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18310工作面水文地质情况评价和水害隐患治理研究

2020-02-26

江西化工 2020年1期
关键词:大巷积水采空区

李 荣

(西山煤电集团东曲矿,山西 古交 030200)

一、工作面概况

1、地表情况:18310工作面地表范围内有寨沟通过,该河流为季节性河流,平时无水,下雨期间形成积水,流入长峪沟,最后汇入汾河。盖山厚度237米~405米,平均厚度为321米。工作面内无煤田钻孔、煤层气孔、水源井、小窑井筒、煤层露头区等。

2、井下四邻情况:该工作面北东大巷保护煤柱;北西为已回采完的18308工作面;南东为西大巷及保护煤柱;南西为已规划的18312工作面。回采范围内无小窑破坏区、煤层露头区。工作面上部为已回采的14409、14411工作面采空区,4#~8#煤的层间距约70米。

3、煤层情况:该工作面8#煤层厚度较稳定,8#上煤厚为0.3米~0.7米,平均煤厚0.55米;8#煤厚为2.9米~3.3米,平均煤厚3.13米,煤质为瘦煤;煤层组总厚在3.4~7.3米之间,平均5.3米,夹一层夹矸,局部位置有8#煤与8#上煤的分叉、合并现象,夹矸厚0.2米~3.3米。工作面煤层整体向南西倾斜,煤层最大倾角8°,最小倾角3°,平均5°。

4、顶、底板情况:

工作面8#煤合并时,直接顶为4.0米的石灰岩,普氏硬度约为7-9。直接底为2.15米的细砂岩,普氏硬度约为3-4。8#煤分叉时,直接顶为泥岩和8#上煤,老顶为4.0米的石灰岩。

二、地质构造情况及老巷情况

断层:据掘上部进资料,该工作面掘进中揭露断层6条,均为正断层落差分别为1.3米、0.5米、0.9米、0.6米、0.8米、5.6米。对回采造成影响。其中在切眼揭露的落差为5.6米的断层,向工作面内延伸,对回采影响较大,其它断层对回采影响不大。

陷落柱:皮顺距切眼98米处揭露陷落柱(W336),预计大小约28*19,工作面内,距切眼492米处靠轨顺一侧有陷落柱(w260),大小约为22*20。

工作面周围无小窑破坏区,工作面北西部已回采的18308工作面为上山回采,采空区积水经密闭泄水孔自然流入三采西翼下组煤边界回风巷,经一趟4寸管路排至西大巷,不影响回采。

褶曲:该工作面整体呈单斜构造,局部有宽缓小褶曲存在,对回采有影响。回采期间可能揭露其它地质构造。

节理:在工作面回采范围内,节理大致可分为两组:N35°~50°E,S45°~50°W。回采时需加强顶板支护。

工作面及采区的排水系统情况。

在两顺槽低洼处安装排水设备,工作面积水经一趟4寸排水管路排至东大巷排水沟,后沿东大巷排水渠进入西平硐后,流到地面污水处理厂。

三、水害因素分析及评价

1、地表水分析评价:

工作面地面位置位于石家山村庄(已搬迁)北东,上方地表有季节性河流寨沟穿过,平时无水,雨季期间形成积水,流入长峪沟,最后汇入汾河。对由于14411、14409工作面回采造成的地表塌陷、裂缝均已进行了填埋压实处理,无渗漏现象,故工作面回采时不受地表水的影响。

2、小窑老空水分析评价:

该工作面附近无小窑破坏区,不受小窑老空水影响。

3、本矿采空区积水分析评价:

工作面上方有14411、14409采空区,间距约为70米,根据集团公司2018年开展的“上三带”科研报告可知,导水裂隙带为53~60米,小于4号煤与8号煤的层间距。该采空区资料来源于本矿,可靠性高,14411、14409工作面为下山回采,工作面内无大的低洼,采空区积水经密闭泄水孔自然流入大巷,采空区基本无积水。工作面轨顺侧为18308工作面采空区,上山回采,采空区积水经密闭泄水孔自然流入三采西翼下组煤边界回风巷,采空区基本无积水。故工作面回采时不受采空区水影响,是可以安全回采的。

4、顶板含水层水分析评价:

