1、淮浙煤电公司顾北煤矿 南一 1 煤采区开采底板灰岩水文地质条件 补勘与岩溶水害防治方案设计 （井下定向钻孔变更） 二一八年七月 南一 1 煤采区开采底板灰岩 水文地质条件补勘与岩溶水害防治方案设计 （井下定向钻孔变更） 编 制： 审 核： 部 长： 地测副总： 总工程师： 目 录 前 言 .1 1 矿井及南一 1 煤采区基本情况 .3 1.1 矿井基本情况 .3 1.2 南一 1 煤采区基本情况 .4 2 地质及水文地质概况 .5 2.1 井田地质及水文地质 .5 2.2 南一 1 煤采区地质及水文地质 .8 3 南一 1 煤采区开采底板灰岩水文地质条件补勘与岩溶水害防治原方案设计工 程布置、
2、工程量及完成工程量 .14 3.1 原方案设计工程布置及工程量 .14 3.2 已完成工程量（2017 年 6 月底） .15 3.3 南一 1 煤采区开采底板灰岩水文地质条件补勘取得的初步成果 .15 4 南一 1 煤采区开采底板灰岩水文地质条件补勘与岩溶水害防治总体方案设计 .16 4.1 补勘范围 .17 4.2 补勘目的与任务 .17 4.3 勘探技术手段及方法 .17 4.4 工程布置原则 .18 4.5 工程布置及工程量 .18 4.5.1 疏水巷道工程量 .18 4.5.2 井下定向 顺层长钻 孔布置方案及工期安排 .18 4.5.3 常 规辅设 钻 孔 .20 4.5.4 井下
3、物探 .21 4.5.5 水 压 水温在 线观测 系 统 .22 4.5.6 采区排水系 统 及放水管路 .22 4.5.7 放水 试验 .23 4.5.8 成果 报 告 编 制 .23 4.6 施工主要技术要求 .24 4.7 施工主要安全要求 .32 5 设计总工程量及投资估算 .35 6 南一 1 煤采区井下灰岩水文地质条件补勘及防治水工程分年度实施计划 .36 7 施工组织要求 .38 1 8 投资效益分析 .39 9 附图、表 .39 1 前 言 顾北煤矿截至 2017 年末，矿井剩余可采储量 28017.6 万吨，其中 1 煤层可采储量 14746 万吨，占矿井可采储量的 52.6
4、%。鉴于矿井采场接 替紧张，稳产 困难， 13-1、11-2 煤仅剩余 4 个可采块段，8、6-2 煤为突出 煤层，开采效益低、成本高，而 1 煤储量比重大，煤质优，开采成本低， 为此，在当前形势下，为保证矿井稳产、增 产 、扭亏为盈及后劲发展，开 采 1 煤层势在必行。 井田内 1 煤层底板距石炭系太原组第一层灰岩平均 18.32m，第一水 平(-648m)灰岩水头压 力达 6.7MPa，超过 1 煤层底板岩层允许承受的最 大水压值，所以，太原 组灰岩是 1 煤层底板直接充水含水层，尤其是煤 层与灰岩对口的断层带，往往是 1 煤层底板突水的直接通道，发生断层 带突水的可能性大为增加。区域资料
5、表明，底部奥灰水可因断层、陷落 柱等构造直接与太灰含水组发生水力联系，即 1 煤层不但面临底板太原 组灰岩水的威胁，而且面临奥灰水的威胁。因此，要实现区内 1 煤层的 安全开采，需对底板灰岩含水层进行探查与防治。 为在井下开展灰岩水文地质条件探查及岩溶水害治理，2015 年 4 月 编制了顾北煤矿南一 1 煤采区开采底板灰岩水文地质条件补勘与岩溶 水害防治方案设计，并报集团公司审批。该方案采用放水巷道与常规短 钻孔结合模式，对 1 煤底板灰岩含水层水文地质条件探查与疏水降压。 2017 年 8 月编制了顾北煤矿南一 1 煤采区开采底板灰岩水文地质条件 补勘与岩溶水害防治方案设计（变更），并报集
