郑煤集团振兴二矿防治水中长期规划

1、.郑煤集团振兴二矿防治水工程规划PAGE ：.；郑州煤炭工业集团有限责任公司振兴二矿矿井防治水中长期规划2021年2021年郑州煤炭工业集团有限责任公司振兴二矿二一年十一月 郑煤集团振兴二矿防治水中长期规划 PAGE 44目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc280197866 前言 PAGEREF _Toc280197866 h 1 HYPERLINK l _Toc280197867 1矿井概略 PAGEREF _Toc280197867 h 2 HYPERLINK l _Toc280197868 1.1 矿区自然地理概略 PAGEREF _Toc28019

2、7868 h 2 HYPERLINK l _Toc280197869 2矿井地质与水文地质 PAGEREF _Toc280197869 h 3 HYPERLINK l _Toc280197870 2.1 矿区地层 PAGEREF _Toc280197870 h 3 HYPERLINK l _Toc280197871 2.1.1太古界登封群Ar PAGEREF _Toc280197871 h 3 HYPERLINK l _Toc280197872 2.1.2下元古界嵩山群Pt PAGEREF _Toc280197872 h 3 HYPERLINK l _Toc280197873 2.1.3上元古

3、界Pt PAGEREF _Toc280197873 h 4 HYPERLINK l _Toc280197874 2.1.4寒武系 PAGEREF _Toc280197874 h 4 HYPERLINK l _Toc280197875 2.1.5奥陶系中统马家沟组O PAGEREF _Toc280197875 h 4 HYPERLINK l _Toc280197876 2.1.6石炭系上统C PAGEREF _Toc280197876 h 4 HYPERLINK l _Toc280197877 2.1.7 二叠系P PAGEREF _Toc280197877 h 5 HYPERLINK l _T

4、oc280197878 2.1.8三叠系T PAGEREF _Toc280197878 h 6 HYPERLINK l _Toc280197879 2.1.9新近系N PAGEREF _Toc280197879 h 6 HYPERLINK l _Toc280197880 2.1.10第四系Q PAGEREF _Toc280197880 h 6 HYPERLINK l _Toc280197881 2.1.11主要含煤地层及含煤性 PAGEREF _Toc280197881 h 7 HYPERLINK l _Toc280197882 2.2 区域构造 PAGEREF _Toc280197882 h

5、 7 HYPERLINK l _Toc280197883 2.3 主要含水层 PAGEREF _Toc280197883 h 9 HYPERLINK l _Toc280197884 2.4矿区主要隔水层 PAGEREF _Toc280197884 h 12 HYPERLINK l _Toc280197885 2.5地下水补给、径流与排泄条件 PAGEREF _Toc280197885 h 14 HYPERLINK l _Toc280197886 2.6 地下水动态特征 PAGEREF _Toc280197886 h 15 HYPERLINK l _Toc280197887 2.7断裂构造水文地

6、质特征 PAGEREF _Toc280197887 h 15 HYPERLINK l _Toc280197888 3 矿井充水条件 PAGEREF _Toc280197888 h 17 HYPERLINK l _Toc280197889 3.1矿井水害情况的统计分析 PAGEREF _Toc280197889 h 17 HYPERLINK l _Toc280197890 3.2 矿井充水水源及其特征 PAGEREF _Toc280197890 h 24 HYPERLINK l _Toc280197891 3.3 矿井充水途径及其特征 PAGEREF _Toc280197891 h 26 HYP

7、ERLINK l _Toc280197892 3.4 影响和控制矿井水害的主要要素 PAGEREF _Toc280197892 h 30 HYPERLINK l _Toc280197893 4矿井水害特征及需求查明的主要水文地质问题 PAGEREF _Toc280197893 h 31 HYPERLINK l _Toc280197894 4.1历史上矿井水害情况的统计分析 PAGEREF _Toc280197894 h 31 HYPERLINK l _Toc280197895 4.2矿井近期与中远期分别应查明的水文地质问题 PAGEREF _Toc280197895 h 32 HYPERLIN

8、K l _Toc280197896 4.3 矿井曾经完成和根本查清的水文地质问题 PAGEREF _Toc280197896 h 33 HYPERLINK l _Toc280197897 4.4 目前存在并需查明的矿井水文地质问题 PAGEREF _Toc280197897 h 33 HYPERLINK l _Toc280197898 5矿井防治水技术道路与原那么 PAGEREF _Toc280197898 h 34 HYPERLINK l _Toc280197899 5.1 矿井防治水任务的根本原那么 PAGEREF _Toc280197899 h 34 HYPERLINK l _Toc28

9、0197900 5.2 矿井防治水任务的技术道路 PAGEREF _Toc280197900 h 34 HYPERLINK l _Toc280197901 6防治水技术与工程规划 PAGEREF _Toc280197901 h 35 HYPERLINK l _Toc280197902 6.1 主要水文地质研讨任务 PAGEREF _Toc280197902 h 36 HYPERLINK l _Toc280197903 6.2 主要补充勘探工程任务 PAGEREF _Toc280197903 h 38 HYPERLINK l _Toc280197904 6.3 主要水害治理方法 PAGEREF

10、_Toc280197904 h 39 HYPERLINK l _Toc280197905 6.4井下防排水系统改造工程 PAGEREF _Toc280197905 h 39 HYPERLINK l _Toc280197906 7防治水工程实施进度与费用概算 PAGEREF _Toc280197906 h 40 HYPERLINK l _Toc280197907 8主要建议 PAGEREF _Toc280197907 h i郑煤集团振兴二矿防治水中长期规划 前言郑州煤炭工业集团下属的振兴二矿作为集团公司的下属矿井，于2005年资源整合后，经过近几年采掘活动，主要遭到煤层顶板第三系泥灰岩、底板L7

