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徐州矿务集团旗山煤矿矿井隐蔽致灾因素普查报告 徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 隐蔽致灾地质因素普查报告 (2015年)       提交单位:徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 提交日期:二〇一五年六月 徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 隐蔽致灾地质因素普查报告 (2015年) 矿井 所在地:江苏省徐州市贾汪区 矿 井 名 称:徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 提 交 单 位:徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 提 交 时 间:2015年6月 报告编制单位:徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 报 告 主 编:XXX 编 制 人 员:XXX 审      核:XXX 总 工 程 师...

徐州矿务集团旗山煤矿矿井隐蔽致灾因素普查报告
徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 隐蔽致灾地质因素普查报告 (2015年)       提交单位:徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 提交日期:二〇一五年六月 徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 隐蔽致灾地质因素普查报告 (2015年) 矿井 所在地:江苏省徐州市贾汪区 矿 井 名 称:徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 提 交 单 位:徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 提 交 时 间:2015年6月 报告编制单位:徐州矿务集团有限公司旗山煤矿 报 告 主 编:XXX 编 制 人 员:XXX 审      核:XXX 总 工 程 师:XXX 矿      长:XXX 摘  要 根据《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》(国办发[2013]99号)和《省政府办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的实施意见》(苏政办发〔2014〕56号)的要求,成立了由总工程师任组长,地测副总、安全副总任副组长,组织地测、通风、防冲等专业技术人员参与的隐蔽致灾普查小组,根据矿井实际,对全矿井进行了隐蔽致灾因素自检自查工作,并编制了《徐州矿务集团有限公司旗山煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告(2015年)》。 旗山煤矿的隐蔽致灾因素主要有采空区、封闭不良钻孔、地质构造、含水层、导水裂隙带、冲击地压、煤层自燃等,总体可控。其中冲击地压、周边煤矿老空水对煤矿安全生产影响较大,应成为今后生产过程中的防治重点,做好实时监测,超前预警工作。 《徐州矿务集团有限公司旗山煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告(2015年)》的编制、评审相关材料符合现行规定,可做为矿井安全长效生产的地质依据。 目  录 1概况    1 1.1项目来源    1 1.2编制隐蔽致灾因素报告的目的、任务和依据    1 1.3矿井位置、交通及矿区范围    2 1.4以往地质工作简介及质量评述    3 1.5矿井生产建设情况    13 1.6本次工作情况    14 2矿井地质特征    15 2.1地层    15 2.2主采煤层    16 2.3 地质构造及其他地质现象    17 3矿井水文地质特征    19 3.1区域水文地质概况    19 3.2矿井水文地质条件    19 4其他开采技术条件    22 4.1 瓦斯地质    22 4.2 工程地质    22 4.3 其他开采技术条件    22 5矿井隐蔽致灾因素普查    24 5.1采空区致灾因素普查    24 5.2自然灾害普查    27 5.3封闭不良钻孔致灾因素普查    27 5.4矿井地质构造致灾因素普查    31 5.5矿井含水体致灾因素普查    33 5.6矿井瓦斯致灾因素普查    36 5.7导水裂缝带致灾因素普查    37 5.8矿井冲击地压致灾因素普查    39 5.9 其他隐蔽致灾因素普查    40 6 矿井隐蔽灾害防治措施    42 7 结论及建议    49 附图: 顺序号 图号 图名 比例尺 1 1-1 徐州矿务集团有限公司旗山煤矿1、3煤采掘工程平面图 1:5000 2 1-2 徐州矿务集团有限公司旗山煤矿9煤采掘工程平面图 1:2000 3 2-1 徐州矿务集团有限公司旗山煤矿1、3煤充水性图 1:5000 4 2-2 徐州矿务集团有限公司旗山煤矿9煤充水性图 1:2000 1概况 1.1项目来源 根据《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》(国办发[2013]99号)和《省政府办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的实施意见》(苏政办发〔2014〕56号)的要求“强制查明隐蔽致灾因素。加强煤炭地质勘查管理,勘查程度达不到规范要求的,不得为其划定矿区范围。加强建设、生产期间地质勘查,查明井田范围内的瓦斯、水、火等隐蔽致灾因素,未查明的必须综合运用物探、钻探等勘查技术进行补充勘查,否则一律不得继续建设生产。建立隐蔽致灾因素普查治理机制。徐州市人民政府要加强矿区水害普查治理,对每个煤矿的老空区积水划定警戒线和禁采线,落实和完善预防性保障措施。煤矿企业要制定年度瓦斯、水、火等隐蔽致灾因素普查计划并认真组织实施。”本次报告的目的是对旗山煤矿进行隐蔽致灾因素自检自查工作,并将自查情况编制成《徐州矿务集团有限公司旗山煤矿隐蔽致灾地质因素普查报告》,并提出相应的防治措施,有效预防煤矿事故,保障煤矿安全。 1.2编制隐蔽致灾因素报告的目的、任务和依据 本次报告目的:通过对旗山煤矿的采空区、封闭不良钻孔、断层、裂隙、褶曲、陷落柱、瓦斯富集区、井下火区、导水裂缝带、地下含水体等隐蔽致灾地质因素进行普查,明确旗山煤矿的主要隐蔽灾害因素并编制相关处理措施,有效预防煤矿事故,保障煤矿安全。 主要任务: 1、查明采空区分布、形成时间、范围、积水状况、自然发火情况和有害气体等,建立煤矿和周边采空区相关资料台账; 2、收集废弃老窑(井筒)闭坑时间、开采煤层、范围,是否开采煤柱和充填情况等资料。井田内及周边施工的所有钻孔都要标注在图上,分析每个钻孔封孔的质量。建立井田内废弃老窑(井筒)、水源井、封闭不良钻孔台账; 3、查明矿井边界断层和井田内落差大于5m的断层,查明矿井内主要褶曲形态,收集矿井裂隙发育资料、总结规律,编制煤矿构造纲要图; 4、查明矿井内直径大于30m的陷落柱,主要包括陷落柱发育形态、岩性、周边裂隙发育程度、导水性等,并提出防范措施和建议; 5、查明煤层厚度、变化规律、煤质和瓦斯含量及赋存状况,系统收集矿井所有的瓦斯资料和地质资料,编制瓦斯地质图,对矿井瓦斯赋存情况进行分区,开展瓦斯防突预测预报工作; 7、查明影响矿井安全开采的水文地质条件,各种含水体的水源、水量、水位、水质和导水通道等,对导水裂隙带进行理论计算,预测煤矿正常和最大涌水量,提出防排水建议; 8、查明火区范围、密闭、气体成分等情况,提出防灭火措施建议; 9、查明古河床冲刷带、天窗等不良地质体普查,并将其标绘在采掘工程平面图上; 10、分析找出矿井的主要隐蔽致灾因素,提出相应的治理工作计划和应采取的综合安全技术措施。 主要依据: 1、《煤矿地质工作规定》(2013年国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局); 2、《煤矿防治水规定》(2009年); 3、《煤矿安全规程》(2010年); 4、《旗山煤矿生产矿井地质报告》; 5、生产过程通风、水文、地测等实际资料。 1.3矿井位置、交通及矿区范围 旗山煤矿位于徐州市东北26千米的贾汪区大吴镇境内,矿区位于贾汪潘家庵含煤盆地的东南部。南至太原组煤层露头,西与原权台煤矿毗邻,北为原韩桥煤矿,东为原董庄煤矿,范围地理座标:东经117º21′46″117º27′41″;北纬34º18′41″34º23′23″。 徐州矿务集团有限公司旗山煤矿现持有中华人民共和国国土资源部颁发的采矿许可证(证号:C1000002011061140113402),有效期限15年零10个月,自2007年3月29日至2023年1月29日。矿区登记面积28.3018km2,开采深度由-7m~-1200m标高,矿区范围共有36个拐点坐标圈定。 矿区内铁路,公路,水路纵横交错,交通甚为便利,206国道贯穿矿区南北,矿区专用铁路在前亭车站与京沪线接轨。京杭运河流经矿区南缘,双楼煤港距矿约2km,并有铁路相通,水路运输可达苏南各地。见交通位置示意图(图1-1)。 图1-1 旗山煤矿交通位置图 1.4以往地质工作简介及质量评述 从上世界50年代开始,旗山煤矿历经数次普查、详查、勘探、补勘等地质工作,编制了各类报告和各种可研报告,取得了相关部门的认可和批准,详述如下(表1-1): (1)1953年贾汪矿务局在潘家庵矿区布置了检查孔,先后见到了厚层砂岩和薄煤,确认该区为含煤地层,到1957年5月止,共施工钻孔180个,总工程量24761.42m,勘查面积11.038km2。1957年6月30日,华东地勘局徐州办事处提交《徐州煤田湖里(旗山)矿区精查地质报告》。并呈报华东煤田勘探局、煤田地质勘探总局审核批准。共获工业储量A+B+C级3100.6万吨(下石盒子组1煤、3煤和山西组9煤),其中A+B级2028.5万吨。 表外储量A+B+C级1611.2万吨(太原组12、17、20、21煤),其中A+B级733.5万吨。