新生煤矿水灾因素分析及水害预测(改).doc

1 目目 录录 第一章第一章 概概 述述 1 第一节第一节 目的 任务目的 任务 1 1 第二节第二节 矿井位置 交通及建设情况矿井位置 交通及建设情况 1 1 第三节第三节 自然地理自然地理 3 3 第四节第四节 以往地质及水文地质工作情况以往地质及水文地质工作情况 4 4 第五节第五节 老老 窑窑 6 6 第二章第二章 本次工作及工程质量评述本次工作及工程质量评述 7 第一节第一节 工作方法及质量工作方法及质量 7 7 第二节第二节 完成的工作量完成的工作量 8 8 第三节第三节 存在的问题存在的问题 8 8 第三章第三章 区域水文地质特征区域水文地质特征 8 第一节第一节 区域地层区域地层 8 8 第二节第二节 区域构造区域构造 1111 第三节第三节 区域水文地质特征区域水文地质特征 1212 第四章第四章 矿井水文地质条件矿井水文地质条件 15 第一节第一节 地形地貌及地表水地形地貌及地表水 1515 第二节第二节 岩层的含水性特征岩层的含水性特征 1515 第三节第三节 矿井地质构造矿井地质构造 1717 第四节第四节 矿井充水因素分析矿井充水因素分析 1818 第五节第五节 矿井涌水量矿井涌水量 2222 第六节第六节 矿井水文地质条件分类矿井水文地质条件分类 2424 第五章第五章 矿井水害区的划分及探水红线的确定矿井水害区的划分及探水红线的确定 25 第一节第一节 矿井水害防治分析矿井水害防治分析 2525 第二节第二节 矿井水害区划分矿井水害区划分 2626 第三节第三节 探水红线的确定探水红线的确定 2626 第六章第六章 矿井防治水措施矿井防治水措施 26 2 第一节第一节 矿井现有防治水安全设施及设备矿井现有防治水安全设施及设备 2626 第二节第二节 矿井开拓 开采所采取的安全保证措施矿井开拓 开采所采取的安全保证措施 2727 第三节第三节 防水煤 岩 柱留设防水煤 岩 柱留设 2828 第四节第四节 井下探放水措施井下探放水措施 3030 第五节第五节 注浆堵水措施注浆堵水措施 3333 第六节第六节 地表防治水措施地表防治水措施 3333 第七节第七节 水灾事故安全出口及避灾线路水灾事故安全出口及避灾线路 3434 附附 图图 目目 录录 1 矿井地质及水文地质图 1 2000 2 矿井水害区分布及探水红线划定界限图 1 2000 3 矿井充水性图 1 2000 4 矿水文地质剖面图 1 2000 5 水文综合柱状图 1 第一章第一章 概概 述述 第一节第一节 目的 任务目的 任务 为贯彻落实 安全第一 预防为主 综合治理 的安全生 产方针 有效的预防和减少矿井水灾事故 按照贵州省煤矿行 业管理 监管部门对小煤矿监督管理的相关文件精神 我矿开 展了新生煤矿的水文地质调查 研究工作 经过现场调查 测 量 分析 并综合矿井前期所作的水文地质工作 于 2010 年 4 月编制了 纳雍县新生煤矿水灾因素分析及水害预测报告 2010 年度 为该矿在今后的生产过程中预防和防止水害提 供水文地质依据及指导 开展该项工作的主要任务有 一 收集区域及相关水文地质资料 经过现场调查 测量 分析 并综合矿井前期所作的水文地质工作 于 2010 年 4 月编 制了 纳雍县新生煤矿水灾因素分析及水害预测报告 2010 年 度 二 调查矿井地面水文地质情况 三 调查矿井开采水文地质情况 四 分析矿井水害 五 提出有针对性的防治水措施 2 第二节第二节 矿井位置 交通及矿井位置 交通及建设情况建设情况 新生煤矿位于纳雍县城西南的勺窝乡 地理坐标为 东经 105 14 05 105 15 00 北纬 26 45 35 26 46 10 矿山有简易公路 15km 与省道 213 毕水路 相连 距纳雍县城 30km 至滥坝火车站 72km 距阳长电厂 30km 交 通方便 新生煤矿行政区划属于纳雍县 属于纳雍县煤炭管理 局管辖 根据中华人民共和国国土资源部颁发的 纳雍县勺窝乡新 生煤矿采矿话可证 证号 5200000721817 划定的矿界 采 矿权范围由 7 个拐点坐标圈定 新生煤矿矿区拐点坐标表新生煤矿矿区拐点坐标表 拐 点 坐 标拐点编 号 纵坐标 X 横坐标 Y 1296209035523362 2296216035523900 3296206035523985 4296187535523960 5296164835524889 6296109535524440 7296126535523450 准采标高 1900m 1600m 面积 0 9782km 该矿开采范围内的走向长约为 1360m 倾向宽约为 500m 矿区面积 0 9782km 开采标高 1900m 1600m 纳雍县新生煤矿 1996 年 9 月开工建设 2007 年 6 月矿井 基本完成了 3 改 6 万吨 年各大系统和安全设施的建设 验收合 3 格 取得了安全生产许可证等六证 目前新生煤矿正在进行 15 万吨 