2012年水患调查报告

1、水城县新寨煤矿水 害 调 查 报口编制人：郑延安2012年5月 一、目的与任务本次工作主要任务是：调查新寨煤矿井采矿许可证范围内现 有井巷的分布、开采情况、涌水量；调查并收集老窑小窑的分布、 积水情况；调查地表水系对矿井充水的情况及地表塌陷情况；根据调查及有关资料，针对下阶段矿井建设工作，综合分析存在的水患 并提出防治水措施。二、工作方法本次工作在收集井田地质报告、开采设计资料的基础上，重点 对我矿井界内碉巷分布、开采、水文地质情况、老空区的分布位置和 积水情况，以及地表塌陷等现状进行调查。因废弃、冒落塌陷、封闭、 积水等因素影响而无法进入实地勘测的老空区调查， 则通过调查访问 矿井现场管理人

2、员、老矿工，并结合以往开采资料进行分析。三、完成主要工作量1、井下水文地质调查：根据采矿许可证范围内井上下对照图、 采掘工程平面图，及历年采掘动态图、各水平主要出水点水量观测记 录等资料，并对现较大涌水点（段）的分布位置、涌水特征、涌水量 等进行实测或调查记录。完成 3个井筒的井下水文地质调查。2、地表调查：重点调查地表水系的位置、分布，以及矿区地面 塌陷情况。完成矿山地表水文地质调查 0.66km 2。3、收集井田地质报告，了解开采前井田水文地质状况，煤层顶 底板岩层含水情况。四、质量评述矿井水文地质调查资料可靠；巷道出水点大致位置可靠；碉口坐 标为实测坐标，可靠；已封闭的巷道、采空区的范围

3、基本查明；矿井 涌水量测量及采空区有无积水情况调查资料基本可靠。五、矿区地质、水文地质特征1、区域水文地质条件矿区区域上处于珠江流域北盘江水系，勘查区内地表水系不发育， 多为季节性溪流，长年性地表水体为发源于矿区南东面自南东向北西 横穿矿区径流的溪沟，其流量一般为15.773-151.291/s ;该溪沟在矿区西面当地叫夹沟，在矿区南西面距矿区2.0公里处汇入打把河后 向南径流约10公里后，最终流入距矿区约15公里处的北盘江，夹 沟与打把河交汇处为矿区最低侵蚀基准面，高程为 +890m 左右。区 内地表水流量随季节性变化较大。2、主要含（隔）水层及基本水文地质条件1、矿井主要含隔水层及矿井水类

4、型矿区出露地层为早三叠统永宁镇组（Tiyn）飞仙关组（T1 f）, 晚二叠统长兴+大隆组（P3 c + d）、龙潭组（P3 1 ）、峨眉山玄武 岩组（P3 （3）,中二叠统茅口组（P2m）和第四系（Q）,矿区及外围 出露岩石以碎屑岩为主，按含水介质划分地下水类型，则以岩溶水、 基岩裂隙水为主，其次为松散层孔隙水。（1）岩溶水：含水岩性主要为二叠系下统茅口组（P2m）、二叠 系上统长兴+大隆组（P3 c + d）及三叠系下统永宁镇组（Tifn） 灰岩，分部于矿区外围，植被覆盖度低，地表未见泉水出露，但溶蚀 裂隙发育，常富集地下水，富水性强。（2）基岩裂隙水：含水岩性主要为三叠系下统飞仙关组 （T

5、if）、 二叠系上统龙潭组（P3 1 ）、长兴一大隆组（P3 C + d）中的粉砂岩、 泥质粉砂岩及峨眉山玄武岩组玄武岩（P3 B）,分部于矿区及矿区外 围，地势较陡，受岩性的控制，地表沟谷发育。地下水多受大气降水， 植被覆盖度，第四系厚度的控制，在沟谷及低洼地带，裂隙发育带， 常富集地下水。此次调查，在矿区内有二小泉，流量0.40 0.61 l/s , 其它为季节性小溪，流量0.05 10.42 l/s ,枯季井下排水量为19.99m 3/h ,丰季井下排水量达162.28m 3/h ,富水性弱至中等。（3）松散岩类孔隙水：主要分布于沟谷平缓低洼地带，其成因 为坡积、残积，厚度0.1 6.0

6、米，岩石成分为砂，砂碎石，亚砂土 混合层，边坡支沟中，松散层透水性较强，无隔水底板。故多为旱地。 当松散层含粘土质较多，并有相对隔水底板，低洼地带易汇集地表水， 而形成沼泽地及水田。该区松散层孔隙水，水量较小，一般0.10.5 l/s ,随季节性变化较大。该地层含浅部基岩裂隙水，岩溶水、松散岩类孔隙水，富水性中 等。加之矿山位于地下水侵蚀基准面（+890m）之上，且煤层顶板之粘 土岩、炭质粘土岩有较好的隔水性，矿区水文地质属中等类型。第四系（Q）主要为坡集物、残积物，厚10m左右。透水性强， 富水性中等，主要受大气降水的控制。矿井充水主要有大气降水和老窑积水， 矿区内老窑较多，因此老 窑积水多

