回采工作面水文地质情况分析报告

1、11020回采工作面水文地质情况 分析报告编制：孙少旭审核：秦献标科长：孙少旭总工程师：袁满仓20PP年6月10日会审单位领导意见地质防治水科：年月日生产科：年月日调度室：年月日安全科：年月日技术科：年月日总工程师：年月日郑州蝶昌集团宏鑫煤业有限公司11020回采工作面水文地质情况分析报告一、概况11020工作面位于宏鑫煤业风井的南部，该工作面东部距矿井田边界处50m南部距井田边界保安煤柱20m西部为11040接替工作面，东部为21采区+185轨道巷。区内煤层全部为复采煤， 煤层走向50，倾向140。，倾角58。煤层厚度在1.83. 2米之 间，平均煤厚2. 5米，局部发育有夹肝（炭质泥岩或泥

2、 岩）。根据已 有地质条件分析，本区施工范围内不会有大的断裂构造发育。二、水文地质条件分析1、矿区水文地质矿区主要含水层（组）A、二】煤层顶板砂岩含水层在二】煤层之上60m范围内发育36层细、粗粒砂岩，累计厚度 为20m左右。砂岩岩性致密坚硬，裂隙不甚发育，且多被方解石脉充填。据 矿井生产情况，该含水层水量较小，富水性也不均一，主要以顶板淋水形 式向矿坑充水。据登封煤田白坪井田地质资料，钻孔单位涌水量为0. 00620. 0181L/S m 渗透系数为 0.00141 0.297m/d。B、二1煤层底板灰岩含水层为太原组上段b-Ls石灰岩组成的含水层组，其中L?灰岩发育较厚， 层位稳定，厚度一

3、般在10m左右，裂隙岩溶发育，但不够统一。优质参考文档据区域钻孔抽水资料，单位涌水量为0. 0140. 664L/S m渗透参数为0. 089.44m/d,水质为HCOCa Mg型，矿化度一般小于0. 5g/L。C、一 3煤层顶板灰岩含水层主要由太原组下段La和J灰岩组成，其中5灰岩较发育，层位较稳 定，厚度5. 5m左右。据抽水试验资料，单位涌水量为0.004911. 651L/S m渗透参数为0. 03626. 58m/d,水质为HCOCa或HGOCa - Mg型，矿 化度一般小于0. 5g/L。该含水层富水性、导水性 弱中等且极不均一， 裂隙较发育，为一，煤层顶板点接充水含水层。D 3煤

4、层底板灰岩含水层由太原组下段L】和L2灰岩组成，层位稳定，一般厚度3m左右，裂 隙较发育。其中L】灰岩为厚层状石灰岩，局部地段含泥。据以往勘 探资 料，钻孔单位涌水量为0.004910. 1591L/S m渗透参数为0. 031-0. 604m/d,水质类型为HGOCa Mg型水，矿化度位0. 292g/L。该 含水层富水性、导水性弱中等且不均一。E、寒武奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层区域内揭露该层厚度为50m具有自西向东逐渐增厚的趋势，岩 性主 要为石灰岩、白云质灰岩、白云岩夹薄层或厚层石灰岩组成。岩溶发育, 但极不均一。据浅部钻孔抽水资料，钻孔单位涌水量为0.00961.86L/Sm渗透参数为0

5、. 15675. 85m/d,水位呈逐年下 降趋 势。水质类型为HGOCaMg型水，矿化度位0.30.4g/L,富 水性不均O2、矿区主要隔水层（组）在含水层之间广泛分布着隔水岩层或弱透水岩层，它们都具有一定 的阻水性能，其阻水能力取决于岩性、岩层结构、厚度及稳定性，在后期 构造作用的破坏下，可大大削弱隔水层的阻水性能，甚至使其起不到隔水 作用，现对本矿区主要隔水岩层叙述如下：A、二叠系石盒子组隔水层自二i煤层之上60m起，上至基岩面的二叠系石盒子组地层，岩性主 要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。层位稳定，裂隙不发育，透水性差，隔水 性能较好。该层上覆于二：煤层之上，为其顶板的相对隔水层。B、二i煤

