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文档简介

1、目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第一章矿井及井田概况1一、矿井基本情况1二、交通位置及四邻关系2三、自然地理2四、排水设施能力现状4五、矿井兼并重组及开采历史概况4六、本次水文地质类型划分范围及说明5 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第二章以往地质和水文地质工作评述5 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第三章矿区地质7一、矿区地层7二、矿区构造8 HYPERLINK l bookmark8 o Current Doc

2、ument 第四章区域水文地质10 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第五章矿井水文地质11一、含、隔水特征11二、充水因素分析13三、水力联系情况13四、矿区充水因素分析14五、含水层对矿区开采的影响16六、矿井涌水量16 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 第六章矿井开采受水害影响程度和防治水工作的难易程度评价17一、对矿井开采受水害影响程度的评价17二、矿井防治水难易程度评价18第七章矿井水文地质类型划分及防治水工作建议20一、水文地质类型划分依据表20二、本矿井水文地质类型划分21三、矿井

3、水害综合治理措施22 第一章矿井及井田概况一、矿井基本情况1、桐梓县茅石乡鑫源煤矿位于桐梓县城东面,行政区划属于桐梓县茅石乡所辖;由茅石乡的原中心煤矿和富田煤矿整合而成,矿界形状为一多边形走向长3.9km,倾向宽0.5km,井田面积1.7989km2,井田由9个拐点组成,矿井2009年12月取得采矿许可证(登记生产规模15万t/a),采矿证许可证号:C5200002009121120049432。拐点坐标(1980西安坐标)拐点号XY拐点号XY0310661536392335531029153639383013106725363929156310287536393705231057303639

4、31307310348036393285331049653639332583104835363928304310426036393480矿区面积:1.7989km2,采矿标高:+1425+1100m2、桐梓县茅石乡鑫源煤矿整合后由9个拐点坐标圈定,设计资源/储量437.6万t,永久保护煤柱、工业广场及井巷保护煤柱共90.53万t,设计可采资源/储量342.21万t,服务年限为16.3年;矿井采用平硐开拓,主要有三个井筒,分别为主平硐、排水平硐及回风平硐,目前已建成。3、矿井划分为六个采区,走向长壁采煤法,高档普采工艺,煤炭运输采用胶带机连续运输,防爆电机车牵引矿车做辅助运输。4、全区可采煤层3

5、层,即C1、C5、C6号煤层,井田内煤层赋存总体为单斜构造,平均倾角37,煤层平均厚度分别为1.13m、0.96m、1.24m,为倾斜薄煤层。顶板多为粉砂岩、泥岩、石灰岩及泥灰岩,一般较稳定,底板为泥岩、细砂岩、炭质泥岩、粘土泥岩,性软遇水易膨胀,工程地质条件属中等类型。5、区内未发生过冲击地压现象,最低侵蚀基准面为+1235m(井田东部溪沟标高),矿区内大部分资源量在当地侵蚀基准面之下;可采煤层间接顶、底板均为岩溶充水含水层;根据鑫源煤矿开采方案设计(变更)(2011.9)和安全设施设计(变更)中描述,矿井水文地质类型的划分根据调查及结合邻区勘查资料,矿区内大部分资源量在当地侵蚀基准面之下;

6、可采煤层间接顶、底板均为岩溶充水含水层。结合煤矿防治水细则划分标准,矿井C1、C5、C6煤层水文地质勘查类型为以岩溶含水层充水为主、顶底板进水为主、水文地质条件复杂的岩溶裂隙充水矿床。6、矿井2012年因未进入联合试运转而停产停建,因无法估计恢复生产时间,矿井没能留有相关工程技术人员,自2012年初至2017年4月,井下未开展任何采掘作业,矿井处于封闭与等待兼并重组政策状态,因此,五年期间未收集有井上下水文地质资料。2017年6月启动后,矿井对周边老窑、采空区、水害进行了调查;2018年12月7日,请有资质单位开展了矿井水文地质补充勘探工作。本次水文地质类型划分报告的编写,主要依据为矿井地质报

7、告、资源储量核实及勘探报告(水文部分)、开采设计变更说明书、安全设施设计变更说明书鑫源煤矿矿井水文地质补充勘探报告等。二、交通位置及四邻关系矿区距县城平距约10km,有乡村公路从桐梓县城到茅石乡,公路距离约25公里,乡村公路与210国道(川黔公路)、川黔铁路、崇遵高速等相通,矿区地理坐标为:东径10654/1710655/20,北纬2802/08280411。交通:矿区有公路经茅石乡到桐梓县城,运距约25公里,与210国道(川黔公路)、川黔铁路、崇遵高等级公路,交通方便,详见交通位置示意图1-1-1。三、自然地理(一)地形地貌区内地形总体上西高东低,北西向山脉此起彼伏,连绵不断,属中、低山侵蚀

8、、溶蚀、剥蚀山地地貌,地表河流主要由北向南迳流,最终汇合于赤水河之中。地形上中部高,两侧低,且为斜坡,最高点为图区中部西侧山羊坳附近的无名山头,标高为1553m。(一)气象矿区所在区域属亚热带季风性湿润气候区,全年平均气温14.7C,日极端最低气温-8.6C,日极端最高气31温34.5C,7月平均温度22.7C。年平均降水量1057.1mm,雨季多集中在59月,年均发生暴雨23次,多在57月。灾害性天气主要有春旱、冰雹、夏旱、夏暴雨等。比例尺1:570000黑沙坝东溪鹿井茶仙源镇夜郎镇笔店镇烂泥坯蒲家咼桥镇合头:店子河坝堡:分水岭桐梓县燎原镇川娄山关镇下寺温泉镇林岩银坪*旺草镇rt,!yA.家

