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盘县黑皮凹子煤矿中长期防治水规划盘县黑皮凹子煤矿中长期防治水规划(2012-2016年)编 制:黑皮凹子煤矿生产技术科编制时间2012年03月01日前 言水害是煤矿的重大灾害之一,在煤矿生建设过程中,经常会遇到水的威胁,轻则增加煤矿负担,影响经济效益,重则危害职工生命安全。煤执行煤矿防治水规定,做好井下水文地质工作,掌握矿井水文地质规律,从而有效地防止水害事故的发生,实现矿井安全建设生产。制定合理的矿井中长期防治水规划,是消除矿井水害隐患,有效遏制煤矿水害事故发生,保障煤矿安全生产建设,降低生产成本,合理开发煤炭资源尤为重要,在认真总过去煤矿防治水经验教训和对矿井水文条件认识的基础上,本着技术可行经济合理的原则,结合矿井建设生产实际,编制矿井中长期防治水规划。盘县黑皮凹子煤矿中长期防治水规划1.矿井概况1.1.矿井位置与交通黑皮凹子煤矿位于盘县南部水塘镇里山岚村境内。煤矿直距盘县(县政府所在地)15Km,直距南昆铁路威红线鲁番站7km,运距17km,210县道从本矿东部经过,交通方便,详见交通位置图。根据贵州省国土资源厅2010年3月19日颁发的采矿许可证(证号:C5200002010031120059138),水塘镇黑皮凹子煤矿生产规模30.00万t/a,矿区面积2.3953km2,准采标高+1850m+1500m。矿区范围由11个拐点圈定,矿区范围拐点坐标见表(表1-1)。表1-1 矿区范围拐点坐标表(西安80坐标系)拐点X(m)Y(m)拐点X(m)Y(m)02836951.3935457265.8662835041.3935457570.8612837256.3935457940.8672834361.3935457390.8622836976.3935458100.8682834591.3935456370.8632836986.3935458400.8692835240.3935456940.8642836601.3935458450.86102835491.3935457535.8652835099.3935457920.86黑皮凹子煤矿 图1-1 交通位置图1.2.自然地理1.2.1地形地貌矿区总体为构造剥蚀单面山地貌。山岭方向与地层走向一致,飞仙关组地层坡度30左右,含煤地层坡度525。区内地形北高南低、东高西低,最高高程位于北部龙脖子,高程1918.5m,最低点位于西南边缘小冲沟,高程1635m左右,相对高差283.5m,属低中山地形。1.2.2.气象、水文1.2.2.1.气象矿区属亚热带高原季风气候区,冬无严寒,夏无酷暑,气候温和,降水充沛,有明显的旱季和雨季之分。根据盘县气象站建站以来气象观测资料,区内年平均降水量为678.4mm, 510月为雨季,降水量达1221.5mm,占全年降水量的88%,11月至次年4月为旱季,降水量为162.4mm,仅占全年降水量12%。降水强度亦随季节的变化而变化,冬春季节(旱季)降水量少,强度亦小,夏秋季节(雨季)降水量大,强度亦大,且较为集中。年平均降大雨1215天,日最大降水量达148.8mm,小时最大降水量56.5mm。区内年平均气温14.3C,极端最高气温36.7C,极端最低气温零下7.9C。相对湿度76%,年平均蒸发量为1509.0mm,全年无霜期274天,日照时数为1555.6小时,日照率为35%,主导风多为东北风,其次为西南风。平均风速1.6m/s。区内还有春旱、倒春寒、凝冻、冰雹等灾害性天气。1.2.2.2.水文矿区属珠江水系南盘江流域红岩河上游。矿区内无大的河流,但冲沟发育。较大的冲沟位于矿区中部,本报告命名为打峰岩冲沟和敖硝洞冲沟。打峰岩冲沟水:位于矿区中部。流向自北西至南东。属山区雨源型河流,雨季流量较大,枯季变小或干涸。敖硝洞冲沟水:位于矿区中部偏南。流向自北西至南东。与打峰岩冲沟汇合于原山岚水库。属山区雨源型河流,雨季流量较大,枯季变小或干涸。1.2.3.地震据贵州省城乡建设环境保护厅“黔城设通发1992230号”文关于公布贵州省地震烈度新区规划的通知,盘县地震烈度为度区。1.3.矿井建设概况矿区采煤活动已有数年,最初为零星开采,生产规模较小,年产量不足万吨,二五年经技改后扩大生产规模达到6万t/a。为进一步规范矿产储量管理,适应矿业发展的需要,更为合理有效利用矿井资源,扩大矿井生产能力,根据贵州省国土资源厅2009年8月颁发的黔国土资矿管函2009570号,关于盘县黑皮凹子煤矿调整矿区申请的批复,矿区面积调整为2.3953km2,准采标高+1850m+1500m。