煤矿水灾预防排水方案毕业设计

1、摘要横山煤炭储量大，分布广，质量高，易开采，是举世瞩目的神府特大煤田的重要组成部分。预测煤碳储量可达500亿t,已探明储量达106亿t,占陕北神府煤田探明储量的6.6。初步统计，全县15个乡镇、3000平方公里的地下储有煤。煤层为侏罗纪系,属长焰煤、不粘结煤和弱粘结煤,低灰、低硫、中高发热,是世界少有的优质动力和化工用煤。煤炭是横山乃至陕西的支柱产业之一。然而,特殊的地质地理环境,决定了我国煤矿水文地质条件与世界其它国家相比,是极其复杂的,我国煤炭资源的开采受水灾害的威胁严重,尤其是随着开采深度、开采强度、开采速度、开采规模的增加和扩大,以及新煤田的大面积开发,水灾害威胁愈来愈严重。它不仅严重

2、破坏煤矿的正常建设和生产,造成巨大的经济损失,而且还威胁人员的生命安全。据不完全统计,中国统配煤矿的100多个矿务局,600余个生产矿井,受到水害威胁的有225处，影响核定生产能力约1.4亿t/a，占统配煤矿生产能力的30%:生产矿井现有储量约400亿t,但由于受水害的威胁，其中109亿t不能或不敢开采，直接影响到许多矿务局的生产接续和服务年限。在可供建井的探明储量有400亿t,其中受水害威胁的占27%O19551990年底，曾发生各类矿井突水灾害821次，造成淹井227次，直接经济损失达37亿元，少生产煤炭1.2亿t,造成人身伤亡1380人。由此可见煤矿突水问题是煤矿安全生产中急需解决的重大

3、实际问题。井筒涌水量是矿山建设和生产过程中单位时间内流入井筒的水量，是矿山设计部门确定排水设备和制定防治水措施的主要依据。井筒涌水量准确的预测对于防止矿井突水、淹井等矿山恶性事故、降低生产成本、保障矿山安全生产具有重要意义。因此，在预测魏墙井田工程井筒主斜井涌水量的基础上设计魏墙井田工程井筒主斜井的水灾预防工程以保证横山煤矿正常安全开采，对社会，经济有着重大意义。根据设计区已往工作成果和抽水试验资料，采用集水廊道法和斜井法预测主斜井涌水量，并对两种方法计算结果进行对比，最终选取合理的主斜井涌水量预测数据用于水灾预防排水方案的设计。根据主斜井预计涌水量和井筒深度等资料，结合排水设备的技术性能，确

4、定为魏墙井田井筒主斜井水灾预防制定的排水方案。排水系统设计时考虑以下原则。(1) 在井筒主斜井施工过程中安置排水泵排除井下用水预防施工过程中发生水灾(2) 随工作面的不断推进，井底排水设备要经常移动。(3) 由于掘进过程中需进行放炮工作，故炮前吊泵需撤离工作面，工作面要停止一段时间排水，放炮后又需将吊泵尽快放下至工作面排除积水，故排水设备的能力应大于工作面的正常涌水量。(4) 井筒主斜井施工结束后根据主斜井涌水量确定井下水仓容量(5) 井筒主斜井施工结束后根据主斜井涌水量确定排水泵型号(6) 根据主斜井涌水量确定管径和管路趟数，避免施工期间频繁更换和增设管路。(7) 为了保证管路拆接方便，管路

5、连接应选择快速接头。(8) 管路在井巷和泵房中的位置不应妨碍运输及水泵和电机的检修工作。(9) 由于井筒中吊挂设备较多，且提升工作繁忙，排水设备的断面尺寸不宜太大i(10)将矿井水在井下进行预处理后除去主要悬浮颗粒再排入井下水仓，以解决I井下水仓的淤堵问题。Ii(11)排入井下水仓的矿井水，一部分再在井下深度处理后直接回用于井下生产i 及消防用水，其余的由井下排水泵排至地面矿井水处理站进一步处理，达标后回用ii 于地面生产或排放。i 设计方案为在主斜井施工过程中随着打井穿越含水层的改变，从潜水含水层的ii 基岩风化裂隙带安定组到承压水含水层的直罗组砂岩含水段和延安组第四段含水段i分别配备与各含

6、水段井筒涌水量相应的排水泵，将主斜井打井过程中的井筒涌水及i时排出井外，以确保主斜井施工过程的安全，达到水灾预防的目的。当主斜井施工I装完成后，为了保障主斜井成井功能，在主斜井下方设计开挖井下水仓，将矿井涌水i 排入其中。井下水仓中的矿井水部分回用于井下生产和消防，其余的部分由排水泵ii 排出井外进行深度处理后，可作为当地的生产生活用水。通过此排水方案，既可预i防井下涌水引起的水灾，又将处理后的矿井水重新利用于生产生活，安全而环保，i具有可行性。i关键词：井田主斜井、涌水量、抽水试验、水灾预防ABSTRACTHengShanCoalhaslargereservesandhighquality,

