水文地质类型划分报告.doc

都匀市白岩煤矿水文地质类型划分报告编 制： 杨 惠 继二0一一年四月二十一日会 审 意 见会审单位及人员签字矿 长： 年 月 日总工程师： 年 月 日生 产： 年 月 日通 风： 年 月 日机 电： 年 月 日技 术： 年 月 日安 全： 年 月 日一、存在主要问题二、处理意见一、矿井概况1、矿井所在位置、范围及四邻关系，白岩煤矿位于贵州省都匀市城南，平距约18.6km，地理坐标为东经1072757-1072935，北纬260315-260525，面积3.475 km2。属都匀市墨冲镇管辖，距镇政府4km，有矿山简易公路与贵新高等级公路相通。距黔桂铁路都匀站约10km，交通方便。隶属关系：行业管理属都匀市煤炭局。白岩煤矿由原墨冲镇关上白岩煤矿扩界而成。矿界形状呈规则的长方形，矿区范围由4个拐点坐标圈定，面积3.475 km2，开采深度+1030m+400m标高。设计生产规模为9万吨/年（由3万吨/年技改成9万吨/年）。矿区围内分布的村寨有干坝、长冲两个自然村寨及矿山工业广场。2、自然地理情况评估区地处贵州高原第二梯级地带，属黔南南部溶丘洼地高原区，地形切割中等，矿区地势南高北低，区内地貌受地质构造及河溪侵蚀作用而形成一走向南北向的单面山，因本区位于都匀向斜倾斜端的南延部分，其走向为北北东，倾向南东，其间发育一些横向笔架式沟谷。区内最高海拔1081.70m，位于矿区北部的山头；最低海拔824.50m，位于矿区东部一冲沟内。相对高差257.20m，一般50-100m。工业广场位于矿区南西部的斜坡下部冲沟地带，标高10001025，相对高差25m，自然坡度较缓。本矿区总体上属侵蚀溶蚀型低中山地貌，矿区峰丛，洼地等喀斯特地貌较发育；在逆向坡地带易形成陡崖、陡坡，含煤地层以多次风化剥蚀形成低凹或缓坡地形。 矿区属亚热带润湿季风气候带，冬春寒冷，夏秋凉爽。据都匀市气象资料：年平均气温16.7，最高气温在7月。最低气温一般在1月，年平均降雨量1819mm，年最大降雨量1911.1mm，年最小降雨量1067.6mm(1990年)。每年5月中旬到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%。年无霜期298天。年平均蒸发量1114.6mm，年平均日照时数1158小时。主要灾害天气有干旱、低温、霜冻、冰雹等。矿区属长江流域乌江水系，附近没有大的地表水体，仅在矿区东部发育一条近南北向的柳当河，雨季时水量2130升秒，枯季则断流，平时水量小。区内地表水流量随季节性变化较大。以从评估区外的河流海拔420m处为当地相对侵蚀基准面，而开采煤层最低标高为400m，部份低于当地相对侵蚀基准面，对矿山有充水可能。二、以往地质和水文地质工作评述2008年，贵州省地质矿产勘查开发局一五地质大队对白岩煤矿进行三级地质灾害危险性评估：地质灾害危险性评估范围的界定，原则上在矿区范围基础上，扩展到周围地表分水岭地带。测区属低中山侵蚀溶蚀地貌，煤系地层出露地段相对较缓。因此，评估区东部及西部以矿区范围外推200300m左右的沟谷、或一级斜坡带作为评估区界，北部以矿区范围外推300m左右的山头、山脊为界，南部则大致以矿区范围外推100m作为评估区界，评估区包括了可能影响到的村寨、工业广场等。评估区面积约4.0km2。矿区评估为低中山侵蚀-溶蚀地貌，地形地貌复杂程度为中等类型；地质构造简单，工程地质条件中等，水文地质条件中等；地质灾害中等发育，社会环境条件中等，破坏地质环境的人类工程活动较强烈。因此，评估区地质环境条件复杂程度确定为中等类型。三、井田水文地质条件及含水层和隔水层分布规律和特征墨冲镇关上白岩煤矿地处长江流域清水江水系。位于贵州高原向广西丘陵过度的斜坡地带，区内地形以低中山为主，南高北低，碳酸盐类岩石广泛分布，岩溶地貌如溶丘、洼地、峰丛等分布普遍。1、地下水类型、含水岩组及富水性矿区地下水有松散岩类孔隙水、碎屑岩裂隙水及碳酸盐岩岩溶水三种类型，存在相应的三种含水岩组。（1）孔隙水含水岩组地下水赋存于第四系残坡积松散层的孔隙中，富水性弱。（2）碎屑岩裂隙水含水岩组地下水赋存于吴家坪组第一段（P3W1）及煤层的各类裂隙中。富水性较弱，为相对隔水层。（3）碳酸盐岩岩溶水含水岩组地下水赋存于茅口组（P2m）、吴家坪组第二、三段(P3w2+3)及长兴组(P3c)的灰岩、燧石灰岩、白云质灰岩的岩溶裂隙、溶洞中；富水性中等强。