6、团公司审批。变更方案采 用少量放水巷道与定向长钻孔为主、结合少量常规短钻孔模式，以达到 节省巷道工程量、减少钻探工程量、提高探查及疏放水效果等目的。 2017 年底，集团公司灰岩水害防治技术路线，由单一太灰水防治， 变更为奥灰水与太灰水防治并重，由单一井下防治，变更为地面区域超 2 前探查治理与井下 C3 组灰岩疏水降压相结合的防治水技术路线。切合 我矿南一、北一 1 煤采区实际情况，地面施工定向近水平顺层分支钻孔 群，最大限度的揭露预治理区域内可能存在的导水构造，并通过注浆拦 截下部奥灰水对上部太灰含水层的补给通道，消除奥灰水对 1 煤层开采 水害威胁；井下采用定向钻孔对太原 C3 组灰岩水
7、进行疏水降压，将 压 力降至安全开采值以下。 根据关于 2019 年地质测量和防治水工作的意见（淮矿煤业安 20194 号文），采取地面超前探查、治理的区域，工作面底板 C3I 直接充 水含水层疏水降压钻孔，采用井下定向长钻孔的，孔间距可按 80100m 布置，目前，我矿南一 1 煤采区地面区域治理工程正在施工，预计于 2020 年 6 月完工。因此，本次变更， 仅是井下定向长钻孔孔间距变更，由 原设计孔间距 50m 调整为 80m100m 。特编报此设计变更。 变更后，设计布置疏水巷道 2 条（含联巷 2 条），合计工程量 2861m（含钻场），工作量 3680 万元；布置长钻 孔 49 个
8、、分支钻孔 2 个， 计 51 个孔，工程量 29369m，工作量 4581 万元；常规疏放水钻孔及灰岩 前探钻孔 143 个，工程量 21580m，工作量 1187 万元，其它物探、观测孔、 在线观测系统等 1040 万元。总计工作量 11121 万元。 1 矿井及南一 1 煤采区基本情况 1.1 矿井基本情况 1.1.1 矿井概况 顾北煤矿是淮南矿业集团与浙江能源集团均股合资共建的煤电一 体化项目， 矿井于 2005 年元月开始建设，2008 年 8 月正式投产，核定生 产能力 400 万吨/年，矿井生产原煤主要供凤 台电厂。 矿井采用立井多水平、分组大巷及主要石门开拓方式，井田中央设 立
9、主、副、风三个井筒，采用中央并列式通 风 方式。第一生产水平-648m， 3 分南北两翼开采。 井田南北走向长约 7.5km，东西倾斜宽约 4.5km，矿区面积 34km2。 共有 8 层可采煤层，主要可采煤层 5 层：13-1 、11-2、8、6-2、1 煤，局部可 采煤层层：13-1 下、 7-2、4-1 煤。截止 2018 年 6 月，矿井剩余可采储量 27709.6 万吨。 1.1.2 水平及采区划分 顾北矿井及其配套的选煤厂初步设计，由煤炭工业合肥设计研究院 编制。采用立井、主要石门和分组集中大巷开拓方式，开拓水平二个，一 水平标高-648m，二水平标高暂定-800m，采煤方法及工艺
10、为走向长壁和 倾斜长壁相结合的一次采全高综合机械化采煤。矿井一水平划分为北一、 中央、南一和南二四个开采块段。北一分为北一 13-1 采区、北一 11-2 采 区、北一 6-2 采区、北一 1 煤采区，中央为中央 1 煤采区，南一分为南一 11-2 采区、南一 86-2 采区、南一 6-2 上采区、南一 1 煤采区，南二分为 南二 13-1 采区、南二 11-2 采区。 1.1.3 开拓开采现状 目前，北一 13-1 采区、北一 11-2 采区、南一 11-2 采区已经封闭； 南一 86-2 采区暂缓 开采；北一 6-2 采区 12216 工作面正在准备、 南二 13-1 采区 1552（3）
