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PAGE盘县淤泥大河煤矿矿井水文地质补充勘探报告贵州省有色金属和核工业地质勘查局第三总队二○一三年二月盘县淤泥大河煤矿矿井水文地质补充勘探报告编写人:审核:项目负责:总工程师:队长:证书等级:证书编号:编制单位:贵州省有色金属和核工业地质勘查局第三总队提交单位:盘县淤泥大河煤矿提交时间:二○一三年二月正文目录TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc346892913"第一章前言1HYPERLINK\l"_Toc346892914"第一节矿井水文地质补充勘探的目的1HYPERLINK\l"_Toc346892915"第二节矿井水文地质补充勘探的任务1HYPERLINK\l"_Toc346892916"第三节矿井水文地质补充勘探的依据2HYPERLINK\l"_Toc346892917"第二章矿井概况3HYPERLINK\l"_Toc346892918"第一节矿界范围及位置交通3HYPERLINK\l"_Toc346892919"第二节自然地理4HYPERLINK\l"_Toc346892920"第三节矿山开采历史与现状6HYPERLINK\l"_Toc346892921"第四节以往水文地质勘探情况7HYPERLINK\l"_Toc346892922"第三章矿井地质及水文地质8HYPERLINK\l"_Toc346892923"第一节矿井地质8HYPERLINK\l"_Toc346892924"第二节矿井水文地质15HYPERLINK\l"_Toc346892925"第三节矿井水患评价及防治水主要问题20HYPERLINK\l"_Toc346892926"第四节矿区水文地质复杂程度及类型25HYPERLINK\l"_Toc346892927"第四章水文地质补充勘探工作25HYPERLINK\l"_Toc346892928"第五章DUK-2A高密度点法27HYPERLINK\l"_Toc346892929"第一节工作方法及特点27HYPERLINK\l"_Toc346892930"第二节工程地球物理条件31HYPERLINK\l"_Toc346892931"第三节异常特征与成果分析32HYPERLINK\l"_Toc346892932"第六章矿坑涌水量预测38HYPERLINK\l"_Toc346892933"第七章矿井防治水工作的思路与方法40HYPERLINK\l"_Toc346892934"第八章结论及建议43HYPERLINK\l"_Toc346892935"第一节结论43HYPERLINK\l"_Toc346892936"第二节建议44附图目录1、1幅(1:2000);2、1幅(1:2000);3、1幅(1:500);5、1幅(1:2000);附表目录1、盘县淤泥大河煤矿2012年涌水量观测台账记录表;附件目录1、地质勘查资质证书(复印件);2、业主委托书;3、业主承诺书;4、编制单位承诺书;5、采矿许可证(副本)复印件;PAGE53第一章前言第一节矿井水文地质补充勘探的目的为加强煤矿防治水基础工作,排查整治水害隐患,推广先进适用的技术、工艺和设备,督促煤矿企业落实水害防治主体责任,认真执行《煤矿防治水规定》(国家安全监管总局令第28号)、《煤矿安全规程》、《关于开展煤矿防治水专项治理的通知》(安监总煤调〔2012〕29号)和《贵州省煤矿防治水专项治理工作方案》(黔安监煤矿[2012]67号)要求,有效防范和坚决遏制重特大水害事故的发生,结合《贵州省煤矿安全监管监察“三位一体”执法办法(试行)》,由于原水文地质调查报告勘探工程量不足,水文地质条件尚未查清,受盘县淤泥大河煤矿的委托,我公司对其矿区进行水文地质补充勘探工作,在DUK-2A高密度点法及简易抽水试验的基础上编制本报告。通过矿井水文地质补充勘探工作,结合DUK-2A高密度点法报告,基本查明井田内水文地质条件,井田主要水害类型、分布、易发地段及危害程度,并进行综合分析评价;对矿井充水因素进行分析,预测矿井涌水量,提出有效的“探、防、堵、截、排”等综合防治措施及建议,以利于煤矿企业预防和减少水害,并对矿区范围内地表和地下水资源的利用前景做出初步评价。第二节矿井水文地质补充勘探的任务1、初步查明矿区水文地质条件及矿床充水因素、充水形式,预测矿区开采地段矿坑涌水量,预测开采过程中发生突水的可能性及突水形式;2、收集调查相邻矿井及井田内废弃老窑的分布、采空范围、开采深度、积水等情况;3、收集矿坑涌水量记录,同时研究区域降雨分布、强度及入渗条件,分析涌水量与年降水量、雨季集中降水量、单位时间的降水量、一次连续降水量之间关系,以确定和掌握其统计规律性;4、评价开采条件下对含水层和相对隔水层的破坏形式;5、对矿区的主要水文地质问题及主要水患,进行矿井水害分析,提出相应有效地“探、防、堵、截、排”综合防治措施及建议;6、提出矿井防治水工作年度计划和中长期规划的建议;7、提交《盘县淤泥大河煤矿矿井水文地质补充勘探报告书》。第三节矿井水文地质补充勘探的依据《煤矿防治水规定》(国家安全监管总局令第28号)、《煤矿安全规程》、《关于开展煤矿防治水专项治理的通知》(安监总煤调〔2012〕29号)、《贵州省煤矿防治水专项治理工作方案》(黔安监煤矿[2012]67号)、《贵州省煤矿水害防治规定》、《矿井水文地质规程》、《煤矿防治水工作条例》、《矿井水害防治技术》、《矿区水文地质、工程地质勘探规范》、《贵州省煤矿安全监管监察“三位一体”执法办法(试行)》、《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T0215-2002)、《煤田电法勘探规范》(MT/T898-2000)及业主委托书。第二章矿井概况第一节矿界范围及位置交通大河煤矿位于盘县城北东的淤泥乡,矿区距淤泥乡政府4.5km,距盘县城关镇28km,盘县至淤泥乡公路从矿区西侧通过,矿区距松河火车站20km,交通方便(详见交通位置图)。矿区地理坐标:东经104°44′25.3″~104°45′27.9″;北纬25°58′13.6″~25°58′41.7″。大河煤矿大河煤矿图1-1大河煤矿交通位置图盘县淤泥大河煤矿为整合矿井,根据《省人民政府关于六盘水市六枝特区等四县(区)煤矿整合和调整布局方案的批复》(黔府函【2006】205号),大河煤矿由原“大河煤矿”、“说么备二煤矿”和“树香木煤矿(说么备煤矿)”整合而成。采矿权人为盘县淤泥大河煤矿(柳光怀);地址:盘县淤泥乡;经济类型为:私营合伙企业;开采矿种为:煤;生产规模:45万吨/年;矿区面积0.9115km2,开采深度:1700m-1050m;采矿许可证证号:C5200002010011120054131;有效期2010年3月至2030年3月。表1-1矿区范围拐点坐标(西安80坐标系)拐点编号X坐标Y坐标02874441..55354745700.4512874437..55354748200.4522874241..55354752200.4532874201..55354756622.4542873575..55354753200.4552873665..55354748122.4562873671..55354744200.4572873816..55354739200.45矿区位置矿区位置第二节自然地理2.2.1地形地貌矿区属构造剥蚀低中山山地地貌,地势总体中高四低,飞仙关地层分布地段地形较陡,煤系地层分布地段地形较缓。矿区海拔最高为1965m,最低1625m,相对高差约340m。矿区冲沟发育,山脊与沟谷交替展布,植被不发育,岩石风化程度高。矿区西、北部的淤泥河最低海拔高1625m,为矿区最低侵蚀基准面。