瓮安县洗马煤矿矿井补充水文地质调查报告

1、瓮安县洗马煤矿矿井补充水文地质调查报告编 制： 总工程师： 矿 长： 2013年3月目 录第一章 矿井概况及水文地质情况3第一节 工作目的与任务3第二节 矿井概况3第三节 矿区水文地质条件4第二章 矿井补充水文地质调查9第一节 调查内容9第二节 调查情况报告10第三节 矿井水患分析13第四节 结论15第一章 矿井概况及水文地质情况第一节 工作目的与任务根据煤矿安全规程和煤矿防治水规定要求，进一步查清本矿区范围内的水害情况，为矿井防治水工作提供可靠的资料，为探放水设计提供科学依据，确保我矿采掘活动的安全。经矿委会研究决定组织技术人员对矿区范围内的水害情况进行一次全面细致的调整，2013年3月份通

2、过对矿井水文地质资料的搜集、历年采空区的统计调查测绘、矿井涌水量的调查分析，相领矿井的资料搜集，编写此报告。第二节 矿井概况1、交通位置：洗马煤矿为设计生产能力9万吨/年的合法生产矿井。矿井位于瓮安县城8.1m，属瓮安县永和镇管辖，距镇政府约3.6公里，交通较为便利。2、矿区范围与相邻关系：矿区面积：3.3993km2，开采深度1275-550m标高矿区拐点坐标见下表：拐点号XY12995728.336451952.022995608.236453677.032995318.236453687.042995313.236453572.052995068.236453577.062995073.

3、236453662.072994333.236453597.082994313.236453527.092993708.236453542.0102993723.236453117.0112993343.236451987.0开采深度：1275-550m标高，面积：3.3993km23、自然地理矿区地势北高南低，区内地貌受地质构造及河溪侵蚀作用而形成一走向北东的单面山，因本区位于瓮安向斜倾斜端的北延部分，其走向为北北东，倾向西西北。本矿区总体上属侵蚀一溶蚀型山丘陵地貌，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。矿区内气候条件属亚热

4、带湿润季风气候，气候温和，历年最高气温34.3，最低气温-9.2，全年平均气温13.6，7月平均温度25.7。区内雨量充沛，年平均降水量1148.2mm，雨季多集中在59月，降雨量占全年的76%，年相对湿度83%。第三节 矿区水文地质条件根据原瓮安县洗马煤矿水文地质调查报告，本矿水文地质特征如下：一、区域水文地质概况洗马煤矿地处长江流域乌江水系，乌江南岸一级支流清水江次级支流白水河上游。位于黔中高原，区内地形以低中山为主，西高东低，境内碳酸盐类岩石广泛分布，岩溶地貌分布普遍。区域内海拔最高1315.10m，最低1081m，最大相对高差234m，一般50-100m。区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑

5、岩两大类，碳酸盐岩主要包括茅口组灰岩、长兴组灰岩及大冶组灰岩，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、岩溶大泉等较发育，大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙、管道之中，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（S3： 17.56L/S）等形式集中排泄于当地河谷中。碎屑岩分布面积较小，主要包括三叠系下统大冶组一段粉砂岩、粉砂质泥岩，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

6、，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，据瓮安气象资料区域内累计年平均降水量1148.2mm，最多年1369.7 mm，最少年714.8 mm；区域内春季平均降水量为346.2 mm，夏季平均降水量为474.5 mm，秋季平均降水量为250.4 mm，冬季平均降水量为77.1 mm，降水量最多月是6月，降水量为201.9 mm，最少月是1月，降水量为23.6 mm。区域内吴家坪组煤层上覆的中强岩溶含水层之间一般具有较好的隔水层，含水层之间水力联系较弱，对煤层开采影响较小，只是

7、当导水断层或其它导水通道沟通上覆含水层与煤层水力联系时，上覆含水层才会成为矿井的充水水源，从而威胁到煤层的开采。煤层下伏茅口组强灰岩含水层与煤层之间隔水层较厚，其地下水对深部煤层的开采威胁不大。二、矿区水文地质条件洗马煤矿位于洗马向斜西翼，矿区东缘为白水河上游，河流自南向北在矿区北端转折向东流出矿区，在该区的流量2.976 m3/s，矿区内煤层大部分（最低采矿标高为+500m）埋藏于最低侵蚀基准面之下（+1081m）；矿区岩溶发育，见洼地、漏斗、溶洞、溶沟、石芽、残丘等。该区地下水补给来源主要是大气降水，降水通过岩石裂隙、岩溶漏斗、落水洞等途径补给地下水，在岩溶溶孔、溶隙和溶洞等岩溶管道中径流

