1、采區(qū)概況 南六采區(qū)位于井田東南部，地表位于八字山、王家坡、元家山、十字巖村一帶，地表溝谷縱橫，地形復(fù)雜大部分被黃土覆蓋，多為農(nóng)田，獅字溝內(nèi)局部出露二疊系上石盒子組地層。井下北為東二采區(qū)和小煤窯破壞區(qū)，南、東鄰?fù)吞m礦，西為南二、南三采區(qū)及馬蘭礦。地面標(biāo)高為1042-1286米，地形最高點(diǎn)在十子巖附近，標(biāo)高在1286米；最低點(diǎn)獅子溝，標(biāo)高在1042米。2.3#煤層底板標(biāo)高為720-870米，2.3#煤蓋山厚度172-566米 。南六采區(qū)現(xiàn)采2.3#煤層 。 南六采區(qū)地層北部為背斜構(gòu)造，南部為向斜構(gòu)造，中部為馬鞍形狀，區(qū)內(nèi)地層走向變化較大，地層傾角在2-13度之間，平均5度，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，到目前為止，開采2.3#煤共揭露大于3.0米斷層9條，陷落柱也較發(fā)育，共揭露陷落柱5個(gè)。采區(qū)2.3#煤層厚度為2.18-3.78米，平均為3.06米。全區(qū)煤層均可采，屬穩(wěn)定煤層，煤質(zhì)為FM 。2、采區(qū)水文地質(zhì)條件2.1含水巖組的劃分及其特征 依據(jù)《鎮(zhèn)城底礦帶壓開采可行性研究及奧灰水防治措施》，可將南六采區(qū)地下水劃分為奧陶系石灰?guī)r巖溶含水巖組、太原組石灰?guī)r巖溶含水巖組、山西組砂巖裂隙含水巖組、及采空區(qū)上部砂礫巖裂隙含水巖組。2.1.1奧陶系石灰?guī)r巖溶含水巖組 ? ?本含水巖組是采區(qū)的間接充水含水層，主要有中奧陶統(tǒng)峰峰組及上馬家溝組。2.1.1.1奧陶系中統(tǒng)峰峰組巖溶裂隙含水巖組 本組平行不整合于本溪組之下,厚29.75～157.60m，平均95.32m，分為上、下兩段。下段為角礫狀泥灰?guī)r、灰?guī)r及石膏，由于泥質(zhì)含量高，巖溶裂隙不發(fā)育，一般可視為隔水層；上段主要為石灰?guī)r、泥灰?guī)r，厚約60m，該段長(zhǎng)期處于剝蝕作用下，裂隙充填泥土較多，影響巖溶發(fā)育，由于所處位置不同，受影響的程度也不同，因此使得其富水性差異較大，如井田北部峰峰組含水性表現(xiàn)為強(qiáng)，南部弱，甚至不含水。該組水壓標(biāo)高830～885m，單位涌水量0.21～11.63L/s.m，滲透系數(shù)0.418～38.66m/d，水質(zhì)類型為HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca·Mg和SO4·HCO3-Ca·Mg型，礦化度377-641mg/L，水溫13～14℃。2.1.1.2奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組巖溶裂隙含水巖組 ? ?本組平均厚度226.04m，分為上、中、下三段。下段為角礫狀泥灰?guī)r、石灰?guī)r夾薄層石膏，厚40m左右，巖溶裂隙不發(fā)育，富水性弱，為相對(duì)隔水層；中段主要為豹皮狀厚層石灰?guī)r夾薄層白云質(zhì)灰?guī)r，平均厚100.20m，巖溶裂隙發(fā)育，鉆進(jìn)中水位、水量有變化，富水性較強(qiáng)；上段主要為石灰?guī)r夾薄層泥灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r，平均89.81m，巖溶裂隙發(fā)育，大部分鉆孔揭露該層時(shí)均出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，水位急劇下降，消耗量增加，本段是該組主要含水層段，富水性強(qiáng)。