骆子洞煤矿水文地质报告

1、贵州省平坝县乐平乡骆子洞煤矿 水文地质报告水文地质报告 广西中桂能地质工程公司 二一一年五月 1 项目名称：贵州省平坝县乐平乡骆子洞煤矿水文地质报告 编制单位：广西中煤桂能地质工程公司 主 任：卢杰 总工程师：农衡才 编 写：徐泽南 李业云 制 图：卢 杰 审 核：蒙子德 报告提交单位：平坝县乐平乡骆子洞煤矿 报告编制时间：二一一年五月 附附图图目目录录 图 号 顺序号 图 名 比例尺 1 1 水文地质图、 1：5000 2 2 地层综合柱状图 1：500 3 3 aa剖面图 1：2000 附件附件 1委托书 2采矿许可证副本 目 录 第一章 概 述.1 第一节 目的和任务.1 第二节 位置和

2、交通.2 第三节 自然地理.3 第四节 以往地质及水文地质工作.5 第五节 矿井及老窑.5 第二章 工作量及质量评述.7 第一节 地表水文地质调查及质量评述.7 第二节 井下水文地质调查及质量评述.8 第三章 矿区水文地质特征.0 第一节 地形地貌及地表水.9 第二节 岩层的含水性特性 9 第三节 矿井水文地质特征.10 第四节 矿井充水因素分析.17 第五节 矿井涌水量实测.19 第六节 矿区供水.22 第五章 工程地质及环境地质条件.24 第一节 矿区工程地质.24 第二节 矿区环境地质.26 第六章 结 论.29 第一节 工作成果.29 第二节 矿井水防治.29 0 第一章第一章 概概

3、述述 第一节第一节 目的和任务目的和任务 为贯彻落实“安全第一，预防为主”的安全生产方针，有效的 预防和减少矿井水害事故，按照贵州省煤矿管理部门对小煤矿监督 管理的相关文件要求，受平坝县乐平乡骆子洞煤矿的委托，贵州煤 矿地质工程咨询与地质环境监测中心于 2010 年 8 月承接了该矿井的 水文地质调查工作，并编制了贵州省平坝县乐平乡骆子洞煤矿矿 井水文地质调查报告 ，为该矿在生产过程中防止水害提供水文地质 依据。 此次工作的主要目的、任务有： 1、收集矿井水文地质资料； 2、调查矿井地表水文地质条件； 3、调查了解老窑采空区积水情况； 4、调查了解矿井内水文地质情况。 在全面系统地收集、整理该

4、矿现有的水文地质成果的基础上编 制本报告。本次工作编制图件 3 张，文字报告 1 本。 1 第二节第二节 位置和交通位置和交通 一、矿区位置、范围 骆子洞煤矿位于平坝县西部乐平乡架布片区高坡村。矿区东南 与永发煤矿、双林煤矿、盘龙树煤矿相邻，南面与下院煤矿相接， 西面与西秀区煤矿相邻。矿区属乐平乡所辖。地理坐标：东经 10604211060458，北纬 26243526 2526。该矿东距平坝县直距约 20km，南西至安顺直距约 24km，贵黄公路距矿区里程约 20km，交通方便（见交通示意图） 。 扩能扩界后的矿区近似矩形，东西宽约 0.99km，南北长约 1.181.57km，矿区范围由

5、6 个拐点圈定，各拐点坐标为 拐点号xy 1292430035607020 2292430035607948 3292408435608010 4292310835608010 5292311935607680 6292273335607020 矿区面积：1.292km2，开采标高：14101100m。 矿井到乐平乡为四级泥质碎石路面，距离 10 km，乐平到贵（阳） 黄（果树）公路有 8.0km 三级公路相连。矿井距贵昆铁路天龙站 2 14.0km，距新平坝站 27.0km，煤炭外运十分方便，见交通位置图（图 1- 2-1） 。 二、交通 矿区内交通以公路为主，平坝县至织金县县道从矿区南部经

6、过， 往北东可达平坝县城；向南西可达织金县城，交通较方便。见交通 位置图。 第三节第三节 自然地理自然地理 一、地形地貌 平坝县骆子洞煤矿矿 藏分布矿藏分布矿 3 骆子洞煤矿地形为低中山溶蚀侵蚀地貌，海拔高度 1237.41592.6m，相对高差 70.0355.2m，地形在矿区北部和南 部斜坡地带较陡，坡度 1550，局部大于 60，形成陡崖。中东 部和西南部地带较缓，坡度 215，形成缓坡。 二、气象 矿区属亚热带季风湿润气候，气候温和，雨量充沛，雨热同季， 冬无严寒，夏无酷暑。年均气温 14.1，最热月 7 月为 22.4，最 冷月 1 月为 3.9，极端最高气温 34.1，极端最低气温

7、-10.7， 十二月至次年二月有间断冰冻，年无霜期 274 天，作物生长季节长。 年降雨量在 724.41513.1mm，年均降水量 1235.7mm，最多年降水 量 1513.1mm，最少年降水量在 720.1mm。其中五月至九月雨量充沛， 占年降雨量的 80%，在多雨、阴雨季节，山间常大雾弥漫，并伴随 雾雨。一般相对湿度 7090%。春夏季多东南风，秋冬季多西北风。 矿区水系属长江水系乌江上源撕拉河河南岸流域，矿区中部发 育一条小溪，流向为由北东向南西动移和矿区外围东面由南东向北 西动移的小溪，并流入约 1.5 公里引子渡水库（水位线标高 1200m） ， 流量随季节性降雨变化而变化。除此