8、，在低洼处以泉、地下暗河及从溶洞出口汇出等形式排泄。本区地下水化学类型为HCO3-Ca.Mg型水，矿化度24-436毫克/升，受煤粉污染的矿井水属SO4.Ca型水。矿化度中等，PH值中偏酸性。地质测量的同时，对该区泉、生产窑及岩溶等水文地质现象，相应地进行了调查与测量，面积8.5km2，水文调查点19个，其中：调查泉点11个、河流点2个、溶洞2个、老窑4个。矿区内地层由老到新为茅口组（P2m）、吴家坪组（P3w）、长兴组（P3c）、大冶组（T1d）。（1）茅口组（P2m）:灰至浅灰色厚层至块状泥晶至粉晶灰岩，岩溶化作用强烈，地下水均一性较差，排泄集中，属岩溶溶洞水，富水性较强。地下水化学类型为

9、HCO3-Ca.型水。（2）吴家坪组第一段（P3w1）：为含煤地层，岩性为粘土岩，间夹页岩及煤。厚约25m，为隔水层。（3）吴家坪组第二、三段及长兴组(P3w2+3+c)：岩性为灰岩及燧石灰岩，岩溶化作用强烈，调查泉点8个。泉流量0.152-5.25L/S，地下径流模数2.459L/S.Km2，属岩溶溶洞水及岩溶裂隙水，富水性中等偏强。地下水化学类型为HCO3-Ca.Mg型水。（4）大冶组第一段(T1d1):分布于矿区东部，岩性为页岩，属隔水层。（5）大冶组第二.三段(T1d2+3):岩性为灰岩、白云质灰岩。调查泉点2个，泉流量0.14-17.56L/S，地下径流模数22.059L/S.Km2

10、。属岩溶溶洞水,富水性强。地下水化学类型为HCO3-Ca.Mg型水。（6）第四系(Q):残留于山谷、溪沟、洼地及山间斜坡一带。碎屑岩的残积、坡积及冲积物厚度一般小于10m，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。三、断层带水文地质特征矿区构造中等,没有沟通地表水体或强富含水层的导水断层存在，当井巷穿越地下浅部发育的小断层时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，有利于大气降水的渗入，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象。四、小煤矿、老窑水文地质特征矿区调查老窑4个，老窑开采历史较长，以斜井为主，见煤后沿煤层掘进，开采斜长一般60-300m,由于井口垮塌、排水困难、通风困难等原因而停

11、采。老窑经天长日久内部积存着一定的矿坑水。五、水文地质类型本矿区大部分煤层位于最低侵蚀基准面以下，直接充水水源主要为长兴组岩溶裂隙水、吴家坪组裂隙水、茅口组强岩溶水、老窑采空区积水、地表冲沟水及河流水，故本矿区属于以岩溶裂隙水、岩溶水充水为主，水文地质条件复杂程度为中等，水文地质类型属二类三型。六、充水因素分析1、充水水源（1）地表水白水河沿途接受泉水及煤窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，白水河位于大冶组第二、三段(T1d2+3)地层露头地带，属岩溶溶洞水，富水性强，易与下伏吴家坪组第二、三段及长兴组(P3w2+3+c)所形成的岩溶溶孔、溶隙和溶洞等岩溶管道贯通，在未来煤矿开采

12、过程中，地表水可能沿溶洞、溶隙、风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。这种水源涌水时有如下规律： 矿井涌水的程度与地区降水量的大小、降水性质、强度和延续时间有相应关系，降水量大和长时间降水对渗入有利，因此矿井的涌水量也大。矿井的涌水量随气候呈明显的季节变化，但涌水量出现高峰的时间则往往比雨季滞后。大气降水的渗入量随开采深度的增加而增大，即同一矿井不同的开采深度，影响程度差别很大。矿区东缘有白水河自南向北流过矿区,流量2.976 m3/S,矿区中部有一条溪沟（三羊溪）自西向东流过矿区汇入白水河，流量17.42L/s。（2）第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚

13、度不大，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。（3）吴家坪组弱裂隙含水层该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，在构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量相对会较大，煤矿开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大，该组为煤矿开采的直接充水水源。（4）老窑采空区积水老窑内存在着一定的积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源，这种积水通过废旧巷道或煤岩层裂隙渗入，成为矿井的涌水水源，它有如下特点：在短时间可以有大量的水涌入矿井，来势猛，具有很大的破坏性。水中含有大量的硫酸根离子，具有腐蚀性，容易损坏井下设备。当其与其它水源无联系时，则易于疏干，若与其它水源有