11、工作面正在回采；南二 11-2 采区、南一 6-2 上采区为生产采区；南一 1 煤采区 13121 上 首采工作面正在准备、北 一 1 煤采区正在开拓准备。 1.1.4 矿井排水系统 矿井采取集中在-648m 水平设置主排水泵房，直接将矿井水全部排 至地面污水处理厂。-648m 水平中央泵房设外、中水仓，水仓容积 5950m3，中央排水泵房安装 HDM4208 分段式多级离心泵 5 台，单台流 量 420m3/h,扬程 742.3m，配套 YB-710M2-4 隔爆型三相异步电动机 4 （1400kw，10000v），两用两备一检修。 2007 年 5 月份中央泵房排水系统 安装完成并投入运行
12、。 井筒内装备四趟 DN300 排水管路，正常涌水量时两趟工作，两趟备 用；最大涌水量时四趟工作。 根据日常和定期检修图表，进行排水设施常规检修和维护，每年汛 期前对矿井主泵房排水设施进行一次性能测试和联合试运转试验。 2013 年建立了潜水电泵应急排水系统，潜水电泵流量 550m3/h,扬 程 764m。 矿井现有排水能力满足煤矿防治水规定第五十八条要求。 1.2 南一 1 煤采区基本情况 1.2.1 采区概况 南一 1 煤采区东至 1 煤-650m 底板等高线，南至 F109 断层，西至 1 煤层风氧化带，北至港河铁路桥保护煤柱线。采区上限标高-441m，下限 标高-650m ，走向长 1
13、576.7m，倾向长 2728.6m，面积 4230470m2。采区对 应地面区域有隶属钱庙乡高庄、陈庄等及顾桥镇前、后纸坊等 16 个自然 村庄；淝左堤、排灌站等有关灌溉、防洪、排涝的设施。港河为区域内地 面的主要河流，由北向南汇入西淝河，另有星罗棋布的鱼塘，纵横交错 的人工灌溉沟渠等。 1.2.2 采区设计及巷道层位布置 采区外围设计 4 条系统巷道，利用原有巷道 2 条：南翼 Y 型通风浅 部轨道巷及南翼 Y 型通风浅部回风巷，新增 2 条：-648m 南翼 1 煤轨道 大巷及-600m 南翼 1 煤胶带机大巷。 采区内部原设计 4 条采区系统巷道：南一 1 煤采区顶板轨道巷、南 一 1
14、 煤采区煤层回风巷、南一 1 煤采区底板放水巷（原名称南一 1 煤采 区底板胶带机巷）及南一 1 煤采区底板矸石胶带机巷。经系统优化后，南 5 一 1 煤采区底板矸石胶带机巷在三条带处与南一 1 煤采区底板放水巷贯 通后不再施工。 采区通过-600m-630m 南翼 1 煤回风斜巷，与已施工的南翼 86- 2 采区 Y 型通风浅部回风巷、北一 6-2 回风石门相连，构成采区回风系 统；新增-648m 南翼 1 煤轨道大巷和-600m 南翼 1 煤胶带机大巷，分别与 北一 6-2 轨 道石门和北一 6-2 胶带机斜巷相连，构成采区辅助运输系统 和出煤系统，并兼作进风。采区内部沿煤层走向布置 2
15、岩 1 煤共 3 条系 统巷道，沿 12 灰层位布置南一 1 煤采区底板放水巷，兼作 1 煤层回风 巷底抽巷；在 1 煤层中布置回风巷；沿煤层顶板布置轨道巷，工作面两巷 与煤层回风巷直接连接，顶板轨道巷通过石门与工作面两巷连接。 1.2.3 采区开拓与开采计划 根据矿井生产计划，首采面 13121 上 工作面计划于 2019 年 7 月份投 产，接替面 13321 上 工作面 2020 年 8 月份投产，13521 上 工作面 2021 年 8 月份投产。 2 地质及水文地质概况 2.1 井田地质及水文地质 2.1.1 井田地质 地层：井田区新生界地层厚 390.35509.10m，直接覆盖在
