正大煤矿水文地质类型划分报告

贵州黔越矿业贞丰县挽澜乡正大煤矿矿井水文地质类型划分报告编制：机电矿长：平安矿长：生产矿长：总工程师：矿长：二○一七年目录第一章矿井及井田概况-4-第一节矿井及井田根本情况-4-第二节位置、交通-5-第三节地形地貌-7-第四节气象、水文-7-第五节地震-7-第二章以往地质及水文地质工作-8-第一节资源勘查阶段地质和水文地质成果评述-8-第二节矿区物探工作评述-9-第三节矿区水文地质工作评述-9-第三章矿区地质-12-第一节地层-12-第二节构造-13-第三节煤层-13-第四节构造-17-第五节岩浆岩-21-第四章区域水文地质特征-21-第一节区域水文地质情况-21-第二节含(隔)水层划分-22-第三节地下水补、径、排特征-23-第五章矿井水文地质-25-第一节水文地质情况-25-第二节矿井水文地质特点、水患类型及威胁程度分析、可能发生突水的地点和突水量预计。-32-第六章矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价-35-第一节矿井开采受水害影响程度-35-第二节防治水工作难易程度-37-第七章矿井水文地质类型划分及对防治水工作的建议-37-第一节矿井水文地质类型划分-37-第二节矿井防治水工作的建议-39-附图：1、矿井充水性图2、综合水文地质图3、地质及水文地质剖面图4、地层及水文综合柱状图第一章矿井及井田概况第一节矿井及井田根本情况正大煤矿位于贞丰县挽澜乡纳坎村，矿区走向长2.324km，倾向宽1.085km，面积为2.4654km2²，开采标高为+800m至+1500m。矿井主采煤层厚度0.81m、可采储量168.29万t；矿井设计效劳年限8年。井田拐点坐标见表1-1。表1-1井田拐点坐标表点号直角坐标X坐标Y坐标12810650.99935551620.70322810651.00635549920.69332811781.01235549920.69842811651.00335552210.70952810350.99535552265.70562810360.99835551640.702矿区面积：2.6454km2开采深度：+1500—+800m标高第二节位置、交通贞丰县挽澜正大煤矿位于贞丰县城西平距15km左右，行政区划隶属黔西南州贞丰县挽澜乡管辖，贞丰到兴义县级公路从矿区北西部通过,挽澜乡政府住地有公路与该公路相连，相距5km。矿山距乡政府住地8km左右，有简易公路相通。距顶效火车站约90km，交通十分方便。详见图1-1贞丰县挽澜正大煤矿交通位置图。矿区地理坐标为：东经105°29′45″—105°31′12″，北纬25°23′56″—25°24′40″。图1-1交通位置图第三节地形地貌矿区属碎屑岩侵蚀中山中切割地貌，沟壑发育。地势总体北部高,南部低，最大标高+1792m〔矿山北西部唐家森山头〕，最低标高+1110m左右〔矿山南东部田坝沟沟床〕，最大高差682m，一般高差200—500m左右。植被及浮盖一般，基岩出露较好。。第四节气象、水文一、气象贞丰县属亚热带温和湿润季风气候，夏无酷暑，冬无严寒。最热为7月，最冷为1月，年平均气温16.1℃左右，极端最高气温34.5℃，极端最低温零下4.7℃；年降雨量1367.9mm，降雨量多集中在5—10月。二、水文矿区区域上处于珠江流域北盘江水系，区内地表水体不发育，仅在矿区范围之外的南局部布有田坝沟，据调查，为常年流水溪沟。该沟沟床分布于工作区内标高为1400—1100m左右，1100m为工作区内最低侵蚀面。矿区属低中山区，具侵蚀、溶蚀沟谷地貌特征，海拨高程1110～1792米，相对高差为682米，地势总体北高南低。微地貌有剥蚀堆积地貌及冲积地貌。境内碳酸盐类岩石广泛分布。第五节地震根据《中国地震动参数区划图》〔GB18306－2001〕，矿区地震烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g。。第二章以往地质及水文地质工作第一节资源勘查阶段地质和水文地质成果评述矿区水文地质、环境地质研究程度较高，该区属龙山煤矿区〔田〕，地质调查始于二十世纪四十年代初，先后有人对该区煤矿开展过地质工作。解放前，乐森寻等地质学家曾对该区作过煤矿调查，绘有1:25万煤田地质图；。解放后，1958年，贵州省煤管局159队就兴仁向斜〔龙山向斜〕开展过煤矿普查评价；同年，贵州省地质局安顺专区地质队对四门硐〔位于测区南部，向斜南西翼〕一带可采煤层进行过取样化验工作；1977年，省地质局112队为满足地方需要，对龙山煤厂〔位于测区南部，向斜南西翼〕一带开展过普查评价；1976—1979年，省地质局108队开展过1:20万兴仁幅、安龙幅区域地质及矿产调查；1987年省地质矿产局105队开展过1:5万贞丰幅区域地质调查；1998—1999年，省地矿局102队、117队先后就龙山煤矿区〔田〕内的煤矿换证开展过地质简测工作。2003年4月，贵州省地矿局一一七地质大队为原贵州省贞丰县正大煤矿作过《贵州省贞丰县正大煤矿勘查地质报告》，估算资源量295万吨。其中332类为38万吨，333类为39万吨，334？类为213万吨。消耗资源量5万吨2003年9月，贵州省地矿局一一七地质大队为原贵州省贞丰县宏星煤矿作过《贵州省贞丰县宏星煤矿勘查地质报告》，估算资源量136万吨。其中，333类为57万吨，334？类为79万吨。2007年10月中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队为我矿编制《贵州省贞丰县挽澜正大煤矿资源储量核实报告》经国土资源厅评审，文件号：黔国土资储藏字[2008]第102号。