2.2.2气象水文矿区内气候属亚热带温凉季风气候,气候温和,降水丰富,湿度大,年相对湿度为78%,日照少,东南风多,并有冰雹、暴雨等灾害天气。根据盘县气象局观测资料,区内年平均降水量为1382.9mm,每年降水分布不均,6~9月为雨季,月平均降水量在150mm以上,雨季降水量占全年降水量的77%:11月~次年3月为枯水季节,月平均降水量小于40mm,枯水季节降水量仅占年降水量的10%。年平均降大雨至暴雨12~15天,日最大降水量达148.8毫米,时最大降水量66.4毫米。最高气温30℃,最低气温-5℃,冰冻期为每年12月、元月。年平均蒸发量为1083.6mm。灾害性天气主要有春旱、倒春寒、冰雹、夏旱、夏暴雨、秋绵雨等。矿区位于珠江流域北盘江水系淤泥河支流,矿区外围西、北部有淤泥河自南西向北东流经矿区外围。淤泥河为山区雨源型河流,流量变化幅度大,雨季暴涨,枯季流量较小,根据以往资料,该河流最大流量68.1m3/s,最小流量0.119m3/s,河水主要受大气降水控制。2.2.3地震根据国家质量技术监督局2001年颁布的《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)的有关规定,矿区地震动峰值加速度值为0.10g,相应的地震基本烈度属Ⅵ度区。根据野外调查,矿区无新构造活动迹象。综合分析认为矿区属较稳定区域。2.2.4主要自然灾害矿区主要自然灾害有顶、底板、瓦斯、粉尘、火灾、水害、冰雹、地表崩塌、滑坡、泥石流等。《贵州省盘县大河煤矿地质灾害危险性评估说明书》对评估区内的工程建设可能引发、遭受的地质灾害危险性进行了分析和评估。并评估建设工程地质灾害危险性为三级。该矿目前未发生过地质灾害,但随着开采范围的增大,在地下开采活动的影响下,将加速冒裂带范围内的崩塌和剥落。井田范围内坡积物等松散地层较多,且植被不发育,雨季受洪水冲刷有形成泥石流的可能。本矿必须严格按地质灾害评估报告结论和建议实施。第三节矿山开采历史与现状2.3.1矿山开采历史整合前,原大河煤矿设计生产规模为3万吨/年,采用斜井开拓,有一条主斜井(沿12煤层布置)、两条回风井,已开采了部分10、12、17、182煤层;其中1、3、63煤层浅部资源大部分被当地原有的小窑采乱,对其小窑采乱部分已边角煤的形式进行回收。树香木煤矿(原说么备煤矿)生产能力6万吨/年,采用斜井开拓,已开采了部分17、182号煤层,生产能力6万t/a。说么备二煤矿采用斜井开拓,现已关闭。二十世纪八十年代开始,特别是九十年代,小煤矿滥采乱挖现象较普遍。经近几年的清理、整顿,关停了部分不具备生产条件的小煤矿,情况有所好转。2.3.2矿山开采现状该矿自取得变更设计开采方案项目核准及备案登记证明以来,矿方已经完成工业广场征地工作,并取得部分井筒施工进度。但因矿方建设成为45万吨/年的手续不全,现已停止施工。在工业场地1655m标高沿182煤层底板、290°方位角新建一条主斜井担负矿井煤炭的运输,兼矿井进风等任务(井口坐标为:X=2874385、Y=35474513,井筒方位角290°,倾角-9°);沿182煤层底板1643m标高、290°方位角新建一条副平硐,担负矿井的材料、设备和矸石的运输,兼矿井进风、运送人员(井口坐标为:X=2874412、Y=35474541,井筒方位角290°);沿182煤层底板1673m标高、290°方位角新建一条回风平硐作矿井的专用回风井(井口坐标为:X=2874370、Y=35474590,井筒方位角290°)。当主斜井在1572m标高落平掘进总运输石门贯通运输上山、副平硐掘进480m后贯通轨道上山、回风平硐掘380m后掘回风暗斜井贯通回风上山。回风上山、轨道上山、运输上山布置在182煤层底板,并在1400m标高落平,布置水泵房和水仓,形成矿井的通风系统、排水系统。第四节以往水文地质勘探情况1960年2月—1965年5月,贵州省煤田地质局159队在土城向斜北翼进行普查勘探完成了1:5000地形地质图草测及10个钻孔的工作,提交了《盘县煤田土城向斜北翼西段普查报告》,本次储量核实时未收集到该报告;1964年12月—1966年1月,原西南煤矿建设指挥部煤田地质勘探公司129队在土城三井田进行精查勘探,于1966年10月提交了《盘县煤田土城三井田地质勘探最终报告》(精查);20世纪70年代初,贵州省地质局一〇八队在进行1:20万盘县幅区域地质调查、矿产调查,对区内地层、构造、矿产进行了较系统的调查了解,并编制了盘县幅区域地质、矿产调查报告;1979年4月—1982年6月,贵州省煤田地质局159队在松河井田进行补充勘探,于1982年10月提交了《贵州省盘县特区盘江矿区松河井田精查补充勘探地质报告》(贵州省六盘水地区革命委员会生产领导小组文件,六盘水生(69)148号);2008年8月贵州省煤矿设计研究院提交的《贵州省盘县淤泥乡大河煤矿资源/储量核实报告》;2013年1月提供的《盘县淤泥大河煤矿富水区电法探测报告》;以上地质工作对该区详细划分了区内地层,描述了地质构造和矿产,基本查明了矿区含煤岩系为峨眉山玄武岩组和宣威组,主要含煤岩组为宣威含煤岩组,全厚360~380米,平均377米。含煤50余层,可采及局部可采煤层11层(1、3、63、10、12、151、16、17、182、272、292煤层)。峨眉山玄武岩组区内含可采煤层一层(32煤层)。第三章矿井地质及水文地质第一节矿井地质3.1.1区域地层本煤矿位于土城三井田东,区域出露地层石炭系、二叠系、三叠系及第四系,其中二叠系、三叠系地层分布较广,缺失寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、侏罗系、白垩系、古新系,晚二叠世早期发育有基性火成岩,详见区域地层见简表。3.1.2勘探区地层矿区内出露的地层至下而上有二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)和宣威(P3xn)煤组、三叠系下统飞仙关组(T1f)及第四系(Q)。二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β):厚度大,区内出露不全,根据岩性分为二段。下段(P3β1):灰黑~灰绿色致密坚硬的玄武岩,顶部间有1~2层不甚稳定的灰褐色砂质泥岩,区内出露不全,厚度大于300米。上段(P3β2):上部为灰紫、灰绿色凝灰岩,具杏仁状结构,下部为深灰色粉砂岩、砂质泥岩夹煤层二层(31、32),31煤层区内厚度小不可采,32煤层厚1.17~2.92米,平均1.22米。该段厚45米。二叠系上统宣威组(P3xn):与下伏地层为假整合接触,分布于矿区北部,出露较完整,全厚360~380米,平均377米。含煤50余层,可采及局部可采煤层12层。根据岩性和含煤情况分为三段:第一段(P3xn1):以24煤层为上界,厚80~110米,平均98米,岩性以深灰~灰黑色砂质泥岩、粉砂岩为主。多凝灰质成分,含黄铁矿结核及瘤状菱铁质结核,常见较完整的大羽羊齿、楔羊齿等类植物化石。动物化石仅分布于25号煤层顶板及30号煤层的底板两个层位中,以腕足类的戟贝、舌形贝为主。含煤14~18层,区内可采272及292两层,可采煤层分布于中下段,上部及底部的煤层多薄而不稳定。底部为灰色铝土质泥岩厚0~1米,致密性脆,具鲕状结构,沉积极不稳定。第二段(P3xn2):以12煤层为顶界,厚160~180米,平均167米。下部以中厚层状中~细粒砂岩为主,在全区比较稳定,厚61米。上部岩性变化较大,以灰~浅灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥质细砂岩为主,常相互递变。本段含有中等量的大羽羊齿、芦木、鳞木等植物化石及似层状菱铁质结核,上部地层含黄铁矿极少。动物化石仅分布在下部的22、24号煤层顶板,以腕足类为主,不稳定。