根据贵州省国土资源厅2009年11月下发的黔国土资储备字2009213号关于贵州省盘县水塘镇黑皮凹子煤矿资源/储量核实报告矿产资源/储量评审备案证明,截止2009年8月31日,矿区范围内(+1850+1500m)以内保有资源量1351万吨。其中:(333)资源量1023万t;(334?)资源量328万t。2010年1月委托贵州硕翊矿山科技有限责任公司编制了盘县水塘镇黑皮凹子煤矿(技改)开采方案设计,设计规模为30万t/a,该设计经评审通过,于2010年3月贵州省能源局以(黔能源发【2010】93号)关于对盘县水塘镇黑皮凹子煤矿(技改)开采方案设计的批复作了批复。2010年3月贵州硕翊矿山科技有限责任公司编制完成了盘县水塘镇黑皮凹子煤矿(技改)安全专篇,经贵州省煤矿安全监察局水城监察分局“黔煤安监水字【2010】43号”文审批同意。该矿井采用斜井开拓,共布置有三条井筒(主斜井、副斜井和回风斜井),矿井以F2断层为界划为南北两个区域布置两套独立的开拓系统,F2断层以南划分为一个水平(水平标高为+1584m)一个采区(一采区)开采,F2断层以北一个水平(水平标高为+1500m)一个采区(二采区)开采;采用炮采,炮掘,主要运输采用胶带运输机运输。该矿井按煤尘具有爆炸危险性,3号、5号、20煤层煤炭自燃倾向性鉴定为类(不易自燃煤层);12号煤层为类,19号煤层为类,该矿井按类容易自燃煤层进行设计,矿井瓦斯等级为具有突出危险性进行设计。设计采用斜井开拓,初期布置有一期主斜井(以下简称“主斜井”)、一期副斜井(以下简称“副斜井”)和一期回风斜井(以下简称“回风斜井”)三个井筒,设计以F2断层为界分南北两个块段单独布置,南翼块段为一个水平一个采区(一采区)开采,南翼块段水平标高1590m;北翼块段划分为一个水平一个采区(二采区)开采,北翼块段水平标高1500m,先采南翼块段后采北翼块段。初期一采区采用煤层群联合布置,井口及工业场地选择井田西南部,采用斜井开拓,新建主斜井、副斜井和回风斜井。主斜井铺设胶带输送机运输煤炭,副斜井铺设轨道作辅助运输,回风斜井安设主要通风机作专用回风井,原煤通过胶带输送机运至工业场地,然后装车外运。在12号煤层顶板开口,施工主斜井、副斜井、回风斜井至1590m标高,贯通形成系统,以三条井筒兼作一采区运输下山、轨道下山、回风下山,通过正、反石门揭穿各煤层,在井筒南翼布置首采工作面,北翼布置掘进工作面,以一个采煤工作面和两个掘进工作面达产,设计采用倾斜长壁采煤法,炮采工艺。后期开采北翼块段时,改造利用原北翼6万t系统的工业场地,由12#煤层底板往下布置三条井筒至标高1500m水平,布置井底车场、水仓泵房沟通后形成北翼二采区主系统,由三条井筒布置石门联系各煤层,采用煤层群联合布置开采。按煤与瓦斯突出矿井、煤层有爆炸危险性、煤层类容易自燃进行设计,初期矿井通风方式为中央并列抽出式。设计生产能力30万t/a,矿井服务年限12.9a。2012年2月江苏省第一工业设计院有限责任公司编制塘镇黑皮凹子煤矿开采方案设计(变更)安全专篇变更的主要原因根据国家安全监管总局国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装2010146号),以及国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知(国发201023号)关于推进小型煤矿机械化的指导意见(安监总煤行【2010】178号)及贵州省关于推进小型煤矿机械化的实施方案等文件精神,未设计紧急避灾系统,未设计供水施救系统。实际施工的回风斜井与原设计的井口位置出入较大,实测的主斜井和副斜井井口参数与设计不一致,故需对井筒位置及参数进行调整。根据主斜井和副斜井落平标高的实测,井底标高与原设计不一致,故需对矿井初期开采的南部块段水平标高进行调整。因井底标高及回风斜井位置与原设计出入较大,需对井底水仓布置进行调整。为达到国家相关政策要求,特对原设计方案进行变更,本次安全专篇设计是在原有已批准的安全专篇的基础上进行完善和补充。开采方案设计变更的内容变更项目主要变更内容变更原因变更前变更后坐标系采用北京坐标系采用西安坐标系以新的采矿证为准井筒位置及参数井口坐标:主斜井:X=2834865,Y=35456900,Z=+1670m,方位角286,坡度,15,L=,310m.。副斜井:X=2834830,Y=35456885,Z=+1,670m,方位角,286;坡度15,L=310m。