矿山水文地质类型划分报告Word下载.docx
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井田内主要河流有三条,从北至南依次为楠木河、头道河、游戛河,均流入井田外之偏岩河,属乌江水系。
楠木河位于井田北面、发源于玉龙山灰岩中的29号泉,据1985年10月6日观测流量为8.333L/s,标高为1365.8m。
在井田流径T1y2、T1y3、T1m、P2c、P2l等地层,于苗寨西侧流出井田外,全长约4.5km,河床平均坡降为6.4%。
该河常年有水,是井田北面地下水、地表水之排泄通道。
头道河(下游称鲜河)位于井田中部,由西南流向东北,全长约6.5km,在井田内河床平均坡降为1.1%;
流经T1y2、T1y3、T1m地层。
该河常年有水,主要由井田外、井田内生产矿井水,泉88、89、90、82、84等补给,2002年1月9日在风岩下坝设站观测流量为138.70L/s,而雨季流量大,2001年8月12日在风岩下坝设站观测流量为3000L/s。
1985年8月12日调查资料风岩下坝最高洪水位标高为1185.6m。
游戛河该河位于井田南部,在烟子沟南面流入井田内,从井田最东端附近流出井田外。
全长约8.2km,井田内河床平均坡降为3.3%。
流经T1y2、T1y3地层。
该河常年有水,枯季流量小,洪水季节流量大,2001年8月11日至2002年3月31日,在猫猫山附近设站观测流量为22~190L/s;
1998年11月4日至1999年10月12日观测结果为8~3413L/s,水质为HCO3-Ca型水,矿化度0.1912g/l,PH值7.6。
(2)水库
白果水库是井田内最大的地表水体,库容180~260万m3,位于井田北部4~6勘探线之间,坝基位于九级滩紫红色钙质泥岩上,坝型为浆砌石拱坝,坝顶标高1284.9m。
该水库主要为农田灌溉和金沙县城关工业和居民生活用水水源。
(3)气候
据金沙县气象局提供资料:
从1990年至2001年,年最高气温36.6℃(1990.8.22),年最低气温-4.9℃(1999.12.25)。
历年平均气温为15.1℃,年最大降水量1179.2mm(1996年),年最小降水量774.7mm(1990年);
年平均降水量1057.0mm。
日最大降水量为115.3mm。
雨季为每年4~9月,每年冬季有凝冻,持续时间5~10天。
本区气候温暖湿润,冬无严寒、夏无酷暑,属温暖潮湿气候。
(二)矿井和小窑
井田内及邻近小煤矿开采历史悠久,分布于含煤地层出露地段及井田浅部。
以开采9号煤层为主,其次有4、5号煤层,开拓方式多为斜井,少数为平硐。
开采深度一般为40~60m,个别达150-200余m,年产量为1.0-9万吨/年,多数为个体或集体开采。
开采方式为炮采,镐采,机械通风,矿灯照明。
木棚支护,机械排水或自然排水,绞车提升。
腾龙煤矿
位于我公司一采区边界南角,由于我矿一采区未进行巷道开拓布置,同时两煤矿的边界有最小为50m的边界保护煤柱,相邻段我矿未布置采面。
新化煤矿
金沙县办,1966年建井,1974年投产,原设计能力3万吨/年,后经技术改造,设计能力为15万吨/年,主采9煤层,平硐开拓,大巷长度200余m,开采方式为炮采。
与我矿相邻的主要为1号井、5号井,相邻段我矿未布置采面。
鸡爬坎矿
位于我矿二采区原1291采面采空区的井田边界,该矿与我矿相邻的井田边界为采空区,两矿之间有31m的保护煤柱。
贵马煤矿
位于我矿二采区2093采面的井田边界,该煤矿与我矿相邻的井田边界范围内未布置采面,两矿之间有31m的保护煤柱。
国豪煤矿
与我矿2096工作面边界相邻,两煤矿的边界有51m的保护煤柱,同时我矿2094工作面巷道距离我矿井田边界有20m的保护煤柱。
离井田边界85m处布置有1291运输巷,呈东西走向布置,同时国豪煤矿的主、付井布置在我公司边界88m以内(国豪煤矿已经停止生产)。
昌盛煤矿
该矿与我矿2094工作面边界相邻,两矿之间有36m的保护煤柱,同时我矿2094工作面切眼距离我公司井田边界有20m的保护煤柱。
昌盛煤矿布置有1296采面,且与井田边界成45°
角,大部分与我矿井田边界的区域未布置采面。
二、以往地质工作和水文地质