2008年5月中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队为我矿编制《贵州省贞丰县挽澜正大煤矿补勘报告》通过以上工作，对所积累的资料进行分析研究，对构造变化规律及水文地质条件等有了一定了解；对矿山的结构、构造、水文地质条件、开采技术条件及其变化规律已初步查明。第二节矿区物探工作评述此次物探采用高密度电法进行探测，目的是在详细收集矿区已有地质资料的根底上，大致查明积水采空区的垂向及平面分布情况，初步了解矿区范围隐伏节理裂隙及地下水异常的分布特征，并对本次物探工作范围内的水患情况进行合理分区。外业工作于2013年6月2日进场，2013年6月12日完成外业工作后转入室内资料整理及报告编制，共完成了矿区范围内5条控制性物探测线的测试工作，物探工作布置见附图5《贞丰县挽澜正大煤矿水文地质补勘物探工程平面布置及成果图》，主要完成外业工作量见表5-1：表5-1主要完成外业工作量表工作方法测线〔条〕长度〔m〕测深点高密度电法56130450第三节矿区水文地质工作评述一、区域内岩层主要碎屑岩分布面积较广，主要包括上三叠统火把组石英砂岩、细砂岩、粘土岩，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。二、地下水类型与含水层岩组1、碎屑岩类裂隙水碎屑岩类裂隙水赋存于三叠系上统火把组三段〔T3h3〕分布在矿区除南西部之外的其余地带。主要为厚层至块状石英砂岩、细砂岩、粘土岩及煤层组成。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。地下水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。富水性中等。2、孔隙水主要分布于矿区沟谷及斜坡地带。由残坡积物、崩塌物组成。厚0—25m左右。具透水性,一般仅季节性含水，富水性弱。三、地表水、地下水运动特征区内无大的地表水体，无大的地表水源，地表水系不发育，地表水体主要为矿区南部的田坝沟河及井田内溪沟水。由于地形有利于自然排水，矿区内溪沟水能顺畅地流入田坝沟河之中，地表溪沟，多为雨源冲沟，流量受大气降水的控制明显、流程短，地表排汇条件良好。矿区煤层大局部处于当地侵蚀基准面之上，因此，对煤层的开采影响较小。四、地下水动态特征地下水动态变化与大气降水关系密切，地下水峰、枯水期与雨、旱季相对应。每年5月下旬地下水流量、水位开始上升，5～8月为高值期，其间流量、水位出现2～３次峰值，12～4月进入平水期，随后流量、水位明显衰减，直到第二年3、4月份到达最低值。五、地下水迳流、排泄特点地下水补、径、排主要受降水、地形地貌、岩性、地质构造等控制，大气降雨是区内地下水主要的补给来源，补给期集中在每年雨季。其补给方式为大气降水通过岩石中的基岩裂隙等形式渗入地下，补给地下水，于地势低洼处以泉的形式排泄。矿区最低侵蚀基准面1100m见泉点出露。因此地下水对煤矿开采影响较大。因此，我矿井为基岩裂隙充水为主，水文地质条件中等矿床，水文地质勘查类型为二类一型。第三章矿区地质第一节地层矿区内出露的地层由老到新分别为上三叠统火把冲组、二桥组及第四系〔Q〕等，现由老至新简述如下：1、火把冲组〔T3h〕：主要由石英砂岩、细—粉砂岩、粘土岩及煤层〔线〕等组成。与下伏地层把南组呈整合接触，厚810m左右。按岩性特征分为三个段，各段间为连续沉积。区内仅出露第二段中上部和第三段，自下而上分述如下：〔1〕第二段〔T3h2〕：由浅灰、灰、黄灰绿色薄—中厚层粘土岩、厚层块状细粒石英砂岩及细—粉砂岩组成不等厚互层。含煤层〔线〕27—33层，单层厚0.05—0.30m。产双壳类及植物化石，未见底，厚度大于200m。〔2〕第三段〔T3h3〕：由浅灰、灰、黄灰绿色厚层至块状粗至细粒石英砂岩、细砂岩、粘土岩等组成不等厚互层。砂岩中具斜层理构造。在中下部含可采煤〔区内主采〕二层。本段产双壳类及植物化石，厚440m左右。2、二桥组〔T3e〕：为浅灰白色块状粗粒石英砂岩。粒径1—2㎜，分选性中等，具板状层理及斜层理，与下伏地层火把冲组呈整合接触。未见顶，出露厚度大于250m。3、第四系〔Q〕灰黄、灰、深灰色砂砾、砂土、粘土、亚粘土及腐植土。厚:0-5m。第二节构造评估区位于兴仁向斜〔龙山向斜〕北段之北东翼。区内地层整体呈一单斜构造。地层总体走向北西，倾向南西，平均倾角F1断层以北为250，F1断层以南为80。区内断裂构造不发育。仅在矿区范围外有F1断层。F1断层：位于评估区南部。走向北西，倾向南西，倾角60—70度，断层两端延伸出图，区内走向长大于2000m。据两盘地层分析，为正断层，地层，断距50m左右。综上：评估区地质构造复杂程度属中等类型。第三节煤层一、含煤岩系贞丰县挽澜正大煤矿矿井煤系属上二迭统龙潭煤组，属海陆交互相沉积。厚度变化不大，为70～86m，一般74m左右。岩性由泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、炭质泥岩、煤层、菱铁矿、石灰岩、泥灰岩和铝土岩等组成。含煤10～13层，自从上而下编号为1＃、2＃～13＃。其中7＃全区可采，4＃、6＃、9＃、13＃大局部可采，10＃为局部可采。贞丰县挽澜正大煤矿煤层总厚6.7m，含煤系数9%，全区可采层1层为7＃煤层。4＃、6＃、9＃、13＃在勘探区西部可采，在东部不可采。10＃煤层在东部局部可采，西局部叉尖灭。