回风斜井:X=2834850,Y=35457000,Z=+1690m,方位角280,坡度13,L=210m。井口坐标:主斜井:X=2834807.102,Y=35456819.521,Z=+1670m,方位角286,坡度16,L=322m。副斜井:X=2834769.492,Y=35456809.721,Z=+1669.939m,方位角286,坡度16,L=317m。回风斜井:X=2834828.645,Y=35457004.332,Z=+1699.655m,方位角279;坡度22;L=217m。三条井筒均已形成,井筒实际施工参数与设计不一致且坐标系已变化,故井筒参数变更基本可行。水平标高变更初期南翼块段水平标高+1590m,后期北翼块段水平标高+1500m。初期南翼块段水平标高+1584m,后期北翼块段水平标高+1500m。初期井筒落底实测标高有变化,变更可行。接续工作面布置变更平行于F2断层,垂直于煤层露头煤柱线布置。垂直于F2断层,平行于煤层露头煤柱线布置。为减少石门揭煤次数。矿井达产时井巷工程量变更2340m4576增加底板瓦斯抽放巷建设工期变更施工工期12个月剩余工期18个月井巷工程发生变化项目总投资变更项目总投资6446.35万元,吨煤投资214.9元/t。项目总投资15029.37万元,吨煤投资500.98元由于井巷工程、机电设备、供电系统变更而引起的变更其它 由于系统发生变化,矿井提升、通风、排水、运输、供电等作相应调整。本专篇从设计的角度对矿井各系统、各环节的安全问题进行分析研究,对可能存在的不安全因素提出有效的防治措施。安全专篇中规定的安全设施必须和主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。矿井建井期间,须按安全专篇有关要求,采取防治煤与瓦斯突出等各项措施,确保施工安全。该矿井目前已经完成了主斜井井筒、副斜井井筒和回风斜井井筒的施工,基本上掘到1584m标高落平。经调查,矿山采空区为266215m2,预测积水量约158617m3。1.4.以往地质工作1957年4月,原西南煤田地质勘探局地质八队对黔西地区进行地质测量,填绘了110万地质图,提交黔西煤田盘县区地质勘查报告书,对煤系地层有了初步了解。2001年7月,贵州省煤田地质局一五九队对该矿进行了野外地质勘察和矿界圈定工作,提交的贵州省盘县水塘镇地质简测报告储量计算结果,共获得D级地质储量205万t。2009年11月贵州省煤田地质局一五九队提交的贵州省盘县水塘镇黑皮凹子煤矿资源/储量核实报告,截止2009年8月31日,矿区范围内(+1850+1500m)以内保有资源量1351万t。其中:(333)资源量1023万吨;(334?)资源量328万t。2.地质根况2.1.区域地层矿区位于盘县煤田中部偏南,地层出露属半裸露区。出露地层有泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系和零星分布的古近系,在地形平坦及缓坡地带多有新近系至第四系分布。以碳酸盐岩为主,次为碎屑岩及泥岩。晚二叠世早期发育有厚数百米的火山岩和含煤岩系。见表2-1(区域地层简表)。表1 区 域 地 层 简 表系统组段厚度(米)新近系第四系(N-Q)041古近系(E)石脑群0-900三叠系(T)上统(T3)二桥组(T3e)166中统(T2)法郎组(T2f)下段(T2f1)299关岭组(T2g)上段(T2g3)100中段(T2g2)192352下段(T2g1)118182下统(T1)永宁镇组(T1yn)第四段(T1yn4)57203第三段(T1yn3)88325第二段(T1yn2)135160第一段(T1yn1)101211飞仙关组(T1f )上段(T1f 2)354590下段(T1 f 1)97190二叠系(P)上统(P3)宣威组(P3x)长兴组(P3c )60150龙潭组(P3l )185465峨眉山玄武岩组(P3)200732中统(P2)茅口组(P2m )上段(P2m2 )74285下段(P2m1 )270600栖霞组(P2q)70237梁山组(P2l)30122下统(P1)龙吟组(P1l)53-55石炭系(C)上统(C2)马平组(C2m)170270达拉组(C2d)121130滑石板组(C2hs)35545下统(C1)摆佐组(C1b)283529大塘组(C1d)219416岩关组(C1y)91203泥盆系(D)上统(D3)代化组(D3d)90-292响水洞组(D3x)74-136中统(D2)火烘组(D2h)260-716罐子窑组(D2g)上段(D2g2)67-312下段(D2g1)110-2932.2.