7、，易发生透水事故，须有防透水措施，在掘进时必须先探后2、地下水赋存条件矿区内出露地层为早三叠统飞仙关组 （Tif）,晚二叠统长兴十大 隆组（P3 C + d ）、龙潭组（P3 1 ）、峨眉山玄武岩组（P3 B ）。具岩 性主要由泥质粉砂岩、粉砂岩、粘土岩、炭质粘土岩及煤层组成，其 节理、裂隙发育，富水性中等。但其中的粘土岩具有相对隔水作用， 使它们之间的水力联系微弱，矿床属裂隙含水层为主的裂隙充水矿 床。4、断层富水性及导水性矿区内未见大的断层，虽然井下发现有小断层的存在，但垂直断 距都比较小、不大于3米，其破碎带多被充填，且挤压紧密，富水性 较弱，导水性俞较差。5、地下水的的补给、径流及排泄

8、矿区的地下水赋存于三叠统永宁镇组 （T1 f n ）、飞仙关组（T1 f）, 晚二叠统长兴+大隆组（P3 c + d ）、龙潭组（P3 1 ）的风化带和碎 屑岩的孔（裂）隙和灰岩的溶蚀裂隙及溶洞中，为孔（裂）隙水以及 溶洞水，并沿岩层倾向径流，在地势低洼处及压力减小处以泉点的形 式排泄。矿区内地层节理、裂隙较为发育，大气降水为孔（裂）隙水以及 溶洞水的主要补给源，大气降水通过基岩裂隙以及溶洞补给地下水， 经短途径流后，向地势低洼的沟谷排出。对矿区煤炭开采影响较大的 是老窑积水和小煤矿采空积水。六、充水因素分析1、充水水源(1)地表溪沟水区内可采煤层急倾斜展布于矿区北东部，并在矿区东北部的冲沟

9、中有露头，矿区北部的溪沟水和季节性的冲沟水沿途接受泉水及煤窑 水、山坡紊流的补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大， 溪沟水和季节性的冲沟水流经含煤地层露头地带，与煤层风化、氧化带直接接触，可能沿岩层风化裂隙、老窑及原矿井浅部采空区渗入或 突入矿井，为矿井开采的直接充水水源。(2)第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大，蓄水量有限， 对煤矿开采影响小。(3)二叠系上统龙潭组(P3 1 )-弱裂隙含水层该组岩层富水性总体微弱，在构造裂隙带及应力破坏影响的地 段，含水量相对会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常 出水量增大。该段为煤矿床开采的直接充水水源。(4)采空区

10、积水根据矿方提供的采掘工程平面图，新寨煤矿2#、3#煤层在+950m标高以上已采空，故其是矿井开采的直接突水水源。2、充水通道(1)岩石天然节理裂隙矿区内岩石风化节理、裂隙很发育，而深部发育的构造节理、裂隙，是大气降水直接进入矿井的通道。(2)人为采矿冒落裂隙采煤活动产生大量的采矿裂隙，可采煤层的上覆顶板冒落，可能 诱发和形成地面塌陷、地裂缝等，地压对围岩破坏严重，易诱发突水 通道。(3)断裂破碎带矿区范围内未发现大的断层，但井下可能会有小的断层存在，它们的存在会破坏矿区范围内地层的完整性和连续性，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

11、导水性，可能连通含煤地层上部的地表水， 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。七、小(古)窑涌水及积水情况以及地表水体、废弃的矿井情况1、地表水矿区区域上处于珠江流域北盘江水系， 勘查区内地表水系不发育 多为季节性溪流，长年性地表水体为发源于矿区南东面自南东向北西 横穿矿区径流的溪沟，其流量一般为15.773-151.291/s ;该溪沟在矿 区西面当地叫夹沟，在矿区南西面距矿区 2.0公里处汇入打把河后向 南

12、径流约10公里后，最终流入距矿区约15公里处的北盘江，夹沟与 打把河交汇处为矿区最低侵蚀基准面（+890m）。区内地表水流量随季 节性变化较大。2、采空区和老窑水根据新寨煤矿老系统采掘工程平面图及调查老矿工得知，矿井在 +950m以上的2#、3#煤层已基本采空，2#煤层的采空面积估算为 46520m 2,积水系数取0.5,则积水量约为23260m 3; 3#煤层的采 空面积估算为23280m 2,积水系数取0.5,则积水量约为11640m 3 c 红岩老井2#、3#煤层也已基本采空，2#煤层的采空面积估算为 43840m 2,积水系数取0.3,则积水量约为13152m 3; 3#煤层的采 空面

