水害事故专项应急预案.docx

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水害事故专项应急预案

水害事故专项应急预案

一、水灾事故类型和危害程度分析

1、区域水文地质

（1）地形地貌

从地貌上看，大同煤田位于山西高原的的北部，为高原地带的山岳地区，受近代地壳不断上升的影响而切割成无数纵横的沟谷，在很大程度上帮助了地表径流的畅通排除，很少渗入地下。

（2）地表水

区内神头泉为雁北著名岩溶大泉。

位于朔州市东北神头镇一带。

出露于洪涛山前源子河两岸及河谷中，为桑干河主要源头。

该泉多年平均流量为7.84m3/s,（1958—1984），泉水流量不断减少，1990年平均流量为4.5m3/s。

泉水位标高1058.99—1063.40m。

从气候上来看，高原地带为半干燥的大陆性气候，年降水量很小，蒸发量大于降水量的四倍，这就造成了大气降水不参大量补给地下水之先天条件。

井田内的河流除雨季水量较大之外，常年流水很小，只有在雨季及洪水期，大气降水补给河流。

但因河流坡度较大，水流速度很快，也影响了地表径流的下渗。

（3）含水层

大同煤田含水层根据不同岩层含水特性以及它的组合关系的差异可划分为：

碳酸岩岩溶裂隙含水层组、碎屑岩裂隙含水层组、松散岩孔隙含水层组三种类型。

本区内主要含水层如下：

1）寒武-奥陶系灰岩，全层厚520-814m，自下而上为薄层紫红色，灰绿色粉砂岩，砂质页岩，浅灰，紫红色竹叶状灰岩，鲕状灰岩，厚层灰状岩，白云质结晶灰岩及块状灰岩，质地坚硬，灰岩顶板、底板均有一层良好的隔水层。

据几个水文孔揭露灰岩厚度45.63-309.61m，含水层厚度0-40m，裂隙多被方解石脉充填，溶洞少，水位标高1050-1300m，含水量多取决于裂隙，溶洞的发育强度，钻孔抽水试验单位涌水量0.000009-0.70L/s.m，渗透系数0.0008-8m/d，富水性强，局部达中等。

作为岩溶水盆地主体构造的云冈-平鲁向斜，走向北东，为一宽缓的向斜构造向斜轴部位于泉域中心地带，向斜两翼寒武奥陶系石灰岩区域为补给区，奥陶系灰岩出露于大同煤田的西部和东部，面积236km2。

直接受大气降水的补给，补给量有限，主要补给源来自北部玄武岩裂隙水，通过断层侧向补给灰岩含水层。

轴部石灰二叠系砂页岩分布区是径流区。

神头泉为主要排泄点，奥陶系灰岩与盆地第四系接触，而成为另一个透水排泄口。

而十里河，口泉河鹅毛口河及小峪河等河流出口处灰岩水位最低为排泄区。

即奥灰水向东、向南径流，水力坡度0.003-0.01。

2）石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组，石盒子组等地层，岩性为由粗碎屑岩组成的含水层和砂质泥岩、泥岩，细碎屑组成的相对隔水层组成。

单位涌水量0.000004-0.02L/s.m，渗透系数0.44m/d，富水性较弱。

3）不同时代风化壳潜水，各时代地层，凡地表下30-90m之间，裂隙较发育地段富水性强，河谷两岸与冲积层潜水于地表水有水力联系，富水性强，单位涌水量0.003-1.39L/s.m，渗透系数0.062-7.48m/d。

4）第四系冲积岩层：

位于河谷两岸一、二级堆积地级河漫滩，厚度0.62-11.31m，岩性为砂土与铄岩，单位涌水量1.21-9.47Ls.m，渗透系数5-224m/d，富水性强。

2、井田水文地质条件

井田内大部为新生界地层覆盖，仅在沟谷中有上、下石盒子组及山西组出露，因地表水流量很小，排泄又快，渗入地下条件较差。

井田内地下水主要为风化壳潜水，冲积洪积潜水，及下石盒子组、山西组砂岩裂隙水和奥陶系石灰岩裂隙水。

井田内主要水流为大峪河，发源于西部的葫芦峪，布山沟马道头分水岭一带，经黄家店吴家窑至大峪口，在井田内由北向南流过，水量主要受大气降水的影响，夏季山洪爆发时，其最大洪峰流量可达208m3/s。

