Kuwkej高平市北诗镇南村煤矿水文地质说明书.doc

生命是永恒不断的创造，因为在它内部蕴含着过剩的精力，它不断流溢，越出时间和空间的界限，它不停地追求，以形形色色的自我表现的形式表现出来。泰戈尔一、工作目的及任务高平市北诗镇南村煤矿系北诗镇南村村办煤矿，该矿始建于1991年，1992年正式投产，设计年生产能力为20千吨/年,实际生产能力为60千吨/年，主采3号煤。为进一步查明矿区地质和水文地质条件，二OO四年十二月高平市北诗镇南村煤矿委托山西省地质矿产勘查开发局二一二地质队为其编制高平市北诗镇南村煤矿矿井地质和水文地质图。根据矿区水文地质工程地质勘探规范及甲方要求，本次工作的主要任务是：对井田内及周边的井、泉等进行详细调查，对煤矿矿坑涌水量进行调查访问，查明井田地质和水文地质条件，最终编制高平市北诗镇南村煤矿矿井地质和水文地质图及其煤矿水文地质图说明书。二、井田位置及交通高平市北诗镇南村煤矿位于高平市北诗镇南村西南，属高平市北诗镇管辖，其地理坐标为东径11304261130410；北纬354809354724。据1989年山西省煤炭资源管理委员会颁发的采矿许可证号1120042，证字【1989】N41178，批准开采3号煤层，井田面积为0.44km2，井田范围由以下来4个拐点坐标连线圈定（6带）： 点号 X坐标 Y坐标 1 3965400.00 19687500.00 2 3964300.00 19687500.00 3 3964300.00 19687120.00 4 3965400.00 19687120.00该煤矿主井及风井均为立井，其井口坐标分别为： X坐标 Y坐标 主井 3965189.00 19687414.00 风井 3965146.20 19687428.00 井田北距沁（水）辉（县）公路仅4km，西距云泉乡4km，东距礼义镇2km，其间均有乡村公路相连，交通十分方便。三、工作概况本次工作自2004年12月1115日开始进行资料收集和野外调查，随后转入室内资料整理、图件编制及说明书编写，12月17日完成最终成果。矿井地质和水文地质填图比例尺为1:2000，地形图由甲方提供，填图内容包括：地层划分与分布，地表洪水位线、民井、泉水等调查。共划分出Q、P2s和P1x三个填图单元，完成填图面积0.91Km2，其中井田内填图面积0.519km2；调查生产矿井1个，民井3眼，主要调查其位置、标高、涌（出）水量等。最终成图工作由山西省地质矿产勘查开发局二一二地质队计算机成图中心完成。四、井田地质（一）、地形地貌井田地貌类型为低山丘陵区，地势呈西南高东北低之势，最大相对高差135m。（二）、地层及构造1、地层井田仅在南部出露有少量二叠系上统上石盒子组、二叠系下统下石盒子组地层，其余均被第四系松散层所覆盖，现结合区域有关资料将该区地层由老至新简述如下：、奥陶系中统峰峰组（O2f）本组为一套浅海相化学碳酸盐沉积地层，其岩性为灰深灰中厚层状石灰岩夹泥质灰岩、角砾状泥灰岩组成，为煤系地层之基底，井田内未出露。、石炭系中统本溪组（C2b）主要为一套海陆交互相沉积的铁铝岩段，岩性为灰色砂质泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、铝土质泥岩组成，厚约8.10m，具鲕状结构，有滑感，底部常富集成窝子状“山西式铁矿”层，与下伏地层峰峰组呈平行不整合接触，井田内未出露。、石炭系上统太原组（C3t）为本区内主要的含煤地层之一，为一套海陆交互相含煤沉积，厚90.2m，主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层及石灰岩组成。该组发育48层石灰岩，以K2、K3、K5、K6较稳定，含煤68层，自上而下编号为515号，可采煤层为15号，9号为局部可采煤层。底部以K1砂岩与下伏本溪组呈整合接触。根据沉积旋回及岩性组合，自下而上可分为三个岩性段：一段（C3t1）：（K1砂岩底K2灰岩底）。主要由深灰色灰黑色泥岩、粉砂岩、砂岩及煤组成，厚10.55m，上部15号煤为稳定可采煤层。二段（C3t2）（K2灰岩底K4灰岩顶）。主要由砂岩、泥岩、煤层及石灰岩组成，厚32.59m，含不可采煤层11、12号。