岩裂隙水的pH值7.807.90，溶解性固体0.2290.324g/L，水化学类型为HCO3CaMg水。该含水层为二1煤层的
24、顶板直接充水含水层，在开采条件下，其中的裂隙水会进入矿井，对开采二1煤层有一定的影响，由于其富水性弱，一般以淋水及小股状进入矿井，一般不会对矿井的安全构成威胁。（二）下石盒子组碎屑岩裂隙含水层含水层岩性为为中粒砂岩，井田内及附近一般有212层，厚度33.03108.96m，一般约3040m，裂隙较发育，但多被方解石充填。该含水层在与松散层部位接受孔隙水补给，裂隙水顺岩层倾向向深部径流于盘古寺断层与岩溶裂隙水汇合。据抽水资料，单位涌水量0.0206L/sm，该含水层的富水性弱。中粒砂岩的渗透系数0.02399m/d，水位标高243.05m。裂隙水的pH值为8.00，溶解性固体0.441g/L，水
25、化学类型为HCO3CaMg水。下石盒子组在该区无出露，因此下石盒子组含水层接受松散岩类孔隙水补给。该含水层为二1煤层的顶板间接充水含水层，在开采条件下，其中的裂隙水一般不会进入矿井，对开采二1煤层几乎无影响。（三）松散岩类孔隙含水层井田及周边松散层厚12.5894.15m(即第四系至古近系)，由黄土及砂砾石层及砾岩组成，其中的砂砾石层和砾岩为含水层，分布的连续性差，据钻孔揭露的砂砾石层厚度2.248.78m，单位涌水量为1.51L/sm，富水性强；新近系中的砾岩富水性相对较弱。松散岩类孔隙水接受大气降水的补给，其径流方向与地面倾向一致。该含水层为二1煤层顶板间接充水含水层，一般情况下对开采 二
26、1煤层无影响，但在二1煤层上基岩厚度较薄时，孔隙含水层成为 二1煤层顶板直接充水含水层，对开采二1煤层有一定影响，但由于该含水层连续性差，一般不会造成水害。 第二节 主要隔水层一、本溪组隔水层据河南省冶金煤炭厅勘探第三队1969年提交的河南省济源县克井勘探区地质勘探报告书，本溪组厚度2.516.08m，平均6.14m。由铝土质泥岩、泥岩和薄煤层组成。该隔水层在厚度正常情况下隔水性能良好，可阻止太原组下段和奥陶系寒武系岩溶裂隙水的水力联系，但在厚度小的地段或断层附近将失去隔水作用。二、太原组中段隔水层太原组中段砂泥岩段平均厚1530m，由岩性以泥岩、粉砂岩、砂岩为主、薄层组成。该隔水层在厚度正常
27、情况下隔水性能良好，可阻止太原组上、下段和岩溶裂隙水的水力联系，但在断层附近将失去隔水作用。三、二1煤层底板隔水层系指太原组石灰岩顶面至二1煤层之间的泥岩、砂质泥岩，据以往资料，泥岩、砂质泥岩厚10m，在自然条件下，可阻止太原组段岩溶裂隙水进入二1煤层，但在开采条件下，由于采矿引起的煤层底板扰动破坏，使该隔水层失去隔水作用。四、二1煤层顶板隔水层系指开采煤层引起的裂隙带之上的泥岩、砂质泥岩和细粒砂岩组成的隔水层，一般指下石盒子组中的泥岩、砂质泥岩和细粒砂岩组成的隔水层，厚度0.51.5m，层位稳定，有较好的隔水能力，可阻止下石盒子组中裂隙水进入矿井。（一）岩溶裂隙水的补、径、排条件天台山背斜以
28、东岩溶裂隙含水系统的补给区为碳酸盐岩分布区，主要为大气降水，其次为沁河、蟒河的河水的补给。大气降水不仅在碳酸盐岩裸露区补给岩溶裂隙水，而且在太行山山脊线至碳酸盐岩之间的古老地层的大气降水在地面形成径流也补给岩溶裂隙水，虽其补给量无人准确计算，但从太行山山脊线至碳酸盐岩裸露欧面积大的实际情况分析，其补给量相当大。（二）岩溶裂隙水的径流条件岩溶裂隙水在碳酸盐岩裸露区得到补给后，在盘古寺断层以北，岩溶裂隙水的大致径流方向由北西向南东，在盘古寺断层以南，岩溶裂隙水的大致径流方向由南西向北东，至盘古寺断层岩溶裂隙水由西向东。（三）岩溶裂隙水的排泄条件在自然条件下，岩溶裂隙水的排泄为径流，即岩溶裂隙水在天