共含煤24~26层,12、151、16、17、182等可采煤层集中于上部,为本区主要含煤段。第三段(P3xn3):以1号煤层顶板含动物化石的砂质泥岩为上界,厚100~120米,平均112米。本段岩性在全区比较稳定,以灰~灰绿色中厚层状、中细粒砂岩为主,夹坚脆的砂质泥岩。动物化石分布于全段岩层之中,以腕足类为主,腹足类、瓣鳃类次之。完整的植物化石仅分布在中、下部个别岩层中。本段共含煤14~16层,可采煤层1、3、63等煤层均分布在本段,亦为本区主要含煤段。三叠系下统飞仙关组(T1):与下伏地层为整合接触,区内出露不全,按岩性可分为上、下两段:下段(Tp):俗称绿色砂岩。上部以灰绿色厚层致密坚硬细砂岩为主,下部为粉砂岩和砂质泥岩。含较多的腕足类化石,以舌形贝为主。顶部含方解石小蠕虫状体,常出现紫、绿两色岩性的交替,厚130米。上段(T1f):按岩性分为五小段,区内出露一到三段:第一段(T1f1):紫红色砂质泥岩,粉砂岩,上部间有一、二层砂岩。厚120米。第二段(T1f2):紫灰~暗紫色中厚层细砂岩,斜层理发育,间夹砂质泥岩。含瓣鳃类和舌形贝化石。厚50米。第三段(T1f3):暗紫色薄层状砂岩、砂质泥岩互层,偶夹薄凸镜状的灰岩。区内出露不全,厚度180米。第四系(Q):主要为坡残积粘性土,局部见坡洪积土,区内大部分地段均有分布,厚度小于0~20米,一般为3米,与下伏地层为不整合接触。3.1.3区域构造大地构造单元属扬子准地台(Ⅰ级)黔北台隆(Ⅱ级)六盘水断陷(Ⅲ级)普安旋扭构造变形区(Ⅳ级)之土城向斜的北翼中段,区内褶皱及断裂构造较发育。表3-1区域地层简表系统组段岩性厚度,m第四系坡、残积亚粘土0-41三叠系(T)上统二桥组(T3e)灰岩166中统法郎组(T2f)下段(T2f1)浅灰白色中厚层至至块状灰岩,下下部含少量燧燧石结核299关岭组(T2g)上段(T2g3)浅灰、灰白色薄至至中厚层微至至细晶白云岩岩,下部夹灰灰质白云岩>100中段(T2g2)灰、深灰色薄至中中厚层状灰岩岩192-352下段(T2g1)紫、紫红、蓝灰、黄黄绿等杂色薄薄层泥岩、砂砂质泥岩、粉粉砂岩与黄色色白云岩、泥泥灰岩互层118-182下统永宁镇组(T1yyn)第四段(T1ynn4)浅灰色中厚层状白白云岩、岩溶溶角砾岩57-203第三段(T1ynn3)浅灰色薄至中厚层层状白云岩夹夹泥岩88-325第二段(T1ynn2)浅灰色中厚层状灰灰岩135-160第一段(T1ynn1)薄层砂岩、泥岩、粉粉砂岩101-211飞仙关组(T1ff)上段(T1f2)薄至中厚层状碎屑屑砂岩与粉砂砂岩互层354-590下段(T1f1)黄绿、灰绿色碎屑屑岩、粉砂岩岩夹泥岩97-190二叠系(P)上统宣威群(P3x)飞仙关组(P3cc)粉砂岩、砂质泥岩岩砂岩夹泥岩岩和菱铁矿60-150宣威组(P3l)粉砂岩、砂质泥岩岩砂岩185-465峨眉山玄武岩组(P3β)火山角砾岩、凝灰灰岩、玄武岩岩200-732中统茅口组(P2m)上段(P2m2)灰至深灰色中至厚厚层含燧石团团块及白云质质团块灰岩74-285下段(P2m1)灰至浅灰色厚层至至块状含白云云质条带灰岩岩270-600栖霞组(P2q)灰、深灰色中至厚厚层状灰岩、燧燧石团块灰岩岩70-237下统梁山组(P1l)灰黑色泥岩、炭质质页岩及石英英砂岩30-122C-P过渡层深灰色中厚层状灰灰岩夹黄褐色色泥岩53-55石炭系(C)上统马平组(C2m)浅灰、灰白色厚层层至块状灰岩岩170-270达拉组(C2d)灰岩121-130滑石板组(C2hhs)灰岩35-545下统摆佐组(C1b)浅灰、浅灰白色厚厚层至块状白白云质灰岩283-529大塘组(C1d)深灰色中厚层状白白云岩、白云云质灰岩219-416岩关组(C1y)灰、深灰色中厚层层泥岩夹白云云质灰岩91-2033.1.4勘探区构造矿山位于土城向斜北翼东段,区内构造复杂,矿区总体为单斜地层,因构造而略成S状,岩层产状较为稳定,走向东南105°左右,倾向南西185°左右,倾角为26°左右。断层:大寨倾向逆断层(10):位于矿区东~东南~南,区内出露长2400余米。走向北东60°,断层在飞仙关地层一带出露明显,在地貌上侵蚀成较大的深沟,破碎带较大,一般在3~5米,两盘岩层由于岩层性质及受力不均,部分地段在50米内均有揉褶现象,伴生小断层多,地面断层倾角不一,由64°~85°,断距25~35米。由于位于矿界外,对本矿煤层开采影响小。博嘎寨倾向正断层(12):由北东~南西斜切过矿区中部,区内出露长约2700米,走向北东55°,倾向南东,断层迹象在地面出露极为明显,破碎带宽窄不一,从0.5米~5米,断层倾角45°~77°,断层落差由北至南逐渐增大,6001号钻孔断层落差40米,6003钻孔断层落差增加至60米深部则加大至130米。由于断层较大,地面所见在其旁侧百米内形成较多的平行附生小断裂,组成了一个宽200米构造带,地层走向在这里也出现急剧变化。钻孔所见更甚,6001孔、6003孔均在其下部见有一规模较大的隐伏伴生正断层(24),24正断层与本断层倾向相反而组成一个小地垒,夹于中间凸起上抬部分的煤层及地层均遭受严重构造破坏,而少开采价值。本断层经地面和钻孔严密控制,勘探程度较高。切断矿区内所有煤层,对矿区内煤层开采影响大。倾向正断层(14):位于矿区西部,出露长约300米,断层走向近北,倾向近西,倾角64°断距5~10米,对矿区内煤层开采有一定影响。茨嘎斜交正断层(15):位于矿区西、西北部,区内出露长约1300米,走向上略成S形弯曲,倾向南西,基本沿地层走向分布断距10~25米。地面出露明显,破碎带较窄在1米左右,断面较平整,两盘岩层整齐无挤压现象。切断矿区内部分可采煤层,对矿区内煤层开采影响较大。3.1.5含煤地层及可采煤层特征矿区含煤岩系为峨峨眉山玄武岩岩组和宣威组组,主要含煤煤岩组为宣威威含煤岩组,宣宣威组分布于于矿区北部,出出露较完整,全全厚360~380米,平均377米。含煤50余层,可采采及局部可采采煤层11层(1、3、63、10、12、151、16、17、182、272、292煤层)。峨峨眉山玄武岩岩组区内含可可采煤层一层层(32煤层)。1煤层:位于宣威组组第三段顶部部,为宣威组组与飞仙关组组分界标志层层。煤层总体体倾向南西,倾倾角平均25°,为缓倾斜斜。煤层厚1.29~1.72米,平均厚1.48m,厚度稳定定,煤层中部部含二层夹矸矸。属稳定型型煤层。3煤层:位于宣威组组第三段上部部,上距1煤层13.2米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均27°,为倾斜煤煤层。煤层厚厚0.60~1.37米,平均厚1.03m,厚度较稳稳定,无夹矸矸。属较稳定定型煤层。63煤层:位于宣威组组第三段中部部,上距3煤层37米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均27°,为倾斜煤煤层。煤层厚厚0.80~5.46米,平均厚1.70m,厚度较稳稳定,煤层中中部含一层夹夹矸。属稳定定型煤层。10煤层:位于宣威组组第三段下部部,上距63煤层32.65米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均26°,为倾斜煤煤层。煤层厚厚1.35~2.55米,平均厚1.65m,厚度稳定定,煤层中部部含一至二层层夹矸。属稳稳定型煤层。12煤层:位于宣威组组第三段底部部,上距10煤层20.36米,为宣威威组第二段与与第三段分层层标志层。煤煤层总体倾向向南西,倾角角平均28°,为倾斜煤煤层。煤层厚厚1.26~2.50米,平均厚1.55m,厚度稳定定,局部煤层层中部含一至至四层夹矸。属属稳定型煤层层。151煤层:位于于宣威组第二二段上部,上上距12煤层31.36米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均26°,为倾斜煤煤层。