三段（C3t3）（K4灰岩顶K7砂岩底）。主要由砂岩、粉砂岩、泥岩、煤层和石灰岩组成，厚47.06m，煤层有5、8、9号，其中9号煤层为局部可采煤层，其余均不可采。本组地层井田内未出露。、二叠系下统山西组（P1s）是矿区主要含煤地层之一，主要由黄色砂岩、黄灰色砂质泥岩、灰色泥岩及煤层组成，上部为灰色、灰黄色砂质泥岩及砂岩互层，局部夹有二层不可采煤层，中部为黄灰色砂岩，砂质泥岩及3号可采煤层，下部为灰色砂质泥岩，有时变为黄灰色细砂岩夹黄铁矿层及灰黑色泥岩。本组厚度44.49m，底界以K7砂岩及下伏太原组呈整合接触。井田内未出露。、二叠系下统下石盒子组（P1x）岩性主要为砂岩、泥岩、砂质页岩组成，底部为浅灰色中细粒长石石英砂岩，分选差，泥质胶结，中部以灰绿色，黄绿色砂岩为主，间夹砂质泥岩，顶部为灰色、灰紫色及杂色铝土质泥岩，具铁锰质鲕新诗结构，即“桃花泥岩”，层位稳定，特征明显，为一良好标志层。本组平均厚度53.65m左右，底界以K8砂岩与下伏山西组呈整合接触。在井田南部少量出露。、二叠系上统上石盒子组（P2s）主要岩性为杏黄色、黄绿色砂质泥岩及黄色泥岩互层，其中夹不稳定的黄绿色砂岩，页理发育。底界以K9砂岩与下伏下石盒子组呈整合接触，本组地层在井田南部少量出露，其残留厚度约20m，、第四系（Q）为松散覆盖层，不整合于基岩之上，厚025.0m，主要为马兰组灰黄色亚砂土、离石组浅红色粘土、汾河组砂砾石组成。2、构造井田位于太行山块隆西缘，晋获褶断带东侧，区域地层总体走向北北东向。井田内总体格架构造为一北东的向斜，两翼地层基本对称，北西翼地层倾向北西，倾角58，南东翼地层倾向南东向倾角35，在南部地层走向渐转为近东西向，井田内断裂构造不发育，总体而言，井田内构造不复杂，开采时不受影响。五、水文地质条件（一）、 水文地质概况本区属黄河流域丹河水系，地貌类型为低山丘陵区，地势呈西高东低之势，最大相对高差135m，沟谷较为发育，沟谷及低洼平缓地带均为第四系松散沉积物，这有利于地表水在沟谷中自然排泄。井田内分布一常年性小河流，小河流自西北向东南向从井田东北角通过，水面宽度1.01.5m，水深0.1m（暴雨季节水深可达0.6m），据调查小河流断面流量为16.7L/s。井田内地下水的补给主要靠大气降水的入渗补给，受季节性影响较大。本次调查河流断面和S01、S02民井主要分布于第四系地层中，含水层为砂砾石及亚砂土孔隙含水层，S03民井含水层为二叠系下统下石盒子组砂岩。（二）、井田内主要的含水层1、第四系松散岩类孔隙含水岩组。含水层岩性主要为马兰组灰黄色亚砂土及汾河组砂砾石，在山坡地带大部分为透水不含水层，在沟谷及季节性河流一级阶地附近富水性较好。本次调查民井中S01、S02沿井田内常年性小河流一级阶地分布，井深为3.84.2m，水位埋深为0.61.5m，含水层时代为Q，为当地村民生活和灌溉用水的主要水源。本含水岩组水位埋深浅，大气降水及小河流侧向补给为其主要的补给来源。2、二叠系上统上石盒子组、二叠系下统下石盒子组及山西组砂岩裂隙含水岩组。主要含水层为基岩风化带裂隙含水层，风化带厚度受地形起伏及岩性的影响变化较大。基岩仅在矿区东部沿山梁出露，主要接受大气降水补给和含水层之间的垂向渗透补给以及同一含水层沿地层倾向的横向补给。地下水的埋藏条件在长期开采3号煤疏排矿坑水的影响下，主要以潜水形式赋存，地下水动态随季节变化较大，其富水性主要决定于风化裂隙的发育程度。据本次调查资料，民井S03井深30m，水位埋深为8.5m，含水层时代为P1x，涌水量为 1.4L/s，为当地村民生活和灌溉用水的主要水源。本含水岩组富水性差异性较大，大气降水为其主要的补给来源。据调查生产矿井资料，风化带涌水量为10m3/d，矿坑涌水量为45m3/d，季节性变化明显，主要水源为侧向补给，煤层水流方向由西北向东南。3、石炭系太原组砂岩及灰岩裂隙水含水岩组该含水岩组埋藏较浅，含水层以K2、K3、K4、K5等几层灰岩为主，呈层分布且被泥岩隔水层分隔，相互之间水力联系较弱，各含水岩组富水性受岩石完整程度、岩溶裂隙发育程度及其补给条件等因素影响较大，故不同地层富水性相差较大。含水层一般接受上部含水层及3号煤矿坑水的越流渗透补给。