1、采区概况 南六采区位于井田东南部，地表位于八字山、王家坡、元家山、十字岩村一带，地表沟谷纵横，地形复杂大部分被黄土覆盖，多为农田，狮字沟内局部出露二叠系上石盒子组地层。井下北为东二采区和小煤窑破坏区，南、东邻屯兰矿，西为南二、南三采区及马兰矿。地面标高为1042-1286米，地形最高点在十子岩附近，标高在1286米；最低点狮子沟，标高在1042米。2.3#煤层底板标高为720-870米，2.3#煤盖山厚度172-566米 。南六采区现采2.3#煤层 。 南六采区地层北部为背斜构造，南部为向斜构造，中部为马鞍形状，区内地层走向变化较大，地层倾角在2-13度之间，平均5度，区内断裂构造较发育，到目前为止，开采2.3#煤共揭露大于3.0米断层9条，陷落柱也较发育，共揭露陷落柱5个。采区2.3#煤层厚度为2.18-3.78米，平均为3.06米。全区煤层均可采，属稳定煤层，煤质为FM 。2、采区水文地质条件2.1含水岩组的划分及其特征 依据《镇城底矿带压开采可行性研究及奥灰水防治措施》，可将南六采区地下水划分为奥陶系石灰岩岩溶含水岩组、太原组石灰岩岩溶含水岩组、山西组砂岩裂隙含水岩组、及采空区上部砂砾岩裂隙含水岩组。2.1.1奥陶系石灰岩岩溶含水岩组 ? ?本含水岩组是采区的间接充水含水层，主要有中奥陶统峰峰组及上马家沟组。2.1.1.1奥陶系中统峰峰组岩溶裂隙含水岩组 本组平行不整合于本溪组之下,厚29.75～157.60m，平均95.32m，分为上、下两段。下段为角砾状泥灰岩、灰岩及石膏，由于泥质含量高，岩溶裂隙不发育，一般可视为隔水层；上段主要为石灰岩、泥灰岩，厚约60m，该段长期处于剥蚀作用下，裂隙充填泥土较多，影响岩溶发育，由于所处位置不同，受影响的程度也不同，因此使得其富水性差异较大，如井田北部峰峰组含水性表现为强，南部弱，甚至不含水。该组水压标高830～885m，单位涌水量0.21～11.63L/s.m，渗透系数0.418～38.66m/d，水质类型为HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca·Mg和SO4·HCO3-Ca·Mg型，矿化度377-641mg/L，水温13～14℃。2.1.1.2奥陶系中统上马家沟组岩溶裂隙含水岩组 ? ?本组平均厚度226.04m，分为上、中、下三段。下段为角砾状泥灰岩、石灰岩夹薄层石膏，厚40m左右，岩溶裂隙不发育，富水性弱，为相对隔水层；中段主要为豹皮状厚层石灰岩夹薄层白云质灰岩，平均厚100.20m，岩溶裂隙发育，钻进中水位、水量有变化，富水性较强；上段主要为石灰岩夹薄层泥灰岩和泥质灰岩，平均89.81m，岩溶裂隙发育，大部分钻孔揭露该层时均出现漏水现象，水位急剧下降，消耗量增加，本段是该组主要含水层段，富水性强。本组水压标高886.551～896.467m，单位涌水量0.67～2.72L/s.m,渗透系数1.042～2.72m/d, 水质类型为HCO3-Ca·Mg或HCO3·SO4-Ca·Mg型，其中GS-13-2为SO4·HCO3-Ca·Mg型，矿化度311～409mg/L，水温13～14℃。2.1.2太原组石灰岩岩溶含水岩组 ? ?主要由L1、K2、L4三层石灰岩组成,其中以K2最厚，平均3.27m，质纯，为主要含水层；L1平均厚1.78m，L4平均厚2.17m，不甚稳定，岩性又常为泥灰岩，因此含水性较差。L1、K2、L4三层石灰岩是采区充水的重要含水组，据810号钻孔抽水试验结果，q值0.064～0.065L/s.m，K值0.393m/d，水压标高1021.43m；邻区416、417孔q值分别为<0.00056L/s.m和0.00022L/s.m。据416、417孔水质分析成果，水质类型为HCO3-Na型水，矿化度343～375mg/L（表3-3）。