大地精煤矿防治水中长期规划.doc

第一节 大地精煤矿的水文地质条件一、矿区的水文地质特征矿区地处干旱的半沙漠地带，地形总体呈西高东低，最高点位于矿区西北角，海拔标高1357m，最低点位于矿区东部边缘大水沟中，海拔标高1227m，最大高差130m。矿区内无长年地表迳流，仅在雨季时，矿区南部的大水沟可形成短暂的洪流，向东流入勃牛川。矿区内大面积被第四系风积砂覆盖，仅在北部有直罗组地层零星出露。矿区内沟谷不发育，无泉水出露，水井零星分布于居民居住点。二、矿区含隔水层特征矿区含水岩组依据其赋存条件及水力性质不同，划分为两类：松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙潜水-承压水含水岩组。 松散岩类孔隙、潜水含水岩组该含水岩组，岩性以风积砂、冲洪积砂砾石层为主，厚度049.96m,平均15.43m。该含水岩组含孔隙潜水，主要接受大气降水的补给，受松散层厚度、基底起伏及地形高低等因素，含水层富水性极不均匀。在本矿区主、副斜井附近J5号钻孔抽该层水，单位涌水量q=0.166L/sm，平均渗透系数K=1.081m/d，水位标高1277.65m。富水性中等，水质为低矿化度的HCO3Ca型水。第三系（N2）隔水层：该地层矿区内外均有零星出露，岩性以紫色砂质粘土、粘土组成，不整合于煤系地层之上，隔水性能好，是上部潜水与下部煤系地层侏罗系含水岩组之间的良好的隔水层。 碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组1、侏罗系中统直罗组（J2z）含水岩组该组地层受后期剥蚀作用，矿区内零星分布，钻孔揭露厚度053.06m，平均22.12m，岩性为浅灰、灰绿、紫褐色泥岩、砂质泥岩及厚层状粉砂岩。浅部受风化作用，岩石胶结疏松，易接受大气降水及第四系含水层的下渗补给，含少量孔隙、裂隙潜水。2、侏罗系中下统延安组（J1-2y）含水岩组该岩组以煤系地层的碎屑岩类沉积岩层为主，厚度171.56220.04m，平均185.21m。含水层、隔水层、煤层交替重复出现，隔水层岩性为泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩及煤层；含水层为胶结疏松的各粒级砂岩，含裂隙潜水承压水。矿区内J3、J4、ZK1025、ZK1617、QK2025-1号钻孔，对该组地层不同煤层以上（包括第四系松散层）进行了抽水试验，各抽水段含水层富水性极不均匀。单位涌水量q=0.00081.071L/sm，渗透系数K=0.004348.5521m/d，水位标高1261.091293.99m，水质类型主要为HCO3CaMg型，次为HCO3-NaCaMg型水，矿化度0.250.30g/L。3、三叠系延长组(T3y)含水岩组矿区内仅在钻孔中见到，钻孔揭露厚度3.6742.20m。该组地层为煤系地层沉积基底，岩性为灰绿色粗、中粒长石石英砂岩，含绿泥石及少量云母，夹薄层深灰色砂质泥岩。发育大型板状、槽状交错斜层理。含水层岩性主要为灰绿色粗、中粒砂岩，据原详查报告水文钻孔抽水试验资料：单位涌水量q=0.0007L/sm，渗透系数0.0238m/d，水位标高1258.30m。含少量裂隙承压水，富水性弱。4、火烧岩孔隙、裂隙潜水主要分布在矿区南部满来梁、边家壕一带，是煤层露头部分发生自燃后烘烤围岩后形成，该含水层孔隙、裂隙特别发育，局部赋水性极好。是造成矿区突水的主要水源。三、地下水补、迳、排条件 地下水补给条件1潜水补给条件矿区所处位置为补给迳流区，潜水补给区相当广泛，补给来源主要以大气降水为主，粉细砂透水性好，持水能力强，能大量吸收大气降水。沙漠区昼夜温差的变化，有利于形成凝结水，凝结水也是一个重要的补给源。2承压水补给条件该区承压水补给条件极差，承压含水层埋藏越深，补给源越远。在矿区西部基岩零星出露区及基岩埋藏较浅处，因受风化作用，基岩孔隙、裂隙比较发育，且上部隔水层大部已被剥蚀，含水层直接裸露于地表或直接与第四系粉细砂含水层接触，接受大气降水或粉细砂孔隙水的滞后补给，这些补给的地下水，在重力作用下，顺地形坡度及地层倾向自由流动，形成承压水的补给源。 