***（集团）有限责任公司刘庄煤矿
1102工作面水文地质情况分析报告
及综合防治水措施
刘庄煤矿生产科地测组
2011.08
1102工作面水文地质情况分析报告及综合防治水措施
一、工作面概况
1102工作面位于二采区前进方向的南翼。东侧是1104工作面，现已回采完毕；西侧是1106工作面，尚未采掘。1102工作面总体位于一单斜构造之上，该
区域煤层极不稳定，结构复杂，含二---四层厚约0.02—0.05米的深灰—黑色碳质
泥岩、泥岩夹矸层，煤层倾角0—6°，平均3°，在局部由于受到的构造应力比较集中， 煤层出现了拉伸、变薄甚至出现了无煤区。3、4#合并煤层顶板为中—粗粒灰白色长石石英砂岩，局部发育有泥页伪顶（灰---黑灰色）；底板为黑---灰黑色泥岩。
该工作面切割巷的南部为山前小煤矿，据相邻工作面的采掘资料可知，该小矿在该区有越界现象。另外，在工作面的西部有S7地质钻孔（封孔良好），据资料显示，该区域内煤层厚度约3.25米左右。 二、水文地质情况 1、地面水文地质情况
1102工作面位于新庄则村东侧，和尚峁西侧（现已搬迁），地表标高823—978米，沟谷纵横，地形复杂；大部为黄土层覆盖,多位耕地，沟底二叠系地层广泛出露；几条山间公路纵横穿过该面，有一条小河从工作面切割巷南部横穿而过。
根据采掘区域的地表调查，没有明显发现地表积水渗漏的渗水点，对井下开采的影响较小。 2、工作面水文地质概况
1、第四系松散层含水层：矿山内新生界第四系砂质粘土，厚度0—20米。富水性弱，局部底洼处富水，一般不含水，为松散孔隙型弱含水层。
2、二1煤层上部二叠系砂岩裂隙含水层组：主要有二1煤层顶板砂岩下石盒子组底部砂岩等数层含水层构成，累计厚度20米左右。矿山内含水层主要有山西组大占砂岩段、香炭砂岩段；下石盒子组砂锅窑砂岩；下盒子组底部老君庙砂岩；期间均有厚层泥岩相隔阻。上述砂岩多为中－粗粒砂岩，泥硅质胶结，裂隙不发育，富水性及透水性较弱。属孔裂隙承压水，为二1煤层顶板直接充水含水
层。据矿井生产情况，该含水层主要以顶板淋水形式向矿井充水。另据登封煤田区域资料，钻孔单位涌水量为0.00016—0.019L/s.m，渗透系数为0.00072—0.06m/d。
3、二1煤层底板水层：
可以分为直接底板含水层和间接底板含水层两类。
（1）直接底板含水层：为太原组上段灰岩含水层，有L7 、L8两层灰岩组成，其中L7灰岩较发育，平均6米左右。该含水层富水性较弱，但极不均一，涌水量为10－50m3/h，一般为20m3/h。在雨季可增加30－50﹪.据抽水资料表明，单位涌水量为0.00487—0.302L/s.m渗水系数为0.08-2.93m/d.据矿井生产情况，多数矿井无底板水，说明该含水层补给、径流条件差，富水性也较弱。但该含水为二1煤层底板直接充水含水层，属岩溶裂隙承压水，对二1煤层开采有直接影响。
（2）间接充水含水层：有太原组下段L1 -L4 灰岩及奥陶系灰岩组成，其中L1 、L4 灰岩相对较稳定，较发育，岩性为含燧石生物灰岩，厚度3.5-35.0米平均13米。富水性强，该含水单位涌水量为0.59L/s.m，为二1煤层底板间接充水含水层，属岩溶裂隙承压水，富水性、导水性不均一，局部地段具较强的富水性和导水性。属岩溶裂隙承压水，该区地下类型为HCO3-Ca型和HCO3-Ca.Mg。 4、主要隔水层充水因素分析
在含水层之间广泛分布着隔水岩层或弱透水岩层，它们都具有一定的阻水性能，其阻水能力取决于岩性、岩层结构、厚度及稳定性，在后期构造作用的破坏下，可大大削弱隔水层的阻水性能，甚至使其起不到隔水作用，从矿井防治水的角度出发，对本矿区主要隔水岩层叙述如下：
1、二1煤层顶板隔水层：
有二1煤层顶至砂锅窑砂岩底间的泥岩、砂质泥岩组成，厚度40-70米。一般情况下能隔离山西组各砂岩含水层，避免其砂岩水连通并进入二1煤层涌入矿井。但在构造破坏情况下将失去隔水作用。
2、二1煤层底板隔水层：
由泥岩、砂质泥岩及细砂岩组成，厚约5米。一般情况下可阻隔太原组灰岩水进入二1煤层矿井。但在断裂切割、采掘等引起压裂、震动情况下，此隔水层