矿区储量计算范围,东起董庄矿区Ⅰ勘查线,南以太原组露头为界,西南至大黄山矿区东部的边界线,西北至F15号断层,北以-500m等高线在平面上的投影线为界,面积11.038km2。1煤、3煤和9煤工业储量A+B+C级3324.7万吨作为保有储量。该报告限于当时钻机能力和急待提交建井地质报告,故对本区-500m水平以下的下石盒子组煤层赋存情况未进一步了解。因此,储量计算只计算到-500m以上,且山西组、太原组薄煤层有打丢打薄现象。限于历史条件和技术水平,煤岩层厚度以扶把感觉和实际煤芯长度计算采取率,加之煤岩层松软破碎,采取率较低,故勘查质量较差。 (2)1965年之前本矿区深部沿-500m水平以下由徐州矿务局地质勘探队施工14个钻孔,总工程量为6619.03m。1965~1972年施工了46个钻孔,工程量30246.79m,1974年10月由徐州矿务局地质勘探队编制了《徐州煤田潘家庵勘查区(深部)精查地质报告》。报告中储量计算范围只是潘家安煤田深部,其储量计算边界:东、南、西以原权台、湖里、董庄三个精查勘查储量计算的下限-500m为界,北面以F5号断层为界。同年12月该报告经江苏省燃料化学工业局“苏煤燃地(74)第22号文”批准。此次勘查《报告》基本查明了矿区边界断层,较好的控制了矿区范围内的主要断层和褶曲。下石盒子组3煤的层位、厚度、结构、变化规律、煤的工业牌号、煤质变化等情况已经查明。同时对其它可采煤层和局部可采煤层的赋存情况有进一步的了解。但由于本区多为深孔,岩石比较破碎,岩心采取率一般为50~60%,其中有9个钻孔煤层打丢,12个钻孔煤层打薄,还有3个钻孔煤层打厚。此次报告报批的下石盒子组3煤储量A+B+C1级为19204.00万吨。其中A+B储量14550.1万吨,占总储量75.8%,另外D级(C2)储量4189.7万吨。 (3)由于《潘家庵勘查区(深部)精查地质报告》在7~9线勘查线的董1号断层和F5号断层之间约10km2的三角形地段范围内仅施工12个钻孔,其中还有3个钻孔未达到下石盒子组3煤层位,有2个钻孔未进行测井和测斜,实际有效孔仅7个,勘查程度明显不足。按Ⅰ类Ⅰ型衡量,储量级别均为D(C2)级。为满足潘家庵矿区深部延深改造的需要,徐州矿务局勘探队于1985年3月至1988年12月在该区先后施工补勘钻孔35个,工程量38663.42m。其中甲级钻孔32个,乙级孔2个,甲、乙级孔占97.1%,丙级孔1个。钻孔综合评定质量较好。徐州矿务局地勘队于1988年12月27日提交了“江苏省徐州煤田潘家庵区深部7~9线补充勘查地质报告”,该报告由徐州矿务局以“徐煤局地(1989)312号文”批淮。该报告将该区勘查类型定为Ⅱ类Ⅱ型。通过此次补勘,进一步查明了该区的总体形态和大中型断裂构造,提高了储量级别。 (4)1991年9月由徐州矿务局旗山煤矿提交了《江苏省徐州煤田旗山煤矿矿井地质报告》,本次报告储量计算范围均以1990年底的矿区边界为准。本报告由江苏省煤炭工业总公司组织审查,经“苏煤司基(91)第378号文”批准,获得A+B+C级储量11277.4万吨,其中A+B级储量7676.3万吨,C级储量3601.1万吨。 (5)1996年11月徐州矿务局地质勘探处提交了《江苏省徐州矿务局潘家庵区山西组9煤勘探地质报告》,该报告储量计算边界:西自-330m水平,东至旗山矿区边界,北自F10断层,南至F13断层。资源储量估算的煤层为9煤。该报告由江苏省煤炭工业管理办公室组织审查,经苏煤办基(97)第325号文批准,获得9煤工业储量:A+B+C级3433.7万吨,其中A+B级2019.9万吨,C级1413.8万吨。 (6)2000年3月煤炭科学研究总院西安分院提交了《徐州矿务集团有限公司旗山煤矿东翼采区高分辨率三维地震勘探成果报告》,此次勘探共控制查明断点984个,组合断层65个。控制了1、3、9煤层底板的起伏形态与深度。对1、3煤的间距变化进行了一定程度的研究,并对1、3、9煤层的厚度进行了计算。 (7)2002年徐州矿务集团有限公司旗山煤矿提交了《江苏省徐州矿务集团旗山煤矿矿井地质报告》,此次报告储量计算范围以采矿许可证为准。该报告由徐州矿务集团有限公司组织评审,经徐矿司(2002)199号文批准,获得资源储量10258.4万吨,其中表内储量9620.0万吨,表外储量638.4万吨。 (8)2003年由徐州矿务集团有限公司提交了《江苏省徐州煤田旗山煤矿资源储量复核报告》,报告中储量计算范围:以采矿许可证(1000000020101)登记范围为准,对矿区内可采的1、3、9、17、20、21煤全部进行计算,范围-20~-1200m,该报告由国土资源部矿产资源储量评审中心组织评审,经国土资储备字[2003]123号文批准,截至2003年6月30日总保有资源储量为9855.1万吨,其中能利用储量8235.4万吨,暂不能利用储量1619.7万吨。 (9)2007年由江苏煤炭地质勘探研究所提交了《江苏省徐州煤田旗山煤矿资源储量核实报告》,报告中储量计算范围:以采矿许可证(1000000720038)登记范围为准,对矿区内可采的1、3、9煤进行计算,范围-20~-1200m,该报告由江苏省国土资源厅矿产资源储量评审中心组织评审,经苏国土资储备字[2008]26号文批准,截至2006年12月31日总保有资源储量为8647.8万吨,其中(111b)4178.7万吨,(122b)1900.7万吨,(331)405.3万吨,(332)174.2万吨,(333)1988.9万吨。 (10)2009年5月由长城基础工程有限公司提交了《徐州矿务集团旗山煤矿W-6断层以东9煤补充勘探地质报告》,此次井下地质补充勘探范围是根据矿方的要求圈定的,西起W-6断层,南以-700东翼轨道大巷为界,东、北边界至9煤沉缺区边界。走向长约1.8km,倾斜宽约0.5km,总面积0.82km2。井下勘探工作于2008年12月进点施工,至2009年03月12日完成井下全部4个钻孔的施工任务,累计工程量422.23m,与设计钻孔工程量基本相符,达到了设计的要求。钻孔揭露煤层二层,其中:7煤为不可采煤层;9煤见煤点厚度为0.15~3.14m,平均厚度为1.16m,可采系数为0.5,厚度变异系数为103%, 9煤为局部可采煤层。煤层对比可靠,各可采煤层的厚度、结构及其变化规律、可采边界已查明。该报告由徐州矿务集团有限公司组织审查,未向国土资源部门进行备案。该报告提交各类资源/储量 179.14万吨,其中探明的64.22万吨,控制的16.70 万吨,推断的 98.22万吨。 (11)2010年8月由徐州矿务集团有限公司旗山煤矿提交了《徐州矿务集团有限公司旗山煤矿矿井水文地质类型划分报告》,报告的主要成果是依据《煤矿防治水规定》第十一条的评定原则,将旗山煤矿水文地质类型评定为复杂型。该报告由徐州矿务集团有限公司组织审查通过。 (12)自2007年至2011年旗山煤矿每年都委托有勘查测量资质的地勘单位对当年开采动用的资源储量进行检测,并提交当年的年度报告,每年的年度报告都由江苏省国土资源厅组织专家评审,评审通过后由江苏省国土资源厅审批备案。 (13)2012年2月江苏长江地质勘察院编制并提交了《江苏省徐州市旗山煤矿煤炭资源储量核实报告》,该报告经国土资矿评储字[2012]125号文评审,国土资储备字[2012]395号备案,截至2011年12月31日,旗山煤矿1、3、9煤层(气煤)共保有资源储量7739.3万吨。其中基础储量(111b)为3643.7万吨,(122b)为1176.9万吨,资源量(331)为949.9万吨,(332)为34.6万吨,( 333)为1934.2万吨。基础储量占保有储量的62%,资源量占保有储量的38%。保有资源储量中包括工业广场保护煤柱431.6万吨;大巷保护煤柱70.5万吨;井田边界防水煤柱7.9万吨;206国道压覆煤炭资源量1308.8万吨。截至2011年12月31日,旗山煤矿累计查明资源储量13453.8万吨。截至2011年12月31日,旗山煤矿历年动用资源量总计5714.5万吨,其中开采量为3868.9万吨,损失量1845.6万吨(采区损失量845.8万吨,其他损失999.8万吨),采区回采率82.1%,全矿井回采率67.7%。 表1-1  旗山煤矿历次地质勘探工作一览表 序号 施工日期 施工单位 勘探范围 完    成    工    作    量 提交成果报告 提交日期 审批情况 钻孔数 (个) 工程量 (m) 抽(注)水段数 其它 1 1957年以前 华东煤田地质勘探局 2-11勘探线,-500m以浅 180 24761.42 2 徐州煤田湖里(旗山)矿区精查地质报告 1957.6 华东煤田勘探局、煤炭地质总局审核批准 2 1957年1972年 徐州矿务局地质勘探队 潘家庵煤田深部 60 36865.82 徐州煤田潘家庵勘查区(深部)精查地质报告 1974.10 1974年12月经江苏省燃料化学工业局“苏煤燃地(74)第22号文”批准 3 1985年1988年 徐州矿务局地质勘探队 79线 (本次报告11线以东) 35 38663.42 徐州煤田潘家庵区深部(79)线补充勘探地质资料 1988.12 1989年徐州矿务局“徐煤局地(1989)312号”文批准 4 1991年 旗山煤矿 地采证字(89)第108号文等批文件 徐州煤田旗山煤矿矿井地质报告 1991 江苏省煤炭工业总公司“苏煤司基(91)第378号文”批准 5 1993年1996年 徐州矿务局地质勘探队 西-330m水平,东至旗山矿界,北自F10断层,南至F13断层 12 13374.46 潘家庵区山西组9煤勘探地质报告 1996.11 江苏煤炭工业管理办公室“苏煤办基(97)第325号”文批准 6 1998年1999年 煤炭科学研究院西安分院 东翼采区 三维地震勘探6.86Km2 旗山煤矿东翼采区高分辨率三维地震勘探成果报告 2000.3 徐州矿务集团有限公司组织验收 7 2002年 旗山煤矿 国土资源部颁发的100000020101号采矿证范围 徐州煤田旗山煤矿矿井地质报告 2002.9 徐州矿务集团有限公司“徐矿司(2002)199号”文批准 8 2003年 徐州长城基础工程有限公司 国土资源部颁发的100000020101号采矿证范围 江苏省徐州煤田旗山煤矿资源储量复核报告 2003.8 国土资源部“国土资储备字[2003]123号”文批准备案 9 2007 江苏煤炭地质勘探研究所 国土资源部颁发的100000720038号采矿证范围 江苏省徐州煤田旗山煤矿资源储量核实报告 2007.12 江苏省国土资源厅“苏国土资储备字[2008]26号”文批准 10 2008年2009年 徐州长城基础工程有限公司 西起W-6断层,南以-700东翼轨道大巷为界,东、北边界至9煤沉缺区边界。 