8、而外，区内无其它地表水系。 区内居民以汉族及回族为主，主要从事农业生产，劳动力资源 丰富。农作物有水稻、玉米、薯类、油菜、烤烟等。国家电网（农 网）通过矿区，电力充足，移动通讯网络覆盖全区，通讯方便，矿 山外部建设条件优越。 三、地震 4 根据地震动参数区划图 （gb183062001） ，矿区地震动峰值 加速度为 0.05g。本区及邻近区域近年来未发现有强震活动，矿区 属无震害区，区域稳定性良好。 第四节第四节 以往地质及水文地质工作以往地质及水文地质工作 一、该区域内开展地质工作较早，二十世纪五十年代中期，煤 勘 113 队在清镇至安顺之间的煤田曾作过 1/10 万的概查找煤工作， 于 1

9、958 年提交贵州省清镇安顺间煤田地质概查报告书 。 19721974 年贵州省地矿局一一五地质大队对乐平井田作过勘 探工作，并于 1974 年提交平坝煤田乐平井田高田水坝头矿段普查 评价报告 。 八十年代中后期贵州省地矿局一 0 八地质大队开展过包含本矿 区在内的 1/5 万乐平幅区域地质矿产地质调查。 二、骆子洞煤矿于 2000 年 8 月由贵州省煤矿设计研究院作了地 质简测工作，并编制有平坝县骆子洞煤矿地质简测报告 。 第五节 矿井及老窑 一、矿区外围边缘生产矿井及老窑 矿区南部外围边缘，曾有小型民窑对矿山外围煤层进行过开采， 主要开采 m8、m9 煤层和少量开采 m7 煤层，生产的煤炭

10、主要供安顺 电厂和当地居民生活用煤。经调查访问，老窑多为平硐即沿煤层露 头走向开采。少数沿煤层倾向掘进，斜井开采，长度一般 3050 米。 局部用厢木支护，顶板较稳固。煤层顶底板出水，流量 0.010.05/s 之间，雨季增大。多数坑道无水或顶板偶尔滴水，少 数坑道内有极少量积水。近两年，由于国家整顿煤炭开采秩序，封 5 闭非法小煤窑，区内非法小煤窑煤炭生产均已停止。东侧邻区现有 永发、南有安发、西有下院煤矿在生产，开采煤层为 m8、m9 煤层。 二、区内生产矿井 本矿是于 2007 年由原骆子洞煤矿扩界而成，属私营独资企业。 扩界后该煤矿拟技改扩能，将生产规模扩大至 21 万吨/年。骆子洞

11、煤矿始建于 1996 年，次年投产。原生产能力 3 万吨/年，经技改后 生产能力达到 6 万吨/年，总投资 100 万元，原开采 m8 煤层，现开 采 m9 煤层。2001 年 10 月由六盘水地方煤矿设计研究所设计巷道式 采煤，资源回收率低，浪费严重，至 2003 年已改用走向长壁后退式 开采。 该矿的开采方案为采用斜井及平硐开拓，平巷采掘区段下行式 开采方案。开采 m8、m9 煤层，放炮落煤，机械提升和通风。 采煤方法采用走向长壁后退式采煤法。 提升运输：工作面的煤经刮板运输机转载机煤仓皮带机 运输地面。 通风系统：采用中央并列式全负压通风系统。新鲜风流由斜井 运输上山（运输下山）运输顺槽

12、工作面回风顺槽回风上 山， （回风下山）风井引风道、主扇风机抽出地面。 排水系统：在较低水平设一临时水仓，工作面及各巷道的水经 巷道排水沟进入临时水仓，用 37kw 水泵排至地面。 该矿原煤主要销往安顺电厂，部分作为民用。 现矿井正常生产时涌水量为 8m3/h，最大涌水量 12m3/h，水文地 6 质条件复杂程度中等。煤层顶板为灰、深灰色厚层状凝灰质粉砂岩 及细砂岩，总体较稳定。直接底板为灰、灰黑色薄至中厚层粉砂质 粘土岩、泥岩及粉砂岩，底板底鼓作用不明显。矿井为低瓦斯矿， 未发生过瓦斯事故。矿井煤层无自燃倾向性。井下无地温异常现象， 属地温正常矿井。 第二章第二章 工作量及质量评述工作量及质

13、量评述 骆子洞煤矿矿井水文地质调查工作分为地表和矿井两部分，现 就完成的工作量及工作质量评述如下： 第一节第一节 地表水文地质调查及质量评述地表水文地质调查及质量评述 一、工作方法 以追索法为主辅以穿越法进行，并收集以往资料。对矿井矿床 充水有较大影响的水点采用手持 gps 定点并观测了流量，重点描述 了出水位置、岩性、地下水成因类型、补给途径、排泄形式与大气 降水的关系等。 二、工作量 本次调查范围东起来考坝至背儿坡，西至架布一带，南至莲花 塘塘，北至焦家寨一带。共调查面积 1.55km2，观察路线 13.75 km。范围内共调查各类水文地质点 7 个，其中泉水点 3 个，老窑 4 个。各泉

14、水点及老窑特征见附表 1。 三、水文地质调查内容 调查的内容包括矿井范围内的老窑采空区积水情况，含水层、 7 隔水层的层位、岩性、厚度，隔水层的隔水性能等；井、泉、河流、 溪沟的数量、水量、水质及分布规律；地表水与地下水的补给、迳 流、排泄条件及岩溶发育类型、特征等。矿井围岩的岩体结构面、 可采煤层顶底板的稳定性、软弱夹层的危害性、地面塌陷及裂缝等。 泉水点、老窑均用手持 gps 配合 1：5000 地形图进行定点，能 满足此次工作要求。各泉水点流量进行实测；根据老窑访问，绘制 巷道长度及方向，但部分老窑因年代久远，调查的水文地质资料与 实际情况可能存在偏差。 第二节第二节 井下水文地质调查及