7、whichiswidelydistributedandeasytoexploit.ItistheimportantpartofShenFuCoal.Theexpectedfingureofcoalis500hundredmilliont,thedemonstractedreservesis106hundredmilliont,accountingfor6.6%ShenFuCoal.demonstractedreserves.Accordingtoestimates,thereiscoalundergroundin15villagesandtowns.DepartmentoftheJurassi

8、ccoal,longflamecoalisnotcakingcoalandweaklycakingcoal,lowash,lowsulfur,highfever,whichistheworld'sfewhigh-qualitypowerandcoalchemicalindustry.CoalisoneofthepillarindustriesinHengshanandeveninShaanxi.However,thespecialgeologicalgeographyinourcountrydeterminethehydrogeologicalconditionsofcoalisext

9、remelycomplexwhencomparedwithothercountriesintheworldandtheexploitationofcoalresourcesinChinabythethreatofseriouswater-relateddisasters,especiallywiththeminingdepth,miningstrength,productionrate,theincreaseinthesizeandexpansionofmining.Becauseofthelargeareaofnewcoaldevelopment,waterdisastersisbecomi

10、ngincreasingserious.Itisnotonlyseriousdamagetothenormalcoalmineconstructionandproduction,resultinginhugeeconomiclossesbutalsothreatenthesafetyofpersonnel.Accordingtoincompletestatistics,China'scoalmineshavemorethan100BureauofMines,themineproducedmorethan600bythethreatofwaterdamageare225,oftheapp

11、rovedproductioncapacityofabout140milliont/a,productioncapacityofcoalminesaccountedfor30%.Productionofmineexistingreservesofabout40billiont,butbecauseofthethreatofwaterdamage,ofwhich10.9billionminingtcannotordarenot,directlyaffectingtheproductionofmanyBureauofMinescontinueandlengthofservice.Forconstr

12、uctionofwellsinprovenreservesare40billiont,ofwhichthethreatofwaterdamageby27%.1955-1990year,hadallkindsofminewaterinrushoccurred821times,227timesFloodingcauseddirecteconomiclossesof3.7billion,lessproductionofcoal120000000t,1380causingpersonalinjury.Thisshowsthatinrushofwaterincoalmineproductionsafet

13、yissueisanurgentneedtoaddressthemajorpracticalproblems.Shaftinflowistheamountofwaterintotheshaftunitoftimeintheprocessofmineconstructionandproduction,isthemainbasisoftheminedesigndepartmentdeterminethedrainagedeviceandpreventionandcontrolmeasuresofwater.Accuratepredictionofwaterinflowshafttopreventt

14、heinrushofwater,floodedmineshaftsoseriousaccident,reduceproductioncosts,mineproductionsafetyprotectionisimportant.Therefore,inpredictingthemaininclinedshaftWeiqiangprojectdesignedonthebasisofwaterinflowintotheWeiqiangmainshaftmineworksforfloodpreventionworkstoensurenormalandsafeofHengshancoalmining,

15、onthesocial,economic,isofgreatsignificance.Accordingtothedesignpreviousworkinthisareaandpumpingtestdata,theuseofcatchmentcorridormethodandthemethodtopredictthemaininclinedshaftwaterinflow,thentheresultswerecomparedtwomethods,andultimatelyselectthemainshaftreasonableuseofwaterinflowforecastsDrainagei

16、nfloodpreventionprogramdesign.Accordingtothemainshaftandtheshaftisexpectedtodischargedepthofinformation,combinedwiththetechnicalperformanceofdrainage,identifiedasWeiqiangmainshaftfloodwalltopreventthedevelopmentofthedrainageprogram.Drainagesystemdesigntotakeintoaccountthefollowingprinciples.（1）Thema

17、inshaftduringconstructionexcludeundergroundwaterdrainagepumpplacementtopreventfloodingduringconstruction（2）Withthefaceofthecontinuousprogressofthebottomdrainageshouldalwaysmove.（3）Sinceblastingexcavationprocessinneedofwork,sothepumpguntobeevacuatedbeforethehangingface,faceaperiodoftimetostopthedrain

18、age,blastingandthentakedownthehangingassoonaspossibletofaceexclusionpumpwater,sothedrainagecapacityshouldbelargeInthefaceofnormaldischarge.（4）Constructionofmaininclinedshaftafterthecloseofthemainmineshaftdischargeofwaterstoragecapacitytodetermine（5）Afterthemaininclinedshaftconstructionofthemainshaft

