【導(dǎo)讀】2021年11月26日山西省國(guó)土資源廳為該礦換發(fā)了。井田面積，生產(chǎn)規(guī)模為90萬(wàn)t/a。合開采3、5號(hào)煤層。整合礦井地質(zhì)報(bào)告》。1．詳細(xì)查明井田地層、構(gòu)造，評(píng)價(jià)井田的構(gòu)造復(fù)雜程度；2．詳細(xì)查明可采煤層層位和厚度、結(jié)構(gòu)及可采性等；的利用可能性及途徑。確定礦井水文地質(zhì)類型；煤的自燃傾向性、煤塵爆炸危險(xiǎn)性及地溫變化等開采技術(shù)條件，并做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)；制提綱》要求，編制了本報(bào)告。重組整合方案的批復(fù)》；的大武鎮(zhèn)下莊村，行政隸屬于大武鎮(zhèn)。高處位于西北部山頂，標(biāo)高為，最低處在井田東南部溝底，該區(qū)屬黃河流域三川河系，井田內(nèi)無(wú)常年性河流。匯入北川河，經(jīng)三川河流入黃河。本區(qū)為暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，屬半濕潤(rùn)地區(qū)。每年10月底起降雪凍冰，最大凍土117cm，翌年3月底開。礦與本井田之間沒有越界開采現(xiàn)象。2021年1月山西省國(guó)土資源廳核。2021年1月28日，山西省

　　

【正文】 四）二疊系下統(tǒng)下石盒 子組（ P1x）砂巖裂隙含水層 井田內(nèi)有部分出露，含水層主要由細(xì)、中粗粒砂巖組成，以細(xì)粒為主，井田內(nèi)不連續(xù)，富水性較弱。水位標(biāo)高 870900m。 （五）第三、第四系松散巖類孔隙含水巖組 井田內(nèi)松散巖類中，大面積分布第四系中上更新統(tǒng)黃土，其含水層連續(xù)性差，基本不含水，補(bǔ)給條件也不好；上第三系上新統(tǒng)底礫巖常呈半膠結(jié)狀，滲透性好，不整合覆蓋于上石盒子組地層上，與基巖 43 風(fēng)化裂隙一同構(gòu)成富水帶 ， 單井出水量為 。 二、井田主要隔水層 （一）下石盒子組下部以深灰色泥巖為主的砂、泥巖互層地層，厚度大且穩(wěn)定，隔水 性能較好。 （二）山西組底部有一層厚約 10m 左右的泥巖，有時(shí)相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖，厚度穩(wěn)定，為山西組與太原組之間較好的隔水層。 （三）本溪組底部為一套以泥巖和鐵鋁質(zhì)粘土巖為主的地層，夾有砂巖和石灰?guī)r，該層分布普遍，厚度穩(wěn)定， 隔水性好 ， 是本溪組與下伏奧陶系灰?guī)r之間的重要隔水層。 三、井田地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件 井田位于柳林泉域中部，屬柳林泉域的徑流區(qū)， 奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶水含水層，主要依靠 該泉 域大氣降水的入滲補(bǔ)給和地表水、側(cè)向裂隙水的滲漏補(bǔ)給，徑流途徑復(fù)雜。富水性受區(qū)域構(gòu)造的控制，一般補(bǔ)給區(qū)富水性差，徑流區(qū)逐 漸變強(qiáng)。 巖溶水接受區(qū)域補(bǔ)給后，井田內(nèi) 由北東 向南西方向運(yùn)移 ，最終排向柳林泉 。 石炭系、二疊系的砂巖裂隙水接受大氣降水的補(bǔ)給和季節(jié)性河流以及上覆含水層的入滲補(bǔ)給，順巖層傾斜方向運(yùn)移，在溝谷中以泉水形式排泄。目前井田內(nèi)地下水的排泄主要是礦 井 排水和民用。 第三節(jié) 礦井充水因素分析及水害防治措施 一、地表水對(duì)礦井的影響 井田內(nèi)沒有長(zhǎng)年性河流，地面溝壑可以使雨季水迅速排泄，地下含水層水補(bǔ)給性差。工業(yè)廣場(chǎng)和各井口標(biāo)高遠(yuǎn)高于溝底，洪水對(duì)礦井 44 開采無(wú)影響。 