煤层厚厚0.79~3.51米,平均厚2.36m,厚度较稳稳定,通常煤煤层下部含一一层夹矸,上上部含一至三三层夹矸。属属稳定型煤层层。16煤层:位于宣威组组第二段中上上部,上距151煤层6.7米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均26°,为缓倾斜斜煤层。煤层层厚0.66~1.61米,平均厚1.15m,厚度较稳稳定,无夹矸矸。属稳定型型煤层。17煤层:位于宣威组组第二段中上上部,上距151煤层13.3米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均26°,为缓倾斜斜层。煤层厚厚1.70~3.43米,平均厚2.76m,厚度较稳稳定,煤层中中部含一至三三层夹矸。属属稳定型煤层层。182煤层:位于于宣威组第二二段中部,上上距17煤层11.02米,下距宣宣威组第二段段底界110米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均27°,为倾斜煤煤层。煤层厚厚2.19~5.99米,平均厚2.86m,厚度较稳稳定,煤层含含一至五层夹夹矸。属稳定定型煤层。272煤层:位于于宣威组第一一段中下部,上上距宣威组第第二段顶界50米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均23°,为缓倾斜斜煤层。煤层层厚0.55~1.36米,平均厚1.00m,厚度较稳稳定,煤层含含一至三层夹夹矸。属较稳稳定型煤层。292煤层:位于于宣威组第一一段下部,上上距272煤层15米,下距宣宣威组第一段段底界32米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均23°,为缓倾斜斜煤层。煤层层厚1.03~3.85米,平均厚2.10m,厚度较稳稳定,煤层含含一至四层夹夹矸。属稳定定型煤层。32煤层:位于峨眉山山玄武岩组第第二段底部,上上距272煤层52.65米,宣威组底界40米。煤层总总体倾向南西西,倾角平均均23°,为缓倾斜斜煤层。煤层层厚1.17~2.92米,平均厚1.22m,厚度较稳稳定,煤层含含一至四层夹夹矸。属较稳稳定型煤层。第二节矿井水文文地质3.2.1地下水水类型地下水赋存于岩溶溶裂隙及基岩岩风化裂隙、构构造裂隙中,按按地层岩性及及含水介质组组合特征、水水动力条件,区区域地下水类类型分为松散散岩类孔隙水水、碎屑岩类类基岩裂隙水水和碳酸盐岩岩岩溶水三类类,沿岩层走走向或倾向径径流,在地势势低洼及压力力减少处以泉泉点形式排泄泄。(1)松散岩类孔隙水水:赋存于第第四系(Q)残坡积、冲冲积、洪积层层孔隙内,不不整合覆于各各地层之上,区区域厚度不均均。含水微弱,透水性性强,受大气气降雨影响,季季节变化大。富富水性贫乏—中等。(2)碎屑岩类基岩裂裂隙水:分布布于二叠系上上统宣威组及及三叠系下统统飞仙关组的的粉砂岩、粘粘土岩、炭质质页岩及碎屑屑砂岩,碎屑屑岩靠近地表表时风化作用用较强烈,风风化裂隙较发发育,含风化化裂隙水,深深部裂隙构造造发育地段,含含构造裂隙水水为主,碎屑屑岩区地下水水运动受地形形、地貌、岩岩性、构造控控制,富水性性总体较弱,主主要依靠大气气降水补给,受受地势影响,一一般为近源补补给、就近排排泄。强风化层厚度较大大,节理裂隙隙发育,岩体体破碎,含风风化裂隙水、基基岩裂隙水。富富水性贫乏—中等。(3)碳酸盐岩岩溶水水:分布于二二叠系中统栖栖霞茅口组、三三叠系下统飞飞仙关组上段段、三叠系下下统永宁镇组组灰岩、燧石石灰岩中,分分布区多属裸裸露及半裸露露的基岩山区区,大气降水水容易通过地地表大量的负负地形渗入岩岩溶裂隙之中中,岩层中赋赋存着丰富的的岩溶水,富富水性强,这这些岩溶水长长途径流,最最后以岩溶泉泉、岩溶泉群群等形式集中中在矿区北部部的淤泥河河河谷中。淤泥泥河谷为当地地最低侵蚀基基准面,最低低侵蚀基准面面标高+16255m。碳酸盐岩抗风化能能力较强,地地表地势陡峻峻,不利于大大气降水补给给,排泄条件件也较差,大大气降水通过过垂直岩溶裂裂隙补给含水水层,并通过过岩溶裂隙、溶溶洞汇集、径径流、排泄,节节理裂隙发育育,岩体破碎碎,含岩溶水水。富水性中中等—丰富。3.2.2地下下水补、径、排排条件1、各含水层之间水水力联系由于矿区内地形起起伏较大,有有利于大气降降水排泄,各各冲沟流量差差异明显。煤系地层上覆飞仙仙关组地下水水、地表水二二者之间水力力联系极为密密切。飞仙关关组露头区灰灰岩遭受风化化作用和岩溶溶作用较强烈烈,岩溶裂隙隙较发育,含较较丰富的岩溶溶裂隙水,为为中等含水层层。在煤层采采动条件下,上上覆地层将产产生采动裂隙隙,飞仙关组组岩溶水将通通过这些裂隙隙带与宣威组组地下水发生生水力联系。煤系地层下伏峨眉眉山玄武岩组组,区内呈隐隐伏状产出,与与上覆宣威组组呈假整合接接触。深部岩岩体完整,地地表柱状节理理一般较发育育,含节理裂裂隙水。该段段具有良好的的相对隔水性性能,使煤系系地层与二叠叠系中统茅口口组强含水层层不发生水力力联系。宣威组煤系地层,出出露于矿区大大部,岩性以以细碎屑岩为为主,其中细细砂岩、粉砂砂岩是煤系的的主要含水层层,泉水流量量较小,煤层层未采动前,各各含水小分层层之间的水力力联系较差。2、地下水补给、径径流、排泄条条件=1\*GB3①.补给区内地下水来源主主要由大气降降水补给,降降水量及降水水强度对地下下水资源的补补给起主要作作用,含隔水水层的岩性,厚厚度和分布及及地形地貌、岩岩层的节理裂裂隙发育程度度、风化溶蚀蚀强度、植被被等影响着大大气降水对地地下水的补给给。地表水是是区域内地下下水的补给来来源之一。=2\*GB3②.径流由于岩性的差异及及断层裂隙的的控制作用,区区内地下水的的径流也存在在着明显的差差异性。非可可溶岩地段,地地下水主要赋赋存于基岩裂裂隙及孔隙中中,并沿地形形自然斜坡作作用渗流运动动于侵蚀沟谷谷排出地表。=3\*GB3③.排泄区内地下水的排泄泄,主要为可可溶岩与非可可溶岩,较强强含水层与隔隔水层接触带带排泄。可溶溶岩中的地下下水在运移中中受非可溶岩岩的阻隔以泉泉的形式排泄泄。地下水的的流向受岩性性、构造的控控制,其总体体流向为西、北北向。3、断层含、导水特特征由于矿区内无大的的落差断层,一一般不会造成成强含水层与与煤层拉近或或对接而造成成矿井突水;;在煤矿生产产中发现有断断距小于5m的断层,小小断层仅具有有较弱的含水水、导水性能能,对矿井充充水影响较小小。但是当井井巷穿越地下下浅部发育的的小断层时,由由于周围岩层层的风化节理理裂隙较发育育,有利于大大气降水的渗渗入,井巷可可能发生渗水水、淋水和涌涌水现象。3.2.3矿井充充水条件(1)充水水源1)大气降水:矿井井最主要充水水水源,一般般沿地表风化化裂隙、构造造裂隙渗入矿矿井。2)宣威组碎屑岩基岩岩裂隙水:矿矿井直接充水水水源,以渗渗、滴形式出出现,裂隙发发育地段矿井井充水有所增增加,但也有有可能采动条条件下,形成成的采动裂隙隙沟通了强含含水层的联系系,从而造成成了含水层及及相对隔水层层的破坏,加加大含水层的的渗透系数。3)老空积水:重要要充水因素之之一,在煤层层露头线浅部部,历史上造造成的乱采烂烂挖留下的老老窑均有不同同程度的积水水,当煤矿开开采上山煤层层接近露头附附近地带,同同时在采动影影响情况下,老老窑水也会沿沿采动裂隙进进入矿井。巷巷道如果揭穿穿老窑,老窑窑水会溃入矿矿井,对开采采产生影响。4)上覆地层岩溶水水及地表溪沟沟水:在采动动条件下,上上覆地层将产产生采动裂隙隙,地表溪沟沟水、飞仙关关组、飞仙关关组灰岩段等等上覆地层岩岩溶水将通过过这些裂隙带带与宣威组地地下水发生水水力联系,有有可能通过采采动裂隙及断断层破碎带渗渗入或突入矿矿井,对开采采产生影响。