年的技改 2007 年底已取得了 15 万吨 年的采矿许可证 15 万吨的开采设计和安全专篇已得到批文 正在进行技改施工 第三节第三节 自然地理自然地理 一 地形地貌一 地形地貌 矿区处云贵高原向黔中山原过渡地带 属侵蚀 剥蚀型中山 地貌 矿区地势总体上呈南高北低 海拔标高 1800 m 2227m 最高点位于杉木箐杉木梁子 海拔 2227 21m 最低 点位于北部沟底 海拔 1800m 左右 为本矿区侵蚀基准面 相对高差 427m 矿区内无水库和大河流 地表水多为雨季雨源 性冲沟水 水量受降雨控制 多数旱季干涸 二 气象二 气象 矿区属属高山寒冷地带 冬春寒冷 夏秋凉爽 据纳雍县 气象资料 年平均气温 13 6 年平均气温最高 14 4 年平 均气温最低 13 日最高气温 32 6 日最低气温 7 6 年 平均降雨量 1238 8mm 年最大降雨量 1435 1mm 年最小降雨量 1067 6mm 每年 5 月中旬 10 月中旬为大雨 暴雨季节 常有 冰雹 其降雨量占年降雨量的 75 1 月份多为凌冻期 年平 均蒸发量 1114 6mm 年平均日照时数 1269 3 小时 三 水文三 水文 4 矿区地处贵州高原的西部 白泥箐向斜北翼 乌江上游支 流六冲河与三岔河的分水岭地带 井田内地形以侵蚀 剥蚀型 中山为主 广泛发育岩溶峰丛 洼地地貌 部分发育脊状中山 与峡谷地貌 矿区内未发现水库 池塘等地表水体 但冲沟较为发 育 为雨源性溪沟 沟床粗糙 比降较大 水流较急 流 量直接受大气降水控制 流量变化幅度较大 雨季沟水暴 涨 枯季流量变小 龙潭组煤矿床与上覆的中 强岩溶含水层之间有隔水能力 较好的飞仙关组地层相隔 上覆的中 强岩溶含水层对矿床开 采影响较小 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 龙 潭煤组煤矿床下伏的茅口组强岩溶含水层与煤矿床之间有峨嵋 山玄武岩组地层隔水 其地下水对煤层开采充水影响小 故区 域内多数煤矿床属以裂隙充水为主 水文地质条件简单 区域内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 月地下水流量 水位开始回升 7 9 月为最高值 10 12 月份进入平水期 水 位 流量开始逐渐递减 到次年三 四月份降为最低值 四 地震四 地震 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 矿区 地震烈度为 度 地震动峰值加速度为 0 05g 5 第四节第四节 以往地质及水文地质工作情况以往地质及水文地质工作情况 1970 年 贵州省六盘水地区煤田地质勘探公司 173 队在井 田内开展普查找煤 1971 年转入精查勘探 1972 年 4 月提交了 织 金 纳 雍 煤田中岭勘探区坪山井田地质勘探报告 精查 取得的成果 基本查明了地层层序 对含煤地层进 行了详细了解 基本查清了可采煤层的层位 层数 厚度 本 区属其边缘 2000 年 7 月 纳雍县地质矿产局地质简测组对新生煤矿进 行了地质简测 并提交了 纳雍县勺窝乡新生煤矿地质简测报 告 地质报告于 2001 年审批 审批单位为毕节地区国土资源 管理局 审批中批准的地质资源量为 875 6 万 t 保有资源量 849 96 万 t 2006 年 7 月 贵州大学对新生煤矿矿区范围内的煤炭资源 量进行核实 并提交了 纳雍县勺窝乡新生煤矿资源 储量核实 报告 贵州省毕节地区国土资源局以毕地国土资复 2006 58 号 对贵州省纳雍县勺窝乡新新生煤矿资源 储量核实报告的批 复 保有储量 847 2 万 t 2008 年 7 月贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心重 新对矿区进行补充勘察 编制了 贵州省纳雍县勺窝乡新生煤 矿生产地质报告 贵州省煤炭管理局于 2008 年 8 月 16 日聘 请有关专家进行了评审通过 批复总资源 储量 599 8 万 t 6 2004 年 10 月 盘江煤电 集团 勘测有限责任公司对新 生煤矿进行了水文地质调查 并提交了 纳雍县勺窝乡新生煤 矿水文地质调查报告 一 查明了矿区内地层层序和含煤地层时代 详细划分了 含煤地层 大致查明了可采煤层的层数 厚度 分布范围 煤 质特征 大致查明了矿区构造形态 自然地理条件 地貌特征 等 二 初步查明了含 隔 水层 岩性 厚度 产状及分布 含水层与可采煤层之间的隔水层厚度 岩性组合及地表水 地 下水与生产矿井的关系 调查了老窑 小煤矿的分布及开采情 况 了解了主要可采煤层顶底板的工程地质特征 本次报告是在 贵州省纳雍县新生煤矿矿井水文地质 调查报告 等资料的基础上 经矿组织相关工程技术人员 实地调查 测试 测量并收集统计相关水文地质情况后编 写而成 第五节第五节 老老 窑窑 矿区范围内目前没有无证小煤矿开采 由于老窑硐口 多数已炸封或跨塌封闭 