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文档简介
贵州省XXXXXXXXXXXXX煤矿水文地质条件分类报告XXXXXXXXXXXXX煤矿二一一年十一月贵州省XXXXXXXXXXXXX煤矿水文地质条件分类报告编写审核总工程师主任报告编写单位XXXXXXXXXXXXX报告提交单位XXXXXXXXXXXXX煤矿报告提交时间二一一年十一月目录第一章概述1第一节目的和任务1第二节位置、范围和交通2第三节自然地理概况3第四节矿井生产概况5第五节以往地质工作6第六节本次工作情况7第二章地质概况9第一节区域地质概况9第二节矿区地质概况10第三章水文地质特征18第一节区域水文地质概况18第二节矿区水文地质特征20第三节矿井充水因素分析23第四节矿井涌水量预算26第五节矿山供水水源27第四章矿井水害类型及防治措施29第一节XXXXXXXXXXXXX矿井水害类型及危害程度分析29第二节矿井水灾害防治措施30第三节矿床疏干32第五章结论与建议33第一节结论33第二节建议33附图目录附件1地质勘查资质证书(复印件)2委托书3、采矿许可证(复印件)图号顺序号图名比例尺11贵州省XXXXXXXXXXXXX煤矿综合水文地质图1500022贵州省XXXXXXXXXXXXX煤矿综合水文地质柱状图150033贵州省XXXXXXXXXXXXX煤矿水文地质剖面图1500044贵州省织金县三塘镇县XXXXXXXXXXXXX矿井充水性图120001第一章概述第一节目的和任务为贯彻落实“安全第一,预防为主”的安全生产方针,加强对煤矿矿井水害防治工作的监管,督促各矿做好水害的防治工作,有效避免煤矿水害的发生,贵州省煤炭管理局、贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局三部门联合下发关于加强小煤矿水害防治工作的通知(黔煤办字200737号)、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局关于进一步加强煤矿水害防治工作的通知(安监总煤调2008160号,200895)及贵州省人民政府办公厅关于转发省安全监管局等部门贵州省煤矿水害防治规定的通知(黔府办发200964号,2009625)的文件要求,受贵州省织金县XXXXXXXXXXXXX(以下简称“XXXXXXXXXXXXX”)委托,“XXXXXXXXXXXXX”于2011年十一月承担了该矿水文地质调查工作,其目的是初步查明矿井的水文地质条件及矿井充水因素,预测矿井涌水量,为矿井建设和安全生产提供水文地质资料。此次调查的主要任务是1收集矿区以往地质、勘探资料及矿井开采的有关资料;2调查矿区气象、水文及地形地貌等自然地理情况;3调查矿界范围内及以外100M内的老窑、泉水点、废弃井巷的位置、开采范围、开采年限,并对积水情况进行调查、预测;4调查矿界内水文地质条件,特别是河流、水库、含水层和隔2水层特征,断层富水性、导水性;5分析矿井充水因素,论述充水特征;6划分矿井水文地质类型;7对矿井涌水量进行分析预测,并实地进行矿井涌水量观测,提出矿井防治水方案;8编制贵州省织金县XXXXXXXXXXXXX水文地质条件分类报告及相关图件。第二节位置、范围和交通一、位置、范围XXXXXXXXXXXXX位于贵州省织金县三塘镇境内,见图11,行政区划隶属于贵州省织金县三塘镇管辖,地理坐标东经10528091052947,北纬263700263825。根据煤矿提供的采矿许可证(证号5200000831120),采矿权人XXXXXXXXXXXXX,矿山名称XXXXXXXXXXXXX煤矿,经济类型有限责任公司,生产规模45万吨/年,矿山面积37841KM2,有效期限20年(自2008年12月至2028年12月),开采深度由2000M至1000M标高,共有8个拐点,见表11。矿区为一不规则多边形,长约314KM;宽121KM。表11矿区拐点坐标表点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标152637348开采标高2000M1000M,面积为KM2二、交通井田内交通以公路为主,织金纳雍、织金三塘、织金三坝等公路均从井田周边经过,井田有简易公路相通,交通较为方便。见交通位置图(图11)。图11交通位置图第三节自然地理概况一、地形地貌本区属以剥蚀、侵蚀为主的低中山地形,山势与岩层走向基本一致。含煤地层出露地段为低凹沟谷;长兴组及飞仙关组一段出露地段为地层反向坡,地形陡峭;飞仙关组二、三段出露地段多为地层同向坡,相对平缓。总体地形特征为北东高,南西低,一般高程18502100M。最高点位于井田北部双羊岩头西南山头,标高22620M,最低点位于井田西部边缘一无名溪沟底,沟底高程为18235M,相对高差达43850M。