综上所述,矿井充充水水源主要要为大气降水水、老空积水水、地表溪沟沟水、煤系及及上覆地层岩岩溶水。(2)充水途径矿井充水途径主要要为岩石原生和和采矿节理、裂裂隙,还有老窑、采空区区巷道、构造裂裂隙导水。另外,煤煤矿开采形成成的采动裂隙隙,特别是上上覆地层厚度度小于安全厚厚度的情况下下,覆岩移动动变形形成的的裂隙都将成成为重要导水水途径。现阶阶段矿井充水水形式主要以顶板渗水、滴滴水、淋水为为主,停采后后多有积水,雨雨季局部淋水水,枯水季节节仅见滴水,水水量一般<0.10LL/S。根据巷道揭露情况况,矿区隐伏伏断层及节理理裂隙不甚发发育,天然条条件下这些构构造破碎带成成为矿区内地地下水集中径径流带,并成成为未来开采采条件,直接接充水层中地地下水向矿井井充水的天然然通道。未来开采条件下,导导致煤层上覆覆含水层中地地下水和地表表水向矿井的的人工途径则则为矿坑顶板板冒落带、导导水裂隙带、塌塌陷带等。对矿区地下水流场场,主要充水水水源及充水水途径进行综综合分析,可可以得出如下下结论:未来来矿区开采中中,292号煤层+16000m标高以浅至至煤层露头线线一带是矿床床主要充水部部位,是未来来开采设计和和开采中应高高度重视和注注意的部位。(3)未来矿区水文地地质条件变化化趋势预测结合矿区地质构造造、地表水系系、矿井充水水水源及充水水途径等综合合分析,在未未来开采活动动下,矿区水水文地质条件件将会产生变变化如下:随着矿井的不断抽抽排水,矿区区地下水水位位将明显下降降,水力坡度度增加,进一一步加速地下下水的渗流速速度。特别是是矿床疏干范范围的扩大可可能造成地表表井泉的枯竭竭,影响当地地用水及造成成地下水补给给、径流、排排泄条件的变变化。另外,矿矿床的疏干排排水也可进一一步增大各含含水层间的渗渗透系数,有有可能导致地地表溪沟水溃溃入深部矿床床,从而使原原有地下水补补给河溪水的的现象逐渐转转变为大气降降水、上覆各各含水层地下下水及地表溪溪沟水都补给给矿坑水的情情况。3.2.4矿井井充水情况(1)老窑积水情况调调查引用矿方20122年老窑水文文调查情况,2013年1月复核,部部分老窑垮塌塌,不能进行行编录。老窑窑主要分布在在矿区中北部部地区。(2)邻近矿井采空区区积水情况调调查盘县淤泥乡昌兴煤煤矿,位于大大河煤矿南东东,与大河煤煤矿沿地层走走向平行布置置,地下水大大致沿走向由由南东向北西西径流,采空空区距离大河河煤矿近,其其采煤活动对对大河煤矿有有一定影响。综上所述,目前矿矿区内的老窑窑开采年限较较长,开采凌凌乱,老窑积积水情况不明明,给矿井开开采带来很大大威胁;整合合前矿井开采采规模较大,开开采煤层较多多,采空区分分布范围较广广,积水量较较大,给矿井井开采带来很很大威胁;邻邻近矿井距离离大河煤矿近近,其采煤活活动对大河煤煤矿有一定影影响。矿山应应作好探、排排水工作,避避免透水事故故发生。3.2.5矿井井涌水情况本次勘探工作采用用井底水仓进进行简易抽(放放水)试验,主主要在矿井内内水仓处测试试矿井实际涌涌水量,结合合矿方提供的的2012年涌水量观观测台账数据据分析,矿井井内涌水量最最大29.77m3/h、正常18.5m3/h,主要是深部部巷道顶板淋水量和浅部老老空区来水量量,矿井工作面面无涌水量,涌水量大小与大气降水关系密切。3.2.6地表表水影响分析析主要地表水源为矿矿区北部淤泥泥河,切割地地层为宣威组组煤系地层。河河流弯曲多呈呈“U”型,平均坡坡降9.81‰,流量变化化幅度68.1~0.1199m3/s。区内发育育有若干条季季节性溪沟,由由于距离煤层层垂高较大,对对煤矿开采影影响不大。矿区大部分主要可可采煤层位于于其最低河床床标高(1625m)以下,由由于矿区离河河流有一定距距离,西部最最小距离68m,北部最小小距离75m,加之边界界煤柱,在开开采过程中,淤淤泥河对矿井井进行充水的的可能性较小小。3.2.7现有有矿井排水系系统及排水能能力该矿井选用MD885—45×7离心泵3台,水泵流流量85m3/h,扬程315m,防爆电机机功率为132kw。正常涌水水量时1台工作,1台备用,1台检修;最最大涌水量时时2台同时工作作,1台备用,满满足排水要求求。第三节矿井水患患评价及防治治水主要问题题3.3.1矿井水水患类型通过矿井充水因素素、充水途径径及矿井涌水水量等综合分分析,矿区范范围内存在的的水患类型主主要为:1)老空区透水造成成的矿井充水水。位于煤层层浅埋区采煤煤时,采动裂裂隙有可能与与老窑积水区区沟通,造成成老窑积水溃溃入坑道。老老窑、采空区区、邻近矿井井积水是矿山山主要水害。2)地表水通过构造造破碎带、构构造裂隙通道道对矿井进行行充水。3)大气降水充水。在在雨季由于地地表积水较多多,沿风化裂裂隙渗入井下下的水量较大大,在枯雨季季节由于地表表积水较少,沿沿风化裂隙渗渗入井下的水水量较小,因因此,雨季时时水患对矿井井的威胁程度度较大,枯季季时水患对矿矿井的威胁程程度较小。4)随着开采深度的的增加及开采采扰动,上覆覆地层岩溶水水及地表溪沟沟水有可能通通过断层破碎碎带及采动裂裂隙渗入矿井井。5)断层水及陷落柱柱水矿区内其它隐伏断断层造成强含含水层与煤层层拉近或对接接而造成矿井井突水的可能能性较大,对对矿井充水影影响较大,当当井巷穿越或或接近断层时时,由于周围围岩层的风化化节理裂隙较较发育,有利利于大气降水水的渗入,井井巷可能发生生渗水、淋水水和涌水现象象,应采取切切实有效的过过断防治措施施。6)顶板裂隙水造成成的顶板充水水。3.3.2矿井水水患威胁程度度表3-2水患威胁胁程度分析表表水患类型特征威胁程度备注小窑水、老空水浅部小窑和老空,采采空客观存在在突水主要水患地表水井口位于缓斜坡上上,地面排泄泄条件较好通过贯通裂隙进入入井下充水,增增加涌水量主要水患强含水层水煤系地层为相对隔隔水层,上覆覆飞仙关组岩岩溶裂隙含水水层(T1f)其底界至1号煤层顶界界的厚度较厚厚,下伏中二二叠统茅口组组(P2m)强含水层层与煤系地层层间隔有二叠叠系上统峨眉眉山玄武岩组组(P3β)隔水层,P3β厚>345m。强含水层距采煤层层较远,与矿矿床充水不密密切次要水患顶底板裂隙水煤系地层为相对隔隔水层,顶板板存在基岩裂裂隙水含水层层通过采动裂隙贯通通上下含水层层充水主要水患断层水区内隐伏断层对煤煤层破坏较大大,对矿井充充水有重要影影响。隐伏断层可能切穿穿顶板含水层层而导致工作作面及巷道充充水主要水患采空区积水矿井生产后,采空空客观存在,通通过采动裂隙隙形成采空积积水。突水主要水患河流、冲沟水淤泥河最低侵蚀基基准面高于矿矿井最低准采采标高通过贯通裂隙进入入井下充水,增增加涌水量次要水患综上所述,老窑水水、采空区积积水、顶底板板裂隙水、断断层构造水、地地表河溪水是是该矿井主要要水患,矿井井防治水仍是是该矿井灾害害防治重点,必必须引起高度度重视,切不不可大意。3.3.3矿井突突水淹井危险险性分析矿井突水水源是飞飞仙关组岩溶溶水和老窑积积水、断层水水构造,飞仙仙关组岩溶水水以顶板突水水方式进入井井下淹井,老老窑以巷道穿穿透采空区方方式进入井下下淹井,断层层通过切穿上上下含水层而而导致淹井。1)煤层底板含水层层突水淹井危危险性分析矿区开采煤层大部部分位于淤泥泥河最低侵蚀蚀基准面+16255m标高以下,茅茅口组(P2m)与上覆含含煤地层宣威威组(P3xn)之间有345m厚的相对隔隔水层峨眉山山玄武岩组(P3β),故矿井井无茅口组底底板突水水患患威胁。2)煤层顶板含水层层突水淹井危危险性分析(1)矿区内第四系(Q)孔隙含水水层厚0~20m。主要为砂砂粘土夹碎石石,大部分较较密实,少部部分结构松散散,含少量孔孔隙水。矿区区内未见泉水水点,该层厚厚度不稳定,富富水性弱,局局部具隔水作作用,对矿坑坑充水无影响响。(2)飞仙关组(T11f)岩溶裂隙隙含水层分布于矿区南部,该该含水岩组总总体为岩溶裂裂隙含水层,主主要含岩溶裂裂隙管道水,富富水性中等,但但不均一。