14、联系时，则可造成量大而稳定的涌水，危害程度大。（5）茅口组岩溶水该组主要为厚层块状泥晶至粉晶灰岩，岩溶化作用强烈，易形成溶洞，大气降水可通过地表洼地的富集，经岩溶溶洞、溶隙、落水洞、采矿裂隙等渗入或突入矿井，为矿井开采的直接充水水源。2、充水通道（1）岩石天然节理裂隙矿区内的吴家坪组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育构造节理、裂隙，尤其是内部菱铁质细砂岩等脆性岩石更为发育，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。（2）人为采矿冒落裂隙未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好

15、通道。（3）断层破碎带矿区断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度，塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了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。（4）老窑采空区矿区内老窑，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）岩溶管道矿区内吴家坪组第二、三段及长兴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。3、充水方式由于矿井直接充水含水层露头分

16、布不广，接受大气降水补给不强，为中等弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为断层、老窑巷道、岩溶管道导水，因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。第二章 矿井补充水文地质调查第一节 调查内容一、调查时间：二O一三年三月二日二、参加调查人员：陈国兴、王飞、王树发、袁国军三、调查路线：工业广场北翼风井干沟冲万家溶洞朱家溶洞张家溶洞沿D煤层露头黄泥凼南翼风井熊家院田坝湾子头三羊溪大寨回矿。四、调查方式对沿线地表露头侧的老窑、塌陷、溶洞、冲沟、泉点、溪流等情况逐一了解调查。1、对井田北翼干沟冲附近老窑井口位置、标高、方位、开采深度、开采年限及

17、井下巷道和方位等进行询问、调查。2、对井田北翼闭坑大湾田矿井采空区（老巷道）相对应地面进行踏勘。3、对朱家溶洞、万家溶洞、张家溶洞进行洞内调查。4、对地表露头侧附近冲沟及泉点进行调查。5、对流经矿区内的大寨至熊家院的三羊溪进行实地水量观测和水位调查。第二节 调查情况报告1、老窑北翼1号老窑位于西北翼井田边界附近：X=2995404，Y=36452545，Z=1198.0，井筒方位262°，坡度23°，斜长约150m，开采年限为19761989年。据了解井筒落底后沿煤层走向开拓，均在+1139m标高上采煤，没有与其他老窑采空区相通，由于开采闭坑时间较久，其充水系数不高，估计水

18、量在240m3左右。北翼2号老窑，位于西北翼井田边界附近：X=2995505，Y=36452560，Z=1235.0，井筒方位300°，坡度21°，斜长约120m，开采年限为19931995年。据了解井筒落底后沿煤层走向开拓，均在+1192m标高上采煤，后因与县属煤矿贯通后闭坑，其充水系数不高，估计水量在260m3左右。北翼3号老窑，位于西北翼井田边界附近：X=2995447，Y=36452636，Z=1230.0，井筒方位277°，坡度24°，斜长约150m，开采年限为19941996年。据了解井筒落底后沿煤层走向开拓，均在+1168m标高上采煤，后因

19、与县属煤矿贯通后闭坑，其充水系数不高，估计水量在180m3左右。原县属矿二号井，位于西北翼井田边界附近：X=2995460，Y=36452565，Z=1220.0，井筒方位289°，坡度24°，斜长约220m，开采年限为19942004年。据了解井筒落底后沿煤层走向开拓，并布置有2级提升开采，开采最低点标高为+1030m，后因企业转制后该井筒关闭，其充水系数为0.03，估计水量在410m3左右。井田南翼黄泥凼煤层露头侧存有两处老窑，其闭坑时间在80年代，现地表平覆后已无法测量其具体位置，据当地村民反映开采深度仅40m左右，对目前矿井开采水平无大的影响。2、塌陷通过对老窑大概

20、开采巷道及煤矿采空区相对应地表位置进行踏勘，仅干沟冲附近原老窑开采区域存两处塌陷，未发现其它异常情况，但发现个别地方土壤比较疏松，雨季时要注意可能出现渗水现象。3、溶洞万家溶洞、朱家溶洞、张家溶洞洞内未见积水，联系上述溶洞的自然排水通道中，可见小量流水，水量为2.59m3/h。张家溶洞底部南侧局部被泥沙充填，北侧为2012年5月份充水至井内的通道，现正由万家溶洞出水口施工导流巷道至该点，以确保雨季地表水汇集该溶洞后不再发生淹井事故。4、泉点S1泉点：位于矿井西南方向500m沟谷中，出露地层为P3c+d，地面标高为+1215m，流量1.0L/s，为洗马村饮用水源。S2泉点：位于矿井南翼中部，出露