19、dischargeunderthedrainpumpmodelstodetermine（6）Accordingtothemainshaftdiameterandthedischargepipetodeterminethenumberoflaps,duringtheconstructionperiodtoavoidfrequentreplacementandadditionalpiping.（7）Inordertoensureeasydisconnectpipe,pipejointsshouldbeselectedquickly（8）Pipelinepumpingstationsintheroa

20、dwayandthelocationshouldnotpreventthetransportandmaintenanceofpumpsandmotorswork（9）Asmoredeviceshangingwellbore,andenhancethebusy,drainageshouldnotbetoolarge.（10）Undergroundminewaterwillbepretreatedtoremovesuspendedparticlesandthendischargedintothemainundergroundwaterstorage,undergroundwaterstoraget

21、osolvethecloggingproblem.（11）Theundergroundwaterstorageintheminewater,partofthedepthoftreatmentandthenintheundergroundmineproductionanddirectlybacktothefirewaterfortherestofthedrainagepumpfromtheundergroundminewaterdischargetothegroundstationforfurtherprocessing,standardsforgroundafterthereturntopro

22、ductionoremissions.DesignfortheconstructionprocessinthemainshaftdrillingthroughtheaquiferasachangefromtheweatheredbedrockaquifergrouptothestabilityoffracturedzoneconfinedwateraquiferZhiluoYan'anFormationsandstoneandthefourthparagraphSectionwereequippedwithwatersectionWaterdischargeshaftsectionof

23、thecorrespondingrowofpumps,wellsthemainshaftoftheMineShaftinatimelymannerduringthedischargeofwells,theconstructionprocesstoensurethesafetyofthemainshafttoachievethepurposeoffloodprevention.Whenthemainshaftconstructioniscompleted,inordertoprotectthemainshaftaswellfeatureinthemainshaftexcavationofunde

24、rgroundwaterstoragebelowthedesign,theminewatergushingintoit.Undergroundwaterstorageinthebackpartoftheminewaterusedforundergroundproductionandfire,therestofthedischargebythedrainagepumpdeepwellsoutsidethetreatmentcanbeusedasthelocalproductionandlivingwater.Drainagethroughthisprogram,bothtopreventfloo

25、dingcausedbyundergroundwaterinflow,inturntreatedminewaterre-useintheproductionoflife,safetyandenvironmentalprotection,isfeasible.Keywords:maininclinedshaft,waterinflow,pumpingtest,floodprevention线IIIIIIIIII目录IIII!第一章前言6Ii1.1设计目的与任务6I1.2设计区自然地理概况7II1.3技术路线8I1.4已往工作成果9III第二章地质、水文地质概况112.1地质概况112.1.1 地

26、层112.1.2 构造13共页第页2.2 水文地质概况132.2.1 井筒水文地质条件132.2.2 井筒充水因素分析19第三章主斜井水灾预防设计203.1 主斜井涌水量预测203.1.1 涌水量内涵及其影响因素203.1.2 水文地质参数分析223.1.3 主斜井涌水量预测273.2主斜井水灾预防323.2.1 工程概况323.2.2 水灾预防与排水方案设计原则323.2.3 施工排水方案设计333.2.4 主斜井功能保障排水方案设计34第四章工作部署384.1工作重点和部署原则384.2 工作部署394.3 人员组织、技术装备40第五章经费预算425.1编制说明425.2经费预算43第六章

27、质量保障与安全措施43参考文献45致谢错误!未定义书签。第一章前言1.1 设计目的与任务煤炭是我国社会主义现代化建设和人民日常生活所需的重要资源，煤炭工业是我国的基础工业。然而，特殊的地质地理环境，决定了我国煤矿水文地质条件与世界其它国家相比，是极其复杂的，我国煤炭资源的开采受水灾害的威胁严重，尤其是随着开采深度、开采强度、开采速度、开采规模的增加和扩大，以及新煤田的大面积开发，水灾害威胁愈来愈严重。它不仅严重破坏煤矿的正常建设和生产，造成巨大的经济损失，而且还威胁人员的生命安全。据不完全统计，中国统配煤矿的100多个矿务局，600余个生产矿井，受到水害威胁的有225处，影响核定生产能力约1.