11、 -8灰岩及O2灰含水层的影响，给矿井的正常平安消费带来了严重影响。随着矿井向深部延伸，矿井水文地质条件日益复杂，严重的矿井水害时辰都要挟着矿井的平安。针对矿井延续发生的水情水害和日益突显的复杂水文地质条件，郑州煤炭工业集团有限责任公司及振兴二矿各级指点对此非常注重，本着以人为本，先平安后消费的根本原那么，先后组织力量进展了一系列分析论证，提出了依托科技提高，立足矿井实践条件，严密结合矿井消费安排，整体规划，通盘思索，分步实施的矿井防治水任务指点思想。在矿井水文地质任务整体规划的指点下，采取由区域到部分，由部分到整体，最后构成适宜该矿井详细条件的矿井防治水任务技术道路和技术方法。为此，我矿全面

12、搜集和分析研讨矿井已有的地质、水文地质资料，充分认识矿井水文地质条件和矿井水害特点，提出矿井在2021年2021年期间的防治水科研任务和防治水工程规划，用以指点振兴二矿消费过程中的防治水任务，确保条件清楚，工程到位，措施得当和平安消费。规划任务的主要内容包括：1、全面系统地分析和研讨矿井现有地质与水文地质资料；2、提出矿井存在的主要水文地质问题和矿井水害特点；3、结合矿井消费安排提出矿井防治水任务的总体规划，规划中包括防治水科学研讨任务内容、矿井水文地质条件科学实验内容、矿井水情水害监测监控任务内容、矿井防治水工程内容及其详细要求； 4、研讨并提出采煤任务面防治程度安技术与工程措施；5、提出矿

13、井水文地质平安保证体系建立的详细建议；6、提出矿井防治水工程实施的进度安排及费用概算。1矿井概略1.1 矿区自然地理概略振兴二矿位于郑州市二七区与新密市交界处，行政区划分大部分归郑州市二七区侯寨镇管辖，少部分归新密市白寨镇管辖，地理坐标为：东经11332171133448, 北纬343754343900，地形总的趋势是下李河河谷中地势最低，往东往西地势逐渐抬高。区内最高海拔标高为226.20m，最低海拔标高为147.30m,相对高差为78.90m。区内为山前侵蚀切割地形，地面坡度较缓，地面冲沟发育，纵横交错。振兴二矿井田内有郭小寨、刘沟、小李河、桐树洼、老坟后等几个自然村，人口约3500人，经

14、济以农业和养殖业为主。农业主要种植小麦、玉米、红著、大豆、花生、油菜等作物，养殖业主要豢养猪、牛、羊、鸡、鸭等家畜家禽，下李河中还有少量鱼类养殖。井田内大部属郑州市郊区涵养林维护带，厂矿企业较少，许多居民在省会郑州务工，从事建筑、运输、饮食等行业。供水方面，区内居民生活用水依托从区外运水，井田以外厂矿单位有取自新近系泥灰岩和深部奥陶系石灰岩含水层的机井，水量充沛。华北高压电网从井田东部经过，电力供应可以满足工农业消费的需求。见图1-1。图1-1 交通位置表示图本矿区属淮河流域颍河水系，主要地表水体有下李河和梨园河两条河流，它们均发源于南部山区，河道方向由南向北。梨园河从井田西部界外1.5km处

15、流过，普通流量为2.15m3/s，历史记录的最大洪峰流量达3513 m3/s；下李河流经11勘查线以东通讯设备占用地段，普通流量为2.99m3/s，历史记录最大洪峰流量为2882 m3/s。两条河流均向北汇入贾鲁河，经郑州、中牟、周口等地向南注入颍河。本区属典型的温带大陆性季风气候，夏、秋季节炎热多雨，冬、春季节冰冷枯燥，年平均降水量为620mm，降水多集中于79月份，约占全年降水量的60%以上。年平均蒸发量为1669mm，年平均相对湿度为65%，历年最高气温达43，最低气温达17.9，年平均气温14.5。每年6月份地面温度最高，平均31.5左右，元月份最低，平均1左右，11月到次年2月份为霜

16、冻期，历史最大积雪厚度35cm，冻土带最大厚度22cm。每年210月份以东风、东北风为主，11月份至来年元月份盛行西北风，普通风速为3 m/s，最大风速可达18m/s。1.2 矿井及小窑建立概略振兴二矿东北距郑州市区约15km，西南距新密市区约22km。振兴二矿区内有三李煤矿目前停产。三李煤矿主采二1煤层，竖井开采，开采标高在煤层底板0m等高线以浅，采掘范围内煤厚010.80m，平均6.95m左右，煤层构造简单，不含夹矸；充水方式以顶板淋水为主，次为底板L7-8灰岩涌水，新近系泥灰岩水在浅露头带常经过采动裂隙对矿井进展充水，水量不大2矿井地质与水文地质2.1 矿区地层上世纪五十年代以来，先后有

17、中南煤田地质局127队、103队、125队以及河南省煤田地质局一队、郑州祥隆地质工程等勘查单位在三李煤勘探区进展过地质勘查任务，本井田发育的主要地层简述如下：2.1.1太古界登封群Ar主要由黑云母斜长片麻岩组成，上部夹黑云母片岩，下部含斜长角闪片麻岩，部分具混合岩化，厚度大于1100m，主要出露于嵩山南麓。2.1.2下元古界嵩山群Pt1嵩山群自下而上分为嵩山组、五指岭组、庙坡组和花峪组，总厚度约2400m，岩性主要由灰黄色、灰白色、杂色石英岩、绢云母石英片岩、石英岩等组成。出露于西南部嵩山南北麓，与下伏登封群为不整合接触，2.1.3上元古界Pt2震旦系Z震旦系自下而上分为下统兵马沟组，中统马鞍

