魏家地煤矿水文地质条件分析报告参考资料.docx

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魏家地煤矿水文地质条件分析报告参考资料

甘肃靖远煤电股份有限公司魏家地煤矿

水文地质条件分析报告

生产技术部

二〇一三年一月

魏家地煤矿水文地质条件分析报告

编审人员签字表

编制

胡天辉、张哲

审核

张彦峰

生产部

王爱礼

机运部

马黎峰

通灭部

谢亚东

安检部

杨兆玺

地测副总

赵四海

通灭副总

刘云峰

安全副总

刘振学

生产矿长

满乐祝

安全矿长

王青旦

总工程师

马志鹏

矿长

邵嗣华

甘肃靖远煤电股份有限公司魏家地煤矿

水文地质条件分析报告

1、矿井及井田概况

1.1、井田位置

魏家地井田位于白银市平川区宝积乡境内，公路四通八达，交通极为方便，矿区铁路由长征站经过本井田到红会矿区。

矿井距兰州市150Km，距白银市80Km。

地理坐标：

东经104°52′～104°58′，北纬36°40′～36°43′。

井田范围：

西以Ⅸ勘探线及F46断层线与大水头和宝积山井田为界。

东以ⅩⅨ勘探线为界，南至煤层与F1-2断层相切线，北以F46断层线与煤层相切线为界，走向长7.5km，平均宽2.8km，井田面积21Km3。

1.2地形地貌

魏家地煤矿所在的宝积山矿区，地处宝积山盆地的东南部。

宝积山盆地为一两端高中间低的狭长山间盆地。

盆地以西为喀拉玛山，以东为老爷山，均系海拔2000～2200m的中高山。

盆地北面由西向东为宝积山－尖山－老爷山，南面为刀楞山和红山，均系海拔1700～1800m以上的中低山。

老爷山最高为2023m，刀楞山最高为1751.0m，红山最高为1760.0m。

盆地内部其西部、东北部和东南部多为低矮的丘陵，由罗家川至尖山、党家水一带较为开阔，东南端和西北端较高，向中间倾斜，西段宝积山煤矿—大水头煤矿一线最低。

高程1712.0～1570.0m，比高142m。

两侧山系以构造剥蚀地貌为主，大部分基岩裸露，盆地内部多为剥蚀堆积地貌。

丘陵区除盐锅台至党家水一带有少部分基岩出露外，大部分被黄土所覆盖。

开阔平缓地带多为第四系洪冲积松散沉积层。

魏家地煤矿矿权范围处于宝积山盆地东南部，其东北面为由尖山和老爷山所组成的中山区，地势由西北往东南逐渐升高，坡度亦由西北往东南逐渐变陡，高程1748.4～1609.0m，比高139.4m。

主副井口标高：

1640m。

1.3气象、水文

本区属大陆性半干旱气候，其特点是干旱少雨、多风，变化剧烈。

据驻矿区兰州空军靖远站（原名打拉池场站）气象台，自1971年至1990年的气象资料：

矿区年平均最高气温24.7℃（最高达36.5℃），年平均最低气温-9.20℃（最低为-29.7℃），年平均气温7.6℃。

年降水量65.8～537.3mm，平均268.7毫米,且多集中在7、8、9三个月，年蒸发量高达1449.1～1955.3毫米,为降水量的5.4～7.1倍。

年平均日照时数为2430小时.11月开始结冻,结冻深度为60～100厘米。

春季为多风季节,风力一般为5～6级,风速多在2～5米/秒（1980年4月26日瞬时最大风速高达42米/秒）,风向夜间多北东,白天多南西。

本区属黄河水系。

区内无常年地表径流，宝积山盆地两侧中低山小型冲沟比较发育，尖山和老爷山的冲沟自北而南，刀楞山和红山的冲沟自南而北汇聚成较大的沙河。

最大的有两条沙河，由东北向西南的磁窑沙河及由东向西的党家水沙河，均源于盆地以北几公里以外的尖山和老爷山，这些沙河分别与魏家地以西的罗家川沙河、黑水沙河在大水头汇聚于贺家川沙河，至东湾附近汇于黄河。