区域构造黑皮凹子煤矿属于上扬子板块黔南坳陷六盘水断坳,黔西南涡轮构造北东向褶断带。区内构造主体为一系列北东向的背、向斜及走向断层。由南向北分别为盘南背斜、水塘向斜、盘县断层、盘关背斜等。矿区位置处于水塘向斜北翼中段。2.3.井田地质构造2.3.1.地层矿区内及邻近地区地层由老至新为:二叠系中统茅口组,上统峨眉山玄武岩组、龙潭组,三叠系下统飞仙关组、永宁镇组,第四系。2.3.1.1二叠系(P) 中统茅口组(P2 m)厚度400500m。出露于矿区外围西部。主要为浅灰色、灰色厚层灰岩, 中下部含燧石结核, 中部为中厚层细晶石灰岩。产腕足类、蜓等动物化石。顶部有厚约3米左右的红褐色硅质灰岩(硅质蚀变岩), 角砾结构, 坚硬。与上覆地层假整合接触。上统峨嵋山玄武岩组(P3)厚度320380m。出露于矿区外围北部和南部,主要岩性为灰绿色玄武岩、拉斑玄武岩、暗绿色火山角砾岩及凝灰岩。与上覆地层假整合接触。上统龙潭组(P3l)厚度150269.32m,一般217.8m。出露于矿区北部和南部,为矿区内含煤地层,主要为海陆交互相沉积。岩性由灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成,含煤34层,一般可采6层(即3、5、9、12、19、20煤层),局部可采2层(即9、17煤层)。产大羽羊齿、细羊齿等植物化石及腕足类、瓣鳃类等动物化石。根据岩性及其组合、沉积特征等可大致划分为上、中、下三段,由于龙潭组下段被断失,本矿区钻探未见龙潭组下段,根据邻区和填图资料补充了龙潭组下段的资料。与上覆地层整合接触。2.3.1.2.三叠系(T)(1)飞仙关组(T1f)厚度484米左右。三叠系下统飞仙关组(T1f):分布于矿区东部。岩性主要为灰绿色、灰色、紫灰色、灰紫色粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥灰岩等。根据岩性和颜色及动植物化石组合特征,分上、下两段。下段俗称“绿色层”,上段俗称“紫色层”。下段(T1f 1)厚度70180m,一般100m,分布于矿区北东及南部。上部灰绿色细砂岩、粉砂岩为主,夹薄层泥岩,含钙质结核,含瓣鳃类化石;中、下部以灰绿色粉砂岩和泥质粉砂岩为主,夹紫色泥质条带,含瓣鳃类化石;底部以灰绿色泥质粉砂岩和粉砂质泥岩为主,夹钙质条带及泥灰岩透镜体,富含瓣鳃类、腕足类化石,含少量炭化植物碎屑。上段(T1 f 2) 出露于矿区中部厚度380m左右。顶部暗紫色泥岩、粉砂岩夹泥灰岩;上部紫灰色泥质粉砂岩与黄灰色细砂岩,粉砂岩互层,夹暗紫色泥岩;中部灰紫色泥岩粉砂岩夹厚层细砂岩,粉砂岩,产克氏蛤等瓣腮类化石;下部紫红色粉砂质泥岩、泥岩、夹粉砂岩细砂岩薄层,泥岩中富含蠕虫状方解石。与上覆地层整合接触。(2)永宁镇组(T1 yn)厚度340460m。出露于矿区东部。自下而上分出露第一、二、三段。第一段(T1 yn1)厚度150m左右。出露于矿区东部。上部为灰、白色灰岩,顶部为厚层灰岩;中部为中厚层状钙质粉砂岩夹薄层泥岩;下部为灰白色厚层状结晶灰岩。第二段(T1 yn2)厚度100m左右。出露于矿区东部。黄灰、紫灰色泥岩及砂质泥岩夹细砂岩及粉砂岩,产瓣鳃类动物化石。第三段(T1 yn3)厚度大于70m。出露于矿区东部,出露不全。黄灰、灰色薄至中厚状石灰岩及含白云质灰岩。产瓣鳃类动物化石。2.3.1.3. 第四系()主要为残坡积物,厚度为010m。2.3.2井田构造矿区位于盘县煤田水塘向斜东翼中段。水塘向斜在区域构造上,属黔西南涡轮构造盘县弧形褶断带之主干褶皱。其核部地层为三叠系下统永宁镇组,翼部最老地层为石炭系下统摆佐组。矿区构造为水塘向斜东翼的滑脱构造。滑脱面为二叠系中统茅口组和上统峨眉山玄武岩组地层。地层倾向北西,倾角25。滑脱面以上的地层为三叠系下统的永宁镇组、飞仙关组及二叠系上统龙潭组地层,总体呈单斜,走向南东、倾角3078。矿区内及外围共发现断层12条。其中10条地表有出露,为北东向斜交或走向正、逆断层;另有2条为钻孔所见隐伏小断层。断层落差大于50米的4条,编号为F1、F2、F4、F7;落差3050米的2条,编号为F3、F8。落差小于30米的4条,编号为F9、F10、F11、F12;详见表2-3-2.1和表2-3-2-2。本矿区构造复杂程度为复杂构造。33表2-3-2-1 断层一览表断层名称延伸长度(米)断层产状落差(米)描述走向倾向倾角F1斜向正断层矿区西部外围4500m北部近东西,西部近南北北部倾向南,西部倾向东地面倾角陡为50左右,深部倾角变缓,近视为0170位于矿区西部及北部。