二地表水4矿区地表水系属长江流域乌江水系白水河上游支流,地表水不发育,区内无大的河流,仅在西部发育一条树枝状溪沟,2011年11月10日测得沟水流量为255L/S,流量主要受大气降水控制,雨季暴涨,枯季流量较小。沟水在矿区西部外约150M处流入落水洞,最终汇入白水河。三、气象本区属中亚热带季风气候区,因受南、北气流和高原地貌的双重制约,季节更替不明显,气温变化大,冬天霜冻、结冰时间较长,夏天日照时间短,属湿润气候区。据织金县多年气象资料,极端最高气温341,极端最低气温96,年平均气温136,年平均气温最高1441998年,年平均气温最低131995年,日最高气温3261994年8月6日,日最低气温761999年1月12日。无霜期265D左右。区内雨量充沛,年平均降雨量12388MM,年最大降雨量14351MM(1996年),年最小降雨量10676MM1990年。年平均蒸发量11146MM,年平均日照时数12693小时。四、地震根据国家质量技术监督局颁布的中国地震动参数区划图(GB183062001),本区地震动峰值加速度为005G,地震动反应谱特征周期为045S。区内及邻近区域历史上无破坏性地震记载,区域稳定性较好,属于地壳稳定区。五、经济概况5矿区内地方工业生产基础薄弱,改革开放以来地方工业和乡镇企业有很大发展。矿产资源以煤矿为主。矿区内粮食作物主要以水稻和玉米为主,其次为麦类、豆类、薯类;经济作物有油菜籽、烟叶、油桐等;畜牧产品主要有牛、马、猪、鸡、鸭、鹅等。第四节矿井生产概况一、老窑及小煤矿开采情况矿区内采煤历史悠久,大多数老窑分布在煤层露头附近,沿煤层掘进,多为独眼井,部分老窑内有积水。近年来,因关井压产,小煤矿已被政策性关闭,本次工作无法取得实测资料。据调查小煤矿有季节性土法开采及常年性土法开采两种方式,其中以前者居多,矿井为独眼斜井,顶板滴水,杂木架厢,顺煤层倾向掘进3050M,再沿走向开采100200M的较普遍,垂深一般不超过50M,主要开采6、7号煤层,井田北部边界外有老窑开采16号煤层,对浅部煤层露头资源破坏较大。二、XXXXXXXXXXXXX开采及资源利用情况XXXXXXXXXXXXX由原金达、金马、星火、四季春四个煤矿整合而成,整合前各矿生产概况如下XXXXXXXXXXXXX斜井开拓,生产规模3万吨/年,开采7号煤层,巷道用厢木支护,矿灯照明。采空区有积水,煤层顶板出水,水量约78M3/小时,雨季约35M3/小时。XXXXX斜井开拓,生产规模3万吨/年,开采7号煤层,巷道用厢6木支护,矿灯照明。采空区有积水,煤层顶板出水,涌水量不详。XXXXXXX平峒开拓,生产规模3万吨/年,开采16号煤层,巷道用厢木支护,矿灯照明。采空区有积水,煤层顶板出水,水量约54M3/小时。XXXXXX煤矿没有建矿生产。上述已生产的3个小煤矿均已停产关闭,井口已封闭。整合后的XXXXXXXXXXXXX目前正在开展生产前的各项准备工作,尚未投产。第五节以往地质工作11971年,贵州省煤田地勘公司地测大队提交有织金煤田织金地区普查找煤报告(15万)。21984年,贵州省煤田地质局地测大队在三坝勘探区进行了11万地质及125万水文地质测量等工作,提交有织金煤田三坝测区11万煤田地质测量文字总结及有关图件。31989年,贵州煤田地质局174队进入三坝勘探区西段进行钻探施工,于1996年10月提交贵州省织金县三坝勘探区西段普查地质总结报告,本矿区位于三坝勘探区西部。42006年7月,XXXXXXXXXXXXX针对本矿区作了勘查设计,共施工钻孔4个,野外施工从2006年7月开始,至2007年10月中旬完成。2007年10月,XXXXXXXXXXXXX针对该矿进行了资源储量核实工作,提交有贵州省XXXXXXXXXXXXX煤矿资源储量核实报告,该报告经贵州省国土资源厅备案(黔国土资储备7字【2008】98号“关于贵州省XXXXXXXXXXXXX煤矿资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明”)。以上工作对矿区的地层、构造、水文地质、环境地质、工程地质条件等作了详细调查,对煤层的赋存层位、厚度变化、稳定性、煤层的顶底板岩性、煤质及变化等特征作了详细的评述,对矿床的水文地质条件进行了详细分析,为本次工作提供了较多可供利用的基础地质资料。第六节本次工作情况我单位接受委托后,立即成立XXXXXXXXXXXXX矿井水文地质调查小组,于2011年11月中旬对该矿开展了矿区水文地质调查。本次调查工作按照矿井水文地质规程及业主的委托要求进行。调查工作分为资料收集、野外实地调查两个方面。野外调查主要采用贵州省XXXXXXXXXXXXX煤矿资源储量核实报告15000地形地质图作为底图,对水文地质现象进行补充,着重调查地表水及泉点、各含水层岩性、厚度、分布情况等。对收集与实际调查的资料进行汇总、分析,最终提交成果资料文字报告1本,附图4张。