4 (井下) 422.23 旗山煤矿 W-6断层以东9煤补充勘探地质报告 2009.5 徐州矿务集团有限公司组织审查 11 2010年 徐州长城基础工程有限公司 国土资源部颁发的100000720038号采矿证范围 旗山煤矿矿井水文地质类型划分报告 2010.8 徐州矿务集团有限公司“徐矿司[2010]105号”文批准 12 2008年2009年 生产补充勘探 63 14799.08 13 2012 江苏长江地质勘查院 国土资源部颁发的100000720038号采矿证范围 江苏省徐州市旗山煤矿煤炭资源储量核实报告 2012.2 国土资储备字(2012)395号 合计 350(不含井下) 113665.12 其中本次报告利用地面钻孔85个,工程量78662.88 以往完成的专门水文地质研究工作主要有: (1)1997年旗山煤矿与徐州工业学校合作,对9煤开采底板太原组四~六灰突水异常区进行论证,编制了《旗山煤矿9煤底板太原组灰岩富水规律、突水预测及综合防治研究》。 (2)2005年6月煤炭科学研究总院西安分院对旗山煤矿小湖系-850m西二采区轨道及运输大巷底板太原组四~六灰灰岩岩溶富水性进行电法勘探,提交了《旗山煤矿小湖系-850m西二采区轨道及运输大巷底板太原组四~六灰灰岩岩溶富水性电法勘探报告》。 (3)2009年徐矿集团地质勘探工程处对旗山煤矿34207工作面顶板砂岩富水性进行探测,提交了《34207工作面顶板砂岩富水性瞬变电磁法探测报告》。 (4)2013年徐州长城基础工程有限公司对旗山煤矿34102工作面顶板砂岩富水性进行探测,提交了《34102工作面顶板砂岩富水性瞬变电磁法探测报告》。 (5)2013年徐州矿务集团与华北科技学院合作,对权台煤矿老空水位不断上升对旗山煤矿安全生产影响进行评价,编制了《权台煤矿矿井水安全评价及防治技术研究报告》。 建井前的勘探成果探查了-500m以上的下石盒子组煤层;1965年后的深部勘探对井田内的主要断层和褶曲进行了一定的控制;1988年的7~9线的补充勘探资料进一步查明了该区的总体形态和大中型断裂构造,提高了储量级别;1993~1996年的山西组补勘,增加了9煤的工业储量;地震勘探重新评价了矿井的地质构造,为接续采区的设计提供了可靠的地质资料。 综上,1965~2013年,旗山煤矿系统的做了地质勘查工作和矿井地质工作,勘探程度满足建井、生产的要求,矿井地质工作系统扎实有效,取得了大量的基础资料并委托有资质的单位编制了相应的各类地质勘探报告和研究报告。 1.5矿井生产建设情况 旗山煤矿矿井开拓方式为立井多水平开拓。开采方法为单一走向长壁采煤法。矿井采用竖井开拓+皮带运输的开拓方式。 矿井水平有-420m水平、-585m辅助水平和-700m水平、-850m水平,-1000m水平为下山延伸水平。矿井开拓方式为立井多水平皮带下山分区式开拓。当前北主井、北副井及中央风井分别担负主要提升、运输、通风任务。北副井连接-420m和-700m两个水平,风井及北主井分别落底在-585m水平和-420m水平。煤炭经强一皮带上山运至-380m储煤井由北主井提升至地面。受2010年2月6日突水灾害影响,北部风井被封堵停止使用,由中央风井担负整个矿井开采的总回风。 受村庄压煤、煤炭价格及权台老空水不断上升影响,旗山煤矿-850m水平以下区域已停止采掘活动,目前主要回采采区煤柱及边角残煤。 1.6本次工作情况 根据苏煤安办〔2014〕13号文要求,从2015年6月11号开始,旗山煤矿成立了隐蔽致灾因素普查小组。 组  长:总工程师 副组长:地测副总  安全副总    成  员:生产技术部部长  安监部部长  地测部长  通防区长及相关单位技术人员 本次矿井隐蔽致灾因素普查报告编制工作,第一阶段:组织各专业技术人员对井田内及邻近矿井相关地质与水文地质、瓦斯地质及防突防冲相关资料进行了搜集、分析整理;对《矿井地质报告》中有关投入矿井的勘查工作量和质量进行了核查,分析了其达到的勘探程度;并结合已有报告及资料对矿区和井田地层和构造特征、煤层和煤质特征、水文地质、瓦斯地质及其他隐蔽致灾因素进行分析研究。第二阶段:系统进行报告编制、检查整理后,提交了本次矿井隐蔽致灾因素普查报告。第三阶段:报告的评审、修改、提交等。 本次矿井隐蔽致灾地质因素普查,是在结合以往历次地质资料及井下实际生产情况,对采空区、封闭不良钻孔、断层、褶曲、裂隙、陷落柱、瓦斯富集情况、导水裂隙带、地下含水体、井下火区、地温、冲击地压、岩浆岩侵入等现象进行了再分析和再认识,基本包括了矿井井下存在的各种隐蔽致灾地质因素,并对各种致灾因素可能造成的后果及预防措施做了论述。 2矿井地质特征 2.1地层 矿区范围内钻孔所揭露的地层自下而上有奥陶系(O)、石炭系(C)、二叠系(P)、古近系(E)、第四系(Q)等。各地层简要特征如下: (1) 第四系(Q) 由黄色砂土、灰黑色粘土和砂礓、砾石组成一套松散的沉积物,厚度18~40m,平均29m,由南向北逐渐增厚。本系与下伏地层呈不整合接触。 (2) 古近系(E) 以砂砾岩为主,与红棕红色砂泥岩组成。井田内揭露厚度0~220m,分布很不稳定,主要分布在F10断层附近。该系地层与上覆第四系和下伏石千峰组地层均为不整合接触。 (3) 二叠系(P) ① 石千峰组(P2sh):井田内揭露厚度75~570m。上部以棕红色、褐色、灰绿色的杂色泥岩、砂泥岩为主,夹灰绿色中粗粒砂岩组成,胶结松散,层理不清。下部以紫红色中粗粒砂岩为主,常含砾石。夹有薄层杂色泥岩,厚度约70m(俗称上界砂岩),以该层与下伏上石盒子组地层分界,呈整合接触。 ② 上石盒子组(P2s):本组厚380~550m,平均467m。 上段厚约254m,以杂色、灰绿色、紫色泥岩和浅灰色砂岩组成,局部夹有薄煤层。 中段厚约179m,以杂色、灰色泥岩及灰绿灰白色砂岩组成,夹有薄煤层。 下段俗称“奎山砂岩”,厚约34m,以灰绿色褐红色的中粗粒砂岩为主,夹有杂色的泥岩和砂质泥岩。与下伏下石盒子组分界,并呈整合接触。 ③ 下石盒子组(P1x):本组地层厚度为180~210m,平均195m,是本井田的主要含煤地层,发育了本井田主采之3煤和局部可采的1煤。 上段:以杂色、灰色泥岩、灰色砂泥岩、灰灰白色砂岩组成。本段内夹有不稳定薄煤层和炭质泥岩,厚度约100m。 下段:以灰色、深灰色泥岩和砂质泥岩、灰灰白色砂岩和煤组成厚度约100m。 本段中部含煤35层,其中3煤全区可采,1煤局部可采。底部为灰绿灰白色粗粒砂岩,厚度 7~20m,夹13层0.3~0.6m的砾石层,俗称“分界砂岩”,与下伏山西组地层呈整合接触。 ④ 山西组(P1s):本组厚120~140m,平均130m,上部以杂色、灰灰绿色泥岩,灰白、灰绿石英砂岩及砂泥岩互层组成,局部含薄煤层12层(5、6 煤),均不可采。中下部以灰白色砂岩和砂泥岩互层组成,含煤三层(7、8、9煤),其中7煤有零星可采点,9煤在中深部可采。底部为深灰色泥岩,结构致密,质细而均匀。含黄铁矿、钙质结核及少量动物化石,属浅海相沉积,该层厚度6~20m,其底面与太原组地层呈整合接触。 (4) 石炭系(C) ① 太原组(C2t):本组地层 140~160m,平均150m,为海陆交替相沉积。以13层石灰岩和泥岩、砂质泥岩、砂岩以及12层薄煤等交互出现。该组与下伏本溪组呈整合接触。 ② 本溪组(C2b):本井田无揭露,据邻区资料,上部为灰白色层状石灰岩,含星点状黄铁矿晶粒,间杂灰绿色泥岩。徐州东部矿区仅在贾汪泉旺头有出露,故又名“泉旺头”灰岩,厚 度20~60m,平均 40m。中部为铝土质页岩,灰绿色,节理面有棕黄色,可作为地层标志。厚度15m。下部是紫红色铁质页岩,呈层状和鸡窝状,厚度不均,4~12m,呈假整合覆盖于中奥陶统地层之上。 (5) 奥陶系(O) 本井田无钻孔揭露,据邻区资料,该组以灰粉紫色白云质灰岩组成,厚度30~110m,是石炭二迭煤系地层的沉积基底。 2.2主采煤层 (1) 下石盒子组1煤 该煤层煤厚及与3煤的层间距变化较大依照开采实际,结合勘查资料,将8勘查线以西划为1、3煤合层区,定名3煤。8勘查线以东,1、3煤的层间距为增大趋势,P186孔最大达17.34m(深部少数钻孔也有合层现象),从整个趋势看,随着向东1、3煤间距增大,1煤出现变薄,并有沉缺现象。该煤层大部分可采点分布在8勘查线以东(以西为合层区),其可采范围占总面积的36.3%。煤厚 0.29~3.74m,平均1.64m,煤层结构简单。1煤层属大部分可采较稳定中厚煤层。 (2) 下石盒子组3煤 该煤层为本矿的主采煤层,局部地段底部有透镜体夹矸,结构简单。从全矿区看,第8勘查线以西已经基本开采完毕,结合实际开采揭露,未发现沉积缺失,煤层厚度0.92~6.65m,平均3.5 m,为稳定煤层。8勘查线以东未采区62个穿层钻孔中,有53个见煤点,其中可采点47个,不可采点6个,断缺点9个,煤厚0.34~5.67m,平均2.29m,夹矸大都为1层,少数2层,结果简单。煤层厚度变异系数r=54.4%,煤层可采性指数Km=0.89。3煤层在8勘查线以东属大部分可采稳定厚煤层,在8勘查线以西属大部分可采较稳定中厚煤层。 (3) 山西组9煤 本区内9煤可采点主要分布于9线以西的中深部,沉缺点则集中在勘查区的边部,在可采区59勘查线之间29个穿层钻孔中,有25个见煤点,其中可采点20个,不可采点5个,断缺点4个,见煤点两极厚度0.15~3.14m,平均1.61m,见煤点煤层没有夹矸,结构简单。煤层厚度变异系数r=50.1%,煤层可采性指数Km=0.80。9煤属大部分可采的较稳定中厚煤层。 2.3 地质构造及其他地质现象 (1)褶皱:井田内褶皱较少,且较宽缓,地层产状除南部露头部位较陡外,多在25°以下,在井田西部,三个褶曲连续发育,大吴背斜夹在两个向斜之间,规模较小,随着两个向斜轴向东延展, 后期形成的不牢河向斜虽然对北部向斜进行改造,但北部向斜依然保持完整。 (2)断层:井田内大中型断层33条,井田由于历经两期或两期以上的构造运动,在井田东部两期地质构造大角度横跨复合,使得向斜叠加,叠加处地层下凹,大中型断层相互交叉切割,形成地堑、地垒,其构造形成次序已基本清楚。从整个井田大中型构造展布来看,8线以东发育大中型断层24条,有相互交叉切割现象,向斜交汇处叠加下凹,煤岩层产状变化较大,对开采布局有较大影响。另外小构造也发育,故8线以西构造复杂程度定为简单,而以东则为中等。 (3)岩浆岩:经过50多年的开拓开采证明,岩浆岩入侵规模不大,有NNE向大致平行的三条,规律性较强,对工作面的回采有一定的影响。 (4)陷落柱:井田揭露的陷落柱三个,只分布在浅部不牢河向斜区域,深部未有发现,对开采无重大影响。 3矿井水文地质特征 3.1区域水文地质概况 由于贾汪向斜在地貌上表现为一完整的盆地,构成一个独立的水文地质单元,旗山矿位于东南部,四周多为大断裂相隔,从水的补径排条件看,也可作为一半封闭的水文地质块段。 本井田处于贾汪潘家庵含煤区的东南部,是一个较为完整的自流盆地,四周起伏的低山丘陵出露寒武、奥陶系灰岩,中部为黄泛冲积平原,地表标高+32m,地势由西向东倾伏。不牢河自矿区西南流向东北而横贯矿区,为本区地表水唯一的排泄河道。 京杭大运河流经矿南部的山西组煤层露头以外,流向由西向东, 1958年曾经过疏浚,在矿区西南的解台附近建有三闸(船闸、节制闸、灌溉闸),以控制水位,船只通航和农业排灌。 潘安湖国家湿地公园,目前正在建设中,占地4.88平方公里,其一部分为塌陷区,一部分为原有的沟渠,现经改造,已形成五个人工小岛,整个人工居住区位于湖的西南角。 区内主要含水层有:第四系冲积层含水层、二叠系石千峰组砂岩裂隙含水层、二叠系上石盒子组砂岩裂隙含水层、下石盒子组砂岩含水层、山西组砂岩裂隙含水层、上石炭统太原组灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层。其中中深部下石盒子组1、3煤顶板砂岩裂隙水受采动影响大部分被疏干,浅部下石盒子组1、3煤顶板砂岩裂隙水接受大气降水补给;奥陶系灰岩含水层与大运河水体产生水力联系,成为矿井生活用水良好水源。 3.2矿井水文地质条件 3.2.1含水层 井田内共有七个含水层组,对井田影响最大的为三大含水层组: (1)第四系底含砂(砾)孔隙含水层,接受地表水、大气降水的补给,受季节性影响,根据2004年至2012年钻孔水文及井泉观测记录,潜水位埋深介于2.8~5.98m之间,标高介于+26.5~+28.0m之间。第四系底部粘土砾石孔隙承压含水层与含煤地层各含水层组无直接水力联系,补给方式主要通过基岩风化带获得补给及接受垂直缓慢入渗为主。这也导致石千峰组底部上界砂岩含水性微弱。上石盒子组底部奎山砂岩承压含水层与含煤地层各含水层组之间无直接水力联系,其水源补给方式为第四系底部砂礓、砾石孔隙水的缓慢垂直补给。 (2)下石盒子组砂岩裂隙水,是矿井开采1、3煤时的主要充水水源,1、3煤层顶板“导水裂隙带”范围内赋存三层砂岩,各层砂岩厚度、层间距变化比较大,三层砂岩累厚28m,其中:I层砂岩裂隙不发育,富水性弱;Ⅱ层砂岩厚,为中粒砂岩,裂隙发育,相对富水性好;Ⅲ层砂岩富水性一般。下石盒子组砂岩裂隙承压含水层组与含煤地层各含水层组无直接水力联系。其富水性受构造控制,矿井涌水量的大小取决于砂岩含水层的厚度、胶结成份、粒度、裂隙连通性及构造复杂程度等因素。 (3)太原组四~六灰岩溶隙水 以四灰厚度最大(15m),岩溶较为发育,含水较丰富。1979年旗山新副井凿至-730m揭露13灰,涌水量达128m3/h。 3.2.2矿井充水条件 矿井充水条件是指矿井充水水源、矿井充水通道和矿井充水强度。矿井充水水源和矿井充水通道是矿井充(突)水的本源,矿井充水强度是矿井充(突)水的结果。不同矿井充水水源和充水通道的结合构成了矿井充水强度,或者说矿井水文地质复杂程度。 矿井充水水源主要有地表水、大气降水、煤层顶板含水层水、老空水及周边矿井老空水。经对区内地形地貌和地表水体分布特征,主要煤层埋藏条件、含水层富水性及采掘生产布局等因素分析,矿井直接充水水源主要为煤层顶板含水层水及周边矿井老空水,间接充水水源主要为奥灰水,大气降水、地表水体影响较小。 矿井充水通道主要有第四系底含、断层和裂隙密集带、采掘活动导致煤层顶底板破坏产生裂隙、封闭不良钻孔沟通上下含水层等。 对矿井具有水害影响的相邻矿井主要有韩桥煤矿、董庄煤矿、新湖煤矿、灌云煤矿、权台煤矿及新庄煤矿。董庄煤矿老空水对灌云煤矿及新湖煤矿老空区进行补给,灌云煤矿及新湖煤矿老空水目前积水线为-218m,通过旗山煤矿-220m东翼轨道大巷引入旗山煤矿,通过-220m暗立井进入-420m水平水仓;韩桥煤矿老空水通过治理,目前对韩桥潘家庵井进行补给,进而进入旗山煤矿-700m西二下山采区采空区,通过疏水钻孔进入-850m水平水沟;新庄煤矿老空水通过治理进入旗山-420m大巷水沟,进入-420m水仓;权台煤矿老空水位目前为-790.4m,老空水每天以0.17m速度上升,给旗山煤矿安全生产带来较大影响。旗山煤矿目前矿井涌水量为220m3/h,最大涌水量为260m3/h。 4其他开采技术条件 4.1 瓦斯地质 旗山煤矿自建井以来,未发生瓦斯突出现象,根据历次勘查报告测试分析结果和旗山煤矿近七年来对矿井瓦斯鉴定最新成果,旗山煤矿属瓦斯矿井,煤层气含量低,无利用价值;矿井通风时直接排放。 4.2 工程地质 工程地质主要是井巷和采区揭露煤层顶底板岩性的情况。旗山矿主采1、3煤,局部采9煤,其直接顶板均为泥岩、砂泥岩、性脆易碎、极易冒落,近构造处,由于受到褶皱及断层的挤压,揉皱及切割等影响、破坏了煤岩层的连续性和完整性、降低了煤岩层的抗压、抗张强度、给矿井采掘工作带来较大的难度,依据原有勘查资料和采掘过程中揭露的可采煤层顶板,预测未来可采煤层顶板类型仍为Ⅱ类。在今后开采过程中遇到这种情况,应加强支护工程质量及顶板管理工作。不断改进支护方式,预防顶板事故的发生。 4.3 其他开采技术条件 根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度为0.1~0.15g。根据全国地震烈度区划图(1990年),本区地震基本烈度为7度。从区域稳定性来看,本区历史上发生过多次地震,距离郯庐断裂带又比较近,不排除有发生地震的可能。 在矿井采煤过程中引起环境地质问题主要有地面塌陷、对含水层产生破坏,产生污废水和煤矸石,以及开采后矿区土地资源的用途发生变化等,旗山矿采取了相应的治理措施,分述如下: 通过改造矿井水处理站设备,对矿井污水进行处理,使矿井水达到回用水 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 要求,废水全部回用于井下洒水及选煤厂选煤补充水,不外排。不抽取新的地下水。 生产中分离的矸石用于周围农村铺路,制砖,塌陷区回填等,生活垃圾实行了集中填埋等工作,控制了固体物对环境的影响。 诱发旗山煤矿环境地质的最大问题是地面土地塌陷,旗山煤矿自1957年建井以来,通过几十年不同方式的 采掘活动造成地表变形、移动和沉陷,形成大面积的塌陷区,对于采后塌陷区,采用征用、迁村、复垦、建厂、鱼塘、新址回填等处理办法。 位于塌陷影响范围内的村庄由于搬迁及新建也会致使土地性质发生一定的改变。其余受开采沉陷影响的区域,地表虽有一定的变形,但整体变化较为平缓,不影响农作物的耕作,土地性质也未发生改变。 旗山煤矿是一个连续生产矿井,在今后煤炭生产与生活中,仍然存在全矿范围内矿井水、生活污水的产生、排放以及综合利用的问题,还有煤矸石、炉渣利用,地表沉降等问题。 2005年8月份,经重庆煤研所鉴定,-700m以上水平下石盒子组1、3煤煤尘爆炸指数为38.68%;山西组9煤煤尘爆炸指数为39.52%;-700m以下水平下石盒子组1、3煤煤尘爆炸指数为39.87%;山西组9煤煤尘爆炸指数为36.61%。鉴定结果表明1、3、9煤都具有煤尘爆炸性,在生产中应采取消尘措施,严禁干打眼,采掘工作面和巷道要定期洒水,喷雾等,加强煤体注水和“一通三防”工作,杜绝煤尘事故的发生。 据本矿50多年来的实际开采资料,厚煤层开采时老塘浮煤多,有些地点因断层构造致使巷道撇顶煤,造成高冒区,引起煤的自燃发火。2005年8月份,经重庆煤研所鉴定,-700m以上水平下石盒子组1、3煤自燃发火倾向性等级为Ⅰ级(容易自燃),山西组9煤自然发火倾向性等级为Ⅱ级(自燃),发火期均为2~3个月;-700m以下水平下石盒子组1、3煤自燃发火倾向性等级为Ⅲ级(不易自燃),山西组9煤自燃发火倾向性等级为Ⅲ级(不易自燃)。 整个矿井自燃发火等级为Ⅰ级发火矿井。今后在厚煤层开采时应放净顶煤,倾斜分层开采时,上分层开采后,必须采取注浆、注凝胶均压措施进行防灭火。 5矿井隐蔽致灾因素普查 5.1采空区致灾因素普查 5.1.1本矿老空水 旗山煤矿1959年投产以来,分别选用水采、炮采、普采、综采、综放等采煤工艺,开采后形成大量采空区,各采空区或连接成片,或独立存在。 经分析,采空区致灾因素主要有采空区积水、采空区聚集有害气体、采空区剩余煤炭氧化自燃、采空区瓦斯涌出等。以下就采空区积水及其对安全的影响进行分析。 旗山煤矿矿井水文地质条件中等。工作面采动过程中形成的老空水对相邻工作面的掘进及回采均带来影响,经排查,旗山采空区有18个工作面局部低洼处有积水,预计积水量17.1万m3,其中1、3煤14.3万m3,9煤2.8万m3。全矿井采空区积水面积共计368263m2。详见表5-1。                     表5-1  采空区积水量估算表 煤层 采空积水区名称 积水区水平投影面积 (m2) 平均采高(m) 煤层倾角 (°) 积水量 (m3) 积水区位置 9煤 94301 4810 1.8 5 1900 井田北部 94302 8066 1.8 3 2650 井田北部 93208 8585 1.9 14 5300 井田中北部 93207 7527 1.9 9 4000 井田中北部 93205 10521 1.9 11 3000 井田北部 93112 4674 1.9 8 2700 井田中部 93106 10694 1.9 5 2000 井田中南部 93105 13514 1.8 8 3700 井田南部 93107 7799 1.8 17 1500 井田南部 93109 6910 1.8 18 2500 井田南部 小计 83110 28250 1、3煤 34207 16835 3.61 15 20000 井田北部 13209 126925 5.4 8 57000 井田西北部 13201 3541 5.01 15 2140 井田西部 3116 62730 2.3 20 12000 井田西部 14101 22266 5.62 16 27000 井田中部 34102 36386 2.0 11 22000 井田中部 33306B 1200 2.5 5 700 井田中部 13105 15270 1.8 15 2200 井田南部 小计 285153 143040 总计 368263 171290 注:以上统计不包括曾经积水,但已采取措施疏放,消除了积水水害威胁的积水区。 