18、山组和葡萄峪组、上统骆驼畔组、何家砦组、罗圈组，总厚度10001500m，主要由石英砂岩、砂砾岩、砂质泥岩等岩性组成，区域上大量出露于石坡口以西，与下伏嵩山群或登封群地层为不整合接触。2.1.4寒武系井田南部西自青龙山，东至三李村广泛出露，分为下、中、上三统，不整合于震旦系地层之上。一下统1由辛集、馒头两组组成，厚度182.00308.00m，平均245.00m。底部以绿黄色泥质石灰岩、浅灰色白云岩为主，下部为灰色深灰色中厚厚层状石灰岩，上部主要为杂色砂质泥岩、泥灰岩夹粉砂岩。二中统2由毛庄、徐庄、张夏三组组成，厚392.00535.00m，平均厚464.00m。下部为紫红、黄绿色泥岩与中细粒

19、砂岩相互叠加，偶夹石灰岩；中部为深灰色厚层状石灰岩与黄绿色页岩、泥岩相互叠加；上部为深灰灰色厚层状石灰岩，具鲕状构造，含泥质团块及条带。三上统3由崮山、长山和风山三组组成，厚289.00316.00m，平均厚303.00m。下部为浅灰色厚层状鲕状白云质灰岩，中部为浅黄色中厚层状白云质灰岩，上部为厚层状含燧石团块及条带白云质灰岩。2.1.5奥陶系中统马家沟组O2m分布于荥巩煤田南部的白窑、宋沟至东部的徐庄、三李一线，出露广泛，假整合于寒武系地层之上，平均厚154.80m，为灰色、深灰色或蓝灰色厚层状隐晶质石灰岩，细腻，部分为犳皮状隐晶质石灰岩，夹灰黄色薄层钙质泥岩，与下伏寒武系地层为假整合接触。

20、2.1.6石炭系上统C2一本溪组C2b分布于荥巩煤田南部的马沟、宋沟、瓦窑一带，为灰、深灰色鲕豆状铝土岩、铝质泥岩，部分夹砂质泥岩、细粗粒砂岩；底部多为暗红色褐铁矿及赤铁矿俗称山西式铁矿。本组厚2.5733.69m，平均厚13.00m，与下伏奥陶系马家沟组假整合接触。 二太原组C2t为一套海陆交相互含煤地层，多隐伏于新生界地层之下，部分零星出露，组厚19.84126.94m，平均厚85.00m，主要由石灰岩、泥岩、砂岩和煤层等组成，岩石组合具有明显的三段特征，即下部灰岩段、中部砂泥岩段和上部灰岩段。含石灰岩49层，石灰岩中富产海相动物化石；含煤多达9层，其中一1煤层发育较稳定。本组与下伏本溪组

21、整合接触。2.1.7 二叠系P一下统P11. 山西组P1s在荥巩煤田分布广泛，为一套潮坪相或三角洲相含煤地层，组厚39.59110.68m，平均厚78.00m，由深灰黑灰色泥岩、砂质泥岩、中细粒砂岩及煤层组成，产丰富植物化石 。含煤6层 ，其中二1煤层普遍可采。本组与下伏太原组整合接触。2. 下石盒子组P1x由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粗粒砂岩、炭质泥岩等组成，部分产煤线。可分为三、四、五、六共4个煤段。底部为细粒中粒砂岩砂锅窑砂岩，其上为浅灰色含鲕铝质泥岩。本组厚224.00390.00m，平均厚307.00m，与下伏山西组整合接触。二上统P21. 上石盒子组P2sh为灰色泥岩、砂质泥岩、细

22、粗粒砂岩为主，偶夹薄层硅质泥岩，产薄煤层。分为七、八、九共3个煤段。本组厚156.22278.82m，平均225.00m，与下伏下石盒子组整合接触。2. 平顶山组P2p为浅灰、灰白色厚层状中粗粒长石石英砂岩，底部多为细砾岩，硅质胶结，巩固，上部夹薄层紫色泥岩、砂质泥岩。本组厚41.3394.00m，平均厚67.66m，与下伏上石盒子组整合接触。3. 土门组P2t底部为灰黄色中细粒砂岩夹暗紫色泥岩及粉砂岩；下部为紫红色、部分灰绿色泥岩、砂质泥岩，含大量钙质结核，中部夹薄层细粒石英砂岩；上部为青灰色、灰色粉砂岩、细粒砂岩，中上部夹薄层同生砾屑灰岩。本组厚270.00397.52m，平均厚333.7

23、6m，与下伏平顶山组整合接触2.1.8三叠系T一下统T11. 刘家沟组T1l下部地层为紫红色厚层状中细粒长石石英砂岩，铁硅质胶结，具大型楔状交错层理，俗称金斗山砂岩，地表常构成单面山峰，区域上出露于崔庙、贾峪以北、梅山以东。上部暗红、褐紫色泥岩、砂质泥岩、砂岩，泥质岩中含钙质结核。本组厚90.00332.40m，平均厚211.20m，与下伏土门组整合接触。2. 和尚沟组T1h岩性以褚红色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩为主，夹暗紫红色中细粒石英砂岩。厚220.00475.00m，平均厚347.50m，与下伏刘家沟组整合接触。二中统二马营组T2er下部为黄绿色细粒长石砂岩与紫红色泥岩互层，上部为紫灰色细粒

24、砂岩与泥岩互层，夹暗紫色厚层中粒长石砂岩，厚179.00609.00m，平均厚394.00m，与下伏和尚沟组整合接触。2.1.9新近系N主要分布在区域东、北部，厚度由南向北逐渐变厚，不整合于下伏各时代地层之上，主要由弱固结的粘土、砂质粘土以及泥灰岩等组成，厚度0279.00m， 平均114.50m，其中的泥灰岩以三李附近最具代表性，过去被称为“三李组。2.1.10第四系Q分布广泛，不整合于下伏各时代地层之上。主要由黄土、耕植土、砂质粘土、砾石层等松散堆积物组成，厚0155.00m，平均48.00m。2.1.11主要含煤地层及含煤性本区含煤地层主要包括石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子