本次工作完成主要实物工作量为1水文地质剖面踏勘约50KM;215000水文地质调查面积约50KM2;3补充调查各类水文地质点17个,其中老窑4个,小煤矿4个,泉水点8个,溪沟测流点1个。8第二章地质概况第一节区域地质概况一、区域地层区域范围内除上二叠统峨眉山玄武岩组属火山喷发岩外,其余均为沉积岩。织金地区出露地层自震旦系至第四系沉积序列中,除缺失中、上奥陶系、志留系、下泥盆系、上侏罗统、白垩系及上第三系的沉积外,其余地层均有分布,以三叠系、二叠系、石炭系地层分布最广、发育最好,上二叠系为区内主要含煤岩系,早二叠系晚期至晚二叠系早期有玄武岩流喷发,见表21。表21区域地层简表地层系统系统组代号厚度(M)岩性第四系Q020坡积、残积物。下第三系E最大170中至厚层状白云岩夹白云质灰岩及熔塌角砾岩。中统关岭组T2G669929中至厚层状白云岩、石灰岩夹泥灰岩、绿豆岩永宁镇组T1YN418730薄至厚层状灰岩夹白云质灰岩三叠系下统飞仙关组T1F439799泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主,夹灰、泥灰岩大隆长兴组P3CD2546硅质岩夹蒙脱石泥岩、泥质粉砂岩、钙质泥岩龙潭组P3L242576以粉砂岩、细砂岩为主,夹泥岩、灰岩、煤层等。为区内主要含煤地层。上统峨眉山玄武岩组岩岩岩组玄武岩组P30342玄武岩夹角砾状玄武岩及碎屑岩中统茅口组P2M160653灰岩,上部含燧石结核及燧石层栖霞组P1Q120196燧石灰岩夹少量白云质灰岩二叠系下统梁山组P1L20100石英砂岩及杂色泥岩夹薄煤层石炭系C701000中、下部为白云岩,上部为灰岩泥盆系D940泥灰岩、钙质泥岩、灰岩奥陶系湄潭组O1M040泥岩、页岩夹粉砂岩寒武系1231300杂色砂质泥岩、粉砂岩震旦系灯影组30272白云岩9二、区域构造织金矿区大地构造单元属扬子准地台(级)、上扬子台褶带(级)、黔中早古拱断褶束(级)、纳雍织金凹褶断束(级)。三塘向斜为本区域主要构造,轴向北东2040,全长约42KM,宽15KM,核部由三叠系下统永宁镇组及中统关岭组组成,两翼由三叠系及二叠系地层组成。两翼不对称,西北翼岩层倾角1030,东南翼岩层倾角1050为一北西翼陡、南东翼缓的不对称向斜,接近轴部两翼倾角变缓,北东端翘起,脊线略有起伏,中段被SF4断层错开。本区位于三塘向斜北西翼中段。第二节矿区地质概况一、矿区地层矿区及周边出露的地层有二叠系中统茅口组、上统峨眉山玄武岩组、龙潭组、长兴组、大隆组、三叠系下统飞仙关组及第四系。地层走向总体为南西北东向,倾向东南,倾角628,一般1016左右,由浅到深地层倾角逐渐变小。井田及相邻区域出露地层特征见下表(表22)10表22矿区地层简表系统组段主要岩性一般厚度M第四系Q冲积、残积、坡积物等。010三段T1F3灰、灰绿色、灰紫色,薄中厚层状钙质泥岩夹灰岩、泥质灰岩。90二段T1F2灰、浅灰色,薄中厚层状、块状灰岩、泥质灰岩,夹钙质粉砂岩。140三叠系T下统T1飞仙关组T1F一段T1F1灰黄色、黄灰色、灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩。140长兴大隆组P3CD黄灰、紫灰色粉砂岩、泥质粉砂岩夹泥质灰岩、燧石灰岩及蒙脱石泥岩。45龙潭组P3L灰深灰色,薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、灰岩及煤层等。263上统P3峨眉山玄武岩组P3浅灰、灰绿色,厚层状玄武岩,上部夹凝灰岩。不详二叠系P中统P2茅口组P2M灰色,薄中厚层状灰岩。不详现由老至新分述如下1茅口组(P2M)出露于井田北部边界外。为灰色、浅灰色,中厚层状,隐晶细晶结构灰岩,具溶蚀现象和缝合线构造,裂隙发育,充填方解石,产珊瑚及瓣鳃类动物化石,局部见燧石团块,厚度不详。2峨眉山玄武岩组(P3)出露于井田北部边界外。为浅灰色灰绿色,块状玄武岩,具气孔及杏仁状构造,含大量杂色斑纹及黄铁矿结核,厚度不详。其上一般有220M紫色、灰绿色凝灰岩与玄武岩过渡。3龙潭组(P3L)出露于井田北西部边界附近。主要由浅灰色、灰色及深灰色,薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、11泥岩、炭质泥岩、灰岩、煤层组成。含煤2035层,一般28层左右,含可采煤层10层,其中全区可采4层。含腕足类及瓣鳃类动物化石,产大量植物化石,见栉羊齿PECOPTERISBRONGNINARTSP化石等,厚度在263M左右,与下伏地层呈假整合接触。龙潭组是典型的海陆交互相沉积,海相动物化石及植物化石十分丰富。常见腕足类、瓣鳃类、海百合、螺等动物化石,代表浅海或滨海沉积;常见大羽羊齿、栉羊齿等植物化石,代表一种温暖潮湿的气候环境。4长兴大隆组(P3CD)出露于井田北西部。