上盘地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组至三叠系下统永宁镇组,下盘地层为二叠系中统茅口组。地面有4个地质点控制,101号钻孔断失P3l,于230.60m实见。102号钻孔断失20号至30号煤层,于252.13m实见。001号钻孔断失23至30号煤层,于93.94m实见。该断层基本被控制。F2斜向正断层矿区内2850北部近东西,南部近东西转北东北部为倾向南,南部倾向北地面倾角陡为15左右,深部倾角变缓,近视为0515位于矿区北部、南部及东部。北部断层上盘地层为二叠系上统龙潭组至三叠系下统永宁镇组,下盘地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组。南部断层上盘为三叠系下统永宁镇组和飞仙关组。下盘地层为龙潭组及飞仙关组地层。地面有10个地质点控制,101号钻孔断失P3l和飞仙关组地层,于223.31m实见。F3走向正断层矿区内385北45东至北20东南东5540断层上下盘均为飞仙关组和龙潭组地层。北东端交于F2,南西端交于F5。地表3个点控制。F4走向正断层矿区西南外围1800m北50东北西30100位于矿区西南外围。断层上下盘均为煤系地层。北东端交于F2,南西端交于F5。F5走向正断层矿区西南外围1000m北50东至北东东北西不清不清位于矿区西南外围,山岚、榨房头。地面2个点控制,断层上下盘均为煤系地层。F6走向正断层矿区西南外围1000m北东东北西不清不清位于矿区西南外围,山岚、榨房头。地面1个点控制,断层上盘为煤系地层,下盘为煤系和峨眉山玄武岩组。F7斜向正断层730m北30西南西2560-205位于矿区南部迤勒山岚乡,北端交于F2,南端交于F3。上下盘地层均为煤系和飞仙关组地层。地面2个点控制。 表2-3-2-2 断层一览表(续表)断层名称延伸长度(米)断层产状落差(米)描述走向倾向倾角F8斜向逆断层900m北西东西南5030位于矿区北部龙脖子。东、西端均交于F2。地面3个点控制。上下盘地层均为煤系和飞仙关组地层。F9斜向正断层400 m北北西东7010位于矿区北部,F8断层以东,北端交于F2,南端交于F8,地面2个点控制。F10走向正断层550m北东北西7018位于矿区南部敖硝洞附近。南端交于F2。地面4个点控制。F11隐伏正断层北37东北127东3520隐伏于矿区南部水银洞附近。东端交于F2,西端交于F1。102号钻孔于128.88m实见。F12隐伏正断层北36东北126东4610隐伏于矿区南部F2与F7断层之间。001号钻孔于60.58m实见,断失17号煤层。3.水文地质特征3.1. 区域水文地质3.1.1区域水文地质概况该矿所在区域位于云贵高原向黔中高原过渡的斜坡地带,地处珠江流域南盘江水系上游的黄泥河支流。区内地形以中山为主,内部多盆地和缓坡,境内碳酸盐类岩石广泛分布,地貌如溶丘、洼地、峰丛、溶斗、伏流等分布普遍。见图3-1-1。区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类。碳酸盐岩包括三叠系下统永宁镇组一段灰岩,二叠系中统茅口组灰岩,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、岩溶潭、岩溶大泉等较发育,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,最后以岩溶大泉、岩溶泉群或暗河等形式集中排泄于当地河谷中。碎屑岩分布面积相对较小,主要包括三叠系下统飞仙关组粉砂岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩,三叠系下统永宁镇组二段粉砂岩、粉砂质泥岩,二叠系上统龙潭组砂泥岩,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。图3-1-1 区域水文地质图3.1.2.地下水类型与含水层岩组矿区内出露有二叠系、三叠系及第四系地层,据含水岩层的岩性、含水介质特征及水动力条件,将矿区内地下水分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水及碳酸盐岩岩溶水3个类型。松散岩类孔隙水仅见于第四系松散岩层中,在二叠系上统龙潭组及三叠系下统飞仙关组中则主要为碎屑岩类裂隙水,在三叠系下统永宁镇组则为岩溶水。