灵石金庄水文补充勘查报告编制方案.docx

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灵石金庄水文补充勘查报告编制方案

山西灵石保利金庄煤业有限公司

矿井水文地质补充勘探工作方案

山西省煤炭地质物探测绘院

中国矿业大学

二○一O年七月

山西灵石保利金庄煤业有限公司

矿井水文地质补充勘探工作方案

山西灵石保利金庄煤业有限公司位于灵石县城西北18km处，地处交口乡温家沟，行政区划隶属交口乡管辖。

井田面积7.9181km2，批准开采2~11号煤层，生产能力60万t/a。

金庄煤矿原为县营煤矿，亦称为“三矿”，井田面积7.9200km2。

金庄煤矿于1984年4月建井，1985年10月投产，主采9、10号煤层，1990年10月生产能力达到3万t/a，矿井于2003年3月正式开始技术改造，同年5月又列入灵石县“31522工程”15对骨干矿井之一，即“金庄45万t/a井型扩建”。

2009年兼并重组后，生产能力提升到60万t/a。

井田内原有金庄煤矿五坑、六坑，周边煤矿有：

井田北部与红杏煤矿、印联煤矿（已关闭）接壤，西南与兴旺源集资煤矿（已关闭）、长虹新建煤矿相邻，南邻兰家堂（已关闭）、牛郎岭煤矿（已关闭）、逯家庄煤矿、厦门煤矿等煤矿，东邻银源煤矿。

由于本区煤炭开发较早，小煤窑较多，上部的2、4号煤层均已采空，9、10号煤层也形成一定范围的采空区。

但由于以往煤矿开采管理不严，各小煤矿均处于无序开采状态，采空区较多、较乱，采空区积水也不明了。

本井田位于郭庄泉域北中部，属区域岩溶水补给径流区，地下水总体流向为由北向南。

近年来，我国煤矿事故频发，突水事故呈上升趋势，为此国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局联合发布了“关于加强煤矿水害防治工作的指导意见”（安监总煤矿[2006]98号），该文明确指出：

“要提高对矿井水害防治工作重要性的认识，加强矿区水文地质工作”并做好煤矿防治水工作。

为正确和客观地评价山西灵石保利金庄煤业有限公司矿井的水文地质条件，制定切实可行的防治水措施，指导安全生产。

本矿委托山西省煤炭地质物探测绘院和中国矿业大学联合进行本矿水文地质补充勘探并编制《山西灵石保利金庄煤业有限公司矿井水文地质补充勘探报告》，我院在初步了解井田水文地质特征、补充勘探资料的基础上，提出以下补充勘探编制方案：