主要由黄灰色、深灰色、紫灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成,中夹数层灰岩及黄绿色蒙脱石泥岩,产腕足类及瓣鳃类动物化石,见中华准全形贝ENTELETINASINENSISHUONG等,厚度一般在45M左右。5飞仙关组T1F根据区域资料,飞仙关组地层按岩性组合及颜色变化情况自下而上分为五段,井田内出露一、二、三段,分别简述如下(1)飞仙关一段T1F1主要由黄灰灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等岩层组成,薄中厚层状,微波状水平层理,上部夹12层灰岩,底部夹14层黄绿色蒙脱石泥岩。与下伏二叠系上统长兴大隆组呈整合接触,含克氏蛤CLARAIACLARAI及瓣鳃类等动物化石,厚度一般在140M左右。2飞仙关二段T1F2浅灰色、灰色,薄厚层状、块状灰岩、泥质灰岩,下部含鲕粒灰岩,夹灰紫色及浅灰绿色泥质粉砂岩,隐晶显晶结构,中厚厚层状,具锯12齿状缝合线构造及水溶蚀现象,产腕足、瓣鳃类动物化石。厚度一般在140M左右。3飞仙关三段T1F3灰、灰绿色、灰紫色,薄中厚层状钙质泥岩夹泥灰岩,具水平层理,中下部夹泥质灰岩及灰岩34层,底部为泥灰岩及钙质泥岩,产瓣鳃类动物化石。一般厚度在90M左右,地貌上多呈缓坡。6第四系(Q)主要为坡积、崩积、残积亚粘土、粘土、冲积砂、砾石等松散沉积物。厚度一般小于10M。二、构造矿区位于三塘向斜北西翼中段,总体为一单斜构造,地层走向呈北东南西向,倾向南东,倾角532,一般1016,从浅部到深部,地层倾角逐渐变缓。区内次一级褶曲不发育,矿区内及边界附近发现断层2条,简述如下F21位于矿区北西部界外,走向为北东南西向,走向长度约1450M,倾向南东,倾角43,为正断层,落差约15M。SF8位于矿区西部,走向为南东向,走向长度约9000M,倾向西,倾角70,为正断层,落差约100M。总的说来,矿区构造复杂程度类型应属简单。三、煤层矿区内二叠系上统长兴组含13层薄煤,均不可采。龙潭组(P3L)为主要含煤地层,含煤2035层,一般28层,含煤总厚平均231M,含13煤系数878。可采及局部可采煤层共10层,现由上到下分述如下1全区可采煤层矿区内全区可采煤层4层,即6、7、8、35号煤层。6号煤层位于上煤组标三石灰岩与标四石灰岩之间。上距2号煤30M左右,煤层厚度127473M,平均254M,不含夹矸,全区可采,局部有增厚变薄现象,属较稳定煤层。顶板直接顶板为砂质泥岩或泥岩,强度低。间接顶板为粉砂岩,较坚硬,局部地段裂隙较发育,不稳定。厚度一般为300M。底板直接底板为厚100M左右的泥岩。7号煤层位于P3L上部,上距6号煤层22M左右,煤层厚度159166M,平均164M,结构简单,局部夹一层夹石,全区可采,属较稳定煤层。顶板直接顶板为泥岩,厚度020M左右,强度较低,水稳性差。间接顶板为粉砂岩。底板直接底板为深灰色泥岩,强度较低,厚度020230M,一般150M左右。间接底板为泥质粉砂岩或粉砂岩。8号煤层位于P3L上部,上距7号煤7M左右,煤层厚度108130M,平均116M,均含一层夹矸,全区可采,属较稳定煤层。顶板直接顶板为粉砂岩或细砂岩,较坚硬,一般厚300M,有厚薄不等的泥岩伪顶。14底板直接底板为粉砂质泥岩或泥质粉砂岩。35号煤层位于P3L底部,矿区内仅201孔揭露到含煤地层底部,结合三坝勘探区资料,35号煤层全层厚度056197M,一般120M,采用厚度055139M,平均087M,结构简单,一般为单一或夹一层夹矸,井田内全区可采,属较稳定煤层。顶板伪顶为厚200M的粉砂质泥岩,间接顶板为厚200M的粉砂岩或灰岩。底板底板为厚100M的泥岩或粉砂质泥岩。2大部及零星可采煤层矿区内有16号大部可采煤层及2、6下、14、30等其它零星可采煤层。2号煤层位于P3L顶部,为P3L与P3CD的分界标志,煤层厚度034153M,平均077M,含01层夹矸,零星可采,属不稳定煤层。顶板直接顶板为砂质泥岩或泥岩,强度低,厚度一般为050M,间接顶板为粉砂岩,粉砂岩为钙、泥质胶结,较坚硬,局部地段裂隙较发育,不稳定。一般厚度为300M。底板直接底板为泥岩、粉砂质泥岩,强度较低,水稳性差。厚度一般为080M。6下号煤层位于P3L上部,上距6号煤9M左右,煤层厚度068093M,平均077M,不含夹矸,零星可采,属较稳定煤层。15顶板直接顶板为粉砂岩或细砂岩,较坚硬,一般厚500M。底板直接底板为粉砂质泥岩或粉砂岩。14号煤层位于P3L中部,上距7号煤50M左右,下距16号煤层34M左右,煤层厚度039392M,平均182M,结构复杂,一般含两层夹矸,厚度变化大,煤层常由于夹矸泥岩的厚度变化而不可采,零星可采,属不稳定煤层。顶板直接顶板为泥岩,间接顶板为粉砂岩或细砂岩,较坚硬,厚度较大。