随着工作面开采,在新形成的采空区中又将不断有新的积水区产生,在生产过程中须不断排查隐患,及时采取措施消除隐患。 5.1.2相邻矿井老空水 (1)旗山煤矿西邻原权台煤矿,之间有矿界煤柱。受“2·6”突水影响,权台煤矿于2011年3月份停产歇业。因权台煤矿矿井涌水量较大(正常涌水量550m3/h,雨季最大700 m3/h),为保障旗山煤矿开采安全,权台煤矿变更为排水基地。权台煤矿矿井水文地质类型3煤为中等型,9煤为复杂型,主要原因为部分太原组灰岩露头位于大运河水体底部,与大运河水体产生水力联系。 旗山煤矿与权台煤矿边界处没有大中型断层隔离,只有40m边界煤柱。相邻边界处3、9煤赋存正常,并均已开采。权台煤矿-920m水泵拆除时间为2014年2月26日,-600m水平以下矿井涌水量90m3/h。目前已在权台煤矿3118工作面采空区上方施工一水文观测孔(X: 3805300.676、Y: 20533163.565、Z: 30.28),孔深764.03m,孔底标高-732.016m。 根据华北科技大学专题论证资料,当安全系数K取5时,小湖系断层6能承受的最高水头标高为-707m,当水位超过-707m时,有可能在小湖系-850西二采区边界煤柱断层6处出现溃水,此处标高-829m,有效煤柱18.4m。即权台煤矿老空水位-707m是权台煤矿老空水突入旗山煤矿的第一可能积水线。 当权台煤矿老空水位上涨到-600m时,在不发生溃水的情况下,会有渗透量为45.1m3/h的水进入到旗山矿井。 目前-600m水平泵房仍在排水,老空区积水位为-790m,仍以0.17m/d速度上升,对旗山煤矿安全生产带来一定影响。 (2)北为原韩桥煤矿潘家庵井,“2·6”突水后,潘家庵风井水位升至最高值-4.2m,老空积水量118万m3。目前,潘家庵老空区水位为-694.85m。贾汪矿区老空水位+27m。尽管F5、F10为隔水断层,但断层的破裂面存在于基岩内,对第四系地层无影响,第四系底部松散层具连续性,为贾汪矿区老空水向潘家庵老空区补给主要通道。其次,已知的潘家庵至韩桥矿的-200m皮带机道,在超过2Mpa的水压作用下,贾汪矿区老空水将通过巷道围岩松动圈进入附近的砂岩含水层,进而越过封堵通道,再次通过松动圈裂隙进入巷道,对潘家庵老空区进行补给。贾汪矿区老空水对潘家庵井老空区进行补给,潘家庵老空水对旗山-700m西二下山采区老空进行补给,通过疏水钻孔进入-850m水平水沟,涌水量约30m3/h。 (3)东为原董庄煤矿,该矿于2000年6月份宣布关井,闭坑后其老空水位已上升至距离地表4m左右,对矿井东翼浅部的灌云煤矿、新湖煤矿老空区通过第四系底含进行补给。 (4)原华润天能新湖煤矿和原华润天能新庄煤矿老空水通过治理均能顺畅进入旗山煤矿-420m水仓,排到地面。 综上所述,采空区致灾因素对我矿的影响主要是井田范围内的采空区积水和相邻矿井老空水。对于井田内采空区积水,在井下巷道掘进过程中具有一定的突水威胁,对巷道掘进安全产生一定的影响,因此地测部门应当及时按照《煤矿防治水规定》要求,对井田范围内的采空区积水标注“三线”和其他相关信息,并在采掘活动接近该区域时,提前发放安全通知单,采取针对性的防范措施以确保安全;对于相邻矿井老空水,多数已得到有效治理,防治水措施得当,有效的保证了旗山煤矿的安全开采,但是今后仍应根据现有的监测监控设施,进行有效的、及时的和长期的观测、监测和分析,保证矿井安全生产。尤其是对权台煤矿老空水应该高度重视。 5.2自然灾害普查 旗山井田与徐州东部各井田同属贾汪潘家庵盆地,四周环山,东有大洞山;南有峙山、庙山;西有小黄山、贾山;北有寨山、大山等。这些低小的山丘平缓,最高山峰仅+360.9m,出露有寒武系和奥陶系厚层石灰岩,并覆盖有微薄的风化堆积粘土层,形成黄泛冲积的地表平原区,地面两级标高+30.0~+33.0m。 井田历史最高洪水位为+30.44m,旗山煤矿北主井井口标高+32.33m,北副井井口标高为+31.88m,35KV变电所地面标高+31.91m,压风机房地面标高为+31.90m。均高于历史最高洪水位。目前已在北主井、北副井等要害场所准备了黄泥及编织袋等防水材料备用。 矿区内主要河流不牢河与大运河连通,通过闸门控制不牢河水位,不牢河水位正常为+27.4m。河底标高+23.0m,为本区最低侵蚀基准面。屯头河处于井田北部,雨季屯头河水易通过分支水沟倒灌,进入潘安塌陷区,尤其对二、四组未搬迁户构成威胁。2008年6月6日、7月23日就曾发生屯头河水沿分支水沟倒灌,给该队群众的生命财产安全带来威胁。矿井最大年降雨量1387.1mm(1963年),最少年仅595.3mm(1953年),年最大变幅544.8mm。 综上分析,自然灾害因素(大气降雨、地表河流等水体)对我矿井下的安全生产威胁性较小,较厚的松散沉积层可以有效地充当隔水层,强化对地表废弃及封闭不良钻孔的管理工作,可以进一步控制导水通道因素带来不稳定因素,同时严格按照防治水规定要求开展雨季“三防”工作,狠抓措施落实和现场管理工作,可以更好地促进我矿安全工作的开展。 5.3封闭不良钻孔致灾因素普查 在地质勘探工作中,钻探是解决一系列地质问题的主要手段。大量的钻孔揭露了不同深度的岩层,使含水层之间发生水力联系,破坏了原始的地质环境。为了避免矿井突水事故和水质恶化,因此钻探终孔后,一般要求严格封孔。但是,在不同时期,因要求不同,或钻探事故,造成一些钻孔封孔质量未能达到要求,存在严重隐患。井田原有勘探孔以及后期长观孔质量均为合格。但是一般来说,前期勘探封闭的钻孔段距偏小,止水效果大大降低,在后期受到开采扰动影响,可能与含水层沟通成为导水通道。根据调查情况,旗山煤矿共有5个钻孔封闭不合格,详见旗山煤矿封闭不良钻孔统计表5-2。 综上所述,我矿对于封闭不良钻孔,或虽已封闭但封孔不合格钻孔建立有专门的 安全管理 企业安全管理考核细则加油站安全管理机构环境和安全管理程序安全管理考核细则外来器械及植入物管理 台账,并用醒目的图例标注在矿井充水性图等相关图纸上。针对封闭不良的钻孔或为发现的封闭不良钻孔,在采掘施工靠近钻孔时要谨慎对待,或超前探测,或预留煤柱绕避。                 表5-2  旗山煤矿封闭不良钻孔统计表 孔号 孔口坐标 孔深 终孔 层位 主要煤层封闭情况 封闭情况与质量评价 煤层 编号 孔径 (mm) 见煤 标高 305 3804728.37 20535781.83 30.74 1014.66 C3 3煤 5.07 9煤 0 91mm -671.25 沉缺 从803.04m1014.46m,残留钻具211.42m,3煤深702.90m704.63m,该孔在测井过程中由于孔内井壁不好,致使探管下放提升困难,造成放射源掉入孔内(697.80702.90m),该源的现在强度为3.69毫居里。 319 3804320.01 20537310.14 30.59 1166.50 C2 3煤 6.66 9煤 1.95 81mm -768.93 -918.30 从803.18985.42m,残留钻具182.24m,3煤深794.30801.00m。 P163 3802163.53 20539550.73 30.83 905.68 C2 3煤 5.17 9煤 0 81mm -544.64 沉缺 从511.82683.02m,残留钻具171.20m ,3煤深551.38m552.95m。 P189 3804603.53 20538695.80 31.30 1086.33 C3 3煤 1.59 (0.34) 2.02 9煤 0 81mm -869.87 沉缺 从637.46749.26m,残留钻具111.80m ,3煤深898.94902.93m。 P233 3804296.89 20535672.14 30.64 1059.82 C2 3煤 4.33 9煤 2.05 81mm -609.02 -701.37 从340.80m577.71m,残留钻具236.87m,3煤深719.70724.10m。 5.4矿井地质构造致灾因素普查 5.4.1断层致灾因素 根据勘探、物探与井下采掘的实测资料可知,井田内断裂构造较发育,落差10m以上断层33条。其中落差≥20m的断层16条,正断层9条,逆断层7条;落差≥50的断层9条,正断层5条,逆断层4条;断层落差≥100m的断层5条,正断层3条、逆断层2条;落差≥10m且走向长度≥800m的断层15条,正断层7条,逆断层8条。 断层对煤矿生产影响主要表现以下几个方面: (1)复杂了开采技术条件 由于断层的存在使一些巷道不能正常掘进,为了过断层寻找断失的煤层还要多掘巷道,特别是在采煤工作面内的断层,使顶板管理复杂化,同时也影响了对煤层的综合机械化开采。 (2)降低了煤炭资源的回收率 当某一地段小断层较多时,就无法圈出合适的回采工作面,该地段的煤炭储量就不能正常开采,缩短采区的服务年限,降低了煤炭资源的回收率。 (3)增加了事故发生的频率 小断层发育的地段容易发生顶板安全事故,如巷道顶部容易冒落,在断层带的两侧或煤岩层扭曲转折地带容易发生瓦斯突出。 旗山煤矿开采以来生产揭露断层统计资料显示,浅部断层发生2次突水事故,中深部断层一般不导水,但局部断层带附近也容易发生淋水、滴水现象。 5.4.2褶曲致灾因素 钻探、三维地震勘探和生产揭露地质资料表明,旗山井田范围内发育宽缓的褶皱,如北部向斜,不牢河向斜,大吴背斜,小蔡庄向斜等。先期发育的北部向斜,总体轴向NWW的北部向斜,两翼煤岩层产状及厚度近似对称;后期发育的不牢河向斜,大吴背斜,小蔡庄向斜对北部向斜进行改造,特别是不牢河向斜,两翼不对称,控制了中、深部矿区的地层产状的变化。 褶曲在其轴部常因应力集中导致煤巷变形严重、诱发冲击地压,岩层破碎引发顶板事故,砂岩裂隙富水性较好导致水害事故,瓦斯异常影响通防安全等次生灾害。有时向斜轴部位于工作面内,顶板砂岩水演化成老空水后易集面内,排水困难,影响工作面单产。 5.4.3陷落柱致灾因素 旗山煤矿开采50多年来共揭露陷落柱3个,主要分布在-420m水平西一采区(不牢河向斜北翼),均为椭圆形,最大长轴120m,最小短轴19m。3个陷落柱规格分别为长轴120m、短轴70m;长轴74m、短轴40m;长轴28m、短轴18m。