一、目的任务

通过井田水文地质条件的研究，制定切实可行的防治水措施，达到安全生产的目的，其主要任务包括：

1、收集井田地质及水文地质资料，开展野外水文地质调查，重点是周边井、泉、水库、地表河流和水文钻孔的调查，确定奥灰岩溶水流场，采取各类水样，进行水质全分析；

2、分析研究主要可采煤层之间及其上、下隔水岩层的组合关系，岩性特征、隔水层厚度、岩石物理力学性质；

3、研究奥陶系含水层的岩溶发育规律、富水性、水化学演变规律，各含水层之间的水力联系及其地下水补径排关系；

4、结合矿井水文地质观测资料，修编各煤层充水性图，估算采空区积水量；

5、进行矿井充水因素分析，核定矿井水文地质类型，预测矿坑突出时的正常涌水量和最大涌水量；

6、计算现有工作面顶板导水裂隙带高度和底板采动破坏深度，对比分析不同长度工作面采动破坏深度，提出开采优化建议；

7、分析、判断构造及陷落柱的导水性，计算留设防水煤柱；

8、结合矿井生产规划，对矿井防治水工作进行评价；

9、按照现行国家标准、规范及水文地质条件评价的结论，针对矿井各种主要水害类型提出切实可行的防治水方案。

二、工作方法

1、地面水文地质调查

1）调查地表水体情况：

调查与收集矿区及周边河流、水渠、水库等地表水体的位置、面积、水量、水位，最大洪水淹没范围；河流的径流量、最高洪水位线；水质和地表水体与下伏含水层的水力联系等。

对可能渗漏补给地下水地段进行重点详细调查。

2）井、泉情况调查：

井、泉位置、标高、水位、水量、水温、出水层位、井深、水质，有无气体益出、流量及其补给水源等及周边煤矿、村庄岩溶地下水井的情况。

3）老窑的情况：

调查了解井田内老窑的位置、标高、开采深度、开采层位、及开采、充水、排水资料及老窑停采原因等，圈出老窑采空区范围并估算积水的面积、积水量。

同时收集小煤矿采掘工程平面图。

4）生产矿井的调查：

调查研究矿区内生产矿井的充水因素、充水方式、突水层位、突水点的位置与突水量，矿井涌水量的动态变化与开采水平、开采面积的关系，以往发生水害的观测研究资料和防水措施及效果。

调查煤矿的位置、标高、开采深度、开采层位、排水量、涌水量，采空区面积及采空积水的面积、积水量。

同时收集煤矿采掘工程平面图。

5）周边矿井的调查：

调查周边矿井的位置、范围、开采层位、充水情况、地质构造、采煤方法、采出煤量、隔离煤柱以及与相邻矿井的空间关系，以往发生水害的观测研究资料，并收集完整的采掘工程平面图及有关资料。

6）地貌地质情况：

调查收集由于开采或地下水活动引发的地表塌陷、崩塌、滑坡的位置、范围。

对第四系松散覆盖层和基岩露头，查明其时代、岩性、厚度富水性及地下水的补排方式等情况，并划分含水层和相对隔水层。

查明地质构造的形态、产状、性质、规模、破碎带（范围、充填物、胶结程度、导水性），初步分析研究其对矿井开采的影响。

2、地表水文地质观测

地表水进行一次性动态观测。

观测点应布置在以下层位：

①对矿井生产建设有影响的主要含水层；

②影响矿井充水的地下水强径流带（构造破碎带）；

③可能与地表水有水力联系的含水层；

④矿井先期开采地段；

⑤在开采过程中水文地质条件可能发生变化的地段；

⑥人为因素可能对矿井充水有影响的地段；

⑦井下主要突水点附近，或者有突水威胁的地段；

3、井下水文地质观测

对地下水进行一次性动态观测。

主要观测地点如下：

①遇断裂时，应测定其断距、产状、断层带宽度，观测断裂带充填物、胶结程度及导水性等；

②遇褶曲时，应观测其形态、产状、破碎情况等；

③遇陷落柱时，应当观测陷落柱内地层岩性与产状、裂隙，判定陷柱发育程度；

④遇突水点时，应当详细观测记录突水时间、地点、确切位置，出水层位、岩性、厚度，并测定出水量、水温、水质等，并分析突水原因。

各突水点可以作为动态观测点进行系统的观测。

4、协助煤矿建立各类（种）水文地质台帐

煤矿应建立以下各类（种）水文地质台帐

1）矿井涌水量观测成果台帐；

2）气象资料台帐；

3）地表水观测成果台帐；

4）钻孔水位及井泉动态观测台帐；

5）抽（放）水试验成果台帐；

6）矿井突水点卡片或台帐；

7）水质分析成果台帐；

8）矿区水源井（孔）台帐；

9）其它专门项目台帐。

5、编制矿井防治水基础图件并及时更新

1）区域水文地质图

2）矿井综合水文地质图

3）各开采煤层矿井充水性图；

4）矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图；

5）矿井综合水文地质剖面图。

6、矿井水文地质条件及类型划分

分析矿井水文地质条件，根据受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性、地下水补给条件，矿井涌水量、水害影响程度等，划分矿井水文地质类型。

7、水害的分析与预测

进行矿井水害分析、预测，合理留设防水煤岩柱，提出矿井防治水工作重点。

8、地下水动态观测

根据煤矿实际情况，设计布置井上、下地下水动态观测站点。

9、采空区及采空积水区综合物探

（1）工作目的：

采用综合物探方法，圈定采空积水区范围，为煤矿防治水害的防治提供积极合理的建议。

（2）工作方法：

根据本次勘探所确定的具体任务与最终目的，并结合工作区的地形、地质等情况，针对上述任务拟采用地面地质调查、瞬变电磁法进行综合勘探，根据两种方法调查、解释结果对采空区及采空积水区进行科学的分析解释。