2.1.3 山西组砂岩裂隙含水岩组 本组含水层主要是K3砂岩含水层。K3虽岩性及厚度变化大，但在绝大部分面积内仍存在，厚度1.81～16.15m，平均7.36m。岩性为中—粗砂岩或含砾砂岩，胶结较松散。区内抽水试验资料仅有810号钻孔，其q值0.0548～0.07 L/s.m，K值0.335m/d，水压标高1019.36m。水质类型HCO3-Na型，矿化度383mg/L。2.1.4 石盒子组砂岩裂隙含水岩组 本组为厚层砂岩含水层，出露范围较广泛。由于地质和自然地理条件的限制，一般说来含水性差，只是风化裂隙带的砂岩，含水性及透水性较好，位于山坡的钻孔钻进时常有漏水现象，但穿过风化带后则无此现象。本组在沟谷中出露的下降泉较多，但多数流量很小，变化也很大，雨季增大，枯水季节则干涸或剧减。该组810孔抽水试验结果，q值为0.0558～0.0648L/s.m；K值0.117m/d，水压标高1018.51m。说明石盒子组含水性很差，并且越深越差；水压为本区基岩最高，有时可形成自流，水质类型为HCO3·Cl—Na，矿化度390mg/L（表3-3）。2.1.5第四系全新统砂砾含水岩组。 本区赋存较差，由砾石及砂层组成，表层多覆以砂质粘土。砂、砾层一般厚10～15m。本层由于渗透性强，极易接受大气降水及地表水补给，所以含有丰富的潜水。区内汾河冲积层的水位一般小于2m，水量丰富。 本层水质良好，属HCO3-Ca·Mg型或HCO3-Ca型水，矿化度241～330mg/L（表3-4）。2.2 隔水层 依据《镇城底矿带压开采可行性研究及奥灰水防治措施》，南六采区各含水层之间有良好的隔水层。10号煤至奥陶系中统顶面隔水层段由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩及薄层石灰岩、铝土泥岩组成，厚度25.08~77.10m，平均厚度60.27m。正常情况下，上部地下水与奥陶系中统石灰岩地下水无水力联系。 峰峰组一段隔水层段由泥灰岩、角砾状泥灰岩、石膏等组成，厚度5.85~70.20m，平均厚度37.73m。从水质类型来看，峰峰组二段含水层的水质以硫酸型为主，而上马家沟组以重碳酸型为主，两段含水层无水力联系，说明峰峰组一段起到一定的隔水作用。2.3构造导水情况 依据《镇城底矿带压开采可行性研究及奥灰水防治措施》南六采区断层多为压扭性结构面，断层带一般不宽，并且其中的断层角砾互相挤压紧密，尤其是穿过石盒子组的断层带，以泥岩为主，常形成不透水的隔水墙。 根据井田发育和井下揭露陷落柱统计，其陷落柱胶结情况大部分为松散状，含水性较差，以致无水，只有少量的渗水和淋水，说明陷落柱充填物的重力可抵御奥灰水的上升，且水质分析资料也显示，其类型为HCO3·Cl—Na型，说明水源来自煤系地层，与奥灰岩溶水无关，因此，采区开采上组煤基本不会受到奥灰水的影响 。3、充水因素 南六采区的水文地质条件较复杂，2.3#煤层全为带压开采，在正常情况下，山西组K3砂岩含水层及石盒子组砂岩含水层是2.3#煤开采的主要充水因素。太原组L1、K2、L4三层石灰岩是8#煤开采的主要充水因素。奥陶系石灰岩含水层为本区最主要的含水层，是采区潜在的充水因素，正常情况下直接向矿井充的可能性比较小，但不能排除构造导水可能性。4、预计涌水量 南六采区采用矿井吨煤含水类比法进行涌水量的预测，2006年生产原煤208.0万吨，矿井涌水量为84.09万立方米，吨煤含水系数为0.40米3/吨，2007年生产原煤190.2万吨，矿井涌水量为106.1万立方米，吨煤含水系数为0.56米3/吨，取其平均数为0.48米3/吨，预计南六采区年产量将达到100万吨，年涌水量为48万立方米，即55m3/min。 ?5、采区的具体防治措施5.1、采空积水的防治南六采区煤层倾角较小，属近水平煤层。