28、4亿t/a,占统配煤矿生产能力的30%:生产矿井现有储量约400亿t,但由于受水害的威胁，其中109亿t不能或不敢开采,直接影响到许多矿务局的生产接续和服务年限。在可供建井的探明储量有400亿t，其中受水害威胁的占27%。19551990年底，曾发生各类矿井突水灾害821次，造成淹井227次，直接经济损失达37亿元，少生产煤炭1.2亿t,造成人身伤亡1380人。由此可见煤矿突水问题是煤矿安全生产中急需解决的重大实际问题。煤矿水来源于地表水和地下水。地表水主要是指矿区附近地面的江河、湖泊、池沼、水库、废弃的露天矿井和塌陷坑积水以及雨水和冰雪融化后汇集的水。地下水主要是指含水层，断层裂缝水和老空积

29、水。这些水源可能从各种通道和岩层裂缝渗透进入矿井。当进入煤矿的水超过正常排水能力时，就会酿成水灾。每次煤矿水灾害的发生都会造成巨大的损失，主要包括经济损失，煤矿工作日损失以及人员伤亡。由于我国煤矿在运营机制与管理技术上尚处于初始阶段、煤矿生产又具有着随机性和突发性的特点，所以人们无法确定地预测煤矿水灾害会于何时何地或何种条件下发生，而水灾害发生后如缺乏有效地应急救援体系又将会导致事故的进一步扩大。这一切均警示了煤矿安全生产的严峻形势和完善煤矿水灾害应急救援预案水平的迫切性和必要性。横山煤炭储量大，分布广，质量高，易开采，是举世瞩目的神府特大煤田的重要组成部分。预测煤碳储量可达500亿t,已探明

30、储量达106亿t,占陕北神府煤田探明储量的6.6。初步统计，全县15个乡镇、3000平方公里的地下储有煤。煤层为侏罗纪系,属长焰煤、不粘结煤和弱粘结煤,低灰、低硫、中高发热,是世界少有的优质动力和化工用煤。煤炭是横山乃至陕西的支柱产业之一,因此,设计魏墙井田工程井筒主斜井的水灾预防工程以保证煤炭正常安全开采,对社会,经济有着重大意义。1.2 设计区自然地理概况魏墙井田位于横山县县城以北,行政区划隶属于横山县波罗镇和横山镇管辖。横山县位于陕西省北部，榆林市中部，无定河中游，东西最宽处为97km，南北最长处约102km，总面积4333km2。处陕北黄土高原、风沙高原过度区，地势西南高,东北低。以南

31、部丘陵沟壑为主，约占总面积70%。北部为沙漠草滩区。全县地势大致为西高东低，平均海拔900-1500m。交通运输方面：东部与神延铁路、210国道相连，中部有204省道穿越，北部与榆靖高速公路相接，南部有GZ35高速公路和正在建设的中太铁路通过，境内高速公路通行里程达71kn，铁路涉境里程达70km，等级以上公路达到300km；全县公路总里程达2368km，县境内有国、省道2条，全长146.7km，基本实现了乡乡、村村通公路；通江达海、北上南下的外运通道基本形成。电信方面：程控电话、移动电话、数据通信全部开通，信息传输及时快捷，县城建成110kv变电站，乡村电网改造即将完成。资源方面：煤炭、石油

32、、天然气、岩盐等多种重要资源组合匹配一身。煤炭预测储量500亿t,探明储量106亿t；天然气预测储量1.56万亿m3；石油预测储量2亿多t,探明储量4500万t；岩盐储量1.3万亿t；高岭土储量达10亿m3。水资源比较丰富,有无定河、芦河、大理河、黑木头河等大小河流115条,年径流量5.85亿m3,地下水可开采量7277万m3。地貌方面：以无定河、芦河为界,北部为风沙草滩区,南部为丘陵沟壑区,分别约占总面积的三分之一和三分之二。气候方面：由于受极地大陆冷空气团控制的时间长,受热带海洋暖气团影响短所以一年里寒季长,热天短,温差大,富日照,降水少,风沙多,季风气候特别明显。常年日平均气温8.6&#

33、176;C，最高气温在七八月份，曾达38.4°C；最低气温在一二月份，曾降至零下36.5C。年平均大于30C的高温日42天左右，低于20C的低温日为7天左右。无霜期146天。年平均降水量397.8mm，降水日76天。降水年际变化大，一年中冬干、春旱、夏秋多雨。晴天多，阴天少，日照丰富，光能资源居于全省前列。平均海拔1250m,年均气温8.6C，降水量399mm，属温带干旱、半干旱大陆性季风气候。魏强井田附近地区交通、水系图见图1。刘梁/旋沟孙石岳石删田纠昴厂r'赵石畔林场焦好能罗窠7/filZ/10雷龙湾西杨却梁家畔I十鈔则波嚳镇：薛家沟0沙家湾-1五龙山酒房摯横甬县小王地、

34、李希庄卩上张山殿斋镇葱地梁心頁芒*湾'高应华渠图1魏墙井田附近交通、水系图1.3 技术路线本设计通过收集资料，包括地质、水文地质资料、钻孔资料、抽水试验资料【3】分析研究区水文地质条件，地下水的补给、径流、排泄条件，筛选水文地质参数【2】统计数据并计算井筒涌水量水文地质参数，预测计算涌水量。设计为魏墙井田工程井筒主斜井水灾预防工作的排水系统，并作出工作部署和预算工程经费。详细技术路线见图2图2技术路线框架图1.4 已往工作成果(1) 测量1) 作业依据a. 全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T18314-2001)b. 测绘产品检查验收规定(CH1002-95)c. 测绘产品质量评

