矿区水文地质报告模板.docx

1、矿区水文地质报告模板矿区水文地质报告某矿区水文地质报告一、 区域水文地质概况据1:20万水城幅区域水文地质资料: 勘探区位于北盘江汇水型水文地质单元之迳流一排泄区, 包括碳酸盐岩溶水, 基岩裂隙水及第四系孔隙水三大地下水类型, 见区域水文地质图( 图1-1) 。图1-1 区域水文地质示意图发耳井田位子贵州省六盘水市水城县南部, 行政区划属贵州省六盘水市水城县发耳乡、 鸡场乡、 都格乡, 面积约45km2。勘探区位于贵州高原西部、 水城县南部的杨梅树向斜东翼, 属中高山地貌、 地形高差大, 呈北高南低状。北面山势魏峨, 层峦叠峰, 沟深谷峡、 成为矿区北面的天然屏障、 南侧为阳新灰岩组成的山峰,

2、 标高在 m以上、 上二叠统峨嵋山玄武岩呈单面山展布, 含煤地层成为较宽阔的走向谷及缓坡地形; 出露标高一般在9001300m, 最高海拔标高1915.6m, 最低791m, 一般相对高差300400m, 最高点在勘探区北端杨家岩, 标高1915.6m, 最低标高为北盘江侵蚀基准面+900m。1水系勘探区内主要河流有北盘江及其支流发耳河( 亦称湾河) , 河坝小溪等, 属北盘江水系。图1-2 发耳河与北盘江交汇处北盘江: 位于井田边界为一长年性河流属珠江水系, 由北向南, 流经区内长约6km, 比降5%左右, 河流不对称, 阶地不发育, ( 见图1-2) 据贵州省六盘水市水文水资源局提供的北盘

3、江大渡口水文观测站1991年至 观测资料: 最大流量1500m3/s, 最小流量8.55 m3/s, 年度水位差3.47.4m, 水质类型: HCO3-Ca、 HCO3CaMg, CO3SO4CaMg等, PH值7.02-8.5, 河水混浊, 含砂量大。为井田排泄区。发耳河( 亦称湾河, 见图1-3) : 该河发源于勘探区东侧玄武岩地层, 横穿煤层及其上覆地层, 由东向西在向斜中部汇入北盘江, 该河在勘探区内长约9.6km, 比降1%, 沟深谷窄, 局部发育一级阶地, 为长年性溪河, 流量受大气降水控制, 最大流量6.813m3/s, 最小流量仅0.017 m3/s, 一般流量0.118 m3

4、/s。上述两条河流属山区型河流, 夏、 秋雨季, 洪水暴发, 流量陡增, 河水奔腾咆哮, 声震山谷, 久晴或枯水季节水势大减, 河床中露出累累乱石。另外鸡场小溪, 河坝小溪受降雨控制, 属季节性河流, 流量变化大, 具有明显的山区河流特征, 两条河均汇入北盘江中。马场水库, 位子勘探区东南部边缘煤系地层中, 水库沿山间洼地筑成土石坝水库, 面积约0.05Km2, 据水城县水利局介绍和现场调查: 水库建于1957年, 设计蓄水量30万m3, 由于年久失修, 在坝体下方距坝体约10米处有4个长年性渗水点, 流量约3.4L/S, 为一病害水库, 水库水源主要为大气降水为主, 其次为老窑水和水库北面一

5、泉水补给, 水质类型SO4-Ca, 或SO4-CaMg, PH值3.5-4.32, 有害元素氟离子严重超标, 达1.45mg/L。2气候特征 矿区位于贵州高原西部, 属亚热带季风湿润气候, 据水城县气象局提供的 气象资料: 年降雨量757.21192.2mm, 年蒸发量1478.51838.3mm, 年平均相对湿度为71%, 平均气温13, 最高气温32, 最低气温-6.3, 冬季有积雪, 降雨集中在59月, 最大降雨量195.1mm/d( 7月) , 这样的气候条件不利于大气降水对地下水的补给。图1-3 发耳河( 湾河) 二、 井田水文地质条件1地层的富、 透水性 区内出露地层为上二叠统峨嵋

6、山玄武岩组( P2) 和龙潭组( P2L) 、 下三叠统飞仙关组( T1f) 、 永宁镇组( T1yn) 及第四系( Q4) 等地层, 含水层主要为碳酸盐岩溶裂隙水或层间裂隙水, 隔水层主要为泥岩, 砂质泥岩等( 见插图2.1) 。各含水层的地下水位标高随含水层出露的地形高度及沟谷切割深度变化, 一般山脊部分较高, 山坡及沟谷岸边较低。现将井田内地层的富水性概述如下。1) 第四系( Q4) 由坡残积物, 冲洪物等组成, 厚约038.74m, 一般厚约20m, 由黄褐、 淡紫色, 亚粘土及砂砾石组成, 不整合于三叠系地层之上。冲积物主要分布于北盘江, 发耳河两岸, 坡积物主要分布在同向坡中的老高

