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xxx省xxx县xxx煤矿矿井水文地质说明书xxxxxxxxx地质勘察单位二一二年十一月说明书名称：xxx省xxx县xxx煤矿矿井水文地质说明书编制单位：xxxxxxxxx地质勘察单位队 长： 总工程师： 审 核： 项目负责：文字编写： 提交日期：2012年11月xxx省xxx县xxx镇xxx煤矿矿井水文地质说明书第一章 前 言1第一节 工作目的及任务1第二节 矿山概况1第三节 位置与交通3第四节 自然地理情况3第五节 矿井及小窑5第二章 井田地质6第一节 地层6第二节 井田构造7第三章 井田水文地质条件9第一节 井田内各含（隔）水层水文地质特征9第二节 井田水文地质勘探类型11第四章 矿井充水因素分析12第一节 邻近生产矿井的水文地质特征12第二节 矿井充水因素分析14第五章 矿井涌水量19第六章 结论和建议20附 图顺序号 图号 图名 比例尺1 1 水文地质图 150002 2 水文地质综合柱状图 110003 3 A-A勘探线水文地质剖面图 11000 4 4 矿井充水性图 11000 5 5 矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图 11000第一章 前 言第一节 工作目的及任务xxx县xxx煤矿始建于1982年3月，1983年5月投产，开采特厚倾斜煤5层（原煤10层，后经xxx矿区煤岩层统一对比定为煤5层），实际生产能力6万吨/年；2001年本矿井开始改扩建工作，2001年完成改扩建后生产能力达到9万吨/年；2006年进行了“走向长臂型长钢单体液压支柱放顶煤”的采煤方法改造工作，2007年7月对矿井提升运输系统进行了改造，现已全部完成，达到15万吨/年的生产能力。为贯彻执行国家安全生产监督管理总局2009年9月21日颁发的煤矿防治水规定，为煤矿安全生产运行服务提供矿井水文地质依据，2012年11月xxxxxxxxx地质勘察单位受xxx县xxx煤矿委托，为其编制xxx省xxx县xxx煤矿矿井水文地质说明书。第二节 矿山概况一、矿山范围xxx县xxx煤矿位于xxx县城东北约4km处，为xx、xxx两村联办的集体企业。本矿井南以露天10勘探线以南80m为界，与xxx县西xxx镇煤矿相邻；北以12勘探线为界，与xxx县煤矿相邻；以东起于煤5层露头；以西止于煤5层+1330m水平与xxx煤业集团xxxxxx煤矿相邻。井田走向平均长约0.39km，倾斜平均宽约0.172km，平面积约0.0674km2。xxx县xxx煤矿采矿许可证号：xxxxxxx，发证机关：xxx省国土资源厅，登记面积约0.0674km2，生产规模15.00万吨/年，有效期自2010年12月27日至2013年6月27日，其采矿权范围由如下4个拐点所圈定：xxx县xxx煤矿采矿许可范围拐点坐标一览表 序号1980年西安坐标系（3带）对应的1954年北京坐标系（3带）XYXY1234开采深度：采矿许可开采深度为+1425+1300m标高，经xxx省国土资源厅以“甘国土厅矿函200743号”文对其开采深度调整为1500m至1300m。二、矿井开拓及生产系统1、矿井开拓方式：本矿井为片盘斜井开拓方式，主斜井井口标高1505.22m，井筒倾角23.5，井底标高1398m，井筒斜长269m；暗斜井井筒倾角25，井底标高1330m；风井井口标高1503.15m，井筒倾角28。2、采煤方法：采用走向长臂法。顶板管理采用全部垮落法。3、通风：方式为中央并列式，方法为机械抽出式通风。主井进风，风井回风，地面安装轴流式扇风机抽风，掘进工作面采用局扇供风。4、矿井提升系统：主、风井采用料石半圆拱砌碹，主井担负矿井的提升任务。