25、组，含煤地层总厚428.32m，分为6个含煤段，合计含煤12层，煤层总厚5.34m，含煤系数为1.25%，山西组和太原组为主要含煤地层。其中赋存于山西组下部的二1煤层为大部可采煤层，平均厚度2.94m；赋存于太原组底部的一1煤层为零星可采煤层，平均厚度0.79m。矿区可采煤层总厚3.73m，可采含煤系数为0.87%。各煤段煤层发育情况见表2-1。各煤段煤层发育情况一览表 表2-1地层单位煤 段含煤层数煤 层 编 号可 采 煤 层名 称厚 度(m)编号厚 度(m)发育情况下石盒子组六煤段71.602六1、六2五煤段65.310四煤段81.370三煤段48.631三1山西组二煤段90.022二1、

26、二0二108.982.94大部可采太原组一煤段71.397一1、一2、一3、一5、一6、一7、一8一102.410.79零星可采合计 =SUM(ABOVE) 428.32 =SUM(ABOVE) 123.732.2 区域构造荥巩煤田位于华北板块嵩箕构造区之荥巩大背斜北翼，根本构造形状为地层走向近东西，倾向北的单斜构造，倾角520，三李以东地层向东南偏转，呈西北东南走向；构造形迹以断层为主，按其展布方向，大致可分为近东西向、东北向和北西向三组，其中近东西向断层最为发育，构成区域根本构造格架。另外，荥巩煤田自东往西发育有三李滑动构造、徐庄滑动构造、大峪沟滑动构造等数个滑动构造。井田构造特征如图2-

27、1所示图2-1 井田构造特征图2.3 主要含水层 新近系泥灰岩岩溶裂隙含水层主要指新近系泥灰岩及砂砾层，厚度为87.55.75m，平均110.62m，由西南向东北逐渐变厚。以往勘查过程中，钻孔在本层经常发生严重漏水景象，漏水率在60%以上，漏水标高为+150+200m程度。本次勘查钻孔包括三李煤矿主检孔中，除13-3孔耗费量正常外，其他钻孔在新近系泥灰岩层位钻进时均发生冲洗液全漏景象，漏水位置标高+133.24+190.73m，显示本层具有较强的透水性表2-2。 勘探钻孔新近系泥灰岩层位涌、漏水情况简表 表2-2孔号新近系深度m漏失量m3/h漏水深度m漏水标高m静止水位m埋深标高11-137.

28、00140.001540.53+149.8340.20+150.1612-749.00148.901553.20+.3844.80+143.7813-340.00168.38正常/14-260.50170.501588.50+106.72无水位无水位15-415.80152.911563.92+143.73无水位无水位15-365.32176.221570.91+133.2461.00+143.1515-124.48144.991524.48+190.7338.10+177.1113-119.50144.371519.50+182.3621.60+180.26主检孔21.70166.55156

29、7.72+158.35无水位无水位漏水钻孔起钻后测得的水位有以下三种情况：一是低于第一次漏水位置深度，阐明漏水位置在潜水面以上，含水层水无法补给钻孔，测得的水位实践上是孔内浆柱的高度，13-1、15-1、11-1三孔均是这种情况；二是测不到水位，属迎头漏水，边钻边漏，阐明钻孔纵向上岩溶普遍发育，同时泥灰岩底深也在潜水面以上，15-4和三李主检孔是这种情况；三是测得的静止水位标高高于漏水标高，这时测得的水位才是泥灰岩真正的水位，这样的钻孔本次只需15-3和12-7孔，其测得的标高也非常接近，显示目前井田新近系泥灰岩水的自然静止水位在+143.50m左右，略低于下李河水位。据以往钻孔抽放水实验资料

30、，新近系泥灰岩含水层单位涌水量为0.006311.30L/sm，浸透系数为0.00843.15m/d，水化学类型为HCO3K+Na，矿化度为0.384g/L，PH值为8.05。三李煤矿接近二1煤层露头采煤时，新近系泥灰岩水曾涌入采面，最大涌水量达300m3/h以上，导致矿井停产，如今涌水量稳定在100 m3/h左右，阐明本含水层虽然含水性较弱，但依然具有一定的储水量。瞬变电磁勘探在井田内解释了7个新近系泥灰岩富水异常区，集中分布在西北部，东部泥灰岩富水性弱。新近系与下伏各基岩含水层为角度不整合接触关系，经过露头直接补给下伏含水层。 二1煤层顶板砂岩裂隙含水层根据区域矿井实测资料，当二1煤层厚度

31、大于8.00m时，煤层采动后构成的导水裂隙带高度约100m，因此本次勘探将二1煤层顶板以上100m范围内的砂岩含水层做为煤层顶板直接充水含水层。二1煤层顶板砂岩裂隙含水层包括山西组大占砂岩、香炭砂岩以及下石盒子组底部的砂锅窑砂岩，岩性以细、中、粗粒砂岩为主，普通发育25层，厚度1035m，平均厚度21.21m，岩性完好致密，裂隙不发育，且部分被方解石脉充填，富水性弱，钻进过程中很少见严重耗费景象。但本含水层位于浅部风化带中时裂隙较为发育，如16-4孔本层段上距基岩面和F5断层较近，在大占砂岩层位发生漏水景象，漏失量为10.8m3/h。根据三李勘区勘探报告勘探设计在13-1孔进展二1煤层顶板抽水

32、实验，因钻进时不耗费，无法进展抽水，之后改在11-1孔进展，最后也没有胜利。在矿井消费中，二1煤顶板砂岩含水层水多以淋水方式，向矿坑充水，矿井涌水量普通小于200m3/d，水量小，易于疏排。另据原三李勘探区7-2孔抽水实验资料，二1煤顶板砂岩含水层单位涌水量为0.0 L/sm，浸透系数为0.1119m/d，水位标高+177.25m，水化学类型为HCO3K+Na型，富水性较弱。瞬变电磁勘探在本区划分了7个二1煤顶板砂岩富水异常区，主要分布于西部和南部，这些地段二1煤层顶板砂岩与新近系泥灰岩间隔 较近，属基岩风化带，可接受新近系泥灰岩水的直接补给，具有一定的富水性。 L7-8灰岩岩溶裂隙含水层为二

