編號：fj-31
2023年6月8日
一、礦井概況
山西古縣金谷煤業****經原山西古陽橋頭煤業****和山西古縣黑金谷煤礦****兼併重組整合而成，整合後設計生產能力為60萬噸/年，井田面積8.5062km2，批准開採2#、9#、10#和11#煤層。本次施工井筒工程由主斜井和副斜井兩個井筒構成，均屬為新鑿井筒，表土及風化基岩段20公尺雙層鋼筋砼支護和基岩148公尺錨噴段，設計底標高由894～850.
518m。
二、水文地質概況
1、地質情況
本井田大地構造位置位於呂梁—太行斷塊沁水塊坳郭道-安澤近南北向褶帶的中西部邊緣地帶，霍山隆起的東側，西與太岳山坳緣翹起帶接壤，屬沁水煤田霍東礦區範疇。總體為一傾向南東的單斜構造，地層傾角一般7-15°，井田內發育3條褶曲、1條斷層、 5個陷落柱，無岩漿活動，構造複雜程度屬簡單類。區內地層出露較好，自東北向西南由老而新依次出露：
石炭系上統太原組、二疊系下統山西組、下石盒子組、二疊系上統上石盒子組，第四系主要分布於山梁、山坡和溝谷。
2、地層分布情況
根據圖紙井底落底標高對照zk302和zk301、401、402鑽孔柱狀圖分析本次施工所經地層由上至下依次為太原組二段k2砂岩→k2石灰岩→太原組一段9#煤層→泥岩→10#煤層→泥岩→10#下煤層→泥岩→砂岩→11#煤層→最後落底於k1鋁土質泥岩頂。
⑴、k2砂岩：顏色為灰白色，細粒結構，水平層理，含黑色條帶，鈣質膠結，分布有雲母片，平均厚度約為4.06公尺。
⑵、k2石灰岩：顏色為深灰色，岩心完整，含蜓類化石，裂隙發育，有方解石脈充填，區域性有鐵染現象，平均厚度約為8.59公尺。
⑶、9#煤層：黑色，粉末狀，夾少量煤塊，亮煤為主，煤質較好，不含夾矸，厚度變化不大，平均厚度1.00公尺，結構簡單，區域性（zk501、zk1、zk2號孔）與10號煤層合併，頂板為泥岩、砂質泥岩，底板為泥岩、砂質泥岩。
屬賦煤區穩定大部可採薄煤層，本煤層基本未開採，但在井田西部區域性有蹬空。
⑷、10#煤層：黑色，粉末狀，夾少量煤塊，亮煤為主，斷口階梯狀，煤質較好，含0-3夾矸，厚度變化不大，結構簡單，平均厚度1.20公尺，頂板為泥岩、砂質泥岩，底板為泥岩、砂質泥岩、粉砂岩。
屬賦煤區穩定可採薄-中厚煤層，但在井田西部有以往小窯開採，採空面積不大。
⑸、泥岩：顏色為灰黑色，岩心破碎，含植物根莖化石及黃鐵礦結核，緻密塊狀構造，平均厚度3.5公尺。
⑹、10#下煤層：黑色，粉末狀，夾少量煤塊，半光亮型煤為主，平均厚度0.5公尺。
⑺、泥岩：顏色為灰黑色，岩心較破碎，含植物根莖化石及黃鐵礦結核，平均厚度5.38公尺。
⑻、砂岩：顏色為灰白色，岩心完整，中粒-細粒結構，泥質-矽質膠結，含煤屑及植物根莖化石，平均厚度4.9公尺。
⑼、9#、10#煤層位於太原組下段中部，11號煤層厚度為1.00—1.700m ，平均1.
54m，含0-5夾矸，頂板為泥岩、砂質泥岩、粉砂岩，底板為泥岩、鋁土質泥岩、炭質泥岩、粉砂岩。11號煤層厚度變化不大，結構簡單。11號煤層屬賦煤區穩定可採薄-中厚煤層。
11號煤層在井田西部有以往小窯和橋頭礦開採，採空面積不大。11#煤層：黑色，粉末狀，夾少量煤塊，光亮型煤為主，中間夾暗煤條帶，含0-5夾矸，厚度變化不大，結構簡單，平均厚度2.