16、二叠纪及 灰岩地层上， 总体趋势东南薄，西北厚。 二叠系地层较为发育，为淮南矿区的主要含煤地层，底部以海相泥 岩与太原组分界，本系与下伏太原组为整合关系，厚度大于 954m。其中 山西组、上、下石盒子 组含煤地层厚 734m。本 矿井内揭露厚度约 506.7m，含煤 20 余层，煤层总厚 27.68m，可分六个含煤段。 太原组地层厚 99.99m129.11m，平均 113.99m，含薄层灰岩 1013 层。主要由灰岩、 页岩、砂岩和薄煤 层组 成。 6 奥陶系地层厚 48.7092.50m，平均 67.34m，为灰深灰色厚层状 白云质灰岩及少量砾状灰岩，顶部夹灰绿色铝土团块，裂隙多呈闭合状，
17、 局部裂隙面可见泥、钙质薄膜或方解石脉。 构造：本井田位于陈桥背斜东翼与潘集背斜西部的衔接带，总体构 造形态为走向南北，向东倾斜的单斜构造，地层倾斜平缓，倾角 515， 并有发育不均的次级宽缓褶曲和断层。根据次级褶曲和断层的发育特征， 可划分为 3 个区：北部简单单斜区、中南部“X”共轭剪切区、南部单斜构 造区。矿井内共有5m 的断层 427 条，其中落差100m 的断层 4 条；落差 50 100m 的断层 8 条；落差5 50 断层 415 条。F86 断层为矿井 北部边界断层，走向北东东，倾向南东， 倾角 3055，落差 076m，走 向长度在矿井内 1.8km，向东延入顾桥煤矿 。F2
18、11 断层为矿井南部边界 断层，走向北西，倾向南西，倾角 5070，落差 063m，走向长度在矿 井内 6km。 煤层：共有可采煤层 8 层，平均可采总厚 22.61m。其中主要稳定可 采煤层 5 层：13-1、11-2、8、6-2、1 煤，平均总 厚 20.37m，占可采煤层总厚 的 90%；8 煤 为全区较稳定煤层，可采区内属 稳定煤层；次要不稳定的可 采煤层 3 层：13 -1 下 、7-2、4-1 煤，平均 总厚 2.24m，占可采煤层总厚的 10%， 其中 7-2 煤在可采区内属较稳定煤层。 2.1.2 井田水文地质 顾北井田含水层（组）主要有新生界松散砂层孔隙含水层、二叠系砂 岩裂
19、隙含水层和石炭系太原组及奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层四部分组 成。 新生界松散砂层孔隙含水层：区内松散层自上而下可分为上部含水 层（组）、上部隔水层、中部含水层（组）、中部隔水层、下部含水层（组）、 下部隔水层及底部“红层 ”。 7 二叠系砂岩裂隙含水层：以中细砂岩为主，局部粗砂岩和石英质砂 岩，岩性变 化大，厚度不稳定，多泥、 钙质胶 结。裂隙发育程度不均。属静 储量为主的弱含水性特征。 石炭系太原组岩溶裂隙含水层：太原组地层厚 99.99m129.11m ，平 均 113.99m，含薄层灰岩 1013 层。太原组 灰岩含水层(组) 属承压水，根 据岩性岩相和富水性综合分析，将太原组灰岩分成三
20、个含水组：C 3灰 岩含水组（13 下 灰）、C 3灰岩含水组（4 9 灰）、C 3灰岩含水组 （1012 灰）。 C3灰岩含水 组厚度 23.60 42.10m,平均 34.22m，C3灰 岩含水组厚度 20.1039.50m，平均 28.03m，C3灰岩含水组厚度厚 16.0027.85m,平均 19.80m。太原组灰岩岩溶裂隙发育不均一，富水性 强弱还取决于岩溶发育程度。 C3 组 灰岩含水层：水位标高+0.73+20.87m ，单位涌水量 q=0.00021 0.261L/（s.m），渗透系数 K=0.0005632.237m/d，为弱中 等富水性。 C3 组 灰岩含水层：水位标高+7