风井采用料石半圆拱砌碹，担负通风和辅助提升任务。二者均敷设轨道绞车串车提升。5、矿井排水系统：矿井主排水泵房设在主井底部1330m水平，另在1440m、1460m水平设有二级泵站。配备3台D25-307型离心式多级水泵，水泵流量25m3/h,扬程210m，敷设75mm双管路把井下涌水排出地面。第三节 位置与交通一、位置xxx县xxx煤矿位于xxx县城以北4km处，行政区划隶属于xxx省xxx县xxx镇管辖。自xxx县城西距xxx县城67km，北距xxx市65km，东距安口镇19km，南距宝鸡市158km。二、交通区内有二级公路与xxx公路直接相通，交通十分便利。此外，宝-中铁路已通车多年，地方煤炭专用线路已经营运，对该区煤炭工业的发展、煤炭外运和销售，将创造更为有利的条件，详见xxx县xxx煤矿位置交通图（图1-1）。第四节 自然地理情况一、地形地貌xxx煤田位于西部六盘山褶皱山区与陕甘宁黄土高原之间过渡带，多为黄土梁峁和沟谷，地势高低不平。井田内地表为起伏的黄土山丘，沟谷发育，区内西北高，东南低，地理地形较为复杂，地面海拔标高在1300-1516m之间。二、水系在xxx县xxx煤矿内无长年性河流，地表水由沟壑排出。矿井以南约1.5km处的汭水河，发源于六盘山，为区内较大水系，自西北向东南径流。是泾河的一级支流，最小流量为0.346m3/s，最大流量为12.029m3/s。矿井以北的xxx峡沟为井田外最大的一条U型沟谷，全长10公里，所发育的溪流由西北流向东南，于东峡以东流入汭水河，为一季节性山涧溪流。流量随季节变化而变化，在冬季流量极小或冰冻，而在雨季山洪暴发时流量增加数百倍。暴雨时的最大流量大于240m/min，但持续时间很短。三、气象本区为半湿润半干旱的大陆性季风气候，冬季严寒干燥，夏秋温湿多雨，常年温差较大，太阳辐射充足。冬季多西北风，春夏季多东南风。年主导风向偏南。年平均降水量607mm，集中在7-9月，占年总降水量一半以上；年平均气温为7.8，最热月（7月）极端气温36.4，最冷月（1月）极端气温-30.2。年蒸发量1012-1666mm，平均蒸发量1435.2mm；平均无霜期168天，最大冻土深度72cm，一般每年11月开始封冻，次年3月解冻。第五节 矿井及小窑自明清以来，xxx峡露天土法开采历史悠久，老窑互相重叠穿插。该井田范围经历了多次不同时期不同规模的开采，浅部煤层破坏十分严重。本矿浅部+1425m水平以上局部由1975年筹建的xxx县煤矿开采，当时回采率只有30%左右，煤量损失很大。后由于种种原因停产，1982年xxx镇东峡、前岭两村联合创办了如今的xxx县xxx煤矿。与xxx县xxx煤矿相邻，北有xxx县煤矿，南有xxx县西xxx乡煤矿，西有xxxxxx煤矿，其中xxxxxx煤矿为大型矿井，开采+1200m水平以下的煤层。第二章 井田地质第一节 地层该采矿权范围内地表出露及钻孔揭露的地层自下而上有：上三叠统延长群（T3yn），中侏罗统延安组（J2y），上第三系xxx群（Ngn），第四系（Q）。现分述如下：一、上三叠统延长群（T3yn）井田内钻孔揭露其上部层段，为侏罗纪煤系地层的沉积基底，二者呈平行不整合接触。上部为灰绿、黄绿色长石砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，顶部夹有薄层黑色泥岩及煤线。二、中侏罗统（J2）1、中统延安组（J2y）是本区的含煤地层，岩性多为灰灰黑色砂岩，粉砂岩，砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩和煤层（组）所组成（本井田发育煤层仅为特厚的煤5层）。本组按煤岩组合特征及沉积旋迴结构可分为三段，各段间为连续沉积。