都被下石盒子组煤层实际开采时所控制,陷落柱破坏范围内岩石杂乱无章,胶结差,工作面初揭露时有淋水现象或细流水,当时对生产无重大影响,但1978年5月回采至P28号孔处的一个陷落柱时,初揭露后3煤顶板砂岩裂隙水突水,最大水量达108m3/h,水质混浊而灰白,含大量岩粉和页岩碎块,数小时后水质逐渐变清,水量减少,2天内疏干,未发现与底板灰岩承压水的水力联系。根据岩溶裂隙发育的垂直分带性规律及陷落柱的一般成因,旗山井田中深部水平陷落柱发育几率较小。这也从中、深部下石盒子组3煤的大面积开采和山西组9煤的开采中得到了证实。详见表5-3。 表5-3  陷落柱情况一览表 陷落柱 长轴(m) 短轴(m) 面积(m2) 揭露时间 揭露地点 涌水情况 1 74 40 2477 1978 P28钻孔附近,回采揭露 最大涌水128m3/h 2 82 70 4898 1980 Ⅳ-18钻孔附近,回采揭露 记录不详,对回采影响不大 3 28 18 400 记录不详 Ⅳ-17钻孔附近,掘进揭露 记录不详,对掘进影响不大 5.4.4火成岩致灾因素 根据旗山矿井实际开采揭露,矿区内有三条较大的岩浆岩墙呈带状分布。在大吴背斜轴北侧, 有一条大致平行轴向的岩墙,其宽度为0.4~19m,墙体与煤层顶底板基本垂直,揭露长度达2900m。在-700东一、西一采区也发育两条规模较小的岩浆岩墙,一条已揭露760m,另一条已揭露1200m,这两条岩墙宽度为4~10m。另外在1122(一)面回采过程中,在面上也揭露一小岩墙。三条大岩墙大致平行展布, 走向NNE,在岩墙两侧煤层接触变质为天然焦,宽度达1~2m。三条大致平行的岩墙充分说明, NNE方向曾经发生过较好的张裂或张扭性破裂面,晚期又被挤紧压实。由于岩浆岩硬度大,局部岩体宽,影响了机械化采煤,但从全矿井分布及规模看,影响不严重。 综上所述,矿井地质构造致灾地质因素对煤矿安全生产带来的不利影响主要体现在断层、褶曲、陷落柱和火成岩侵入四个方面。防范矿井地质构造致灾地质因素的基础工作是打造透明的地质工作平台,做好预测预报工作,建立动态的预测预控安全体系。并通过开展地质勘探和深部补勘工作,详细掌握矿井地质条件,有效地指导矿井下安全生产工作。 5.5矿井含水体致灾因素普查 本区的含水层有三大层组:第四系孔隙含水层、下石盒子组1、3煤顶板砂岩裂隙水及太原组四~六灰岩溶含水层。 5.5.1第四系底含砂(砾)孔隙含水层 主要是第四系冲积层,与下伏各含煤地层呈不整合接触,该层全厚18~40m,平均29m。按其成因,一般可分为3~4层:上部为黄土质粉砂层,系黄泛冲积,厚5~8m,夹有0.2~0.4m的薄层砖红色粘土透镜体,本层孔隙度高,渗透性好,富含孔隙水,常与地表水发生联系,是民用井的取水层;中部为灰黑色砂质粘土层,含砂质和较丰富的腐植质,属沼泽相沉积,一般厚2~6m,透水性差;下部为土黄色~砖红色粘土砂礓层,系洪冲积,厚10~20m,上下部含砂礓小而少,以粘土为主,中部含砂礓较多而大,粒径1~20cm不等,含孔隙承压水,富水性略差;底部为褐红色粘土层,厚度2~4m,上部含少量砂礓,与其上的粘土砂礓层无明显界面,富含铁锰结核,粘性较强,隔水性能较好。 据冲积层抽水资料:单位涌水量q=0.07~2.29l/s.m,渗透系数K=0.33~32.4m/d,富水性小至强,水质为低矿化度(m=0.48~1.02g/l)的HCO3--Ca2+,Mg2+型水为主。井筒通过冲积层时一般涌水量在10~20m3/h,新庄斜井最大达60m3/h。 局部地区冲积层底部有第三系褐红色砾岩层,为古河床冲积物,最厚在10m 以上。砾石成分复杂,主要有灰岩和石英砂礓,磨圆度中等,分选性差,粒径5~10cm,多呈胶结状态。本层为泥质胶结,较松散,具蜂窝状洞穴,其含水性和透水性都比较好,钻孔揭露时均有漏水现象,甚至全漏,据邻近的董庄矿风井揭露时,最大涌水量达7m3/min。 根据2004年~2013年的前张庄、前王台、程楼村、湖里村四个钻孔水文台账,第四系冲积层水位埋深在2.8m~5.98m之间,标高在26.5m~28.0m之间,水位埋深和标高变化均不大,比较稳定,最新数据(2013年4月)显示,前张庄第四系冲积层水位埋深为3.82m,标高为27.78m;前王台第四系冲积层水位埋深为3.8m,标高为27.6m;程楼村第四系冲积层水位埋深为3.2m,标高为27.0m;湖里村第四系冲积层水位埋深为4.0m,标高为27.4m。 本区冲积层孔隙水的补给来源为大气降水垂直补给,故水位埋深随季节变化幅度较大,雨季可上升到距地表0.8m,枯季可下降到6.5m以下,平均3.6m。冲积层孔隙水的径流排泄除向下覆基岩含水层垂直补给外,还通过井筒、含水层露头以及采空区导水裂隙带越流补给矿井,但主要还是水平径流汇入不牢河。 5.5.2下石盒子组1、3煤顶板砂岩裂隙水 该组地层砂岩层数多,厚度大,裂隙比较发育,上部以上石盒子组底部奎山砂岩为界,下部以分界砂岩与山西组为界。岩性由杂色深灰色泥岩、砂质泥岩与灰白色灰绿色砂岩伴生组成,富存砂岩49层,一般5层,多为长石石英砂岩, 以细中粒为主,坚硬致密,胶结物多为泥质、钙质,次为硅质,具有节理裂隙。 一般对回采产生影响的主要有煤层顶板之上的三层砂岩,习惯上自1煤顶板向上将三层砂岩编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层。其中:Ⅰ层砂岩距煤层顶板0~12m,厚度2~16m,平均6m,为灰白色中细粒石英砂岩,泥质胶结,裂隙不甚发育,含水性弱,采掘揭露时有少量淋水现象出现,对采掘影响不大;Ⅱ层砂岩距煤层顶板平均4~30m,厚3~22m ,平均15m,浅部多呈中粗粒状,深部为中细粒,钙质胶结,以石英长石为主,有方解石细脉和晶洞,大多数钻孔揭露该层时全层漏水,说明富水性好,对工作面回采威胁最大,是工作面回采时的防治水工作重点;Ⅲ层砂岩距煤层顶板平均55m,一般厚度约7m,为中细粒石英砂岩,泥质胶结为主,次为硅质、钙质胶结,裂隙比较发育,向上的一、二个薄层砂岩距煤层较远,裂隙不甚发育。在浅部煤层回采过程中尤其在初放顶时,波及到Ⅱ层砂岩往往引起突水,为主要的涌水水源,Ⅲ砂作为补给水源补给Ⅱ砂后再涌入工作面。顶板突水的特点是构造附近水量大,正常地段水量小;砂岩层厚大水大,层厚小水量小。近些年,随着矿井向深部开采,顶板砂岩水未出现突水现象,且回采时淋水量也明显变小,深部涌水量明显有较强的递减趋势。 另外,在距1煤顶板136~159m,平均148m,厚度在34m左右的奎山砂岩,裂隙比较发育,富水性好,钻孔揭露时多有漏水现象,一般对下石盒子组煤层的回采不构成影响。 在3煤底板以下27~42m处有一层含砾粗砂岩,俗称(与山西组)分界砂岩,夹有13层0.3~0.6m厚的砾岩层,裂隙比较发育,含水性好。1964年4月新庄-300m水平东二风井回风上山揭露时,最大水量达78m3/h,但疏干较快。该层向深部水量明显减少,深部水平大巷基本顺层布置,揭露时淋水或少量涌水为主。 据钻孔抽(放)水试验资料:下石盒子组砂岩含水层单位涌水量q=0.11~0.473l/s.m,渗透系数K=0.039~2.00m/d,富水性中等。水质为低中等矿化度(M=0.59~5.07g/l)的混合型水,有Cl-·SO42--Na+·K+·Mg2+和HCO3-·Cl--Na+·K+·Ca2+·Mg2+水。 5.5.3太原组四~六灰岩溶含水层 太原组四~六层灰岩,其中以四灰厚度最大(10~15m),岩溶较为发育,含水较丰富。抽水资料:q=0.0072~7.174l/s.m,K=0.0432~49.454m/d,M=0.63~9.55g/l,富水性弱~强。1979年旗山新副井凿至-730m揭露13灰,涌水量达128m3/h。该组含水层距离山西组9煤底板55m左右,旗山煤矿9煤回采至今,未发生过太原组四六层灰岩溶隙水突水现象。 综上所述,含水体致灾地质因素对我矿安全生产威胁最大的是下石盒子组1、3煤顶板砂岩裂隙水,今后采掘工作中,对处在顶板赋存有砂岩富水区(带)的工作面,采前要预计正常、最大涌水量;对受采掘破坏或影响的砂岩含水层,实施采前探疏水和健全排水、导泄措施。 5.6矿井瓦斯致灾因素普查 5.6.1、瓦斯等级鉴定 旗山煤矿为瓦斯矿井。旗山煤矿瓦斯等级鉴定结果: (一)旗山煤矿全矿井相对瓦斯涌出量为1.99m3/t,矿井相对瓦斯涌出量小于10m3/t。 (二)旗山煤矿全矿井绝对瓦斯涌出量为5.84m3/min,矿井绝对瓦斯涌出量小于40m3/min。 (三)旗山煤矿采煤工作面最大绝对瓦斯涌出量为1.35m3/min,小于5m3/min。 (四)旗山煤矿掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量为0.39m3/min,小于3m3/min。 (五)旗山煤矿历史上从未发生过瓦斯喷出、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出现象。 综合上述五条理由,依据《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》第十条规定,本次鉴定认为:徐州矿务集团有限公司旗山煤矿为瓦斯矿井。 从瓦斯分布来看:采煤工作面瓦斯涌出量占全矿涌出量的53.7%,掘进工作面瓦斯涌出量占全矿涌出量的22.3%,采空区瓦斯涌出量占全矿的24.0%。原因分析如下: (1)采煤工作面瓦斯涌出量占53.3%,相比上次60.7%有所降低,其主要原因为比较上次鉴定月,虽然回采工作面与掘进工作面比例有所增加,但瓦斯涌出量减小。 (2)掘进工作面瓦斯涌出量占22.3%,相比上次12.7%有所升高,其主要原因为比较上次鉴定月,虽掘进工作面与回采工作面比例有所降低,但上次鉴定有岩巷掘进工作面,所以瓦斯涌出量增加。 (3)巷道围岩、采空区、邻近层等瓦斯涌出量占24.0%,相比上次26.6%相差不多,主要是旗山煤矿通风系统无较大变化,工作面回采结束后及时进行了封闭,采空区瓦斯涌出量相对所占比例相对平稳。 5.6.2、瓦斯异常涌出和瓦斯聚集 旗山煤矿瓦斯等级鉴定批复虽然为瓦斯矿井,但若遇地质构造变化或存在管理不严等因素,仍然可能造成瓦斯异常涌出和瓦斯积聚,引起瓦斯燃烧和瓦斯爆炸等瓦斯事故。造成瓦斯异常涌出和瓦斯积聚的主要因素为: (1)采掘工作面在揭穿或接近断层、褶曲或构造破碎带时,易发生瓦斯异常涌出,表现为瓦斯涌出量突然增大,或忽大忽小变化无常,且在这些区域容易发生冒顶,在冒顶区聚积大量瓦斯; (2)采煤工作面上隅角易出现瓦斯积聚,原因是在上隅角处风速低,风量不足,同时采空区内逸出高浓度瓦斯、采空区严重漏风或上隅角形成涡流等问题没有及时处理,容易积存瓦斯而超限。