2、地下水的补给、径流、排泄条件区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类，碳酸盐岩主要包括二叠系中统茅口组灰岩、二叠系上统吴家坪组燧石灰岩、长兴组灰岩。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，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河谷中。碎屑岩分布面积较小，主要包括二叠系上统吴家坪组一段砂泥岩，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。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。地下水主要接受大气降水的补给。区内大气降水是地下水的主要补给来源，降水通过各种孔隙、裂隙及岩溶管道下渗补给地下水，并在其中径流，一部分补给深层地下水，一部分以泉的形式集中排泄补给地表河水，地下水由中部向南（为主）、向东径流，大部分流入矿区外南侧河沟内。3、矿床充水因素分析以矿区南侧河流海拔1005m处为当地相对侵蚀基准面（420m），矿区内煤层大部分埋藏于最低侵蚀基准面之上；区内二叠系上统吴家坪组（P3w2+3）中地下水为直接充水因素，为主要充水水源，充水途径为冒落带或采动裂隙带。矿区充水水源主要为吴家坪组（P3w2+3）岩溶裂隙水、吴家坪组裂隙水、茅口组强岩溶水、老窑采空区积水及地表冲沟水。四、矿井充水因素分析，井田及周边老空区分布状况1、地下水地下水主要是第四系孔隙水和底板茅口组灰岩强岩溶含水层水矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度水大，蓄水量有限，加之矿区地形较陡，有利于地表水排泄，故对煤矿开采影响小。C4煤层距离茅口组灰岩含水地层仅为1020m，其间为灰、灰白色泥岩与砂质泥岩互层，时夹黑色灰质泥岩，遇水易软化，易发生底鼓现象。当开采破坏该地层原生结构时，P2m强岩溶含水层有可能直接补给矿床对矿床进行充水。此外，C4煤层距离上部吴家坪组二段灰岩较近，仅1015m，该层含水性中等，在未来开采过程中该层地下水可能沿岩溶、节理裂隙进入矿井，从而对矿井进行充水。矿山开采过程中，地下水将通过井巷大面积揭露而直接进入矿井，成为矿床充水的直接因素。2、地表水矿区及外围水系较发育，矿界内地表水体主要为中东部柳当河，该河流大致由北向南穿过矿区，此外，矿区还发育有方向各异的数条季节性冲沟。未来矿井大面积采煤，顶板岩层将产生不同程度的岩层移动及变形，引发地裂缝、地面塌陷坑；雨季，地表水将沿此薄弱处汇入地下，因此地表水对矿井充水有一定影响。矿区地处长江流域，为乌江中段左岸偏岩河上游次级支流的分水岭处，矿区范围内无河流，地表水大多为雨季“V”型冲沟水，冲沟流程短，水量较小，旱季时干涸。由于矿区开采区域地形较为陡峻，地表水排泄条件较好，所采煤层顶板工程条件好，故现开采条件下矿区内水文、工程及环境地质条件变化不大。3、大气降水大气降水是各含水岩组地下水的主要补给源，矿井涌水量将随大气降水强度变化，一般情况下，雨季时涌水量增大，枯季时涌水量变小；采空塌陷影响至地表后，大气降雨会通过地面塌陷、地裂缝间接进入矿井，使矿井的涌水量增大。4、老窑积水区内采煤历史悠久，在本次扩界后的矿区范围内分布有20余处小煤窑，分布于煤层露头线附近，规模小，季节性开采，自用为主。随着交通运输条件改善，区内煤炭资源逐渐转为外销为主。小煤窑所采煤层一般从煤层露头线延伸至地下80400m不等。特别是矿区南部的LD5、LD6，为平硐斜井开拓，1993年建井，具备一定的生产规模。LD7平硐采深约400m。以上为无证小煤窑已被关闭。原白岩煤矿在矿区北侧原有主井、风井一对，采用斜井开拓，矿区范围内有1层可采煤层编号C4，经过开采已形成一定采空区。老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷，致使地表水及降雨由裂隙渗入老窑蓄积。老窑大多有积水。五、矿井涌水量的构成分析，主要突水点位置、突水量及处理情况1、矿井涌水量根据白岩煤矿目前每天抽排水量约54m3/d（枯季），雨季时估计矿井涌水量约106m3/d。