2、主要可采煤层矿区〔田〕含煤岩系为三叠系上统把南组、火把冲组，厚度1100m左右，主要由石英砂岩、细砂岩、粉砂岩、粘土岩及煤层〔线〕等屡次韵律组成。共含煤层〔线〕80余层，煤层总厚度最厚15.63m，最大含煤系数1.4%，但达可采和局部可采〔可采厚度下限0.40—0.70m〕并能在全区或局部比照者，自下而上仅有K1、K2、K3、K4四层煤。根据沉积特征及含煤岩性，将含煤岩系自下而上划分为下煤组、中煤组、上煤组三个含煤组。工作区范围内只包括中煤组〔局部〕及上煤组，分述如下：下煤组：区内未见。据区域资料，底界位于把南组第二段底，顶界至K1煤层顶板。为三角洲平原相沉积。含煤层〔线〕12—14层，煤层单层厚度0.05—0.40m。除顶部K1煤层相对稳定，全区或局部可比照外，其余煤层变化较大，难以比照。煤组厚410m左右。中煤组：区内仅出露上部。地层层位相当于火把冲组第一段中靠下部至第二段。为三角洲平原相沉积。主要由石英砂岩、细砂岩、粘土岩、炭质粘土岩及煤层〔线〕等屡次韵律组成，产双壳类及植物化石。含煤层〔线〕40—48层，煤层单层厚度0.01—0.40m。除顶部K2煤层局部可采及全区可比照外，其余煤层变化较大，难以比照。煤组厚540m左右，上煤组：地层层位相当于于火把冲组第三段。为河流相沉积。主要由石英砂岩、细砂岩、粉砂岩、粘土岩、炭质粘土岩及煤层〔线〕等屡次韵律组成，产双壳类及植物化石。含可采煤层〔K3、K4〕2层及不可采煤层〔线〕8—11层〔煤层单层厚度0.08—0.30m〕。除K3、K4煤层稳定可采外，其余煤层变化较大，均为不可采煤层。煤组厚250m左右。矿区主要可采煤层为K3、K4煤层，由上到下表达如下：K4煤层：俗称一垛净。产于上煤组中部，下距K3煤层40—50m。煤层呈层状产出，产状与地层产状一致，走向北西，倾向南西，倾角8—28度。据探采矿井、老硐及观测点控制，煤层厚度0.70—0.90m煤层采用厚度0.81m，平均0.81m左右。煤层沿走向两端均延伸出图，区内走向长3000m左右，斜深控制达850m，煤层中无夹矸，属结构简单煤层，展布较稳定。顶板：主要为粘土岩、砂质粘土岩、细砂岩、石英砂岩等。煤层直接顶板为簿—中厚层粘土岩，粘土岩其抗压强度不高，可塑性及膨胀性强，风化或滴水浸泡后易于坍塌；砂岩中，因节理裂隙发育使岩石较破碎，也易于坍塌。因此，开采中应高度重视及采取有效防护措施。底板：主要为粘土岩，可塑性及膨胀性强，风化或滴水浸泡后易于坍塌及造成底鼓。K3煤层：俗称二夹煤。产于上煤组中靠下部，下距二桥组顶界70—80m左右。煤层呈层状产出，产状与地层产状一致，走向北西，倾向南西，倾角8—28度。据探采矿井、老硐及观测点控制，煤层分叉二层，上煤分层厚0.40—0.50m，下煤分层厚0.50—0.70m，煤层采用厚度1.05m，平均1.05m左右。夹矸厚0.30—0.50m。煤层沿走向两端均延伸出图，区内走向长3000m，斜深控制400m左右。上、下煤分层及夹矸展较稳定，属结构简单煤层。顶板：主要为粘土岩、砂质粘土岩、细砂岩、石英砂岩等。煤层直接顶板为簿—中厚层粘土岩，粘土岩其抗压强度不高，可塑性及膨胀性强，风化或滴水浸泡后易于坍塌；砂岩中，因节理裂隙发育使岩石较破碎，也易于坍塌。因此，开采中应高度重视及采取有效防护措施。底板：主要为粘土岩，可塑性及膨胀性强，风化或滴水浸泡后易于坍塌及造成底鼓。综上所述，K3、K4煤层结构简单,煤层稳定类型均为较稳定型煤层。而各煤层的直接顶、底板均为软质岩，稳固性较差，但间接顶、底板为砂岩，较稳固，采煤时必须采取相应的支护措施。表3可采煤层煤质特征表煤层厚度〔m〕(°)煤层间距〔m〕煤层结构煤层稳定性煤层顶板岩性煤层底板岩性其它K40.818～2840～50简单较稳定粘土岩、砂质粘土岩、细砂岩、石英砂岩粘土岩全井田可采K31.058～28简单较稳定粘土岩、砂质粘土岩、细砂岩、石英砂岩粘土岩全井田可采第四节构造1、区域地层矿区位于清池向斜东翼南段。矿区出露地层为三叠系上统火把冲组〔T3h〕、二桥组〔T3e〕及第四系。2、区域构造矿区位于兴仁向斜〔龙山向斜〕北段之北东翼。区内构造简单，为单斜构造。地层总体走向北西，倾向南西，倾角8—28度。①褶皱主要褶皱构造为兴仁向斜〔龙头山向斜〕：轴长约90km，两翼较对称，分南北两段，工作区位于北段。北段：轴长约55km，轴向285度左右，核部地层为上三叠统二桥组，翼部地层由内向外为三叠系各组和上二叠统龙潭组或吴家坪组，地层倾角10—50度。其中含煤岩系组成向斜轴长约28km；南段：分布于工作区外，轴长约35km，轴向340度左右，主要由中三叠统碎屑岩组成。碎屑岩分布区，褶皱紧密呈线状，次级小褶皱发育，地层倾角变化较大，多在20—60度之间。②断层F1断层：位于矿区南部。走向北西，倾向南西，倾角60—70度，断层南东端延伸出图，北西为断层的尖灭端，区内走向长2000m左右。据两盘地层分析，为正断层，地层断距50m左右。另外，岩石中节理发育，计有北东、北西及近南北向三组，一般走向延伸数十米至几十米。矿区内陷落柱、剥蚀条带不发育。矿区内构造特征表现为北西向、北西西向与北东向、近南北向交切，以北西向、北东向为主。主要褶皱构造为兴仁向斜〔龙头山向斜〕。兴仁向斜〔龙头山向斜〕：轴长约90km，两翼较对称，分南北两段，工作区位于北段。北段：轴长约55km，轴向285度左右，核部地层为上三叠统二桥组，翼部地层由内向外为三叠系各组和上二叠统龙潭组或吴家坪组，地层倾角10—50度。其中含煤岩系组成向斜轴长约28km；南段：分布于工作区外，轴长约35km，轴向340度左右，主要由中三叠统碎屑岩组成。