15、质量评述井下水文地质调查及质量评述 调查内容有：矿井开拓方式、巷道长度、顶底板岩性、伪顶情 况、可采煤层厚度。含水岩层的充水途径、水仓容积、矿井涌水量、 出水位置、出水形式、充水水源性质、排水情况以及建矿以来有无 发生过突水、突泥、突沙、坍塌、底鼓等水灾事故和人员伤亡情况 等。 本次工作达到了煤矿水文地质调查的目的，精度符合水文地质 调查的有关规程要求，资料详实，质量可靠。区内老窑停采时间长， 巷道已坍塌，井下出水情况为访问资料。今后在煤矿的生产过程中， 应加强矿井水文地质监测和对煤矿的日常维护。 第三章第三章 矿区水文地质特征矿区水文地质特征 第一节第一节 地形地貌及地表水地形地貌及地表水

16、8 区域大地构造单元位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂 构造变形区。属构造侵蚀中山中高山地貌。地形由南东向北西倾 斜，山脉呈北东南西向展布，总的地势是南高北低，东高西低,区 域的地表水系属长江水系乌江上源撕拉河南岸流域，区域内沟谷发 育，有利地表水、地下水的排泄。 区域地形地貌、地表水、地下水受构造和地层岩性的影响。p2m 地层，为厚层状灰岩，地面标高最低，发育较多的岩溶消水洞。t1d 地层由砂岩、泥岩、泥灰岩组成，由于其抗风化能力强而形成环形 山脉，标高在 1600 至 2030m，是地表水的分水岭，也是地下水的分 水岭。p3 由玄武岩组成，区域厚度在200m，是一个区域隔水层， 基本可

17、以隔断其下面的 p2m 岩溶含水层和其上面的 p3l、t1d 裂隙、 孔隙的水力联系。两个含水层地下水的流向可以是相同的，也可以 是不同的，在主体上构成两个不同的水文地质单元。 由大冶组地层构成的分水岭界线是一个完整的水文地质单元边 界。边界内的 p3l、t1d 地层出露区是地下水的补给区，区内的冲沟、 河流是地下水的排泄区，多以泉水集中排泄，经河流汇入 p2m 地层 的岩溶消水洞形成暗河，通过暗河汇到乌江或乌江支流内。地下水 的排泄基准面标高应小于消水洞入口的标高。 第二节第二节 岩层的含水特性岩层的含水特性 按含水空间特点及其富水性可分为三个含水层（组）： （一）散岩类孔隙含水（组） 为坡

18、积、残积物和冲积物，由褐、灰褐杂色砾砂和亚砂土组成， 9 较松散；分布于山间洼地、缓坡、村庄及现代河谷两旁，分布范围 有限，实际水文地质意义较小。 （二）碎屑岩类或碎屑岩碳酸盐岩相间弱裂隙含水层（组） 此岩组岩性主要由碎屑岩及碳酸盐岩组成，地下水赋存于含水 层裂隙中，其富水性的强弱取决于岩层裂隙发育程度及胶结情况， 一般富水性较弱，局部可达中等。主要下三叠统大冶组(t1d)、上二 叠统长兴组(p3c)及龙潭组(p3l)，泉水流量 0.01510.65l/s。对煤 矿床充水有直接或间接影响。 （三）火成岩类裂隙含水层（组） 二叠系玄武岩组（p3）由灰绿色玄武岩，拉斑玄武岩、暗绿 色火山角砾岩及凝

19、灰岩，上部夹中厚层状灰岩及含灰岩团块，发育 有柱状节理，浅部风化裂隙带富水性较强、深部相对较弱。该层 （组）离主采煤层较远，对矿床无直接充水影响。 第三节第三节 矿井水文地质特征矿井水文地质特征 （一）地形地貌、气象 矿区位于贵州高原岩溶山区，乌江水系一类支流撕拉河南东岸 坡，地形由南东向北西倾斜，属长江流域乌江水系。矿区地貌为低 中山溶蚀侵蚀地貌，海拔高度 1237.41592.6m，相对高差 70.0355.2m， 。最低点位于矿区外围的北东面，海拔 1200.0m；最 高点位于高坡，海拔 1592.6m。总体地势为南东部高，西边低，尤 其是北东面，由于河流的切割形成深谷。煤层平均露头标高

20、 1400m。 10 区内属亚热带季风湿润气候，气候温和，雨量充沛，雨热同季， 冬无严寒，夏无酷暑。年均气温 14.1，最热月 7 月为 22.4，最 冷月 1 月为 3.9，极端最高气温 34.1，极端最低气温-10.7， 十二月至次年二月有间断冰冻，年无霜期 274 天，作物生长季节长。 年降雨量在 724.41513.1mm，年均降水量 1235.7mm，最多年降水 量 1513.1mm，最少年降水量在 720.1mm。其中五月至九月雨量充沛， 占年降雨量的 80%，在多雨、阴雨季节，山间常大雾弥漫，并伴随 雾雨。一般相对湿度 7090%。春夏季多东南风，秋冬季多西北风。 （二）地表水系