33、1煤层底板直接充水含水层，主要由太原组上段灰岩组成，部分区段L6灰距L7灰间隔 较近，也属于上段含水层。L7-8灰岩厚度5.1116.12m，平均11.13m，隐晶质构造，含燧石结核，发育方解石脉。以往钻孔本层发生比较严重漏水景象的较多表2-3。仅从本次钻孔取芯情况看，东部岩芯普通比较完好，而西部及西南部岩芯比较破碎，经常发生漏水景象，比较具有代表性的有13-1孔和15-4孔。13-1孔岩芯破碎，岩溶裂隙比较发育，L7灰岩中部掉钻0.50m；15-4孔L8灰岩岩芯破碎，冲洗液全漏；另外，13-3孔在本层钻进时泥浆也有所耗费。从漏水钻孔的平面分布来看，L7-8灰岩含水层在本区中西部及南部富水性较

34、强。瞬变电勘探解释的L7-8灰岩富水区共有8个，其中最大的几块在13-1、15-1、15-4孔附近，与钻探根本一致。孔 号漏水标高(m)漏失量m3/h备 注16-3-268.6216-5+25.249.00L7灰岩全漏，抽水孔15-2-.5510.2016-4-26.984.3213-1-42.2815L7灰岩全漏，抽水孔15-4-195.5815L8灰岩全漏13-3-281.650.20L7灰岩耗费15-1-91.0015L6灰下砂泥岩全漏太原组上段灰岩漏水情况统计表2-3本层有界内的10-4、13-1和15-1孔以及界外的16-5孔共四孔进展了抽水实验，10-4孔单位涌水量为0.00001

35、9L/sm，浸透系数为0.000m/d，水位标高为+175.73m，抽水不延续，成果仅供参考；16-5孔单位涌水量为0.972L/sm，浸透系数为9.40m/d，水位标高为+169.87m，水温35.5，水质为HCO3-、SO4-2、Ca+2、K+、Na+、Mg+2型，抽了三个降深，曲线不正常，成果仅供参考；13-1孔单位涌水量为3.04L/sm，浸透系数为26.65m/d，水位标高为+79.99m，水温33，水质为HCO3-、SO4-2、Ca+2、K+、Na+、型，总硬度285.23mg/L；15-1孔本层单位涌水量为0.0012 L/sm，浸透系数为0.0027m/d，静止水位标高为+77

36、.11m，水质为HCO3-、Ca+2型，总硬度311.41mg/L。综合分析抽水实验和三维地震成果，本区L7-8灰岩裂隙、岩溶发育极不均一，导、富水性各处差别较大，主要富水区受断裂构造影响明显，富水性较强，范围集中分布在西部、西南部及三李断层下盘，是矿井防治水的重点对象。 L1-3灰岩岩溶裂隙含水层L1-3灰岩为一1煤层顶板直接充水含水层，二1煤底板间接充水含水层， 由太原组下段13层含生物屑隐晶质石灰岩组成，层位稳定，普通厚度13.4818.73m，平均16.66m。10-4孔在L1-3灰岩层位出现漏水景象，耗费量最大达10.2m3/h，岩芯上见0.05m大小的溶洞；据原三李勘探区资料，本层

37、钻孔单位涌水量为0.010620.0238L/sm，浸透系数为0.08190.1972m/d，水位标高+178.25+180.20m；三李煤矿主检孔在L2灰层位掉钻0.60m，冲洗液全漏，抽水实验单位涌水量为5.09L/sm，浸透系数52.55m/d，静止水位标高+55.26m，水温26，水质为HCO3-、SO4-2、Ca+2、Mg+2型，总硬度312.96mg/L，显示较强的富水性。12-7、15-4两个钻孔经过L1-3灰层位时没有明显耗费，阐明两孔所处位置L1-3灰岩富水性弱。结合瞬变电解释，可以看出本区L1-3灰岩岩溶裂隙含水层岩溶裂隙发育很不均一，在西南浅部及断层附近具有较强的导水才干

38、和富水性，深部富水性逐渐减弱。 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层为一1煤层底板直接充水含水层，区内10-4、15-4、12-7和13-1四孔揭露该层位。最大揭露厚度为13-1孔的39.22m，岩芯破碎，采取率只需13%，冲洗液全部漏失，裂隙、溶蚀景象发育，抽水实验单位涌水量为0.140.21L/sm，浸透系数为0.3470.433m/d，水位标高为+61.90m，水温达44，水质为HCO3-、Ca+2、Mg+2型，矿化度为0.592g/L。12-7孔揭露厚度7.72m，终孔前遇溶洞掉钻0.23m，冲洗液全部漏失。10-4孔和15-4孔岩芯整状，未见溶蚀景象，泥浆耗费不明显。结合钻探和瞬变电磁勘探资料，

39、确定本区奥陶系石灰岩含水层富水性强，但富水性不均一，富水性强的区域主要分布于F5断层附近，以及15-4孔、12-7孔周围。2.4矿区主要隔水层 二叠系上、下石盒子组碎屑岩段隔水层指上、下石盒子组各含煤段中的砂泥岩段。井田残留厚度30300m，西南部较薄，往东北部逐渐变厚，岩性以泥岩、砂质泥岩为主，致密细腻，隔水性能良好，能对上部新近系泥灰岩含水层和下部二1煤层顶板砂岩承压含水层之间的水力联络，起到良好的阻隔作用。夹持于各厚层泥质岩之间的砂岩含水层相互之间没有水力联络，含水性较弱，同时因其岩性巩固，在各泥质岩层中可起到骨架作用，相对加强了泥质岩层的抗压强度，提高了泥质岩层的隔水性能。 二1煤层顶

