水城县化乐锦源煤矿锦源煤矿水文地质调查报告.doc

水城县化乐锦源煤矿 水 文 地 质 调 查 报 告 2011年03月12日 锦源煤矿水文地质调查报告 为搞好我矿的矿井水文地质工作,保证我矿在开采过程中的安全,防止透水事故的发生,根据煤矿安全规程的有关规定,我矿工程技术人员和办公室工作人员,对矿区范围及周边矿井的开采情况进行周密细致的调查,调查情况如下 一、水文地质情况 矿区位于贵州高原中部,地形切割中等,为中低山岩溶地貌。区内最高海拔1834m,最低1403m,相对高差431m,一般100-200m。 区内属亚热带湿润气候分布区,气候温和,雨量充沛。年平均气温12.7℃,年降水量1148.0mm,6-8月份为丰水期,平均湿度82。矿区内地表水多为季节性溪沟,属珠江流域红水河水系。 本矿井尚未进行水文地质报告的编制,水文地质资料不完善,矿井在进行采、掘活动之前必须对矿井范围内的小窑、老空积水、采空区标高、临近矿井老空区积水情况进行详细的调查,将调查结果标注在采掘工程平面图和井上下对照图中,同时矿井建设期间补充水文地质调查报告,并做好探放水的安全措施。 二、井田水文地质条件,主要含隔水层类型,矿井水文地质条件、水文地质类型 1、井田水文地质条件 矿区位于贵州高原中部,地形切割中等,为中低山岩溶地貌。区内最高海拔1834m,最低1403m,相对高差431m,一般100-200m。 区内属亚热带湿润气候分布区,气候温和,雨量充沛。年平均气温12.7℃,年降水量1148mm,6-8月份为丰水期,平均湿度82。矿区内地表水多为季节性溪沟,属珠江流域红水河水系。 2、主要含隔水层 1含水层 ①飞仙关组第四段T1f4平均厚90m左右,岩性为灰岩、粉砂岩和泥质粉砂岩。在灰岩中含裂隙水,根据观测泉点调查,最大流量 46.49l/s、最小7.71l/s,在本区该段为中等富水段。 ②飞仙关组第二段T1f2平均厚30m左右,岩性为紫红色砂岩,砂泥岩。根据泉点调查,最大流量47.25l/s、最小0.014l/s。深部据钻孔揭露,出现漏水和水位突降现象,在本区该段可视为中等富水段。 2隔水层 ①飞仙关组第三段T1f1平均厚100m左右,岩性为紫色砂泥岩、粉砂岩。根据泉点调查,最大流量1.134 l/s、最小0.014 l/s,在本区该段可视为隔水段。 ②飞仙关组第一段T1f3平均厚240m左右,岩性以粉砂岩为主,偶夹泥岩和薄层灰岩。根据泉点调查,最大流量 1.29l/s、最小 0.014l/s,在本区该段可视为隔水段。 ⑶弱含水层 ①第四系Q地表出露泉点均小于0.2l/s,受大气降水影响较大,为区内的弱富水段。 ②龙潭组和长兴组P2cd层厚414m左右,岩性由粉砂岩,泥质粉砂岩、细砂岩、灰岩和煤组成,根据泉点调查,最大流量 1.38 l/s、最小0.018l/s,在本区该段可视为弱富水段。 3、矿井水文地质条件 矿井属以大气降雨为主要补给水源的裂隙含水层直接充水矿床,充水水源主要为大气降水、覆盖在煤层之上的第四系松散物或滑坡中的裂隙水、孔隙水、含煤地层的风化裂隙水及其间夹的灰岩层溶隙水、小煤矿积水及部分河、沟水。 矿坑充水条件分析如下 1充水水源 根据煤层与各含水层之间位臵关系,本区矿床充水水源主要是龙潭组和长兴组及飞仙关组含水层及底板茅口组含水层,直接向矿床充水。 ⑴地下水 ①飞仙关组第四段T1f4平均厚90m左右,岩性为灰岩、粉砂岩和泥质粉砂岩。在灰岩中含裂隙水,根据观测泉点调查,最大流量 46.49l/s、最小7.71l/s,在本区该段为中等富水段。 ②飞仙关组第二段T1f2平均厚30m左右,岩性为紫红色砂岩,砂泥岩。根据泉点调查,最大流量47.25l/s、最小0.014l/s。深部据钻孔揭露,出现漏水和水位突降现象,在本区该段可视为中等富水段。 本区煤层大部分布于潜水面之下,因此含水层中的地下水,通过 其顶底板的裂隙进入矿坑。 ⑵地表冲沟水 矿区内地表水多为季节性溪沟,属珠江流域红水河水系。 该煤矿最低侵蚀基准面为东南水沟,标高1400m,矿权范围内333、334资源/储量的最低标高为900m,所以333、334资源/储量绝大部份产于最低侵蚀基准面之下,矿区内地表水系不发育。冲沟水沿途接受泉水补给,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,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。 ⑶老窑采空区积水 老窑内存在着一定的积水,是浅部煤层开采的重要充水因素。在开采浅部煤层时,老空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。 