本組水壓標(biāo)高886.551～896.467m，單位涌水量0.67～2.72L/s.m,滲透系數(shù)1.042～2.72m/d, 水質(zhì)類型為HCO3-Ca·Mg或HCO3·SO4-Ca·Mg型，其中GS-13-2為SO4·HCO3-Ca·Mg型，礦化度311～409mg/L，水溫13～14℃。2.1.2太原組石灰?guī)r巖溶含水巖組 ? ?主要由L1、K2、L4三層石灰?guī)r組成,其中以K2最厚，平均3.27m，質(zhì)純，為主要含水層；L1平均厚1.78m，L4平均厚2.17m，不甚穩(wěn)定，巖性又常為泥灰?guī)r，因此含水性較差。L1、K2、L4三層石灰?guī)r是采區(qū)充水的重要含水組，據(jù)810號(hào)鉆孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，q值0.064～0.065L/s.m，K值0.393m/d，水壓標(biāo)高1021.43m；鄰區(qū)416、417孔q值分別為<0.00056L/s.m和0.00022L/s.m。據(jù)416、417孔水質(zhì)分析成果，水質(zhì)類型為HCO3-Na型水，礦化度343～375mg/L（表3-3）。2.1.3 山西組砂巖裂隙含水巖組 本組含水層主要是K3砂巖含水層。K3雖巖性及厚度變化大，但在絕大部分面積內(nèi)仍存在，厚度1.81～16.15m，平均7.36m。巖性為中—粗砂巖或含礫砂巖，膠結(jié)較松散。區(qū)內(nèi)抽水試驗(yàn)資料僅有810號(hào)鉆孔，其q值0.0548～0.07 L/s.m，K值0.335m/d，水壓標(biāo)高1019.36m。水質(zhì)類型HCO3-Na型，礦化度383mg/L。2.1.4 石盒子組砂巖裂隙含水巖組 本組為厚層砂巖含水層，出露范圍較廣泛。由于地質(zhì)和自然地理?xiàng)l件的限制，一般說(shuō)來(lái)含水性差，只是風(fēng)化裂隙帶的砂巖，含水性及透水性較好，位于山坡的鉆孔鉆進(jìn)時(shí)常有漏水現(xiàn)象，但穿過(guò)風(fēng)化帶后則無(wú)此現(xiàn)象。本組在溝谷中出露的下降泉較多，但多數(shù)流量很小，變化也很大，雨季增大，枯水季節(jié)則干涸或劇減。該組810孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，q值為0.0558～0.0648L/s.m；K值0.117m/d，水壓標(biāo)高1018.51m。說(shuō)明石盒子組含水性很差，并且越深越差；水壓為本區(qū)基巖最高，有時(shí)可形成自流，水質(zhì)類型為HCO3·Cl—Na，礦化度390mg/L（表3-3）。2.1.5第四系全新統(tǒng)砂礫含水巖組。 本區(qū)賦存較差，由礫石及砂層組成，表層多覆以砂質(zhì)粘土。砂、礫層一般厚10～15m。本層由于滲透性強(qiáng)，極易接受大氣降水及地表水補(bǔ)給，所以含有豐富的潛水。區(qū)內(nèi)汾河沖積層的水位一般小于2m，水量豐富。 本層水質(zhì)良好，屬HCO3-Ca·Mg型或HCO3-Ca型水，礦化度241～330mg/L（表3-4）。2.2 隔水層 依據(jù)《鎮(zhèn)城底礦帶壓開采可行性研究及奧灰水防治措施》，南六采區(qū)各含水層之間有良好的隔水層。10號(hào)煤至奧陶系中統(tǒng)頂面隔水層段由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖及薄層石灰?guī)r、鋁土泥巖組成，厚度25.08~77.10m，平均厚度60.27m。正常情況下，上部地下水與奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r地下水無(wú)水力聯(lián)系。 峰峰組一段隔水層段由泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r、石膏等組成，厚度5.85~70.20m，平均厚度37.73m。