6、层底板隔水层自二i煤层底板至太原组上段灰岩顶界间的碎屑岩段，岩性主要为砂 质泥岩或粉细粒砂岩，厚度一般15m左右，其分布连续，层位 稳定，裂 隙不发育，透水性差，隔水性能较好，为二i煤层与太原组上段灰岩含水层间的良好隔水层。C、太原组中部砂泥岩隔水层自L4灰岩顶至L?灰岩底，岩性主要为泥岩、砂质泥岩砂岩等，厚度 一般22. 50 m左右。该层段在地表呈零星出露，补给条件不佳，裂隙不 发育，透水性差，隔水性能较好，是太原组上、下段灰岩含水层之间的良 好隔水层。C、本溪组铝土质泥岩隔水层由浅灰色铝土岩及铝土质泥岩组成，具鲫状和豆状结构，含黄铁矿结核及团块，局部呈层状，平均厚10m厚度不均一，隔水性

7、能一般。3、矿井充水因素分析A、大气降水、地表水及第四系潜水大气降水是地下水的主要补给来源，通过基岩裂隙及松散堆积物空 隙渗入地下，在裂隙沟通的情况下进入矿坑，矿井涌水量受大气降水季节 变化影响具有明显的动态变化特征。本区为低山丘陵地形，地面坡度较大，冲沟发育，大气降水迳流 排 泄条件好，无常年性地表水体。区内第四系地层以坡积、洪积及冲击于沟 谷、坡脚处，厚度较小，岩性复杂，富水性差。加之下部石盒子组隔水层 较厚，地表水及第四系潜水对二i煤层开采无影响，仅在井筒揭穿该层段 时有少量淋漓现象。B、含水层水(1) 二i煤层顶板砂岩裂隙承压水二i煤层顶板砂岩含水层直接覆盖于二i煤层之上，在矿井生产中

8、, 当回采落顶后，顶板砂岩裂隙承压水将首先充入矿坑，是矿井主要充水水 源之一。由于该含水层单层厚度小，裂隙不甚发育，补给条件差，含富水 性弱，故开釆过程中易于疏排。(2) 二煤层底板灰岩岩溶裂隙承压水该含水层厚度较小，岩溶裂隙发育极不均一，富水性较弱，是矿井 重要的充水水源。由于受构造张应力影响，底板小裂隙发育，使煤层底板 隔水性能有所降低，并产生渗水。在受到构造破坏或釆矿活动破坏严重时, 或与下伏太原组下段灰岩及奥陶系灰岩强含水层沟通时，则有可能造成突 水淹井事故。（3）太原组下段灰岩承压水包括L1-2灰岩水和L3T灰岩水，在断裂构造作用下会对开采二】煤层造 成一定影响。但据周边相邻生产矿井

9、井下观察，一3煤层顶底板灰岩岩溶裂隙不发育，地下水以渗水、淋水和滴水方式向矿坑充水，对矿 井生产影响不大。（4）寒武奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层该含水层（组）是二i煤层底板的间接充水含水层，上距二i煤层超 过70m据抽水资料，水位呈逐年下降趋势，富水性不均一，正常情况下不会对矿井构成充水威胁。但在开采一3煤层时由于煤层底板隔水层厚度变化不均（本溪组隔水层厚度为10m），有可能在薄弱部位发生突水，成为矿井充水水源。C、勘探钻孔对矿床充水的影响区内以往的勘探钻孔均为“文革”期间施工的，其封孔厚度、钻孔 封孔灰浆样固结程度等情况不详。由于钻孔揭露并沟通了各个含水层，使之相互间产生了水力联系, 构成了未来

10、矿井开采时矿井充水的人为通道。生产中，当回采落顶后冒落 破裂带与钻孔沟通时，钻孔即成为泄水通道而向矿坑充水。故在未来矿井 生产中，钻孔将是二：煤层顶板的充水通道之一，生产中应加强以往勘探 钻孔的监测工作，避免揭露或穿越钻孔，并要采取有效的防治水措施以 防患于未然。D、老空、老塘水本矿区浅部为二i煤层采空区，推测会积存有老空老塘水。其浅部 采空区是威胁矿井后期生产的潜在危险因素，当顶板冒落破裂带与矿坑 相沟通时，将会危及矿井生产安全。E、断裂构造对矿床充水的影响矿区内发育的断裂构造主要为中部的F,险和矿区边界附近的E断 层，断层走向均呈北东向。其中，Fi落差3070m使下盘煤层 层位与上 盘的二