35、定标准(CH1003-95)d. 地质矿产勘查测量规范(GB/T18341-2001)e. 陕西延长石油集团魏墙矿井井筒检查钻孔布置及资料要求2) 采用成果a.地形图来源及质量本次工作采用的地形图为陕西省测绘局1982年调绘，1984年出版的1:10000地形图。该图采用1974年版图式，1980年西安坐标系，1985年国家高程基准，基本等高距为5m。图上地形、地物、地貌清晰易读，符号表示正确，经展点验证，与实地误差小于0.01m，其精度满足规范的精度要求。最终成图系利用中国地质大学MAPGIS制图软件将1:10000地形图矢量化，作为地形地质图地理底图。成图比例尺为1:10000。其精度完全

36、满足规范要求。b.控制点成果及利用情况魏墙勘查区详查阶段，共收集1个一等三角点（墩梁）、2个二等三角点（波罗堡、庙梁）3个已知三角点，作为该阶段E级GPS控制点的起算依据。在此基础上魏墙井田共联测40个E级GPS控制点，经网中验证，可用于工程测量平面坐标起算依据。3）工程量与质量本次共完成定测井筒检查孔11个（详见附表2）,钻孔平面中误差为0.0110.025m，高程中误差0.0390.044m，各项限差符合“规范”、“设计”要求。（2）钻探1）钻探施工设备及钻进工艺勘探由DPP-4E型汽车钻1台，XY-4型3台，XY-2型1台及200型1台共6台钻机完成钻探施工。钻探施工工艺为：采用正循环回

37、转方法钻进。钻头根据不同岩性和目的层分别选用©98mm硬质合金肋骨和复合片钻头、©113mm硬质合金平口、复合片和肋骨钻头。泥浆主要选用不分散低固相泥浆。对第四系松散层选用粘土粉加纯碱、NaCMC纤维素配制的细分散泥浆体系护壁钻进；风化岩层及漏水孔段采用高粘度、高切力体系泥浆加惰性材料护壁钻进；其它地层采用钾基泥浆或不分散低固相泥浆钻进。井筒检查孔全孔取心钻进。黄土物理力学样采用©114毫米双套取土器采取，岩石物理力学样从钻孔岩心中采取，其直径完全满足实验室对尺寸的要求。对于水文孔，第四系松散层抽水层段因无水，未进行抽水试验；各基岩抽水试段最小孔径©11

38、3mm。钻进过程中及时进行钻具丈量工作，岩心编录工作。日报记录齐全、准确。岩心采取率满足设计要求。钻探判层准确，经与测井比对，误差均在允许范围之内。2）工程量本次井筒检查共施工钻孔11个，总进尺1593.61m（其中水文孔4个，进尺738.41m）。（3）水文钻探及抽水试验本次共施工水文孔4个，进尺738.41m,分别对第四系离石组黄土、基岩风化裂隙带、安定组、直罗组、3号煤层顶板（延安组第四段）及安定组和直罗组混合段进行了抽水试验。水文孔结构：对于黄土层，孔径©350mm，下入©180mm塑料过滤管，管外填砾，厚度约70100mm。填砾后进行严格洗孔，洗至水清砂净。抽水设

39、备为10m3/h,7m3/h潜水泵，流量观测采用三角堰箱，读数精度至毫米，水位观测方法用电极法，读数至厘米。抽水试验方法为稳定流方法，抽水试验分两个阶段进行，第一阶段为试验抽水，尽机械最大能力进行试验抽水，其目的一是进一步洗孔，二是了解其最大降深，为正式抽水试验划分落程。第二阶段为正式抽水，每个试段均安排三个落程的稳定流抽水，每个落程稳定时间不少于8小时，降深不小于3m。各抽水试段结束前按要求共页第页均采集了全分析水样。抽水试验按钻孔抽水试验质量标准进行评定：所有水文钻孔除J9号孔无水外，其余3个水文钻孔共5个试段，最大降深均18.00m,每次降距±6m，评为优级。装III第二章地质

40、、水文地质概况2.1地质概况2.1.1地层根据井筒检查孔区内的地表分布及钻孔揭露，其地层由新到老依次为：第四系全新统现代风积沙（Q2eo1）、全新统冲洪积层（Q2al+Pl）»第四系中更新统离石黄土（Q1）、442侏罗系安定组（Ja）、直罗组（Jz）及延安组（Jy），各层岩石（土）特征分述如下：222第四系（Q）1）第四系全新统现代风积沙（Q2eol）4全新统风积沙呈沙丘、沙地出露于地表，厚413.00m。受西北季风的影响，新月型沙丘多呈北西南东向展布，地形较为平缓。岩性以粉细沙为主，分选性好，磨园度中等。其上植被多为沙柳、沙蒿。2）第四系全新统冲洪积层（QzaHp】）4仅分布于老贯