21、.25+7.83m ，单位涌水量 q=0.00064 0.00189L/(s.m)，渗透系数 K=0.00190.0078m/d，为弱富水 性。 C3 组 灰岩含水层：水位标高+4.96+7.62m ，单位涌水量 q=0.0003760.00677L/(s.m)，渗透系数 K=0.002010.0379m/d,为弱富水 性。 奥陶系岩溶裂隙含水层：奥陶系地层厚 48.7092.50m，平均 67.34m，为 灰深灰色厚层状白云质灰岩及少量砾状灰岩，顶部夹灰绿 色铝土团块，裂隙多呈闭合状，局部裂隙面可见泥、钙质薄膜或方解石脉。 奥灰岩溶在中下部比较发育，因岩溶裂隙发育的不均一性，各处富水性 相差
22、悬殊。水位标高+6.45+7.40m,单位涌水量 8 q=0.0007010.763L/(s.m),为弱中等富水性。 1 煤层距离太原组灰岩一般为 11.1729.48m，平均 18.32m。正常情 况下与煤系地层无水力联系，但一水平（-648m 水平）的灰岩水头压力约 6.7MPa，超过 1 煤底部岩 层允许承受的最大水压值，因此，太原组灰岩 是 1 煤底板直接充水含水层，尤其是煤层与灰岩对口的断层带，往往是 1 煤底板突水的直接通道。区域资料表明，底部奥灰水可因断层或其它因 素导致其直接与太灰含水组发生水力联系。因此，1 煤层底板灰岩水对矿 井开采 1 煤层构成安全威胁。 2.2 南一 1
23、 煤采区地质及水文地质 2.2.1 采区地质 地层及标志层：本区钻孔揭露地层自上而下依次为新生界（第四系、 第三系）松散层、二叠系煤系、石炭系（上统）和奥陶系海相地层。 新生界松散层由粘土、砂质粘土和砂层组成，厚度 425.0468.6m， 自上而下分为三个含水层（组）、三个隔水层（组）、底部“ 红层”。 二叠系地层下石盒子组和山西组含主要稳定可采煤层 3 层。 石炭系（上统）与下伏奥陶系呈平行不整合接触，主要由灰岩、页岩、 砂岩和薄煤层组成，其中太原组浅海相薄层灰岩 13 层，厚 51.675.7 米， 上距 1 煤层平均距离约 19.1m。 1 煤层顶、底板：1 煤层顶板主要由泥岩和粉细砂
24、岩组成，直接顶为 泥岩，厚约 04.0m，平均厚度为 1.8m，采区中部局部缺失，由老顶直接 覆盖；老顶为粉细砂岩，厚约 1.218.4m，平均厚度为 7m，局部相变为中 粗砂岩；直接底为砂质泥岩，厚约 0.211.5m ，平均厚度为 2.6m，局部缺 失，偶夹炭 质泥岩；老底为粉细砂岩，厚约 1.513.4m，平均厚度为 7.5m。 构造：采区地层总体走向近南北，倾向东，倾角较缓，一般 414， 9 平均 7。 采区中北部构造较简单，南侧受 F109 断层影响，小型褶曲及次生断 层发育，煤 层产状变化较大，将对采掘工程造成较大影响。 本区断层以北西向为主，北西向主要断层有 F109、Fs81
25、3、Fs706、F104F104-1 等，北东东向主要断层有 Fs714、Fs466、Fs142 等。F109 断层为南一 1 煤采区南界断层，走向北西， 倾向南西， 倾角 6070，落差 10124m，横穿整个井田。F104F104-1 断层组为南一 1 煤采区北界断层，横穿整个井田，F104 断层为逆断层， 走向北西，倾向南西，倾角 6575，落差 0130m，F104-1 断层：位于南 一采区中深部，逆断层，走向北西， 倾向北东 ，倾角 5560，落差 060m。 通过钻探、二维及三维地震勘探，本采区已探明断层 39 条，其中落 差大于 20m 的断层有 Fs882、 F109 、Fs3