40、板碎屑岩段隔水层指大占砂岩、香炭砂岩之间以及香炭砂岩和砂锅窑砂岩之间的砂泥岩层段，厚度2040m，堆积比较稳定，岩性由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及部分不含水的细粒砂岩组成，隔水性能良好，但因位于采动后构成的导水裂隙带内，只能起到暂时的隔水作用。 二1煤层底板碎屑岩段隔水层二1煤层底板至L8灰岩顶界之间的砂泥质岩、砂岩段，厚度32.1237.89m，平均34.46m，岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和细粒砂岩为主，堆积稳定，分布延续，其中的Se砂岩虽然厚度较大，但裂隙不发育，透水性差，具有相对隔水才干，强度大，可加强整体的隔水性，因此正常情况下，本段可阻隔太原组上部灰岩段岩溶裂隙水向矿坑充水。 太原组中

41、段碎屑岩段隔水层下自一4灰岩顶面上至L7灰岩底面之间，厚度30.3937.33m，平均33.88m，由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩等碎屑岩和两层石灰岩组成，间夹数层薄煤层，岩性致密完好，透水性差，是阻隔太原组上、下段灰岩含水层间水力联络的良好隔水层。本隔水段中所夹L5、L6灰岩平均总厚度约10m。 L6灰厚度比较稳定，且具有一定的富水性；L5灰富水性较弱，厚度不稳定，有时相变为钙质泥岩或泥岩，如12-7孔。两层灰岩之间的泥岩或砂质泥岩普通厚710m，隔水性能良好。15-1孔钻进至L6灰以下的砂泥岩段时，发生了循环液全漏景象，堵漏困难。但其他穿过L5、L6灰岩的钻孔均没有出现明显耗费，阐明本

42、区L5、L6灰岩岩溶裂隙发育不均一，仅部分有一定的富水性。据，L5、L6灰岩在原三李勘探区东西部富水性存在较大的差别：西部L5、L6灰岩与二1煤间距较小，中间短少煤下砂岩段和L7-8灰岩等层位，是二1煤层的底板直接充水含水层，但灰岩岩性比较致密，裂隙溶洞不发育，含水性较弱；东部1523线之间包括本区西部L5、L6灰岩裂隙、溶洞比较发育，钻孔抽水实验单位涌水量为0.3634 L/sm，浸透系数为5.646m/d，富水性较强，但距二1煤层间隔 较远，普通情况不会对矿坑充水，但在有垂向构造发育的情况下，不但可补给L7-8灰岩，还会成为下部强含水层向矿坑充水的通道。 本溪组泥岩、铝土质泥岩隔水层下自奥

43、陶系灰岩顶面，上至一1煤或相当于一1煤的炭质泥岩底面，厚度8.5215.69m，平均厚度11.25 m，主要由泥岩、铝质泥岩组成，正常情况下岩性致密，透水性能差，隔水性能良好，可以阻隔上部太原组灰岩含水层和下部奥陶系灰岩含水层之间的水力联络。但本区钻孔本溪组岩芯大多比较破碎，导致部分隔水性能弱化甚或丧失，从而难以起到隔水作用。如13-1孔采取率只需16%，12-7孔采取率为46%，10-4孔采取率为63%，只15-4孔采取率稍高。岩芯破碎与构造有亲密关系，如13-1、10-4孔均位于三李断层和F5断层附近。另外，13-1孔O2灰岩含水层静止水位+61.90m，与三李煤矿主井检查孔L1-3灰含水

44、层静止水位+55.26m非常接近，阐明本区L1-3灰水与O2灰水水之间的水力联络亲密，可在部分地段接受O2灰水的补给。2.5地下水补给、径流与排泄条件井田内地下水补给水源主要有大气降水、地表水、工农业消费废水、农田灌溉用水等，其中大气降水是本区地下水的主要补给水源，其补给方式以下渗为主，每年79月份降水集中，占年降水量的6070%，为井田内地下水的主要补给时期，期间各层地下水水位均有所上升，矿井涌水量有所增大。井田南部呈东西走向的荥巩背斜轴为区域地表水及地下水的分水岭，山区的碳酸盐岩裸露区是降水的主要补给浸透区，大气降水经过基岩露头渗入地下后，主要按照构造带及裂隙带分布方向，由西及南向东、东北

45、径流，一部分在三李断层带一线以泉水的方式排泄，构成三李泉群，另一部分继续向东、东北及东南方向运移，至郑州、中牟、新郑一带排泄。在矿区和居民区，受矿井疏排水和机井抽取地下水的影响，人工排泄成为主要的排泄方式，地下水由降落漏斗周边向漏斗中心径流并排泄。2.6 地下水动态特征地下水动态特征是地下程度衡的外部表现，而地下程度衡那么是地下水动态的根本缘由，研讨地下水动态特征对于认识和分析地下水的补给、径流和排泄规律及其主要影响要素，分析研讨地下水资源量的变化规律等都具有非常重要的意义。振兴二矿井田有三个主要含水层组，由于第四系含水层的分布稳定性比较差且不是矿井的直接充水水源，所以系统完好的水位动态资料不

46、多。根据1986年煤田地质精查报告资料可知，当时揭露的该含水层水位亦为250m290m左右付12209孔水位标高254.8m，付12701孔水位标高为298.05m。阐明虽经近10年的时间推移与采矿活动，并没有形本钱区二1煤顶板碎屑岩砂岩含水层水位的趋势性下降。二1煤底板L7-8薄层灰岩含水层地下水位普通在200m210m之间变化。根据1986年煤田地质精查报告资料可知，当时揭露的该含水层水位为230m240m左右。阐明经过多年来的矿井排水，使得该含水层水位呈现出明显的下降趋势。经过对钻孔水位动态资料的分析可知，奥陶系灰岩地下水位也具有多年下降的趋势，根据1986年煤田地质精查报告资料可知，当