但隨著采空區(qū)的面積的擴(kuò)大，地表將會(huì)產(chǎn)生裂隙或塌陷，如不及時(shí)填埋，雨季 地表水會(huì)沿裂隙灌入井下采空區(qū)或工作面。 二 、構(gòu)造對(duì) 礦井開采的 影響 受區(qū)域構(gòu)造的控制， 井田 呈 一寬緩的向斜 構(gòu)造， 向斜軸位于井田西部，軸向 NE，向 SW 傾伏。鉆孔和井下采掘未發(fā)現(xiàn) 斷裂或陷落 柱 。井田構(gòu)造對(duì)礦井開采影響不大。只是在向斜軸部開采時(shí)，兩翼采空區(qū)的積水會(huì)向軸部匯聚，會(huì)使該處涌水有所增大。 三、采 （古） 空區(qū) 積水對(duì)礦井開采的影響 （一）采（古）空區(qū)積水 本井田采（古）空區(qū)積水 經(jīng)調(diào)查，井田內(nèi)無(wú)古空區(qū)。 該井田內(nèi) 2 號(hào)煤層局部可采，賦煤區(qū)主要位于井田中南部，除村莊下壓區(qū)外，可采部分全部采空。共有 3 處采空區(qū)，全部有 積水。 根據(jù)《煤礦安全手冊(cè)》第五篇礦井防治水的采空區(qū)積水公式： Q 采 =（ K178。 M178。 F） /cosα（ m3）； Q 采 — 相互連通的各積水區(qū)總積水量（ m3）； K— 采空區(qū)的充水系數(shù)，本次采用 ； M— 煤層厚度（ m），平均為 ； F— 采空區(qū)積水的投影面積（ m2）； α — 煤層傾角。 由于井田煤層傾角小，采空區(qū)積水面積取水平投影面積。經(jīng)計(jì)算， 2 號(hào)煤層采空區(qū)積水如下表： 45 2 號(hào)煤層采空區(qū)積水 積水區(qū) 編號(hào) 積水區(qū) 面積 （ m2） 積水量 （ m3） 備注 1 84300 17700 2 40100 8400 3 122700 26000 合計(jì) 247100 52100 2號(hào)煤層 采空區(qū)積水面積為 247100m2， 總積水量 52100m3。 3 號(hào)煤層?xùn)|北部有 5 處采空區(qū)，中東部有 5 處采空區(qū)。由于井田為一向斜構(gòu)造，東北部采空區(qū)頂板滲滴水沿巷道流入運(yùn)輸大巷被排放，中東部采空區(qū)有 2 處積水。經(jīng)調(diào)查，向斜軸部 202 2021 年度采空區(qū)有積水。根據(jù)上述計(jì)算公式， 開采厚度取值 ， 經(jīng)計(jì)算，3 號(hào)煤層采空區(qū)積水量如下表： 3 號(hào)煤層采空區(qū)積水 積水區(qū) 編號(hào) 積水區(qū) 面積 （ m2） 積水量 （ m3） 備注 1 4200 5000 2 12500 15000 合計(jì) 16700 20210 3 號(hào)煤層采空區(qū) 積水面積 16700m2， 總積水量共 20210m3。 相鄰礦井采空區(qū)積水 井田內(nèi)部與 霍州 煤電 集團(tuán) 有限責(zé)任公司方山 店坪煤礦 相鄰，該礦開采 5 號(hào)煤層，與本井田之間無(wú)越界開采，經(jīng)調(diào)查，其采空區(qū)有積水，由于本井田為一向斜構(gòu)造，其采空區(qū)積水對(duì)本井田煤層開采有威脅。 井田北部相鄰礦井采空區(qū)緊接本井田邊界，經(jīng)調(diào)查有積水12021m3匯集于井田邊界，對(duì)本井田 5 號(hào)煤層開采有威脅。 46 （二）采空區(qū) 導(dǎo)水裂隙帶高度 1. 5 號(hào)煤層采空區(qū)導(dǎo)水裂隙帶高度 現(xiàn)根據(jù)“三下采煤” 中硬覆巖煤層 導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算公式 （ 1）、（ 2） 分別計(jì)算 5 號(hào) 煤層導(dǎo)水裂隙帶高度。 （ 1） 1020 ??? MHli 式中：∑ M累計(jì)采厚 3 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度 ， 5 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度。 （ 2） Hli=100∑ M/(∑ M+) 3 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度 ， 5 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度。 2. 10 號(hào)煤層導(dǎo)水裂 隙帶高度 根據(jù)“三下采煤” 堅(jiān)硬覆巖煤層 導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算公式（ 1）、（ 2）分別計(jì)算 10 煤層導(dǎo)水裂隙帶高度。 （ 1） 1030 ??? MHli 式中：∑ M累計(jì)采厚 9號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度 ， 10 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度。 （ 2） Hli=100∑ M/(∑ M+) 9號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度 ， 10 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度。 經(jīng) 上述公式 （ 1） 、 （ 2） 計(jì)算， 公式 （ 1） 計(jì)算值大，取公式 （ 1） 值 ，3 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度 ， 5 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度 47 ， 9 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度 ， 10 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度 。對(duì)應(yīng)于第三章第一節(jié)表 311，可知， 3 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶最大高度達(dá)到 2 號(hào)底板， 5 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶最大高度達(dá)到 3 號(hào)煤層底板， 9 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶最大高度可以達(dá)到 2 號(hào)煤層底板， 10 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度可以達(dá)到 5 號(hào)煤層底板。總之每層可采煤層（除 2 號(hào)煤層）導(dǎo)水裂隙帶高度均達(dá)到上層煤層底板。所以上層煤層采空區(qū)積水對(duì)下層煤層開采有很 大影響。 四、奧灰?guī)r溶水 對(duì) 礦井開采 的影響 井田內(nèi)奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高在 805806m， 最下層 10 號(hào)煤層底板最低標(biāo)高也大于 806m。因此， 奧灰對(duì)對(duì)礦井開采無(wú)影響。 五、井田水文地質(zhì)類型 5號(hào)煤層是山西組地層所含煤層，其直接充水含水層主要是其上部的碎屑巖類含水巖組、 含水性較差，補(bǔ)給條件差， 為頂板進(jìn)水為主的裂隙充水礦床，屬第二類第一型 。 9 號(hào)煤層 直接充水含水層為太原組灰?guī)r，富水性弱 中等 ， 為灰?guī)r進(jìn)水為主的巖溶充水礦床，屬第三類一型。 2 號(hào)采空區(qū)有積水，對(duì) 3號(hào)煤層開采有威脅。 根據(jù) 《煤礦防治水規(guī) 定 》 關(guān)于礦 井水文地質(zhì)類型劃分 標(biāo)準(zhǔn)，礦井水文地質(zhì)類型為中等類型。 