26、86、Fs142；落差大于 10m 小于 20m 的断层有 Fs466、Fs347、Fs348、Fs698，落差小于 10m 的断层有 31 条。 除断层外，本采区还有滑面、裂隙和褶曲构造等。褶曲起伏幅度较大， 使煤层形成波状形态；滑面和裂隙破坏了煤层及其顶板的完整性，导致 岩层破碎，支 护困难。因此，无 论是瓦斯治理、 矿井防治水还是顶板管理 均因本采区构造影响而增加开采难度。 采区 1 煤层赋存及储量情况：1 煤层位于山西组含煤段，本含煤段地 层平均厚度 69m，含煤 1 层（1 煤）。1 煤层上距 4-1 煤层 66.4575.25m， 平均 70.6m，距 4-2 煤层平均间距为 74
27、.5m，下距 1 灰 14.625.35m ，平 均 19.1m；煤厚 4.210.2m，平均 7.6m，一般含 13 层泥岩夹矸。煤层发 育稳定，属 稳定型煤层。 南一 1 煤采区储量：资源储量 3888.6 万吨，可采储量 2436.9 万吨。 10 2.2.2 采区地质及水文地质条件勘探情况 本矿井属顾桥井田勘探区，1966 年普查开始，至 1980 年精查结束， 为优化矿井设计，1993 年顾桥井田曾进行高分辨率数字地震补充勘探 （二维地震勘探），基本查明生产水平范围内落差大于 10m 的断层，查找 出线上落差大于 5m 的断点。为查明矿井主采煤层的小构造，满足矿井 生产建设的需要，2
28、005 年对南一采区进行了三维地震勘探，实际有效控 制面积 12.89km2。同时，为进一步探查采区地 质及水文地质条件，我矿 又进行了针对性的补充勘探，目前采区内共有地质及水文地质钻孔 49 个，其中补 充勘探钻孔 19 个,水位长观孔 9 个。 勘探阶段：截至 2008 年，本采区共施工地面钻孔 30 个，其中有 2 个 钻孔（十一 3、五 5）揭露太原组 C3组灰岩，1 个钻孔（水 13）揭露奥灰地 层（该孔太原组灰岩地层缺失），揭露奥灰厚度 167.04m。 勘探期间区内无太原组灰岩及奥灰灰岩含水层抽水资料。 2008 年2013 年，本采区及附近新增补勘钻孔 19 个，其中 9 个孔
29、 保留作为地下水位长观孔，观测层位分别为：中含下段 1 个、C 3组灰岩 3 个、C 3组 1 个、 C3 组 1 个、奥灰 2 个、寒灰 1 个。 南一 1 煤采区地面三维地震全覆盖，并已进行了二次精细解释及灰 岩地层二次精细解释，未发现疑似陷落柱等异常构造。 地面瞬变电磁物探：2014 年，南一 1 煤采区实施了地面瞬变电磁物 探，解释 22 个顶板砂岩富水区，15 个 1 煤底板富水异常区，11 个太原 组 C33 灰岩富水异常区，11 个太原组 C312 灰岩富水异常区。 2.2.3 采区水文地质 2.2.3.1 含水层水文地质特征 本采区含水层自上而下有：新生界孔隙潜水承压水含水层、