從水質(zhì)類型來(lái)看，峰峰組二段含水層的水質(zhì)以硫酸型為主，而上馬家溝組以重碳酸型為主，兩段含水層無(wú)水力聯(lián)系，說(shuō)明峰峰組一段起到一定的隔水作用。2.3構(gòu)造導(dǎo)水情況 依據(jù)《鎮(zhèn)城底礦帶壓開采可行性研究及奧灰水防治措施》南六采區(qū)斷層多為壓扭性結(jié)構(gòu)面，斷層帶一般不寬，并且其中的斷層角礫互相擠壓緊密，尤其是穿過(guò)石盒子組的斷層帶，以泥巖為主，常形成不透水的隔水墻。 根據(jù)井田發(fā)育和井下揭露陷落柱統(tǒng)計(jì)，其陷落柱膠結(jié)情況大部分為松散狀，含水性較差，以致無(wú)水，只有少量的滲水和淋水，說(shuō)明陷落柱充填物的重力可抵御奧灰水的上升，且水質(zhì)分析資料也顯示，其類型為HCO3·Cl—Na型，說(shuō)明水源來(lái)自煤系地層，與奧灰?guī)r溶水無(wú)關(guān)，因此，采區(qū)開采上組煤基本不會(huì)受到奧灰水的影響 。3、充水因素 南六采區(qū)的水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，2.3#煤層全為帶壓開采，在正常情況下，山西組K3砂巖含水層及石盒子組砂巖含水層是2.3#煤開采的主要充水因素。太原組L1、K2、L4三層石灰?guī)r是8#煤開采的主要充水因素。奧陶系石灰?guī)r含水層為本區(qū)最主要的含水層，是采區(qū)潛在的充水因素，正常情況下直接向礦井充的可能性比較小，但不能排除構(gòu)造導(dǎo)水可能性。4、預(yù)計(jì)涌水量 南六采區(qū)采用礦井噸煤含水類比法進(jìn)行涌水量的預(yù)測(cè)，2006年生產(chǎn)原煤208.0萬(wàn)噸，礦井涌水量為84.09萬(wàn)立方米，噸煤含水系數(shù)為0.40米3/噸，2007年生產(chǎn)原煤190.2萬(wàn)噸，礦井涌水量為106.1萬(wàn)立方米，噸煤含水系數(shù)為0.56米3/噸，取其平均數(shù)為0.48米3/噸，預(yù)計(jì)南六采區(qū)年產(chǎn)量將達(dá)到100萬(wàn)噸，年涌水量為48萬(wàn)立方米，即55m3/min。 ?5、采區(qū)的具體防治措施5.1、采空積水的防治南六采區(qū)煤層傾角較小，屬近水平煤層。工作面掘進(jìn)時(shí)，對(duì)同層2.3#煤采空積水嚴(yán)格按照規(guī)程堅(jiān)持 “預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則，自警戒線開始探放，在確保工作面水頭壓力不大于0.05MPa的前提下，每20-30米探放一次，（視煤層傾角而定），工作面形成時(shí)，相鄰采空積水的探放工作也隨之而完成。從而避免了集中探放因水壓過(guò)大造成安全隱患或水量大而影響工作面銜接。采區(qū)北東部為小煤窯破壞區(qū)，因其采掘不祥，工作面掘進(jìn)中必須自警戒線開始嚴(yán)格按照探放水設(shè)計(jì)邊探邊掘，確保安全后方可繼續(xù)施工。 5.2、頂板砂巖含水層的防治 頂板砂巖含水層是工作面掘進(jìn)與回采充水的直接因素，根據(jù)相鄰東二、南二采區(qū)2.3#煤開采中頂板砂巖含水層出水量，預(yù)計(jì)南六采區(qū)掘進(jìn)中約為1.0m3/h，在回采中因頂板冒落導(dǎo)通頂板砂巖含水層預(yù)計(jì)出水量會(huì)增大，針對(duì)出水情況工作面必須配備足夠的排水設(shè)施，可確保安全。 5.2、奧灰水的防治5.2.1、帶壓開采可行性分析： 南六采區(qū)2.3#煤層全為帶壓開采，能否帶壓開采是必經(jīng)認(rèn)真分析研究的問題?，F(xiàn)從突水系數(shù)和隔水層厚度兩方面進(jìn)行計(jì)算分析：5.2.1.1、突水系數(shù)分析：本區(qū)奧灰水位取900米，2.3#煤層隔水層厚度取140米， 2.3#煤層最低標(biāo)高720米。