无法进入老窑中实地观测 本次 工作 工程技术人员在 贵州省纳雍县新生煤矿矿井水文 地质调查报告 小窑调查的基础上 通过采取走访当地居 民及现场踏勘等方法对小窑重新核实 测量 根据调查 掌握矿井周围老窑共有 2 个 老窑在生产过程中开拓方式 7 一个为平硐 一个为斜井开采 开采斜距在 50 米以内 最 大采掘垂深约 20m 开采时间均不长 老窑矿坑水在雨季能 自然流出 对矿井开采不构成威胁 但在此次工作所划定 的探水红线范围内掘进时必须严格执行探放水制度 严格 按探放水措施进行探放水 第二章第二章 本次工作及工程质量评述本次工作及工程质量评述 本次水文地质调查工作分为地表和矿井两部分同时进行 现就 完成的工作量及质量评述于后 第一节第一节 工作方法及质量工作方法及质量 一 工作方法一 工作方法 本次调查采用实地观测 穿插访问 收集统计资料等 相结合 对矿井矿床充水有较大影响的水文点采用全站仪 测定 并定点 定时观测了流量和进行了统计 二 取得的成果质量二 取得的成果质量 通过测绘调查和访问 初步查明了地面溪沟的发育情 况 老窑的分布情况 井下渗水点 淋水点的分布情况 矿井水害区的分布情况 矿井的涌水情况 对矿井的防治 水工作有较大的指导作用 同时还了解了矿井围岩的岩体 结构面 可采煤层顶底板的稳定性 软弱夹层的分布 地 8 面塌陷及地裂缝的发育情况等 了解了第四系覆盖的水文 地质情况 本次工作达到了煤矿水文地质调查的目的 精度符合 矿井水文地质调查的有关规程要求 资料详实 质量可靠 可作为煤矿开采过程中防止水害的指导性依据 第二节第二节 完成的工作量完成的工作量 一 水文地质测绘一 水文地质测绘 完成矿井范围内外工作量 1 2000 1 5km2的水文地 质调查工作 绘制了矿井地形地质及水文地质图 矿井充 水性图 水害区分布及探水红线划定界限图 矿井综合水 文柱状图 1 1 号水文地质剖面图 二 矿井调查二 矿井调查 共调查 实测了井下出水点 4 个 滴水 淋水点 3 个 地面井泉 4 个 溪沟 3 条 老窑 2 个 第三节第三节 存在的问题存在的问题 一 由于老窑硐口多数已炸封或跨塌封闭 无法进入 老窑中实地观查和测量 老窑巷道方位 长度 积水情况 等均是根据调查人叙述绘制而成和估算而成 二 矿井西北部有一条边界张性正断层 由于覆盖层 厚 其次生断层的发育情况不明 因此对矿井危害程度的 大小不得而知 因此矿井在开采布置时 一定要严格执行 探放水制度 9 第三章第三章 区域水文地质特征区域水文地质特征 第一节第一节 区域地层区域地层 区域范围内除上二叠统峨嵋山玄武岩组属火山喷发岩 外 其余均为沉积岩 区域内缺失中 上寒武系 奥陶系 志留系 泥盆系 其余地层均有出露 以二叠 三叠系地 层分布最广 见下表 区 域 地 层 简 表 地 层 系 统 系统组 代号 厚度 m 岩 性 第四系Q坡积 残积物 侏罗系下统香溪组J1x 100黄褐色中粗粒长石石英砂岩 中统关岭组T2g768石灰岩 白云质灰岩夹泥灰岩 底部为绿豆岩 永宁镇组T1yn550厚层状灰岩夹白云质灰岩 三叠系 下统 飞仙关组T1f595 以泥质粉砂岩 粉砂质泥岩为主 夹灰岩 泥灰 岩 大隆组P 3d40 泥质粉砂岩 粉砂质泥岩 夹泥灰岩 灰岩 顶 部为薄层蒙脱石泥岩 龙潭组P3l318碎屑岩为主 夹灰岩 煤层等 为含煤地层 上统 峨嵋山 玄武岩组 P3 115玄武岩夹角砾状玄武岩及碎屑岩 茅口组P2m336灰岩 上部含燧石结核及燧石层 栖霞组P2q258燧石灰岩夹少量白云质灰岩 二叠系 下统 梁山组P1l42石英砂岩及杂色泥岩夹薄煤层 石炭系C68中 下部为白云岩 上部为灰岩 寒武系杂色砂质泥岩 粉砂岩 井田地层由老至新出露有上二叠统龙潭组 大隆组 下三叠统飞仙关组及永宁镇组一段 以及第四系地层 现 分述如下 1 1 峨嵋山玄武岩组 峨嵋山玄武岩组 P P3 3 因断层影响 矿区内未出露 据邻近井田资料 该层 10 厚约 115m 灰绿色玄武岩 块状 致密坚硬 具气孔 杏 仁构造 其上一般有 3 10m 紫 灰 绿色凝灰岩与玄武岩 过渡 2 2 龙潭组 龙潭组 P P2 2l l 与下伏玄武岩地层呈假整合接触 厚 330m 为含煤地 层 岩性以深灰色粉砂岩 细砂岩 粉砂质泥岩为主 夹 煤层 含煤层 50 层左右 含可采煤层 11 层 为本区含煤 地层 该组产腕足类 瓣鳃类 海百合 螺等动物化石及 大羽羊齿 栉羊齿等植物化石 新生煤矿可采煤层有 M4 M5 M6 M7 分布于龙潭组 第三段中 3 3 长兴 大隆组 长兴 大隆组 P P3 3c dc d 厚 38 24m 深灰色粉砂岩 粉砂质泥岩 泥岩粉砂质 上部夹薄层至厚层状泥灰岩 2 3 层 顶部夹 2 4 层蒙脱 石泥岩 最顶部蒙脱石与上覆地层分界 底部为一层泥灰 岩 产丰富的腕足 瓣鳃类等动物化石 4 4 飞仙关组 飞仙关组 T T1 1f f 原坪山井田地质报告称本地层为夜郎组 本次勘探认 为应属飞仙关组 岩性以粉砂岩 泥质粉砂岩为主 