三矿三号南斜井水文地质现状条件专题报告文档格式.docx

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地理坐标为东经108°

50′～108°

59′、北纬23°

38′～23′55′。

合山煤田现由合山煤业有限责任公司管理，现有生产矿井为东矿、三矿、三矿二号井、三矿三号北斜井、三矿三号南斜井、六矿中许井、九矿168井；

正在技改的矿井有三矿五号井、七矿河里洛山一号井、十五矿一井、十六矿姜村斜井；

暂停生产（技改）的矿井有柳花岭二号井、八矿河里樟村井和平峒井、九矿168井、十矿平阳斜井、十一矿里兰中北井、十五矿三井和五井，上布井；

已关闭的矿井有里兰矿斜井、朔河矿斜井以及一些小井（详见矿区分布图）

二、矿区以往地质工作情况

（一）不同勘探阶段地质和水文地质工作成果评述

本井田所在探区是在勤探区、王所探区和柳花岭及思光、古城勘探区。

1.1960年广西煤炭勘探队（区煤田地质局前身）在本区进行了普查，同年8月编制了相应的地质报告，1964年区煤炭石油工业局地质技术委员会进行了审批。

2.1970年1月，广西煤炭勘探队（区煤田地质局前身）提交《合山煤田在勤探区最终地质报告》。

该报告对煤层赋存条件、构造形态的勘探程度都符合《煤炭地质勘探规范》。

3.1977年，合山矿务局根据多年的生产情况，对板城、溯河、石村和里兰的储量作了重新评价，并提交了《板城、石村、溯河、里兰四井田储量重算评价资料》，结论是储量尚属可靠，广西煤炭局以“煤基字[1977]79号”文批准。

4.1977年8月，广西第九地质队一分队提交《广西来宾合山煤田王所探区地质勘探报告》，广西地矿局于1977年9月以《审批决议书》第10号批准为勘探报告（详勘）。

（二）矿井地质及水文地质工作

矿井日常地质及水文地质工作如下：

1、基本图件绘制：

为满足生产需要，相关总价积极搜集以往地质成果，并结合矿井实际生产资料，绘制了一些矿井生产必需的基本图件，如地形地质图、采掘工程平面图、综合柱状图和井上下对照图等，为矿井生产提供了必要的指导作用。

2、井巷测量工作

根据开采规划需要，矿里对矿井井口位置和井下巷道全部进行了实测，即井口和主要巷道用经纬仪施测，其它巷道用罗盘定向、皮尺量距进行简易测量，为生产进度计划和图件制作提供了可靠的基础资料。