可能失去隔水作用，诱发淹井事故。
3、太原组中段隔水层：
由泥岩、砂质泥岩及细砂岩组成，厚约20米。具有一定隔水作用，正常情况下能阻止太原组上、下段灰岩含水层发生水力联系，避免下段灰岩水进入二煤层矿井。
4、本溪组铝矿质岩隔水层：
由铝质岩、铝质泥岩组成，平均厚8米左右。岩性较致密，节理裂隙不发育，正常情况下该隔水层可阻止寒武系与石灰系太原组含水层发生水力联系，如遇厚度变薄、构造破坏等情况，可能失去隔水作用，导致两含水层地下水发生水力联系，对矿井构成潜在威胁。 三、水文地质情况分析
1102工作面掘进过程中所受的水害影响主要有武家山采空区积水、1104采空区积水、煤层顶底板砂岩裂隙水、太原组灰岩水及奥陶系灰岩水。
1、在1102工作面靠近切割巷附近，将要受到武家山小煤矿越界的影响，据相邻工作面的资料分析，该矿非法越界开采（约30米左右），而设计切割巷距离武家山井田的保安煤柱约80米，且采空区内存在大量积水，积水量约37万m3，水压在0.5Mpa左右。
2、1104采空区积水：在1102工作面的施工过程中主要受相邻1104工作面采空积水的影响，必须加强对相邻采空区积水的排放。
3、3、4#煤层顶底板砂岩含水层包括顶板S砂岩及底板K3砂岩,区内砂岩厚度一般均超过6米，但富水性较弱，对掘进基本无影响，主要表现为微量的淋头水。
4、太原组灰岩含水层是该区域的间接含水层，L1—L5厚度约为35米，区内水位标高约为580米，3+4#煤层底板标高475-530米，所承受的水压为0.5—1.05MPa。根据《煤矿防治水规定》计算突水系数：
Tmin=P/M=0.5/27=0.02MPa/m； Tmax=P/M=1.05/27=0.04MPa/m
式中: T—突水系数；P—煤层承受的水压，最小取0.5MPa、最大取1.05 MPa；M—底板隔水厚度，取27米。（注：以上数据参照S7钻孔资料）
综上所述：0.02MPa/m≤T≤0.04MPa/m
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据以上计算结果，该区域太灰水的突水系数T值小于《煤矿防治水规定》
中的临界值0.1 MPa/m，因此在正常块段掘进时没有太灰水突出的威胁，但
在断层、陷落柱等地层薄弱地带，也可能会造成突水事故的发生，因此在掘进过程中，必须严格执行“有掘必探，有疑必钻”的原则。
5、奥陶系灰岩含水层是重要的含水层，区内奥陶系灰岩岩溶裂隙水水位标高796米左右，上距3+4#煤层约140米，开采3+4#煤层所承受的水压为2.66—3.21Mpa，根据《煤矿防治水规定》计算突水系数：
Tmin =P/M=2.66/140=0.02MPa/m Tmax =P/M=3.21/140=0.023MPa/m
式中: T—突水系数；P—煤层承受的水压，最小取2.66MPa、最大取3.21；M—底板隔水厚度，取140米
综上所述：0.02MPa/m≤T≤0.023MPa/m
据以上计算结果，该区域奥灰水的突水系数T值远小于《煤矿防治水规定》
中的临界值0.1 MPa/m，因此在该区开采3+4#煤，一般没有突水的威胁，但
在地层比较薄弱的地带（如受陷落柱、断层等地质构造破坏）可能会造成突水，因此在掘进过程中，必须严格执行“有掘必探，有疑必钻”的原则。 四、防治水措施 根据以上水文地质条件的分析，为了消除1102工作面在掘进、回采过程中受到的水害威胁，故提出以下防治水措施：
1）如果在施工过程中出现的顶板淋头水影响正常生产时，必须停止掘进，待其自然卸压，确保安全后方可向前掘进。
2）、施工队组必须不间断的对相邻1104工作面的采空区积水进行排放。 3）如果在施工过程中发现底板变潮甚至出现渗水现象时，施工队组必须立即向矿调度汇报，根据现场实际情况，有必要时必须撤出受水害威胁区域的所有人员，待其查明原因后方可向前掘进。
4）在掘进过程中施工队组必须保证排水系统的安装紧跟工作面，使其排水能力达到50m3/h。
5）掘进过程中必须严格执行集团公司关于“有掘必探，有疑必钻” 的防