山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司賀西煤礦

3407工作面回采地質(zhì)說明書

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3407工作面回采地質(zhì)說明書

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一、工作面概況

3407工作面位于三采區(qū)西翼,，地面標(biāo)高為938.1—1066米，兩者最小相對(duì)高差127.9米。地表溝谷縱橫，黃土殘存于山坡及山頂，植被較少。3407工作面西北部是金家莊煤礦及3311工作面（采空區(qū)），東南為康者新村、獨(dú)胡峁保安煤柱及實(shí)體煤。3407工作面所采煤層為山西組3#煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，厚度平均1.8米，工作面煤層底板標(biāo)高為565.5—610米。3407工作面走向長(zhǎng)（運(yùn)巷1219米，材巷1256米），傾向?qū)?70米、62.4米，面積為153640.92㎡，平均煤厚1.8米，工業(yè)儲(chǔ)量384408.7噸，可采儲(chǔ)量365188.3噸。停采線分別設(shè)計(jì)在運(yùn)輸巷Y6測(cè)點(diǎn)前7.8米及材料巷C3測(cè)點(diǎn)前39.7米處。

二、工作面地質(zhì)情況

（一）井田揭露地層

本井田地層層序由老至新為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組、奧陶系中統(tǒng)峰峰組、石炭系中統(tǒng)本溪組、石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、二疊系下統(tǒng)下石盒子組、二疊系上統(tǒng)上石盒子組、第四系中、上更新統(tǒng)。井田內(nèi)只出露上、下石盒子組、山西組、太原組地層。

現(xiàn)結(jié)合鉆孔資料和地面地質(zhì)資料由老至新簡(jiǎn)述如下：

1.奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2s）

下部巖性為灰黃、灰白色礫狀白云質(zhì)泥灰?guī)r夾薄層泥灰?guī)r；中部為青灰、灰黑色白云質(zhì)豹皮狀灰?guī)r，夾白云質(zhì)灰?guī)r及少許白云巖；上部為灰、深灰色厚層狀石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及豹皮灰?guī)r，夾白云質(zhì)泥

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灰?guī)r及少許泥質(zhì)白云巖，厚253.60m。

2.奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）

中、下部巖性多為淺灰、灰白色泥灰?guī)r，夾薄層狀白云質(zhì)灰?guī)r及鋁土質(zhì)泥巖，含不穩(wěn)定的似層狀—透鏡狀細(xì)晶石膏層2-3層。上部巖性為中厚層—巨厚層狀灰白、深灰色微晶石灰?guī)r、夾薄層黑灰色泥灰?guī)r白云質(zhì)灰?guī)r。變形層里及巖溶較發(fā)育。本組厚約135m左右。

3.石炭系（C）

（1）中石炭統(tǒng)本溪組（C2b）

厚22.85～37.56m。平行不整合于奧陶系灰?guī)r之上。本組地層由灰色、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及石灰?guī)r組成。底部為鋁質(zhì)泥巖多呈團(tuán)塊，常與黃鐵礦結(jié)核共生。

（2）上石炭統(tǒng)太原組（C3t）

連續(xù)沉積于本溪組之上，以石英砂巖k1為底界，k3砂巖為頂界。平均厚80.08m，為本礦區(qū)主要含煤地層之一，巖性由灰黑色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、淺灰、灰白色砂巖，3層深灰色石灰?guī)r以及5層煤組成。

4.二疊系（P）

（1）山西組（P1s）

以k3砂巖底為下界，厚度52.22—77.43m，平均70.58m。為井田內(nèi)主要含煤地層之一，連續(xù)沉積于太原組之上。巖性主要由灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖，灰白色中－粗粒砂巖組成。含煤3層。

（2）下石盒子組（P1x）

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連續(xù)沉積于山西組之上。以k4砂巖底為下界，k6砂巖底為上界，厚65.00～110.45m，平均厚85.99m。

（3）上石盒子組（P2s）

連續(xù)沉積于下石盒子組之上。以k6砂巖底為底界，k8砂巖底為上界，厚106.45～394.40m，平均厚268.75m。巖性主要由灰色、紫綠色、紫色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。