3、井下地质编录：

在开采过程中，对井下巷道揭露的煤层厚度、结构情况进行了认真观测和记录，并及时标在采掘工程平面图上，为下一步开拓布巷提供了规划依据。

4、瓦斯监测工作：

根据矿井安全生产规程要求，认真进行井下瓦斯监测工作和年度瓦斯等级鉴定工作，严格按照有关规定认真进行瓦斯管理，为矿井安全生产提供了保障。

5、煤质检验：

不定期采取煤层煤样进行了主要煤质指标分析，并进行了煤尘爆炸性和煤自燃倾向性测试，取得了开采各煤层的相关试验数据，为采取防范措施，保证安全生产提供了可靠依据。

6、水文地质工作

开采过程中，煤矿对井下涌水情况进行了认真观测和分析，并坚持按时向地面抽排，保证了矿井安全生产。

还对井田内和周边邻区以往水文地质成果进行了搜集，对井下各水点清均按照有关规范进行了简易水文观测，为评价本井田水文地质条件提供了补充依据。

总之，本矿在开采过程中做了一定的矿井地质工作，为矿井生产提供了必要的技术指导和服务。

三、矿区地质条件

（一）地层

井田内的地层以老到新有：

二叠系下统茅口阶（P1m）灰岩，二叠系上统合山组（P2h1）和（P2h2）含煤建造，二叠系上统大隆组（P2d）凝灰质、硅质岩；

三叠系下统罗楼组（T1L）石灰岩；

三叠系下统北泗组（T1b）石灰岩，三叠系中统红高岭组（T2h）泥岩，砂岩和第四系残、坡积层。

由老到新叙述如下：

1、茅口组灰岩（P1m）

呈灰浅色，成层较厚，上部不含燧石，中下部含燧石，含纺陲虫化石。

本层因岩性较纯，溶蚀作用特别强烈，为强含水层。

2、上二叠统合山组（Ph）

为本煤田的主要含煤地层，共含煤五至六层，本井田内仅四煤一层和四煤二层可采。

本组以四煤一层为界分为上、下两段。

下段厚100m，系燧石灰岩，灰岩以下有一层厚约0.3m五煤层，燧石灰岩厚层至中厚层状，层理不清，灰至浅灰色。

上段厚约55m，为燧石灰岩夹煤层三层。

灰岩成灰色、深灰色，灰黑色，薄至中厚层状，层面清楚，多呈线状方解石脉。

四煤一层在本井田内部地段发育不好，煤层厚度变化大，不稳定，特别是井田的东北部底板等高线-200m水平以上地区和井田的中部地区，煤层结构复杂，夹矸多而厚，灰份相对较高，煤层厚度较小，绝大部分范围不可采。

而在井田的西南部和东北部的西段，四煤一层发育较好，不但煤层层位厚，而且煤层的可采厚度也较厚，煤质较好，灰份相对较低。

四煤二层在井田的西南部、中部和东北部的西段深部发育不好，煤层厚度较薄，绝大部分范围不可采。

而在井田东北部的东段和西段的中上部，四煤二层发育相对较好，煤质也较好，大部分范围的煤层厚度均达到可采以上。

煤层特征见表1-2-1。

表1-2-1可采煤层特征

煤层

名称

煤层层厚（m）

煤层厚度（m）

煤层间距（m）

结构

稳定性

煤层顶底板岩性

最小～最大

平均

顶板

底板

四煤

一层

0.81～4.21

2.10

0.26～3.04

1.19

0.09～3.5

1.08

（未含东北部东段）

复杂

不稳定

燧石灰岩

稳定

二层

0～2.61

1.1

0.17～2.61

0.86

3、上二叠统大隆组（P2d）

层厚17.28～30m，平均厚24m，为矽质砂岩与页岩互层。

4、下三叠统罗楼组（T1l）

与大隆组为连续沉积，灰色、深灰色、黄灰色薄层状泥质灰岩及灰岩，下部有3～5m的黄钙质泥质页岩，全层厚约350m。

5、第四系（Q）

一般厚1～5m，成分和颜色依其母岩而异，由罗楼组形成者为黄色，并有铁质结核。

由大隆组形成者为黄色、淡红色，多为砾石。

由合山组形成者为灰色、灰黑色亚粘土。

（二）地质构造

1、区域构造

本区位于广西“山字型”构造马蹄形盾地中部，主要构造形迹为合山向斜（详见图2.2.3）。

合山向斜是一个东陡西缓、北宽南窄，轴线偏东翼，轴向20°

左右的不对称向斜构造，长约30km，宽约12km，西翼产状平缓，构造较简单，发育有低次序的褶皱和断裂，地层倾角由北往南增大，整体上西翼煤层较平缓；

东翼构造复杂，发育近南北向弧形逆断层为主，挤压构造作用强烈，岩层倾角陡，一般60°

～80°

，局部直立甚至倒转，受此影响，向斜东翼煤层以陡倾分布为主且常见煤层错断，同时由于受挤压强烈，煤层分布厚度不一，局部出现尖灭。

区内15°

、50°

、80°

和110°

方向的小断层、节理及褶皱发育。

断裂、裂隙主要发育方向是北北东与北西南，这两组方向的断裂、裂隙也是合山煤田的主要控水构造。

区内节理裂隙发育主要见六组:

即近SN向、NWW向、NNE向、NW向、NE向和NEE向，其中以NWW和NNE两组最发育，是区域的构造裂隙。

生产揭露次一级褶皱小断裂发育方向仍以上述两个方向为主，断裂以张性的正断层为主，导水性良好。

这两组小断裂和构造裂隙为本区主要导水构造，裂隙带常呈密集网状带发育，这些条带常为地下水径流带。

宏观上看，走向NNE组裂隙控制着合山矿区一次级地下水径流带，如牛岭～溯河暗河系；

走向NWW组裂隙控制矿区次级地下水径流带，如溯河702～石村～207径流带，马鞍04线径流带等，都与红水河密切相关。

区内主要断裂构造特征见下表：

2、井田构造

合山矿务局三矿三号南斜田位于合山不对称向斜西翼北段及轴部北端附近，该井田东部为合山煤田东部“东亭沟正断层”及“北泗坳～三岩村逆断层”。

由于此二断层的存在，煤（岩）层产状在井田东部形成了急倾斜赋存状态。

三矿三号南斜井褶皱特征表

名称与编号

轴心方向

出露地层

规模（m）

主要特征

轴部

翼部

长

宽

轴部和翼部岩性以灰岩、燧石灰岩为主，轴部产状比较平缓，相近水平，约为4°

左右，两翼岩层产状均较平缓，北翼4°

～15°

，南翼4°

～13°

。

轴部基本充填物，岩层挤压不是很明显，裂隙不是很发育，轴心干燥。

-20平台背斜1

300°

P1m1

P1m1～P1m2

600

1000

三矿三号南斜井主要断层特征表

展布方向及断层性质

长度（m）

-25总回巷断层

8°

～30°

张性

300

发育于井田一采区中上部，斜切割一采区，倾向300°

，倾角50°

～70°

，断距0.4m～2.5m,充填物质为煤屑，断层周边裂隙不很发育，顶底板相对完整，干燥无水。

主副井联络巷断层

33°

100

发育于井田主副联络巷部，倾向327°

，倾角60°

，断距1.4m～3.5m,充填物质为黑色松散岩屑及黄色的铝土，断层周边出现较多的方解石脉，干燥无水。

据生产揭露情况看，井田存在一背斜褶皱，背斜轴心位于-20平台，走向300°

，背斜北翼地层走向为130°

～145°

，倾向为40°

～60°

，倾角为4°

～12°

；

背斜南翼地层走向为130°

，倾向为220°

～240°

倾角6°

（一般8°

～10°

）。

井田内无大的断层发育，只有北北东和北西西向的节理裂隙或落差不大的断层发育，它们是区域性的控水构造。

井田内节理裂隙或落差不大的断层发育，但对开采影响不大，井田内未发现岩浆岩侵入体，井田内地质构造总体上属简单类型。

四、矿区水文地质

（一）区域水文地质概况

合山煤田是一个完整的水文地质单元，组成独立补给、迳流、排泄系统，地下水在含水层的露头区接受大气降雨补给后，沿着地下岩溶通道及构造破碎带迳流后直至下游，遇隔水岩系以泉和暗河形式排泄于地表及红水河，根据其规律大致划分为5个小型水文地质区，地下水总体由北向南或者由东向西方向迳流，红水河为本区的最低浸蚀基准面。

详见图4-1。

（二）地表水

矿区位于珠江流域范围内，分布较大的地表水系为红水河。

红水河是该区最大的地表水系，属西江的支流，自合山电厂附近进入合山煤田区，红水河流经矿区，距本矿井口9km，流程约25.3km，河宽一般100～300m，最枯河水位68.28m。