9、桃黄杨镇冃岗塘镇田湾渡镇羊蹬镇白镇汪五域0松坎站声乐坪1王家坪安稳松坎镇渡站、木瓜镇水银孚焉、水沙坝小雅镇广沿江大坯口四兴大河镇梅子水坪茅圾镇山盆镇泗渡镇:、芝麻镇高坪镇毛石镇沙湾镇新蒲镇礼仪镇.;”宽阔镇金鼎峻十一,松林镇海龙镇松林镇高桥镇巷口镇/”,赛山镇黄鱼江.楚米镇马鬃余家湾金承茅石镇坝大屋桥镇公寺镇屋基奚7黄鱼桥平乐.大路槽屋基堡绥阳县柏狮山小关蒲场镇叶.团泽镇0亠九龙市政府驻地县政府驻地h1杨绿脅乡、镇政府驻地AQ村政府驻地11矿区范围铁路高速公路国道省道县道乡村公路交通位置示意图1-1-1(二)地表水矿区外围主要的地表水体为井田北部边界外缘的天门河,考虑到储量核实报告取点距离井田

10、较远,井田最高点位于中部的芦竹山,海拔高度1637.0m,最低点为井田北部边界外缘的天门河,海拔高度987.10m本设计根据井田内地形和水文条件,为当地最低侵蚀基准面为+987.10m。矿区内无长流地表水体,仅有少量山间季节性溪流,东部边界外缘有自南向北向的洞沟河,流量小,枯水期常无限断流。据1:20万区域水文地质资料,北面之天门河至南面之河沙溪为一完整的水文地质单元,矿区位于单元中的南部。该区地下水由北向南迳流,排泄于河沙溪。区内地下水类型以岩溶水为主,基岩裂隙水次之,松散堆积层孔隙水仅季节性存在。地下水主要由大气降水补给。碳酸盐岩类岩溶裂隙水赋存形式差异明显,背斜核部地带呈散流型;向斜核部

11、呈汇流型;紧密褶皱带及褶皱构造两翼则以管流型为主。地下水富集受地层岩性、地形地貌和构造诸因素控制。一般富集于褶皱构造核部地段、构造体系的交接复合部位、构造裂隙相对密集的断裂两盘及其交汇处、不同岩性的接触界面及岩层产状由陡变缓处。(三)地震据中国地震动参数区划图(18306-2001),桐梓县地震基本烈度小于可度,区域稳定性较好。四、排水设施能力现状矿井2008年开工建设,完成的主要井巷工程有:主平硐、+1270m水平运输大巷、轨道上山、回风上山、回风平硐及原系统的排水平硐等,排水平硐井口标高+1256m,矿井现已开采水平为+1270m标高以上的Cl、C6煤层和即将开采的+1270m标高以上的C

12、5煤层,矿井采空水排至+1270m水平运输大巷和排水平硐水沟后,自排出井口,矿井目前暂无排水设施设备。五、矿井兼并重组及开采历史概况1、2015年3月10日黔煤兼并重组办【2015】25号关于对桐梓县狮溪煤业有限公司主体企业煤矿兼并重组实施方案(第二批)的批复,桐梓县茅石乡鑫源煤矿和桐梓县茅石乡铭安煤矿以及贵州省桐梓县煤矿茅坝井田勘探整合,保留桐梓县茅石乡鑫源煤矿,建设规模60万吨/年,关闭桐梓县茅石乡铭安煤矿。2、黔国土资矿管函【2015】1082号关于拟预留桐梓县狮溪煤业有限公司桐梓县茅石乡鑫源煤矿(兼并重组调整)矿区范围的函鑫源煤矿由35个拐点圈定,面积14.5177平方公里。六、本次水

13、文地质类型划分范围及说明根据矿井采掘布署,矿井在联合试运转期间开采位于+1270m水平以上的C5煤层,首采10501工作面,工作面标高为+1287.3m+1328.4m之间,接续回采工作面位于同标高的10502的C5煤层以及二采区位于+1270m以上的煤层,因此,在近二至三年期间,矿井的采掘活动均在+1270m水平以上,属开采上部煤层,平硐排水。随着矿井兼并重组工作推进,预计2019年6月,将开展实质性的整合后60万吨建设矿井;届时,鑫源煤矿+1270m水平以下的资源将纳入60万吨矿井整体设计。鑫源煤矿60万吨建设矿井建设期间,将依据新的补充勘探及储量核实报告资料,对整个矿井重新进行水文地质类