根據(jù)突水系數(shù)公式：Ts=P/（M-CP）Cp=22(經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)) ?Ts=3.2/(140-22)=0.027MPa/m從突水系數(shù)看小于0.06MPa/m，符合《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》的要求，但該區(qū)構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造導(dǎo)水不容忽視。5.2.1.2、隔水層厚度分析：本區(qū)2.3#煤層標(biāo)高點(diǎn)取720米，根據(jù)計(jì)算公式：

t————安全隔水層厚度（m）l————采掘工作面的最大寬度（20米）r————隔水層容重（2.3 t/ m3）Kp————隔水層抗張強(qiáng)度（20t/ m2）H————隔水層底板承受的最大水頭壓力取320 tf/ m2 代入公式計(jì)算得：t安=46.23米，而實(shí)際隔水層厚度為140米，大于安全隔水層厚度，因此在沒有構(gòu)造導(dǎo)水的情況下，是可以帶壓開采的。5.2.2、奧灰水的具體防治措施 5.2.2.1、對(duì)落差較大的斷層、陷落柱嚴(yán)格按照規(guī)定留設(shè)計(jì)防水煤柱。 ? ? 5.2.2.2、工作面掘進(jìn)中，施工隊(duì)組嚴(yán)格按照“有掘必探，先探后掘?！钡脑瓌t進(jìn)行施工，采區(qū)北東部為小煤窯破壞區(qū)，因其采掘不祥，工作面掘進(jìn)中必須自警戒線開始嚴(yán)格按照探放水設(shè)計(jì)邊探邊掘。 5.2.2.3、根據(jù)煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定，工作面在回采前，必須采用物探或鉆探的手段探測(cè)采煤工作面內(nèi)部的隱伏陷落柱和斷裂構(gòu)造的導(dǎo)水性，根據(jù)探測(cè)結(jié)果制定相應(yīng)措施。 5.2.2.4、對(duì)不明出水點(diǎn)的水源及時(shí)進(jìn)行化驗(yàn)。 5.2.2.5、當(dāng)井巷通過(guò)導(dǎo)水或可能導(dǎo)水的斷層和陷落柱前，必須按探放水設(shè)計(jì)進(jìn)行超前探放水，確保安全后方可繼續(xù)施工。 ?5.2.2.6、增加采區(qū)及工作面排水設(shè)施、設(shè)備，擬建一個(gè)1000 m3的采區(qū)水倉(cāng)。 5.2.2.7、工作面回采結(jié)束后其密閉要按規(guī)程規(guī)定的防水密閉的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，防止構(gòu)造滯后突水。 5.2.2.8、 利用開班前會(huì)加強(qiáng)防治水知識(shí)的宣傳， 使每個(gè)工人能正確理解并熟悉井下避災(zāi)路線。 ?5.2.2.9、加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)工作能力。 5.2.2.10、奧灰水透水征兆：采掘工作面發(fā)生底鼓，頂板壓力增大，裂隙增大、裂隙出現(xiàn)滲水。水質(zhì)清澈、穩(wěn)定、無(wú)臭味以及在遇構(gòu)造時(shí)出現(xiàn)的滲水、涌水等現(xiàn)象。6、避災(zāi)路線 ?南六采區(qū)：工作面→760東回風(fēng)巷→南翼總回風(fēng)巷→東(西)翼總回風(fēng)巷→東（西）風(fēng)井→地面7、存在的問題及建議7.1、在采掘過(guò)程中，嚴(yán)格按照規(guī)程堅(jiān)持 “預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則， 確保礦井安全生產(chǎn)。 7.2、采區(qū)北東部為小煤窯破壞區(qū)，因其采掘不祥，工作面掘進(jìn)中必須自警戒線開始嚴(yán)格按照探放水設(shè)計(jì)邊探邊掘。