1）地面物探工作在完成地面定点定线测量后，首先进行试验工作，然后采用瞬变电磁法对测区进行扫面工作，确定异常区域，在异常区辅助一定量的直流电法，进一步确定异常区的范围和性质，确保解释结果的可靠性。

2）综合地质、地面物探资料对采空区和采空积水区作出科学的解释。

（3）方法原理：

瞬变电磁法（简称TEM）是近几年发展并推广起来的一种新方法、新技术。

其工作方法是利用不接地回线向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用另一回线或探头接收由地下地质体受激励引起的涡流产生的随时间变化的感应二次场（按指数规律衰减），二次场的大小与地下地质体的电性有关：

低阻地质体感应二次场衰减速度较慢，二次场电压较大；高阻地质体感应二次场衰减速度较快，二次场电压较小。

根据二次场衰减曲线的特征，就可以判断地下地质体的电性、性质、规模和产状等，从而可以解决如断层、采空区、采空积水区、陷落柱等地质问题。

（4）工程布置原则及质量要求：

根据目的任务及地形的特殊性，测线布置原则是突出重点，加强在可疑地段的工作，重点地段的线距、点距可适当加密，而非重点地段的线距、点距可适当放宽。

本次电法勘探测线（瞬变电磁）在X4087500线以南和Y19552500线以西区域，布置网度为20×40m，设计线距40m，点距为20m，在井田其他区域，布置网度为40×40m，设计线距40m，点距为40m，总工作量约计7500个物理点。

测线编号由西向东从小到大编设，测点编号由南向北从小到大编设。

瞬变电磁完成扫面工作后，根据实际情况，可以在异常区布置一定量的瞬变电磁加密工作、直流电法验证工作，确保解释结果的可靠性。

工程质量必须严格按照规程规范的要求执行，同时要兼顾甲方的要求，瞬变电磁、直流电测深执行《煤炭电法勘探规范》（MT/T898-2000），确保所有资料全部合格。

三、工作标准

本次水文地质勘查工作主要执行和参照下列标准：

《矿区水文地质工程地质勘探规范》GB12719-91；

《煤炭资源地质勘探地表水、地下水长期观测及水样采取规程》；

《煤炭电法勘探规范》（MT/T898-2000）；

《煤田水文地质测绘规程》（80）煤地字第638号；

《地下水质量标准》GB/T14848-93；

《地质矿产勘查测量规范》GB/T18314-2001；

《煤矿防治水规定》，国家安全生产监督管理总局。

各项勘查手段要严格按上述有关勘查规范、规程要求开展工作，并严格按照院的质量管理体系相关规定执行。

四、成果提交

1）报告提交时间

本报告初稿应于2010月9月10日，最迟9月15日提交甲方。

2）提交的文字和图件

根据所采用的勘探方法，拟提交以下文字和图件：

⑴文字报告

⑵区域水文地质图

⑶矿井综合水文地质图

⑷各开采煤层矿井充水性图；

⑸矿井涌水量与各种相关因数动态曲线图；

⑹矿井综合水文地质剖面图。

⑺瞬变电磁拟视电阻率断面图

⑻瞬变电磁视电阻率等值线平面图

⑼综合推断地质剖面图

⑽实际材料及成果图

（6）工程布置

根据生产矿井实际情况，本次工作主要解决近期计划采掘范围内的采空区积水探查。

现分述如下：

10、经费预算

经费预算依据本次勘探设计和国家发展计划委员会、建设部联合计价格2002年10号通知《工程勘察设计收费标准》（修订本）。

工作项目

工程量

单价（元）

工作量计费

（万元）

小计

1.区域水文地质调查

1000km2

150.0

15.00

2.收集周边水文钻孔

2个

20000

4.00

3.一次动态观测

项

100000

10.00

根据实际选择观测点

4.地面电法

7.92km2

1）控制测量

15

2821.00

4.23

2）定点测量

7500

20

15.00

2）瞬变电磁法

7500

360

270.00

5.气象、水文资料收集

项

100000

10.00

6.报告编制费

项

280000

28.00

7.技术工作费

（1～6）×12%

48.58

8.税金

（1～7）×6%

27.21

总计

480.66

山西省煤炭地质物探测绘院

中国矿业大学

二○一O年六月