21、特征及对矿床充水的影响 矿区的地表水系矿区水系属长江水系乌江上源撕拉河南岸流域， 矿区中北部发育一条小溪，流向为由北东向南西动移和矿区外围北 面由南东向北西动移的小溪。小溪条受季节性影响，区内最大的小 溪长约 5km，流域面积约 13.5km2，调查流量为 11l/s。泉点较少， 溪流及泉水流量受季节性影响明显，山洪爆发时，流量较大，旱季 流量较少。除此而外，区内无其它地表水系。 上述溪沟地处长兴组或煤系地层段，f1正断层以北矿区未来大 面积回采通过塌陷裂隙极可能形成对矿坑充水，建议矿山开采时应 引起注意加以防范。 （三）地层的含、隔水层 矿区内地层由老至新有：上二叠统峨眉山玄武岩组（p3）

22、、龙 潭组（p3l） 、长兴组（p3c） 、下三叠统大冶组（t1d）及第四系（q） 。 根据含水层岩性、岩石结构和岩石的水理性质及地下水的赋存条件， 11 将区内地下水分为碳酸盐岩岩溶裂隙水、基岩裂隙水和松散岩类孔 隙水三种类型。含水岩组富水性评价以含水岩组枯季地下水径流模 数为主要判别指标，并参考常见泉水点流量综合确定。 矿区内各岩组含水特征由新到老叙述如下： 1、第四系（q）松散孔隙含水层 主要由坡积、残积及少量冲积物组成，厚 015m。多分布于山 间坡脚，冲沟及沟溪两侧，面积小，厚度变化大，地下水以潜水形 式赋存，季节动态变化大、雨季有少量泉点出露，旱季干枯，其水 文地质意义不大。 2、

23、三叠系下统大冶组三段（t1d3）岩溶裂隙含水层 分布在矿区南中部。区内厚度大于 30m。为厚层状灰岩、白云 质灰岩。地表岩溶发育，含岩溶裂隙水及溶洞水。 据区域水文资料， 枯季泉水流量为 1.5l/s，雨季流量约 18 l/s，径流途径短，受降雨 影响大，枯季地下水径流模数 3.4l/s.km2。富水性较强，为强含水 层。含水层远离矿体对矿床充水影响不大。 3、三叠系大冶组二段（t1 d 2）岩溶裂隙含水层 覆盖矿区大部分地区。一般厚 90m。薄至中厚层状灰岩。岩层 含水的不均一。含水层接受大气降水补给后，地下水通过岩溶裂隙、 溶洞集中运移，含水性能好，富水条件差。据区域水文资料，枯季 泉水流

24、量为 1.0l/s，雨季流量约 15 l/s，径流途径短，受降雨影响 大，枯季几乎干枯，流量变化大，枯季地下水径流模数 2.5l/s.km2。富水性较强，为强含水层。 4、三叠系大冶组一段（t1 d 1）相对含隔水层 12 分布在矿区西部。一般厚 28.7m。薄层粘土岩、钙质页岩，顶 部偶夹薄层泥灰岩。该含水岩组裂隙发育差，连通性差，富水条件 差，含少量基岩裂隙水，区域上起隔水层作用。据区域水文资料， 泉水出露少，枯季流量 0.5l/s，枯季地下水径流模数为 1.25l/s.km2。隔水层。 5、二叠系上统大隆组（p3d）相对隔水层 分布在矿区的北东部边缘。厚 2.05.0m。薄层硅质岩夹蒙脱

25、 石粘土岩。具隔水性，为隔水层。 6、二叠系上统长兴（p3c）岩溶裂隙含水层 分布在矿区的北东部边缘。厚 30.055.0m。为厚层状灰岩、 燧石团块灰岩。该岩组在地貌上分布于斜坡中上部地带，岩溶裂隙 发育。大气降水通过岩溶裂隙补给含水层，并通过岩溶裂隙、溶洞 汇集、径流和排泄，含较丰富的岩溶裂隙水。据邻区水文资料，枯 季流量 0.60.7l/s，枯季地下水径流模数为 3.88l/s.km2。富水性 较强，为强含水层。对矿床形成直接充水关系。 7、二叠系龙潭组（p3l）层状裂隙含水层 矿区南部及外围大面积祼露地表，f1断层北部大面积埋藏于深 部，埋深 0650 余米。厚 250286m。主要为

26、薄层粉砂岩、薄至中 厚层燧石灰岩夹灰岩、粘土岩、细砂岩及煤层。粉砂岩、细砂岩及 燧石灰岩、灰岩，含层间裂隙水及岩溶裂隙水，粘土岩、煤层为相 对隔水段。共调查泉水点 4 个，流量均很小，动态较稳定，受降雨 影响不大。流量稍大的为背儿坡 q2号泉，枯委流量 0.45l/s，来源 于燧石灰岩夹层地下水补给。地下水枯季径流模数约 0.8l/s.km2。 13 该含水层总体富水性较弱，对矿床形成直接充水关系但因富水性极 弱影响不大. 8、二叠系峨眉山玄武岩组（p3）层状裂隙含水层 区内无露头，深埋地下。柱状节理发育，含层状裂隙水。富水 性弱，是矿床下伏的相对隔水层。 （四）断层带富水性、导水性及对矿床充

27、水的影响 矿区发育 f1正断层和 f2逆断层。断层的导水性和富水性，与断 层力学性质密切相关，一般张性断层易导水，而压性或压扭性断层 富水性和导水性相对较差，同时断层上下盘岩性富水性和断层破碎 带及其胶结程度，也决定断层导水性的重要条件。本次勘查未作专 门断层富水性、导水性试验，根据断层性质、上下盘对应岩性、破 碎带等作定性分析。现就矿区内与矿床充水有关的断层分述如下： 1f1正断层：位于矿区的中部，长度大于 2km。断距 350500m。倾角 45 度。破碎带宽 2.606.40m，由角砾岩组成， 角砾成份主要为灰岩，角砾岩呈次棱角状、棱角状，大小不等，一 般 355mm，含量 6080%。