0公尺，頂板為泥岩、砂質泥岩、粉砂岩，底板為泥岩、（先地板有滴水現象）鋁土質泥岩、炭質泥岩、粉砂岩，屬賦煤區穩定可採薄-中厚煤層。但在井田西部有以往小窯和橋頭礦開採，採空面積不大。
⑽、k1鋁土質泥岩：顏色為淺灰色，岩心塊狀不完整，手摸有滑感，平均厚度4.25公尺。
3、水文地質情況
根據金谷煤業地質報告資料礦井所採煤層水文地質型別屬中等型別。
㈠、區內岩層含水性特徵劃分的含水巖組及含水層自上而下有：
a、第四系鬆散岩類孔隙含水巖組及其含水層
(1) 全新統鬆散巖孔隙潛水含水層（q4）
全新統僅呈窄條帶狀分布於澤泉河谷內及其支流下游，為河流沉積，岩性為粉土、砂、砂礫，厚度0～30m。含水層為砂礫石、砂，由於厚度小，無好的隔水基底，富水性弱—中等孔隙含水層。。
（2）上更新統鬆散巖透水不含水層（q3）
上更系統僅零星分布於山梁、緩坡及溝谷兩側，以黃土為主，岩性為粉土、粉質粘土，厚度0～15.0m；其次，在澤泉河谷兩側區域性有河流沉積，構成河谷二級階地，岩性為粉土、砂、砂礫。由於出露位置高，分布面積小，且不連續，故一般為透水不含水層。
b、基岩風化裂隙帶含水層
由於基岩所處位置不同，風化裂隙強弱因地而異，水蝕作用的的深度不同，風化裂隙帶深度一般60－100m左右，富水性變化大，據鄰近村民飲用水井的調查資料，水量不大，能滿足居民和牲畜飲用。水位標高變化較大，水質型別：hco3·so4--na·ca型水，屬富水性弱的含水層。
c、上石盒子組(k10砂岩)含水層
地表泉水多為k10砂岩水，泉流量一般為0.20－0.87l/s，為富水性弱的含水層。
d、下石盒子組(k8、k9砂岩)含水層
由碎屑岩類的泥岩、砂岩組成。主要含水層為k8、k9砂岩含水層，為2號煤層直接充水含水層。鑽孔所見巖芯裂隙不發育，鑽進消耗量一般不大，據本井田zk4水文孔抽水試驗成果，單位湧水量0.
0014l/混合滲透係數3.77×10-3m/d。該含水層富水性弱，富水性與裂隙發育程度有關，水質屬hco3 --na型水。
為富水性弱的裂隙含水層。
e、山西組（k7砂岩）含水層
k7砂岩不穩定，常相變為粉砂岩，裂隙不發育。鑽進消耗量小於0.05m3/h，zk3、zk4和zk401水文孔抽水試驗成果，單位湧水量0.
0012-0.10l/滲透係數1.59×10-3-0.
1726m /d。為弱富水性含水層。
f、上石炭統太原組（k2、k3、k4石灰岩）岩溶裂隙含水層
本組由碎屑岩夾碳酸鹽岩組成。主要含水層為k2、k3、k4石灰岩，為9、10、11號煤層直接充水含水層。裂隙較發育，本井田據zk402鑽孔抽水試驗成果，單位湧水量0.