底板直接底板为粉砂质泥岩、泥岩,间接底板为细砂岩或泥质粉砂岩。16号煤层位于P3L中部,上距14号煤层34M左右,距6号煤层90M左右,煤层厚度039148M,平均093M,一般不含夹矸,结构单一,矿区内往东变薄不可采,属大部可采不稳定煤层。顶板直接顶板为粉砂岩或细砂岩,厚度一般600M,岩性及厚度较稳定。底板直接底板为厚060M左右的泥岩,软弱,易风化。间接底板为泥质粉砂岩。30号煤层位于P3L下部,根据201孔及三坝勘探区资料,30号煤层厚度049301M,平均120M,采用厚度028262M,平均105M,结构简16单,一般为结构单一或夹一层夹矸,零星可采,属不稳定煤层。顶板伪顶为厚150M的粉砂质泥岩或泥质粉砂岩,间接顶板为厚200M的粉砂岩。底板底板为厚100M的泥岩或粉砂质泥岩。各可采及局部可采煤层发育特征详见表23。表23可采及局部可采煤层发育特征表煤层厚度M层间距M煤层结构顶底板岩性顺序煤层编号最小最大平均最小最大平均夹石层数层夹石总厚M煤层可采性煤层稳定性顶板底板161274732540全区可采较稳定沙质泥岩或泥岩泥岩220271591661641001全区可采较稳定粉砂岩或细砂岩粉砂质泥岩或泥岩381081311670010013全区可采较稳定泥岩泥岩416039148093770大部可采不稳定泥质细砂岩粘土质泥岩535056197120800010015全区可采较稳定粉砂岩或灰岩泥岩或粉砂质泥岩17第三章水文地质特征第一节区域水文地质概况XXXXXXXXXXXXX位于三塘向斜北西翼西部,区域地处贵州高原西南部,发育脊状山、同向坡、反向坡等构造剥蚀山地地貌,也发育溶丘、洼地、峰丛、溶斗、伏流等剥蚀、溶蚀岩溶地貌。区域地表水系属长江流域乌江水系。出露岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两类,地下水类型主要为岩溶水和基岩裂隙水。碳酸盐岩中富含岩溶水,所在地层为二叠系中统茅口组、三叠系下统飞仙关组第二、四段及永宁镇组。由于碳酸盐岩分布面积广,分布区多属裸露及半裸露的基岩山区,地表岩溶洼地、落水洞、溶斗、岩溶泉等较发育,地下局部发育溶洞、暗河,大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙、管道、暗河之中,岩层中赋存着丰富的岩溶水,富水性强。碎屑岩中含基岩裂隙水,所在地层为二叠系上统龙潭组、长兴组和大隆组、三叠系下统飞仙关组第一、三、五段。由于碎屑岩靠近地表时风化作用较强烈,风化裂隙较发育,含风化裂隙水,深部发育构造裂隙地段,含构造裂隙水为主,碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制,富水性总体较弱,主要依靠大气降水补给,受地势影响,一般为近源补给、就近排泄。岩溶水和碎屑岩裂隙水均以大气降水作为主要补给来源,地下水动态随季节变化明显,一般每年5月中、下旬地下水流量、水位开始回升,69月为最高值,其间出现23次峰值,1012月份进入平水期,水位、流量开始逐渐递减。区域内龙潭组煤矿床上覆的中强岩溶含水层之间一18般具有较好的隔水层,含水层之间水力联系较弱,对煤矿床开采影响小,只是当导水断层或其他导水通道沟通上覆含水层与矿床水力联系时,上覆含水层才会成为矿井的充水水源,从而威胁到煤矿床的开采。龙潭组煤矿床下伏茅口组强灰岩含水层与煤矿床深部煤层间隔水层较厚,其地下水对煤矿床开采影响甚微。(详见图2)。图2区域水文地质图(比例尺120万)19第二节矿区水文地质特征一、岩层的含水性特征根据岩性组合,岩层富水性和可采煤层赋存空间因素,自下而上将矿区内及周边地层含水性简述如下。1二叠系中统茅口组(P2M)出露于矿区外。为灰、深灰色中厚层状、厚层状石灰岩、燧石灰岩。厚度不详。含岩溶水,富水性、透水性强,为强含水层。2峨眉山玄武岩组(P3)出露于矿区北西部外围。深灰、灰绿色,风化后呈黄褐色、紫灰色块状玄武岩、玄武质火山角砾岩。含少量裂隙水,富水性、透水性均弱,可视为隔水层。3龙潭组(P3L)出露于矿区北西部及北西部外围,岩性由浅灰色、灰色及深灰色薄中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、泥灰岩、灰岩、炭质泥岩、铝土质泥岩及煤层组成。组厚约263M。该组地层由于以碎屑岩为主,岩石含泥质成分多,因而岩石普遍抗风化能力弱,露头区有较厚的强中风化带,易渗入大量大气降水,含浅层风化裂隙潜水,越往深部,岩石裂隙发育程度减弱,岩石含水性相应降低,仅含微弱基岩风化裂隙水和构造裂隙水。调查泉水点2个,流量分别为0089L/S、0153L/S。受大气降水直接控制,富水性、透水性总体较弱,为弱含水层。4长兴、大隆组(P3CD)20出露于矿区北西部,岩性为砂泥岩夹灰岩、泥质灰岩,含水岩层主要为灰岩、细砂岩、粉砂岩。