28、胶结物以钙质为主，含泥质、铁质，胶 结紧密。富水性中等，且对矿床充水有一定的影响。 2f2逆断层：位于矿区北部边缘，贯穿矿区，长度大于 2.0km。地层断距 50100m。 ，倾角 75 度。破碎带宽 1.63.3m，主 要由角砾岩组成，角砾成份主要为泥晶灰岩，成棱角状至次棱角状， 大小不等，一般 1665mm，最大达 200mm，杂乱无规则。胶结物以 钙质为主，含少量泥质、铁质，胶结物中有较多粗细不一，无规则 的方解石脉，胶结紧密，局部有岩溶现象。 14 富水性较强，推测为导水断层，对矿床充水有一定的影响 （一）地下水的补给条件 大气降水是本区地下水的主要补给来源。矿区多年平均降雨量 123

29、5.7mm，有效降雨时间长，岩石风化强烈，土层疏松，断裂构造 发育致使岩石裂隙密集，碳酸盐岩多分布于山岭地带，利于地表水 入渗补给。不利的是区内地形切割深，斜坡坡度陡，碳酸盐岩层分 布少，对地表水入渗补给造成一定影响。 天然条件下，区内地下水位多高于河溪水位，为地下水补给地 表水。 （二）地下水的径流条件 岩溶裂隙水主要以岩溶裂隙、溶洞为主要储水空间和径流通道。 地下水运动迅速，交替强烈。 基岩裂隙水则主要以构造裂隙、风化裂隙为储水空间和径流通 道。径流量小，运动速度缓慢。 地下水的径流速度与地形、构造条件密切相关，在其流向上， 水力坡度由陡变缓，运移速度也相应由迅速变为缓慢。 在接受大气降水

30、补给后，碳酸盐岩岩溶裂隙水含水岩组被断层 切割部位的地下水可沿断层与其它含水岩组发生水力联系。特别是 三叠系下统大冶组第二段灰岩岩溶裂隙水含水岩组与二叠系上统龙 潭组基岩裂隙水含水岩组以断层接触部位，岩溶裂隙水可以补给基 岩裂隙水，或沿断层破碎带径流。其它各含水岩组地下水多不发生 水力联系，各自由分水岭顺构造线方向向地势低洼地带径流。 （三）地下水的排泄条件 15 区内各含水岩组受地形切割和断层错动破坏，岩组呈多个孤立 块段，地下水流程短，天然状态下的排泄大部分是就近于地势相对 低洼地带以下降泉形式出露。引子渡水库为区域侵蚀面，区内地下 水最终排入引子渡水库。 矿区北侧的乌江一级支流撕拉河为区

31、域内最大且侵蚀最深的河 流，河面标高 1025m，为区内的最低侵蚀基准面，主采煤层主要产 于当地最低侵蚀基准面之上。区内地下水主要赋存于碳酸盐岩岩层 的岩溶裂隙、溶洞中，主要为潜水，局部受断层和顶底板隔水岩组 控制，在地势低洼地带可形成承压水。区内地下水的埋藏深度与地 理位置关系较大，在补给区，地下水埋深大，地下水位10m，在沟 谷部位，埋深浅，地下水位 02m。 为研究地下水和地表水动态特征，并为未来矿坑涌水量预测提 供依据，本次勘探对矿区内主要的地下水露头、矿坑涌水及地表溪 流布控了动态监测网，从 2007 年 6 月至 12 月开展了半个水文年的 动态监测工作，观测密度为 10 天一次，

32、较好的掌握了矿区地下水、 地表水的动态特征（见插表 6-1-1） 。 表 6-1-1 地下水地表水矿坑水动态特征表 水 点号 水 点性质 年平 均流量 l/s 最大 流量 l/s 最小 流量 l/s 不稳 定系数 q1地 下水 （井、 泉） 1.2161.9950.1510.077 q2地 下水 （井、 泉） 1.3252.2470.2620.12 q3地 下水 （井、 泉） 0.7841.3760.0670.049 16 水 点号 水 点性质 年平 均流量 l/s 最大 流量 l/s 最小 流量 l/s 不稳 定系数 大 山乌 1 号主井 地 下水 0.3651.0010.0350.035

33、大 山乌 3 号主井 地 下水 0.4531.0030.0620.062 监测结果表明，矿区地下水动态主要受大气降水所控制。泉水 流量的丰枯期与大气降水的丰枯期形态近似，时间上稍微滞后，属 气象型动态成因。从动态年变化的不稳定系数看，天然泉水点为 0.0490.12；矿井水点不稳定系数为 0.0350.062，均为变化极 大类型；地下水受大气降水影响，流量变化极大。 （五） 、水文地质类型 总的来讲，区内主采煤段中的泥岩、粉砂岩泥质和煤层本身属 相对隔水层；上覆地层中大冶组一段和龙潭组一段地层也属相对隔 水层，收集的生产矿井资料显示，矿坑充水主要为含煤地层本身的 地下水静储量的水渗入，涌水量较

34、小。含水层和地表水对矿床充水 影响也较小。但地表冲沟由于基本上沿着倾向横切了矿区所有地层， 自然状态下虽与煤矿床水力联系十分微弱，但随矿山向深部开采， 大面积回采可形成地面塌陷，地表水将沿裂隙带（塌陷部位）渗入 影响矿山开采。综上所述，矿区水文地质条件为弱裂隙充水的中等 类型。 第四节第四节 矿井充水因素分析矿井充水因素分析 17 （一）生产矿井及老窑水文地质情况 （1）矿床充水水源 由于矿井开拓的地层为富水性弱的碎屑岩层，采掘井巷位于局 部侵蚀基准面之上，矿坑充水的主要水源有大气降水，其次是老窑 积水，第四系孔隙水。当井巷位于当地侵蚀基准面之下时，则河流 也将成为矿床冲水水源。 据现阶段井巷