碎屑岩分布区，褶皱紧密呈线状，次级小褶皱发育，地层倾角变化较大，多在20—60度之间。矿区位于兴仁向斜〔龙山向斜〕北段之北东翼。区内构造简单，为单斜构造。地层总体走向北西，倾向南西，倾角8—28度。主要构造有F1断层。F1断层：位于矿区南部。走向北西，倾向南西，倾角60—70度，断层南东端延伸出图，北西为断层的尖灭端，区内走向长2000m左右。据两盘地层分析，为正断层，地层断距50m左右。另外，岩石中节理发育，计有北东、北西及近南北向三组，一般走向延伸数十米至几十米。3、矿区地质 矿区位于清池向斜东翼南段。矿区出露地层为三叠系上统火把冲组〔T3h〕、二桥组〔T3e〕及第四系。区内出露最早的地层为下二迭统茅口灰岩，与上覆上二迭统龙潭煤组呈平行不整合接触，最新地层为中三迭松子坎组。自老至新简述如下：①火把冲组〔T3h〕：主要由石英砂岩、细—粉砂岩、粘土岩及煤层〔线〕等组成。与下伏地层把南组呈整合接触，厚810m左右。按岩性特征分为三个段，各段间为连续沉积。区内仅出露第二段中上部和第三段，自下而上分述如下：第二段〔T3h2〕：由浅灰、灰、黄灰绿色薄—中厚层粘土岩、厚层块状细粒石英砂岩及细—粉砂岩组成不等厚互层。含煤层〔线〕27—33层，单层厚0.05—0.30m。产双壳类及植物化石，未见底，厚度大于200m。第三段〔T3h3〕：由浅灰、灰、黄灰绿色厚层至块状粗至细粒石英砂岩、细砂岩、粘土岩等组成不等厚互层。砂岩中具斜层理构造。在中下部含可采煤〔区内主采〕二层，自下而上，第一层为K3煤层，俗称二夹煤，煤层由上、下煤分层构成，上煤分层厚0.40—0.50m，下煤分层厚0.40—0.60m，夹矸厚0.30—0.50m，龙山煤田内该煤层及矸石展布均较稳定；第二层K4煤层，俗称高煤或一垛净，煤层厚0.70—0.90m，在龙山煤田北段〔兴仁向斜北东翼〕展布较为稳定。除可采煤层外，含煤层〔线〕9—13层，单层厚0.01—0.20m。本段产双壳类及植物化石，厚240m左右。②二桥组〔T2e〕：为浅灰白色块状粗粒石英砂岩。粒径1—2㎜，分选性中等，具板状层理及斜层理，与下伏地层火把冲组呈整合接触。未见顶，出露厚度大于250m。③第四系〔Q〕：主要分布于沟谷及缓坡地带。由残坡积物、塌积物〔粘土、亚粘土及岩块、碎石等〕组成。厚0—25m左右。4、地质构造区内构造简单，为单斜构造。地层总体走向北西，倾向南西，倾角8—28度。①褶皱主要褶皱构造为兴仁向斜〔龙头山向斜〕：轴长约90km，两翼较对称，分南北两段，工作区位于北段。北段：轴长约55km，轴向285度左右，核部地层为上三叠统二桥组，翼部地层由内向外为三叠系各组和上二叠统龙潭组或吴家坪组，地层倾角10—50度。其中含煤岩系组成向斜轴长约28km；南段：分布于工作区外，轴长约35km，轴向340度左右，主要由中三叠统碎屑岩组成。碎屑岩分布区，褶皱紧密呈线状，次级小褶皱发育，地层倾角变化较大，多在20—60度之间。②断层F1断层：位于矿区南部。走向北西，倾向南西，倾角60—70度，断层南东端延伸出图，北西为断层的尖灭端，区内走向长2000m左右。据两盘地层分析，为正断层，地层断距50m左右。另外，岩石中节理发育，计有北东、北西及近南北向三组，一般走向延伸数十米至几十米。矿区内陷落柱、剥蚀条带不发育。矿区内构造特征表现为北西向、北西西向与北东向、近南北向交切，以北西向、北东向为主。主要褶皱构造为兴仁向斜〔龙头山向斜〕。兴仁向斜〔龙头山向斜〕：轴长约90km，两翼较对称，分南北两段，工作区位于北段。北段：轴长约55km，轴向285度左右，核部地层为上三叠统二桥组，翼部地层由内向外为三叠系各组和上二叠统龙潭组或吴家坪组，地层倾角10—50度。其中含煤岩系组成向斜轴长约28km；南段：分布于工作区外，轴长约35km，轴向340度左右，主要由中三叠统碎屑岩组成。碎屑岩分布区，褶皱紧密呈线状，次级小褶皱发育，地层倾角变化较大，多在20—60度之间。矿区位于兴仁向斜〔龙山向斜〕北段之北东翼。区内构造简单，为单斜构造。地层总体走向北西，倾向南西，倾角8—28度。主要构造有F1断层。F1断层：位于矿区南部。走向北西，倾向南西，倾角60—70度，断层南东端延伸出图，北西为断层的尖灭端，区内走向长2000m左右。据两盘地层分析，为正断层，地层断距50m左右。另外，岩石中节理发育，计有北东、北西及近南北向三组，一般走向延伸数十米至几十米。第五节岩浆岩矿区范围内没有岩浆活动。第四章区域水文地质特征第一节区域水文地质情况矿区区域上处于珠江流域北盘江水系，区内地表水体不发育，仅在矿区范围之外的南局部布有田坝沟，据调查，为常年流水溪沟。该沟沟床分布于工作区内标高为1400—1100m左右，1100m为工作区内最低侵蚀面。矿区属低中山区，具侵蚀、溶蚀沟谷地貌特征，海拨高程1110～1792米，相对高差为682米，地势总体北高南低。微地貌有剥蚀堆积地貌及冲积地貌。境内碳酸盐类岩石广泛分布。区域内岩层主要碎屑岩分布面积较广，主要包括上三叠统火把组石英砂岩、细砂岩、粘土岩，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。第二节含(隔)水层划分根据岩性组合，岩层的富水性和可采煤层赋存空间等因素，矿区内共划分个4含水段。直接充水含水段为火把组第三段。间接充水含水段为二桥组。现由新至老表达如下：1、第四系〔Q〕孔隙水含水岩组主要分布于矿区沟谷及斜坡地带。由残坡积物、崩塌物〔粘土、亚粘土及岩块、碎石等〕组成。厚0—25m左右。区内未见泉点出露，富水性弱。2、二桥组〔T3e〕碎屑岩裂隙隔水岩组主要分布于矿区南西部。