这些沟谷及沙河平时干涸无水，仅在雨季暴雨来临时才有短暂洪流。

1.4矿井排水设施能力现状

目前矿井排水系统完善，采用多级排水。

井下有中央和西下两个排水泵房。

西一轨道上山、运输机上山汇集的西一采区部分涌水、西二采区涌水汇入西下泵房，从南风井排出。

西一回风上山汇集的西一采区部分涌水，东一、北一采区涌水，主、付立井涌水汇入中央泵房从付井排出。

中央泵房有两个水仓、3台水泵，2台水泵工作，1台水泵备用。

技术测定每台水泵平均小时排水量为450m3/h，水仓总容量为5700m3。

沿副井井筒安装∮273mm排水管路2趟（1趟工作，1趟备用），排水高度约600m。

西下泵房有两个水仓、2台水泵，1台水泵工作，1台水泵备用。

技术测定每台水泵平均小时排水量为150m3/h，水仓总容量为3550m3。

沿西一轨道上山、1260东中巷、南风井井筒安装∮259mm排水管路1趟，排水高度约600m。

矿井正常涌水量120m3/h，矿井最大涌水量277m3/h。

排水管理维护制度健全，各种运行、维护、检查、事故记录完备。

2、矿井水文地质分析

2.1、区域水文地质

矿区气候干旱，年平均降水量为238.2毫米，区内无常年性地表水流和地表水体，仅有两条间歇性沙河，在暴雨时有水流，雨后很快消失。

矿区为一向南倾斜的自流水盆地，魏家地井田则位于向斜自流水盆地东南部中段，井田内最低侵蚀面标高1590m，煤层赋存于1350～850m水平,煤层开采最低1070m水平。