7、寨、 酒店子、 江西坡等地的含煤地层中, 透水性较强, 往往有泉水出露, 流量在0.050.28L/S之间, 动态变化大, 受季节性控制。2) 永宁镇组( T1yn) 主要出露在井田北侧, 总厚平均408m, 该组分上、 中、 下三段。上段( T1yn3) : 厚度24.0152.70m, 分布于妥倮屯、 棋盘屯一带, 地貌上形成桌状山, 岩性以灰岩为主夹泥岩及砂岩, 灰岩岩溶发育, 岩溶主要有洼地、 落水洞、 天然竖井、 漏斗等地貌, 泉水流量一般在1-4.5L/S, 井田内共调查8个泉水, 总流量12.62L/S, 富水性弱。水质类型为HCO3-CaMg型。中段( T1yn2) : 厚度1

8、54185m, 平均148.3m, 分布同上, 多形成斜坡或台阶, 岩性以泥灰岩为主, 该段浅部含少量的风化裂隙水, 井田内共有7个泉水点出露, 一般流量0.03L/s左右, 总流量仅0.19L/s, 多属季节性泉水, 枯季易干枯。富水性弱。下段( T1yn1) : 厚137.1162.8m, 平均160.4m, 岩性以薄层灰岩, 白云质灰岩为主。地貌上多呈悬岩陡壁, 地表溶蚀沟、 裂隙发育, 井田内共有泉水点6个, 一般流量0.14-4.54L/S, 总流量11.09 L/S。含岩溶裂隙水; 富水性中等。水质类型为HCO3-Ca型。3) 飞仙关组( T1f) 本组总厚629m, 分上下两段。

9、上段( T1f2) : 平均厚474.8m, 岩性以砂岩为主。多成垂直走向的山脊和冲沟, 岩石 易风化, 裂隙较发育, 地表出露风化裂隙水, 泉水受大气影响明显, 动态变化大、 流量小, 一般0.03-0.50 L/S, 如21号泉, 1974年4月4日1975年4月4日长观流量0.053.46 L/s, 此次补勘工作实地调查该泉已完全干枯, 本段除有少数钻孔发现涌水现象外, ( 如501号孔涌水量为0.044 L/s) ; 多数钻孔冲洗夜全漏失, 如602号, J1203、 J1100、 1111、 1110、 J1205、 J1107等孔均发生严重漏失, 回次水位深达300余m。上述情况说

10、明该段含少量的裂隙水, 富水性弱。水质类型为HCO3-Ca型。下段( T1f1) : 厚102.0199.8m, 平均154.2m, 岩性以粉砂岩为主, 分布在山坡前缘的缓坡地形中, 泉水出露较少, 流量小且随季节性变化大, 枯季多干涸, 钻孔穿过该段时出现漏水现象, 但漏失量明显比上段( T1f2) 小。上述情况说明本段几乎不含水, 属隔水层。水质类型为HCO3CaO型。4) 龙潭组( P2l) 岩性主要为细砂岩、 粉砂岩、 泥质粉砂岩、 粉砂质泥岩及泥岩及煤层组成, 岩性软、 易风化, 地面出露面积大, 但多被坡残物覆盖, 地貌上形成缓坡和沟谷, 井田内共出露泉井点128个及废窑68个,

11、一般流量0.050.5 L/s, 动态变化明显, 椐本次补勘时对221号泉长期观测: 流量0.241.15 L/s( 11.12 .11.29) 钻孔穿过该组岩层时多数钻孔漏失, 仅少数孔涌水, 地下水具承压性, 如J1105号井口涌水量0.004 L/s。含水性不均一, 浅部由于覆盖层较厚, 含水性较强, 深部含水性遂渐减弱, 本次补勘施工4个抽水孔, 单位涌水量为0.0000057L/s.m0.041481L/s.m, 上述情况说明该组含裂隙水, 富水性弱。水质类型为HCO3SO4-CaMg、 HCO3-CaK+Na型。5) 峨嵋山玄武岩组( P2) 分布于井田边缘, 大多呈顺向坡展布,

12、局部地方呈耸立的山峰, 山间冲沟发育, 地表大部份被风化物覆盖, 精查勘探水文地质测绘工作共调查泉水点30个, 一般流量小于1L/s, 总流量4.36L/s, 动态变化显著, 据268号泉长期观测: 流量为0.998.17L/s( 12月8日 11月10日) 。本次工作对该泉继续进行长观工作, 流量1.387.29L/s( 11月27日 11月27日) , 本次施工钻孔均未揭露该组地层, 精查勘探施工的钻孔中有少数钻孔发现漏水现象, 个别钻孔涌水。如J1501号孔经放水试验: 水位+7.53m, 水位标高1166.62m, 涌水量为0.0112L/s, 单位涌水量0.00149L/s.m, 上