（4）石千峰組（P2sh）

底部k8砂巖以連續(xù)沉積于上石盒子組之上。巖性為紅-磚紅色砂質(zhì)泥巖、泥巖與砂巖互層，本組地層僅在井田西南部溝谷中有所出露，出露厚度不超過50米。

5.上第三系（N）

上新統(tǒng)（N2）：溝谷多有出露。角度不整合于下伏基巖地層之上，

以紅色、棕紅色粘土為主，夾鈣質(zhì)結(jié)核層，底部常為膠結(jié)松散的礫巖。厚約20.65m。

6.第四系（Q2＋3）

以不整合覆蓋于基巖之上。大多分布于山頂和山坡處，井田內(nèi)分布較廣。

中更新統(tǒng)（Q2）：由紅棕色、紅黃色黃土狀亞砂土及亞粘土組成，

并含有鈣質(zhì)結(jié)核。厚2.50～63.00m。

上更新統(tǒng)（Q3）：為淺黃、黃灰色亞砂土或細(xì)粉砂土，孔隙度大，

垂直節(jié)理發(fā)育，底部含鈣質(zhì)結(jié)核。厚0.00～10.00m。

（二）煤層產(chǎn)狀及煤質(zhì)

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本工作面開采山西組3#煤層，根據(jù)鉆探資料及井下實(shí)測(cè)資料，該工作面地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,基本為一單斜構(gòu)造，及次一級(jí)的褶皺構(gòu)造。地層傾向南西，傾角4°— 8°，平均6°，煤層厚度平均為1.8米，容重1.39t/m3。3#、4#煤層層間距約為14.5米左右。

3號(hào)煤層煤質(zhì)分析表

根據(jù)《中國煤炭分類》（GB/T 5751-2009）和《煤炭質(zhì)量分級(jí) 第1部分：灰分》（GB/T 15224.1-2004）、《煤炭質(zhì)量分級(jí) 第2部分：硫分》（GB/T 15224.2-2004）及《煤炭質(zhì)量分級(jí) 第3部分：發(fā)熱量》（GB/T 15224.3-2004）標(biāo)準(zhǔn)，按照動(dòng)力煤原煤標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)，3號(hào)煤為特低灰-高灰、特低硫－中硫、特低磷－高磷分、低熱值-特高熱值之瘦煤（SM）、焦煤（JM）。

（三）工作面構(gòu)造

本工作面地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,基本呈一傾向南西的單斜構(gòu)造，傾角4—8°。3407材料巷C8點(diǎn)前42米，有一條傾向150°傾角50°，落差為1米的正斷層。

（四）巖漿侵入、河流沖刷對(duì)煤層的影響

根據(jù)現(xiàn)有資料表明，無巖漿侵入煤層及河流沖刷煤層，故對(duì)該工作面不造成影響。

三、水文地質(zhì)情況

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（一）地面水文地質(zhì)情況

3407工作面西北部為金家莊煤礦，東南為康者村.地表標(biāo)高938.1—1066米，地面內(nèi)溝谷眾多，黃土殘存于山坡及山頂，植被少，水土流失嚴(yán)重。3407工作面地表北部有2條季節(jié)性河流和一水庫，3#煤頂板砂巖裂隙水主要是接受大氣降水補(bǔ)給和季節(jié)性河流徑流補(bǔ)給。根據(jù)對(duì)采掘區(qū)域地表進(jìn)行調(diào)查，地表沒有發(fā)現(xiàn)可能形成積水的區(qū)域，季節(jié)性河流沒有發(fā)現(xiàn)明顯的滲水點(diǎn)，對(duì)井下開采的影響較小。

（二）井下水文地質(zhì)情況

在3407工作面回采過程中主要受到的水患威脅有地表水、頂板砂巖裂隙水、承壓巖溶裂隙水、采空區(qū)積水。

1.地表水和頂板砂巖裂隙水

地表水主要為大氣降水和地表的季節(jié)性河流，根據(jù)調(diào)查工作面地表沒有積水區(qū)域，季節(jié)性河流未發(fā)現(xiàn)有滲漏的情況。

根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》對(duì)砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、頁巖等巖層在礦山壓力和自重壓力作用下，冒落帶和裂隙帶高度的計(jì)算公式為：

H?100M?5.1 3.3n?3.8

M：累計(jì)采高，m； n:煤層分層層數(shù)；

即開采3#煤層頂板的冒落帶和裂隙帶高度為：

H?100?2.05?5.1?33.97m 3.3?1?3.8

根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》中計(jì)算冒裂帶方法，開采3#煤冒落帶計(jì)算公式為：

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M

(Ks?1)?cos?

h2?（2～3）h1h1?

h1:頂板冒落帶高度；

M：礦層的采厚或厚度；

?：礦層傾角；

h2：頂板冒裂帶高度；

Ks:巖石碎脹系數(shù)；

根據(jù)資料3#煤厚度取最大值2.05米，巖石碎脹系數(shù)取1.3 2.05?6.86m即 (1.3?1)?cos5?

h2?3?h1?20.58mh1?

