山西汾西礦業(yè)（集團）有限責任公司賀西煤礦

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,，地面標高為938.1—1066米，兩者最小相對高差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、獨胡峁保安煤柱及實體煤。3407工作面所采煤層為山西組3#煤層，煤層結構簡單，厚度平均1.8米，工作面煤層底板標高為565.5—610米。3407工作面走向長（運巷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)儲量384408.7噸，可采儲量365188.3噸。停采線分別設計在運輸巷Y6測點前7.8米及材料巷C3測點前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)結合鉆孔資料和地面地質(zhì)資料由老至新簡述如下：

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)泥巖多呈團塊，常與黃鐵礦結核共生。

（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)結核層，底部常為膠結松散的礫巖。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)結核。厚2.50～63.00m。

上更新統(tǒng)（Q3）：為淺黃、黃灰色亞砂土或細粉砂土，孔隙度大，

垂直節(jié)理發(fā)育，底部含鈣質(zhì)結核。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)鉆探資料及井下實測資料，該工作面地質(zhì)構造簡單,基本為一單斜構造，及次一級的褶皺構造。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 第1部分：灰分》（GB/T 15224.1-2004）、《煤炭質(zhì)量分級 第2部分：硫分》（GB/T 15224.2-2004）及《煤炭質(zhì)量分級 第3部分：發(fā)熱量》（GB/T 15224.3-2004）標準，按照動力煤原煤標準進行質(zhì)量分級，3號煤為特低灰-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）工作面構造

本工作面地質(zhì)構造簡單,基本呈一傾向南西的單斜構造，傾角4—8°。3407材料巷C8點前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給和季節(jié)性河流徑流補給。根據(jù)對采掘區(qū)域地表進行調(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，對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算公式為：

H?100M?5.1 3.3n?3.8

M：累計采高，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與壓煤開采規(guī)程》中計算冒裂帶方法，開采3#煤冒落帶計算公式為：

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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h=h1+h2=4.1+12.3=27.44m

以上兩種方法計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，冒裂帶高度可以導通含水層，但由于砂巖含水層富水性較弱，對工作面回采影響較弱，突水危險性較小。

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)以上計算結果，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，等于底板受構造破壞塊段的臨界值0.06Mpa/m，通過對工作面內(nèi)部用瞬變電磁儀和坑透儀進行探測及對工作面的精查鉆孔資料進行分析，未發(fā)現(xiàn)可能造成導水的構造。因此在3407工作面回采時受太灰水的突水危險性較小。

（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)以上計算結果，該區(qū)域奧灰水的突水系數(shù)T值遠小于《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造破壞塊段的臨界值0.06Mpa/m，因此在3407工作面回采時受奧灰水的突水危險性較小。

（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材料巷掘進過程中已疏放完畢。

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四、其它開采技術條件

1. 煤層頂?shù)装?/p>

2.瓦斯

本礦井屬高瓦斯礦井，該工作面預計瓦斯絕對涌出1.65m3/min。3407工作面主要采用本煤層與穿層瓦斯抽采方法，對工作面的瓦斯進行綜合治理。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，抽采管路鋪設符合標準要求并安設了在線監(jiān)測裝置，瓦斯抽采參數(shù)觀測設施、牌板設置齊全，瓦斯抽采基本指標符合AQ1026-2006規(guī)定的標準要求，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

3.煤塵、煤層自燃及地溫

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

4.工作面精查工作：

對工作面進行了無線電坑透儀探測、瞬變電磁儀探測，經(jīng)瓦斯抽放孔異常區(qū)驗證，沒有揭露導水構造。

5. 水害防治措施

（1）堅持“預測預報，有掘必探，先探后掘，先治后采”的方針，

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對可疑地段進行探放水。

（2）發(fā)現(xiàn)透水情況必須停止作業(yè)，撤退工作面人員，到達安全地點后，并向調(diào)度室報告，由調(diào)度室通知相關人員，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）配備足夠的排水設施，并確保能正常使用。