以岩 石颜色 夹灰岩或泥灰岩的层数 灰岩发育程度等将出露 的飞仙关组分为三段 其中第三段厚度较大 第二段以灰 岩为主 11 第一段 俗称绿色层 厚 180 193 00m 均厚 180m 上部为黄灰色泥质粉砂岩 产瓣鳃类动物化石 下 部为灰绿色粉砂岩 产腕足类 瓣鳃类动物化石 第二段 俗称灰岩层 厚 38 49 00m 均厚 40m 浅 灰色 中厚层状 夹薄层泥灰岩 局部具鲕粒结构 缝合 线构造 底部为薄层泥灰岩 产头足类 瓣鳃类等动物化 石 第三段 俗称紫色层 均厚 330m 暗紫色粉砂岩 上 部夹薄层紫灰色泥灰岩 产瓣鳃类克氏蛤等动物化石 该 段在矿区内未出露全 5 5 下三叠统永宁镇组一段 下三叠统永宁镇组一段 T T1 1ynyn1 1 灰色厚层状灰岩 出露不全 与下伏地层整合接触 6 6 第四系 第四系 Q Q 以堆积 残积物为主 分布于矿区北部沟底及冲沟底部 附近 井田北部有一处滑坡地层 由永宁镇灰岩覆盖于飞 仙关地层之上 H1滑坡推测其滑坡体厚度为 50 m 左右 第二节第二节 区域构造区域构造 该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 是上扬子台褶带上 具菱形边界轮廓的长期发展的相对隆起区 既有北西向构 造 也有东西向构造及北东向构造 三者互相交接 有的 互相穿插干扰 构成较复杂的构造形态 见下图 12 区域构造示意图区域构造示意图 纳雍县勺窝乡新生煤矿属白泥箐向斜北翼的一部分 本 矿地层受该向斜构造影响较大 但区域内构造较为单一 本矿区为单斜构造 地层倾向 210 234 倾角在 18 25 之间 平均倾角 22 13 第三节第三节 区域水文地质特征区域水文地质特征 井田处贵州高原的西部 白泥箐向斜北翼 乌江上游支 流六冲河与三岔河的分水岭地带 井田内地形以侵蚀 剥 蚀型低中山为主 广泛发育岩溶峰丛 洼地地貌 部分发 育脊状中山与峡谷地貌 区域内地下水主要为碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水 岩 溶水主要赋存于三叠系中统关岭组灰岩 白云岩 下统永 宁镇组灰岩 泥质灰岩 二叠系下统茅口组灰岩等碳酸盐 岩中 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 岩溶潭 岩溶 大泉等较发育 地下局部发育溶洞 暗河 大气降雨容易 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 这些岩溶水长途 径流 最后以岩溶泉或暗河等形式集中排泄于当地最低侵 蚀基准面的河谷中 基岩裂隙水主要赋存于三叠系下统飞仙关组 二叠系上 统长兴组 龙潭组砂岩 粉砂岩 泥质粉砂岩 粉砂质泥 岩等碎屑岩中 部分赋存于峨眉山玄武岩组的凝灰岩 玄 武岩等火山岩中 碎屑岩和火山岩分布面积相对较小 它 们靠近地表时风化较强烈 风化裂隙较多 含风化裂隙水 深部则发育呈构造裂隙 以构造裂隙水为主 地下水主要 依靠大气降雨补给 其运动受地形 地貌 岩性 构造控 14 制 富水性总体较弱 一般就近以泉点形式排泄于当地冲 沟或小溪中 龙潭组煤矿床与上覆的中 强岩溶含水层之间有隔水能 力较好的飞仙关组地层相隔 上覆的中 强岩溶含水层对 矿床开采影响较小 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 龙潭煤组煤矿床下伏的茅口组强岩溶含水层 与煤矿床之间有峨嵋山玄武岩组地层隔水 其地下水对煤 层开采充水影响小 故区域内多数煤矿床属以裂隙充水为 主 水文地质条件简单 区域内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 月地下 水流量 水位开始回升 7 9 月为最高值 10 12 月份进 入平水期 水位 流量开始逐渐递减 到次年三 四月份 降为最低值 15 区域水文地质图 第四章第四章 矿井水文地质条件矿井水文地质条件 第一节第一节 地形地貌及地表水地形地貌及地表水 矿区处云贵高原向黔中山原过渡地带 属侵蚀 剥蚀型中山 地貌 矿区地势总体上呈南高北低 海拔标高 1800 m 2227m 最高点位于杉木箐杉木梁子 海拔 2227 21m 最低 点位于北部沟底 海拔 1800m 左右 为本矿区侵蚀基准面 相对高差 427m 矿区内无水库和大河流 地表水多为雨季雨源性冲沟水 水量受降雨控制 多数旱季干涸 第二节第二节 岩层的含水性特征岩层的含水性特征 现将地层含水性 由新至老分述如下 16 1 1 第四系 第四系 Q Q 成分为砂粘土 碎石土 砂砾等 以冲积 洪积 残 坡 积层的形式分布于陡崖脚 斜坡及河岸和沟谷洼地边缘地带 厚度 0 10m 该层含孔隙水 该层调查水文地质点 1 个 流量 0 218l s 泉水流量受降雨影响较大 多数旱季干枯 富水性 较弱 渗透性较好 为弱孔隙含水层 2 2 玄武岩组 