0013l/滲透係數2.3×10-3m /d，水質型別為hco3 so4- naca型水，礦化度0.379 g/l，屬富水性弱的溶隙含水層。
㈡、隔水層
賦存於石炭系上統太原組一段11號煤層以下的泥岩和中統本溪組的泥岩、鋁土質泥岩、鐵鋁質泥岩厚22～30m左右，穩定性，連續性好，對下部奧陶系灰岩含水層和其上覆含水層有良好的阻隔作用。石炭系上統太原組k5-k7砂岩之間的泥岩，粘土巖，泥灰巖總厚30-44m左右，穩定性，連續性好，對下部太原組（k2、k3、k4石灰岩）岩溶裂隙含水層與山西組k7及上覆砂岩裂隙含水層有良好的阻隔作用。除此之外，二疊系各含水層之間也分布著大量泥岩、粉砂質泥岩，厚20-30m不等，它們對各含水層也有一定的阻隔作用，在無斷裂貫通的情況下，各含水層之間不會發生水力聯絡。
4、礦井水害及防治措施
井筒開掘進中的主要突水威脅（老空水）一是頂板砂岩、灰岩裂隙水，水量不大，與季節性有關，對採掘影響不大；二是煤層老窯、採空區積水；三是地表水；四是斷裂帶、陷落柱水。因此在掘進期間為預防發生透水事故以確保安全施工作業，本著「**預報，有掘必探，先探後掘、先治後採」的探放水原則，特編制本次探放水措施。
三、技術要求
1、水源性質
根據推斷地層分析預計水源主要為頂板砂岩、灰岩裂隙水、老空水、斷層導水等。
2、探放水個數及鑽孔布置
根據原礦井湧水量及本次施工所經地層岩性分析，本次副斜井返掘探放水鑽孔設計按一組5個孔設計，詳見探放水設計方案及探放水平面圖、斷面圖、剖面圖（乙個探巷道正前方、左右幫各探乙個、及探頂及底板），呈扇形布置進行超前鑽探。施工中當探到斷層（與煤時）時盡可能一鑽打透斷層，以確定斷層（與煤）的走向、傾向和傾角來確定斷層的落差及兩盤對接關係；探到老空區時必須嚴格加強與井筒縱橫交錯巷道地點老空水的探放工作，根據實際情況加大鑽孔組數的布置、方向及角度的調整；必須保證起到全方位探放水作用。
3、超前距
探放水鑽孔終孔位置應始終超前掘進工作面的一段距離，為每次探放水鑽孔施工完畢之後，以最短的鑽孔長度減去超前保護距離之後剩餘的距離。設計探水鑽孔長度100m，減去超前距30m後，允許掘進距離為70m。
4、幫距及頂底板
為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，即呈扇形布置的最外側探水孔所控制的範圍與巷道幫的距離，其值一般與超前距相同，有時可略比超前距小1～2m，本設計取20m。巷道頂底板岩性分別為灰岩和砂岩泥岩互層，因此本設計取20m。
5、探放水裝置
裝置選型：探放水施工煤礦坑道選用一台zlj-850鑽機3nb75/2-4型泥漿幫浦，配合φ110mm和φ94mm硬質合金球齒型鑽頭，φ55mm鑽桿鑽進，鑽桿每節長1.0m，鑽桿數量120根。
全部使用水力排粉，鑽孔均採用無芯鑽進。如生產需要，可採用取芯鑽頭，服務生產。
6、探放老空水
(1)在遇到老空區時探放老空水的鑽孔，應成組布設，在平面上呈扇形，各孔終孔垂距不得超過3公尺。
(2)距老空不足20公尺，出水象徵明顯，打鑽有危險時應另找安全地點探放水。
(4)在探放採空區積水時，應先布深孔放水，降低水頭壓力，同時向巷道前方的上、下、左、右、中打控制放水孔，防止因斷層位移意外置近積水。
(5)巷道必須在確認鑽孔已疏幹的前提下，方可在鑽孔放水標高以上掘透老空，進入老空後遇有完整煤壁應繼續探水。
(6)探放水必須安裝孔口安全套管，安設牢固後，需要按實際水壓1.5—2倍的壓力頂水試壓，合格後方可鑽進，並經常檢查。
(7)探水鑽孔、套管以里的孔徑不大於58mm，探水眼開孔應上、下錯開，同時要將已竣工的鑽孔用木塞封閉。
(8)孔口安全水門，要根據水壓大小和水質選用高、中壓和耐腐蝕的水門。長期疏放或控制有腐蝕性水時，套管、水門要定期檢查、更換。
7、鑽孔探水施工工藝
⑴開始鑽探每次開車前首先檢查鑽機是否安裝平穩，固定牢固，油箱按標準油麵離油口10mm加滿30#或46#抗磨液壓油。
⑵接上電源，點動開關，檢查電機轉向與指示方向是否一致。
⑶鬆開緊固迴轉器上4個螺母，將迴轉器旋轉到鑽進制置後鎖緊鬆開的4個螺母，固定好迴轉器。
⑷將離合手柄放到離的位置按下開關，操作卡緊手柄，檢查壓力表壓力應5mpa～6mpa之間。
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