本井田无地下水系统。

2.2、井田边界及其水力性质

井田边界：

西以Ⅸ勘探线（人为边界）及F46断层线与大水头和宝积山井田为界。

东以ⅩⅨ勘探线为界，南至煤层与F1-2断层相切线，北以F46断层线与煤层相切线为界。

宝积山矿井位于向斜（原宝积山向斜）北翼浅部，含水层出露良好，为自流水盆地的北部补给区。

矿井正常涌水量为176m3/h，最大涌水量206.5m3/h。

井筒穿过Ⅲ含水层的下部及Ⅱ含水层，两含水层总涌水量为173m3/日。

巷道涌水量主要来自Ⅰ含水层，按设计产量其富水系数为1.344,单位涌水量为0.00003074T/s.m3。

大水头矿井位于自流水盆地南部补给区，含水层出露良好，大气降水可直接补给。

矿井开采地段是矿区Ⅲ含水层富水性最强的地段，矿井正常涌水量80~120m3/h，最大涌水量180m3/h。

矿井水主要来自Ⅱ含水层，其次为老空积水。

按设计产量其富水系数为0.386,单位涌水量为0.0000108T/s.m3。

魏家地井田的矿床充水条件与现有两个生产矿井的充水条件相似，即矿井水主要来自Ⅱ及Ⅰ含水层。

含水层的补给条件及富水性均较现有两个生产矿井差，即魏家地井田水文地质条件较两个生产矿井更为简单。

但魏家地矿井生产规模大，相对涌水量将依次增加。

因此井田边界无水力联系。

2.3、含（隔）水层

一、含（隔）水层的划分

矿区为一向南倾斜的自流水盆地，魏家地井田则位于向斜自流水盆地东南部中段，组成盆地的地层有：

上部为上侏罗统苦水峡组（J3k），其下部为中侏罗统新河组（J2x）和中侏罗统窑街组（J2y）。

侏罗系地层之上各沙河中分布有第四系洪冲积层（Qh），由下至上有四个含水层和三个隔水层。

各含水层主要靠自流水盆地西南部中侏罗统地层露头区接受大气降水向东径流补给，之间无水力联系。

二、含水层

1、中侏罗统窑街组砂岩裂隙含水层（Ⅰ含水层）

位于窑街组3层煤底板以下至上三迭统以上层段。

上部以中、粗粒砂岩为主，夹细、粉砂岩及砂质泥岩；下部由细砾岩组成，泥质胶结，疏松。

魏家地井田平均厚度49.50m，钻孔单位涌水量0.00045－0.00075L/s·m，渗透系数0.000788－0.00112m/d，为富水性极弱的含水层。

2、中侏罗统新河组底部（1层煤顶部）砂岩裂隙含水层（Ⅱ含水层）

即“K3”砂岩。

岩性为粗、中粒砂岩，中夹砂质泥岩及泥岩。

砂岩为泥质胶结，比较坚硬，局部松散，裂隙较发育，部分被高岭土充填。

平均厚度44.4m。

为富水性极弱的含水层，钻孔单位涌水量0.00188－0.00594L/s·m，渗透系数0.00516－0.0169m/d。

3、中侏罗统新河组中段砂岩裂隙含水层（Ⅲ含水层）

俗称“草黄色砂岩段”。

岩性以砂岩为主，与泥质岩类及粉砂岩成互层状。

砂岩为砂、泥质胶结，部分为硅质胶结，裂隙较发育，井田平均厚度80.5m。

为富水性极弱的含水层。

单位涌水量0.00512－0.412L/s·m，渗透系数0.00709－0.854m/d。

4、第四系洪积潜水含水层（Ⅳ含水层）

由洪积、冲积的碎石、砂砾石、砂、粉砂等组成。

在基岩裸露地区，可通过岩层露头补给其他含水层，厚0.50－32.25m，涌水量随季节而变化。

为弱富水含水层。

三、隔水层

1、中侏罗统窑街组顶部隔水层（一隔水层）

位于窑街组煤系地层顶部，由煤层及其顶、底板粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和炭质泥岩组成，隔水性良好。

2、中侏罗统新河组下段隔水层（二隔水层）

位于Ⅱ含水层以上。

主要由粉砂岩、砂质泥岩和泥岩组成，隔水性较好。

3、中侏罗统上段和上侏罗统隔水层（三隔水层）

中侏罗统新河组上段（J22x）（俗称“油页岩段”）和上侏罗统苦水峡组（J3k）。

下部主要由灰绿色泥岩、砂质泥岩夹页岩及油页岩组成。

上部主要为紫红色泥岩夹砂岩。

总厚度达数百米。

隔水性良好。

四、断层的含水性

1、F46断层

F46断层位于魏家地井田北部边缘，属压扭性逆断层。

由于强烈挤压，岩石裂隙被泥质物充填而成为隔水断层。

因F46断层正位于宝积山向斜的轴部，而将向斜自流水盆地一分为二，南半部面积较大，北半部面积较小。

2、F3断层

F3断层位于魏家地井田中部，属压扭性逆断层。

与F46断层形成对冲格局，剖面上为一“楔形”，由于强烈挤压滑动，岩石裂隙被泥质物充填而成为隔水断层。

3、F1－2断层

F1－2断层基本构成了井田的南部边界，性质与F3断层相似，但断层面平缓，将F3断层截断并掩盖，断层不导水。

4、其他断层

魏家地井田还有F48、F49、F50，均为压扭性中小断层，均隐伏于地下，断层不导水。

图5水文地质剖面图

2.4、矿井充水条件

魏家地煤矿采矿权范围有：

地面人工湖、工业广场水暖队院外的2个工业蓄水池和1个污水池，一个废弃小煤矿，还有当地农民开挖“断层煤”的露头时形成的矿坑，两个露天矿坑均有积水。

一、充水水源

1、地面人工湖底产生裂隙将蓄水导入矿井引起的充水

地面人工湖平面位于矿井西三采区运输大巷北侧100m，13线与加12线之间，面积2412m2,水深约2m，蓄水约4824m2。

人工湖底标高1630m。

人工湖范围：

（1）X1=4064520.0Y1=18491924.0Z1=1633.7

（2）X2=4064467.8Y2=18491905.1Z2=1633.7

（3）X3=4064533.0Y3=18491976.0Z3=1633.7

（4）X3=4064507.0Y3=18491933.0Z3=1633.7

2、地面工业蓄水池及污水池产生裂隙将蓄水导入井下引起的充水

工业广场水暖队院外有2个工业蓄水池，蓄水共约1600㎡×2＝3200㎡；1个污水池，蓄水约500㎡，位于井下副井车场北绕道。

3、地面废弃小窑将积水导入矿井引起的矿井充水

平面位置在西三采区运输大巷南部，F3断层北部，加12线223钻孔南约90m，井口坐标:

4064261.05,491658.15,1641.79,方位260°,坡度25°,井筒深度150m,开采水平1578，距魏矿的开采垂直深度约500m，该井筒有一定积水，矿上采取措施进行抽排。

4、巷道揭露Ⅰ含水层引起巷道充水

该含水层位于煤层底板以下，除了部分井筒和主要大巷揭露该含水层外，一般巷道不通过该含水层。

虽然Ⅰ含水层的富水性极弱，补给条件有限，多为含水层中的静储水，但当井巷工程揭露到该含水层时，其瞬时涌水量还是比较大的。

5、张性小断层引起矿井充水

因断层的导水性使各含水层发生了水力联系，当井巷工程揭露到断层带时，会引起矿井充水。

6、顶板跨落引起的矿井充水

工作面回采后引起顶板冒落，产生破碎带及裂隙，使Ⅱ、Ⅲ含水层的水通过冒落破碎带和冒落裂隙进入工作面而引起矿井充水。

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