浅浅部(露头区区)为潜水区区,顺走向地地下水由潜水水转为承压水水。属碳酸钙钙型水,可作作为饮用水。。由由于下伏隔水水层的阻隔,该该含水层对矿矿坑充水无直直接影响。与与主要可采煤煤层无导水断断层沟通,采采动前对矿坑坑充水影响较较小。为矿区区间接充水含含水层。综上所述,该矿煤煤层顶板岩性性富水性弱,煤煤层顶板不存存在高承压含含水层,发生生顶板突水的的可能性较小小。该矿采用走向长壁壁后退式采煤煤法开采,开开采煤层层间间距较小,在在煤层开采时时,采、掘工工作面均受老老窑水威胁。故故而,本设计计要求在采掘掘过程中严格格执行探放水水措施,并疏疏干老空水,确确保采掘工作作安全进行。因因此,严格执执行探放水及及疏排水措施施后,矿井不不存在老空水水突水淹井危危险。矿井在采掘过程中中严格执行探探放水措施,如如遇导水(含含水)断层时时,须按规定定留足保护煤煤层,并且严严禁开采保护护煤柱。因此此,严格执行行探放水及疏疏排水措施后后,矿井不存存在断层水突突水淹井危险险。因此,矿井在采掘掘过程中要坚坚持“预测预报、有有疑必探、先先探后掘、先先治后采”,以及“有疑必停”的原则,防防治突水事故故的发生。3.3.4目前采采取的防治水水措施及存在在的主要问题题通过计算,矿坑涌涌水量较大,矿矿坑地表河溪溪水补给充水水,针对不同同的水患类型型,需采取相相应的防治措措施。1、针对老窑、采空空区积水造成成的矿井充水水,建议矿方方在老窑可能能积水区域附附近留设足够够防水煤柱,根根据实际涌水水量的大小,井井上配备相应应能力的抽排排水设备及备备用的抽排水水设备;当巷巷道掘进至采采空区附近时时,建议先探探后采,先确确定采空区内内是否有水、水水量大小、是是否需要进行行抽排水等,一一定要先探明明,再确定是是否开采。2、针对大气降水,在在地表主要径径流地带修建建排水沟、防防洪沟,将地地表水引出矿矿区排泄,从从源头上减少少大气降水及及地表水的入入渗。3、疏水降压是指煤层层顶板或煤层层含水层的疏疏干,以及煤煤层底板含水水层的降压,使使底板含水层层水压降低至至采煤安全时时的水压。根根据该矿井的的水文地质条条件,矿井一一采区基建时时期和投产初初期巷道不过过强含水层,因因此现阶段暂暂不采取疏水水降压措施。后后期要根据实实际情况,采采取针对性措措施。4、对主要含水层建建立地下水动动态监测系统统,进行地下下水动态观测测、水害预报报。5、配备足够的探放放水设备及注注浆堵水设备备。6、对矿井采掘所影影响到的各含含水层、节理理裂隙带,必必须做出水文文地质评价,进进行提前预报报,以便采取取相应的防治治水措施。7、主要巷道尽量布布置在相对隔隔水层或弱含含水层中,设设计合理的过过断措施。8、加强水患排查,建建立水患排查查制度,积极极落实整改措措施,确实做做到预测预报报、超前探放放,及时消除除隐患。9、做好天气预报和和气象观测记记录,尤其是是雷雨季节。在在雷雨天气发发生前,必须须在三条井筒筒处设置防洪洪黄土袋,防防止地表泄水水溃入井下。10、加强排水设施检检查维修,确确保水泵能够够正常运转,并并配备备用水水泵,以防坏坏泵。11、加大地面巡查和和井下排查,加加强井下排水水能力监测,发发现排水量增增加时,及时时分析出原因因,采取针对对性措施。12、加强井口防滑坡坡、防崩塌治治理,及时打打设挡土墙,保保证井口安全全。总之,矿井防治水水工作应当坚坚持“预测预报、有有疑必探、先先探后掘、先先治后采”原则,采取“防、堵、疏疏、排、截”的防治措施施。第四节矿区水文文地质复杂程程度及类型矿区地表水体主要要为矿区北部部淤泥河,地地形起伏较大大,沟谷纵横横,地形有利利于地表水排排泄,地表水水排泄条件较较好,地下采空空区面积较大大且有不确定定性,矿区内内主要可采煤煤层大部分位位于当地最低低侵蚀基准面面之下,矿床床直接充水含含水层宣威组组富水性弱,间间接充水含水水层飞仙关组组等富水性中中等~强,矿矿区应属以顶顶板基岩裂隙隙水直接充水水和上覆岩溶溶水间接充水水的裂隙~岩溶溶充水矿床,水水文地质条件件复杂程度为为中等类型,水文地质勘探探类型属Ⅱ类2型。第四章水文地质质补充勘探工工作根据矿井水文地质质类型和具体体条件,结合合以往水文地地质工作,本本次矿井水文文地质补充勘勘探工作综合合运用水文地地质补充调查查、地球物理理勘探、简易易抽(放)水水试验、地下下水动态观测测、采样测试试等各种勘查查技术手段,积积极采用最新新的DUK--2A高密度点法法,完成勘探探工作。本次次矿井水文地地质补充勘探探工作包括勘勘探矿区在内内的区域地下下水系统进行行整体分析研研究。矿区以以外区域以水水文地质测绘绘调查为主,以以内以DUK-22A高密度点法法、简易抽(放放)水试验等等为主。本次次矿井水文地地质补充勘探探工程量布置置,基本满足足防治水工作作要求和相应应的工作程度度要求。接受委托后,我公公司立即组织织技术人员成成立项目组,于2013年2月1~5日开展野外水文地质勘探,包括该矿井所处的水文地质单元区域范围内的水文地质调查、老窑调查、井巷调查、泉井调查等;2013年2月6日转入室内资料综合整理、编制,2013年2月9日完成水文地质补充勘探报告编制工作。本次工作共投入以下工作量:1)完成1:20000矿区水文地地质调查约1.3622km2;2)收集勘探区降水水量、蒸发量量、气温、气气压、相对湿湿度、风向、风风速、历年月月平均值、两两极值等气象象资料;3)调查由于开采活活动或地下水水诱发的地面面塌陷、地裂裂缝、水位下下降、井泉干干涸、水质恶恶化、崩塌、滑滑坡等地质灾灾害;4)调查地表水体情情况、井泉情情况、老窑情情况、生产矿矿井情况、周周边矿井情况况;5)编制矿井综合水水文地质图1幅(1:20000);6)编制矿井水文地地质剖面图1幅(1:20000);7)编制矿井水文地地质柱状图1幅(1:500);8)编制矿井区域水水文地质图1幅(1:200000);9)编制矿井充水性性图1幅(1:20000);10)编制矿区水文地地质补充勘探探报告书1份。第五章DUK--2A高密度点法法本次物探勘察范围围由业主方圈圈定,范围为为矿界范围。勘察目的是是在详细收集集矿区已有地地质资料的基基础上,开展展物探工作,为为矿山生产提提供参考依据据:1)探测勘察范围内内采空区的垂垂向及平面分分布情况;2)进一步了解矿区区布设的测线线范围内隐伏伏的不明岩溶溶构造,如隐隐伏断裂、地地下暗河、岩岩溶空洞或溶溶蚀破碎带;;3)大致查明矿区含含水层、隔水水层的分布及及厚度变化特特征;4)并了解含水断裂裂构造的分布布特征。针对上述探测目的的,本阶段采采用世界上先先进的DUK-22A高密度点法法进行探测,外外业工作于22013年1月13日进场,20013年1月20结束,共完成成了矿区范围围内7条控制性物物探测线的测测试工作,物物探工作布置置详见附图《大大河煤矿物探探成果及平面面布置图》,主主要完成外业业工作量见表表5-1:表5-1主要完成成外业工作量量表工作项目单位工作量实测地形断面图m/条4200/7DUK-2A测量量点420工作中严格按照《煤煤田电法勘测测规范》(MT/T8898-2000)以及相关关技术与质量量要求进行。本本次勘察所用用的地形图、设设计图及测量量使用的控制制点资料均由由大河煤矿提提供。第一节工作方法法及特点(1)基本原理及仪器器设备该项工作进行了高高密度电法测测量系统,其其实质为高密密度直流电阻阻率测量,一一个排列最多多可打120根电极。根根据不同的需需要,可布设设90根、60根、45根和30根。讫今为为止,根据该该区工作实际际情况,我们们选择了温纳纳、微分、施施贝、偶极四四种实验,结结果发现温纳纳装置效果是是最好的,其其它装置受地地表不均匀、旁旁侧干扰等因因素影响较大大,效果不甚甚理想。温纳装置是不同深深度的对称四四极剖面装置置,设备允许许的最大隔离离系数为32,点距可根根据勘探深度度和密度需要要自由选取,一一般选10m。