六、礦井水害防治措施 綜上所述，礦井主要水害為采空區(qū)積水。建議礦方今后應(yīng)采取 以下措施： 探放水。當(dāng)采掘工作面接近充水的采空區(qū)（包括小窯、老空區(qū)） 48 及隱伏充水?dāng)鄬?、 含水層時(shí)，要遵循“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有 掘 必探，先探后掘、先治后采”的原則，采取相應(yīng)的措施探放水 。 留設(shè)防隔水煤（巖）柱 。在受到水威脅地段，留設(shè)一定寬度（高度）的煤或巖柱進(jìn)行防隔水。對(duì)煤層風(fēng)化帶、向斜軸部?jī)梢淼牟煽諈^(qū)及可能有斷層出現(xiàn)地段，要留設(shè)煤柱。 疏干降壓。在向斜軸部開采時(shí)，對(duì)煤層頂部的含水 層要進(jìn)行疏干降壓。 地表踏勘 。 填埋地表裂隙、塌陷 。大面積采空區(qū)可能導(dǎo)致地表裂隙出現(xiàn)，雨季會(huì)涌入井下，增加礦井涌水量，因此要經(jīng)常對(duì)地表踏勘，及時(shí)填埋地表裂隙和塌陷。 由于井田構(gòu)造為向斜構(gòu)造， 井田北側(cè)及南側(cè)相鄰礦井采空區(qū)積水對(duì)礦井充水有影響。因此，要在井田相鄰礦井邊界留足隔水煤柱。 第四節(jié) 礦井涌水量預(yù)算 該礦現(xiàn)采 3 號(hào)煤層，整合前生產(chǎn)能力 15 萬(wàn) t/a，礦井正常涌水量為 50m3/d，最大涌水量 120m3/d。 相鄰礦井 黃家溝創(chuàng)偉焦煤有限公司 開采 5 號(hào)煤層，生產(chǎn)能力 30 萬(wàn) t/a，礦井正常涌水量 480m3/d， 最大涌水量 840m3/d。 根據(jù)比擬法涌水量計(jì)算公式 ： K=Q0/P0， Q=P179。 K 其中： K富水系數(shù)； Q0目前涌水量； 49 P0實(shí)際生產(chǎn)能力； Q預(yù)計(jì)涌水量； P擴(kuò)大生產(chǎn)能力。 經(jīng)計(jì)算， 當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力提升 90 萬(wàn) t/a 時(shí)， 3 號(hào)煤層 礦井 正正常 涌水量 為 300m3/d，最大涌水量為 720m3/d； 5 號(hào)煤層礦井 正常 涌水量 為 1440m3/d，最大涌水量為 2520m3/d。 9 號(hào)煤層直接充水含層富水性較山西組的 5 號(hào)煤層含水性強(qiáng)，其礦井涌水量可能會(huì)比 5 號(hào)煤層礦井涌水量大 24 倍。 第五節(jié) 供水水源 該礦現(xiàn)生活及生產(chǎn)用水為工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)的自建水井，基本能滿足現(xiàn)時(shí)的建設(shè)需要。將來(lái)生產(chǎn)能力達(dá)到 90 萬(wàn) t/a 時(shí)，供水將會(huì)緊張。 井田內(nèi)奧陶系石灰?guī)r含水層雖然 富水性 弱，卻 水質(zhì)優(yōu)良， 開發(fā)利用完全能夠滿足本礦的生產(chǎn)、生活需要。所以， 開采奧陶系巖溶水是今后主要的供水方向；太原組石灰?guī)r含水層巖溶裂隙水水量也較大，但由于受煤層影響，水質(zhì)較差；第三系及第四系礫石層水水質(zhì)較好，且埋深淺，易開采， 但僅 可作為礦井 生產(chǎn) 用水。 50 第五章 其他開采技術(shù)條件 第一節(jié) 煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征 一、煤層頂?shù)装骞こ痰刭|(zhì)特征和管理維護(hù)現(xiàn)狀 該礦 2 號(hào)煤層局部可采，可采區(qū)已經(jīng)采空?，F(xiàn)開采 3 號(hào)煤層。采煤方法為長(zhǎng)壁式， 采煤工藝為炮采。 頂板支護(hù)為 液壓支柱配鉸接頂梁，全部垮落法管理頂板。