14、型划分。为此,本次仅对鑫源煤矿开采+1270m水平以上资源进行水文地质类型划分。第二章以往地质和水文地质工作评述1、19751978年,贵州省地质局区调队,在桐梓县境内开展了1:20万区域地质调查,并于1978年提交有1:20万桐梓幅区域地质报告。2、2004年2005年,贵州省地矿局一0二地质大队对狮子山井田煤矿做过地质勘探工作,位于矿区南东部。对区内可采煤层层数、开采技术条件等进行了详细阐述,为本次报告编制提供了参考。3、2006年月3月,贵州地矿局一0二地质大队对矿区内的富田、中心煤矿做过储量核实工作,并于2006年5月提交有贵州省桐梓县茅石乡富田煤矿资源量核实报告(评审文号:遵市国土资

15、发200696号)、贵州省桐梓县茅石乡中心煤矿资源量核实报告(评审文号:遵市国土资发2006254号)。主要结论为:通过资料的调查、收集、整理和野外工作,基本查明了区内地层层序及岩性,地质构造特征及含煤地层时代、岩性组合,可采煤层的赋存层位、层数、厚度、形状、产状、稳定程度及分布范围。核实截至2006年7月底:桐梓县中心煤矿采煤消耗煤矿资源量(122b)31.1万吨,查明的矿产资源(333)137.9万吨,潜在的矿产资源量77.7万吨;桐梓县富田煤矿采煤消耗煤矿资源量(122b)29.7万吨,现查明的矿产资源量(333)161.0万吨,潜在的矿产资源量(334)?116.3万吨。4、贵州省有色

16、地质勘查局物化探总队接受鑫源煤矿的委托后,开展资料的搜集和地质图修测、工程地质环境调查等工作。通过收集以往地质资料、进行地表地质调查、剖面地质调查和井下地质调查,基本查明了矿区内地质情况,并对矿区工程地质、水文地质等矿床开采技术条件进行了初步了解,最终提交有桐梓县茅石乡鑫源煤矿资源资源储量核实报告和相关图表。5、2008年8月中化地质矿山总局贵州地质勘查院对鑫源煤矿开展了水文地质调查,编制了桐梓县茅石乡鑫源煤矿水文地质调查报告,对矿井水文地质条件进行了评述和调查类型进行了划分。6、2017年12月由中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队对鑫源煤矿进行了资源储量核实及勘探工作,并出具了资源储量核实

17、及勘探报告(水文部分)。7、2018年12月由中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队对鑫源煤矿进行了矿井水文地质补充勘探报告,并出具了桐梓县茅石乡鑫源煤矿矿井水文地质补充勘探报告。通过对所积累的资料进行分析研究,结合历次地质工作成果,对该矿范围内煤层赋存情况、构造变化规律及水文地质条件等有了一定了解;对矿山煤层的结构、构造、煤质、水文地质条件、开采技术条件及其变化规律已初步查清,为本次水文地质类型的划分提供了基本技术参数。第三章矿区地质一、矿区地层矿区及附近出露地层有二叠系中统茅口组(P2m)和上统龙潭组(P31)、长兴组(P3c)及三叠系下统夜郎组(Tly)、茅草铺组(Tim)及第四系(Q)。

18、现将各地层由老到新叙述如下:1、二叠系下统茅口组(P2m)区内仅出露茅口组(P2m)的部分,为灰色、浅灰色中厚厚层状细晶石灰岩,夹少许燧石结核。产筵、珊瑚等动物化石。厚度大于100m。2、二叠系上统(P3)(1)龙潭组(P31)岩性为灰、深灰、黄灰色泥岩、钙质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹数层灰岩、泥灰岩、燧石灰岩及煤层,底部为含铁矿粘土岩。含煤及煤线七层,可采煤层三层(Ci、C5、C6)。产腕足、植物化石。厚度7894m,平均厚约85.0m。与下伏地层呈假整合接触。(详见含煤岩系特征一节)(2)长兴组(P3c)灰、深灰色中厚层状石灰岩,含少量燧石结核,层间夹有机质条带或薄层炭质泥岩,下部为泥

19、质灰岩。产腕足类化石。厚平均约75m。与下伏地层整合接触。3、三叠系下统(T1)(1)夜郎组(T1y)按其岩性分为三段,从老到新依次为:沙堡湾段(T1y1):黄绿、浅绿色薄层状钙质泥岩,夹薄层泥质灰岩。厚约6m。与下伏地层整合接触。玉龙山段(T1y2):上部为灰色中厚层状微细晶灰岩,偶见锯齿状缝合线构造。顶部为一层厚约12m的鲕粒灰岩;中部为浅灰、灰色中厚层状灰岩,局部含泥质条带;下部为灰色薄至中厚层状灰岩、泥质灰岩。该段厚约145m。与下伏地层整合接触。九级滩段(T1y3):紫红、暗紫色夹黄绿色粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、钙质粉砂岩,夹中厚层状泥灰岩、灰岩。厚度约300m。与下伏地层整合接触。

20、(2)茅草铺组(T1m)仅出露于矿区东北角。岩性为浅灰色中厚层状石灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩。厚度50m。与下伏地层整合接触。4、第四系(Q)主要为残坡积土层。岩性为褐黄色粘土及砂质粘土,断续夹分布不均的碎石及块石,结构松散。厚度05m,般厚约1.5m。零星分布于洼地及平缓斜坡地带。与下伏地层为假整合接触。二、矿区构造矿区位于茅石向斜西翼南段,茅石向斜为一西缓东陡不对称向斜,轴向340左右,轴部由三叠系下统茅草铺组(T1m)组成,两翼出露分别为三叠系下统夜郎组(T1y),二叠系长兴组(P3c)、龙潭组(P31)、茅口组(P2m)。矿区内地层呈单斜产出,地表地层产状倾向7078,倾角3545,据