30、二叠 系煤层顶板砂岩裂隙含水层及煤系底部灰岩岩溶裂隙承压含水层。其中 11 对采掘工程影响较大的为底部太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层。 新生界松散层含水层：本采区范围内松散层层厚 425.0468.6m，主 要由砂层、砂 质粘土和砂砾组成。自上而下可分为上部含隔水层（组），中 部含隔水层（组），下部含隔水层（组）和底部“ 红层” 等四个部分。其中中 部、下部隔水层分布稳定，岩性以粘土及砂质粘土为主，隔水性好；下部 含水层仅发育透镜状砂层，单位涌水量 q=0.00485L/(s.m)，弱富水性；底 部“ 红层”呈片状分布， 单位涌水量 q=0.00161L/(s.m)，弱富水性。 二叠系煤层顶底板
31、砂岩裂隙含水层：根据本矿及附近矿井生产实际， 二叠系煤层顶板砂岩总体上含水小、富水性弱，以静储量为主。但由于 1 煤层顶板砂岩厚度分布各异，砂岩裂隙发育不均一，富水性受砂岩厚度、 裂隙发育程度及边界条件所控制，局部岩层裂隙发育地段及断层影响带 附近可能相对富水。 太原组灰岩岩溶裂隙含水层组：太原组灰岩含水层(组) 属承压水，根 据岩性岩相和富水性综合分析，将太原组灰岩分成三个含水组：C 3灰 岩含水组（13 下 灰）、C 3灰岩含水组（4 9 灰）、C 3灰岩含水组 （1012 灰）。 C3灰岩含水 组为 1 煤层底板直接充水含水层，厚度 29.55m35.0m，平均厚度 32.27m，上距
32、1 煤底板平均 19.1m，根据区内 补勘钻孔抽水试验资料，C 3组灰岩含水组单 位涌水量 q=0.0004340.00229L/(s.m)、渗透系数 0.00120.00972m/d，弱富水性。 C3 灰岩含水组厚度 22.4839.50m，平均 27.59m 水位标高+7.25m，单 位涌水量 q=0.00064L/(s.m)，渗透系数 K=0.0019m/d，弱富水性。C 3灰 岩含水组厚度 16.0021.77m，平均 18.98,水位 标高+4.96+7.62m，单位 涌水量 q=0.00110.00677L/(s.m)，渗透系数 K=0.00560.017m/d,弱富 水性。 奥陶
33、系灰岩岩溶裂隙含水层组：据本区内揭露奥灰钻孔资料，奥灰 12 厚度 65.43m68.85m，平均厚度 67.14m，根据区内 补勘钻孔抽水试验资 料，单位涌水量 q=0.0004580.000701L/(s.m)、渗透系数 0.000630.000966m/d ，弱富水性。 2.2.3.2 采区边界条件分析 F109 断层为 南一采区南 边界，F104 F104-1 断层组为南一采区北 边界，灰岩露头由平均厚 446.8m 的新生界松散 层覆盖，其中中部、下部 隔水层分布稳定，平均厚度 67m，岩性以粘土及砂质粘土为主，隔水性好， 下部含水层仅发育透镜状砂层，单位涌水量 q=0.00485L
34、/(s.m)，弱富水性； 底部“ 红层”呈片状分布， 单位涌水量 q=0.00161L/(s.m)，弱富水性。因此， 南一 1 煤采区由南北边界断层及上覆厚层粘土隔水层，形成了独立的边 界封闭的水文地质单元，正常条件下，即在无构造沟通深部奥灰水情况 下，太原组 灰岩水补给条件差。 2.2.3.3 充水因素分析 采区内新生界松散层底部发育稳定的中部隔水层，可阻隔中含下段 含水层与下部含水层间的水力联系；下部含水层仅局部发育透镜状砂层， 根据补勘钻孔抽水资料单位涌水量 q=0.00485L/(s.m),弱富水性；下部隔 水层发育稳定，可阻隔下部含水层与底部“红层 ”间的水力联系；“红层” 由 砾石