现分述如下：延安组第一段（J2y1）：底部为河床相的灰白色粗砂岩，局部为含砾粗砂岩，向上过渡到河漫滩相的灰-灰褐色泥质砂岩；深灰色砂质泥岩；泥炭沼泽相的煤层和炭质泥岩。以河湖相的细砂岩、粉砂岩而结束。主要可采的煤5层就位于本段中上部。底板附近有一层似鲕状结构的砂质泥岩或砂岩。平均厚度76m，与下伏地层呈平行不整合接触。延安组第二段（J2y2）：习称复合含煤组，自下而上包括两个小沉积旋迴，平均厚度72m。每一个旋迴均由河床相的砂岩、含砾粗砂岩开始，经河漫滩相的泥质砂岩到泥炭沼泽相的煤层和炭质泥岩，以河湖相的粉砂岩、砂质泥岩结束。延安组第三段（J2y3）：岩性主要由灰色、灰绿色泥岩，灰白色、灰绿色细粉砂岩，中、粗砂岩及灰白色含砾细砂岩构成一个完整旋迴。xxx煤矿井田范围内仅见延安组第一、二段地层，第三段地层被剥蚀饴尽。三、上第三系xxx群（Ngn）底部为厚层状灰白及灰红色砾岩层，厚1-2m；向上为灰白色或黄绿色砾状砂岩，疏松；中上部为褐色、桔红色砂质泥岩及粘土层，含钙质结核，厚约100m。与下伏侏罗系地层呈角度不整合接触。四、第四系（Q）1、上更新统马兰组（Q3m）土黄色，成分为亚粘土及亚砂土。分布于区内各山顶，厚10m左右，不整合于一切老地层之上。2、第四系全新统(Q4)岩性主要为坡洪积形成的次生黄土，冲沟底部为洪积砂砾石层。厚度一般小于5m，不整合于一切老地层之上。第二节 井田构造xxx县xxx煤矿位于xxx煤田向斜东翼之中南段，区内呈一个简单的单斜构造，地层走向大致北北西5-15，倾向南西西。地层倾角一般43-45。区内没有明显的次级褶皱，亦未发现有断裂构造。构造类型属简单型。第三章 井田水文地质条件第一节 井田内各含（隔）水层水文地质特征xxx煤田位于鄂尔多斯地台内陆盆地的西部边缘，就水文地质条件而言它是一个完全独立封闭的承压水盆地，其各含水层在盆地的西北方策底和东部xxx峡岩层裸露地段接受地表水、大气降水补给，由西北向东南方向径流，在xxx县城东部一带排泄。xxx煤矿位于盆地东部岩层裸露地段，属于盆地的补给区。根据收集的xxx省xxx县xxx矿区xxx峡露天建井勘探（精查）地质报告和xxx省xxx县xxx煤矿资源储量核实报告，井田内岩层按其含水性、含水类型及水力特征，可将其划分为五个含水层和二个隔水层。现由下而上简述如下：一、含水层第一含水层：上三叠统延长群（T3yn）承压含水层。该含水层为煤系地层沉积之基底。与第二含水层之间无良好的隔水层存在，两含水层之间水力联系密切。由于钻孔深度有限，井田范围内只有L1001号钻孔揭露该含水层，揭露厚度为24.19m，由砂岩、含砾砂岩组成。单位涌水量0.00261L/s.m，渗透系数0.0018m/d，属极弱含水层。水化学类型为HCO3Na型，矿化度0.663g/L。第二含水层：中侏罗统延安组第一段（J2y1）承压含水层。由于下侏罗统富县组在区内不甚发育，所收集的资料未揭露，所以第二含水层仅由煤5层底板以下至延安组第一段底界的砂岩、砂砾岩组成。含水层厚度2.8035.34m之间，平均厚度为12.20m，具较高的承压水头，据以往周边水1及水3两孔资料，承压水头高度分别为30.83m和21.73m，单孔涌水量3.58.7m/d，单位涌水量为0.0022L/sm0.0033L/sm，渗透系数为0.0014 m/d0.0026m/d，属极弱含水层。水化学类型复杂，分别为HCO3NaCa型水和HCO3SO4ClNa型水，矿化度0.464g/L0.534g/L。第三含水层：中侏罗统延安组第二段（J2y2）承压含水层。xxx煤田的第三含水层为中侏罗统延安组第二段至第三段（J2y2J2y3）承压含水层，但该井田内及周边的7个钻孔均未揭露延安组第三段（J2y3）地层，故其第三含水层为中侏罗统延安组第二段（J2y2）承压含水层。