岩性为浅灰白色块状粗粒石英砂岩。未见顶，出露厚度大于250m。发育的风化裂隙由表层向深部逐渐减弱，故仅在表层中含风化裂隙水。在矿山开采过程中，受采空塌陷影响，产生了导水裂隙带，从而使原有节理裂隙加大，并产生新的裂隙，使该层地下水有可能通过各种导水裂隙带进入T3h层，并间接进入矿井。成为矿床充水的间接水源，充水方式为间接充水，该层为矿床顶板间接充水含水层。区内未见泉点出露，富水性弱，可视为相对隔水层。3、火把冲组第三段〔T3h3〕碎屑岩裂隙含水岩组分布在矿区除南西部之外的其余地带。岩性主由厚层至块状石英砂岩、细砂岩、粘土岩及煤层组成，为矿区的煤系地层，总厚240m左右。矿区内的泉点均出露在该岩组中，地表见7个泉水出露，流量为0.221—3.400L/s，，出露标高1284—1523。在矿山开采过程中，受采空塌陷影响，产生了导水裂隙带，从而使原有节理裂隙加大，并产生新的裂隙，使该部位地下水有可能通过各种导水裂隙带进入井下，成为矿床充水的直接水源，充水方式为直接充水，含裂隙、溶隙水，富水性中等。4、火把冲组第二段〔T3h2〕碎屑岩裂隙含水岩组分布在矿区以外的北东，岩性主要为粘土岩、石英砂岩及细—粉砂岩组成不等厚互层，含煤层〔线〕，无可采煤层，为可采煤层的下伏地层。未见底，出露厚度大于200m。该层所含风化裂隙水，富水性弱。第三节地下水补、径、排特征地下水补、径、排主要受降水、地形地貌、岩性、地质构造等控制，大气降雨是区内地下水主要的补给来源，补给期集中在每年雨季。其补给方式为降水通过岩石中的基岩裂隙等形式渗入地下，补给地下水，于地势低洼、沟谷中以泉的形式排泄，矿区内有泉点出露，地下水对煤矿开采影响较大。水力联系由于矿区周围地势低，有利于大气降水的排泄，矿区内明显地反映出大气降水补给地下水。矿区内的火把组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部那么发育成岩或构造节理、裂隙，尤其是内部粉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。含煤地层中，其地下水将成为矿床充水的直接和主要充水水源。天然途径为岩石原有的含水裂隙；人为途径那么是在矿山开采过程中，将大面积地揭露该层，导致产生冒落带及导水裂隙带，从而使原有节理裂隙加大，并产生新的裂隙，充水方式为直接充水，即地下水通过冒落带及裂隙带从井巷顶、底、壁进入矿井。该层富水性中等，且在立面上亦为相间分布，各含水小分层之间的水力联系差。综上所述，本地区地形高差较大,基岩裸露面积较大，含水带与相对隔水带相间分布。大气降水是地下水的主要补给来源，地下水的排泄条件比补给好。煤层大局部赋存在当地侵蚀基准面以上，矿井直接充水含水段是三叠系上统火把组三段中的石英砂岩、细砂岩、粘土岩及煤层，含水性质属碎屑岩隙裂隙水及基岩裂隙水，富水中等，因此，矿区水文地质类型是以裂隙充水为主，我矿井属于水文地质条件中等裂隙充水矿床。贞丰县挽澜正大煤矿范围内出露的地层为上三叠统火把冲组、二桥组及第四系松散层。含水层主要为碎屑岩，富水性弱；而隔水层主要为粉砂岩、砂质粘土岩，隔水性能好，透水性能差。含水层〔带〕的补给均为大气降水，补给途径主要是通过第四系松散堆积层、断层破碎带、岩石节理裂隙、风化裂隙、小窑塌陷等渗入地下，但补给量有限，径流距离短，动态变化大，枯水期泉水涌水量减小或枯槁。地下水主要赋存于基岩裂隙及孔隙中，并沿地形自然斜坡作渗流运动，沿隔水层在地形低洼处或坡坎下以下降泉排出地表。第五章矿井水文地质第一节水文地质情况1、根底资料根据2008年5月，中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队为原贵州省贞丰县正大煤矿作过《贵州省贞丰县正大煤矿补勘报告》。2、地形地貌及气候矿区属碎屑岩侵蚀中山中切割地貌，沟壑发育。地势总体北部高,南部低，最大标高+1792m〔矿山北西部唐家森山头〕，最低标高+1110m左右〔矿山南东部田坝沟沟床〕，最大高差682m，一般高差200贞丰县属亚热带温和湿润季风气候，夏无酷暑，冬无严寒。最热为7月，最冷为1月，年平均气温16.1℃左右，极端最高气温34.5℃，极端最低温矿区地表水系主要为溪沟。东部发育有龙里溪沟，南西部发育有两条小溪沟。各溪沟水主要由北向南径流，汇入矿区南部之外的田坝河。据调查，各溪沟水具间歇性，洪枯流量变化大。3、区域水文地质条件区内地表水体不发育，仅在矿区范围之外的南局部布有田坝沟，据调查，为常年流水溪沟。该沟沟床分布于工作区内标高为1400—1100m左右，1100m为工作区内最低侵蚀面。地下水主要为碎屑岩基岩裂隙水，大气降水是该区地下水的主要补给来源。以矿区北部北东向一线山脊为分水岭，可划分为北西和南东两个水文地质单元。北部水文地质单元接受大气降水补给后，往北东径流，汇入者塘河；南部水文地质单元接受大气降水补给后，往南东径流入田坝沟后，往东汇入者塘河。4、矿区地层富水性矿区出露含水岩组为第四系、三叠系上统二桥组及火把冲组第三段、第二段。各含水岩组及其对矿井充水影响的特征如下：①第四系〔Q〕堆积物含水岩组主要分布于矿区沟谷及斜坡地带。由残坡积物、崩塌物〔粘土、亚粘土及岩块、碎石等〕组成。厚0—25m左右。含孔隙水，区内未见泉点出露，富水性弱，对未来矿井充水影响极小。②二桥组〔T3e〕碎屑岩隔水岩组主要分布于矿区南西部。岩性为浅灰白色块状粗粒石英砂岩。未见顶，出露厚度大于250m。发育的风化裂隙由表层向深部逐渐减弱，故仅在表层中含风化裂隙水。