玄武岩组 P P3 3 弱含水层 弱含水层 由玄武质凝灰岩及玄武 岩组成 浅部含风化裂隙水 该层深部裂隙不发育 能起到较 好的隔水作用 3 3 二叠系上统龙潭组 二叠系上统龙潭组 P P3 3l l 弱裂隙含水层弱裂隙含水层 该组地层平均厚度 330m 岩性以细砂岩 粉砂岩 泥质 粉砂岩 粉砂质泥岩 泥岩等碎屑岩为主 夹 30 余层煤 该组 地层呈长条带状出露于井田北部 地形上为沟谷和缓坡 调查 老窑 2 个 由于岩石以碎屑岩为主 含泥质成分多 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 雨 含浅层风化裂隙水 越往深部 岩石裂隙发育程度减弱 岩石含水性相应降低 仅含微弱构造裂隙水 4 4 二叠系上统长兴组 二叠系上统长兴组 P P3 3c c 中等裂隙含水层中等裂隙含水层 全组厚度平均 40m 岩性以泥灰岩 泥质粉砂岩为主 岩 石遭受风化作用强烈 地表见泉点 1 个 流量 1 40l s 该层 含基岩裂隙水 富水性一般 为中等裂隙含水层 5 5 三叠系下统飞仙关组一段 三叠系下统飞仙关组一段 T T1 1f f1 1 相对隔水层相对隔水层 17 层厚 167 57 203 53m 平均 180m 由灰绿色 紫红色粉 砂岩 泥质粉砂岩组成 以反向坡的形式出露地表 未见泉点 出露 该层对上覆地层起阻隔作用 可视为一相对隔水层 6 6 三叠系下统飞仙关组二段 三叠系下统飞仙关组二段 T T1 1f f2 2 中等岩溶含水层中等岩溶含水层 平均厚度 40m 岩性主要以灰岩 泥质灰岩为主 未见泉 点出露 岩溶裂隙及构造裂隙发育 透水性 含水性中等 7 7 三叠系下统飞仙关组三段 三叠系下统飞仙关组三段 T T1 1f f3 3 相对隔水层相对隔水层 层厚 306 64 338 48m 平均厚度 323 66m 由紫红色粉 砂岩 泥质粉砂岩组成 地貌上多为反向坡 其间发育冲沟 冲沟深度一般小于 50m 由于砂 泥岩易遭受风化剥蚀 岩石 表层多有 0 5 2 0m 的强风化带 多为小型泉或雨后泉 大部 分在旱季断流 矿区未出露完全 该层岩石仅浅部含风化裂隙 水及构造裂隙水 越往深部含水性 导水性越弱 可视为一相 对隔水层 8 8 三叠系下统永宁镇组 三叠系下统永宁镇组 T T1 1ynyn1 1 强岩溶含水层强岩溶含水层 未出露完全 厚度不详 主要由灰岩及泥灰岩组成 仅出 露于井田北部 地表调查泉点 2 个 泉流量为 0 201 l s 2 60l s 该组地层岩溶 地下暗河发育 透水性 含水 性强 为强岩溶含水层 第三节第三节 矿井地质构造矿井地质构造 在矿区内有 4 条断层 F1 F2 F3 F4 对今后煤层开采估 计有一定的影响 18 矿区内断层一览表矿区内断层一览表 表 3 4 名称 性 质 位置走向 长度 k m 倾向 倾角 断距 落差 m 地表切割地层 F1正北西部 NE不详NW45 500P3l P3c d T1f T1yn1 F2正东部NE不详SE60 75推测 10 20 P3l F3 不 详 北部近 E W 不详不详不详 150P3l T1f3 F4正中北部 NE SW 不详NW60推测 5 10P3l P3c d T1f T1yn1 F1断层 为正断层 位于井田西北侧 走向南西至北东 向北 西倾斜 倾角在 45 50 之间 推测落差 500m 以上 F1断层使矿矿区北西部约 0 025km2的 M4 M5 M6 M7 煤层 资源量在断层上盘断失 造成了潜在的经济损失 F2断层 正断层 位于井田东侧 走向南西至北东 向南东倾 斜 倾角在 60 75 之间 据巷道揭露 推测落差约 10 20m F2断层因落差较小 造成的影响较小 但也增加了巷道开 拓的难度 大大增加了成本 该煤层破坏了东部煤层的连续性 完整性 F3断层 位于井田北侧 为煤矿边界断层 走向近东 西 推测为正断层 推测落差 150m 左右 F3断层处北部矿界上 为边界断层 对本矿的算量煤层影 响较小 而对深部煤层影响较大 F4断层 正断层 位于井田中北侧 走向 NE SW 倾角在 60 左右 推测断距 5 10m F4断层断距较小 影响较小 19 第四节第四节 矿井充水因素分析矿井充水因素分析 一 充水水源一 充水水源 通过对新生煤矿范围内地表和井下的调查分析 矿井内无 河流 水库等大型地表水体 矿井充水水源主要为地下水 地 表断层水及老窑积水 1 地下水 1 第四系孔隙水 矿区内覆盖的第四系主要分布于含 煤地层之上 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 其孔隙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 龙潭组弱裂隙含水层 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 2 地表断层水 矿区内发现 4 条断层 