21、采煤巷道揭露,煤层倾角一般在3738。断裂不发育,仅在龙潭组含煤岩系中见小型断裂,断距小(35m),对煤层连续性破坏不大。矿区构造复杂程度属中等类型。三、含煤地层1、含煤性矿区内含煤岩系为二叠系上统龙潭组(P31),该组由一套海陆交互相、多旋回沉积组成,厚度7894m,平均约85m。岩性为灰、深灰、黄灰色泥岩、钙质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹数层灰岩、泥灰岩、燧石灰岩及煤层底部为含铁矿粘土岩。根据岩性特征和含煤情况分为三段,由下至上为:下段:深灰、灰、黄灰色泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩,中夹薄中厚层状灰岩、燧石灰岩、泥质灰岩,顶部夹(C3)薄煤层或钙质泥岩,底部为(C1)煤层及含黄铁矿粘土岩。该

22、段厚2327m,含可采煤层一层(C1)。中段:灰、深灰、黄灰色泥岩、钙质泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩为主,中夹薄中厚层灰岩、燧石灰岩、泥质灰岩,局部见菱铁质砂岩和粘土岩。中部泥岩内夹薄煤层或煤线,顶部为C6煤层。该段厚约3035m,含可采煤层两层(C5、C6)。上段:深灰、灰色泥岩,中部和底部为薄中厚层灰岩。下部泥岩内偶见煤线和粘土岩。该段厚约1720m。综上所述,矿区含煤岩系总厚约75m。含煤层(线)七层,总厚约5.21m,含煤率约6.94%;含可采煤层三层,平均总厚3.99m,可采煤层含煤率约5.31%。其它煤层厚0.11.13m,局部见可采点。2、可采煤层从目前工程揭露矿体情况看,矿区内煤层

23、呈层状产出,产状与地层产状一致,倾向7079度,倾角3738度,煤层上、下界与围岩界线清楚。各煤层在矿区内沿走向和倾向上较稳定,现将矿区可采煤层分述如下:C1(矿山称K3或16号层)煤层:位于P31下段底部,下距P2m灰岩顶界约2.745.14m,层位稳定,厚度1.011.24m,平均厚1.08m。大部夹厚0.030.10m泥岩或炭质泥岩夹矸1层。为矿区内稳定可采煤层。C5(矿山称K2或7号层)煤层:位于P31中段上部,上距C6煤层46m,煤层厚0.811.10m,平均厚1.01m。结构单一。为矿区内稳定可采煤层。C6(矿山称K1或5号层)煤层:位于P31中段顶部,上距P3c约1720m,层位

24、稳定,煤层厚0.901.58m,平均厚1.31m。结构单一。层位稳定,向北有增厚的趋势。为矿区内稳定可采煤层。矿区主要可采煤层为C1、C5、C6号煤层,煤层特征见表1-3-1。表1-3-1煤层特征表序号煤层编号煤层厚度(m)煤层夹矸数倾角O煤层结构稳定性层间距顶底板岩性顶板底板1C11.011.241.130237简单稳定46.77m泥质粉砂岩粘土岩、泥岩2C50.811.10237简单较稳泥质粉砂岩粘土岩、泥岩0.96定3C60.91.581.240237简单稳定46泥质粉砂岩粘土岩、泥岩第四章区域水文地质区内地形总体上西高东低,北西向山脉此起彼伏,连绵不断,属中、低山侵蚀、溶蚀、剥蚀山地地

25、貌,地表河流主要由北向南迳流,最终汇合于赤水河之中。地形上中部高,两侧低,且为斜坡,最高点为图区中部芦竹山,标高为1637m。桐梓县气候总的特点是冬季长,夏季短,气候变化大,山与谷间气温、降雨相差较大。根据桐梓县气象局的统计资料,降雨量一般为11501200mm,降雨量年际变化较大,且在时空上也分布不均匀,表现为平、枯季(10月至次年3月)降雨量少,雨季(4月至9月)降雨量多;多年气温一般为226C,夏、冬季年际气温变化较大。根据储量核实报告:井田最高点位于中部的芦竹山,海拔高度1637.0m,最低点为井田北部边界外缘的天门河,海拔高度987.10m,考虑到储量核实报告取点距离井田较远,本设计

26、根据井田内地形和水文条件,取最低侵蚀基准面为987.10m。据1:20万区域水文地质资料,该区地下水由北向南迳流,排泄于河沙溪。区内地下水类型以岩溶水为主,基岩裂隙水次之,松散堆积层孔隙水仅季节性存在。地下水主要由大气降水补给。碳酸盐岩类岩溶裂隙水赋存形式差异明显,背斜核部地带呈散流型;向斜核部呈汇流型;紧密褶皱带及褶皱构造两翼则以管流型为主。地下水富集受地层岩性、地形地貌和构造诸因素控制。一般富集于褶皱构造核部地段、构造体系的交接复合部位、构造裂隙相对密集的断裂两盘及其交汇处、不同岩性的接触界面及岩层产状由陡变缓处。第五章矿井水文地质一、含、隔水特征1、第四系(Q)孔隙含水层:零星分布于洼地