由林华井田精查地质报告反映的开采、开拓实际揭露地层情况显示,井田构造行迹以褶曲为主,断距超过30m的断层未见,落差1m左右的小断层常见,主要呈北东走向。
东南翼地层走向北西(65°
)—南东,倾角10°
左右,北西翼地层走向北东(65°
)—南西,倾角27°
左右,一般浅部较深较陡。
从整体看,井田的构造复杂程度应为中等。
井田内区域构造行迹以褶皱为主,碳酸盐岩岩层与碎屑岩岩层相间展布。
碳酸盐岩主要发育在三叠系、二叠系,其中尤以茅草铺、茅口组石灰岩出露厚度大,分布面积广。
碎屑岩主要发育在三叠系。
见图6-1。
碳酸盐岩含丰富的岩溶水,碎屑岩层含少量裂隙水,第四系松散层零星分布,含孔隙水。
见表6-1。
三、井田水文地质条件
(一)地层含、隔水性
井田内出露地层从新至老依次为第四系(Q)、茅草铺组(T1m)、九级滩段(T1y3)、玉龙山段(T1y2)、沙堡湾段(T1y1)、长兴组(P2c)、龙潭组(P2l)、茅口组(P1m)。
现将各地层含、隔水性特征分述如下:
第四系(Q)该层在井田内零星分布,厚度0~25m,主要为坡残积物,透水性好。
茅草铺组(T1m)该层在井田出露面积较大,约13.00km2,厚度达476.0m。
井田内共出露泉40个,流量为0.01~11.678L/s,总流量61.97L/s。
泉水出露点标高1170.0~1398.8m。
调查岩溶点50个,其形态为落水洞、干溶洞、充水溶洞等。
82号泉(暗河出口):
据2001年8月12日至2002年3月31日长期观测,流量为10.70~102.24L/s,标高为1177.48m,水质为HCO3-Ca型,矿化度为0.185g/L,PH值为7.5。
据调查访问,此泉与18、23、28号落水洞连通,形成一条地下河。
据钻孔简易水文地质观测,井田内揭穿T1m地层有10孔,钻进中遇此层冲洗液漏失,孔口不返水3孔,漏失率为30%,而在607号孔,孔深17.0~26.96m见一高9.96m的溶洞,洞底标高为1188.20m,水位标高为1202.96m。
在302号孔发现孔口涌水,水位高出孔口17.47m,做简易放水试验,结果涌水量为0.054L/s,单位涌水量为0.00309L/s.m,水位降低17.47m,水位标高为1211.78m。
综合水文地质调查及钻孔简易水文地质观测资料,此层富水性极不均匀,局部地段岩溶强烈发育,含岩溶管道水,属岩溶裂隙含水层。
九级滩段(T1y3)该段好似一向东开口的马蹄形,展布于井田北、西、南三面,面积约16.0km2。
调查泉点50个,流量0.01~1.45L/S,总流量为11.745L/S。
据钻孔简易水文地质观测资料,揭穿此地层的钻孔有17个,有3个孔在该段中有冲洗液漏失,孔口不返水,漏失率为11.5%。
漏失原因主要为浅部风化裂隙所致。
地表虽见风化裂隙水,泉点较多,但流量小且旱季多干涸,为一些季节性小泉及雨源型泉。
钻孔岩心多完整、呈柱状、裂隙不发育,具良好的隔水性,属隔水段。
玉龙山段(T1y2)该层在井田内好似一向东开口的马蹄,展布于井田北、西、南三面,面积约5.1km2。
调查泉点42个,流量一般为0.01~20.5L/s,总流量为101.45L/s。
泉水点标高在1185.5~1385.8m,调查岩溶12个,其形态为落水洞等。
据泉88号,从2001年8月11日至2002年4月1日长期观测,流量为0.5445~9.55L/s,水质为HCO3.SO4-Ca型,矿化度为0.3684g/L,PH值为7.5。
调查访问,90号泉与53、54、56号落水洞连通,在该带形成一条地下河通道。
据钻孔简易水文地质观测资料,钻孔岩心多见溶蚀、小型晶洞,裂隙发育。
在J1603号孔,孔深11.72~12.90m,101.94~107.28m,121.45~130.19m为溶洞,洞底标高最低为1238.74m,另J1601号孔,孔深31.34~31.54m见小型溶洞。
钻进中遇此层有冲洗液漏失,孔口不返水现象,钻孔漏失率为30%。
据13
(1)-3号孔观测该段近似稳定水位,水位标高为1326.09m。
综上所述,该层含较丰富的岩溶水,但富水性不均匀,该层属岩溶裂隙含水层。
沙堡湾段(T1y1)该段呈带状,仅在井田北面出露,面积小。
厚度6.22~18.19m,平均厚度约14.55m。
地表未见泉点出露。
