1015工作面回采作业规程
第四节 水文地质
1.4.1第四含水层(组)
位于新生界第四含水层上部的第三隔水层,在矿区开采范围内沉积厚度平均67.17m,塑性指数Ip为11.30~27.80,为湖滨回水湾静水环境沉积。其可塑性好,膨胀性强,厚度大,分布稳定,隔水性良好,使其以上各含水层及地表水、大气降水与其下的“四含”水之间失去水力联系。
由工作面内及其附近的8个地面钻孔资料,底板埋深271.55~278.65m,平均274.52m。含水砂层厚度10.10~27.67m,平均19.25m。“四含”岩性复杂,由砾石、砂砾、粘土砾石、粗砂、中砂及粘土质砂等组成。其地下水依靠区域层间迳流,同时由于该含水层直接覆盖在煤系地层之上,与煤系砂岩裂隙含水层通过风化裂隙带构成直接水力联系,而与上覆一、二、三含水层无直接水力联系。
据水4孔抽水资料,“四含”静止水位标高-4.46m,q=0.0073 L/(s.m),K=0.014m/d,水化学类型为SO42-~k+.Na+,“四含”直接覆盖在煤系地层之上,是矿坑充水主要补给水源,但其补给量不大。
1015工作面原设计开采上限标高为-330m,根据皖经信委煤炭函[2015]87号批复,现工作面设计开采上限标高为-315m,留设的最小防砂煤岩柱高度为70.32m。工作面实际最高点顶板标高为-315.6m,留设的最小防砂煤岩柱高度为72.92m,大于需留设的防砂煤岩柱高度39.91m,对回采无影响。
1.4.2煤层上、下砂岩裂隙含水层(段)
由工作面内及其附近的8个地面钻孔资料,工作面顶、底板30m范围内含水砂层厚度为8.23-28.83m,平均厚度为19.90m。砂岩裂隙发育不均,局部多发育垂直裂隙。钻探揭露时没有发生漏水现象。
据J3-5孔抽水试验资料,静止水位标高-2.69m,q=0.012L/(s.m),K=0.027978m/d,水质类型为HC03--Na+·Mg2+型,说明该含水层(段)砂岩裂隙不发育,为弱富水性。地下水处于封闭~半封闭环境,以储存量为主。在不与其它含水丰富的含水层发生水力联系时,水量小且易于疏干。该含水
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层(段)是开采10煤的直接充水水源。 1.4.3煤层下至太原组一灰间隔水层(段)
1、10煤底板灰岩含水层特征
地下灰岩水主要储存和运移在石灰岩岩溶裂隙网络之中,富水性主要取决于岩溶裂隙发育的程度,岩溶裂隙发育具有不均一性,因此富水性也不均一。从全矿井地面钻孔资料看,一灰厚度0.40~4.97m,平均2.04m,二灰厚度0.65~7.39m,平均2.92m,三灰厚度1.48~11.30m,平均6.92m,四灰厚度4.48~25.69m,平均12.72m。一~四灰平均总厚24.60m,第一、二层石灰岩厚度小,但质较纯;第三、四层石灰岩厚度较大。一~四灰岩溶裂隙发育,水动力条件好,含水丰富。各段之间距离仅数米,而且石灰岩岩溶裂隙在浅部较发育,深部减弱。尤其是上部一~四灰岩溶裂隙溶洞特别发育,钻探揭露时有J8-1、J7-1、J5-1、30-11四个钻孔发生漏水现象,漏失量为4.8~15m3/h,而且多发生在浅部,其余钻孔均未发生漏水现象,说明石灰岩岩溶裂隙发育不均,浅部较发育,当岩溶裂隙发育时,富水性较强,反之就弱。
据J5-1孔对太原组1~4灰抽水试验,静止水位标高11.288m,q=0.1618L/(s.m),K=0.17027m/d,水质类型为SO42-~Na+型,矿化度1.698g/L,总硬度为41.86德国度。根据地面钻孔揭露,10煤底至一灰顶间岩性以海相泥岩为主,致密完整,裂隙不发育,隔水性较好,除非由断层与10煤层顶底板砂岩含水层导通才会发生直接的水力联系。
2、10煤底板灰岩突水系数计算
工作面回采前实施了底板注浆加固改造工程,对太灰含水层一~三灰底段进行了注浆改造,使工作面突水系数降到了0.06Mpa/m以下。
根据该水文地质单元内的地面灰岩长观孔水10孔实时水位、工作面10煤最低点底板标高-366.8m及改造最小深度68.7m,计算得出下伏隔水层的最大水压为4.01Mpa,根据《煤矿防治水规定》中工作面底板突水系数公式:
