山西汾西矿业（集团）有限责任公司贺西煤矿

3407工作面回采地质说明书

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3407工作面回采地质说明书

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一、工作面概况

3407工作面位于三采区西翼,，地面标高为938.1—1066米，两者最小相对高差127.9米。地表沟谷纵横，黄土残存于山坡及山顶，植被较少。3407工作面西北部是金家庄煤矿及3311工作面（采空区），东南为康者新村、独胡峁保安煤柱及实体煤。3407工作面所采煤层为山西组3#煤层，煤层结构简单，厚度平均1.8米，工作面煤层底板标高为565.5—610米。3407工作面走向长（运巷1219米，材巷1256米），倾向宽170米、62.4米，面积为153640.92㎡，平均煤厚1.8米，工业储量384408.7吨，可采储量365188.3吨。停采线分别设计在运输巷Y6测点前7.8米及材料巷C3测点前39.7米处。

二、工作面地质情况

（一）井田揭露地层

本井田地层层序由老至新为奥陶系中统上马家沟组、奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统下石盒子组、二叠系上统上石盒子组、第四系中、上更新统。井田内只出露上、下石盒子组、山西组、太原组地层。

现结合钻孔资料和地面地质资料由老至新简述如下：

1.奥陶系中统上马家沟组（O2s）

下部岩性为灰黄、灰白色砾状白云质泥灰岩夹薄层泥灰岩；中部为青灰、灰黑色白云质豹皮状灰岩，夹白云质灰岩及少许白云岩；上部为灰、深灰色厚层状石灰岩、白云质灰岩及豹皮灰岩，夹白云质泥

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灰岩及少许泥质白云岩，厚253.60m。

2.奥陶系中统峰峰组（O2f）

中、下部岩性多为浅灰、灰白色泥灰岩，夹薄层状白云质灰岩及铝土质泥岩，含不稳定的似层状—透镜状细晶石膏层2-3层。上部岩性为中厚层—巨厚层状灰白、深灰色微晶石灰岩、夹薄层黑灰色泥灰岩白云质灰岩。变形层里及岩溶较发育。本组厚约135m左右。

3.石炭系（C）

（1）中石炭统本溪组（C2b）

厚22.85～37.56m。平行不整合于奥陶系灰岩之上。本组地层由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩及石灰岩组成。底部为铝质泥岩多呈团块，常与黄铁矿结核共生。

（2）上石炭统太原组（C3t）

连续沉积于本溪组之上，以石英砂岩k1为底界，k3砂岩为顶界。平均厚80.08m，为本矿区主要含煤地层之一，岩性由灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、浅灰、灰白色砂岩，3层深灰色石灰岩以及5层煤组成。

4.二叠系（P）

（1）山西组（P1s）

以k3砂岩底为下界，厚度52.22—77.43m，平均70.58m。为井田内主要含煤地层之一，连续沉积于太原组之上。岩性主要由灰黑色砂质泥岩、泥岩，灰白色中－粗粒砂岩组成。含煤3层。

（2）下石盒子组（P1x）

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连续沉积于山西组之上。以k4砂岩底为下界，k6砂岩底为上界，厚65.00～110.45m，平均厚85.99m。

（3）上石盒子组（P2s）

连续沉积于下石盒子组之上。以k6砂岩底为底界，k8砂岩底为上界，厚106.45～394.40m，平均厚268.75m。岩性主要由灰色、紫绿色、紫色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。

（4）石千峰组（P2sh）

底部k8砂岩以连续沉积于上石盒子组之上。岩性为红-砖红色砂质泥岩、泥岩与砂岩互层，本组地层仅在井田西南部沟谷中有所出露，出露厚度不超过50米。

5.上第三系（N）

上新统（N2）：沟谷多有出露。角度不整合于下伏基岩地层之上，

以红色、棕红色粘土为主，夹钙质结核层，底部常为胶结松散的砾岩。厚约20.65m。

6.第四系（Q2＋3）

以不整合覆盖于基岩之上。大多分布于山顶和山坡处，井田内分布较广。

中更新统（Q2）：由红棕色、红黄色黄土状亚砂土及亚粘土组成，

并含有钙质结核。厚2.50～63.00m。

上更新统（Q3）：为浅黄、黄灰色亚砂土或细粉砂土，孔隙度大，

垂直节理发育，底部含钙质结核。厚0.00～10.00m。

（二）煤层产状及煤质

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本工作面开采山西组3#煤层，根据钻探资料及井下实测资料，该工作面地质构造简单,基本为一单斜构造，及次一级的褶皱构造。地层倾向南西，倾角4°— 8°，平均6°，煤层厚度平均为1.8米，容重1.39t/m3。3#、4#煤层层间距约为14.5米左右。

3号煤层煤质分析表

根据《中国煤炭分类》（GB/T 5751-2009）和《煤炭质量分级 第1部分：灰分》（GB/T 15224.1-2004）、《煤炭质量分级 第2部分：硫分》（GB/T 15224.2-2004）及《煤炭质量分级 第3部分：发热量》（GB/T 15224.3-2004）标准，按照动力煤原煤标准进行质量分级，3号煤为特低灰-高灰、特低硫－中硫、特低磷－高磷分、低热值-特高热值之瘦煤（SM）、焦煤（JM）。