27、及平缓斜坡地带,主要为残坡积土层。岩性为褐黄色粘土及砂质粘土,断续夹分布不均的碎石及块石,结构松散。厚度05m,般厚约1.5m。该层为透水性好、含水性差,富水性较弱。2、三叠系下统茅草铺组(T1m)仅出露于矿区外围的北东角。岩性为浅灰色中厚层状石灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩,厚度50m。该层含水性强,属岩溶裂隙含水层,由于有下伏厚度较大的九级滩段隔水层相隔,对矿水充水不具影响。3、三叠系下统夜郎组九级滩段(T1y3)隔水层:出露于矿区北东部外围的广大区域,岩性为紫红、暗紫色夹黄绿色粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、钙质粉砂岩,夹中厚层状泥灰岩、灰岩,厚300m。调查泉水点10个,主要出露于中上部,流量为

28、0.0292.32L/S,出露标高12351271m。该层富水性弱,厚度较大,隔水性能良好。对矿床充水影响较小。(1)三叠系下统夜郎组玉龙山段(T1y2)及二叠系上统长兴组(P3c)岩溶裂隙含水层:玉龙山段和长兴组岩性和富水性相近,且二层之间仅有约6m厚的沙堡湾段(T1y1)隔水层相隔,岩性为浅绿色钙质泥岩。T1y1在受外力的作用下易变形破坏,并失去隔水性。所以将玉龙山段和长兴组合并为同一层来研究,把两层统称为“T1y2+P3c”岩溶裂隙含水层。A、玉龙山段(T1y2)出露于矿区内的北东部大面积区域,岩性主要为浅灰灰色灰岩,中部偶夹薄层泥灰岩及泥质灰岩,厚度为145m。调查泉水点2个,主要出露

29、于下部及上部,流量为0.9021.519L/S,出露标高12451348m。岩溶不发育。据区域水文资料,该层富水性中等。B、二叠系上统长兴组(P3c)分布于矿区南西侧,在地表形成陡崖,岩性主要为灰深灰色灰岩、含燧石结核灰岩,厚度为75m。未见到泉水出露,据区域水文资料,该层富水性中等,含水性不均一。综合上述资料分析认为,“T1y2+P2c”层以面状渗入补给为主,当地补给却未见排泄点,地下水则可能向南东运移,排泄于河沙溪一带。经查明“T1y2+P3c”层底界至顶煤(C6)之间为1720m,采空塌陷将影响至该层,故该层应为矿床顶板间接充水含水层,其地下水将通过导水裂隙带间接进入矿井。4、二叠系上统

30、龙潭组(P3l)裂隙含水层:出露于矿区南西侧,岩性主要为浅灰色泥岩,夹细砂岩、粉砂岩灰岩、粘土岩及煤层煤线等,底为含黄铁矿粘土岩,厚度85m,含可采煤层C1、C5和C6。调查泉水点2个,流量为2.6332.970L/S,出露标高13011315m,集中位于矿区中南部岩湾的一小溪沟边、龙潭组顶部,流量偏大,其水源可能来自长兴组灰岩中。该层含裂隙水,属当地补给当地排泄特点,补给条件差,富水性弱,由于煤层赋存于该层中,故成为矿床顶板直接充水含水层,在未来采掘过程中,地下水可直接进入井巷对矿床充水。5、二叠系中统茅口组(P2m)岩溶裂隙含水层出露于矿区南西面,岩性主要为浅灰色、深灰色中厚层状细晶灰岩、

31、沥青质细晶灰岩,中上部间夹燧石团块,厚度100m。调查区地表岩溶不发育,出露泉点4个,流量为1.2004.459L/S,出露标高12721312m。该层富水性强,但极不均一,其顶界距C1煤层之间仅有2.745.14的含黄铁矿粘土岩隔水段,故该层构成了矿床的底板充水含水层。根据资源量估算图,矿区大部分资源量虽位于当地地下水位以上,但由于其富水的不均匀性,地下水将有可能造成井巷突水。二、充水因素分析1、岩溶裂隙水的补给、径流、排泄条件大气降水是本区岩溶裂隙水的主要补给来源。地下水主要由大气降水补给。碳酸盐岩类岩溶裂隙水赋存形式差异明显,背斜核部地带呈散流型;向斜核部呈汇流型;紧密褶皱带及褶皱构造两

32、翼则以管流型为主。地下水富集受地层岩性、地形地貌和构造诸因素控制。一般富集于褶皱构造核部地段、构造体系的交接复合部位、构造裂隙相对密集的断裂两盘及其交汇处、不同岩性的接触界面及岩层产状由陡变缓处。其径流趋势主要决定地势的高低,在重力作用下,由高处向低处径流。无明显的排泄点。2、孔隙水的补给、径流、排泄条件本区孔隙水的补给来源为大气降水,在松散堆积物中下渗,无明显的排泄点。三、水力联系情况根据地下水赋存、水动力特征及各地层岩性组合特点,将区内的地下水分为岩溶裂隙水及孔隙水两种类型。1、断层含、导水特征矿区为单斜构造,地层走向、倾角变化不大,煤层平均倾角为3738。矿区位于茅石向斜西翼南段,茅石向