主要形式有工作面上隅角瓦斯集聚及顶板附近层状瓦斯集聚; (3)采掘工作面存在无风、微风或瓦斯超限等违章作业; (4)矿井通风系统不合理、不完善,通风设施不齐全、质量不合格或管理不严,存在不符合规定的串联通风或扩散通风等,导致矿井井下及采掘工作面的风量不足; (5)对井下火源、设备及瓦斯安全管理措施和制度缺乏完备的贯彻实施体系和保障体系; (6)矿井安全监测监控系统和瓦斯传感器不完好、未定期进行校验和维护,传输数据有误,不能全过程、全方位的对矿井井下各检测点的瓦斯进行监测监控,不能及时发现瓦斯超限,切断瓦斯超限区域的电源。 综上所述,我矿针对瓦斯致灾地质因素的防治措施主要是按《煤矿安全规程》的相关规定进行管理;同时严格执行“一炮三检”、“三人连锁放炮”和“瓦斯员现场说了算”等瓦斯检查及 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 ,认真贯彻执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针,建立了“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理“十六字”工作体系。 5.7导水裂缝带致灾因素普查 当采用全部垮落法管理顶板时,煤层采出后采空区覆岩岩层要发生变形和破坏,从下往上依次形成垮落带、导水裂缝带和弯曲下沉带的“三带”形态。其中垮落带和导水裂缝带(简称“两带”)高度是煤矿安全开采的一个重要数据。对于厚煤层可采用分层综采、综采放顶煤开采和一次采全高。其中,分层综采或普采分层回采工作面的覆岩“两带”高度和形态分布,经过前人多年的观测研究已基本查清,并把经验公式写进了《“三下”采煤规程》和《煤矿防治水规定》。煤层顶板砂岩裂隙及石灰岩裂隙含水层将通过矿坑顶板冒落导水裂缝带向矿坑充水,为矿坑充水的主要来源之一。 井田内煤层为缓倾角煤层,煤层顶板主要泥岩,根据表5-4采用中硬岩层垮落带、导水裂缝带高度计算公式,其公式为: Hf=100M/(2.4n+2.1)+11.2 其中: Hf——为导水裂缝带最大高度; M——为累计采厚,M取3.5m; n——为煤分层层数,n取1; 表5-4  煤层顶底板抗压强度统计表 煤层 位置 岩性及变化 评价 计算结果:3煤开采导水裂缝带最大高度为89.0m,9煤导水裂缝带最大高度为47.0m。 下石盒子组3煤至上石盒子组奎山砂岩之间岩性以泥岩、砂泥岩为主,泥岩、砂泥岩一般具有较强的阻水能力,据统计,3煤距第一层砂岩2~3m,距第二层砂岩15m左右,距第三层砂岩30m左右,距第四层砂岩110m左右,距奎山砂岩160m左右。 从以上两个数据可以看出,开采3煤工作面顶板冒落带最大高度仅能沟通3煤顶板第一和第二层砂岩含水层,导水裂缝带最大高度能沟通第四层砂岩含水层,旗山煤矿回采至今未出现导通奎山砂岩含水层情况。 山西组地层总厚95.9~170m,含砂岩层数较多,9煤顶板局部为一薄层砂岩含水层,为9煤的直接充水含水层,但因其分布不稳定,而且厚度薄,故对9煤开采影响不大,对9煤开采影响比较大的一层为位于7煤顶板的砂岩含水层,该层厚度为12~20m,一般厚15m左右,距9煤顶板20~25m,导水裂逢带沟通该含水层。该层砂岩富水性弱,以静储量为主,对工作面回采不构成威胁。 需要特别指出的是在地质构造发育地段和上覆岩层变薄甚至尖灭地段,垮落带和导水裂缝带也可能会通过隐伏的构造裂隙直接影响煤层的开采,在开采煤层过程中应加以重视。 5.8矿井冲击地压致灾因素普查 冲击地压是一种应力控制作用下煤岩体因突然释放巨大能量而引发的破坏性事故。按力源的不同,我国冲击地压事故一般分为重力控制型、构造应力控制型和复合应力控制型。开采深度(地应力)、断层褶曲(构造应力)、煤岩层自身变化(冲击主体)、大厚度坚硬上覆岩层(动应力)和开采布置(应力集中)等是灾害孕育的主要力源,应力突变是冲击地压关键致灾因素。 旗山煤矿1、3煤为典型的“三软”煤层,巷道压力显现明显,特别在背、向斜轴部及断层地段压力显现更为明显。时至今日,旗山煤矿总共发生冲击地压次数4次,总计造成重伤1人,轻伤4人。 影响旗山煤矿冲击矿压的地质影响因素主要有采深、断层、顶板特征、煤的冲击倾向性等,采矿技术因素主要有区段煤柱宽度、残留煤柱影响等。由于我矿地质构造复杂、断层较多等因素,导致多个工作面布置不规则、煤柱留设不规则,加上采深影响等因素,较易发生应力集中,具有一定冲击地压危险。 旗山煤矿委托中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室和北京煤矿总院分别对14101工作面,13309、13209工作面,94201工作面、小湖系-850m西一运输道、小湖系-850m西一材料联络巷的煤样进行了冲击地压倾向性测试。经鉴定,14101工作面的煤样的冲击倾向性为弱冲击,其余的煤样冲击倾向性均属强冲击。详见表5-5。   表5-5  旗山矿煤样冲击倾向性测试结果 采样地点 采样点高程 m 弹性能指数WET 冲击能指数 KE 动态破坏事件DT/ms 综合评价 14101工作面 -825~-827 1.46 3.34 9 弱冲击倾向 13309工作面 -683~ -768 10.39 9.39 50.5 强冲击倾向 93201工作面 -837~867 7.46 5.5 14 强冲击倾向 根据徐矿司【2012】7号文 《徐州矿务集团有限公司冲击地压危险性评估办法》,我矿目前正在回采的33307工作面冲击危险综合指数为0.55,属于中等冲击危险工作面。正在掘进的1322、93113、13302工作面冲击危险综合指数分别为0.58、0.63、0.63,同样属于中等冲击危险工作面。 目前矿井已停止深部采掘活动,对矿井中深部采区煤柱及边角残煤进行回采,受地应力集中影响,煤巷在掘进过程中常出现鸣炮、矿震等动力显现。 综上所述,冲击地压的已经成为旗山煤矿隐蔽致灾因素的重点因素之一,更是重点防范的致灾因素。 5.9 其他隐蔽致灾因素普查 根据实地调查及相关资料分析,矿井井下及采空区有毒有害气体除了瓦斯外,还有二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氨气等,其来源通常是爆破产生的炮烟、矿物氧化、火灾、爆炸产生的废气等。 鉴定结果表明1、3、9煤都具有煤尘爆炸性,-700m以上水平下石盒子组1、3煤自燃发火倾向性等级为Ⅰ级(容易自燃),山西组9煤自然发火倾向性等级为Ⅱ级(自燃),发火期均为2~3个月;-700m以下水平下石盒子组1、3煤自燃发火倾向性等级为Ⅲ级(不易自燃),山西组9煤自燃发火倾向性等级为Ⅲ级(不易自燃)。整个矿井自燃发火等级为Ⅰ级发火矿井。 在老窑、采空区、采掘工作面回风巷、反风时的进风巷道、机电硐室、爆破工作面迎头等区域可能存在有二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮等有毒有害气体。 地温及其他不良地质体:目前矿井已停止深部采掘活动,各采掘头面地温正常。矿井浅部及中深部存在存在古河床冲刷带,致使煤层变薄,影响工作面布置,但未致灾。天窗、古隆起等不利地质体矿井尚未发现。 6 矿井隐蔽灾害防治措施 1、地质灾害致灾因素防治措施 今后矿井开采区域,其构造复杂程度为中等类型,无陷落柱、火成岩侵入,主要是中、小断层的影响。根据掘进揭露的断层产状及在空间上的展布,对开采有较大影响的断层,可以采取有效的隔离或者避让措施;对影响较小的断层,可提前编制过断层措施加以应对。 2、瓦斯致灾因素的防治措施 (1)生产中应严格按《煤矿安全规程》的相关规定和该矿开采设计和安全专篇中制定的瓦斯灾害防治措施进行管理。 (2)构建稳定、合理、可靠的通风系统,对通风设施、设备按规定进行维修检查。 (3)严格执行瓦斯检查制度,加强瓦斯抽放和瓦斯检查工作,加强瓦斯监测监控。 (4)井下各作业点的风量和风速要满足《煤矿安全规程》第一百零一条的规定。 (5)严禁无风、微风或瓦斯超限等违章作业; (6)严禁超通风能力生产; (7)严格执行入井人员检身制度,严禁烟火入井,严禁井下带电检修电器设备。 (8)应按规定及时进行瓦斯等级鉴定工作,为瓦斯致灾因素防治工作提供可靠的依据。 3、水害致灾因素的防治措施 (1)防(隔)水煤柱的留设 防(隔)水煤柱的留设根据《煤矿防治水规定》附录三中的第五条规定,旗山煤矿防隔水煤(岩)柱留设如下: ①断层防水煤(岩)柱的留设 L=0.5KM(3p/Kp)0.5≥20m 式中: L——防水煤柱宽度(m); K——安全系数,取5; M——煤层厚度,3号煤层最大煤厚为6.65m; p——水头压力,Mpa,取0.5MPa; Kp——煤的抗拉强度,MPa,取Kp=0.1 MPa 经计算,最大防(隔)水煤柱为64.1m,断层隔水煤柱以断层两侧外推65m留设。 ②矿井边界煤柱的留设 根据《矿井水文地质规程》“相邻矿(井)人为边界防隔水煤柱的留设:水文地质简单到中等的矿井,可采用垂直法留设,但总的宽度不于40m”的规定,矿井边界煤柱一侧留设的宽度为40m。 ③相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱的留设 其计算与矿井边界煤柱的留设相同,详见“矿井边界煤柱的留设”,所以进行煤层开采时相邻水平或采区边界留40m煤柱。 ④水淹区或老空积水区防水煤(岩)柱的留设 1)巷道在水淹区或老空积水区下时,巷道与水体之间的最小距离不得小于巷道高度的10倍,经计算为10×2.85=28.5m。 经计算矿井按30m留设。 2)在水淹区或老空积水区下同一煤层开采时,其煤柱宽度的留设计算公式与断层防水煤(岩)柱的留设一致。故在水淹区或老空积水区下同一煤层开采时留65m防水煤柱。 3)在水淹区或老空积水区下的不同煤层进行回采时,防水煤(岩)柱的尺寸不得小于导水裂隙带最大高度与保护带厚度之和,因此按下式计算: H防=(1.1~2.0)[M/((k-1)cosα)]+3×M =2[6.65/((1.4-1)cos15)]+3×6.65=54.4m 式中:h导裂—导水裂隙带高度(m);h保  —保护层厚度;M—煤层厚度或采厚m,取3号煤层为,6.65m。;k—采空区顶板岩石的碎胀系数,其大小取决于岩性,该矿取1.4;α—煤层倾角,该矿煤层平均倾角为15°。 经计算矿井按55m留设。 5)主要巷道(大巷及上山)防水煤(岩)柱的留设 其煤柱宽度的留设计算公式与断层防水煤(岩)柱的留设一致。故在主要巷道(大巷及上山)防水煤(岩)柱的留设时按照65m留设。 