组厚45M。未见泉点出露,富水性微弱,地貌上多为陡坎、陡坡,地表水排泄畅通,补给条件差,富水性弱,属裂隙含水层,为开采上部煤层时的主要充水含水层。5飞仙关组(T1F)按岩性组合特征可分为五段,井田内只出露第一、二、三段。(1)第一段(T1F1)呈条带状出露于区中西部,北东南西向展布。岩性主要由黄灰灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等岩层组成,上部夹12层灰岩,底部夹14层黄绿色蒙脱石泥岩。一般厚140M。本层调查泉点4个,流量在0112L/S0283L/S之间。该层含基岩裂隙水,为区内弱含水层。(2)第二段(T1F2)呈宽缓状出露于区中部及北部,呈北东南西向展布。岩性为浅灰色、灰色,薄中厚层状、块状灰岩、泥质灰岩、钙质泥岩等,下部含鲕粒灰岩,夹灰紫色及浅灰绿色泥质粉砂岩,地表落水洞、溶斗、干溶洞较发育,地下水补给条件好。该层调查落水洞2个,调查泉点1个,泉水流量为0537L/S。该层含裂隙溶洞水,为强含水层。(3第三段(T1F3)出露于区南东部,呈北东南西向展布。岩性为灰、灰绿色、灰紫色,薄中厚层状钙质泥岩夹泥灰岩,中下部夹泥质灰岩及灰岩34层,底部为泥灰岩及钙质泥岩。一般厚度约90M,地貌上多呈缓坡。本层调查泉点1个,流量为0022L/S。该层含基岩裂隙水,为区内中等含水层。6第四系(Q)21由残积、坡积物组成,岩性主要为坡积残积粘土、亚粘土、砂土,次为冲积砂、砾石等,厚度一般小于1000M。主要分布在冲沟底部、洼地及斜坡前缘。岩性疏松,孔隙度大、透水性强、含孔隙水,水量直接受大气降水控制。由于面积、厚度均不大,富水性弱。二、断层导水性矿区内有SF8一条断层经过,位于矿区西部,走向为南东向,走向长度约9000M,倾向西,倾角70,为正断层,落差约100M。断层破坏了岩石的完整性,降低了岩石的力学强度,在煤层开采过程中局部地段受断层破碎带的影响,井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象,生产中需注意预防。三、老窑、小煤矿水文地质特征矿区及周边老窑开采历史悠久,以斜井为主,老窑井口多沿煤层出露地带分布,为季节性土法开采,见煤后沿煤层掘进,开采斜长一般50M150M,垂深一般20M左右,部分老窑巷道有积水。由于井口垮塌、排水及通风困难等原因停采。矿山内有整合前的金达、金马、星火、四季春4个小煤矿,其中金达、XXXXXXXXXXXXX开采7号煤层、金马煤矿开采16号煤层,星火煤矿未建井生产,矿山内7号煤层和16号煤层浅部均已形成采空区。小煤矿开采期间煤层及其顶板一般有滴水现象,老采空区有积水,其积水量约653680M3(7号煤层积水量437525M3,16号煤层积水量216155M3),其中金达煤矿积水量约12574M3(已全部排放)、XXXXXXXXXXXXX积水量约424951M3、金马煤矿积水量约216155M3。矿山外北部与六枝工矿集团三塘煤矿相连,三塘煤矿开采16号煤层,其22与XXXXXXXXXXXXX相连区域已形成采空区,采空区内有积水,积水量约27000M3。四、矿井巷道水文地质情况XXXXXXXXXXXXX为斜井开拓,设计开采7号煤层,井底水仓2个;主要出水形式为顶板淋水、滴水,底板及两帮渗水,其次为老空区积水。目前,巷道内有6处出水点(详见矿井充水性图)距主井口约25M处巷道帮内出水,流量0028L/S,该出水点为浅表风化裂隙水;二车场附近距二车场临时水仓约20M处巷道顶板淋水,流量0031L/S;1072切眼处顶板出水,流量0033L/S;1072回风巷连络巷中部西帮老空水,流量0834L/S;距1071回风巷约36M处老空水,流量0833L/S;距三车场巷连络巷约12M处顶板淋水、滴水,流量约003L/S。五、地下水补径排条件本区地下水因地形切割较强烈,各个地段的汇水面积较小,地下水流量随季节变化,一般丰水期大、水位高;枯水期小、水位降低。地下水的埋藏类型主要为潜水,埋藏深度随地形地势高低而变化,埋藏深度一般小于300M,地下水的补给主要来源于大气降水和地表水。碳酸盐岩中地下水通过岩溶裂隙、岩溶管道、暗河、伏流等形式迳流,以泉的形式排泄;形态各异,显示出交替强烈、运移距离远、集中排泄的特点。碎屑岩类以基岩裂隙水居多,靠大气降水渗入风化裂隙、构造裂隙中,并沿地形自然斜坡作渗流运动于侵蚀沟谷排出地表,一般多为近源补给、排泄。本区地下水汇入区内溪沟,最终流入白水河。23第三节矿井充水因素分析矿井充水因素既取决于水文地质条件,又取决于开拓方式。充水强度受充水水源、通道以及充水方式的影响。一、充水水源煤矿范围内地表无河流、水库等大型地表水体,矿井充水水源主要为地下水、地表冲沟水、老窑积水。