41、沟底部，宽3050m，厚2-23m。岩性由灰黄色、灰色细砂，粉砂夹浅灰色粉砂质粘土及粘土质粉砂等组成，具水平层理。与下伏地层呈角度不整合接触。3）第四系中更新统离石组黄土（Q1）2除老贯沟底部外，其余地带均有分布，多隐伏于第四系风积沙下。厚度为17.6055.00m，平均厚度41.40m。岩性以土黄色、棕黄色粉土为主，含大小不一、形状各异的钙质结核，多以零散状分布，局部成层状，偶见浅棕红色古土壤层，较致密。与下伏基岩面呈角度不整合接触。（2）侏罗系中统1）安定组（Ja）2全区分布，为一套在干旱气候条件下形成的内陆湖泊、河流相沉积的红色岩系。岩性下部为浅紫红色中厚层状中细粒长石砂岩，发育水平层理

42、及波纹层理。上部为紫、暗紫红色中细粒长石砂岩夹紫红、灰绿色粉砂岩和泥岩韵律层，顶部常夹有泥灰岩薄层。本次施工钻孔中，除J9号钻孔未揭露该地层外，其余钻孔均有不同程度揭露，其中J1、J5、J6、J7、J8、J11揭穿该地层，地层厚度20.4557.91m，平均厚35.60m。与下伏直罗组为整合接触。2）直罗组（Jz）2全区分布，为一套半干旱气候条件下形成的河流相沉积。底部为灰白色中厚层块状中粗粒长石砂岩，发育大型板状、槽状、楔状交错层理，富含煤屑、煤条带及灰色泥砾，裂隙充填物中常含有较多的蛋白石、白云母、石膏等干旱气候条件下的沉积矿物。中部为灰白色厚层状细中粒长石砂岩，灰色、兰灰色厚层状泥岩及粉

43、砂岩。上部为黄绿色、兰灰色薄至厚层状泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及褐黄色细粒长石石英砂岩。本组底部的灰白色中粗粒长石砂岩相当于区域上的“七里镇砂岩”，分布稳定，以含较多煤屑、泥砾与上覆砂体区分，以颜色、特征矿物及粒度与下伏延安组砂体区分，是划分延安组与直罗组界线的重要标志层。井筒检查钻孔中，J1、J5、J6、J7、J8、J11钻孔揭露该地层，揭露厚度57.90139.95m，平均厚度120.72m。与下伏延安组为整合接触。3）延安组（Jy）2本区含煤地层为侏罗系中统延安组（Jy）,系一套河湖交替相含煤沉积，根据岩2石组合、含煤特征、旋回结构等特征，进一步划分为四个段。本次井筒检查钻孔有2个孔揭

44、露了第四段及第三段上部，将其特征叙述如下：a.延安组第四段（Jy4）2|全区分布，为一套河流相沉积，由23个下粗上细的次级旋回组成，每个次级I旋回的下部为灰白色细一中粒长石砂岩，中部为浅灰色、灰色粉砂岩及泥质粉砂岩，II上部为灰色、深灰色泥岩夹少量含炭泥岩。底部的灰白色中粒长石砂岩（局部相变I为细砂岩、粉砂岩）分布较稳定，以其含大量的泥砾、煤纹、煤条带和植物化石碎I片为特征，在勘查区内较为稳定，厚度一般1520m，最厚达25m以上，为本区地层I 对比标志层之一，相当于区域上的“真武洞砂岩”（K3）,也是3号煤层的顶板和直井筒西侧羊圈梁的边坡上，高程1141.5m，最低点位于老贯沟沟口，高程10

45、06.3m，II相对高差135mI魏墙井田位于横山县县城以北，行政区划隶属于横山县波罗镇和横山镇管辖，I!其北以无定河为界，南与芦河井田相邻，井田东西长11.4km，南北宽7.510.3km,面积约103.26km2，矿井及选煤厂工程井筒地形地质图见图3。魏墙矿井建设规模3.0Mt/a。矿井采用斜井开拓方式，工业场地位于井田中部的老贯沟北侧；确定开凿三个井筒，分别为主斜井、副斜井及回风斜井，其中主斜井I 接充水含水层。IIb.延安组第三段（J2y3）1全区均有分布，本次仅钻进至主采3号煤层以下10m。煤层顶板除局部地段有I装0.26m粉砂质泥岩外，一般多为第四段底砂岩（3号煤层基本顶板）。煤层