29、台山背斜以东的碳酸盐岩裸露区得到补给后，在盘古寺断层汇集，由西向东径流至焦作煤田。在现状条件下，天台山背斜以东岩溶裂隙含水系统内矿井较多，岩溶裂隙水一部分由矿井排出，但大部分为径流排泄。第7章 矿井充水因素 分析及矿井防治水措施 第一节 矿井充水对本矿井的影响一、造成顶板淋水，巷道积水，老空区积水使工作面及其附近巷道空气潮湿，工作环境恶化，影响工作人员的身体健康。本矿上层煤层在先前采掘活动中已经被采动过，并且已经有一定的时间，采空区有大量的积水，在采掘过程中必须经过对这些老空积水的疏放才能采掘其下部煤层，稍有不慎就有积水涌入矿井巷道的危险，影响施工的进度；老空水大部分呈酸性，排放方式不正确就有
30、腐蚀机械设备的危险，使用寿命缩短，增加开采的成本；此外老空积水中含有很多有毒有害的气体，一旦排放不及时就会严重威胁工作面工作人员的身体健康，对企业和个人造成重大的损失。二、使排水费用增加，生产效率降低，开采成本提高。本矿井属技改小矿井，而涌水量较大，在开采过程中必须同时做好排水渠的修筑工作，同时在适当的位置安放排水泵以及铺设电缆，使排水费用增加，生产效率降低，使开采成本增加。三、突然发生大量涌水时，轻则造成生产环境恶劣或局部停产，重则直接危害及工人生命和造成国家财产损失。因本矿井涌水量较大，突然发生大量涌水时，使工作面环境急剧恶化，造成工作面的停产及人员伤亡，对企业的发展造成严重的损失。四、影
31、响煤炭资源的回收和煤炭质量。引沁济漭渠在矿区的北部经过，平时渠流量不是很大，一到农田灌溉季节，渠内水大量从我矿区北部流过，大量流水渗入井下，使矿井涌水量大大增多，严重影响矿井正常的生产、掘进；此外矿井还需在引沁济漭渠的两岸布置护渠煤柱（北岸120米，南岸100米，地质储量为126.5万吨），使矿井的资源量有很大一部分变成不可采，严重影响了矿井的煤炭资源量和矿井的持续发展。第二节 矿井充水因素分析一、地表水概况济源鹤济东井煤业有限公司井田及周围附近地处克井盆地东南侧，系冲、洪积扇地带，地势北高南低，区内地势较为平坦，最高海拔380m，最低海拔220m，相对高差160m，区内发育有南北向小型冲沟，
32、雨季地表降雨多顺冲沟流走.地表常年流水引沁济蟒渠，从井田北部自东向西流过，该渠建成于1972年，区内渠底最低标高276m，设计引水量23m3/s，据198090年观测资料，引沁济蟒渠平均流量5.19m3/s，1980年最大流量8.44m3/s，1984年最小流量4.03m3/s，平均引水276天，1990年最多330天，1984年最少211天，根据矿山疏排水资料，引沁济蟒渠放水期间，矿井排水量比正常排水量增加一倍以上，表明了引沁济蟒渠向老井矿坑充水，但矿方提供的开采工程平面图上有引沁济蟒渠保护煤柱，因此渠水对开采煤炭资源影响不大.流经济源鹤济东井煤业有限公司井田东部外约2.25km的沁河，发源
33、于山西省，流域面积13000km2，据五龙口水文站观测，最大流量2520m3/s，最小流量13.5m3/s，据勘探报告，在沁河河口村河水流量70 m3/s时的水位标高182m。因井田及附近标高比河道高且距河较远，沁河对该矿开采影响不大。二、充水因素分析（一）充水因素概况1、充水水源影响二1煤层开采的有二1煤层顶板碎屑岩裂隙含水层、太原组上段岩溶裂隙含水层。二1煤层顶板砂岩裂隙含水层，该含水层中的裂隙发育不良，其富水程度弱，0.00560.014L/sm，目前进入矿井的水量约42m3/h，对采掘活动影响不大。在正常情况下，奥陶系寒武系含水层对开采二1煤层影响不大，但在蟒河附近，对采掘活动影响较大