Ts=P/M
计算得出1015工作面最大突水系数为0.058Mpa/m。故1015工作面回
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采期间不受10煤底板含水层影响。 1.4.41017采空区积水
1015机巷与1017采空区相邻,留设煤柱为4m,1017采空区整体为一单斜构造,且受断层及褶曲构造影响局部呈“S”型,洼窝处容易形成积水,两工作面相距较近,1015机巷在施工中将受到1017采空区积水影响,1017采空区积水探放工程自2014年9月开始至2015年10月结束,目前1015机巷探放、验证、导水钻孔合计涌水量8m3/h,故1015工作面回采期间不受1017采空区积水影响。 1.4.5工作面四含孔隙水涌水量估算
计算“四含”水最大涌水量采用承压转无压完整井裘布依公式:
2(2H?M)M?h0Q?1.366KlgR0?lgr0F值采用工作面10煤预计回采面积101217m2;S值采用工作面回采段10煤层最低标高-366.8m,根据工作面附近水4孔实时水位标高-32.44m的差值计算,S=334.36m,含水层厚度取工作面附近钻孔统计最大值M=27.67m,渗透系数采用水4孔对“四含”抽水试验取得渗透系数的值K=0.014m/d。计算“四含”水进入矿井的最大涌水量为28m3/h。 1.4.6工作面顶、底板砂岩裂隙水涌水量估算
计算煤层顶底板砂岩水最大涌水量采用承压转无压完整井裘布依公式:
2(2S?M)M?h0 Q?1.366KlgR0?lgr0R0?R?r0 R?10Sk r0?F/?
F值采用工作面10煤预计回采面积101217m2;S值采用工作面回采段10煤最低标高-366.8m,与J3-5孔对10煤层砂岩裂隙含水层抽水试验取得的平均静止水位标高-2.69m的差值计算,S=364.11m;含水层厚度取工作面附近钻孔统计最大值M=28.83m;渗透系数采用J3-5孔对10煤层砂岩裂隙含水层段抽水试验取得的最大渗透系数K=0.027978。计算10煤层顶、底板砂岩裂隙水进入矿井的最大涌水量为50m3/h。
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1015工作面最大涌水量为 “四含”水、10煤层顶底板砂岩裂隙水、1017采空区正在疏放的动水之和,即1015工作面最大涌水量为86m3/h。
第五节 影响回采的其他因素及储量情况
1.5.1 影响回采的其他因素
1、由于整个1015工作面向斜、背斜和断层等地质构造较为发育,对工作面的安全回采带来一定的影响,建议回采前加大工作面的探查工作,回采时加强地质调查工作。
2、工作面回采期间受DF117、DF118正断层影响范围最大,其中DF117断层落差H=5.2~6.5m,在面内延展长度156m,推进方向影响范围78m,因落差较大,将对工作面生产造成一定的影响。DF118断层产状:∠70°,H=0~3m,在面内延展长度151m,推进方向影响范围68m,将对工作面生产造成一定的影响。
3、工作面在回采期间,要加强顶板管理,严防抽冒,超前做好过断层和撇煤顶地段回采工作,针对以上过断层处制定针对性措施,确保安全生产。
4、1015机巷近乎架棚支护,回采期间加强巷道顶板超前管理,对棚梁变形及脱裆掉顶巷道及时进行加固,并加大对巷道的巡查力度。
5、工作面在回采过程中,要求完善排水系统,并及时做好工作面的排水工作,提高工作面排水能力,确保排水系统畅通,做到两巷正常排水。
6、10煤层煤尘具有爆炸性,回采过程中,要采取降尘措施,加强瓦斯管理工作,严防瓦斯超限。
1.5.2 储量计算边界
储量计算范围:南起1015机巷,北至1015风巷,西起设计停采线,东至1015切眼。
1.5.3 储量计算数据
动用储量平面积S=101205m2,平均煤厚M=3.3m,
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