F1 F2 F3 F4 F1 断层 位于井田北西部 近 NE SW 走向 走向长度不 明 其南西端已延伸至矿界之外 倾向近 NW 倾角 45 断 距 500 m 为一正断层 NE 端交于 F3 断层及破碎带附近发 20 育泉点 2 个 流量为 2 60 l s 及 0 201 l s 由此推断 F1 断 层具有一定的导水性 并可能沟通 T1yn1灰岩岩溶水与煤矿床裂 隙水之间的水力联系 在开采断层附近煤层时 可能发生透水 事故 F2 断层 位于井田东部 NE SW 走向 井田内走向长度 0 80km 为一正断层 地表被第四系掩盖 根据矿井揭露 该 断层倾向 SE 倾角在 60 75 断距 10 20 m 井下未见出水 初步推断为不导水断层 F3 断层 位于矿区北部边界附近 推测断距 150m 为 矿井边界断层 导水性及含水性不明 因该断层走向沿溪沟底 部 若如导水 将沟通地表水与下伏含煤地层之间的水力联系 那么在开采断层附近煤层时 就可能发生透水事故 3 老窑采空区积水 老窑内存在着一定的积水 是浅部煤层开采的重要充水因 素 在开采浅部煤层时 老空区积水易渗入矿井而成为矿井直 接充水水源 井田内断层及破碎带 滑坡的富水性及导水性不明 区内 老窑和小煤矿分布广泛 其采空区积水对矿井生产构成较大隐 患 二 充水通道二 充水通道 1 岩石天然节理裂隙 矿区内 P2l P2c 和 T1y2地层风化节理 裂隙发育 而深部的成 21 岩裂隙或构造节理 裂隙发育 它们是地下水活动的通道 可 能沟通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 特别是在 P2l P2c 分布区 如果煤层埋深在 50 140 米间 能引发矿井及采空区坍塌 由于 地压对围岩破坏严重 易诱发突水通道 3 断层破碎带 断层将破坏地层的完整性 连续性 导致含煤地层与强含 水层或地表水连通 加之未来矿床开采中 人工采矿裂隙大量 出现 改变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 在此次地质调查中由于矿井 构造简单 在矿井范围内没有发现沟通地表水体或强富水层的 导水断层存在 但在断层附近进行采掘作业时 要做到有掘必 探 4 老窑采空区或巷道 矿井范围内的老窑 其废弃采面或巷道会成为老窑水 采 空区积水 部分地表水进入矿井的通道 5 岩溶管道 矿区内各组灰岩含水层局部地段可能发育岩溶管道 当它 们被断层沟通与下伏煤层联系时 也会成为矿井充水通道 三 充水方式三 充水方式 从矿井的充水水源及充水通道分析 矿井的主要充水来自 22 大气降水 地表河水 含水地层水及老空积水 其充水通道岩 石天然节理裂隙 人为采矿冒落裂隙 断层破碎带 老窑采空 区或巷道 因此矿井的充水方式在 1740m 标高以上 主要以淋 水和突水为主 在 1740m 标高以下 主要以渗水 滴水和淋水 为主 同时有承压水突水的可能 四 矿井水文地质条件四 矿井水文地质条件 矿区地层 21 左右 煤层开采时 地表水 老窑水 T1y2 P2c 地下水可能造成矿井充水 分析如下 地表水 河流与大气降水 及 Tly2 P2c 地下水可能通过导水 裂隙 地面塌陷 地裂缝 导水断层等进入矿井 对煤层开采 造成影响 矿井在 1740m 标高以上 存在一定规模的采空区 存在一 定老空积水 是煤层开采时的最大的开采隐患 开采时应特别 加强老空区的探放水工作 以免引起突水事故 五 矿井主要水害五 矿井主要水害 根据充水因素分析 新生煤矿矿井主要水害类型为地表水 水害 老窑水水害构成 其次是裂隙水水害 其地表水水害和 老窑水水害是矿井防治水的重点 第五节第五节 矿井涌水量矿井涌水量 一 矿井涌水实测情况一 矿井涌水实测情况 新生煤矿为技改矿井 在技改及生产过程中 在 2008 年 5 月前新生煤矿除有 2007 年 8 月贵州煤矿地质工程咨询与地质环 境监测中心提交的 贵州省纳雍县新生煤矿矿井水文地质调 23 查报告 水文资料外再无其它水文资料 贵州省纳雍县新 生煤矿矿井水文地质调查报告 提供的预测的矿井涌水量为 平均正常涌水量为 61 3 h 最大涌水量为 184 3 h 本次水文地质工作 经过 2008 年 6 12 月份的井下实测 目前矿井正常涌水量为 14 0 m3 h 最大涌水量为 30 35 m3 h 最大涌水量是正常涌水量的 2 倍 此次工作实测的正常涌水 量与最大涌水量与 贵州省纳雍县新生煤矿矿井水文地质调 查报告 提供的预测的矿井涌水量相差较大的原因在于 贵 州省纳雍县新生煤矿矿井水文地质调查报告 提供的预测的矿 井涌水量为矿井临近采终时的涌水量 而目前还在矿井浅部开拓 二 矿井涌水量预计二 矿井涌水量预计 根据新生煤矿涌水情况 目前矿井正常涌水量为 14 0 m3 h 最大涌水量为 30 35 m3 h 最大涌水量是正常涌水量的 2 倍 对于其它区域 随着煤层埋藏深度加大 且又无小窑破坏 矿 