35、水情况调查，涌水量具明显的季节性变化规律， 雨季涌水量增大，而在枯水期涌水量减少，说明该矿为典型的以大 气降水为主要充水水源的矿床。 （2）矿床充水通道 矿区范围内断裂构造不发育，采空区出露地层为碎屑岩间夹薄 至中层状碳酸盐岩，岩溶洞隙不甚发育。顶板的裂隙带与矿区浅表 的风化裂隙带联系密切。另外；矿区老窑位于矿井浅部，与地表水 和大气降水联系密切。故矿区局部地段的采空区裂隙带和老窑井巷 是矿床充水的主要通道。 （3）矿床的水文地质类型及充水强度分析 煤系地层为弱含水层，强含水层对矿床充水影响小，矿床主要 充水含水层富水性弱。依照规范，矿床水文地质类型为以裂隙含水 层充水及顶板直接进水为主，因矿

36、区煤层大部分位于当地侵蚀基准 面以下，其水文地质条件属中等。 矿区井巷充水强度主要受补给条件控制，当井巷处于采空区裂 隙带时，地层渗透性增强，大气降水入渗补给条件良好，井巷涌水 18 量相对较大。当井巷处于采空区以外，而且上覆较厚第四系粘土， 亚粘土层时，当其开采疏干时，具初期涌水量稍大，而后显著减少 的特点，且季节变化相对较小 ，随疏干地下水位不断下降，可认为 是消耗充水层储存量。 现在矿山涌水量很小，雨季测得矿坑涌水量为 23 l/s。矿井最 低排泄面位于矿区东北角的副平硐口，海拔标高 1382.04m。矿区未 进行专门水文观测，缺乏系统的水文地质资料。 矿井涌水量预测方法采用非确定性统计

37、模型类比外推法。该 法是利用数理统计的方法，研究矿床疏干时反映地下水系统某些特 征的两个或两个以上变量之间的关系（如矿山涌水量与开采强度、 开采面积、开采量等的关系） ，从而建立一个变量与另一个或几个变 量之间关系的的数学表达方式，对某个变量的变化规律进行预测 类比外推计算，以达到预测矿坑涌水量的目的。 结合该矿已开采多年的实际情况，按收集调查到的生产矿井排 水资料，求得本矿区的矿井水文地质指标作为计算的依据。采用水 文地质比拟法中的富水系数比拟法进行类比计算。 富水系数是指一定时期内从矿井排出的总水量（q0）与同时期 内的开采矿量（p0）之比，以 kp表示。 kp= （4-1） 0 0 p

38、q 预测时，将生产矿井的 kp值乘同时期新矿井的设计开采量 p， 即得设计矿井的涌水量 q： q=kpp （4-2） 19 为排除生产条件的影响，采用采空面积（f0）富水系数 kp= （4-3） 0 0 f q 和采掘长度（l0）富水系数 kl= （4-4） 0 0 l q 的综合均值作为类比预测的比拟系数。 根据骆子洞煤矿提供的数据，该矿目前开采面积约为 1800m2， 巷道长约 850m，每日涌水量约为 200m3。 据式（4-3） ，q0=200m3/日，f0=1800m2，kp=200/1800=0.11 据式（4-4）q0=200m3/日，l0=850m，kl=200/850=0.2

39、3 则综合比拟系数 kp=（0.11+0.23）/2=0.17 技改后矿区开采能力为 21 万吨/年。 则通过技改后的矿井涌水量: q=kpp=0.17210000/365=97.8(m3/d)。 再根据矿区地下水动态特征，在讯期涌水量将增 35 倍，则矿 井最大涌水量 qmax=97.85=489(m3/d)。 （二）矿坑充水因素分析 根据矿区岩石结构和水文地质特征，矿井充水因素有地表水、 顶板裂隙水、老窑积水、大气降水和构造裂隙水，主要为顶底板裂 隙水。 1、顶底板裂隙水 煤层直接顶板 p3l 地层间夹有较多的砂岩和燧石灰岩层，节理 20 裂隙较发育，含有少量基岩和溶蚀裂隙水，矿井采掘过程

40、中，大量 揭穿岩层裂隙，从而造成顶板裂隙水渗入矿井中。虽然煤层顶板 p3l 地层具有隔水作用，长兴组灰岩岩溶地下水也可能通过裂隙和断 裂破碎带渗入矿井中，造成矿井充水。 2、老窑积水 根据调查，矿区内小煤窑较多，采煤时间长，局部小煤窑采空 区中存在积水，当矿井开采揭露老窑采空区时，可能造成矿井充水。 3、大气降水 大气降水是矿区地下水的主要补给来源，大气降水通过岩层裂 隙渗入地下，补给地下水，增加地下水量，从而增大矿井涌水量。 4、断裂带的导水性 区内断裂构造带多为导水性断裂，可能会对含水层之间造成地 下水的相互沟通，对煤矿开采带来较大威胁，必须留足断层保安煤 柱。 第五节第五节 矿井涌水量实

41、测矿井涌水量实测 （一）计算范围 由于矿井设计部门未圈定新矿井首采区的范围及开采水平标高， 故只能根据甲方的意图大概对矿井涌水量进行估算。待圈定首采区 的范围及开采水平标高后，再进行重新估算矿井涌水量。北部块煤 层底板标高 1350m 以上、西南及东面以矿区边界线为界进行矿井开 采涌水量预算区，北部块段现今有一对生产矿井，生产规模为 6 万 21 吨/年，生产的 m8 煤层主要分布在+1420m 水平以上,故以 m8 煤层露 头线及矿区边界线 m8 煤层底板 1420m 等高线以上矿井开采涌水量预 算为界进行矿井开采涌水量预算区。 （二）预算原则 1、矿井涌水量预测区水文地质条件概念模型 （1