47、时揭露的该含水层水位为220m230m左右。目前位于矿区内的井1孔和付12215孔水位标高为190m左右，阐明该含水层水位下降幅度与矿井排水及临区消费、生活取水有明显的关系。根据资料分析，矿井各含水层地下水位变化与大气降水具有亲密关系，且水位的变化较大气降水相对滞后，奥灰水位变化普通滞后12个月，L7-8薄层灰岩水位变化普通滞后2个月，二1煤顶板砂岩含水层水位变化滞后时间较短。如图3-14所示。这一景象进一步阐明矿井各含水层均接受大气降水的补给，但这种补给并不畅通，遭到了地层浸透才干的限制。，井田内不同含水层之间水力联络不强，各自存在本身的地下水补给、径流和排泄条件。2.7断裂构造水文地质特征

48、1. 三李正断层F3历次勘查钻孔穿过三李断层断层带时，从未发生过漏水景象。如本区的10-4孔，揭露的三李断层带厚度达8.00m，破碎带主要由泥质岩、细砂岩组成，钻进中冲洗液没有明显耗费。振兴二矿过三李断层施工的几条巷道均没有出现断层带涌水景象，阐明三李断层断层带部分含、导水性较弱。三李煤矿瞬变电磁勘探报告以为三李断层是一条富水断层，沿断层带各含水层均具有比较强的富水性，这一结论与钻探、井巷揭露情况出入较大，尚侍消费过程中进一步验证。三李正断层规模较大，延伸间隔 较远，虽然其本身的富水性和导水性较差，但其对上下盘岩石中裂隙、岩溶发育有较大影响，使接近断层的上下盘岩层富水性加强。如井田内接近三李断

49、层带施工的钻孔，如13-1、10-4等孔在石炭系灰岩含水层钻进时多次发生比较严重的漏水景象， 综合判别，三李正断层整体富水性较弱，是三李井田南部的一条阻水断层，但部分具有一定的富、导水性。2. F5断层是本次新确定的一条正断层，15-1、三李煤矿主检孔及瞬变电磁勘探均阐明该断层附近地层具有较强的富水性。3. DF5正断层断层西北盘下降，使西部二1煤层与其下各灰岩含水层之间的间隔 缩短甚止对接，增大了这些含水层向矿坑充水的能够性。瞬变电磁勘探在DF5断层西南部断层尖灭端13-1孔附近划出一大片低阻区，据此确定DF5断层为一富水断层，部分具有一定的导水才干。但除尖灭端的低阻区之外，在断层延伸方向上

50、各含水层富水区均间隔 断层较远，阐明该断层整体富水性较差。4. 其他断层根据瞬变电磁勘探报告，除三李断层和DF5断层外，本区其他断层均为不富水断层。但在断层的尖灭端等部位，构造应力集中，岩层破碎，能够具有一定的富水性和导水性。5. 滑动构造滑动构造分布在井田西部，沿二1煤顶板发育，煤层顶底板岩石的完好性均较差，相应地改动了含水层的补给、径流条件，使含水层的富水性有一定程度加强，因此，滑动构造也是未来矿井防治水任务需求仔细关注的对象。3 矿井充水条件3.1矿井水害情况的统计分析振兴二矿自2005年4月份资源整合以后消费以来，采掘过程中曾发生近三次水量不等的突水。根据突水水源可把这些突水划分为三种

51、类型：其中第一种是突水源为二1煤层顶板第三系泥灰岩含水层。该类型突水是由于采掘后顶板冒落带及其破坏裂隙，沟通上覆第三系泥灰岩含水层而发生。突水通道的分布、发育强度与二1煤层上覆岩层的岩性、滑动构造裂隙及采动裂隙的发育和分布有关。一、矿井充水水源及其特征1. 充水水源 大气降水该井田为新生界地层全掩盖区，间隔 露头较远；地表冲沟发育，落差较大，有利于自然排水。大气降水中的绝大部分都依地势汇入东部南北走向的下李河中流走，只需小部分渗入土壤中，被农作物吸收。因此，大气降水不是井田主要的矿井充水要素。 地表水井田内地表的主要水体是位于东部河谷中的下李河，河床标高+145.50+147.00m，雨季具有

52、一定的流量，旱季那么时有断流。河谷东西两岸高地海拔平均约+200m，与河床之间的落差达40余米。下李河河床以新近系泥灰岩为基底，容易引起河水在部分岩溶地段下渗，补给新近系泥灰岩潜水，加强其富水性，从而成为矿井的间接充水要素。 地下水井田内地下水包括新近系泥灰岩岩溶裂隙潜水、各基岩承压含水层水以及断层水。 新近系泥灰岩岩溶裂隙潜水新近系泥灰岩岩溶裂隙发育，但因位于当地侵蚀基准面之上，其含水性不强。从浅部三李煤矿等消费矿井以往发生的泥灰岩涌水情況看，其直接向矿坑充水时水量普通小于300m3/h。井田二1煤层上覆基岩较厚，采动构成的导水裂隙带正常情况下不会到达基岩面，泥灰岩水普通不会经过导水裂隙带直

53、接进入矿坑。但因其与下伏各含水层之间为不整合接触，可以在较远间隔 补给煤层顶底板含水层，间接向矿井充水。因此，新近系泥灰岩岩溶裂隙含水层是二1煤矿床的间接充水水源。 基岩承压含水层水山西组及上、下石盒子组各砂岩含水层之间被厚度不等的泥质隔水层分隔，相互之间短少水力联络，所以整体上含水性弱，补给面积小，对二1煤开采影响不大。矿井开采时，位于导水裂隙带内的砂岩含水层将以淋水的方式向矿坑充水，但水量小，衷减迅速，易于疏降。只需在浅部或构造带附近，当本层接受新近系泥灰岩水或其它含水层水的补给时，水量才会有所增大。井田内太原组各灰岩含水层是二1煤层和一1煤层矿床的主要充水水源，富水性明显受构造发育程度的