33、斜为一西缓东陡不对称向斜,轴向340左右,轴部由三叠系下统茅草铺组(Tim)组成,两翼出露分别为三叠系下统夜郎组(Tiy),二叠系长兴组(P3c)、龙潭组(P31)、茅口组(P2m)。矿区内地层呈单斜产出,地表地层产状倾向7078,倾角3545,据采煤巷道揭露,煤层倾角一般在3738。断裂不发育,仅在龙潭组含煤岩系中见小型断裂,断距小(35m),对煤层连续性破坏不大。综上,矿区主要构造破碎带对矿井充水影响不大。2、相邻矿井开采和报废矿井本次核实无相邻矿井相关资料,根据调查了解,矿区内过去曾有小窑开采C1、C6煤层,其开采深度虽不大、采空面积小,但由于含煤岩系隔水性好,储水性也较好,在开采浅部煤

34、层时,应探明老窑及采空区积水,对老窑采空区积水或因矿井采空面扩大可能引发的各类地质灾害应采取有效可靠的防治措施,确保安全生产。矿区范围内经调查发现,老窑累计已达17余个,为当地农民过去采煤自用所遗留,现已停采,绝大多数老窑井口已封闭。从部分老窑井口观察,为独眼井,大多沿煤层露头线用平巷或斜井进行开采。对煤层风氧化带附近影响严重,形成不规律的破坏且开采时间年久,开采范围不明。因此,老窑破坏带可能存在大量积水,是矿床充水水源之一,对矿坑构成充水威胁。在矿床开采过程中必须采取有效的防治措施,防止产生老窑突水。3、地下水补径排条件地表水及其对矿床充水的影响:井田范围内的季节性溪沟虽切穿含煤岩系地层,但

35、其流量均较小,对矿床充水性影响不大。四、矿区充水因素分析1、大气降水据桐梓县气象局多年气象资料统计,该区年平均降水量为1057.1mm,丰水期多集中在59月。大气降水是矿区内各岩组地下水的主要来源。当采空冒落及由此产生的导水裂隙带发展到地表时,大气降水则可通过此途径间接进入矿坑。2、地表水矿区外围主要的地表水体为河沙溪,位于矿区南东方向平距约4.5Km,最低标高为1178m,为当地最低侵蚀基准面。考虑到储量核实报告取点距离井田较远,本设计根据井田内地形和水文条件,取最低侵蚀基准面为+1235m(井田东部溪沟标高)据1:20万区域水文地质资料,北面之天门河至南面之河沙溪为一完整的水文地质单元,矿

36、区位于单元中的南部。该区地下水由北向南迳流,排泄于河沙溪。区内地下水类型以岩溶水为主,基岩裂隙水次之,松散堆积层孔隙水仅季节性存在。地下水主要由大气降水补给。碳酸盐岩类岩溶裂隙水赋存形式差异明显,背斜核部地带呈散流型;向斜核部呈汇流型;紧密褶皱带及褶皱构造两翼则以管流型为主。地下水富集受地层岩性、地形地貌和构造诸因素控制。一般富集于褶皱构造核部地段、构造体系的交接复合部位、构造裂隙相对密集的断裂两盘及其交汇处、不同岩性的接触界面及岩层产状由陡变缓处。3、地下水(1)龙潭组含煤地层,在矿山的开采过程中,若破坏到其中的基岩裂隙水,则其将直接从顶板进入矿井,而成为矿床充水的直接水源,由于富水性弱,影

37、响较小。(2)C6煤层距长兴组+夜郎组玉龙山组段岩溶裂隙含水层底界平均厚度为26.45m。若导水裂隙带与该含水层中的含水的岩溶裂隙贯通,则其地下水将通过导水裂隙带从煤层顶板向矿井充水而成为矿井充水水源。由于含水层富水性为弱中,其威胁程度小中等。(3)C5煤层上距C6煤层46m,两煤层之间为粘土岩、细砂岩组成的隔水层。当构造裂隙贯通了C6、C5煤层,则开采C5煤层时将成为充水通道从C5煤层顶板向矿井充水,由于上覆的C6煤层已经采空,采空区的水经平硐自然排水,无积水,涉及开采的C5煤层一水平标高与开采的C6煤层一水平标高一致,故来自顶板的充水量不大,对开采C5煤层的威胁也不大。(4)栖霞组+茅口组

38、岩溶裂隙,溶洞含水层位于C1煤层之下,与C1煤层之间为0.765.3m、平均厚3.22的含硫铁矿和铝质粘土岩隔水层。C5煤层距C1煤层41.l61.2m,距茅口组顶界42.1666.5m,远大于临界安全厚度,在一水平(+1270m)之上开采C5煤层正常情况下不会发生底板突水而造成矿井充水。4、老窑积水矿区范围内矿区内过去曾有小窑开采C1、C6煤层,其开采深度及采空范围虽小,但老窑积水仍是存在的,矿山开采过程中须引起注意,在小窑开采区应注意先探水。5、采空区积水C6煤层和C1煤层老孔水虽经平硐自然排水而积水,但C6煤层导水裂隙带与上覆岩溶含水层含水裂隙贯通,大气降水将通过含水裂隙灌入老空区,弱老