46、底板为6I8m的中-细粒长石砂岩。IIII I2.1.2构造IIIII订据魏墙井田勘探资料，本区构造简单，整体为一走向南西北东，倾向北西或I北西西，平均倾角小于1度的单斜构造。区内的基岩基本为简单的层状叠置地层，I 无断裂及褶皱，局部地段发育有宽缓的短轴状向斜、背斜及鼻状隆起等次级构造。I I2.2水文地质概况线I2.2.1井筒水文地质条件IIIIIII（1）地形地貌II魏墙井田的三个井筒处于于魏墙井田中北部芦河西岸的梁岗边坡地带。该区域II南北长约1500m，东西宽约700m，表层多被第四系风积沙覆盖，地形上北部和南部I较高，中部较低。老贯沟近东西方向从井筒区中部穿过。井筒周边地形最高点位于

47、I井筒特征见表1。表1主斜井井筒特征表井筒名称井口坐标（m）井口标咼（m）井底标咼（m）井筒倾角（度）方位角（度）纬距（X）经距（Y）主斜井4211288.00036612800.000+1079.6+792.0160备注：54坐标系根据井筒布设方案，参照矿山井巷工程及验收规范（GBJ213-90）中“关于井筒检查孔”施工及相关规定，确定在主、副、回风斜井井筒轴线方向，向东或向西偏移15m左右共布置了11个井筒检查钻孔，井筒地质地形图见图2,其中J6、J7、J8及J9又兼做水文钻孔，井筒特征及坐标见表2。,叫viji£v/x图场一，*1卅丘帕册嘲貝哦能总紀I時,I舟I臥屯就升鼠某純彌

48、轨确滋廉丹吿币菲'就曲飢卿iw-mifr±,鹘峦踊於飜刪牡即甌#鱗氓盲蛭報土.列土甜出蘇职星称也中n誹右般却汕粗n胡邮髀二“捋祁湍嵌n恵伽|I軸議躺瓏建图3魏强矿井及选煤厂工程井筒地形地质图表2水文孔井筒特征及坐标表钻孔号坐标系纬距X(m)经距Y(m)孔口标咼（m）孔底标咼Z（m）孔深（m）备注804210328.936612568.2J6号检查孔544211288.036612800.0+1085.0+860（副斜井底板标咼以下10m）225主斜井井口水文孔804211237.436612723.2J7号检查孔544210887.536612800.0+1032.0+826

49、（副斜井底板标咼以下10m）189水文孔804210827.036612723.2J8号检查孔544210377.536612800.0+1077.0+782（3号煤层底板标咼以下10m）295水文孔804210326.936612723.29J9号检查孔（浅钻）544211141.436612990.0+1071.0+1050（回风斜井底板标高以下10m）21回风斜井井口水文孔804211090.836612912.78804210367.936612785.3二）、地表水系井筒区主要水系为芦河及其支流老贯沟。老贯沟沟深50余m,年中绝大多数时间干涸，仅在雨季有水流过，流量较小。芦河年平均流

50、量2.51m3/s，年平均最大流量3.82ms/s，年平均最小流量1.99ms/s。丰、枯水季节流量悬殊。（三）、地下含水层根据研究区内地下水的赋存条件及水力特征，将区内地下水划分为两种类型：即第四系松散岩类孔隙及裂隙潜水和中生界碎屑岩类裂隙水；四个含水岩层（组）：第四系全新统河谷洪冲积层孔隙潜水、第四系中更新统黄土裂隙孔隙潜水；侏罗系中统碎屑岩类风化壳裂隙水，侏罗系碎屑岩类裂隙承压水，主斜井穿越研究区地层见图4。从井筒检查钻孔的资料来看，各斜井所要穿越的含水层为第四系中更新统黄土含水层（Q2l）、侏罗系中统碎屑岩类风化壳裂隙水（主要为安定组砂岩含水岩组（J2a）、侏罗系碎屑岩类裂隙承压水（直

51、罗组砂岩含水岩组（J2z）及延安组砂岩裂隙含水层（J2y）。富水性等级的划分原则主要以钻孔的单孔抽水资料，依据矿区水文地质工程地质勘探规范中含水层富水性分级标准，按钻孔统降涌水量，即钻孔单位涌水量（q）以口径91mm、抽水水位降深10m为准。弱富水性：qV0.1L/sm；中等富水性:0.1L/smVqW1.0L/sm;当qV0.001L/sm时可将岩层视为隔水层。图4主斜井预想穿越地质剖面图1）第四系松散岩类孔隙潜水1）全新统冲洪积层孔隙潜水：分布于老贯沟沟底，宽约3050m,厚度由孔向沟口逐渐增厚，厚度为223m。岩性为浅灰色粉砂质粘土与灰黄色粉细砂不等厚互层。含水层以粉细沙层为主。据钻孔资