目前，红水河上游已建有乐滩、大化、岩滩等水电站，下游有桥巩水电站，本区河水位及流量已受到人为控制。

由红水河里兰段多年月平均水位动态观测资料，该段红水河每年11～次年2月为枯水期，5～8月为丰水期，其余为平水期。

据电厂附近红水河里兰观测站1964年以来的观测资料，最枯河水位68.28m（黄海高程系，河水位变化于68.28~97.21m间。

桥巩水电站2008年已蓄水发电，现在的红水河水文动态已受桥巩水电站蓄水影响，桥巩水电站的正常蓄水位为+84m。

井田内附近的主要地表水体有南洪水库和东亭水库（季节性），另还有季节性河流东亭沟，东亭沟从本井田的东南角穿过，由于被大隆组隔水层所隔开，故对矿井开采影响不大。

但可通过开采后的地表裂隙及塌陷坑等导水管道侵入井下，对煤炭生产造成一定危害。

（三）地下水

罗楼组含水层直接由大气降水补给，合山组深部含水层的补给是靠下麦村至拉加岭、德马岭、东矿一带露出的溶洞、落水洞、洼地对大气降水的吸收来完成的。

另一部分沿新村构造带（即南洪～广屯低水位带）经里兰斜井附近排入红水河。

从本区含水层的动态条件来看，溶洞裂隙与补给区的低水带的水有密切关系。

未经破坏的大隆组与罗楼组下部灰岩，对三叠系及二叠系的含水层起了隔绝作用。

因此，罗楼组含水层对矿层开发威胁不大，但蕴藏在煤系中的溶洞水是主要充水因素。

（四）矿井井田边界及其水力性质

本区矿床上覆为大面积的大隆组隔水层存在，虽然大气降雨大部分都于露头区沿着岩溶漏斗，落水洞灌入地下，但由于合山组，茅口阶露头区面积有限，所以大气降雨只对局部地带有影响，而对整个探区地下水影响不明显，特别是短期降雨反应更不明显，只有在雨季长时间降雨，对地下水才有所反映。

红水河自西向南流经煤田切割各岩溶含水层,为区域侵蚀-排泄基准面，浅部岩溶发育受其控制。

岩溶地下水主要源于降雨，经溶洞管道集中，自北沿南西和南东方向径流泄入红水河及其东部支流清水河。

此外，由于煤矿开采，已于合山组-茅口阶岩溶含水层中形成了一个新的人工地下排泄中心，中心水位已降至-150m标高以下，造成红水河对该含水层强烈充水，并部份改变了补给区岩溶地下水的径流方向。