合計(jì)h=h1+h2=4.1+12.3=27.44m

以上兩種方法計(jì)算的冒裂帶高度分別為33.97m和27.44m，工作面最小開采深度約為372米，因此地表水對(duì)工作面回采幾乎沒有影響。3 #煤層頂板砂巖含水層與煤層的距離平均在14米左右，冒裂帶高度可以導(dǎo)通含水層，但由于砂巖含水層富水性較弱，對(duì)工作面回采影響較弱，突水危險(xiǎn)性較小。

2.承壓巖溶裂隙水：主要為太原組灰?guī)r水和奧陶系灰?guī)r水。

（1）太原組灰?guī)r含水層是以L1—L5灰?guī)r含水層組成的，厚度平均約30米，區(qū)內(nèi)平均水位為799.20米，3#煤層底板標(biāo)高565.5—610米，底板所承受的水頭壓力為2.34—2.78MPa，隔水層厚度平均為49米，有效隔水層厚度45米。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》計(jì)算突水系數(shù)：

Tmax=P/M=2.34/45=0.05MPa/m

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Tmin=P/M=2.78/45=0.06MPa/m

T：突水系數(shù)；P：煤層底板承受水壓；M：底板隔水層厚度

據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，該區(qū)域太灰水的突水系數(shù)T值小于《煤礦防治水規(guī)定》中正常塊段的臨界值0.1 MPa/m，等于底板受構(gòu)造破壞塊段的臨界值0.06Mpa/m，通過對(duì)工作面內(nèi)部用瞬變電磁儀和坑透儀進(jìn)行探測(cè)及對(duì)工作面的精查鉆孔資料進(jìn)行分析，未發(fā)現(xiàn)可能造成導(dǎo)水的構(gòu)造。因此在3407工作面回采時(shí)受太灰水的突水危險(xiǎn)性較小。

（2）奧陶系灰?guī)r含水層是重要的含水層，區(qū)內(nèi)奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙水水位標(biāo)高802米左右，上距3#煤層約152米，開采3#煤層所承受的水壓為3.44—3.88Mpa，根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》計(jì)算突水系數(shù)：

Tmin=P/M=3.44/152=0.022MPa/m

Tmin=P/M=3.88/152=0.025MPa/m

式中: T—突水系數(shù)；

P—煤層承受的水壓，最小取3.44MPa、最大取3.88 MPa；

M—底板隔水厚度，取152米（注：以上數(shù)據(jù)參照HX11鉆孔資料） 綜上所述：0.022MPa/m≤T≤0.025MPa/m；

據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，該區(qū)域奧灰水的突水系數(shù)T值遠(yuǎn)小于《煤礦防治水規(guī)定》中正常塊段的臨界值0.1 MPa/m，也同樣小于底板受構(gòu)造破壞塊段的臨界值0.06Mpa/m，因此在3407工作面回采時(shí)受奧灰水的突水危險(xiǎn)性較小。

（3）老空水：3407工作面北部為3311工作面采空區(qū)，3311采空區(qū)積水在3407材料巷掘進(jìn)過程中已疏放完畢。

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四、其它開采技術(shù)條件

1. 煤層頂?shù)装?/p>

2.瓦斯

本礦井屬高瓦斯礦井，該工作面預(yù)計(jì)瓦斯絕對(duì)涌出1.65m3/min。3407工作面主要采用本煤層與穿層瓦斯抽采方法，對(duì)工作面的瓦斯進(jìn)行綜合治理。該工作面瓦斯抽采系統(tǒng)完善，瓦斯抽采方法選擇合理，分源抽采系統(tǒng)完善合理，抽采管路鋪設(shè)符合標(biāo)準(zhǔn)要求并安設(shè)了在線監(jiān)測(cè)裝置，瓦斯抽采參數(shù)觀測(cè)設(shè)施、牌板設(shè)置齊全，瓦斯抽采基本指標(biāo)符合AQ1026-2006規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

3.煤塵、煤層自燃及地溫

煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。煤層自燃等級(jí)為III類不易自燃。屬地溫、地壓正常區(qū)。

4.工作面精查工作：

對(duì)工作面進(jìn)行了無線電坑透儀探測(cè)、瞬變電磁儀探測(cè)，經(jīng)瓦斯抽放孔異常區(qū)驗(yàn)證，沒有揭露導(dǎo)水構(gòu)造。

5. 水害防治措施

（1）堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有掘必探，先探后掘，先治后采”的方針，

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對(duì)可疑地段進(jìn)行探放水。

（2）發(fā)現(xiàn)透水情況必須停止作業(yè)，撤退工作面人員，到達(dá)安全地點(diǎn)后，并向調(diào)度室報(bào)告，由調(diào)度室通知相關(guān)人員，采取措施處理。 （3）經(jīng)常清挖井下水倉，保證水倉有足夠的容量。 （4）配備足夠的排水設(shè)施，并確保能正常使用。