地下水的迳流条件1潜水矿区位于分水岭以东，潜水迳流方向受地形控制，大范围内自西向东顺地形坡向迳流。2承压水承压水迳流方向在矿区内较为单一，迳流方向与地层倾向一致，由北东至西南缓慢迳流。 地下水的排泄条件1潜水排泄途径矿区内潜水排泄途径主要有迳流排泄和蒸发排泄。迳流排泄多为潜水顺地形坡向迳流排泄于地形低洼及沟谷地带，如大水沟两侧长年有地下水渗出。2承压水排泄途径承压水排泄途径在矿区内比较单一，因矿区位于承压水补给、迳流区，地下水多沿地层倾向顺层迳流排泄于区外。四、充水因素分析 充水水源1地表水矿区内没有大的地表水体存在，仅在矿区中南部有大水沟由西向东穿越矿区，大水沟为间歇性溪流，暴雨后可形成洪水。因此，大水沟可对本矿区浅部-2、-2号煤层造成直接或间接充水。2大气降水矿区内第四系风积砂分布较广，厚度较大，直接接受大气降水的补给。大气降水对矿井充水有不可忽视的作用，大气降水的渗透补给，可使矿坑涌水量增大。3地下水煤系地层碎屑岩地下水（包括潜水、承压水），是煤矿床的直接或间接的充水水源。在煤矿采掘过程中，无论开采那个煤层，都将直接或间接的揭露该岩层地下水，形成充水水源。 充水通道冒落带、裂隙带形成的充水通道：井巷开挖开采过程中，有些含水层将被直接揭露，冒落带、裂隙带与含水层沟通形成直接或间接充水通道。五、矿区水文地质勘探类型本区主要开采煤层位于当地侵蚀基准面以下，但构造简单，地形有自然排水条件，附近无大的地表水体。含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1-2y），岩性由不同粒级的砂岩、砂质泥岩及煤层组成，而各岩层又程度不同的发育有裂隙，直接充水岩层主要为坚硬裂隙砂岩，虽充水空间发育，但补给来源贫乏，其间有泥岩、砂质泥岩为隔水层，各含水层一般水力联系较小，主要开采煤层抽水段钻孔单位涌水量q=0.00080.163L/sm，主要充水含水层富水性弱中等。属于以裂隙岩层充水为主的水文地质条件中等类型，即第二类第二型。第二节 中长期规划一、 水文勘察规划矿井水文地质工作是防治水工作的基础。为此，必须依据矿井水文地质规程的要求，有计划、有针对性地进行矿区（井）的水文地质查，勘探和观测工作，查明矿井的各种充水因素，分析研究地下水的规律，为防治水工作提供技术依据，并根据生产计划的安排的需要，不间断地提供水情资料和年、季、月水害预报。结合本矿区的实际水文地质条件及开采条件特制定以下规划。一） 矿区地面水文地质调查规划 1、建立完备的矿区地面水文地质观测系统 1)为了准确及时掌握矿区内的气象资料，定期设专人向当地气象部门索取气温、气压、风、温度、降雨和蒸发六个气象要素资料。或自设雨量站观测矿区内每次降雨过程的降雨量为矿区的防治水和防洪工作提供依据。 2）建立地表河流、塘池、沟渠及污水处理坑等的观测站，着重观测这些地方的水位、流量。 3）矿区中西部施工35个水位观测孔，对矿区的主要含水层的水位、水温和水质进行定期的观察记录。2、35年内对矿区内的地形地貌，第四系覆盖层的厚度进行全面的调查核实工作。尤其对河谷、河流阶地和冲沟的发育情况以及微地貌作为重点调查。目的是进一步查清不同的地貌特征与富水性的关系，降水的直接入渗位置。3、对矿区内地表水体的位置、形态及利用情况和污染情况做完测量和调查工作。二）含水层的分布及含水性勘查规划 矿井5年内主要回采上部的2-3煤和3-2煤层，矿区内地形地貌分布有较复杂，各水文地质单元含水性差别极大，所以对煤层上部个含水层尤其是对上部松散层和火烧区富水层的分布范围的勘查尤为重要。为此计划1、在采区、工作面设计前应用至少两种不同的物探手段对其区域进行含水层赋水性勘查重点查明富水层的分布范围。必要时对富水区域施工水文孔，做抽水试验彻底查清其富水情况。2、 对矿井采掘威胁较大的如河谷、火烧区的分布范围除应用物探手段进行勘查以外，再辅以勘查孔进行验证。并做抽水试验求取参数。 