各岩组含水特征分述如下(由老至新):3.1.2.1.二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P3) 隔水层灰色灰绿色玄武岩,块状,致密、坚硬,夹凝灰岩,厚200350m。该组地层由于岩石普遍抗风化能力强,岩石裂隙不发育,不易渗入大量大气降水,富水性微弱,对茅口组灰岩岩溶水起阻隔作用,因此该组为一隔水层。3.1.2.2.二叠系上统龙潭组(P3l)含水层分布于矿山南东部,出露不完整,全组厚约280m,含煤1530层。岩性以灰色、深灰色粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主,夹深灰色泥岩。由于以碎屑岩为主,岩石含泥质成分多,因而岩石普遍抗风化能力较弱,露头区有较厚的强中风化带,易渗入大量大气降水,含浅层风化裂隙潜水,越往深部,岩石裂隙发育程度减弱,岩石含水性相应降低,仅含微弱基岩风化裂隙水和构造裂隙水,该组为一弱含水层。3.1.2.3.三叠系下统飞仙关组(T1f)弱含水层全组厚约440m,区内出露不全。岩性主要由灰绿、灰黄色、灰紫色、紫红色、暗紫色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩组成。岩石抗风化能力弱,露头区局部含浅层风化裂隙水,越往深部,岩石裂隙发育程度减弱,岩石含水性相应降低,仅含微弱基岩风化裂隙水和构造裂隙水,该组可视为一弱含水层。3.1.2.4.三叠系下统永宁镇组(T1yn)强含水层该组岩性主要为石灰岩,为碳酸盐岩,厚度较大,矿区内出露面积极少。该层岩溶发育,大气降水沿岩溶洼地、槽谷等地带迅速汇集,接受大气并通过落水洞等通道转入地下补给地下水,泉点多为管状形,地下水丰富且流量较稳定,该组为强含水层。3.1.2.5第四系(Q)弱含水层仅残留于山谷、溪沟、洼地及山间斜坡一带。为碎屑岩的残积、坡积及冲积物,厚度一般小于15m,仅含微弱孔隙潜水。调查中未发现泉点,总体上该层为一弱含水层。3.2井田水文地质矿区位置处于水塘向斜北翼中段,地层为二叠系龙潭组煤系及下三叠统飞仙关组地层,地下水以碎屑岩裂隙水、孔隙水为主,其主要水文地质特征叙述如下:3.2.1.含水层的划分根据岩性组合,岩层富水性和可采煤层赋存空间等因素,将含水层分为龙潭组上覆地层含水段、龙潭组地层含水段和龙潭组下伏地层含水段,现分叙述。3.2.1龙潭组上覆地层含水层特征3.2.1.1第四系(Q)弱含水段零星分布,由松散的冲积物、坡积物、碎石砂土组成,含孔隙水。泉水流量动态变化大,降大雨时多处出露泉点,雨后有些泉点随之干涸。煤矿中部的小溪水流量主要受大气降水控制,雨季暴涨,枯季流量较小。3.2.1.2.飞仙关组岩性主要由绿色厚层状细砂岩 、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成。浅部含风化裂隙水,泉水流量0.30 l/s以下。泉点流量受大气降水控制,动态变化大。该组为龙潭组的上覆地层,是矿床间接充水的弱含水层段。3.2.1.3.永宁镇组(T1yn):地表发育落水洞、漏斗、岩溶洼地等岩溶地貌。地表有泉点出露,含水性强,含水不均一,中部富水性弱。3.2.2.龙潭组地层含水特征岩性主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成。其分布地带多被第四系覆盖,地下水补给条件好,出露泉点较多。该组地层含浅部风化裂隙水,根据调查资料,泉水流量0.35 l/s以下,深部含水性弱。3.2.3.龙潭组下伏地层含水特征3.2.3.1.峨眉山玄武岩组(P3)裂隙弱含水段岩性主要为玄武岩、拉斑玄武岩、凝灰岩,含浅部风化裂隙水,泉点平均流量0.52l/s,深部含水性极弱。3.2.3.2.茅口组(P2m)灰岩强含水段出露于矿区外围西部。主要为浅灰色、灰色厚层灰岩, 中下部含燧石结核, 中部为中厚层细晶石灰岩。具缝合线构造, 产腕足类、蜓等动物化石。顶部有厚约3m左右的红褐色硅质灰岩(硅质蚀变岩), 角砾结构, 坚硬。该组地层含岩溶管道水,含水性强。3.2.2.断层导水性矿区内大部岩层属塑性、柔性,发育的断层均为压扭性断层、破碎带被充填,挤压较紧密。101号、102号及001号钻孔在穿过区域性大断层F1、F2断层时均无涌、漏水现象。其他矿井穿过断层时,矿井涌水量无大异常现象,可以认为断层不导水。如果构造裂隙发育且与浅部风化裂隙水或地表水连通时,此构造裂隙含水,但水量不大,且逐步消减;值得一提的是:矿区边界附近的F1断层,其上盘为永宁镇组灰岩,该段灰岩有岩溶水,将来煤矿的开采应绝对避免掘穿该断层,严防岩溶水渗入煤矿,影响煤矿的正常开采。