6)煤层露头防隔水煤柱 (1)该矿不在冲积层下部布置采掘工作面,所以不需计算此类煤柱。 (2)露头及氧化带防隔水煤柱 露头及氧化带防隔水煤柱,按下式计算: L= 式中:L——顺层防水煤柱宽度(m); M——煤层厚度或采高(m);9号煤层最大厚度为6.65m。 KP——煤层的抗张强度(kgf/cm²)KP 取8kgf/cm²; P——水头压力(kgf/cm²),P按50 kgf/cm²计算; K——安全系数,一般取2-5,取5。 经计算,最大防(隔)水煤柱为90.95m,根据《煤矿防治水规定》的规定,设计取100m。 7)导水钻孔防水煤柱的留设 矿区内有封闭不良钻孔5个,其导水性不详,按下列方法留设防水煤柱。 L=0.5KB  =0.5×5×3.5=33.9(m) 式中:L—防水煤柱宽度(m);B—巷道的跨度(宽或高取其大者),(m);KP—煤的抗张强度(kgf/cm2),KP取10kgf/cm2;P—水头压力(kgf/cm2);K—安全系数,一般取2~5,本次取5。 导水钻孔防水煤柱用上式计算后,再用下式计算结果进行校正,取其大值为半径,以钻孔中心点为圆心,所得圆面积即为导水钻孔的防水煤柱。 L=Hcosα+F 式中: L——导水钻孔防水煤柱厚度(m); H——导水裂隙带高度(m); α——岩层塌陷角(°); F——钻孔偏离系数。 (2)疏水降压 开采过程中当矿层受顶、底板含水层时要必须采取疏水降压措施后方能进行采掘作业。因此,旗山煤矿在掘进和采掘工程,始终坚持“有疑必探”的方针,坚持物探和钻探相结合的思路,积极疏水降压,努力打造透明地质平台,保证安全生产。 (3)排水系统 旗山煤矿设-420m、-700m、-850m水平泵房,其中-420m、-700m水平泵房为直排,-850m水平为接力排水, -850m泵房排至-700m泵房。目前旗山煤矿-700m水平的正常涌水量为39m3/h,排水系统正常的能力为840m3/h,最大排水能力可达2520 m3/h;-850m水平的正常涌水量为55m3/h,排水系统的能力为420m3/h,最大排水能力可达1260 m3/h。煤矿最大排水能力远大于实际最大涌水量,且水仓容积完全能够满足要求,符合《煤矿防治水规定》要求,具有一定的防治突水灾害的能力。 (4)监测预报系统 矿井地面防洪标准,满足《煤矿安全规程》关于防治水及监测预报系统的有关规定。矿井必须做到如下几点: ①矿井必须设置相应的防治水机构,建立矿井水及地表水观测系统,掌握矿井的涌水规律。 ②水泵工要严守工作岗位,并与工作面等井下工作人员保持信息畅通,加强管理。 ③在矿井边界附近作业时,必须加强探放水工作,严防误穿老窑积水;及时将采掘巷道绘制在相关图纸上,为防治水害及其他隐蔽致灾因素和救灾提供准确的依据。 ④由于煤层开采后可能会产生地面塌陷及地裂缝等导水通道,雨季时大气降水会通过地面塌陷及地裂缝等通道溃入井下,在遇大雨和暴雨天气时,应停止井下采掘活动,加强矿井排水工作,以防发生淹井伤人事故。 ⑤严禁越界和越过准采标高进行采掘活动,以防发生相邻矿井间的透水事。 ⑥对地面的防洪沟渠及时进行修筑,在雨季前和降雪前对地面的地裂缝及地面塌陷及时进行调查,并及时进行堵漏、回填,保证地表水流入排水沟,防止地表水通过井筒及采空区溃入井下。 ⑦井口上方,地面工业广场建筑物周围应修筑排截水沟。 ⑧排到地面的矿井水,必须采取措施确保排出矿区外,避免再渗入井下。 ⑨加强雨季“三防”工作,雨季前要检查地表塌陷、裂缝情况,并及时充填,每次降大暴雨时和降雨后,必须派专人检查矿区及其附近地面有无裂缝、老窑陷落及岩溶塌陷等现象,发现漏水情况,必须及时处理;在矿区每降大到暴雨的前后,应当派专业人员及时观测矿井涌水量变化情况,发现异常及时向有关部门汇报,分析原因,采取预防措施。 ⑩矿井必须编制切实可行的水害防治应急预案,并按照相关要求及时组织演练。 ⑪对于权台煤矿老空水,需加强权台排水基地老空水上升观测及旗山煤矿-850m西二小湖系运输大巷、轨道大巷渗水量观测,建立观测数据台账;编制《权台煤矿老空水突入旗山煤矿应急救援预案》并加强演练;当权台老空水位达到-750m时,应加强预警,并及时启运用权台地面水文观测孔在线监测。 ⑫认真落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。矿井开拓巷道过导水断层、裂隙(带)、陷落柱等构造地带时,必须探水前进。如果含水丰富,应超前预注浆封堵加固。受底板承压水威胁的矿井,要进行疏水降压,保证安全开采;无法保证安全开采时,必须进行底板加固注浆。 4、冲击地压的防治措施 由于冲击地压问题的复杂性和我国煤矿生产地质条件的复杂性,增加了冲击地压防治工作的困难。为了有效地防范冲击地压危害,应当根据具体条件因地制宜地优先采取防范措施。在大范围内降低应力集中程度,控制弹性能积蓄和释放的外部条件,以及从改变煤岩体本身结构和力学性质入手,消除和减缓其积聚和突然释放弹性能的内部条件。目前为止,冲击地压的有效防治方法主要有采用合理的开拓布置和开采方式、开采保护层、煤层预注水等,根据旗山煤矿的自身条件和开采实践,主要做到以下几点: (1)做好软岩巷道的支护工作,确保巷道的支护质量。 (2)继续应用经实践检验的支护 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 ,合理布局,优化开采顺序,并做好专业方面的配备,开展预测预报工作,并采取有效手段,减轻冲击地压的危害。 (3)矿井1、3、9层煤具有冲击地压倾向,目前矿井已停止深部采掘活动,对矿井中深部采区煤柱及边角残煤进行回采,受地应力集中影响,煤巷在掘进过程中常出现鸣炮、矿震等动力显现。矿井已做过相关研究与 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,应按照研究结果严格执行。 5、有毒有害其它防治措施 (1)首先煤矿应加强通风,向矿内连续供给新鲜风流,使上述的有毒有害气体达到《煤矿安全规程》规定的安全浓度以下。 (2)抽放瓦斯(当采煤工作面瓦斯涌出量大于5m3/min、掘进工作面大于3 m3/min),通风解决不了问题时,必须抽放。 (3)向煤层灌入石灰水可以减少硫化氢和二氧化硫的浓度。 (4)井下放炮干燥的工作面必须使用水炮泥、放炮前后必须喷雾洒水;待炮烟吹散后才能进到工作面进行其他工作。 (5)井下生产过程中要千方百计防止煤炭自燃,因为煤炭自燃能产生大量一氧化碳和二氧化硫等剧毒气体,很容易造成井下人员伤亡事故。 (6)在井下生产过程中要采取综合防尘措施,以防煤尘爆炸事故。 (7)发生爆炸、火灾、煤与瓦斯突出等事故时,必须迅速及时的佩带自救器,防造成井下大量人员造成中毒伤亡事故。 (8)合理建立避难硐室,避难硐室应由过渡室和生存室等构成,采用向外开启的两道门结构。外侧第一道门采用既能抵挡一定强度的冲击波,又能阻挡有毒有害气体的防护密闭门;第二道门采用能阻挡有毒有害气体的密闭门。两道门之间为过渡室,密闭门之内为避险生存室。 7 结论及建议 7.1 结论 通过本次隐蔽致灾地质因素的普查工作,有效地掌握了影响我矿安全生产的隐蔽致灾因素,针对排查出的隐患问题均采取了有效地控制手段和制定了专门的防范措施,在很大程度上确保了我矿的安全生产工作,同时对以后的生产工作具有较好的指导作用。 (1)我矿共计查出积水采空区18处,积水量从数百方至数万方不等,分散于井田范围内;目前已在采掘工程平面图等相关图纸上按防治水规定要求标注“三线”和相关信息。对相邻矿井老空区积水应充分利用区域水文监测系统,实时监测相邻矿井老空水水位变化,发现异常立即启动应急预案。 (2)我矿主井、副井等主要建筑物的标高均高于历史最高洪水位,并严格按照煤矿防治水规定的相关要求开展“雨季三防”工作,确保安全度汛。 (3)井田范围内共计排查处封闭不良钻孔5个,均已建立有安全管理台账。工作面过封闭不良钻孔,根据钻孔不同情况及治理施工条件,应分别采取地面启封孔、井下注浆堵水或限制工作面采高等措施,避免上部各含水层水将通过不良钻孔导入工作面,对工作面回采带来水害威胁。 (4)通过开展地质勘探和补勘工作,较为详细的掌握了我矿的地质条件,有效地指导了我矿井下安全生产工作,并在井下采掘过程中遇到断层、褶曲、陷落柱等特殊地质构造的时候,地质技术人员会在第一时间下井收集、分析现场实际情况,并制定处针对性的防治措施。 (5)通过针对可能会影响我矿安全生产的三种含水体的普查工作,分别制定了专项的防治技术手段和井下处置工作流程,同时在今后的工作当中,会更多的借助先进的地球物探等科技手段,预测预报井下水文地质条件,努力打造透明的水文地质平台。 (6)根据我矿最新的瓦斯鉴定结果,我矿属于瓦斯矿井;通风工区针对我矿实际情况在井下生产过程中制定有一套专门的操作流程,有效地监测瓦斯涌出和控制瓦斯积聚,确保矿井安全生产。 (7)加强冲击地压预测预报工作,坚持以钻屑法为主,结合经验类比法、综合分析法和微震监测法联合对工作面冲击危险性进行评价。有冲击危险必须先采取卸压措施解危,坚持超前卸压,利用大直径钻孔对工作面释放压力。 (8)针对采空区发火、煤尘爆炸等可能发生的情况,通风工区制定了详细的防范措施,争取将危害因素消灭在萌芽阶段、减少不良因素滋生的环境。 根据上述分析,旗山煤矿隐蔽致灾因素主要有采空区、封闭不良钻孔、地质构造、含水层、瓦斯、导水裂隙带、冲击地压等隐蔽致灾因素,其危害总体可控。其中相邻矿井老空水、冲击地压等对旗山煤矿生产安全影响较大,是今后本矿隐蔽致灾因素的防治重点。 7.2 建议 旗山煤矿-850m水平以下区域已停止采掘活动,目前主要回采采区煤柱及边角残煤。根据此次致灾因素普查报告,我矿重点防治对象为相邻矿井老空水和冲击地压。 针对相邻矿井老空水的防治,应充分利用区域水文监测系统,实时监测相邻矿井老空水水位变化,发现异常立即启动应急预案。 针对矿井局部强冲击危险区域采取大范围降低应力集中程度、控制弹性能积聚和释放的外部条件等方式来进行超前防范,从而达到消除和减缓其积聚和突然释放弹性能的内部条件。 根据本矿实际情况,我矿各专业系统应对照排查出的隐蔽致灾因素,制定专门的管理办法,做好预测预报,制定针对性的防治措施。以往的水文地质工作基本查明了现有开采区域的水文地质条件,在生产过程中起到了相当程度的指导作用。在矿井以后的生产过程中要进一步探索研究探测、治理的新技术新方法,做到超前发现、超前治理,做到防患于未然,确保矿井的安全生产。
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