在野外工作中,高高密度电法具具有快速、高高效、经济的的特点,一般般情况下,一一个工作日可可完成2~3个排列的野野外测量工作作,采集1000~1500个数据。数据处理工作采用用专门的软件件完成,先进进行突变点剔剔除工作,再再根据需要,进进行数据圆滑滑处理和地形形改正,最后后通过剖面反反演,绘制出出电阻率成像像剖面图。如如下图5-1:AMNB............................1177334960.................................................图5-1电测深法工工作原理图在电测深法中,最最常采用的是是对称四极装装置。AB为供电电极极、MN为测量电极极,它们对称称于观测点O布置。工作作时,AB/MN按某一固定定比值变化,即即从最小电极极距变化至最最大电极距,每每改变一次AB,相应观测测一次和,计算出视视电阻率值。根根据每个测点点观测结果,可可绘制出以为为横坐标,为为纵坐标(采采用双对数坐坐标系)的电电测深曲线。通通过两个水平平电性层的地地电断面为例例,来说明电电测深法的物物理实质。首首先设厚度为为、电阻率为为的第一电性性层之下为电电阻率为的基基底岩层,且且,层相对于层的的厚度视为无无限大。当用用较小的供电电电极距测量量时,根据勘勘探体积概念念,认为该装装置是处于均均匀介质中(相相对电极距大大小来说,下下部高阻基底底岩层埋藏较较深,此时电电流不受高阻阻层的影响。根根据视电阻微微分形式关系系可得:=(曲线1段)式中,;。当增大供电电极距距时,电流向向下穿透深度度开始增加,即即勘探深度加加深,高阻层层开始影响电电场的分布。由由于高阻对电电流的排斥作作用,使增大大,,则>。随着的继续续增大,介质质的影响愈加加明显,也愈愈来愈大(曲曲线2段)。当,相应的勘探体积积主要为第二二层介质充满满,而第一层层介质在整个个勘探体积中中仅占很小比比例,所以介介质在影响场场的分布问题题上起主导作作用。可以证证明,此时得得到的视电阻阻率值趋于第第二层真电阻阻率,即→(曲线3段)。值随变化的关系曲曲线称电测深深曲线。曲线线的变化规律律反映了垂直直深度上断面面的变化,利利用曲线可确确定层厚和层层电阻率值。当当地电断面类类型不同时,曲线形状也不相同。本次工作采用断面面测深技术,其其与常规测深深技术的最大大区别在于,断断面测深技术术是把整条测测线的数据当当成一个整体体进行分析,即即二维层析成成像分析。(2)野外工作方法本次高密度电法测测量前,测量量中对导线的的绝缘性和完完好程度进行行了严格检查查,施工中按按要求对导线线长度和完好好度定期进行行检查,确保保供电和测量量导线满足规规范要求。野外观测时,每点点观测始末检检查供电电流流的稳定性及及漏电与否,发发现问题,及及时处理。对对观测中出现现误差较大的的点或极距,均均在现场查明明原因,对于于因地形变化化而造成的畸畸变点,在原原始纪录上注注明,供资料料处理和分析析时参考,并并结合实际情情况进行修正正。测量采用高精度GGPS进行放点,各各测点均按施施工坐标进行行定点。接地地条件不良地地段均采用浇浇水或敷泥的的方式进行改改善接地条件件测量。工作中确保相邻测测点距限差<<4%、实测剖面面方向差<5°,方进行观观测;对有疑问的观测数数据进行检查查和重复观测测,保正观测测数据准确、可可靠。(3)干扰及消除由于受外界的干扰扰也比较大,高高压电线、民民用电线、工工业生产活动动、交通活动动、天气的强强烈变化等一一系列影响着着大地天然磁磁场的现象都都会影响到电电导率成像系系统的使用效效果。勘查区域交通基本本无干扰,民民用电线离测测线不远,这这些是本次勘勘查的主要人人文干扰。在在测试时段内内,气候复杂杂多变,天气气以阴雨为主主,给测试工工作带来了一一定的难度,同同时在一定程程度上影响了了数据的采集集质量。由于以上干扰都是是客观存在,不不能排除的,只只能采取增加加测量叠代次次数的方法来来减少系统误误差。(4)测点布置由于地形起伏对高高密度测量数数据的影响也也非常大,所所以根据协议议要求,结合合矿区实际地地形起伏情况况,本次物探探工作在地形形起伏较小、坡坡度较缓处共共布置了7条剖面,剖剖面起伏点是是采用高精度度eTrex手持GPS卫星定位仪仪导航定点,点点位误差为±5m。第二节工程地球球物理条件地球物理条件是指指应用物探手手段解决地质质问题的各种种充要条件。地球物物理勘探的前前提或依据是是被探测体的的物性差异,常常表现为岩体体的电、磁、弹弹性波速等物物性参数。本本次勘探目的的主要是初步步查明煤矿矿矿区布设的测测线范围内隐隐伏断裂及采采空区情况,如如隐伏断裂、构构造破碎带、充充水老硐等异异常。本次物物探采用的物物性参数为视视电阻率值,通通过对矿区内内岩(矿)石石和部分异常常体的电性参参数进行测试试,根据以往往相同地层电电性资料和现现场测试资料料统计,测区区内各岩、土土体电性参数数如下表5-2:根据地层岩性及水水文地质条件件分折:(1)矿区内的地层岩岩性较为复杂杂,根据电阻阻率的高低,将将其归并为三三类:石灰岩岩、硅质岩,电电阻率高;粘粘土岩、煤层层电阻率相对对较低;含水水节理裂隙、破破碎带,含水水岩溶裂隙发发育带电阻率率最低。(2)裂隙发育带是地地下水富集、运运移的场所,相相对完整基岩岩为低电阻率率区。根据上述电性差异异使用以电阻阻率差异为物物理前提的电电法物探查明明含水裂隙发发育带的位置置及大致埋深深是可行的。表5-2岩(矿)石电电性参数序号介质电阻率(ρ)1第四系土层30~50Ω·m2硅质岩、灰岩n×103~1005Ω·m3粘土岩、煤层n×102~1003Ω·m4地下水40~60Ω·m5含水节理裂隙、破破碎带100~500ΩΩ·m6含水岩溶裂隙发育育带100~500ΩΩ·m第三节异常特征征与成果分析析5.3.1资料分分析解释方法法资料整理是依据实实测数据经GeogiigaRTTomo软件计算为为各测点电阻阻率值。再经经二维电阻率率成像生成拟拟视电阻率断断面图。在资资料的处理过过程中,对信信号值低、干干扰大的晚期期测道数据进进行了适当修修改,但深部部仍有相当一一部份数据质质量相对较差差,因此,本本次只对埋深深0~250m的异常进行行了划分和解解释。(1)定性解释在电阻率成像剖面面图绘制完成成后,即可在在剖面上圈出出异常区和正正常区。如上上所述,研究究富水区,主主要是研究低低阻异常。所所以一但发现现低阻异常出出现时,就应应该对其加以以分析、鉴别别和解释,以以便将非岩溶溶所致的低阻阻异常加以排排除。在此过过程中,进行行认真的地质质调查和研究究,在有钻孔孔资料的情况况下,仔细对对照钻孔资料料。如果发现现非常明显的的高阻异常,则则建议钻孔揭揭露验证,以以便确定是大大型空洞还是是完整基岩。对已确定的低阻异异常,根据其其形态,结合合地质调查和和分析,对其其类别、形态态和发育规律律作出定性描描述。(2)定量解释高密度电法资料最最大的缺点就就是定量解释释的困难,尤尤其对于岩溶溶勘察来说,更更是如此。但是,在确定的岩岩溶异常位置置,再布置适适量的常规电电测深工作之之后,对岩溶溶的埋深及发发育规模进行行定量~半定定量解释是可可行的。同样样,定量解释释工作也不应应脱离钻孔资资料、地质调调查和分析而而孤立进行。同时,应该说明的的是,地面电电法工作,包包括过去的常常规电法,其其定量、半定定量解释,对对于岩溶对象象而言,通常常只是一种宏宏观解释,而而不是对具体体的某个“溶洞”或“落水洞”的解释。5.3.2异常区区划分及特征征异常的划分主要依依据测线的视视电阻率断面面图。视电阻阻率等值线图图的高值区为为正常背境值值区,低值区区为异常区。根根据上述视电电阻率值的大大小及异常在在剖面上的深深度,将测区区的异常划分分为二类:(1)近地表(埋深小小于50m)零星分布布的低值异常常:该类异常常一般宽度大大于其下延深深度。(2)有一定埋深(顶顶部埋深大于于50m)且向下延延伸较大的低低值异常。