三）、老窑含水性的勘查规划由于本矿区是原三个矿井整合后的技改矿井，原来矿井采用的开采方法为房柱式比较简单，加之采矿权人的变更，有些资料不全或丢失，致使个别区段内老空区位置不是十分清楚。这就要求在回采下部煤层时必须查清这些区段的范围和积水情况。另外，矿井35年后根据接续情况，采掘工作将转入下层煤中，届时将面临在老空区下采掘的问题，甚至于在矿井整个回采期内都存在这种问题这就同样要求必须查清这些区段的范围和积水情况。为此有以下规划1、 对以前有采掘活动的区域，应用电法重点查明老窑分布范围，对矿区周围资料不明的区域同样要做这种工作。2、 电法勘探已经圈定范围边界置一定密度验证孔准确核定其范围，并勘查其积水情况。3、 对现在正回采的工作面和将来要回采的工作面，回采中采用埋设探头直接测得回采结束后老空区的积水量、范围。地下掘进采煤，积累准确系统的测绘资料，并做好校对审核工作，表明测绘日期，长期存档。防治水年工程规划一览表规划年限项目名称完成期限工程量资金费用（万元）备注2008年瞬变电磁、物探2008.1-2008.41301、1302工作面24该年度规划资金共计109.71万元1301切眼附近强降水工程2008.2-2008.5地面施工6个抽水孔1个直通孔总进尺233m；多管井13个。井下泄水孔1个进尺43m48.851301工作面会撤通道强降水工程2008.5-2008.8地面施工2个抽水孔，进尺39.6m；井下泄水孔15个进尺658m36.862009年瞬变电磁、高密度电法物探2009年3月-2009年6月3-2煤三采区东部，即3305工作面东部65该年度规划资金共计70万元3301工作面潜水勘探2009年7月-2009年10月地面施工22孔进尺125m52010年水文孔2010年4月-2010年9月3-2煤三采区施工3个水文孔进尺650m652011年瞬变电磁高密度电法物探2011年5月-2009年10月3-2煤三采区西部，即532012年瞬变电磁、高密度电发电法物探2012年3月-2012年7月大水沟谷赋水勘察27该年度规划资金共计186.4万元井下放水2012年1月2012年10月1401、3401工作面放水孔总进尺1500m130水位勘探孔2012年4月2012年8月3-2煤三采区潜水位勘探，进尺980m29.42013年原大水沟井田地面疏水2013年4月-2013年8月地面施工疏放房采老空水钻孔4个总进尺200m302014年井下放水2014年1月2012年10月3402、3403工作面放水孔总进尺1500m130二、 矿区治水规划1、 建立矿区高效、快速反应的防治水机构和专业化队伍。 该队伍要配备足够的专业技术人员，配备必要的钻机、 注浆设备和材料等。设备投资2009年规划150万，以后每年维修改造费用规划20万元2、 对流经矿区的季节性河流，在查明河谷的富水性后，若在其附近或下进行采掘活动时，必须对冲积层层底部含水层进行疏干或留足防水煤柱。 开采复煤层时采用间隔式采煤方法。上、下煤层留有一定的间隔时间，间隙时间按顶板锈结时间确定。3、 对火烧区查明后，若其富水性较好，也采用疏干或留煤柱。若无法疏干，采掘又必须进行，采取注浆堵水的方式。4、 在采区导水裂隙带高度范围以内存在的地面积水（如池塘、小型水泊、季节性水洼地等），且其下又无隔水的塑性粘土层时，必须排干积水填平洼地。该项工作在5年内完成。5、 建立强有力的井下排水设施，全盘规划，综合治理。水平、采区及工作面所有的排水设施符合煤矿安全规程的要求，并建立良好的维修制度以保证其正常运行，充分发挥排水设施的最大能力。回采下层煤时，直接打排水孔，一次排至地面，减少排水中转环节。6、 对老塘水的防治形成严格的制度，解决以下几个问题：1） 克服麻痹绕兴心理，避免疏忽大意。探放水工作有专人负责。有疑必探，采掘工程没有把握必须探水；严格执行规程。2） 认真分析老窑积水的调查资料，慎重确定积水线、探水线和警戒线三线的位置。3） 制定合理有效的防治对策，从安全生产的全局出发，根据矿井和老窑积水的具体条件，权衡利弊，做出战略性的决策和安排。4） 严格组织探水掘进。老窑水分散、孤立和隐蔽，水体空间分布几何形态非常复杂也不确切