井田内其他沟谷中平时无水，仅在雨季有短暂水流通过，流向大峪河。

二号井口附近最高洪水位标高1300m，二号井口标高1302m，井口并筑有防洪堤坝。

（1）井田主要含水层

1）奥太细是灰岩含水层：

为本区主要含水地层，主要为石灰岩岩溶裂隙带，并夹有少量泥灰岩。

井田外西北向3.27km处左云县铺龙湾煤矿水井资料，奥灰水静水位标高1185m，单位出水量480m3/d，埋藏深度690m，王坪煤矿平硐出水点标高1165m，刚穿透奥灰时，初期涌水量曾达700m3/h。

以后逐渐减少。

目前基本保持在240m3/h左右。

另据2004年4-5月芦子沟煤矿委托115煤炭地质队于施工的L5号水文孔资料，位于井田外东北向5.36km处，揭露灰岩厚度113.24m，灰岩顶界埋深385.17m，标高1107.55m，上部为浅灰色白云质灰岩薄层灰绿色泥质条带灰岩，裂隙充填铝土泥质岩。

中部和下部为深灰色、灰色石灰岩，400.05-405.95m断断续续有蜂窝状熔蚀孔洞，局部连通，最大直径1cm，一般3—5mm，405.95—498.41m为灰色，厚层状石灰岩，406-435m、440-443.11m、450-480m，岩芯破碎，裂隙发育且无充填物，岩芯完整段裂隙充填方解石和铝土质泥岩，以裂隙和溶洞方式充填，裂隙最大宽度2—3m，溶洞最大直径2cm。

清水钻进至470m时，钻孔漏水，终孔抽水试验，单位涌水量0.299L/s.m，静止水位埋深185.70m，静止水位标高1207.02m，渗透系数1.1766m/d。

富水性中等。

水质类型：

HCO3.SO4-K+Na型水，矿化度0.4g/L，总硬度112.02mg/L，PH值7.78。

井田内奥灰静止水位标高为1166-1178m。

2）太远组砂岩裂隙含水层：

山4号煤层上部为灰白色粗砂岩，煤层见主要为砂岩带，并夹有少量砂质泥岩及泥岩，为良好的隔水层，砂岩胶结良好，孔隙性小，含水性弱，单位涌水量0.0205L/s.m，渗透系数0.056m/d。

3）山西组砂岩裂隙含水层：

为本区主要含煤地层，煤层间主要为砂岩带，并夹有少量砂质泥岩及泥岩，为良好的隔水层，砂质胶结良好，孔隙性小，含水性弱，单位涌水量0.0205L/s.m，渗透系数0.056m/d。

3）山西组砂岩裂隙含水层：

山4号煤层上部为灰白色粗砂岩，厚度约14.0m左右，据领近576号水文孔抽水实验结果，单位涌水量0.00073-0.00092L/s.m，渗透系数K=0.0069m/d，又据领近羊圈头563号水文孔抽水试验证实其涌水量很小，为微弱含水层。

4）下石盒子组砂岩裂隙含水层：

主要为中粗砂岩和砂硕岩，胶结较疏松，含水性较好之砂岩与杂色泥岩或砂质泥岩相间形成良好之隔水层。

其上部风化裂隙较发育，形成风化壳潜水储藏带，据领近576号水文孔抽水试验结果，其单位涌水量0.043-0.095L/s.m，渗透系数K=0.0112-0.0864m/d；本层深部含水情况据抽水结果证实含水性微弱。

水质无色无味、无臭，其离子含量固形物416-780mg/L，全硬度（德国度）8.34-17.50度，PH值7.7-7.9。

5）第四系冲积、洪积层：

沿沟谷分布，主要为泥、砂、硕石及碎石等，含水量较大，但厚度一般在2.0-5.0m左右，精查勘探时由于设备所限未能作抽水试验。

区内大部分水井均为本层出水。

综上所述，井田内所谓的含水层均为富水性弱的含水层，奥陶系石灰岩水位标高高出5-1、5、8号煤层局部地段，给开采煤层带来一定的影响或造成某种程度的隐患，因此，需引起足够重视。