工作面掘进时，对同层2.3#煤采空积水严格按照规程坚持 “预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，自警戒线开始探放，在确保工作面水头压力不大于0.05MPa的前提下，每20-30米探放一次，（视煤层倾角而定），工作面形成时，相邻采空积水的探放工作也随之而完成。从而避免了集中探放因水压过大造成安全隐患或水量大而影响工作面衔接。采区北东部为小煤窑破坏区，因其采掘不祥，工作面掘进中必须自警戒线开始严格按照探放水设计边探边掘，确保安全后方可继续施工。 5.2、顶板砂岩含水层的防治 顶板砂岩含水层是工作面掘进与回采充水的直接因素，根据相邻东二、南二采区2.3#煤开采中顶板砂岩含水层出水量，预计南六采区掘进中约为1.0m3/h，在回采中因顶板冒落导通顶板砂岩含水层预计出水量会增大，针对出水情况工作面必须配备足够的排水设施，可确保安全。 5.2、奥灰水的防治5.2.1、带压开采可行性分析： 南六采区2.3#煤层全为带压开采，能否带压开采是必经认真分析研究的问题。现从突水系数和隔水层厚度两方面进行计算分析：5.2.1.1、突水系数分析：本区奥灰水位取900米，2.3#煤层隔水层厚度取140米， 2.3#煤层最低标高720米。根据突水系数公式：Ts=P/（M-CP）Cp=22(经验数据) ?Ts=3.2/(140-22)=0.027MPa/m从突水系数看小于0.06MPa/m，符合《矿井水文地质规程》的要求，但该区构造发育，构造导水不容忽视。5.2.1.2、隔水层厚度分析：本区2.3#煤层标高点取720米，根据计算公式：
t————安全隔水层厚度（m）l————采掘工作面的最大宽度（20米）r————隔水层容重（2.3 t/ m3）Kp————隔水层抗张强度（20t/ m2）H————隔水层底板承受的最大水头压力取320 tf/ m2 代入公式计算得：t安=46.23米，而实际隔水层厚度为140米，大于安全隔水层厚度，因此在没有构造导水的情况下，是可以带压开采的。5.2.2、奥灰水的具体防治措施 5.2.2.1、对落差较大的断层、陷落柱严格按照规定留设计防水煤柱。 ? ? 5.2.2.2、工作面掘进中，施工队组严格按照“有掘必探，先探后掘。”的原则进行施工，采区北东部为小煤窑破坏区，因其采掘不祥，工作面掘进中必须自警戒线开始严格按照探放水设计边探边掘。 5.2.2.3、根据煤矿安全规程有关规定，工作面在回采前，必须采用物探或钻探的手段探测采煤工作面内部的隐伏陷落柱和断裂构造的导水性，根据探测结果制定相应措施。 5.2.2.4、对不明出水点的水源及时进行化验。 5.2.2.5、当井巷通过导水或可能导水的断层和陷落柱前，必须按探放水设计进行超前探放水，确保安全后方可继续施工。 ?5.2.2.6、增加采区及工作面排水设施、设备，拟建一个1000 m3的采区水仓。 5.2.2.7、工作面回采结束后其密闭要按规程规定的防水密闭的要求进行设计和施工，防止构造滞后突水。 5.2.2.8、 利用开班前会加强防治水知识的宣传， 使每个工人能正确理解并熟悉井下避灾路线。 ?5.2.2.9、加强对水文地质专业技术人员的培训，提高业务工作能力。 5.2.2.10、奥灰水透水征兆：采掘工作面发生底鼓，顶板压力增大，裂隙增大、裂隙出现渗水。水质清澈、稳定、无臭味以及在遇构造时出现的渗水、涌水等现象。6、避灾路线 ?南六采区：工作面→760东回风巷→南翼总回风巷→东(西)翼总回风巷→东（西）风井→地面7、存在的问题及建议7.1、在采掘过程中，严格按照规程坚持 “预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则， 确保矿井安全生产。 7.2、采区北东部为小煤窑破坏区，因其采掘不祥，工作面掘进中必须自警戒线开始严格按照探放水设计边探边掘。