39、空区有导水的构造裂隙切穿C5煤层,则开采C5煤层时将造成水害。五、含水层对矿区开采的影响矿区地层中有强含水层茅口灰岩组,有中等含水层三叠系下统夜郎组玉龙山段(Tly2)及二叠系上统长兴组(P3c)岩溶裂隙含水层。矿区最低侵蚀基准面为标高+1235m。井巷工程一旦揭穿含水层,会发生突水事故,造成大的灾害,因此一般不宜将井筒、巷道布置在含水层中。为防止井巷工程误穿含水层,矿井应加强矿区水文地质调查工作,掌握清楚各含水层、隔水层的特征,为煤矿的安全生产提供保证。六、矿井涌水量根据地质报告和业主提供(矿井整合时)的相关资料,选择比拟法对矿井涌水量进行预测。根据鑫源煤矿近期提供的现状开采条件涌水量实测资

40、料,采用比拟法进行估算未开采区域的矿井涌水量:Q二Q1X丫;(S/SJ可式中:Q预测矿井涌水量(m3/d)Q1矿井现状实测涌水量(m3/d)F矿区开采面积(km2)F1现状矿井实际采区面积(km2)S预测未来地下水位下降值(m)S1矿区现状水位降深值(m)鑫源煤矿矿井涌水量估算表井巷控制面积(km2)地下水位降深(m)实测矿井涌水量(ms/h)预测矿井未开米区涌水量(m3/h)F1FS1SQ1旱Q1雨Q旱minQ雨max1.16281.798916732532.252.240.791.6根据计算结果,设计考虑矿井所处区域、老窑及采空区等诸多因素,则矿井正常涌水量为50m3/h。矿井最大涌水量为

41、100m3/h。六、水文地质条件及开采后的变化矿区主要水害是地下水、老窑积水和采空区积水。矿区采煤较长年限后采空区变大,积水面积更大,改变当地水环境问题将更加突出,所以在今后的开采过程中,要密切观察岩石渗水情况,必要时打超前钻进行探测和放水排险,确保人员和设备安全,+1270m水平以上由于C6、C煤层已开采,仅余C5煤层一部份,主要水害为采空积水。但+1270m水平以下,根据相关资料显示,水害可能主要是地下水。根据地质报告和矿上原有相关资料综合分析,矿区水文地质条件划分为中等。第六章矿井开采受水害影响程度和防治水工作的难易程度评价一、对矿井开采受水害影响程度的评价1、矿井开拓巷道布置在茅口组灰

42、岩和煤系地层C1与C5煤层之间砂泥岩中,受裂隙水和岩溶水影响几率较小,在采掘活动位于+1270m水平以上对矿井水害威胁没有大的影响。2、老空水、岩溶裂隙水、断层水等受导水差异因素影响,对本矿影响较小。3、原中心煤矿、富田煤矿开采+1270m水平以上C1、C6煤层,上山开采,老空水经采空区密闭自排至+1270水平副平硐经水沟自流至地面污水处理系统,老窑积水对矿井水害威胁影响较小。综上所述,矿井采掘工程主要受地表水害影响,其补给水源好,补给充沛。二、矿井防治水难易程度评价1、矿井水患类型及威胁程度分析矿井的水患威胁主要为:采掘工程上部地表水及露头老窑少量采空区积水。矿井开采+1270m水平标高以上

43、时,矿井水通过排水平硐自排出井口,不会产生淹井威胁,矿井水容易治理。2、矿井开拓开采所采取的安全保证措施(1)采掘工程必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先探后采”以及“有疑必探”的原则。(2)必须按设计和有关规定留设各种防隔水煤(岩)柱,严禁在各种防隔水煤柱中进行采掘活动。(3)必须保证井下排水系统畅通,排水能力满足要求。井下和地面排水设施保证完好,所设沉淀池、水沟要及时进行清理,每年雨季前必须清理一次。每年雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查,成立防洪抢险队伍,并储备足够的防洪抢险物资。(4)定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况,并在井上、下对照图及采掘工程图上标出其位置、开

44、采范围、积水情况等。(5)针对主要含水层(段)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、疏、堵、截、排、监”综合防治措施。(6)井巷在掘进过程中必须有掘必探、先探后掘,掌握前方水文情况,若发现有水患时,应及时采取措施,待确认安全后才向前掘进,若发现出水点应将出水点位置标于井上下对照图及采掘工程图上。井巷揭露的主要出水点或地段,必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析,防止滞后突水。采掘工作面或其他地点发现有挂红、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、有臭味等突出预兆时,必须

45、停止作业,采取措施,立即报告矿调度室,发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。对于巷道破碎和淋水段特别加强支护,并采取导水等措施以免淋水直接淋至电缆上腐蚀电缆,巷道排水沟按规定设置并及时清理,巷道要保证排水坡度,对于巷道局部地段低洼集水段要设潜水泵或泥浆泵及时排水。以后掘进的开拓、准备巷道应根据井下地层情况选择稳定、淋水小的岩层,尽量避免穿过断层等构造带。加强承压水的调查和防治工作。岩帮的涌水地点,必须处理,井壁出水时必须采取导水或堵水等措施。井口段砌碹支护致不透水的稳定基岩至少延深5m。矿井在建设过程中,应检查各类地质钻孔的封孔质量,对封闭不良或质量可疑、有突水可能的钻孔,必须采取封孔措施,否