3.2.3.地表水、地下水流量动态变化对矿区内冲沟、有水流的泉点进行流量动态观测,流量变化具明显的季节性和周期性,规律性与降雨量变化基本一致。地表水流量在暴雨12小时明显增大,地下水流量在暴雨后12天开始增大。3.2.4.水文地质类型煤矿内含风化裂隙水,随着垂深增加,风化程度减弱,含水性减小,深部含水甚微,甚至无水。风化裂隙水以渗流为主,水力联系较差。本煤矿水文地质条件属类型,即以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床,水文地质条件中等。3.2.5.地下水的补给、迳流、排泄条件3.2.5.1.补给大气降水是区内地下水的主要补给源。其补给方式及补给强度受岩性、地貌及地质构造条件的综合制约。在非可溶岩分布地带,大气降水部分沿裂隙或孔隙补给地下,而大部分降水则形成地表迳流,当其流经可溶岩地层时,则沿岩溶裂隙或落水洞灌入地下。这种大强度的补给是区内可溶岩地下水补给方式的主要特点。3.2.5.2.迳流区内地下水的迳流受构造和岩性条件的综合控制。受地表分水岭的影响,迳流方向由北向南,两翼则汇流于南端的河谷中,以脉流和裂隙流为主。3.2.5.3.排泄区内地下水的排泄区主要为山间非可溶岩沟谷地形,故地下水的排泄方式,为坡积泉或深部渗流的等形式排出地表。南端的河谷为矿井的主要排泄区。3.2.6.水力联系由于沟谷切割较深,有利于大气降水的排泄,河流上段与下段的流量的不同,明显地反映了地下水补给地表水。上覆地层飞仙关组一二段地下水地表水二者间水力联系极为明显,都有明显的入口和排泄口。飞仙关组一段钙质粉砂岩和钙质泥岩厚达100m,为上覆地层含水段相对隔水层。龙潭组含煤地的下伏玄武岩组,厚度均较大,该段也是较好的隔水层。含煤地层中,含水层厚度80m,均为薄层石灰岩及砂岩等复合组成,各含水层之间水力联系不明显。综上所述,该矿界内基岩裸露,沟谷发育,其南部发育小溪数条向东迳流。龙潭组地层缓丘沟谷地形,高差不大,坡度较小,但也不利于大气降水滞留,而多沿山坡沟谷泻流。但沟谷平缓,沟谷地带及溪流部位,则有利于地表水沿裂隙下渗,却不利于地下水排泄。飞仙关组有厚达100m的钙质粉砂岩和钙质泥岩相隔,而煤系底部有玄武岩组相隔,因此,两者之间的水力联系很小。龙潭组下伏峨眉山玄武岩为隔水层,因此,其与茅口组灰岩强含水段的水力联系也是很小的。由此可见,矿井直接充水含水龙潭煤组中的碎屑岩、煤层夹薄层碳酸盐岩含水地层,但其含水性质属溶隙裂隙水及层间裂隙水,富水性弱。龙潭组内部的含水岩组含水性差,且有泥岩阻隔而相互间的水力联系差。断层带水文地质特征为上二叠统地层表现为富水性较弱,导水性差。因此,该煤矿内水文地质类型是以裂隙充水矿床为主,水力联系差,与上下诸含水层的水力联系很差,所以其水文地质条件属中等类型。4.充水因素分析4.1.充水水源本区年降水量大,且集中于五月底至八月初,大气降水是本地区地下水主要补给来源和影响矿井充水的主要因素。据1962年至1988年降雨量资料,平均为1472.2mm/年。本矿区主要冲沟水均作了流量观测。各河流临时观测的流量见表3-2-1。表3-2-1 煤矿内各河流临时观测的流量 单位:L /s冲沟名称位置流量打峰岩断面4.38敖硝洞断面2.58山岚断面30.20黑龙潭断面5.50主要为煤系数地层和永宁镇组随地形起伏的曲面状风化裂隙水,松散物质孔隙水等。本矿区最低侵蚀基准面为+1635m,将来煤矿的开采活动基本都位于最低侵蚀基准面以下,加上本区小溪发育, 小溪水、大气降水、坡积物水多沿基岩裂隙面和断层面渗入矿井,裂隙发育地段和靠近沟谷地段,矿井充水会有所增大,一般随开采深度增加,水量愈来愈小。老窑水:矿区范围内老窑较多,年代久远,一般沿煤层露头开采,垂深不超过50m,坑道长度不超过100m,顶板稳定性差,多用木支护,现大部分坑口都已垮塌封闭。尽管开采不深,但对未来矿井浅部开采仍有影响。据访问资料,老窑水动态变化很大,受大气降水控制,邻区矿井开采过程中遇老窑时,坑道水骤增,今后采煤时应对老窑积水引起注意。新井巷开拓到老窑、小溪下方或侧下方附近时,老窑积水和小溪水可能会溃入矿井,造成矿井大量充水。石灰岩岩溶水:F1断层上盘的灰岩岩溶水在某些断层挤压薄弱带,可能会沿断层面渗入矿井,造成矿井大量充水。4.2.充水通道断层、破碎带含水性弱、导水性差,一般不会构成矿井充水通道。充水通道主要由采空区冒落裂隙、塌陷裂隙、风化裂隙、河道及积水巷道串通而形成。4.3.