34、，因此在井田边界处应留足防水煤柱。本矿井内存在采空区积水，为矿井重要充水水源。2、充水通道充水通道主要有两种，渗入性通道和溃入通道。渗入性通道：水源以较小的流量进入矿井的通道，主要是指细小的裂隙，通过渗入性通道的水量一般较小，多以淋水、滴水方式进入矿井。渗入性通道在该矿井内主要为开采煤层后引起的顶板裂隙和底板扰动裂隙。溃入性通道：水源以较大的流量进入矿井的通道，主要是指宽大的裂隙，断层破碎带以及由高水压引起的煤层底板隆起所产生的裂隙等。通过溃入性通道的水量一般较大，多以股状方式进入矿井为主，持续时间决定于含水层的富水程度。二1煤层底板岩溶裂隙水主要是通过溃入性通道进入矿井的。如封闭不良钻孔、富
35、水断层附近。三、充水因素（一）地表水从矿区的地形地质情况分析，矿区四周皆为农田，有灌溉渠引沁济漭渠在矿区北部通过，遇旱季农田灌溉，呈间隙性流经矿区。这是造成我矿东南部采煤易受水害威胁的一个原因。特别是灌溉农田季节，水流量较大，加之河床在以前的采掘活动中被破坏，农田灌溉水渗入地下比较严重。此外，由于风化带同时又是地层露头，各含水层的水均在此部位富集，加之风化带地层节理裂隙发育，渗水性较好，因此，风化带水复杂，对矿井有一定的影响。（二）顶板砂岩水，当掘进头和回采工作面揭露顶板导水、裂隙带导水及导水断层时，顶板砂岩水对生产有影响。（三）老空老巷积水，采空区和废弃的巷道由顶板砂岩淋水和地表水汇集在低洼
36、处，对生产危害最大。现井田内无其他小矿，浅部的老窑分布区现为采空区。该井田内有采空区积水一处，积水面积为6520m2，积水量为4923m3，该积水对未来采掘活动影响大。该井田内出现少量过突水。（四）底板水，二1煤C3L8灰岩含水层由于受奥灰水和二灰水的补给，水量充沛，水头压力大，遇到导水断层和底板隔水层节理发育，岩层破碎时，会造成淹井和淹水平事故的发生。（五）断层水，井巷通过和揭露导水及含水断层时，使巷道冒顶造成突水事故。林场断层位于济源鹤济公司东井矿煤业有限公司北部边界外，仅在钻孔中揭露。为一南盘下降，北盘上升的正断层，走向近东西，倾向南西，倾角70，落差约60120m。其南盘的二1煤层与对
37、盘的太原组、本溪组或奥陶系接触。在自然条件下，该断层破碎带在垂向上的导水性可能不好，但由于南盘的二1煤层标高约-220m，其煤层底板承受其下有岩溶裂隙水的水压较大；如在开采条件下，由于开采被开采煤层的底板板受到扰动破坏，而断层破碎带为一软弱结构面，其力学强度比围岩低得多，在开采对煤层对底板破坏因素的诱导下，岩溶裂隙水可沿断层破碎带进入矿井，对矿井构成较大的威胁。因此在该断层处应留足防水煤柱，防止岩溶裂隙水进入矿井。（六）相邻矿井对本矿涌水量的影响相邻生产矿井主要有鹤济公司克二煤业有限公司、济源市克井镇马庄煤矿。其中，克二矿的东部与东井矿相邻，马庄煤矿位于东井矿的东部。以上煤矿主要开采煤层均为二