42、）预测区水文地质边界条件 矿区位于地表分水岭的西北部，预测区南、北东、东南部外围 均为地下水的补给区，由于长兴组与龙潭组之间不存在完整可靠的 隔水层，同时在未来的开采条件下，煤层采空区冒落带及顶板裂隙 带将影响到长兴组（p3c） ，故将 p3c 和 p3l 概化为统一的矿床充水含 水岩组，并将该充水含水层组视为无限含水层。预测区北、北西和 北东部边界为地下水补给边界，西南部为地下水的集中排泄区。 （2）含水介质特征 主要充水含水层含水介质为风化及构造裂隙；岩层含水性相对 均匀，导水性和含水性总体上相对一致。 （3）地下水动力类型 充水含水层下伏峨嵋山玄武岩（p3）稳定隔水层，天然条件 下，矿区

43、地下水主要以潜水方式存在。 （4）地下水流场 开采条件下，随着地下开采和坑井排水，预测区及其外围一定 范围内，含水层中地下水将下降，地下水向矿井的运动方式为无限 含水层中地下水向矿井的无压运动。 （5）地下水的补给条件 22 矿区主要充水层中地下水一方面在侧向上接受外围上游地区地 下水的补给；垂向上，主要充水层能直接接受大气降水的补给。 （6）地下水排泄条件 据本次勘查结果，引子渡水库为区域侵蚀面，区内地下水最终 排入引子渡水库。 2、计算方法及参数选择 本次矿井涌水量预算方法采用水文比拟法计算，根据矿井水文 地质特征及矿坑充水因素分析骆子洞煤矿的特征，比较综合地反映 了未来矿井的水文地质特征

44、及各充水因素。因此以骆子洞煤矿作为 比拟法的模式，并采用下列比拟公式。 q=q1 f/f1 4 s/s1 式中： q：未来矿井的预算涌水量(m3/d) q1：生产矿井总涌水量(m3/d)，采用雨、旱季平均排水量。 f: 矿井预算开采面积（m2） f1：生产矿井开采面积（m2） 。 s: 矿井预算水位降低（m） s1: 生产矿井水位降低（m） （三）北部块段计算参数选值 1生产矿井总涌水量 q1 根据骆子洞煤矿排水资料雨季平均排水量为 8.86 (m3/h)、旱季 平均排水量为 5.102 (m3/h) 2矿井预算开采面积 f 为 0.5582（km2） 23 3生产矿井开采面积 f1为 0.3

45、471（km2） 4矿井预算水位降低 s（北部矿井） 取矿区北部钻孔 zk-4 孔静止水位高程 1293.21m 与新矿井预计 矿井开采底板标高值 1050.00m 之差，为 243.21(m) 5生产矿井水位降低 s1: 取矿区南部 q3泉水静止水位高程平均值 1475.6m 与骆子洞矿井 开采底板标高值 1420.00m 之差，结果为 55.6m。 6未来矿井的预算涌水量 q q=q1 f/f1 4 s/s1 （1）雨季 q=q1 f/f1 4 s/s1 =8.86=19 33(m3/h) 4710.4566/0.34 6243.21/55. （2）旱季 q=q1 f/f1 4 s/s1

46、=5.10211.14(m3/h) 4710.4566/0.34 6243.21/55. （五）涌水量计算结果及计算结果评述 水文地质比拟法：建立在生产矿井调查，分析其矿井的水文 地质特征及充水因素基本与预测区相一致的基础上。所采用的比拟 公式，是充分考虑矿坑涌水量与开采面积相关的因素，能比较正确 地反映矿井的实际情况，其参数来自矿井雨、旱季的排水实际资料。 但其生产矿井水位降低较浅，未能反映出深部的各种充水因素，预 算的水量略小，结果与未来矿井开采中，前期涌水量较近，因此， 矿井建设初期涌水量比计算值要小。 计算结果比较可靠，建议采用比拟法所预算结果作为矿山总体 规划的设计依据。待最终圈定首

47、采区的范围及开采水平标高后，应 24 进行重新估算矿井涌水量。为矿山总体规划的设计提供更准确的依 据。 第六节第六节 矿山供水矿山供水 矿区内可作供水水源有来忙冲小溪，地下水的泉水。 （一）来忙冲小溪：年平均流量为 1.22m3/s，在矿区测到的旱 季流量为 0.86m3/s，水流量不大，水资源一般，无工业污染，有生 活污水排入河内，污染较小，但不宜直接用作生活饮用水源，可用 作工业用水及洗煤厂用水。 （二）q1、q2号泉水：出露在 2 号矿井附近 p3l 地层中，q1流量 0.1511.995l/s ， q2流量 0.2622.247l/s，： ph 值为 7.40 呈 中性水，水质为 hc

48、o3-ca2+.mg2+型水，该泉可作未来矿井生活用水 水源。 (三)矿井水：该区的地表水源较为紧缺，矿井抽出的水经处理 可用作生活洗涤用水、工业用水及洗煤厂用水。 第五章第五章 工程地质及环境地质条件工程地质及环境地质条件 第一节第一节 矿区工程地质矿区工程地质 一、工程岩组的划分及工程地质条件 （一）松散岩类孔隙含水（组） 为坡积、残积物和冲积物，由褐、灰褐杂色砾砂和亚砂土组成， 较松散；分布于山间洼地、缓坡、村庄及现代河谷两旁，分布范围 有限，实际水文地质意义较小。 25 （二）碎屑岩类或碎屑岩碳酸盐岩相间弱裂隙含水层（组） 此岩组岩性主要由碎屑岩及碳酸盐岩组成，地下水赋存于含水 层裂隙