2充水通道 ⑴岩石天然节理裂隙 矿区内的含煤地层在接近地表附近,岩石风化节理、裂隙很发育,而深部则发育成构造节理、裂隙,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。 ⑵人为采矿冒落裂隙 未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。 ⑶老窑采空区 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、部分地表水进入矿井的通道。 ⑷断层 矿界内有三条断层,落差较大,其导水性较弱,一般不会发生突水事故,采掘巷道接近或穿过这些断层时,井巷可能发生渗水、淋水、和涌水现象。 3充水方式 矿井充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主,规模一般不大,少量为断层裂隙、老窑巷道,因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主,局部可能发生突水。 4、水文地质类型 矿床水文地质类型属顶底板直接进水的岩溶矿床。顶板岩层岩溶、裂隙发育,补给条件好,地下水的补给主要是大气降水。矿床水文地质条件属简单至中等类型。 三、井田临近矿井和小古窑涌水及积水情况以及地表水体、废弃的矿井、小窑老塘积水情况、地质构造导水性 1、地表水体 矿区边界附近有一条小河,为山区雨源型河流,河床粗糙,流量变化较大,雨季山洪飞瀑,河水暴涨,枯水季节流量较小, 1400m标高为本区最低侵蚀基准面。矿区范围内除该条小河从矿界南部边界流过外,无其它河流,只有季节性冲沟,冲沟干旱季 节无水,雨季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,因此在煤层露头附近开采时应避开雨季。 2、邻近矿井和小古窑涌水及积水情况 据调查了解,周边有宏宇煤矿,该矿与锦源煤矿无矿界重叠现象,其涌水量与锦源煤矿差不多。 设计依据的储量核实报告未提供该煤矿临近的小古窑开采情况,具调查走访,宏宇煤矿矿区范围内有2个小煤窑,2个小煤窑均已封闭,其采掘范围在宏宇煤矿矿界范围内,距锦源煤矿矿区边界较远,其积水对锦源煤矿无影响。 3、废弃矿井积水情况 水城县化乐锦源煤矿为技改扩能矿井,原3万/a矿井井型时采用平硐暗斜井开拓,开采了部分2、3-1号煤层,该系统现已封闭,该系统中3-1号煤层采空区的水已基本上被探放出;2号煤层采空区的水在新系统的二石门轨道上山上部揭露点1431m标高往上的水被放出,揭露点往下的积水未被排出,预计其积水量约7560 m3。 4、小窑、老空区积水情况 1小窑积水情况 矿区南翼范围内有4个小煤窑,均已全部关闭、停产。1小煤窑位于矿界边界附近,其积水对矿井开采影响不大。2小煤窑和3号小煤窑内均有积水,但具体水量不清。开采2、3小煤窑附近的2号煤层前必须先查清小窑积水范围及积水量,留设足够的防水煤柱, 并严格落实“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采、有疑必停”的探放水措施,防止水灾事故发生。 2、老空区积水情况 该矿为技改扩能矿井,技改扩能建设已一年多,新系统已基本形成。原3万/a矿井井型时采用平硐暗斜井开拓,开采了部分2、3-1号煤层,该系统现已封闭,3-1号煤层采空区的水已基本上被探放出;2号煤层采空区的水在二石门轨道上山上部揭露点1431m标高往上的水被放出,揭露点往下的积水未被排出,预计其积水量约7560 m3。因此,矿井在今后的生产建设过程中,必须严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采、有疑必停”的探放水原则。同时在开采2煤层采空区下方的其它煤层时,需从其下方其它煤层的采掘工作面向2号煤层采空区打钻,将2煤层采空区中的水放出后才能回采。 5、地质构造的导水性 1构造、断裂对矿床充水的影响 矿区范围内主要见F6、F7、F9和F10断层。首采面在掘进过程中遇一条落差为15m的正断层。该断层的导水性一般,在雨季期间,受大气降雨的影响,在沿断层裂隙渗入矿井的水量将增大。 2陷落柱对矿床充水的影响 矿井目前未发现陷落柱,当采空塌陷裂隙形成后,特别是当塌陷裂隙向上连通地表后,除含水带中裂隙水、断层水外,将有更大范围的大气降雨尤其是雨季期间在沿塌陷裂隙渗入矿井,对矿井造成季节性水患。因此今后矿井生产过程中产生的地表塌陷裂隙、陷落柱要及时采取措施进行处理,防止地表水大量流入井下。 四、第四系含隔水层特征及积水情况 第四系含水性弱,主要分布于沟谷洼地及地势平缓地带,主要由松散的崩塌物、坡积物、沟谷冲积物、粘土等组成,厚度1.7545.78m。含孔隙水,富水性弱,与大气降水关系密切。具透水性,对矿床充水不会构成威胁。 