4、中奥陶统灰岩岩溶含水岩组。该含水层埋藏深度较大，主要含水岩性为厚层灰岩和泥灰岩，岩溶裂隙发育，富水性较强。据邻近地区资料，本区岩溶地下水位标高599.5642m低于3号煤层底板标高（底板标高为930950m），岩溶地下水尚不具备向3号煤层底板充水的可能性。（三）、井田内主要隔水层1、本溪组及太原组底部泥岩、铝土质泥岩隔水层位于3号煤层之下，平均厚度约8.1m ，在正常情况下阻隔或减弱了3号煤奥水之间的水力联系。2、石炭系、二叠系泥岩、砂质泥岩隔水层该隔水层分布于各灰岩、砂岩含水层之间，其单层厚度差别较大，埋藏较深时在含水层之间起到较好的隔水作用，但在煤层开采后形成的导水裂隙带内的泥岩减弱或失去隔水性能。（四）、井田水文地质类型井田内主采煤层为3号煤层，一般是以顶板砂岩为直接充水含水层的裂隙充水矿体，其含水层富水性弱。据本次调查资料：主井巷道60m处有风华带砂岩裂隙水渗出，排水量为2.5m3/d，自60m处往下干燥没有渗水；风井巷道干燥；采掘工作面顶板一般没有水渗出，但井壁潮湿，底板有少量渗水。据本次调查资料：矿坑涌水量为520m3/d。据邻近地区资料，本区岩溶地下水位标高在599.5642m之间，远远低于3号煤层底板标高（底板标高为930950m），在没有其它导水构造沟通的情况下，岩溶地下水不具备向3号煤层底板充水的条件。但随着采空区的增大，采空区范围将逐渐增大，采空区积水将成为矿井生产的隐患，故应注意对采空区积水的探明及疏通，避免突水事故的发生，总的来说，3号煤层矿床水文地质条件简单。（五）、矿坑充水因素分析南村煤矿的主采煤层3号煤层的直接充水含水层为其顶板砂岩，富水性弱，水文地质条件简单。据本次调查资料：主井、风井井筒为潮湿或渗水，而采掘工作面顶底板一般干燥，没有水渗出，总体上其涌水量都不大，对3号煤层充水是微不足道的。但在煤层开采后，由于采空区周围的岩石应力集中、释放而产生的导水裂隙有可能沟通上部几层砂岩，并导致3号煤层顶板以上地层中形成冒落裂隙带，其冒落裂隙带高度按矿区水文地质工程地质勘探规范中提供的“冒落带、导水裂隙带最大高度经验公式”进行估算：3号煤层埋深57.358.5m，平均厚度为4.1m，经计算采空冒落裂隙带最大高度为62.85m。因此采空区冒落裂隙带将导通3号煤层以上各含水层之间的水力联系，采空区积水、风化带裂隙水、第四系松散层孔隙水均有可能被沟通并与3号煤层采掘巷道发生水力联系，对3号煤的安全开采产生不利影响。因此3号煤层矿坑充水主要来源为局部采空区地段及古采空区地段的3号煤层以上各含水层，同时在该两个地段雨季大气降水也是3号煤层矿坑充水主要来源之一。另外奥灰水水位标高远低于3号煤层底板标高，不具备向3号煤层充水的条件。综合起来，对矿坑充水的因素有以下5点：1、大气降水对矿坑充水的影响大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散沉积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，成为矿坑充水的间接但重要的补给来源。矿坑涌水量受降水的季节变化影响，具有明显的动态变化特征。2、老窑采空区积水对矿坑充水的影响随着井田范围内采空区面积加大，采空区如同“水仓”一样存蓄地下水，在由于种种原因煤层采掘巷道和老窑采空区积水沟通而产生水力联系，老窑采空区积水就会对采掘巷道构成威胁。3、井筒水对矿坑充水的影响井壁局部段有渗水现象，但渗水量不大，井筒充水对矿坑充水影响不大。4、矿坑充水通道据井田水文地质条件来看，3号煤层矿坑的充水通道主要为矿坑顶板之上的岩石裂隙、冒落导水裂隙带、井筒及开采扰动后的底板岩石裂隙，采掘工作面及巷道顶底板均没有渗水现象，但主井往运输大巷400m范围内底板渗水，顶板滴水。5、奥灰水对矿坑充水的影响本区岩溶地下水位标高599.5642m低于3号煤层底板标高（底板标高为930950m），3号煤底板标高远高于奥灰水位，在没有其它导水构造沟通的情况下，不存在底板突水问题。（六）、矿坑涌水量由调查资料显示，现开采3号煤生产矿井水文地质条件简单，矿坑充水主要为顶板砂岩裂隙水、老窑采空区积水沿煤层巷道横向补给的地下水，矿坑涌水量45m3/d，受季节变化影响，雨