钻孔岩芯致密无裂隙。
该层为一隔水性好的隔水层。
长兴组(P2c)该层在井田内仅在北面、最南面少量出露,面积较小。
厚39.20m,地貌形态多呈陡崖,时有小型溶蚀洼地和落水洞展布。
岩芯溶蚀裂隙发育,以垂直裂隙为主,溶洞发育次之。
泉点出露较少。
据钻孔简易水文地质观测资料,所有钻孔中有6个孔在该层中严重漏水,作最大泵量观测,孔口不返水,在302号孔测该层稳定水位,水位标高为1190.59m。
据13
(1)-3号孔抽水试验结果:
涌水量为0.4556L/s,单位涌水量位为0.0418L/s.m,渗透系数为0.1079m/d,水位标高为1299.99m。
水质类型为HCO3-Ca型,矿化度为0.196g/L,PH值为7.1。
145号泉从2001年8月10日至2002年3月31日长期观测,流量为3.74~92.96L/s,水质为HCO3-Ca型,矿化度为0.218g/L,PH值为7.8。
综上所述,该层含岩溶水,属岩溶裂隙含水层。
由于采掘破坏,采空区引起的冒裂带形成导水裂隙带,沟通该含水层。
因此,此层变为矿井的直接充水含水层。
龙潭组(P2l)调查生产窑40个、老窑6个,共计46个。
流量一般在0.01~5.0L/s,总流量为7.148L/s。
据1505号孔抽水试验结果:
P2l2段涌水量为0.0391L/s,单位涌水量为0.000415L/s.m,渗透系数为0.000633m/d,水位标高为1268.87m。
水质类型为HCO3–K+Na,矿化度为0.8345g/L,PH值为9.2。
P2l1段涌水量为0.0329L/s,单位涌水量为0.00076L/s.m,渗透系数为0.00128m/d,水位标高为1210.94m。
水质类型为HCO3–K+Na,矿化度为0.1504g/L,PH值为9.2。
而据13
(1)-3号孔抽水试验结果:
全组涌水量为0.0103L/s,单位涌水量为0.00023L/s.m,渗透系数为0.000153m/d,水位标高为1323.21m。
水质类型为HCO3–K+Na.Ca,矿化度为0.206g/L,PH值为7.5。
据对钻孔岩芯观察,除在砂岩和灰岩分别见少量细小裂隙和溶隙外,其余岩层裂隙均不发育。
而据钻孔简易水文地质观测资料,钻进中冲洗液消耗量在该层仅微弱消耗。
综上所述,该层中砂岩和灰岩分别含少量裂隙水,含水性弱,属层间裂隙含水层,是矿井的直接充水含水层。
茅口组(P1m)该层于井田外西边和北边出露,有溶洞、落水洞,发育地下河。
地下水从西向东流,在井田边界北缘之苗寨以岩溶群泉出露,向楠木河排泄。
1985年6月10日,泉总流量为98.518l/s,标高为949.00—960.90m。
井田内揭穿该层的钻孔岩芯,绝大部分未见岩溶现象,钻孔的回次水位和消耗量未见异常,仅301、602、807号孔在揭穿该层时水位变化有异常,测得水位标高分别为1232.50、1272.21m、1275.82m、平均水位标高为1260.18m。
(二)断层含水性
区内共发现断层25条,其中地表可见13条,隐伏断层12条。
在地表上从断层附近分析,除F61断层外,其余断层附近仅见0.1~0.3L/s的泉水出露,其富水性差,但有一定透水性。
今年五月份我矿在施工一采区轨道上山至K470m时遇到一个断距为xm,破碎带为4m的断层出水量最初在5m3/h,稳定在100m3/h左右,且伴有H2S气味,施工队在工作面做好防水墙之后探水右前方(方位角、倾角)35m位置出水210m3/h,最后,该两水源合计涌水量稳定在160m3/h左右。
目前我正采取注浆方式对两水源进行封。
今年8月份我矿施工+800东轨大巷K560m时遇一地质构造,落差在0.5~1m左右,打顶板锚索时,有淋水。
在今后我矿的采、掘活动一定要坚持有掘必探,先探后掘的方针,注意断水层对矿井带来的危害。
地表上F61断层附近有较大的岩溶泉,其北端落水洞呈群发育,说明断层两侧富水、但不均匀。
据13
(1)-3钻孔简易水文观测情况,水位、消耗量无明显变化,为一压性断层,导水性较差。
钻孔中所见的隐伏断层断距均较小,简易水文无明显变化。
(三)地下水、地表水动态特征
自2001年8月10日至2002年4月1日止,对井田内有代表性的泉、生产窑、河流断面长期观测,成果见下表:
类别
点号
流量(小~大)L/S