1地下水(1)第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系结构松散,孔隙度大,渗透性好,雨季能入渗并储存地表水及大气降雨,内部积水与煤层之间无隔水层,开采浅部煤层时可直接渗入矿井,其地下水是浅部煤层开采的直接充水水源。但因厚度不大,分布不广,蓄水量有限,对煤矿开采影响小。(2)上覆灰岩岩溶含水层该含水层主要有飞仙关组第二段,因其下部有飞仙关组第一段巨厚隔水层阻隔,距含煤地层较远,一般在200M以上,其与含煤地层间一般无水力联系,为含煤地层上覆的独立含水体,其地下水对煤层开采影响很小。(3)长兴组裂隙含水层直接覆盖于含煤地层之上,长兴组灰岩虽属夹层,但其底部距离含煤地层最上部6号主采煤层平均30M。该含水层对上部煤层开采有一定的影响,是开采上部煤层的间接充水水源。(4)龙潭组(P3L)弱裂隙含水层该组主要为碎屑岩,富水性总体微弱,地下水以风化裂隙水为主,深部则以构造裂隙水为主,因此,在节理裂隙发育、受构造断裂及应力破坏影响的地段,含水量会较大,矿床开采到这些地段,矿井出水量会比正常出水量增大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。242老窑、小煤矿采空区积水矿山内有整合前的金达、金马、星火、四季春4个小煤矿,采空区较多;矿山外北部与六枝工矿集团三塘煤矿相连,其与XXXXXXXXXXXXX相连区域已形成采空区。上述小煤矿废弃采面或巷道内有积水,这些积水是矿井开采的重要充水因素,当开采煤层接近这些废弃采面或巷道时,老空区积水易通过裂隙渗入矿井而成为矿井直接充水水源。3地表冲沟水区内地表冲沟发育,冲沟接受雨季较大面积大气降水汇入,水量较大,这些冲沟多位于含煤地层露头地带及上覆地层地带,冲沟附近的网状、脉状裂隙密集,它们与煤层风化、氧化带直接接触,沿沟溪一带开采煤层时,冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井,为矿井浅部开采的直接充水水源。二、充水通道根据充水途径的类型和地下水的水力学特征,本矿有如下几种充水通道1岩石天然节理裂隙矿山内含煤地层龙潭组在接近地表附近,岩石风化节理、裂隙很发育,而深部发育构造节理、裂隙,它们是地下水活动的通道,并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。2人为采矿冒落裂隙采煤活动将产生大量的采矿裂隙,可能会引起矿井及采空区坍塌,这些人为裂隙会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系,成为矿井充水的良好通道。3断层破碎带25矿区西部发育1条断层,该断层破坏了地层的完整性、连续性,降低了岩石的力学强度,塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强,刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性,可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水,加之未来矿床开采中,人工采矿裂隙大量出现,改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场,地表水、地下水更可能沿断裂带进入矿井。4小煤矿及老窑采空区矿区内小煤矿及老窑废弃巷道会成为老窑水、部分地表水进入矿井的通道。5封闭不良钻孔煤矿勘查过程中的所有钻孔未进行钻孔启封试验,封孔质量不明。如果有封闭不良钻孔存在,它们可能成为沟通地表水、地下水与矿井的通道。三、充水方式矿井充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主,规模一般不大,少量为断层裂隙、老空巷道,未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主,局部地段有发生突水的可能。四、矿区水文地质类型矿区西部外约150M处的溪沟底标高18235M,即为矿区最低侵基准面。矿区可采煤层大部分位于当地侵蚀基准面以下,含煤地层富水性较弱,地下水补给条件差,含煤地层上、下均有隔水层,断层富水性及导水性中等,矿床充水属以大气降水补给为主的裂隙充水矿床,水文地质条件中等,水文地质类型属二类二型。26第四节矿井涌水量预算XXXXXXXXXXXXX井下现采用扬程175M、排水能力为280M/H的MD280434型水泵排水,坑道水用水泵抽水,由副井排出地表到净化水池。矿井目前的实际涌水量(该资料为矿上提供)为正常130M/H,最大183M/H。根据贵州省XXXXXXXXXXXXX煤矿资源储量核实报告,未来矿井涌水量采用比拟法预算。