区内未见泉点出露，富水性弱，该岩组所含裂隙水，对未来矿井充水可能产生间接影响，但影响较小。③火把冲组第三段〔T3h3〕碎屑岩含水岩组分布在矿区除南西部之外的其余地带。岩性主由厚层至块状石英砂岩、细砂岩、粘土岩及煤层组成，为矿区的煤系地层，总厚240m左右。矿区内的泉点均出露在该岩组中。泉水流量0.221～5.100L/s，富水性中等。受采煤所形成导水裂隙带的影响，该岩组中所含裂隙水会成为未来矿井的主要充水水源。正大煤矿泉点及矿井调查统计表室内编号出露地层流量〔l/s〕调查时间年月日坐标备注XYHQ1T3h30.4542811130355515281384Q2T3h30.2212811090355516061362Q3T3h30.3252810819355515741290Q4T3h33.4002810764355514741295Q5T3h30.2602810466355513801273Q6T3h30.2212810776355517881284Q7T3h32.5522811012355506841398Q8T3h35.1002810874355516061298Q9T3h30.2212811614355509841523Q10T3h30.3492811966355505041595④火把冲组第二段〔T3h2〕碎屑岩含水岩组分布在矿区以外的北东，岩性主要为粘土岩、石英砂岩及细—粉砂岩组成不等厚互层，含煤层〔线〕，无可采煤层，为可采煤层的下伏地层。未见底，出露厚度大于200m。该层所含风化裂隙水，富水性弱，不会成为未来K3煤层开采矿井底板充水水源。矿区为一单斜构造，地貌上表现为北高南低。矿区地表水系主要为溪沟。东部发育有龙里溪沟，南西部发育有两条小溪沟。各溪沟水主要由北向南径流，汇入矿区南部之外的田坝河。据调查，各溪沟水具间歇性，洪枯流量变化大。矿区采矿标高1500——800米，矿区最低侵蚀基准面为1110米，煤层上覆、下伏地层均以砂岩为主夹泥岩及煤线，透水性较强，大气降雨经溪谷入溪沟排泄。矿山采用平硐开拓方式，走向长壁式采矿方法。生产巷道及老硐调查，顶板未见滴水，底板也无突水情况，矿井正常涌水量0.091L/s，矿区断裂水不发育，综上所述，其水文地质条件属Ⅱ类Ⅰ型，即水文地质条件为中等裂隙充水矿床，但今后开采中要注意：A、在大暴雨季节，防止暴雨进入生产巷道，B、预防采空区积水的突然涌水。地下水补给、径流、排泄条件：矿区地下水的补给来源是大气降水。矿区内出露地层主要为三叠系上统火把冲组〔T3h〕、二桥组〔T3e〕〕的一套碎屑岩，地下水赋存于碎屑岩裂隙中。由于风化带发育不深，且随地形的起伏而变化，因此矿区地下水体没有统一的地下水面而被地形切割成许多小单元。矿区的每一个小冲沟都是一个补、径、排完整的水文地质单元，其地表分水岭就是水文地质边界，地下水在冲沟中就近补给就近排泄。另一部份通过残坡积层孔隙、碎屑岩裂隙补给矿区地下水且顺岩层走向径流，在最低侵蚀基准面溢出或在地势相对较低的地方以泉点的方式溢出。经对区内小煤矿、老硐调查，除在近地表风化裂隙发育带见浸〔滴〕水现象外，矿井内均比拟枯燥，未发现其它形式的涌水现象,另外，矿区沿煤层露头线老硐较多，在今后的矿山设计及煤层开采过程中应加以重视，防止老硐积水对矿井生产平安的影响。综上，矿床与田坝沟河等地表水体无水力联系。未来矿井的充水水源仅来自煤系上覆地层火把冲组第三段中的碎屑岩裂隙水，底板无充水水源。故矿区水文地质勘查类型为水文地质条件中等的顶板直接充水的裂隙充水矿床。6、矿井充水因素矿床充水主要取决于以下因素：充水水源、充水通道和充水方式。〔1〕充水水源：①大气降水：是主要的充水水源。含煤地层裸露，直接接受大气降水补给，其充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系。②地表水：区内冲沟较发育，切割较深。有些冲沟〔特别以大冲沟〕常年有水，枯季流量较小，雨季暴涨。因此，在上述地表水体下采煤应注意地表水溃入。③老窑水：区内老窑和小煤矿分布广泛，大局部被关闭。随着开采标高的逐渐降低和采空区的不断扩大，雨季地下水涌出量在不断加大，老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷，致使地表水及降雨由裂隙渗入老窑蓄积。因此，在开采过程中要重视采空区和老窑的积水情况，防止透水及老窑水涌入事故的发生。④第四系空隙水：岩石破碎，透水性较强，特别在雨季含水量猛增。⑤矿井直接充水含水层：含煤地层与隔水段呈间互状，虽富水性弱，但具一定的承压性，应做好排水准备。〔2〕充水通道：①天然节理裂隙岩石中节理发育，计有北东、北西及近南北向三组，一般走向延伸数十米至几十米。②人为采矿冒落裂隙火把冲组第三段〔T3h3〕碎屑岩含水岩组。岩性主由厚层至块状石英砂岩、细砂岩、粘土岩及煤层组成，为矿区的煤系地层，总厚240m左右。矿区内的泉点均出露在该岩组中，见表1—3—2。泉水流量0.221～5.100L/s，富水性中等。受采煤所形成导水裂隙带的影响，该岩组中所含裂隙水会成为未来矿井的主要充水水源。③原小煤矿采空区矿区内原小煤矿废弃采面或巷道会成为采空区积水，当开采煤层至采空区时，巷道勾通采空区会成为充水充道。〔3〕充水方式矿区地下水的补给来源是大气降水。矿区内出露地层主要为三叠系上统火把冲组〔T3h〕、二桥组〔T3e〕〕的一套碎屑岩，地下水赋存于碎屑岩裂隙中。由于风化带发育不深，且随地形的起伏而变化，因此矿区地下水体没有统一的地下水面而被地形切割成许多小单元。矿区的每一个小冲沟都是一个补、径、排完整的水文地质单元，其地表分水岭就是水文地质边界，地下水在冲沟中就近补给就近排泄。