13、积估算为39615m 2,积水系数取0.3,则积水量约为118845m 3c 老窑LD1、LD2和LD3均已塌陷，不存在积水。因采空区内存在一定的积水，存在采空区积水威胁，因此，采区 边界应留设好防水，并作好探放水工作。必须严格坚持“预测预报、 有掘必探、先探后掘、先探后采”、“有疑必停”的探放水原则，防止 老空积水等的突然涌出。矿井必须及时收集、调查和掌握该矿采空区范围和积水情况，将 矿界以外至少100m 范围内邻近的井田位置、开采范围、积水情况 标绘在井上、下对照图上。八、封闭不良钻孔情况根据调查及业贵州水城县新寨煤矿补充勘探报告，该矿区范 围内不存在“封闭不良或质量可疑、有突水可能的钻孔

14、”。九、矿井正常涌水量和最大涌水量根据调查及贵州省地质矿产勘查开发局一。五地质大队2007年 7月提交的贵州省水城县新寨煤矿资源储量核实报告，矿井最大 涌水量Q大=162.28m 3/h ;正常涌水量为 Q正常=64.9m 3/h。十、水患类型及威胁程度分析1、水患类型(1)地表水冲沟水沿途接受泉水及小煤窑水补给，雨季还有较大面积大气降 水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟附近的 网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带直接接触，将来沿沟 溪一带开采煤层时，冲沟水可能沿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。矿井直接充水含水段岩性以碎屑岩为主， 富

15、水性弱，属裂隙充水 矿床；一采区标高+950米，矿床赋存于最低侵蚀基准面 (+890m) 以上，矿井受承压水的影响极小。(2)第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大(010m),蓄水量有限，对煤矿开采影响小。(3)老窑内存在一定的积水， 是浅部矿井开采的重要充水因 素，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。2、地下水导水通道(1)岩石天然节理裂隙矿区内的龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育成岩或构造节理、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

16、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 通道。(3)断层破碎带本矿目前未发现大的断层。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。 矿井在生产过程中严格采取探

17、放水 措施，矿井突水淹井的可能性较小。卜一、防治水措施一、地表水的防治措施(1)雨季时应加强对地表水及工业广场防洪设施的巡查，防止暴雨时山洪水对矿井造成危害。(2)结合实际，认真编制矿井防治水年度计划，制定雨季防治水 措施，组织应急抢险队伍，储备足够的防洪抢险物资。(3)每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查，检查矿区及周 边是否发生地面塌陷区、岩体裂缝等异常情况；每次降大到暴雨时和 降雨后，应派专人巡查。一旦出现上述现象，必须及时采取有效措施， 防止地表水灌入井下。(4)保持排水沟通畅，保证山洪和研石淋溶水顺利排出场外。(5)保持矿井工业场地及地面建筑物排水系统完善通畅。二、井下水患的防治措

18、施(1)加强矿井地质和水文地质工作，及时收集施工巷道、采掘工 作面、断层破碎带等水文地质特征及涌水量的变化情况等有关资料， 跟踪调查和观测本矿井、周边矿井的采空区积水情况，并在井上下对 照图上标出其开采范围和积水情况，防范积水区通过断层与开采井巷 沟通。(2)建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水患预报， 并制订相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。(3)每年雨季前必须对井下防治水工作进行全面检查。要制定雨 季防治水措施，并组织应急抢险队伍，储备足够的防洪抢险物资。每 次降大到暴雨时和降雨后，应及时观测井下水文变化情况，根据需要 采取相应防患措施。(4)对掘进地段必须认真执行“预测

19、预报，有掘必探，先探后掘, 先治后采”的防治水原则。探放水前必须查明或调查老空水体的位置、 范围、水压和积水量，认真编制探放水设计，制定并采取包括防止气 体中毒窒息在内的探放水安全技术措施。(5)在开采下水平时，事先应将上水平开采情况及水文资料标明 在采掘工程平面图中，并对可能造成的积水情况等进行分析研究和判 断，制订拦截、改道、抽放、预留保护煤柱等相应的防治措施，做好 安全防范工作。严禁在各种防隔水煤柱中采掘。(6)密切注意采掘工作面的异常变化情况及涌水点的涌水特征。 发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶 板来压、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、水色发浑、有臭味等水患

20、预兆时，必须停止作业，撤出人员，查明原因并采取相应防范和治理 措施后方可恢复作业。(7)对已有的碉口、密闭巷道出水口的流量、水位、水质进行长 期观测，注意水量、水质的变化，发现异常应及时查明原因，分析判 断是否会因巷道坍塌、堵塞形成新的积水区，并提出防治意见。(8)每一个采掘工作面开工前，矿井必须组织防治水安全技术论 证。若采掘工作面在推进过程中可能遇到导水断层时，应事先制定切实可行的防范措施，并认真组织实施。十二、结论一、本次调查工作主要成果(1)调查了解矿井地表存在地裂缝、 地面塌陷及其分布、规模。(2)收集了矿井内采空区的分布、开采及是否积水等资料。(3)调查和测算矿井开采范围内流量、井下主要出水点分布及 其流量，查明出水量和出水点分布，基本查明矿井水文地质特征。二、水患现状调查结论本次工作在收集井田地质报告、开拓开采资料的基础上，重点对 井田内井巷分布、开采、水文地质情况、采空区的分布位置和积水情 况，地表