（五）含水层与隔水层

1、含水层

（1）强含水层（P1m）

茅口阶强含水层：

茅口阶为厚层状灰岩，厚约340～400m。

该层顶面以下60～80m岩溶极发育，钻孔可见率为3.4%。

q=0.596～0.511m3/s.m，k=0.0723～0.605m/d，水位低于合山组下段含水层水位3～10m，为强含水层，是矿井间接充水水源。

（2）合山组含水层（P2h）

合山组是本矿区的含煤地层，厚150.05～207.12m，平均约172m，其间岩溶发育，是矿井的主要充水含水层，根据其发育程度分为合山组上段和下段含水层。

现分述如下：

1）合山组上段含水层（P2h2）

以四煤一层顶板为界至大隆组底部，厚约11.10～57.90m，为层间裂隙、溶洞承压水、水头高于顶板35～250m。

年水位差2.64～20.84m，q=0.0418～0.0736L/s.m，k=0.182～0.296m/d，为煤层顶板直接充水水源。

2）合山组下段含水层（P2h1）

与四煤二层直接接触，个别地段距煤层仅3～8m，厚23.0～34.0m。

水位略低于上段0.5～6m，水头高于含水层顶板80～260m。

年水位差为2.23～25.3m，q=0.0663～0.809L/s.m，k=0.182～0.296m/d，为煤层底板主要充水含水层。

（3）罗楼组含水层（T1l）

由薄层状灰岩组成，厚约146～280m。

该层直接出露地面，岩溶沿层面发育，含水性差，水位较浅，一般为0.5～10m，q=0.000658～0.0079m3/s.m，属弱含水层，是矿井次要充水水源。

2、隔水层

矿区内主要隔水层由大隆组和上覆罗楼组下部南洪页岩组成，厚约21～31m，将上部罗楼组含水层系统和合山组、茅口阶含水层系统分隔为两个无水力关系的含水系统。

（六）断层、陷落柱及其含水性、导水性

1、岩溶发育的一般特征

合山矿区岩溶发育是受地层岩性、地质构造、深度、水文气候、地下水动力条件及水化学条件等诸多因素的制约，具有以下特征：

（1）层位特征

1）合山组上段灰岩组合结构复杂，非可溶岩增多，岩溶发育相对较弱，地下水补给来源不广，富水性差。

合山组下段主要为灰岩、燧石灰岩、燧石层组成，岩溶十分发育，富水性强，尤其是四煤层底板以下40m范围内顺层岩溶发育强烈，呈层状分布。

在勘探过程中合山组下段遇溶洞的概率为57.5%。

2）茅口阶顶部岩溶十分发育，洞穴呈层状分布。

主要出露于矿区西部（浅部）边界附近的边缘地带，岩溶洼地、落水洞、漏斗等广布，为大气降水渗补给地下水的主要场所，亦是地下暗河的发源地。

（2）深度特征

1）在侵蚀基准面＋32m以上岩溶强烈发育，并具成层性，形态多为洞穴型，体积大、充填率小；

在侵蚀基准面以下，岩溶发育有自上而下逐渐减弱趋势，岩溶形态多为溶隙或规模较小的半充填单体洞穴为主。

＋60～＋80m水平为地下水位波动带，岩溶最为发育，富水性最强。

±

0m水平大致为强弱岩溶分界面，深部岩溶发育主要与层位有关，而与深度关系不密切。

（3）平面特征

2）各区段岩溶发育极不均一，富水性随之也有较大的差异。

强岩溶区与地下水主要迳流带的分布基本一致，也与小型构造断裂两翼或端点处张裂带有关。

合山向斜古岩溶发育示意图

（4）构造特征

岩溶发育程度和岩溶管道的延伸方向受与之断裂有关的小断层裂隙制约。

区内的小断层、裂隙及褶曲的主导发育方向是北北东（沿地层走向）与北西西（沿地层倾向），是区域性的构造发育带，亦为区内的控水构造。

据勘探和矿井生产揭露表明：

本矿井处于弱岩溶发育区段，矿井突水点大多与呈“X”型节理裂隙发育有关，但水量不大。

（七）矿井充水水源和充水通道

1、矿坑充水水源

（1）地表水

井田内附近的主要地表水体有南洪水库和东亭水库，另还有季节性河流东亭沟，东亭沟从本井田的东南角穿过，由于被大隆组隔水层所隔开，故对矿井开采影响不大。

（2）大气降水

由本矿井原为小煤窑开采，区内已形成较多的采空区，导致地面开裂、塌陷，为大气降雨对地下水进行补给创造了条件。

因此，大气降水是矿井充水的主要水源。

（3）岩溶地下水

岩溶地下水有可能通过导水的构造、岩溶裂隙等地下迳流破碎带，以及煤层底板的溶洞、管道向矿井充水。

因此，溶洞裂隙水也是矿井充水的主要水源。

（4）邻近矿井的积水补给

周边老塘积水有可能通过岩溶裂隙和导水构造向矿井充水，对本矿井的安全生产带来一定的影响。

2、矿坑充水的通道

主要有煤层顶底板灰岩岩溶裂隙和断层破碎带（包括因开采产生的导水裂隙带）。

因此，溶洞积水、构造裂隙进水及老空区积水是煤层开采的主要防治对象。

根据对矿井地质、水文地质、含隔水层空间分布规律及其构造特征的分析，主要充水途径分析如下。

（1）顶板导水裂缝带

煤层回采后，会对煤层顶底板造成扰动破坏，从而会缩短其与充水水源之间的距离，有时甚至直接揭露或沟通充水含水层造成突水事故，因此，煤层回采前对顶底板的破坏程度进行计算评价，选取合适的回采参数，对矿井防治水工作是至关重要的。

目前矿井开采四煤一、二层煤层，如上面计算其顶板导水裂缝带最大高度达32m，当煤层充分采动后，采动导水裂缝高度虽不能达到地表，但采空沉陷盆地的整体下沉边缘带，其沉陷边缘带裂隙增加，地表水、浅层地下水会沿这些裂缝带渗入井下，增加井下工作面的排水量。

（2）井巷工程连通

井巷施工过程中揭露并连通了所经过的含水层组，由于巷道壁后封闭止水不良，会使得浅部孔隙水或基岩风化裂隙水渗入井下，形成矿井充水，现状条件下，井筒渗水是本矿充水的形式之一，如全矿较大的涌水点处于主井筒+209m标高处，水量达5m3/h。