另一部份通过残坡积层孔隙、碎屑岩裂隙补给矿区地下水且顺岩层走向径流，在最低侵蚀基准面溢出或在地势相对较低的地方以泉点的方式溢出。7、矿井水文地质条件分类根据地质报告。水文地质条件为中等类型。矿区内的采空区，对矿井的开采有很大的影响。为了防止在开采过程中产生透水事故。在生产过程中必须及时填绘采掘工程平面图，采空区和老巷必须做到心中有数，并留设足够的防水煤柱。在生产过程中必须做到“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采，有疑必停”，搞好探放水工作，做到防患于未然。8、矿井正常涌水量和矿井最大涌水量中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队编制的《贵州省贞丰县挽澜正大煤矿补勘报告》结合我矿整合前两个矿的实际涌水情况，根据历年实测矿井涌水量：矿井正常涌水量一般28m3/小时，最大涌水量一般在66m3/小时。为了更准确的估算涌水量，需在今后的工作中加强井下涌水量观测和记录，观察涌水量的变化情况，根据涌水量记录情况，进一步修改和预计矿井涌水量。建议矿井在今后的建设和生产中注意收集有关水文地质资料，对矿井的充水因素，补给条件、涌水量进行分析和测定，以便为矿井的生产提供指导，到达平安生产的目的。9、对水文地质工作建议1〕认真落实水害防治责任，矿长要承当起煤矿水害防治工作的第一责任人职责，总工程师〔技术负责人〕要承当起煤矿水害防治工作的技术责任。要加强煤矿防治水工作，配备水文地质技术人员，水文地质条件中等或水害隐患严重的煤矿企业，必须设立专门的煤矿防治水机构。煤矿企业要建立健全水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、水害防治技术管理制度等，不断促进矿井防治水工作制度化、标准化。要配备齐全的探放水设备和专业队伍。2〕建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。3〕受老空水威胁的矿井，要分析查明老窑的空间位置、积水量和水压，确定探水警戒线，并准确填绘在采掘工程平面图上，编制探放水措施，坚持先探后掘；探放水要由专业人员使用专用探放水钻机进行施工，保证探放水钻孔的超前距离，探放水钻孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，直到老空水放完为止；探放水时，要撤出探放水点位置以下受水害威胁区域的所有人员，发现有突水预兆时，必须立即撤出所有受威胁区域的人员，并采取有效措施，水患消除前方可继续施工。4〕建立完善水害应急救援预案煤矿要制订完善水害应急预案，建立健全抢险排水基地建设和运行机制，增置排水设备，定期对设备进行检修，保证设备完好，以提高抢险救灾能力和效果。要储藏足够的抢险物资和设备，确保抢险救灾时能够及时到位并发挥作用。煤矿企业发生透水后，要立即启动《矿井水害应急预案》，并按规定及时上报有关部门，积极开展救援工作。在掘进前必须采取天然电场选频物方法探水，设备选用ＪＫ系列天然电场选频仪。第二节矿井水文地质特点、水患类型及威胁程度分析、可能发生突水的地点和突水量预计。1、矿井水文地质特点我矿井是以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床。2、矿井水害类型我矿水文地质条件属中等类型，矿井水害类型主要有大气降水、原小煤矿采空区积水、地表水、第四系空隙水。3、突水水源与地下水导水通道1〕突水水源突水水源主要为小煤矿采空区积水。2〕地下水导水通道矿区地下水的补给来源是大气降水。矿区内出露地层主要为三叠系上统火把冲组〔T3h〕、二桥组〔T3e〕〕的一套碎屑岩，地下水赋存于碎屑岩裂隙中。由于风化带发育不深，且随地形的起伏而变化，因此矿区地下水体没有统一的地下水面而被地形切割成许多小单元。矿区的每一个小冲沟都是一个补、径、排完整的水文地质单元，其地表分水岭就是水文地质边界，地下水在冲沟中就近补给就近排泄。另一部份通过残坡积层孔隙、碎屑岩裂隙补给矿区地下水且顺。4、矿井水害威胁程度分析采空区、老窑积水情况不清，矿井受采空区、老窑积水威胁较大，存在采空区、老窑积水突水危险，必须采用超前钻孔探放水等防范措施，预防老窑突水。表7－1－1水患威胁程度表水患类型特征威胁程度备注小窑积水采空区积水浅部小窑和原系统形成的采空区客观存在主要水患有突水淹井危险火把冲组第三段〔T3h3〕碎屑岩含水岩组为煤矿床开采的直接充水层主要水患渗入矿坑而造成涌水量增大地表水沿构造裂隙或岩层裂隙、采矿产生的导水裂隙带进入矿井。次要水患渗入矿坑而造成涌水量增大裂隙水裂隙和节理，并有裂隙水出现。水患威胁不大增加矿井涌水量5、可能发生突水的地点和突水量预计〔1〕可能发生突水的地点我矿可能发生突水的地点为：各煤层浅部接近的老窑附近。〔2〕突水量预计地表有老窑开采迹象，由于老窑均为乱采乱挖，没有图纸资料可查，加上关闭时间已长老窑井口垮塌封闭，难以取得煤矿系统资料，难以进行突水量预计。中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队编制的《贵州省贞丰县挽澜正大煤矿补勘报告》提交的图纸未圈出老窑开采范围，因此，矿井必须补作该方面的工作，切实掌握老窑开采范围，我矿必须立即弄清老窑积水情况，并标绘在矿井井上下对照图和采掘工程平面图上。6、矿井水文平安条件评价1、我矿井无水库等地表水体，主平硐、副斜井和回风斜井不穿过强含水层，不受高承压水影响，水平运输大巷、二采区运输上山等主要巷道布置在K4煤层中，不受高承压水影响。