54、影响，接近三李等断层带，富水性较好，反之那么较差。因这些含水层与煤层之间的隔水层厚度较薄或根本没有，所以它们向矿坑充水是不可防止的。未来对这些含水层主要应采用疏排降压的方法，降低其水头高度，使其水压值到达开采允许的范围，以保证平安消费。奥陶系灰岩裂隙岩溶承压水为二1煤层底板主要的间接充水水源，该含水层与其下的寒武系灰岩之间没有隔水层阻隔，空间上连为一体，厚度宏大，裂隙溶洞发育，富水性强而不均一。在井田范围内，奥灰一方面主要经过补给上部各含水层的方式，间接地向矿井充水；另一方面，在断裂带或部分薄弱处，在较高水压的作用下，会构成突破向矿坑直接充水，这时其水量往往很大，严重时会呵斥淹井事故。因此，对

55、奥陶系灰岩水普通应本着“以防为主的方针，留足断层防水煤柱，先探后采，防止突水灾祸事故的发生。 断层水从钻孔钻进过程中循环液的耗费情况来看，三李正断层的含水性较弱，对矿床的充水意义不大。其他断层规模均不及三李正断层，对矿床充水意义也不大。井田范围内中西部二1煤层顶板普遍发育滑动构造。从钻孔揭露情况以及具有类似顶板条件的消费矿井情况分析，滑动构造带水与顶板水性质接近，富水性普通较弱，常以顶帮淋水的方式向矿坑充水，易于疏排。 老窑水振兴二矿在技改前，原采空区范围清楚，井田内不存在其他小窑，不受老窑积水影响。2. 充水通道矿井充水通道包括构造断裂带、煤层顶板冒落导水裂隙带、煤层底板隔水层卸荷裂隙以及人

56、为充水通道钻孔等。三李断层为张性正断层，本区内几乎全部位于其上升盘北盘，二1煤层与南盘的下石盒子组地层对接，断层带成分以泥质为主，具有相对阻水性质，因此断层带含水性和导水性均较差，形不成矿井的主要充水通道。但对于南盘二1煤层来说，二1煤层与北盘的奥陶系灰岩含水层对接，断层附近是最易突水的危险地段。根据消费矿井突水缘由分析，煤层采掘后将引起煤层顶底板应力场的变化，进而引起底鼓、相对隔水层隔水性能弱化甚至丧失等景象，从而在垂向上构成一种特殊的导水通道，导通下部强含水层与煤层底板直接充水含水层之间的水力联络，呵斥任务面发生大规模底板滞后突水。对此，消费中应给以加倍关注，做到防患于未然。矿井区钻探和瞬

57、变电磁勘探报告均没有发现陷落柱，阐明本区不存在陷落柱这一类型的垂导游水通道。二、矿井水文地质勘查类型划分根据2021年11月份祥隆地质勘探公司对我矿水文地质划分二1煤层为矿井的主采煤层，其顶板直接充水含水层为山西组至下石盒子组底部的砂岩含水层，单位涌水量0.0 L/sm，富水性弱；底板直接充水含水层为太原组上段L7-8石灰岩含水层，单位涌水量为0.000193.04 L/sm，部分富水性强。二者相比较，底板是矿井重要的充水水源，故应以底板为主来确定二1煤层的水文地质勘查类型。据此确定二1煤层水文地质勘查类型为第三类第二亚类二型，即底板进水为主的水文地质条件中等的岩溶充水矿床。三、矿井涌水量估计

58、一估计对象及范围本次矿井涌水量估计的对象为二1煤层顶底板直接充水含水层，详细范围为11勘查线与15勘查线之间，三李正断层以北，不包括中西部无煤区范围，面积为1775858m2。二估计方法及计算过程本次根据三李煤勘探区周边消费矿井水文地质条件以及区内水文地质勘查成果，分别采用水文地质比较法和裘布依大井法公式估计二1煤层顶底板矿井涌水量。1. 消费矿井比较法先期开采地段位于振兴二矿深部，两者水文地质条件比较类似，因此可以采用水文地质比较法，根据振兴二矿目前的矿井涌水量估计先期开采地段的矿井涌水量。振兴二矿目前的矿井涌水量见表3-1。振兴二矿矿井涌水量情况一览表 表3-1地 段顶板水(m3/h)底板

59、水(m3/h)合计(m3/h)11采区123012312采区2596121全矿14896244 注：11采区顶板水中包括老空出水70m3/h，井壁淋水53 m3/h。采用公式如下：Q设=Q生a1 a式中各参数含义：Q设估计矿井涌水量m3/h；Q生消费矿井涌水量m3/h，顶板水为148m3/h，底板水为96 m3/h；S设设计矿井降深m，顶板S设=+147.36+400-2.94-8.87=535.55m，+147.36m为11-1孔观测的静止水位，-400m为计算范围二1煤层底板最低标高值，2.94m为二1煤平均厚度，8.87m为二1煤顶与顶板砂岩含水层之间的平均间隔 ；底板S设=+79.99

60、+400+15.05=495.04m，+79.99m为13-1孔参数，-400m为计算范围二1煤层底板最低标高值，15.05m为煤下山西组厚度的一半；S生消费矿井降深m，振兴二矿二1煤底板最深至-100m，顶板 S生=147.36+100-2.94-8.87=235.55m；底板S生=79.99+100+15.05=195.04m；F设设计矿井估计面积m2，统计结果为1775858m2；F生消费矿井采动面积m2，统计结果为509045 m2。2将以上与顶底板含水层有关的数据分别代入公式a： 顶板Q设=148=304.99(m3/h)底板Q设=96=209.03(m3/h)2. 大井法大井法公式