頂板巖性 為 細(xì)砂巖 及 砂質(zhì) 泥巖 ，節(jié)理不發(fā)育，較易管理。底板主要為 中砂巖、砂質(zhì) 泥巖。 二、煤層頂?shù)装辶W(xué)性質(zhì) 本次在 3 號(hào)煤層巷道進(jìn)行補(bǔ)鉆時(shí)，對(duì) 5 號(hào)頂?shù)装宀蓸舆M(jìn)行了力學(xué)試驗(yàn)，結(jié)果如下： 號(hào)煤層 頂板為 中砂巖、粉細(xì)砂巖，局部為泥巖 ，厚 度 ，平均 。煤層底板為 中砂巖、砂質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖 ，厚 度 ，平均 。 號(hào)煤層 頂板為 細(xì)砂 巖，局部砂質(zhì)泥巖 ，厚 渡 ，平均 。底板為中 砂巖、砂質(zhì)泥巖 ，厚度 ，平均 。本次在井下施工鉆孔，采取巖樣山西省煤炭工業(yè)局測(cè)試中心進(jìn)行了力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)： 頂板 單向抗壓強(qiáng)度為 ，抗拉強(qiáng)度為 。底板單向抗壓強(qiáng)度為 ，抗拉強(qiáng)度為 。 根據(jù)《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》巖石堅(jiān)硬程度分類，頂板為較軟巖；底板為較堅(jiān)硬巖。 51 號(hào)煤層 頂板為 砂質(zhì)泥巖，局部中粗粒砂巖及泥巖 ，厚 度 ，平均 。 底板為砂質(zhì)泥巖，局部 為中砂巖及細(xì)砂巖，厚度，平均 。 本次在井下施工鉆孔，采取巖樣山西省煤炭工業(yè)局測(cè)試中心進(jìn)行了力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)： 頂板砂質(zhì)泥巖 單向抗壓強(qiáng)度為 ，抗拉強(qiáng)度為 ，為較堅(jiān)硬巖；砂巖 單向抗壓強(qiáng)度為 ，抗拉強(qiáng)度為 ，為較堅(jiān)硬巖 。底板 砂質(zhì)泥巖 單向抗壓強(qiáng)度為 ，抗拉強(qiáng)度為 ，屬較堅(jiān)硬巖；底板砂巖 單向抗壓強(qiáng)度為，抗拉強(qiáng)度為 ，為堅(jiān)硬巖 。 巖石物理力學(xué)試驗(yàn) 結(jié) 果表 表 511 煤 層 巖性 孔隙率（％） 含水率（％） 吸水率（％） 飽和吸水率（％） 單向抗壓強(qiáng)度（ Mpa) 單向抗拉強(qiáng)度（ Mpa) 抗剪強(qiáng)度(Mpa) 3﹟頂 砂巖 3﹟底 中砂巖 5頂 砂質(zhì)泥巖 5頂 砂巖 5底 砂質(zhì)泥巖 5底 砂巖 52 第二節(jié) 瓦斯 本礦開采 3 號(hào)煤層， 據(jù) 山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā) [2021]88 號(hào) 《 關(guān)于 呂梁市 2021 年度 30 萬(wàn)噸 /年及以上 煤礦 礦井瓦斯等 級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定 結(jié)果 的批復(fù)》， 2021 年度 礦 井 瓦斯相對(duì)涌出量為 ，絕對(duì)涌 出量為 ； CO2 相對(duì)涌出量為 m3/t，絕對(duì)涌出量為 m3/min。 2021 年礦井瓦斯絕對(duì)涌出量 m3/min,二氧化碳絕對(duì)涌出量 m3/min， 鑒定結(jié)論礦井 屬低瓦斯礦井。 本井田未開采 5 號(hào)煤層，相鄰礦井臨縣黃家溝創(chuàng)偉焦煤有限公司開采 5 號(hào)煤層。根據(jù) 晉煤安發(fā) [2021]88 號(hào) 文件， 2021 年度礦 井瓦斯相對(duì)涌出量為 ，絕對(duì)涌出量為 ； CO2 相對(duì)涌出量為，絕對(duì)涌出量為 m3/min。鑒定結(jié)論礦井 屬低瓦斯礦 井。 綜上所述，井田內(nèi) 5 號(hào)煤層礦井瓦斯應(yīng)屬低瓦斯。 由于