（2）隔水层

井田内所有地层中，下石盒子组杂色泥岩和砂质泥岩，太原组砂质泥岩和泥岩，其发育较差，属薄层，隔水作用不明显。

仅在本溪祖底部的铝土泥岩，厚度较大，层位稳定，为良好的隔水层。

（3）地下水补给、径流、排泄

本区地下水运动受大气降水、地貌、构造和岩性等因素控制。

区内地下水补给来源主要是大气降水的入渗补给。

地形变化大，植被稀少，大气降水多形成地表径流，只有少量补给地下水，其它形式补给地下水较少。

基岩裂隙水以东南向西北流，径流条件差。

地下水一部分顺倾向深部径流，一部分排泄于矿井。

奥陶系灰岩出露于大同煤田的西部和东部，面积236km2。

直接受大气降水的补给，补给量有限，主要补给源来自北部玄武岩裂隙水，通过断层侧向补给灰岩含水层。

奥灰水一部分向王坪平峒排泄，大部分向神头泉排泄，即奥灰水向东、向南径流，水力坡度0.003-0.01。

（4）矿床水文地质类型

太原组2、3号煤层相隔较近，仅0.25-5.80m，平均2065m，故可作为同一水文地质类型，其直接孔充水含水层为其上部的K3砂岩含水层。

该含水层发育不稳定，局部缺失，使得2、3号煤层充水含水层为为山西组山4号煤层上部砂岩含水层。

另外大峪河在井田南部队3号煤层的开采影响不大。

据本矿现采3号煤层资料，矿井涌水量小，断层及火成岩对煤层的开采影响不大。

因而2、3号煤层水文地质类型同山4号煤层，即水文地质条件简单的裂隙充水矿井。

太原组5-1、5、8号煤层，位于太原组中下部，5号煤层与8号煤层之间相隔21m左右的砂质泥岩，其直接充水含水层为5-1号煤层之上的中砂岩及含铄中砂岩，单位涌水量0.0205L/s.m，渗透系数0.056m/d，属弱含水层，其下部井田北部奥灰水位1178m，高于奥灰水顶界面168m，5号煤层隔水层有较厚度约70m，8号煤层隔水层有较厚度约40m，经计算，5号煤层隔水层有较厚度约70m，8号煤层底板突水系数分别为0.029MPa/m和0.064Mpa/m，开采井田内5号煤层基本是安全的。

开采8号煤层在地表质构造区域有突水危险。

将5-1、5号煤层水文地质类型划分简单的裂隙充水矿床。

F14断层处8号煤层直接与奥陶系灰岩接触，存在奥灰水和上覆奥灰水和上覆含水层水岩断层破碎带直接涌入煤层的可能性，因而将井田内8号煤层水文地质类型划为三类二型，即水文地质条件简单一中等的岩溶、裂隙充水矿床。

3、矿床充水因素分析及水害防治措施

（1）充水因素

综合井田水文地质条件，井田断层的充水因素主要来自四个方面：

1）由煤层上覆砂岩含水层水沿构造裂隙及采空导水裂隙带向下渗透入煤层。

据现生产2号井、3号井观测资料，山西组、太原组砂岩裂隙含水层富水性不强，在个别断层裂隙处在淋水现象，但水量一般不大。

5-1号煤层顶板为中砂岩，煤层最大厚度为3.4m（一采区内），采用全垮落发管理顶板，根据中硬岩导水裂隙带高度经验公式，计算5-1号煤层导水裂隙带高度：

Hf=100M/（1.6M+3.6）+5.6

式中：

M-煤层厚度n-分层层数

Hf=100X3.40/（1.6X3.4+3.6）+5.6=43.21（m）

5-1号煤层上距3号煤层39.06-59.96m，开采5号煤层，导水裂隙高度可能会到达3号煤层采空区。

5号煤层下距8号煤层21.16m，8号煤层厚度为5.76m，8号煤层导水裂隙高度会到达5号煤层采空区。

总之，开采下部煤层时要对上部煤层采空区积水采区排放措施。

2）来自奥灰水的威胁，据上分析，下部煤层在井田北部底板突水系数接近受构造破坏地段的临界值，且8号煤层在F14断层直接与奥陶系灰岩接触，导致奥灰水涌入煤层，对煤层的开采构成威胁。

3）采空区积水的威胁：

该矿上部山4号、2号及3号煤层的南部地段已采空，虽井下涌水量不大，但采空区经长期积水，井田西部2号煤层采空区积水量估算为15000m3，井田中部3号煤层采空区积水量估算为20000m3，对相邻区段及相邻煤层的开采存在潜在威胁，并采取相应防范措施，在开采井田边界地带时应加强调查和探放水工作，以防发生透水事故。

4）河床水的影响，大峪河从井田南部穿过，在河床中，煤层埋藏较浅，在河床两岸有下石盒子组，山西组露出，在雨季洪水期间河谷中水可能通过塌陷裂隙，断层破碎带涌入井巷。

4、矿井涌水量计算

井田内2号井目前开采3号煤层，核定生产能力为21t/a，现实际生产能力21万t/a。

井下正常涌水量为180m3/d，矿井最大涌水量240m3/d。

平均日产吨煤正常涌水量r0.96m3/t。

，平均日产吨煤最大用水量1.12m3/t。

井田内3号井目前开采5-1、5、8号煤层，设计生产能力15万t/a，现实际成产能力已达到15万t/a，其矿井正常涌水