8#煤层上方有三层灰岩(L1、K2、L4)含水层,遇地质构造或顶板裂隙发育时可能会有淋水,对回采有一定影响。

5、带压开采分析评价:

工作面奥灰静水位标高为815~820米,18310工作面煤层底板标高为940~972米,本工作面不带压。故工作面回采时不受奥灰水影响。

6、其它水文地质条件分析评价:

工作面范围内轨道顺槽施工有瓦斯抽采钻孔,孔内可能有残留水、瓦斯,对回采无影响。工作面内无煤田孔、地下含水体、井下火区等其他隐蔽致灾因素。

四、工作面涌水量预计

通过以上分析及18308工作面回采资料可知,预计工作面正常涌水量为5m3/h,最大涌水量为20m3/h。

五、水害隐患探查与治理情况

1、坑透及瞬变电情况:

2016年1月20日西山煤电集团有限责任公司地质测量勘探中心物探院使用WKT-E型坑透仪对18310工作面进行了坑透,有四处异常区,在皮顺侧距切眼50-140米,轨顺侧距切眼50-400米为E1异常区;皮顺侧距切眼500米,轨顺侧距切眼490-520米为E2异常区;皮顺侧距切眼550-650米,轨顺侧距切眼570-600米为E3异常区;皮顺侧距切眼700米,轨顺侧距切眼700米为E4异常区。

异常区验证情况:

2016年4月25日西山煤电集团有限责任公司东曲矿对异常区进行打钻,其中E1异常区皮顺侧施工9个钻孔,轨顺侧施工6个钻孔,孔深100米;E2异常区皮顺侧施工2个钻孔,轨顺侧施工3个钻孔,孔深100米;E3异常区皮顺侧施工10个钻孔,轨顺侧施工5个钻孔,孔深100米;E4异常区皮顺侧施工3个钻孔,轨顺侧施工3个钻孔,孔深100米。对异常区内两个陷落柱的位置大小已经探明,且均不含水,未发现其他含水、导水地质构造。

六、水害隐患探查与治理效果分析评价

1、综合上述评价,说明18310工作面在回采时不受地表水和小窑水、采空区积水、上部灰岩含水层水及奥灰水的影响,工作面上部采空区大部分积水经密闭泄水孔自然流入大巷,局部低洼处可能存在积水,对该工作面回采影响较小。

2、坑透和物探资料显示,发现的异常区E1、E3、E4是由断层引起,异常区E2是由陷落柱引起,均未发现其他含水、导水地质构造,所以异常区内情况已基本掌握,可以安全回采。

七、结论及建议

1、结论

①18310工作面在回采时不受地表水和小窑水、老空水、采空积水及奥灰水的影响。主要影响为上部灰岩含水层水.

②工作面揭露的断层和陷落柱,经钻探验证,均未发现出水现象,异常区E1、E3、E4是由断层引起,异常区E2是由陷落柱引起,

③根据地面调查、地质资料的收集、物探及异常区探测验证及水害因素的分析评价,18310工作面可以安全回采。

2、建议

①回采过程中加强对工作面地表裂缝及沟谷的巡查,发现隐患及时处理。

②在回采至断层、陷落柱附近如发现顶、底板有出水现象,停止作业及时汇报地测科,取水样分析出水源,采取相应措施。

③回采前需完善排水系统,工作面皮带顺槽、轨道顺槽水仓内需按要求配备排水泵与排水管路,工作面应配备同水泵相适应的电缆、开关等设备,且能同时开动工作泵及备用泵,保证排水能力不小于40m3/h。

④初采初放期间地测部门需加强水情监测,做好预测预报工作,发现异常及时分析,并采取相应处理措施。

⑤回采时加强安全隐患排查,发现问题立即处理。

⑥当工作面出现透水征兆时应立即撤出所有受水害威胁地点的人员,沿避水灾路线撤离到安全地点,向矿调度汇报,并采取相应措施。

⑦综采队开始回采时,必须由技术员带领全队职工沿避水灾路线演习一次,让职工熟悉避灾路线。

⑧在工作面轨道顺槽施工有瓦斯抽采钻孔,钻孔间距5米,孔内可能积聚瓦斯、存在少量积水,回采揭露钻孔时采取适当措施。

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