据访：区内老窑采空区有积水，老窑及采空区，积水量大约在3000m3，根据该矿提供的现状开采条件涌水量实测资料，采用比拟法进行估算未开采区域的矿井涌水量式中：Q预测矿井涌水量（m3/d） Q1矿井现状实测涌水量（m3/d） F未来矿区开采面积（km2） F1现状矿井实际采区面积（km2） S预测未来地下水位下降值（m） S1矿区现状水位降深值（m）表145 白岩煤矿矿井涌水量估算成果表井巷控制面积（km2）地下水位降深（m）实测矿井涌水量（m3/d）预测矿井未开采区涌水量（m3/d）F1FS1SQ1旱Q1雨Q旱maxQ雨max0.22343.45741725005412661712122、主要突出位置、突水量及处理1）、老窑水我矿对井田范围内的老窑的资料进行了详细的调查、了解，将井田范围内的所有巷道都进行了精确的测量，且都绘制在本矿的井上下对照图上。现我矿井田范围内有原白岩煤矿（已封闭）采空区和分布于煤层露头线附近，规模小的20余处小煤窑（均已封闭），据调查，老窑内积水量较小2011年4月份对井田范围内的老窑调查，老窑口封堵严实，也没有新增裂隙。2）、断层水及裂隙水矿区地形以低中山为主，喀斯特地貌较发育，地形有利于大气降水入渗，在含煤地层露头区风化作用强烈，在茅口组地层岩溶作用较发育，上覆地层和下伏地层岩石工程地质条件较差，含煤地层局部地段存在粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤、小型断层破碎带等软弱层，煤层顶板力学强度中等，煤层底板力学强度低，可采煤层的顶、底板稳定性较差。矿床水文地质以溶蚀裂隙为主、顶板直接进水、水文地质条件复杂的岩溶充水矿床，即C4煤层直接充水含水层为底板茅口组灰岩强岩溶含水层及顶板进水为辅的岩溶充水含水层。现井下涌水点为掘进巷道揭露部分小断层和裂隙有水流出，出水地点有：主井中部裂隙有一处，风井底平巷裂隙有一处，11C41运输石门两处，900回风石门一处，11C42回风巷一处，各出水点的涌水量都较大。现我矿的涌水量已接近矿井建成投产后的涌不量，即接近投产后正常涌水量617m3/d和最大涌水量为1212m3/d。2）、处理情况在采掘工作中严格执行“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”水害防治十六字原则，我矿现在C4煤层进行的掘井作业，未掘近对煤层露头带的保安线内，未发现有采空区及老窑水。六、对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价矿区内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类，碳酸盐岩主要包括二叠系中统茅口组灰岩、二叠系上统吴家坪组燧石灰岩、长兴组灰岩。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，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河谷中。碎屑岩分布面积较小，主要包括二叠系上统吴家坪组一段（P3w1）砂泥岩，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，以构造裂隙水为主，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。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。地下水主要接受大气降水的补给，大气降水是地下水的主要补给来源，降水通过各种孔隙、裂隙及岩溶管道下渗补给地下水，并在其中径流，一部分补给深层地下水，一部分以泉的形式集中排泄补给地表河水，地下水由中部向南、向东径流，大部分流入矿区外南侧河沟内。综上所述，我矿防治水工作难易程度较复杂。七、矿井水文地质类型划分及防治水工作建议1、矿井水文地质类型划分根据各含隔水层水文地质特征，区内地下水补给来源主要为大气降水，地表水及地下水排泄条件良好，开采标高低于当地最低侵蚀基准面约420m。C4煤层直接充水含水层为底板茅口组灰岩强岩溶含水层及顶板进水为辅的岩溶充水含水层。综上，矿床水文地质勘查类型为以溶蚀裂隙为主、顶板直接进水、水文地质条件复杂的岩溶充水矿床。2、防治水工作建议1）、做好水害预测预报工作凡采掘工作面受水害影响的矿井，应开展水害因素分析和水害预测工作。其基本要求如下： 、每年初，根据年采掘接续计划，结合水文地质资料，全面分析水害因素，提出水害分析预测表及水害预测图。 、在采掘过程中，对预测图、表要逐月进行检查、补充和修改。发现险情，应及时发出水害通知单，并报告调度室，通知可能受水害威胁地点的人员撤到