井的最大涌水量和正常涌水量的倍数关系将会增大到 3 4 倍 此次工作采用水文地质比拟法预计矿井采终时涌水量 新生煤矿涌水量主要两部分组成 即巷道顶板裂隙水和采 空区顶板裂隙水 该涌水量受降雨量控制 旱季最小流量为 6L s 雨季最大流量约 17L s 正常涌水量大约 8 0 L s 2009 年 7 月 31 日实测涌水量为 7 20L s 采空区面积作为本矿涌水量最为相关的因素 是它直接影 响了涌水量的大小 所以本次涌水量预测 采用现采空区面积 与矿井末期开采面积相比拟的方法 采用公式为 Q Q1 1F F 24 Q最大 Q1 最大 1F F 式中 Q 为矿井末期涌水量 Q1 为现矿井涌水量 取正常涌水量值 8 0 L s 691 2m3 d F1 为现矿井采空区面积 取平均单层采空面积 0 12km2 F 矿井末期的开采面积 取矿井末期平均单层开采面 积 0 82km2 Q最大 为矿井末期最大涌水量 Q1 最大 为现矿井最大涌水量 取雨季最大涌水量值 17L s 1468 8 m3 d F1 为现矿井采空区面积 取平均单层采空面积 0 12km2 F 矿井末期的开采面积 取矿井末期平均单层开采面 积 0 82km2 Q 691 2 691 2 1807 m3 d 1F F 12 0 82 0 Q最大 Q1 最大 1468 8 3840 m3 d 1F F 12 0 82 0 矿井末期采区正常涌水量为 1807 m3 d 即 75 3 m3 h 矿井末期采区最大涌水量为 3840 m3 d 即 160 m3 h 本矿有大小断层 4 条 导水性不明 所以用该计算方法算出 25 的涌水量与实际的存在偏差 尤其在开采深部煤层时 水文地 质条件将变得复杂 第六节第六节 矿井水文地质条件分类矿井水文地质条件分类 从矿井的充水水源及充水通道分析 矿井的主要充水来自 大气降水 地表河水 含水地层水及老空积水 其充水通道岩 石天然节理裂隙 人为采矿冒落裂隙 断层破碎带 老窑采空 区或巷道 因此矿井的充水方式在 1740m 标高以上 主要以淋 水和突水为主 在 1740m 标高以下 主要以渗水 滴水和淋水 为主 同时有承压水突水的可能 虽然预测的矿井采终时正常涌水量为 75 3 3 最大涌 水量为 160 3 但考虑到矿井在 1740m 标高以上 存在一 定规模的采空区 存在一定老空积水 是煤层开采时的最大的 开采隐患 开采时应特别加强老空区的探放水工作 以免引起 突水事故 根据 矿井水文地质规程 新生煤矿的水文地质条件复杂 程度为二类二型 26 第五章第五章 矿井水害区的划分及探水红线的确定矿井水害区的划分及探水红线的确定 第一节第一节 矿井水害防治分析矿井水害防治分析 新生煤矿水害类型主要为地表水水害 老空水水害构 成 其次是裂隙水水害 岩溶水水害 一 地表水断层水害的防治一 地表水断层水害的防治 新生煤矿地表水水害的水源为大气降水 根据矿井水 文地质条件以及矿井水文地质综合柱状图和开采深度 地 表水害水源进入矿井的主要途径为通过老空 开采后造成 的地表塌陷裂隙及导水断层等 因此对于此类型水害的防 治亦做好地表水的截 排 堵 填并要留好断层煤柱 并要 做好次生断层的探放水工作 二 裂隙水水害的防治二 裂隙水水害的防治 新生煤矿裂隙水水害的水源为煤层顶板砂岩裂隙水 此类水害类型水源进入矿井的途径为通过采后冒裂带及断 层带 此类水害类型水源的水量有限 对矿井突水威胁不 大 因此对于此类型水害的防治亦做好采 掘过程中的正 常疏 排水就可 三 岩溶水水害的防治三 岩溶水水害的防治 新生煤矿岩溶水水害的水源为煤系地层内的灰岩含水 层水和煤系顶部的长兴组灰岩 夜郎组玉龙山段灰岩和煤 系灰岩含水层水组成 此类水害类型水源进入矿井的途径 为通过采后冒裂带 断层带及岩溶塌陷坑 根据矿井水文 地质条件分析和矿井水文地质综合柱状图及开采深度 在 开采煤层时 此类水源通过采后冒裂带进入矿井的水量有 限 不会造成大量突水 对矿井威胁不大 因此对于此类 27 型水害的防治留好断层煤柱 岩溶塌陷坑煤柱 做好断层 的探放水就可 第二节第二节 矿井水害区划分矿井水害区划分 根据矿井水文地质条件 不难得出 新生煤矿水害威胁主 要来自于 1740m 标高以上区域 由此特把矿井水害区划分为两 个区 老空水害危险区 I 区 和一般水害区 水害区的分布详 见新生煤矿水害区分布及探水红线划定界限图 第三节第三节 探水红线的确定探水红线的确定 由以上分析资料 新生煤矿矿井水害清楚 根据探放 水有关规定 压力不小于 1Mpa 时 探水线至积水区的最小 距离 煤层中不小于 30m 岩层不小于 20m 情况不清楚 探水线至推断积水区的距离不小于 60m 对于小窑水害危险 区的探放水 由于所作的小窑调查清楚 因而以所划定的 小窑水害危险区外推 45 65 米作为探水红线 为慎重起见 特确定以 1740m 煤层底板等高线外推 40m 作为此水害区的 探水红线 探水红线的具体位置见新生煤矿水害区分布及 