（三）工作面构造

本工作面地质构造简单,基本呈一倾向南西的单斜构造，倾角4—8°。3407材料巷C8点前42米，有一条倾向150°倾角50°，落差为1米的正断层。

（四）岩浆侵入、河流冲刷对煤层的影响

根据现有资料表明，无岩浆侵入煤层及河流冲刷煤层，故对该工作面不造成影响。

三、水文地质情况

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（一）地面水文地质情况

3407工作面西北部为金家庄煤矿，东南为康者村.地表标高938.1—1066米，地面内沟谷众多，黄土残存于山坡及山顶，植被少，水土流失严重。3407工作面地表北部有2条季节性河流和一水库，3#煤顶板砂岩裂隙水主要是接受大气降水补给和季节性河流径流补给。根据对采掘区域地表进行调查，地表没有发现可能形成积水的区域，季节性河流没有发现明显的渗水点，对井下开采的影响较小。

（二）井下水文地质情况

在3407工作面回采过程中主要受到的水患威胁有地表水、顶板砂岩裂隙水、承压岩溶裂隙水、采空区积水。

1.地表水和顶板砂岩裂隙水

地表水主要为大气降水和地表的季节性河流，根据调查工作面地表没有积水区域，季节性河流未发现有渗漏的情况。

根据《煤矿防治水规定》对砂质泥岩、泥质砂岩、页岩等岩层在矿山压力和自重压力作用下，冒落带和裂隙带高度的计算公式为：

H?100M?5.1 3.3n?3.8

M：累计采高，m； n:煤层分层层数；

即开采3#煤层顶板的冒落带和裂隙带高度为：

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

根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中计算冒裂带方法，开采3#煤冒落带计算公式为：

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M

(Ks?1)?cos?

h2?（2～3）h1h1?

h1:顶板冒落带高度；

M：矿层的采厚或厚度；

?：矿层倾角；

h2：顶板冒裂带高度；

Ks:岩石碎胀系数；

根据资料3#煤厚度取最大值2.05米，岩石碎胀系数取1.3 2.05?6.86m即 (1.3?1)?cos5?

h2?3?h1?20.58mh1?

合计h=h1+h2=4.1+12.3=27.44m

以上两种方法计算的冒裂带高度分别为33.97m和27.44m，工作面最小开采深度约为372米，因此地表水对工作面回采几乎没有影响。3 #煤层顶板砂岩含水层与煤层的距离平均在14米左右，冒裂带高度可以导通含水层，但由于砂岩含水层富水性较弱，对工作面回采影响较弱，突水危险性较小。

2.承压岩溶裂隙水：主要为太原组灰岩水和奥陶系灰岩水。

（1）太原组灰岩含水层是以L1—L5灰岩含水层组成的，厚度平均约30米，区内平均水位为799.20米，3#煤层底板标高565.5—610米，底板所承受的水头压力为2.34—2.78MPa，隔水层厚度平均为49米，有效隔水层厚度45米。根据《煤矿防治水规定》计算突水系数：

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

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

T：突水系数；P：煤层底板承受水压；M：底板隔水层厚度

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》中正常块段的临界值0.1 MPa/m，等于底板受构造破坏块段的临界值0.06Mpa/m，通过对工作面内部用瞬变电磁仪和坑透仪进行探测及对工作面的精查钻孔资料进行分析，未发现可能造成导水的构造。因此在3407工作面回采时受太灰水的突水危险性较小。

（2）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802米左右，上距3#煤层约152米，开采3#煤层所承受的水压为3.44—3.88Mpa，根据《煤矿防治水规定》计算突水系数：

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

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

式中: T—突水系数；

P—煤层承受的水压，最小取3.44MPa、最大取3.88 MPa；

M—底板隔水厚度，取152米（注：以上数据参照HX11钻孔资料） 综上所述：0.022MPa/m≤T≤0.025MPa/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》中正常块段的临界值0.1 MPa/m，也同样小于底板受构造破坏块段的临界值0.06Mpa/m，因此在3407工作面回采时受奥灰水的突水危险性较小。

（3）老空水：3407工作面北部为3311工作面采空区，3311采空区积水在3407材料巷掘进过程中已疏放完毕。

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四、其它开采技术条件

1. 煤层顶底板

2.瓦斯

本矿井属高瓦斯矿井，该工作面预计瓦斯绝对涌出1.65m3/min。3407工作面主要采用本煤层与穿层瓦斯抽采方法，对工作面的瓦斯进行综合治理。该工作面瓦斯抽采系统完善，瓦斯抽采方法选择合理，分源抽采系统完善合理，抽采管路铺设符合标准要求并安设了在线监测装置，瓦斯抽采参数观测设施、牌板设置齐全，瓦斯抽采基本指标符合AQ1026-2006规定的标准要求，系统稳定可靠。

3.煤尘、煤层自燃及地温

煤尘有爆炸危险性。煤层自燃等级为III类不易自燃。属地温、地压正常区。

4.工作面精查工作：

对工作面进行了无线电坑透仪探测、瞬变电磁仪探测，经瓦斯抽放孔异常区验证，没有揭露导水构造。

5. 水害防治措施

（1）坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的方针，

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对可疑地段进行探放水。

（2）发现透水情况必须停止作业，撤退工作面人员，到达安全地点后，并向调度室报告，由调度室通知相关人员，采取措施处理。 （3）经常清挖井下水仓，保证水仓有足够的容量。 （4）配备足够的排水设施，并确保能正常使用。