46、则50m留设防水煤柱。巷道掘进前及采面回采前,应采取物探等手段查明水文地质条件。3、防治小窑、老窑水技术途径和安全技术措施(1)定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况,并在井上、下工程对照图上标出其井田位置、开采范围、开采年限、积水情况。(2)每次降大到暴雨时和降雨后,必须派专人检查矿区及其附近地面有无裂缝、老窑陷落和岩溶塌陷等现象。发现漏水情况,必须及时处理。小窑、老窑所在煤层开采留设隔水煤柱,煤柱宽度不小于30m。小窑、老窑老空区下掘进巷道其岩柱高度不得小于巷道高度10倍,否则必须事先疏排空老空水。(5)小窑、老窑老空区下一煤层回采若其间距若小于前述煤(岩)柱计算结果则必须事先疏排空

47、老空积水,否则按老空区边界30m后按65岩石移动角留设保护煤(岩)柱,此区域内不得开采。(6)疏排老空水必须编制专门的疏水设计。(7)疏排老空水有困难时可考虑注浆堵水,但必须编制专门的设计。(8)采掘工程切实探放水,坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”以及“有疑必停”的原则。(9)及时进行老空区(报废的采空区及巷道)的封堵:(10)报废的斜井应填实或在井口以下斜长20m处砌筑1座砖、石或混凝土墙,再用泥土填至井口,并加砌封墙。(11)报废的平硐,必须从硐口向里用泥土填实至少20m,再砌封墙。(12)报废井口的周围有地面水影响时,必须设置排水沟。(13)封填报废的立井、斜井和平硐时,必

48、须做好隐蔽工程记录,并填图归档。(14)报废的巷道必须封闭。报废的暗井和倾斜巷道下口的密闭墙必须留泄水孔。(15)报废的井巷,必须在井上、下对照图上标明。第七章矿井水文地质类型划分及防治水工作建议、水文地质类型划分依据表表7-1矿井水文地质类型分类依据类别简单中等复杂极复杂井田内受采掘破坏或者影响的含水层及水体含水层(水体)性质及补给条件为孔隙、裂隙、岩溶含水层,补给条件差,补给来源少或者极少为孔隙、裂隙、岩溶含水层,补给条件一般,有一定的补给水源为岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水,其补给条件好,补给水源充沛为岩溶含水层、老空水、地表水,其补给条件很好,补给来源极其充沛,地表泄水条

49、件差单位涌水量q/(Ls-1m-i)qWO.lO.lVqWl.O1.0VqW5.0q5.0井田及周边老空水分布状况无老空积水位置、范围、积水量清楚位置、范围或者积水量不清楚位置、范围、积水量不清楚矿井涌水量/(m3h-1)正常Q,QF180180VQW600600VQW2100Q12100最大Q2Q2W3003003000突水量Q3/(m3h-1)Q3W6O6OVQ3W6OO600Q31800开采受水害影响程度采掘工程不受水害影响矿井偶有突水,采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全矿井时有突水,采掘工程、矿井安全受水害威胁矿井突水频繁,采掘工程、矿井安全受水害严重威胁防治水工作难易程度防治水工作

50、简单防治水工作简单或者易于进行防治水工作难度较髙,工程量较大防治水工作难度髙,工程量大二、本矿井水文地质类型划分鑫源煤矿矿井水文地质类型划分表分类依据条件说明类别受采掘破坏或影响的含水层及水体含水层性质及补给条件煤层充水含水层主要是煤系地层砂岩、层间灰岩裂隙含水层,单位涌水量q值小于lL/s.m,含水层补给条件差,补给来源少,富水性弱。其次,开采煤层底板的茅口灰岩间接充水含水层,据邻区资料单位涌水量0.39445L/s.m,岩溶富水性强。简单qQ(均)二0.2806L/s.m矿井及周边老空水分布状况矿井及周边小煤矿其开采煤层、开采范围、开采方式较清楚,本矿井无周边矿井,但老窑开采区有一定积水,

51、积水位置、范围及积水量较清楚。中等矿井涌水量Q(m3/h)正常涌水量Q1=32180最大涌水量Q2=52.2300简单突水量Q(m3/h)Q3=0简单开采受水害影响程度本矿区最低侵蚀基准面标髙+987.1m。煤层浅埋区回采后,顶板导水裂隙带在雨季沟谷地段回采后裂隙将沟通地表水,加大矿井涌水量,对矿井安全有影响。煤系围岩含水层富水性弱,矿井涌水量小,采掘受水害影响较小。中等防治水工作难易程度合理配置排水系统,加强日常防治水管理和排水维护,保证矿井的正常排水;雨季来临前,应加强地面巡查,对采煤深陷裂缝即时充填,减少降水入渗。中等综合评定三项简单,三项中等中等1、矿井主平硐标高+1270m,排水平硐标高井口标高为+1255.46m,首采区布置在+1287.3m+1328m.4标高之间,开采C5煤层,采空区涌水量沿工作面排水沟流至排水平硐后自排出井口。2、矿井最低侵蚀基准面标高+987.1m,先期开采+1270m水平以上的C5煤层均高于最低侵蚀基准面。3、矿井对周边小窑、老硐进行了调查,结论为小窑、老硐对首采区开采没有水害威胁。4、根据矿井2017年3月2018年11月涌水量观测成果综合分析,矿

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