49、中，其富水性的强弱取决于岩层裂隙发育程度及胶结情况， 一般富水性较弱，局部可达中等。主要有下三叠统大冶组(t1d)、上 二叠统长兴组(p3c)及龙潭组(p3l)，泉水流量 0.01510.65l/s。对 煤矿床充水有直接或间接影响。 （三）火成岩类裂隙含水层（组） 二叠系玄武岩组（p3）由灰绿色玄武岩，拉斑玄武岩、暗绿 色火山角砾岩及凝灰岩，上部夹中厚层状灰岩及含灰岩团块，发育 有柱状节理，浅部风化裂隙带富水性较强、深部相对较弱。该层 （组）离主采煤层较远，对矿床无直接充水影响。 二、矿井中煤层顶底板的工程地质条件 矿区可采煤层共 3 层。各煤层顶、底板岩性变化较大，顶板岩 性多为粉砂岩、细砂

50、岩、泥岩，泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，底板多 为泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。各煤层顶底板岩石物理力学性 质详见表：5-2-1。 矿区主要可采煤层顶、底板岩石物理力学性质测试统计表 表 5-2-1 抗压强度 （mpa） 物理力学 性质 煤层 顶、底板自然饱和 抗拉强度 （mpa） 真密度 (g/cm3) 视密度 (g/cm3) 孔隙 率 （% ） 吸水 率 （% ） 顶板5.01.10.50-1.172.842.569.866.69 m8 底板8.30.91-2.202.922.746.162.18 顶板6.40.58-0.902.772.548.33.25 m8 底板5.64.30.37-1.3

51、32.822.588.514.00 顶板37.32.82.82.48 m8 底板47.422.22.602.42 顶板29.713.91.46-3.462.892.70 m9 底板9.66.40.26-0.392.802.27 m9顶板68.811.52.96-3.743.613.53 26 物理力学 性质 煤层 顶、底板 抗压强度 （mpa）抗拉强度 （mpa） 真密度 (g/cm3) 视密度 (g/cm3) 孔隙 率 （% ） 吸水 率 （% ） 自然饱和 底板25.81.41.17-1.442.782.69 顶板42.019.62.892.84m1 2底板38.811.50.68-1.0

52、42.812.82 顶板17.08.01.06-1.642.572.49m1 2底板31.316.02.902.82 （二）底板 m8 煤层的底板为泥岩、粉砂质泥岩，强度较差，遇水易软化、 膨胀。有“底膨”现象发生。 m9 煤层的直接底板为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，强度较差，遇 水易软化。 m 12 的直接底板为粉多为泥质粉砂岩，强度中等，遇水易软化。 由上述可知，矿区工程地质条件应为中等。 第二节第二节 矿区环境地质矿区环境地质 （一） 矿区环境地质特征 矿区范围内地形起伏较大，山岭出露地层主要为大冶组，属硬 质岩组，产状较平缓，其下伏地层龙潭组主要为软质岩组，抗风化 能力弱，在沟谷部位常形成

53、陡坎，局部可见危岩、悬壁等不良地质 现象和崩塌地质灾害。区内无重大污染源；地表水、地下水基本处 于稳定状态；矿山开采可能会引起地面开裂、塌陷、滑坡、泥石流、 山体失稳等，以及部分地下水和泉水点干涸、地表河流和地下水受 27 到一定染源等环境地质问题。 因此矿山建设工业广场的选择应避开地质灾害易发区，开采过 程中应采取科学的采掘方法，使遭受和诱发地质灾害的可能性减至 最小。综上，矿区环境地质条件中等。 （二）地震与矿区稳定性 根据贵州省地震烈度区划分布图 ，矿区属地震烈度 6 度以下 分布区，区内无活动断裂通过，区域稳定性良好。建议矿山建设时 按 6 度区设防。 （三）地质灾害 矿区地层为软硬岩

54、石互层，泥岩遇水易风化、膨胀崩解，形成 崩塌。 煤层开采方法一般采用走向长壁或倾斜长壁采煤法，全部陷落 管理顶板，采区煤层工作间一般不留保安煤柱。矿区大面积回采后， 将引起地面开裂、塌陷、滑坡、泥石流、山体失稳等，产生地质环 境破坏。矿区地形高差较大，坡度在 1055，雨水形成的地表径 流部分带走泥土，水土流失严重。同时由于地面岩石裂隙的产生， 可能导致把银河水沿地面裂隙导入采矿坑，危及井下安全。 因此，矿产开发必须做好预测矿床开采可能产生的环境地质问 题；合理规划工业广场、交通运输线路、生活区以及矿渣固体废弃 物的堆放场所；优选采矿方式，防止或减少环境地质问题的发生。 严格规范矿床生产活动，防止、减少矿坑地质问题的发生、发展， 治理已经产生的环境地质问题。做好“造地复田”的综合治理，恢 复土地，种草、造林，使矿区环境向良性转化。 28 （四）矿区水环境 矿区内地表水体来忙冲小溪，为上游泉水溢出汇聚而成，流经 矿区中部，水质比较好，可作为矿工业用水和生活用水。 当开发生产矿井时，用水泵排水，其坑道水未经沉淀和净化处 理直接流入小溪，而后汇入引子渡水库，造成地表水污染。矿井浅