52、料，水位埋深6m左右，含水层厚度较薄,且两侧均为水量较贫乏的黄土梁峁区，侧向补给条件较差，分布范围有限，富水性弱。2）中更新统离石组黄土孔隙裂隙潜水：除老贯沟底部外，黄土基本上全区分布，其上部多有风积沙覆盖。黄土岩性以粉砂质粘土为主，粉土次之。黄土柱状节理较发育，局部夹有粉细砂薄层。J9钻孔对该层进行抽水试验，终孔深度21.60m（未见底），全孔无水。根据钻孔揭露黄土层厚度及底部标高与芦河最低侵蚀基准面标高比较，黄土底部标高均高于侵蚀基准面标高5070m。由此看来，黄土中孔隙裂隙潜水在该区均被疏干，为透水而不含水的地层。（2）侏罗系各含水岩组1）风化裂隙带裂隙水：全区分布，安定组为其主体，在J

53、I、J4、J5、J6、J7、J8及J11钻孔中揭露，其揭穿厚度为20.4557.91m。含水层岩性主要为紫红色中厚层状中、细粒长石砂岩，主要为孔隙裂隙含水。据J6钻孔对安定组和直罗组混合水抽水试验结果，水位埋深55.52m，含水层厚51.35m，当降深24.15m时，涌水量9.85m3/d，单位涌水量0.005L/sm,渗透系数0.008m/d；J7钻孔对风化裂隙带含水层抽水试验结果，当降深为36.46m时,涌水量10.97m3/d，单位涌水量0.004L/sm渗透系数0.01m/d，由上知，qV0.1L/sm,故其富水性弱。2）直罗组砂岩段裂隙承压水：全区分布，井筒检查钻孔中J1、J5、J6

54、、J7、J8、J11钻孔揭露该地层，厚度57.90139.95m,含水层主要为直罗组中、粗粒长石砂岩，尤以底部砂岩含水性最好。据J7、J8孔对该层抽水试验，水位埋深11.8252.78m,含水层厚度25.9569.95m,当降深20.7320.96m时，涌水量6.9141.73m3/d，单位涌水量0.0040.023L/sm,渗透系数0.0040.086m/d,由上知，qV0.1L/sm,富水性弱。3）延安组第四段砂岩裂隙承压水：全区分布，在J8、J11钻孔中揭露。厚50.6054.08m。含水层主要为该段中、粗粒长石砂岩。该层岩石较完整，裂隙不甚发育，富水性较弱。据J8钻孔抽水试验，水位埋深

55、45.35m，含水层厚度21.75m，当降深19.71m时，涌水量16.07m3/d，单位涌水量0.009L/sm,渗透系数0.039m/d，由上知，qV0.1L/sm,富水性弱。（3）隔水层：井筒位置的隔水层，主要为分布于侏罗系安定组较为稳定的中厚层泥岩类，它们是基岩风化裂隙带潜水与承压水之间较好的隔水层。（4）地下水补给、径流及排泄条件1）冲洪积层孔隙潜水：以大气降水补给为主，部分为沙漠凝结水补给，另外还接受侧向补给。地下水流向为由沟脑向沟口方向径流。排泄主要是向地势较低的芦河以泄流的形式补给地表水，次为蒸发消耗、垂向渗漏等。2）侏罗系碎屑岩孔隙裂隙水a.基岩风化裂隙带潜水：除在基岩裸露处

56、得到大气降水的直接补给外，其余地段均为大气降水通过沙层或黄土下渗补给。地下水流向为从西南向东北径流，在芦河亦以泄流的方式向补给地表水。次为垂向涌漏及人工开发等。b基岩裂隙承压水：承压水除基岩裸露区通过风化裂隙带间接得到大气降水补给外，还接受上游地段潜水渗入补给，径流方向基本沿岩层倾向由东向西或西南方：向运移。由于受向西微倾的单斜构造的影响，基本形成了较为封闭的储水空间，故!水量较小，水质差。IIII!2.2.2井筒充水因素分析IIIIII(1)充水水源及其强度II通过井筒检查钻孔及抽水试验资料，井筒的充水水源为基岩风化裂隙带潜水及I 其下部正常基岩层间承压水。由于本区基岩裂隙不发育，砂岩多以细粒为主，含水I I及导水条件较差。通过抽水试验资料，各段含水岩组富水性均弱。故井筒开挖时对I其充水强度较小。节(2)充水途径及方式II当在基岩风化裂隙带开拓井筒时，地下水主要是通过基岩风化裂隙向井筒运移，I在井筒顶底板及两壁多以渗流的形式向井筒充水；在正常基岩段中，地下水主要是II通过砂岩孔隙向井筒运移，并沿井筒两壁及顶底板以滴水的形式或渗流