（3）导水断裂构造

井田总体上为平缓的背斜构造，从揭露的地质资料来看，井田内没有大的断层发育，只有几条落差不大于3m的小断层发育，断裂构造水对本井影响不大。

（4）封闭不良钻孔

井田内共有煤田钻孔1个，施工钻孔基本用水泥砂浆封闭，据矿井地质报告不存在封闭不良钻孔。

该钻孔现已揭露，没有引发突水事故。

（八）井田及周边老空区分布及积水状况

1、积水计算方法

采空区积水量采用《矿井安全手册》老空区积水量估算公式Q=W·

M·

F/cosα估算：

其中：

Q—相互连通的各积水区总积水量（m3）

M—采空区的平均采高或煤厚（m）

F—采空区积水的投影面积（m2）

α—煤层倾角（°

）

2、本井田采空区积水情况：

据调查，本井田内主要为四煤一、二号煤层采空区分布积水，四煤一层和二层间距1.08m左右，其采空区水基本沿四煤一层煤层采空后顶板导水裂隙下渗入二煤层采空区内。

大部分采空区封闭时有联络巷和现井巷连通，积水自动流到泵房，排出地面，不存在积水，只有在主井-60中央泵房水仓下方存在积水6304m3，主要原因为该采空区下限标高为-75m，而排水泵安装在-63m，积水无法全部排干，存在积水。

3、周边煤矿采空区积水情况：

据调查，该井东南面与三矿五号井相邻，两井之间留设有90米保安煤柱，三矿五井实际已掘到-250m水平，该井为生产矿井，井田内无积水。

北面与三矿三号北斜井相邻，该井亦为生产矿井，该井主井北面一采空区存在积水4289m3，主要原因为该采空区下限标高为-120m，而排水泵安装在-111m，积水无法全部排干，存在积水。

该积水点上限标高为-111m，本井现采深为-85m，加上积水点远离本矿，中间有保护煤柱保护，北斜井对本井不存在水害威胁。

五、矿井水文地质类型划分报告

（一）、矿井及井田概况

1、矿井及井田基本情况

广西合山煤业有限责任公司（原合山矿务局）三矿系原石村二号井。

2004年，合山矿务局根据石村二号井以及合山煤田的煤炭资源利用情况，申请扩大石村二号井矿区范围。

同时，合山市政府决定，将位于原石村二号井东北侧的市属灵台煤矿及一些个体小井划归合山矿务局三矿统一管理。

经申请、批复扩大范围后的石村二号井名称改为三矿一号井；

原灵台煤矿改为三矿二号井；

其它周边小井经整合分别编号为三矿三号南斜井、三矿三号北斜井、三矿五号井、三矿六号井、三矿七号井、三矿八号井和三矿九号井。

广西工业设计院于2005年4月完成并提交《广西合山矿务局三矿（石村二号井）技术改造开采设计》（KC1049）。

为了加快矿井建设速度，2008年4月根据矿方要求对原设计（KC1049）进行修改。

2010年10月16日，广西工业和信息化委员会以桂工能源函［2010］1213号批准合山煤业有限责任公司三矿三号南斜井技术改造开采设计修改。

2012年1月13日取得煤炭安全生产许可证，2012年9月9日取得煤炭生产许可证，设计生产能力6万t/a，服务年限为11年。

机械化改造（设计生产能力15万t/a）正在评审之中。

矿井开拓方式为斜井开拓，布置有主、副斜井及回风斜井，主、副斜井进风、回风斜井回风。

采煤方法为走向长壁式炮采，工作面采用单体液压支柱与支护，刮板运输机运输，全部垮落法管理顶板，矿井现开采水平为-60m水平，-85m水平正在开拓中，主采煤层为四煤一层和四煤二层，井下共布置有一个回采工作面和一个掘进工作面。

2、位置与交通

三矿三号南斜井位于合山煤田北部，属合山市北泗乡管辖。

南宁至柳州二级和三级公路自南至北贯穿矿区中部，在合山市广屯矿区公路相连，北距柳州109km，南距南宁167km，矿井井口即位于三级公路附近。

来宾至合山准轨铁路贯穿整个矿区，准轨铁路已铺设至矿井井口附近的东矿和柳花岭矿（该两矿均设有装车站）。

红水河流经矿区西部，距本矿井口约9km，枯水期可通木船，丰水期可通汽轮至来宾、梧州、广州等地。

交通便利，交通位置见图1－1－1。

图1-1-1交通位置图

井田走向长约1.5km，倾斜宽约1.8km，面积约2.53km²

井田范围由11个拐点坐标圈定，见表1-2。

表1-2井田范围拐点坐标

拐点号

X坐标

Y坐标

X=2635725

Y=36598915

8

X=2635545

Y=36599143

9

Y=36599694

10

X=2635622

Y=36600000

11

X=2635712