5.3.3异常区区圈定原则根据一般规律,在在高阻地质体体上,视电阻阻率等值线呈呈现圈闭的高高值异常,如如果高阻地质质体埋藏较浅浅,或规模较较大,等值线线圈闭明显,圈圈闭范围较大大,等值线浓浓密;反之,埋埋藏越深,或或是规模较小小,等值线圈圈闭明显,圈圈闭范围较小小,等值线稀稀疏。高阻地地质体异常一一般由致密坚坚硬的灰岩、溶溶蚀空洞所引引起。在等轴轴状或似等轴轴状低阻地质质体上,视电电阻率等值线线往往呈现圈圈闭的低值电电阻异常,如如果埋藏较浅浅,或规模较较大,等值线线圈闭明显,圈圈闭范围较大大,等值线浓浓密;反之,若若埋藏较深,或或规模较小,等等值线圈闭不不明显权比范范围较小,等等值线稀疏。对对直立的或倾倾角较大的板板状低阻地质质体,视电阻阻率等值线往往往曾向上凸凸起的低值异异常,如节理理裂隙异常等等。低阻异常常一般有节理理裂隙、地下下水、硅质岩岩及煤层底板板粘土岩层引引起。异常下下限没有固定定的数值,它它是根据物探探观测数据在在异常体上的的变化特征,结结合地质规律律和工作经验验综合分析后后确定,只是是反应了地质质体分部的大大致位置和形形状,不能确确定地质体的的具体边界。5.3.4异常区区分类根据异常的不同特特征,将矿区区的物探异常常分为以下几几类:①节理裂隙异常;②含地下水岩溶管道道异常;③岩溶空洞异常;④采空区异常。5.3.5异常特特征及推断解解释根据本次物探工作作的目的,其其中节理裂隙隙、含地下水水岩溶管道、岩岩溶空洞是异异常推断解释释的重点。1、含水地下岩溶管管道异常在该矿区7条物探探剖面上有地地下水岩溶管管道异常13个。岩溶管管道异常特征征为节理裂隙隙异常中有低低阻圈闭的异异常存在,视视电阻率值较较低。岩溶管管道异常产生生的原因是岩岩溶管道中存存在地下水。各各岩溶管道异异常特征详见见表5-3所示。表5-3含地下水岩溶管道道异常统计表表编号异常位置异常特征解释推断G1位于1剖面在断面图上视电阻阻率等值线呈呈低阻圈闭异异常,异常区区视电阻率低低于20Ω·m。异常位于于二叠系上统宣威组第二段。推测为地第四系松松散物积水,水量不大,此此异常对煤炭炭采掘无影响。G2G3位于2剖面在断面图上视电阻阻率等值线呈呈低阻圈闭。异异常区视电阻阻率低于666Ω·m,异常位于于二叠系上统宣威组第三段。推测为地下溶隙水水异常,水量不不大,此异常常对煤炭采掘掘影响较大。G4G5位于3剖面在断面图上视电阻阻率等值线呈呈低阻圈闭。异异常区视电阻阻率低于499Ω·m,异常位于于二叠系上统宣威组第二段与第第三段。推测为地下溶隙水水异常,积水量大,此此异常对煤炭炭采掘影响较较大。G6G7位于4剖面在断面图上视电阻阻率等值线呈呈低阻圈闭。异异常区视电阻阻率低于466Ω·m,异常位于于二叠系上统统飞仙关组。推测为地表积水水水异常,此异异常据煤层较较远,对煤炭炭采掘影响较较小。G8G9位于5剖面在断面图上视电阻阻率等值线呈呈低阻圈闭。异异常区视电阻阻率低于100Ω·m,异常位于于二叠系上统宣威组第一段。推测为地表积水水水异常,此异异常据煤层较较远,对煤炭炭采掘影响较较小。G10G11位于6剖面在断面图上视电阻阻率等值线呈呈低阻圈闭。异异常区视电阻阻率低于388Ω·m,异常位于于二叠系上统统宣威组第一一段。推测为地下溶隙水水异常,积水量大,此此异常对煤炭炭采掘影响较较大。G12位于7剖面在断面图上视电阻阻率等值线呈呈低阻圈闭。异异常区视电阻阻率低于355Ω·m,异常位于于三叠系下统飞仙关组第第一段。推测为地下水岩溶溶管道异常,对对煤炭采掘有有影响。G13位于8剖面在断面图上视电阻阻率等值线呈呈低阻圈闭。异异常区视电阻阻率低于455Ω·m,异常位于于二叠系下统宣威组第一段及三三叠系下统飞仙关组第第一段。推测为地表积水水水异常,此异异常据煤层较较远,对煤炭炭采掘影响较较小。第四节水患预测测区的划分及及分布5.4.1水患预预测区水患预测区是指有有可能对采矿矿作业人员、场场所构成威胁胁的地下水相相对富集的区区域或地段。一一般来说,地地下水主要赋赋存于断裂带带、岩溶管道道、含水岩层层以及采矿老老窑中。这些些地下水相对对富集的区域域就称为水患患预测区。水水患预测区的的物探异常特特征,主要表表现在以下几几个方面:1、断裂带异常多,且且分布密集。2、岩溶管道异常多多,且呈管网网状分布。3、个别低电阻率异异常分布无地地质规律可循循,但与采矿矿老窑位置基基本吻合,推推测引起异常常的原因为已已废弃的采矿矿老窑中积蓄蓄了大量的水水。5.4.2水患预预测区危险性性程度的划分分按水患预测区的危危险性程度划划分为三个级级别,即轻度度水患预测区区、中度水患患预测区和重重度水患预测测区。1、中度水患预测区区的特征物探测量结果显示示出老窑采空空区较集中、含含地下水岩溶溶管道异常明明显,裂隙异异常带明显(多多数为层间节节理、裂隙),下下切深度有限限,少数节理理、裂隙切穿穿煤系地层,地地下水异常位位于煤层的上上覆或下伏灰灰岩地层中,距距煤层有较大大的距离,上上覆、下伏地地下水异常没没有穿越煤系系地层,上下下不沟通。岩岩层结构正常常,煤层顶底底板(直接隔隔水层)厚度度走向上变化化较小,煤系系地层中节理理、裂隙结构构不发育,在在该区域进行行采煤作业时时发生突水事事故的可能性性较大。2、重度水患预测区区的特征=1\*GB3①物探测量显示出有有大量的含地地下水岩溶管管道异常,裂裂隙异常带存存在,而且裂裂隙异常带切切穿煤层向茅茅口组灰岩中中延伸,使煤煤层上覆与下下伏地层中的的地下水上下下沟通成为可可能;=2\*GB3②岩层结构不正常,煤煤层顶底板(直直接隔水层)厚厚度走向上变变化较大,煤煤系地层中节节理、裂隙发发育,采矿坑坑道掘进到此此区域,其顶顶板易出现漏漏水、坍塌等等现象;=3\*GB3③其部分区域的煤层层大部分低于于当地潜水面面100米标高之下下,静水压力力增大,在结结构薄弱地带带发生突水的的可能性增大大。在该区域域进行采煤作作业时发生突突水事故的可可能性大。5.4.3矿区不不同程度水患患预测区的分分布根据上述划分原则则,结合物探探异常特征、水水文地质勘查查情况,将矿矿区勘察范围围内分为轻度度水患预测区区、中度水患患预测区和重重度水患预测测区。根据矿矿区煤层顶、底底板岩性及地地层结构,物物探低阻异常常的分布位置置,推测的地地下水位高程程,初步划分分为三个区域域:1)轻度水患区(标标高1692m以上区域域)该区位于推测的地地下水位(标标高1692m左右)之之上,物探发发现明显的低低阻异常区域域为3个,但这些些水患区域面面积不大,剖剖面深度不深深,含水量不不大,推测存存在的主要水水患为地表水水及采空区积积水沿局部发发育节理裂隙隙渗入。2)中度水患区(标标高1692m以下区域域)该区位于推测的地地下水位(标标高1692m左右)之之下,由于地地表水可沿该该地段大量渗渗入地下,形形成富水区域域。此标高以以下,为中度度水患区域,含含水量大;煤煤层底板下茅茅口灰岩中有有岩溶地下水水的主要运移移通道,岩溶溶顶板受破坏坏后有突水危危险。3)高度水患区域该区域位于剖面33、6的中部和7右下部区域域,中部岩溶溶构造、岩溶溶空洞和老空空区,断裂构构造发育,且且为强含水性性,上部地表表水与下部富富水区域具有有贯通现象,形形成岩溶管道道,使上部地地表水能经岩岩溶管道补给给到下部的岩岩溶空洞和采采空区,此区区域属水害重重点防治区域域。建议在此此段应进行重重点防范,做做好探水、防防水、排水等等工作。第六章矿坑涌水水量预测矿井各含水层与地地表水体之间间水力联系较较弱,故比拟拟法所预测的的矿井涌水量量具有一定代代表性。本次次实地调查主主要在矿井内内水仓处测试试矿井实际涌涌水量,并做做简易抽水试试验,主要是是深部巷道顶板板淋水量和浅部老老空区来水量量,矿井工作面面无涌水量,涌水量大小与大气降水关系密切。矿井目前采空区面面积F12645888m2,预测矿井井最大采空区区面
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