其预算公式为QFKFQ矿井涌水量(M3/D),F预算面积(M2),KF单位面积含水率(M3/M2)预算结果矿井正常涌水量为4120M3/D,即1717M3/小时;矿井最大涌水量为12360M3/D,即5150M3/小时需要说明的是矿坑涌水量是一动态变化的过程,其涌水量除与当地地形、地貌、岩性、构造、降雨、岩石的透水性、富水性、补给径流排泄条件有直接的关系外,还与井筒巷道布置方式、掘进方法、采煤方法、采空区面积、顶板管理等有一定的关系。一般在开采初期,涌水量小,随着开采面积的增大,上覆地层的采矿导水裂隙带范围扩大,弯曲下沉带将形成,水文地质条件将发生变化,涌水量也随着增大,尤其靠近地表附近、构造破碎带附近、老窑密集分布区等地段,矿井涌水量将可能骤变(剧增)。因此建议矿山在生产过程中,根据矿井实际涌水量资料,对预测涌水量数据加以修正完善,使其更符合开采区水文地质条件,同时还应准备有足够27排水能力的水泵确保矿井在最大涌水量情况下正常排水,保障矿井安全生产。在开采深部或最低侵蚀基准面以下煤层时,加强水文地质工作及边采边探也是本矿必须做好和应高度重视的工作。第五节矿山供水水源矿区零星分布的地表泉水可作为矿区生活用水,工业用水可取用西侧溪沟水。为满足矿山开发用水的需要,建议进行矿区供水水源勘探工作。28第四章矿井水害类型及防治措施第一节XXXXXXXXXXXXX矿井水害类型及危害程度分析通过实地调查及相关资料收集、分析,XXXXXXXXXXXXX矿井水害类型及危害程度如下一、采空区积水XXXXXXXXXXXXX矿山内有整合前的金达、金马、星火、四季春4个小煤矿,沿煤层露头线一带分布有少数老窑,矿山外北部与三塘煤矿相连,相连区域已形成采空区,其废弃采面或巷道内有积水,这些采空区积水一旦涌入矿井,会造成突水淹井事故。其有如下特点1在短时间可能有大量的水涌入矿井,并夹泥、沙,来势猛,具有很大的破坏及危害性;2当矿井与其它水源无联系时,可以疏干,若与其它水源有联系时,则可造成量大而稳定的涌水,危害更大。二、大气降水生产过程中,在暴雨季节,大气降水迅速补给地下水,或直接沿风化裂隙、第四系残坡积物孔隙及从井口沿巷道直接补给矿井,矿井涌水量会成倍增大。这种水源涌水规律如下1矿井涌水的程度与地区降水量的大小、降水性质、强度和延续时间有相应关系,降水量大和降水时间长对渗入有利,因此矿井的涌水量也大;2矿井的涌水量随气候呈明显的季节变化,但涌水量出现高峰的时间则往往比雨季滞后;293大气降水的渗入量随开采深度的增加而减少,即同一矿井不同的开采深度,影响程度差别较大。三、地表水矿区内沟溪水将通过风化裂隙、地面塌陷形成的地裂缝、第四系残坡积物孔隙等渗入矿井,成为矿井充水水源。通过上述分析,矿井水害有老空区积水、大气降水和地表水,其中老空区积水和大气降水是矿井的主要水患。第二节矿井水灾害防治措施一、地表水防治在地面修筑截排水沟,增设排水设备;在主、副井口周围修筑防水沟渠,保证地表水流入排水沟,可能引起地表水渗入井下的各种通道,如地裂缝、废弃小窑、井筒等,用粘土或水泥进行堵填,防止地表水的渗入;雨季和洪水季节要专人专管,采取排、截、疏水措施,防止地表水流入井下。二、井下水防治进一步加强矿井水文地质工作,查清矿井内含水岩层出水性质。观测老窑及采空区积水的位置,预测老窑采空区积水量,总结其在丰水期、平水期、枯水期积水量变化程度及规律,并专门记录资料备查。井下探水。在井下掘进工作面,接近采空区、含水层断裂带、各类防水煤柱、工作面有明显出水征兆等可能积水地点或遇到、听到可疑水源及响声时,必须进行探水工作,坚持“预测预报、有掘必探,先探后掘,先治30后采”的探放水原则。探明地下水源后,根据水量大小,有计划的进行放水,将其放干,消除水害对生命财产的威胁。放水时严格控制排水速度和排水量,以免加快地面的塌陷速度和地面建筑物的变形、倾斜、墙体开裂和井泉水位急剧下降。建立可靠的排水系统和排水设施,并加强维护,必须具备应急备用水泵,保证正常排水不淹井。水仓的淤积每半年至少清挖两次,雨季前必须清挖一次,保证正常储水量,水沟的淤积要经常清挖,保证流水畅通。保证水泵正常运转,备用泵保持良好状态。水泵、水管、闸门、排水的线路,必须经常检查和维护。在雨季前,必须全面检查一次,并对全部工作水泵和备用水泵进行一次联合排水试验,发现问题,及时处理。水仓水位要经常保持在最低限度,排水泵工人要严守工作岗位,当出现停电或发生其它意外停泵时要及时向值班人员汇报水位上升情况。在巷道布置上尽量不揭露富含水层及落差较大的断面,保证巷道围岩有足够的承受水压能力,须揭露富含水层时必须制定防水措施。各条巷道的排水沟保证畅通,在采掘过程中对一些涌水点采取疏堵结合的原则进行防治,有水灾威胁的区域如与相邻矿井开采同一煤层时,在矿井边界处留设保安煤柱,严禁破坏煤柱和越界开采;在矿井及周围的老窑分布区及采空区,应外推100M圈出积水老空区警戒线,并留设防水煤柱;煤层接近导水断层
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