探水红线划定界限图 第六章第六章 矿井防治水措施矿井防治水措施 第一节第一节 矿井现有防治水安全设施及设备矿井现有防治水安全设施及设备 一一 排水设施 排水设施 矿井在 1740 石门东段设主副水仓各一个 主水仓容量 210 m3 副水仓容量 110 m3 目前老窑涌水及巷道渗水经行 人平巷等巷道流入 1740 水仓 1740 石门大巷主排水沟断 面上宽 0 3m 下宽约 0 5m 深 0 30m 采用混凝土砂浆浇 28 铸 并设混凝土水沟盖板 二 排水设备二 排水设备 井下水泵房配置有三台 DF46 30 6 水泵 功率 37KW 排水能力 46 m3 h 安设直径 100mm 排水管两趟 排水系统 运转正常 目前矿井正常涌水量为 14 m3 h 最大涌水量 为 30 m3 h 第二节第二节 矿井开拓 开采所采取的安全保证措施矿井开拓 开采所采取的安全保证措施 对于矿井的防治水 结合矿井现状拟从以下几方面采 取措施 一 一 矿井开拓方式的选择矿井开拓方式的选择 新生煤矿技改后为平硐暗斜井开拓 主斜井 风井均 在 1740 水平走向布置 1740 运输大巷和总回风巷 到矿井 中部后 然后沿 M7 煤层底板布置采区运输 轨道 回风下 山 在下山两侧布置回采工作面进行回采 由于矿井煤层 倾角 21 宜采用走向长壁采煤方法进行开拓布置 二 二 采掘工程所采取的防水措施采掘工程所采取的防水措施 1 防治水计划 查明矿区和矿井的水文地质条件 编制中长期防治 水规划和年度防治水计划 并组织实施 定期收集 调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况 并在井上 下工程对照图上标出其井田位置 开采范围 开采年限 积水情况 每年雨季前 对防治水工作进行全面检查 制定雨 季防治水措施 并组织抢险队伍 储备足够的防洪抢险物 资 29 2 地面防治水 查清了矿区及其附近地面水流系统的汇水 渗漏情 况 掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料 建立疏水 防水和排水系统 工业场地内建筑物 修筑了防洪沟渠或采取其它防 排水措施 鉴于井口附近及塌陷区内的地表水体有可能溃入井 下 因此 应遵守下列规定 严禁开采煤层露头线的防水煤柱 容易积水的地点均修筑沟渠排泄积水 修筑沟渠时 避开了露头 裂隙和导水岩层 特别是低洼地点不能修筑 沟渠排水时 采取了填平压实 防止积水进入井下 排到地面的矿井水 经妥善处理 避免了再次渗入 井下 对漏水的排洪沟 作了及时堵漏 地面裂缝和塌陷 均作了填塞 第三节第三节 防水煤 岩 柱留设防水煤 岩 柱留设 在受水害威胁的地方 预留一定宽度的煤层不采 使 工作面和水体保持一定的距离 以防止地下水或其它水源 溃入工作面 所留的煤 岩 柱为防水煤 岩 柱 一 一 防水煤 岩 柱的种类防水煤 岩 柱的种类 根据防水煤 岩 柱所处的位置 可以分成不同的种 类 根据矿井的实际情况 需留设以下防水煤 岩 柱 1 断层防水煤 岩 柱 在导水或含水断层两侧 为防止断层水溃入井下而留 设的煤柱 当断层使煤层与强含水层接触或接近时 为防 止含水层水溃入井下而留设的煤柱 30 2 相邻水平或采区边界防水煤 岩 柱 二 二 防水煤 岩 柱的留设防水煤 岩 柱的留设 1 断层防水煤 岩 柱的留设 断层破坏了岩层的完整性 常常成为含水层间的联系 通道 断层的某一区段是否导水 导水性强弱等情况取决 于两侧岩层的接触关系 含水层的水压以及采矿活动对断 层的重复破坏作用 因此 在没有掌握断层各区段的导水 性时 应把整个断层作为导水断层对待 煤层直接和富含 水层 导水断层接触 顶底板无突水可能 即煤柱主要是 顺层受压时 常以下述计算公式计算煤柱宽度 L 0 5KM P KP 3 式中 L 顺层防水煤柱宽度 m M 煤厚或采高 m M4 煤层为 2 2m KP 煤的抗张强度 kgf cm2 KP取 10kgf cm2 P 水头压力 kgf cm2 P 50kgf cm2 K 安全系数 一般取 2 5 本设计取 5 则 L 0 5 5 2 2 26 1 m 10 503 根据上述计算 开采时断层两侧新生煤矿要各留 26m 防水煤柱 2 相邻水平或采区边界防水煤 岩 柱的留设 水文地质条件简单到中等型的矿井 可用下述公式计 算煤柱宽度 L 0 5KM P KP 3 式中 L 顺层防水煤柱宽度 m M 煤厚或采高 m M7 煤层为 2 6m KP 煤的抗张强度 kgf cm2 31 KP 10kgf cm2 P 水头压力 kgf cm2 P 50kgf cm2 K 安全系数 一般取 4 10 本设计取 7 则 L 0 5 7 2 6 35 2 m 10 503 根据上述公式 我矿相邻水平或采区边界留 35m 煤 柱 第四节第四节 井下探放水措施井下探放水措施 一 一 探放水原则探放水原则 新生煤矿在生产过程中 遇下列情况之一时 首先划 定探水红线 进行探