五、封闭不良钻孔情况 根据资源储量核实报告,本矿区内不存在封闭不良或质量可疑、有突水可能的钻孔,故不考虑封闭不良或质量可疑、有突水可能的钻孔的防治水相关措施。 六、矿井主要含水层或积水区与主要开采煤层之间的关系 各含水层的补给来源主要由地表水和大气降水补给,各含水层之间通过裂隙联系;矿区内飞仙关组第二段T1f2、第四段T1f4为中等富水性含水层;龙潭组和长兴组P2cd为弱含水层;飞仙关组第一段T1f1、第三段T1f3为隔水层。由于有断层、裂隙与含水层联通,含水层的水对矿井充水有一定影响,但因其流量不大,加上断层导水性一般。对矿井充水影响不大,但仍需加强矿井水治理。另外,未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的水力联系,成为地下水活动的良好通道,对矿井充水也有一定的影响。 七、矿井正常涌水量和最大涌水量 1、矿坑涌水量调查 根据本矿及矿山周边矿井涌水量的调查,矿井现阶段坑道涌水量一般为510m3/h,雨季坑道涌水量1020 m3/h。 2、矿坑涌水量预测 锦源煤矿采空区约为12500m2时,矿井正常涌水量为10m3/h,矿井预计正常涌水量为 Q FKF Q矿井涌水量m3/d, F预算面积m2, KF单位面积含水率m3/m2。为矿井现阶段实际正常涌水量与矿井现阶段实际采空区面积的比值。 因此KF810-4m3/m2 矿井预算面积为900000m2。 矿井预计正常 Q正常 FKF900000m2810-4m3/m2720m3/d 矿井预计最大涌水量 再根据矿区地下水动态特征,在汛期涌水量将增12.2倍,则矿井最大涌水量Q max7202.21584m3/d。即矿井将来的正常涌水量 30m3/h,最大涌水量66m3/h。 矿井在建设生产过程中,应加强水文地质工作,严格按照黔煤办字[2007]37号文关于加强小煤矿水害防治工作的通知要求按“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则采取探放水措施,矿井必须高度重视的防治水工作。 八、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 本矿区所采煤层大部分位于最低侵蚀基准面以下， 直接充水水源 主要为第二段T1f2、第四段T1f4裂隙水、其次为龙潭组、长兴组裂 隙水、老窑采空区积水及地表冲沟水，区域内岩溶水和碎屑岩溶裂隙 水均以大气降水作为主要补给来源，地下水动态随季节变化明显。由 于矿区范围内有几条断层较大，直接沟通煤层和含水层，因此，含水 层和地表水均可能通过断层裂隙渗入矿井，成为矿井的充水水源。 2、水患类型及威胁程度分析 矿区的主要水害为大气降水、老窑采空区透水。矿床水文地质 类型属顶底板直接进水的岩溶矿床。顶板岩层岩溶、裂隙发育，补给 条件好，地下水的补给主要是大气降水。矿床水文地质条件属简单至 中等类型。 1）大气降水是本矿区未来矿坑及采空区充水的主要水源，岩层 裂隙及采空塌陷是充水的主要途径， 降水量的变化和煤层的开采导致 岩层裂隙的增加是矿井涌水量发生变化的因素， 大气降水对矿井有一 定的威胁，但无突水的危险。雨季必须作好防排水工作。 2）老窑、采空区透水是矿井采掘过程中必须高度注意的问题， 对矿井威胁较大，在老窑老空附近采掘时，有突水淹井的危险。采掘 过程中必须严格坚持探放水前进，消除老窑、采空区积水的的威胁。 3、可能发生突水的地点和突水量预计 可能发生突水的地点和突水量预计 本矿井的水文地质条件属简单至中等类型，存在着水患，主要有 地层裂隙水、小煤窑、采空区积水和雨季渗水。在雨季由于地表积水 较多，沿风化裂隙、断层裂隙渗入井下的水量较大，在枯雨季节由于 地表积水较少，沿风化裂隙、断层裂隙渗入井下的水量较小，因此， 雨季时水患对矿井的威胁程度较大， 枯季时水患对矿井的威胁程度较 小。 根据岩层的含水性及本矿地表最低侵蚀基准面和小煤窑的分布 情况分析判断，本矿可能发生突水的地点应在南翼的 2 号煤、3-1号 煤层的老窑采空区积水区域。该矿已开采多年，已经形成较大的采空 区，部分地段的采空区积水已得到有效输放，但其它区域仍可能有较 大的积水，根据对矿上提供的采掘工程平面图分析，目前预计采空区 积水量在 7560m3 左右， 若误穿采空区，其积水量将会全部涌出。因 此，必须留设采空区防水安全隔离煤柱或采用先输放后采掘的措施， 确保不会造成突水淹井的透水事故。 总之，矿井在生产过程中，必须对矿区内的小窑及老空区的积水 情况等进行详细调查，切实掌握老窑及老空区积水情况。同时应加强 探放水工作， 特别在接近老窑及老空区采煤时， 必须坚持” 预测预报、 有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，防止老空积水及老窑积水 的突然涌出。 化乐锦源煤矿 2011 年 3 月