该含水层由煤5层顶板以上的多粒经砂岩组成，局部含砾。含水层厚度在10.4358.14m之间，平均厚度为34.71m，在北汭水河河谷地区水位高程在+1451m左右，单位涌水量0.000470.01456L/s.m，渗透系数0.00170.00487m/d，属极弱含水层。水化学类型主要为HCO3MgCaNa及SO4Na型，矿化度为1.004.32g/L。第四含水层：上第三系xxx群第一段（Ngn1）承压含水层。井田内普遍分布。含水层岩性由灰白色、浅紫红色砂岩、砂砾岩及砾岩组成。厚度28.1081.13m，平均厚度为54.09m。据以往周边水4及水6两孔抽水资料，单孔涌水量77311m/d，单位涌水量0.1390.479L/sm，渗透系数0.36940.6441m/d，属富水性中等的含水层。水化学类型为HCO3CaMgNa型，矿化度0.3120.351g/L。第五含水层：第四系全新统（Q4）潜水含水层。第四系潜水主要是黄土裂隙孔隙潜水，且多数地段黄土为透水而不含水层，仅在局部汇水面积相对较大，底部有良好隔水层存在的有利地段，才能形成富水性极弱的黄土潜水。单泉流量在0.010.001L/s之间，水化学类型单一，为HCO3CaMg型水，矿化度0.30.5g/L。井田内未见该层地下水出露，均为透水而不含水层。二、隔水层按照以往对xxx煤田各含（隔）水层命名习惯，本区内缺失中侏罗统直罗组与安定组地层（以往划分为第二隔水层），现将其余两大隔水层仍命名为第一和第三隔水层。第一隔水层：由中侏罗统延安组第一段（J2y1）煤5层及其直接顶底板的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩所组成，厚度9.46101.19m，平均厚度62.75m。第三隔水层：为上第三系xxx群第二段（Ngn2）的砂质泥岩、泥岩，泥质半胶结，半坚硬，井田内只有L1101号钻孔揭露该地层，厚度45.13m，为区内的主要隔水层。第二节 井田水文地质勘探类型井田内地质构造简单，没有大的断裂构造，构造裂隙不发育。且直接充水含水层埋深大，其上部又有多层隔水层覆盖，矿井直接充水含水层与地表水基本没有联系。煤5层顶底板直接充水含水层水量很小，按煤、泥炭地质勘查规范，xxx井田的水文地质勘查类型为“二类一型”，即属于以裂隙充水为主，水文地质条件简单的矿床。第四章 矿井充水因素分析第一节 邻近生产矿井的水文地质特征通过走访收集资料，现对xxx县xxx煤矿周围矿井xxx县西xxx镇煤矿、xxx县煤矿和xxx煤业集团xxxxxx煤矿水文地质特征分别叙述如下：1、xxx县西xxx镇煤矿xxx县西xxx镇煤矿开采面积0.0783km，开采煤5层，采用走向长臂水平分层、悬移顶梁、金属网铺顶、炮采放顶煤采煤法，分层采厚10m，现开采水平+1425m。目前，矿井正常涌水量10m/h，最大涌水量25m/h，与建井初期相比无大的差别， 矿井涌水主要来自于生产用水。巷道平日基本处于干燥状态，仅在雨季1425底板运输巷和主斜井井筒上部20m有滴水现象，但无径流。在巷道掘进过程中，遇砂岩地层时局部稍有潮湿，无滴水现象，大约半个月左右后潮湿现象消失，遇泥岩时则无水。井下排水采用设计能力为57m/h的水泵，每天抽水2个班，每班抽水20分钟左右，雨季无明显增大。大气降水与矿井涌水量关系不明显。2、xxx县煤矿xxx县煤矿于1973年开工建设，1974年7月建成投产，原设计生产能力为3万吨/年。至今三次改扩建，改扩建设计全部由西安矿业学院设计研究院完成，现实际生产能力为45万吨/年。经过30多年开采，按45万吨/年生产能力计算，矿井剩余服务年限为3年。