38、1煤。鹤济公司克二煤业有限公司开采煤层与济源鹤济东井煤业有限公司相同，深部煤层标高一致，在开采条件下，矿井水以顶板水为主，正常涌水量4060m3/h。鹤济公司克二煤业有限公司矿井排水使济源鹤济东井煤业有限矿井的排水量减小，对济源鹤济东井煤业有限公司有利。马庄煤矿现已闭坑。该矿井原来生产时，矿井水以顶板水为主，矿井正常涌水量为140150m3/h，雨季时，由于地表水沿采空塌陷裂隙下渗，最大涌水量为200m3/h。以上几个矿井之间虽有边界煤柱相隔，但开采过程中可能会发生越界开采现象，要预防开采期间及报废后的采空区积水涌入本井田。本矿区矿床充水因素很多，第四系孔隙水由大气降水补给，并和风化带水连通，
39、补给二叠砂岩承压水。从目前矿井揭露情况及二1煤开采情况，采空区积水是威胁我矿煤炭开采的主要因素之一，矿井正常涌水量为180m3/h，最大涌水量为350 m3/h。四、矿井水文地质类型根据前面对该井田的水文地质条件分析，依据煤矿防治水规定，该矿井的水文地质类型为中等，详情见表。水文地质类型划分一览表分类依据单位涌水量（L/sm）矿井及周边采空区积水情况矿井涌水量（m3/h）正常/最大突水量（m3/h）受水害影响程度防治水工作难易程度单项指标0.05位置、范围、水量基本清楚180/350未较大防治水工作较难单项指标评价简单中等简单简单中等中等水文地质类型中等第三节 矿井充水的防治措施根据矿井现状需
40、对矿井水害情况采取的措施：一、地面防治水在地面对矿井塌陷区及地表裂缝进行充填，定期查看渗透情况。对引沁济漭渠的渗漏进行整理如铺假河床。二、井下防治水（一）周边小煤矿防治水措施1、对周边及井田范围内的小定期检查，及时掌握煤矿的生产范围及进度，对查出的地质及水文地质问题， 2、严禁乱挖乱采矿界煤柱和防水煤柱。3、对井下的导水断层按规定留设防水煤柱。工程揭露导水断层采取注浆封堵措施。4、对老空老巷水采取疏放措施5、检测禁止小煤矿井下水向矿境内排泄。（二）防老空老巷水措施1、对矿井采空区老巷积水认真排查，积水区位置、积水量、警戒线用红笔标注在生产图纸上，当工作面进入警戒线要采取先探后掘（采）的措施，距
41、积水区20米进行老空疏放水。2、在煤巷掘进期间，对老空积水情况认真排查，坚持“有掘必探，先探后掘，不探不掘”的原则，确保矿井安全生产。3、在回采过程中，对工作面的上部采空区进行排查，对老空积水进行探放。4、在岩巷掘进中，坚持超前地质钻探，查清前方地质构造及水文情况，确定巷道层位，使巷道距C3L8灰岩含水层保持一定的安全距离。（三）防断层水措施1、当工作面接近断层时，要采用超前钻探措施查清断层是否导水，及导水类型。2、当工作面穿过导水断层时，要采用先注浆封堵断层带要清挖水沟，安装排水设备，把水引流到水仓。3、对已探明的导水断层，要留设合理的防水煤柱。4、在生产中地质人员要对可能遇到的断层位置、性
42、质及水文情况及时进行预测预报。（四）防含水层措施1、在工作面施工过程中，要认真分析预测前方的地质构造及水文地质、顶板裂隙充水情况，及时向施工单位下发水情水害预报通知书2、对奥灰、二灰主要采取查清条件、以防为主的措施，一旦发现有导通奥灰、二灰的坑能够必须实施注浆封堵的措施。3、对八灰水采取疏放措施，按计划实施八灰疏放工程。4、在矿井生产过程中，必须坚持“有掘必探，先探后掘，先探后采”的原保证矿井安全生产。5、加强矿井排水系统的维护与管理，确保矿井有足够的排水能力。6、掌握矿井水文观测孔水位的动态，加强矿井地质及水文地质的预测预报覆盖率达到100%。7、若出现导通奥灰、二灰水害事故，应立即启动防治水应急预案。（五）防封闭不良钻孔措施1、对地面钻钻空认真排查，对封闭不良钻孔要建档保存，并在生产用图上注有明显标记。2、对工作面所遇到的钻孔提前20米向施工单位下发过钻孔通知书，在通知书中注明钻