2、中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队编制的《贵州省贞丰县挽澜正大煤矿补勘报告》中只提供了简单的水文地质资料，建议我矿及时收集矿井水文地质资料，给矿井防治水管理提供科学的管理依据。3.对水文地质根底资料来源及可靠性评价中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队编制的《贵州省贞丰县挽澜正大煤矿补勘报告》，对区域水文地质情况、地层的富水性、矿井的充水进行了初步分析，对矿井的生产有一定的指导作用。4.水文勘探程度及存在问题〔1〕中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队编制的《贵州省贞丰县挽澜正大煤矿补勘报告》未对井田范围内的小窑积水情况充分的调查，故建议我矿井在采掘之前，对全矿区小窑进行全面的调查，对其分布范围、老窑的积水性及积水量做出调查及预测并标注在矿井采掘平面图及井上下对照图上，以指导矿井实际防水工作。〔2〕设计水文地质条件主要依据地质报告，我矿井未做矿井《水文地质勘查报告》，建议业主尽快请有资质的单位到矿进行水文地质调查，并提报相应的《水文地质调查报告》及资料报相关部门审批，以便采取有针对性防治水措施。第六章矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价通过对含水层性质、厚度、富水性、水位、地下水补给、径流和排泄条件，断裂构造导、富水性，以及涌、突水情况等分析研究，按《矿井防治水规定》第十一条，矿井水文地质类型划分标准，对矿井开采受水害影响程度及防治水工作难易程度评价如下。第一节矿井开采受水害影响程度矿井充水因素既决定于水文地质条件，又决定于开拓方式。充水强度受充水水源和通道的影响。一、大气降水对矿井充水的影响矿井内火把冲组裸露或浅埋，主采煤层普遍埋藏较浅，风氧化带沿倾向深度普遍达50米左右，补给面积较大，植被发育较差。尽管岩层富水性弱，由于大气降水的直接补给，可沿节理、裂隙等渗入矿井。当矿井煤层开采后，易对顶部岩层造成破坏，产生“冒落”，增大地表水对矿井的渗入。二、地表水对矿井充水的影响无大的地表水体，主要为为矿区南部的田坝沟河及井田内溪沟水。田坝沟河为矿区侵蚀基准面，流量一般为16L/S，在自然状态下对矿床充水影响小,但在开采条件下可通过塌陷裂隙渗入矿坑而成为充水水源,对中下部煤层的开采构成威胁。三、老窑积水对矿井充水影响区内沿煤层露头线一带分布着大小不一、开采深度或深或浅的老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、局部地表水进入矿井的通道。老窑多沿主采煤层露头开采，开采深度50～100余米不等。沿倾向开挖，老窑长期废弃且积水，大气降水是老窑积水的主要水源，也是矿井充水的主要因素。估算矿区矿井老窑采空区积水约26.3069×104立方米；当矿井巷道或采空区与之连通时即溃入矿井，容易造成突水灾害。老窑积水对矿井开采影响较大。四、含水段对矿井充水的影响当井筒和巷道揭露含水层时，便成为矿井充水水源。火把组岩性为石英砂岩、细—粉砂岩、粘土岩及煤层〔线〕等裂隙水为直接充水含水段，富水性中等。据勘探资料，单位涌水量小于0.0084—0.2951/s.m。且各小分层之间水力联系差，对矿井的充水影响较小。但在开采下部煤层时，应预防突水事故。五、断层对矿井充水的影响区内断层不发育，仅为F1一条断层，位于矿区南部。走向北西，倾向南西，倾角60—70度，断层南东端延伸出图，北西为断层的尖灭端，区内走向长2000m左右。据两盘地层分析，为正断层，地层断距50m左右。由于F1断层分布在矿区之外，且倾向南西，未破坏矿区内的煤系地层其构造破碎带不可能成为未来矿井的充水通道。因此，未来矿井的充水不受构造破碎带的影响。六、采空区积水对矿井充水的影响区内浅部已形成大量的采空区，区内有大量的积水，对矿井形成充水或突水，采空区积水对矿井开采影响程度较大。总之，大气降水是我矿床充水的主要原因对地下水具有一定的补充作用，浅部岩层渗透性好，含水性弱。地表水与地下水之间有可能发生联系，容易引起矿床充水。在采掘的过程中，要注意发生突水现象，应该引起高度重视，特别是在靠近老窑采空区时，一定要加强探防水工作，确保平安生产。第二节防治水工作难易程度通过建设期间的经验摸索，正大矿已经形成一套完整的水害综合防治体系，针对矿井水害类型及相关特性，分别制定出相应的治理措施。同时成立了专门的防治水队伍，完善了水害预警机制，防治水工作简单，易于进行。第七章矿井水文地质类型划分及对防治水工作的建议第一节矿井水文地质类型划分依据《煤矿防治水规定》第十一条，以矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，将矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂与极复杂等4类，见表6-1。表6-1矿井水文地质类型表类别分类依据简单中等复杂极复杂受采掘破坏或影响的含水层含水层性质及补给条件受采掘破坏或影响的孔裂隙、溶隙含水层补给条件差，补给水源少或极少。受采掘破或影响的孔裂隙、溶隙含水层补给条件一般，有一定的补给水源。受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水、其补给条件好，补给水源充分。受采掘破坏或