充水方式充水水源通过充水通道渗入、溃入井下等。4.4.防水措施坚持井上、井下防治结合。对可能产生水患的地段堵塞漏水通道,河床铺底,挖沟筑坝排水泄洪,查明老窑的巷道分布,井下坚持“有疑必探,先探后掘”的原则,水患地段留设防水煤柱,建立井下防水设施,如防水闸门、密闭门、水闸墙,封闭式泵房,增加抽水设备,增大水仓容积等。5.矿井涌水量5.1.目前矿井涌水量据该提供的资料,生产矿井涌水量变化范围为6.9316.02m3/h。现开采水平为+1650m,开采投影面积为12千平方米。5.2.矿井涌水量预算由于煤矿范围内面积小,未对该矿划分初期开采水平及面积,即矿井涌水量预测水平为+1700+1500m,预算面积为0.49平方公里。该矿采区开采水平低于当地侵蚀基准面,附近无地表水直接对先期开采地段矿井充水,采区矿井涌水主要来自于飞仙关组、龙潭组浅层风化裂隙水及第四系及滑坡体孔隙水,地下水最终补给来源于大气降水。由于3、5、12、19及20号煤层稳定性较好,为主采煤层,故本次预算主要是提供初期采区开采3、5、12、19、20号煤层时的涌水量,供设计部门参考利用。比拟法该煤矿目前正常生产,主采煤层为3、5、12、19、20号煤层,目前开采面积为6千平方米,开采水平为+1650m,据调查该矿涌水量主要受大气降水补给,季节变化较明显,据该矿排水量长期观测资料,贫水期平均涌水量为6.93m3/h,丰水期平均涌水量为16.02m3/h。经该矿以往排水量观测资料分析统计,其涌水量随开采面积和水位降深变化呈线性关系,故本次采用矿坑涌水量比拟法预算。公式为:Q = Q0式中:Q:全部开采至1500m时矿坑涌水量(m3/h); F:采区19号煤层的最大开采面积,为42.00km2 S:初期采区龙潭组平均水位降低值,取矿区内3个钻孔终孔水位平均标高1746至开采最低标高1500m的距离,取值246m; Q0:该矿矿坑涌水量,贫水期6.93m3/h,丰水期16.02m3/h;F0:该矿开采面积,为6.00km2;S0:该矿水位降低值,为采前初始水位标高1650m与开采水平标高1500m之差,即150m; 比拟法矿坑涌水量计算结果:故正常涌水量Q=6.93(42.00/6.00)246/15079.56m3/h最大涌水量Q=16.02(42.00/6.00)246/150183.91m3/h此法所计算的涌水量反映了矿井开采后水文地质条件的变化,较为接近生产实际,但本煤矿目前主要开采浅部,受深部基岩裂隙水影响较小,水文地质条件并不完全一致,故本区比拟法计算值可能偏小。矿坑涌水量是一动态变化的过程,其涌水量除与当地地形、地貌、岩性、构造、降雨、岩石的透水性、富水性、补给径流排泄条件有直接的关系外,还与井筒巷道布置方式、掘进方法、采煤方法、采空区面积、顶板管理等有一定的关系。一般在开采初期,涌水量小,随着开采面积的增大,上覆地层的采矿导水裂隙带范围扩大,弯曲下沉带将形成,水文地质条件将发生变化,涌水量也随着增大,尤其在滑坡体及近地表附近、构造破碎带附近,矿井涌水量增加更大。由于上述因素的存在,本次提供的数据仅供设计部门参考,建议在矿井建设生产过程中加强矿井水文地质方面资料的收集整理,对预测涌水量数据加以修正完善,使其更符合开采区水文地质条件,从而保障矿井安全生产。6.矿井防治水中长期规划6.1.基础工作做好日常工作,对于掌握矿井涌水情况至关重要,对于今后的防治水工作,在日常工作中将遵循以下原则进行。6.1.1.必须建立防治水领导小组,领导组负责组织协调安监、调度、地测、机电、通风、生产、基建、供应、后勤等部门全面开展矿区防治水专项工作和日常管理工作。6.1.2.成立雨季“三防”指挥部,办公室设在调度室,由调度主任任办公室主任,负责雨季地面防治水工作的日常事务,专门对雨季前的地表防治水工作进行全面布置、安排、落实。做好防洪抢险队伍的组织工作,防洪抢险物资要按照“防洪预案”的要求备齐备足、专库存放、专人保管,不经总指挥批准,不得擅自挪用。6.1.3.调度室在每年雨季前必须组织人员开展“雨季三防”工作,对低于洪水位的必须采取修筑挡水墙、排洪沟及用水泵排水等措施。并要对被淤积的排水沟进行清挖,对存在的问题落实整改。6.1.4.严格按照“预测预报,有报掘必探,先探后掘,先治后采”的原则,建立建全防治水制度及探放水设备设施。6.1.5.大力宣传,提高矿区员工的防治水意识。 6.2.规划期间的重点工作6.2.1.水文地质补勘:矿区范围内打一个水文

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