共二个开采水平：+1370m，+1300m，现开采水平+1300m。现采用水平分层，网格迈步式液压支架，金属网假顶，机采放顶煤采煤方法开采。8m一个分层采厚，片盘斜井开拓，开采煤5层。建矿初期矿井涌水量为6m/h，现矿井正常涌水量为8m3/h，最大涌水量为30m3/h，现矿井涌水量主要来自采空区黄泥灌浆脱水，约占60%以上，其余约为40%的天然地下水。矿井排水采用设计能力为46m/h的水泵，每天抽水3个班，每班抽水约2h，雨季水量略大，多抽约1小时左右。煤巷底板雨季有渗水，无表流现象，平时无水。岩巷干燥无水。井田内为冲沟，下雨时有水，平时无水。现采煤深度距地表150m左右，地表局部有裂缝，裂缝宽为15cm左右。从建矿至今无涌水现象。冲沟对井田涌水量影响不大，大气降水对井田涌水量影响不太明显。3、xxxxxx煤矿由原xxx煤矿与xxx北煤矿合并而成，先各自仍为独立的生产系统。原xxx煤矿原属于xxx县办煤矿，始建于1962年，自1962年至1980年采用高冒落式采煤法开采，由年产15万吨起步，50年来先后进行了三次技术改造，2002年11月并入xxx煤业集团有限责任公司，与xxx煤业集团xxx北煤矿合并为xxxxxx煤矿，并已实现了年产400万吨的改扩建工程，由一个采区2501组成。xxx北煤矿于1996年底建井，开采煤5层，改扩建后设计生产能力600万吨/年，2005年时已达到设计生产能力，其中二水平2502采区开采量达400万吨/年，一水平1502为现开采区，开采量达200万吨/年。xxxxxx煤矿现主采煤5层，目前最低开采850m水平。xxx煤矿煤5层第二水平采区（2501），矿井正常涌水量为1346m3/d；矿井最大涌水量为2018m3/d。xxx北煤矿开采煤5层矿井正常涌水量为2315m3/d，其中第二水平采区（2502）为1219m3/d，第一水平采区（15011504）为1096m3/d；矿井最大涌水量为3323m3/d，其中第二水平采区（2502）为1891m3/d，第一水平采区（15011504）为1432m3/d。xxx北煤矿第一水平采区（1501-1504）位于西xxx镇煤矿的下部。xxxxxx煤矿矿井水主要来自于生产用水，其次为煤5层顶底板进水,顶底板来水主要为底板水，底板水主要为开拓岩巷时的来水量，在揭露砂岩层时呈滴水现象，在揭露泥岩类时则无水，顶板局部有滴水现象。矿井涌水量5060%来自于生产用水,包括注浆、喷雾洒水、注水、钻机具、防灭火等生产用水。顶底板涌水量呈较稳定状态,受大气降水影响不明显。最大涌水量与正常涌水量之差主要来自于洗井巷煤尘时来水。第二节 矿井充水因素分析xxx县xxx煤矿开采面积0.0674km2，开采煤5层，采用“走向长臂型长钢单体液压支柱放顶煤”的采煤方法，分层采厚8m，现开采水平+1408m。目前，矿井正常涌水量约2.5m/h，最大涌水量5m/h，与建井初期相比涌水量变小，矿井涌水量主要来自于矿井生产灌浆用水，灌浆水为自来水。采掘工作面、巷道平日基本处于干燥状态，大气降水与矿井涌水量关系不甚明显。井下排水采用设计能力为25m/h的D25-307型离心式多级水泵。现主要从以下6个方面考虑，对矿井充水性进行进一步分析：1、地表水地表水是否会对矿井开采造成影响，主要取决于煤矿开采后所形成的导水裂隙带高度是否到达地表。通过计算选取的具有代表性的5个钻孔煤5层导水裂隙带高度（见表4-2-1）可知，L1001、L1101、L1201号钻孔煤5层导水裂隙带能到达地表。但在xxx煤矿内无长年性河流，地表水由沟壑排出，故地表水对矿井生产及人身安全不会造成很大威胁。2、地下水xxx煤矿可采煤层煤5层的直接充水含水层为其顶、底板砂岩，富水性弱，水文地质条件简单。