35、及粘土组成，单位涌水量 q=0.001720.0288L/(s.m)，弱富水性，正 常情况下不会对矿井开采构成充水威胁。 煤系地层的砂岩含水组之间多以泥质岩类隔水层间隔，根据本矿及 附近矿井生产实际，二叠系煤层顶板砂岩总体上含水小、富水性弱，以静 储量为主。但煤系砂岩富水性取决于砂岩厚度、裂隙发育程度，局部岩层 裂隙发育段及断层影响范围内可能存在相对富水区，掘进巷道及工作面 在岩层裂隙发育段及断层影响范围内施工期间，可能会出现顶板淋水或 较大涌水现象。 13 本区 1 煤底板与 C31 灰岩顶板间距 14.625.35m，平均间距 19.1m， 一般情况下掘进过程中不会引起底板灰岩出水。但是断
36、层等构造将会使 1 煤底板的隔水岩柱强度降低而破裂，引起底鼓等。浅部太原组灰岩溶隙 较为发育，可能受深部灰岩水侧向补给。C 3组灰岩水是 1 煤层开采的 直接充水水源。 奥灰与太原组间发育有泥岩、砂质泥岩等隔水地层，一般不会对 1 煤层开采构成直接充水影响。但在有构造沟通情况下，下部奥灰水与太 灰间存在着直接的水力联系。 2.2.4 采区涌水量预计 （1）二叠系砂岩裂隙水采用生产矿井比拟法进行预计 公式： 已 采 预已 采预已 采预 SFQ 本矿南一（11-2）采区面积 3.05km2，采区下限标高-578m，生产期间 正常涌水量 32m3/h，最大涌水量 84m3/h，根据与南一（11-2
37、）采区实测资 料类比，本采区二叠系砂岩裂隙水正常涌水量 35m3/h，最大涌水量 90m3/h。 （2）太原组灰岩水采用地下水动力学公式法进行预计 公式： 0 73.LgrRKMsQ 式中 K=0.199m/d；M=21m；S=620m；r0=0.59a=2.36m，a=4m；R0=10s =2765.7m；R= r0+ R0=2768.1m。将各值带入公式计算得出太原组灰K 岩涌水量 96m3/h。 根据二叠系砂岩裂隙水及太原组灰岩水涌水量预计结果，南一 1 煤 采区正常涌水量 131m3/h，最大涌水量 186m3/h。 14 3 南一 1 煤采区开采底板灰岩水文地质条件补勘与岩溶水害防治
38、原方案 设计工程布置、工程量及完成工程量 3.1 原变更方案设计工程布置及工程量 （1）13121 上 胶带机顺槽底抽巷、13421 上 胶带机顺槽底抽巷及联巷兼 作疏放水巷道。 （2）井下定向顺层长钻孔布置方案是以长钻孔单孔孔深 600m650m、孔 间距 50m、工作面外 侧探查范围 30m 为原则。总计布置 长钻孔 63 个、分支钻孔 4 个，计 67 个钻孔，总工程量 36670m，工作量 5721 万元。 （3）常规疏放水钻孔及灰岩前探钻孔共设计 143 个，总工程量 21580m，工作量 1187 万元。灰岩常规短钻孔前探布置 4 个：一个顺巷道 方位及层位施工；2 个向巷道左右侧
39、下方施工、终孔层位 C35 灰岩；第四 个顺巷道方位、向巷道前下方施工，终孔层位 C35 灰岩。 13121 上 胶带机顺槽底抽巷：每 60m 布置一对钻场，每个钻场内设 计 2 个疏放水钻孔，单孔深度 220m，计 47 个钻孔，工程量 8940m。 南一 1 煤采区放水巷：每 60m 布置一对钻场，灰岩前探钻孔每茬 4 个，单孔深度 150m，前探钻孔计 40 个，工程量 6000m。C3I 组灰岩测压 孔 4 个，总 工程量 480m，C3II 组灰岩测压孔 2 个，总工程量 160m，C3 组灰岩测压孔 2 个，总工程量 160m。总计 48 个钻孔，总工程量 6800m。 13421 上 胶带机顺槽底抽巷左侧联巷：前探钻孔采用常规钻孔。联巷 前探孔每 60m 布置一对钻场，灰岩前探钻孔每茬 4 个，单孔深度 160m， 计 20 个，工程量 320