观测日期
变化幅度
泉
82
10.70~102.24
2001.8.11~2002.4.1
大于9.6倍
88
0.5445~9.57
大于17.6倍
145
3.74~92.96
2001.8.10~2002.3.31
大于24.9倍
生产窑
2
2.756~19.90
7.2倍
7
7.78~34.08
4.4倍
河流
9
48.40~216.30
2001.8.11~2002.3.31
大于4.5倍
16
22.00~190.48
大于8.7倍
枯季流量较小,雨后流量增大,暴雨后流量突增。
大气降水是地下水、地表水的主要补给来源。
其动态变化受降水控制,具有年周期性、季节性变化,基本与降雨强度呈同步变化。
四、充水因素分析
1.地表水
头道河、游戛河是井田内的主要地表水体,也是井田中部之排泄区。
据本次矿井开拓设计方案,井口位于头道河旁,主井标高1180m,副斜井标高1185m。
而在该河段据调查历史最高洪水位为1185.60m,故在雨季要做好地表防洪工作,防止地表水倒灌。
另水淹坝最高洪水位标高1331m,洪水淹没范围约0.18km2,储水量约472500m3,水流量最大为2355.33L/s,持续3~4天消失。
而由于F61断层在此通过,切割了T1y、P2c、P2l、P1m等地层,雨后地下水、地表水较富集,因此,该富水地段由于断层和采煤后冒裂带的影响,在今后矿山开采时会带来一定的水害,故应加强预防措施。
2.地下水
据井田水文地质条件,长兴灰岩水是矿井主要间接充水含水层,其充水途径则是采掘破坏或影响引起的冒裂带;
而龙潭组层间裂隙水是矿井的直接充水含水层。
未来开采15号煤层时则以底板突水为主要充水方式,其充水含水层为煤组底部下伏茅口灰岩岩溶水。
3.大气降水
由于地下水、地表水动态受降水控制,呈季节性变化。
因此,大气降水对矿井涌水量的大小会产生直接影响,在雨季应加强防洪。
5、矿井涌水分析
1、涌水构成分析
矿井总涌水量为482m3/h,一采区涌水量为230m3/h,主要为轨道上山、回风大巷、消防材料库及轨道石门出水点涌水;
二采区涌水量总计为240m3/h,主要有2093、2094采面老空出水,副斜井季节性暗河涌水及掘进工作面生产涌水。
2、主要突水点基本情况
根据现阶段的情况看,现矿井突水点基本情况为:
副斜井暗河涌水,该位置现正常涌水量为20m3/h,后经注浆后已堵塞;
二采区老空工作面涌水点水量稳定,故现一直采取水管引出后经回风上山、西轨大巷、轨道石门将水排至副立井水泵房;
一采区轨道上山涌水量近130m3/h,最大涌水量为381m3/h,该头涌水来源初步判定为老窑水,该头已于5月初停止掘进,施工止水墙后进行了注浆加固,现正准备对该位置进行进一步探明涌水水源的情况分析。
六、矿井水害影响程度和防治水工作难易程度评价
1、含水层性质及补给条件:
受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层,补给条件一般,有一定的补给水源。
2、矿井及周边老空区水分布状况:
存在一定量的老空积水,位置、积水量不清楚。
一采区轨道上山K470m处出水点,水源尚未确定。
3、矿井涌水量:
正常420m3/h,最大730m3/h。
4、开采受水害影响程度:
采掘工程受水害影响。
5、防治水工作难易程度:
借助物探等科技手段进行。
由上述可初步判定
七、矿井水文地质类型划分及防治水工作建议
根据前述资料可初步判断,矿井水文地质类型属中等—复杂类型。
矿井防治水工作建议:
1、坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘,先治后采”的原则,落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。
2、树立防水意识,重视防水工作,对工人进行有关水害知识的教育和有关出水征兆的识别。
加强对矿井涌水量和地表塌陷区的观测,及时掌握有关涌水量的变化情况,对突然增大的涌水量,要查明水源及水量变化情况,分析其原因,采取有效措施,制止水害事故发生。
3、必须经常检查矿区地表是否在导水裂隙或其它导水通道,发现裂隙及其它导水通道,应及时将其回填密实。
4、探测隐伏断层的存在,并注意其导水性的研究。