据本次调查资料：主井和风井没有渗水，采掘工作面干燥，巷道顶板、底板一般处于干燥状态，雨季顶板有潮湿现象，无集中大的出水部位。总体上其涌水量都不大，对煤5层充水是微不足道的。煤层顶板以上富水性相对较好的含水层为第四含水层，该含水层由上第三系xxx群第一段的砂岩、砂砾岩及少量砾岩组成。该含水层对矿井充水是否造成影响取决于煤层开采后所形成的导水裂隙带是否到达该含水层。导水裂隙带的发育程度与上覆岩层的岩性和煤层厚度及开采方法有关。根据2010年7月1日实施的煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准和井田煤层赋存特征（煤层属倾斜煤层、顶板为中硬岩层），采用以下经验公式计算导水裂隙带高度（表4-2-1）： Hf =100M/（3.3n+3.8）+5.1 Hc=4M S=3M/n H=S+Hf式中：Hf导水裂隙带最大高度（m）；M累计采厚（m）；n分层层数；Hc冒落带最大高度（m）；S预想保护带高度（m）；H预想防水岩柱高度（m）。按炮采放顶煤8米1个采高，对井田内及周边的5个钻孔计算了可采煤层煤5层导水裂隙带高度（表4-2-1），供生产部门参考使用。 xxx县xxx煤矿煤5层导水裂隙带计算成果表 表4-2-1钻孔孔号煤5顶板距地表法向距离煤5顶板距xxx群底界法向距离煤层倾角煤层累计采厚煤分层数冒落带高度导水裂隙带高度预想保护带高度预想防水岩柱高度备注MnHcHfSH（m）（m）（）（m）（m）（m）（m）（m）L1001155.6856.923558.418233.64198.5121.90220.41L1101124.2114.443213.36253.44133.5620.04153.60L1102223.1872.254057.387229.52218.4124.59243.00L1201198.54106.414061.708246.80209.4023.14232.54L120489.160404.64118.5670.4513.9284.37经计算5个钻孔可采煤层煤5层导水裂隙带高度均已到达该含水层。但在实际生产中，煤层顶板并未见大量出水，可见地下水对矿井涌水量的影响极其微弱。分析原因：煤5上覆岩层以泥岩、砂质泥岩为主，且多属极软岩石，易风化、软化，煤层开采后所形成的导水裂隙带遇水易变软，导致导水裂隙带逐渐闭合，此外，与井田位于第三系地层露头部位，处于补给区，主要含水层的富水性在井田内富水性弱有关。3、开采水平xxx县xxx煤矿生产至今，共有多个开采水平，分别为+1330m、+1342m、+1358m、+1366m，+1374m，+1382m，+1398m，+1408m,1428m。通过调查得知，除建矿初期正常涌水量5m/h左右，最大涌水量16m/h外，近5年在各个开采水平进行开采时，矿井涌水量基本没有大的变化，正常涌水量3m/h左右，最大涌水量10m/h。矿井涌水量与开采水平之间没有明显关系。4、大气降水xxx地区多年平均降水量584.2mm，每年7、8、9三月降水量占全年降水量的一半以上。xxx煤矿井巷内涌水量最大月也为7、8、9三个月，主要表现为煤层顶板水在采空区呈面状渗出，伴随有滴水现象，矿井涌水量与季节性降水关系不甚明显，对矿井生产影响微弱。5、生产用水主要为矿井生产灌浆水。通过对xxx县xxx煤矿及其周围矿井的调查，得出几个矿井的共同点是：开采深度浅，开采过程中煤巷道一直处于干燥状态，矿井涌水量与地表水、地下水、大气降水等之间的关系不甚明显，矿井水主要来自于生产黄泥灌浆水。6、老窑、老空区由于地表水、地下水和矿井生产灌浆水长期不断的聚入老窑、老空中，一般老窑采空区均有积水。周边生产矿井遇老空都有不同程度的突水现象，原xxx煤矿曾遭遇一老窑突水量约4500 m3，xxx煤矿1977年8