21、地层为P3c+d，地面标高为+1185m，流量0.01L/s。S3泉点：位于矿井西侧，出露地层为P3w1，地面标高为+1225m，流量0.12L/s，为黄泥凼村民饮用水源。S4泉点：位于矿井北侧，出露地层为P3w1，地面标高为+1219m，因老窑开采破坏，现无流量。5、河流三羊溪为白水河上游支流，自西向东流经矿区，调查期间正值枯水季节，流量为1.852L/s。6、溪沟调查时正置枯水季节，沟中水流较小，部分溪沟无水。（详见溪沟调查统计表）16矿 区 溪 沟 调 查 统 计 表溪沟编号溪沟统计内容溪沟流量（m3/s）溪沟现状情况溪沟在矿区内的长度（m）高程（m）沟谷纵坡率（%）汇水面积（Km3）1

22、、2、3420129611200.420.1460.000沟内无堆积物，为雨源型沟谷4480131011450.340.0310.001沟内斜坡上堆积少量的矿渣物，为雨源型沟谷5380124711300.310.0360.018沟内斜坡上有矿渣堆积物，为雨源型沟谷6、7360120711520.150.3280.000沟内无堆积物，为雨源型沟谷8450130711350.380.0640.000沟内无堆积物，为雨源型沟谷9330120711400.200.0690.014沟内斜坡上有矿渣堆积物，为雨源型沟谷10380120711350.190.1940.011沟内无堆积物，为雨源型沟谷1142

23、0124011300.260.0940.019沟内斜坡上堆积少量的矿渣物，为雨源型沟谷12430126011450.260.1260.010沟内无堆积物，为雨源型沟谷13425126011250.320.0860.000沟内无堆积物，为雨源型沟谷14410121011530.150.1540.011沟内无堆积物，为雨源型沟谷15380125011200.340.1360.0017沟内无堆积物，为雨源型沟谷16320124811550.290.0760.010沟内无堆积物，为雨源型沟谷第三节 矿井水患分析一、水文地质特征1、部分溶洞裂隙与煤矿上部采空区构成水力联系，雨季大气降水汇集溶洞后倒灌井下

24、造成水患威胁。2、大气降水沿地表裂隙、塌陷渗入采空区，导致采空区积水，在采空区下部组织采掘活动时，如防隔水煤柱留设不足、防隔水煤柱被破坏或探放水措施执行不严，将对矿井安全生产构成威胁。3、次为底板含水层渗水，矿区内茅口组（P2m）岩溶作用强烈，地下水均一性较差，排泄集中，富水性较强。其与煤层之间的隔水层较薄，且起伏变化大。当它们被断层沟通或在隔水层变薄带，下伏含水层水，因开采后矿山压力影响，很容易渗出或突出（采场），形成水害或水患。4、另外，矿区内吴家坪组第二、三段灰岩含水层局部地段可能发育岩溶管道，当它们被断层沟通或未来的开采活动产生采空裂隙沟通上覆含水层与下伏煤层联系时，也会成为矿井充水通

25、道，形成水害或水患。二、水患类型及威胁程度1、水患类型综上所述，造成矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老空水。其中地下水按其储水空隙特征又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水等。根据水源分类，矿井水害分为：地表水水害、老空水水害、孔隙水水害、裂隙水水害和岩溶水水害等。根据矿井的实际情况，对可能形成的水害类型分析如下：（1）大气降水：是主要的充水水源。主要通过顶板中所含裂隙水向巷道内渗漏，其直接充水强度和降水的强度及持续时间有着密切的联系。（2）老窑水：区内老窑开采历史悠久，老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷，导致地表水由裂隙渗入蓄积。经调查，老窑内有积水。矿井浅部开采时，应预防老窑水涌入。老窑在区内的开采标高在+1192m+1030m之间，总积水量约1200m3，由于空区底板为极易膨胀的泥岩，经过一段时间采空区即被填满，故其充水系数不大，只有当其与顶底板岩溶裂隙导通构成水力联系时，才会对矿井造成大的威胁。2、主要含水