11、叠系碎屑岩段相对隔水层对接，而上盘煤层层位与下盘太原组的灰 岩含水层岩段相对接；F5断层落差2080m使区内煤层层位与区外寒武、 奥陶及太原组灰岩含水层岩段相对接，构成矿区南部的供水边界；一般情 况下，在较大的断裂构造形成过程中，由于受应力牵引、拖拉作用而在断 裂带两次形成较密集的羽状断裂，破坏了底层的连续性，使各个含水层间产生不同程度的水力联系。同时，断裂 破碎带为地下水的运移、富集提供了通道和空间场所。因此，推测在Fi。、 F9和氏断层及其附近为地下水的相对强迳流带或相对富集区。生产中当井 巷接近上述断层时，应米取先探后米等防水措施，并留设足够的防水煤柱, 以确保矿井安全生产。4、地下水的

12、补给、迳流、排泄和动态变化 地下水的补给矿区地下水的补给主要有：大气降水的补给、地表迳流的补给、地下迳流补给和老空区的补给等四种形式。大气降水的补给：本区为大陆性半干燥气候区，大气降水多集中在7 9月份，补给时间较短。虽然区内基岩出露条件较好，但因地形高低起 伏变化较大，地表迳流、排泄条件好，其渗入补给作用弱，补给量有限, 加之二i煤层顶板有较厚的隔水层的阻隔，故一般情况下，大气降水对开 采二i煤层影响不大。地下水迳流补给：受各含水层储水条件（或水压力状态）的改变、及 隔水层厚度变化和矿区范围内断裂构造的影响，各主要含水层之间常常发生水力联系，形成含水层之间的补给即地下迳流的补给或“越流” 补

13、给。由于F5断层的存在，使区内煤层层位与区外寒武、奥陶及太原组 灰岩含水层岩段相对接并产生水力联系，使得边界及开采区水文地质条件 复杂化。生产中当开拓回采井巷接近断层时，应采取先探 后米等防水措 施，并留设足够的防水煤柱，以确保矿井安全生产。矿区及井田外存在小窑或老空区，它们的存在对矿井安全生产是 个 隐患，亦构成矿井地下水的一个补给途径。 地下水的排泄在矿井开采条件下，各个煤矿的开采排水成为矿区地下水排泄的唯一途径。 地下水的动态变化根据对多个矿井的调查证实，在开采二i煤层时，雨季矿井涌水显著增大，且常常是枯水季节涌水量的152倍；矿井井筒在雨季淋水 较大，可达3m3 /h左右，而在枯水季节

14、则很小。以上两方面的情况均说 明，区内地下水受大气降水的影响比较显著。 断层带水文地质特征根据断层性质、断距大小、上下盘岩层接触关系，以及对煤层开采的影响，可分为两种情况：（一）可采煤层与强含水层（组）直接接触或被其掩盖时，对煤层开 采有较大的威胁。建议开采煤层时，应按煤矿安全生产规程留设防水安全 煤柱。（二）可采煤层与弱含水层或隔水层直接接触，断层两盘的岩性基 本相似，富水性差异较小，易于疏干，对煤层开采影响不大。根据本矿实际开采条件，矿区断层类型属于第一类，因此断层涌水 对矿井的开采影响较大，为了保证矿井安全生产，在巷道接近或穿过断层 带以及隔水层厚度较薄地区，应采取有疑必探、先探后掘的探水前进措施, 查明前方水害情况，超前距不小于20m如果探测前方有突水威胁，应超 前预注浆封堵。要做到避免误揭露落差大于5m的断层。对于探测到的落差大于5m的断层，应根据水压、水量大小留设防 水煤柱。三、水害评价：1