13、述情况说明该组含裂隙水, 地下水具一定的承压性。6) 滑坡体( Q4del) 富水性井田内共有4处大的滑坡体; 分别为芭蕉塘滑坡、 王家寨滑坡、 尹家寨滑坡及大寨滑坡, 这些滑坡面积大小不等, 最小者0.50km2。其中尤以芭蕉塘滑坡为最大, 面积约3km2, 精查勘探钻孔揭露该滑坡体时厚度230m。滑坡体成分主要为T1f、 P2l岩层, 北厚南薄, 在滑坡体前缘往往有泉水出露, 而且流量较大, 终年不干, 此次补勘, 分别对111、 112、 174、 196等滑坡泉进行长达一年的动态观测, 4个泉水累计最小流量3.07L/s, 最大流量11.62L/s。钻孔揭露滑坡体时, 孔内严重垮塌,

14、冲洗液漏失, 如J1303号孔揭露尹家寨滑坡体厚度达40.87m, 孔内漏失量20m3/h。每当雨季来临, 滑坡体常有滑动现象, 今后应对这些滑坡体引起足够的重视。2断层带的富水性及导水性 井田内共发现断层18条, 落差大于20m的11条, 主要集中在9勘探线两侧及井田北东部, 一般为正断层, 井田内主要断层的水文地质特征见表1。从表中能够看出, 从简易水文观测资料, 地表泉水流量调查及对断层抽水资料分析: 区内断层大多富水性弱, 导水性亦弱, 如F2断层有3个钻孔( J1202、 J1403、 J1502) 揭穿断层时, 水位及消耗量均无明显变化, 极少数断层具有一定的富水性, 如F907、

15、 F908、 F909等断层, 在这些断层的地表附近均有泉水出露, 但流量不大, 导水性弱。当采矿穿过这些导水断层时, 地下水必然经过裂隙进入矿井。表1 断层带水文地质特征编号地层落差( m) 延伸长度( m) 切割地层水文地质特征F906正断层T1f2-1301500P2l地表出露泉水一个, 流量0.03L/S, 906号钻孔在井深461.87见断层, 岩芯较破碎, 水位消耗量变化不大, 含水性弱F910正断层T1f2-1381552P2l910号孔井深371m见断层, 岩芯较破碎, 水位消耗量变化大。含水性弱F2正断层T1f2-120502500P2l地表无泉、 井出露, J1502、 J

16、14.03、 J1202号钻孔均见断层、 岩芯破碎、 水位、 消耗量变化不大, 含水性弱F909正断层T1f2-1403656P2l地表见泉水一个, 流量0.03L/S, J902号孔17#煤底板以下地层岩芯破碎, 裂隙发育, 冲洗液全漏失, 水位一般8.0米。断层含水性弱F908正断层T1f2-115353472P2l地表见泉水三个, 流量0.0020.7993原910号孔见该断层终孔后井口涌水, 898号钻孔在井深215见断层井深214.72-217.44米的泥质粉砂岩破碎, 裂隙发育, 水位10.59-10.63米, 消耗量0.09-0.04m3/h, 含水性较弱F907正断层T1f2-

17、150803848P2l地表见泉水三个, 总流量为0.81L/S, 最大0.8L/S, J904号孔断层, 井深384.69-386.90米间的岩芯破碎, 全漏失, 316.04436.10米的水位超过200米, 终孔水位186.10米, 断层含水性较弱3地下水、 地表水动态特征根据长期观测资料分析, 区内地下水动态受季节变化控制, 流量表现为枯季变小, 甚至干枯, 雨季增大的特点, 属极不稳定型, 见动态观测成果表( 略) , 浅部上层滞水受降雨影响显著, 动态变化与降雨基本一致; 而深部地下水动态变化则往往具有滞后现象详见动态观测曲线图( 略) 。4水文地质类型本井田分为两个采矿区煤洞寨煤

18、矿( 一采区) 和发耳主斜井( 二采区) , 因两矿所处的水文地质条件不同, 其水文地质类型亦有所差异。一井区: 首采标高+980m, 矿床位于当地侵蚀基准面( +900m) 以上, 地表切割强烈, 有利于地表水和地下水的排泄, 未来矿井的直接充水含水层为含煤地层本身的裂隙水和滑坡中的上层滞水及老窑水, 富水性由浅到深明显减弱, 富水性弱。矿区内多数断层富水性弱, 仅有少数断层富水性中等。该矿为裂隙含水为主的矿床、 水文地质条件简单。二井区: 主采标高+700m, 大部分矿床位于当地基准面( +900m) 以下, 河流、 冲沟发育, 有利于自然排泄, 在降落漏斗未形成之前, 地下水的补给条件差

19、, 北盘江位于井田西部边缘, 距矿区较远, 对矿井首采区影响不大, 但发耳河自西向东横穿矿区, 对未来矿井开采会带来影响, 矿床主要充水因素为含煤地层本身的裂隙承压水, 富水性弱, 矿区内多数断层富水性弱, 第四系覆盖面积小, 厚度薄。本矿区为裂隙充水矿井, 水文地质条件中等。综上所述, 本井田构造简单中等, 主要充水含水层由浅部到深部逐渐减弱, 断层富水性弱, 大气降水是地下水的主要补给来源故该井田属于以顶板进水为主的裂隙充水矿床, 水文地质条件中等。三、 矿井充水因素的分析矿区主要充水因素有大气降水、 地表水, 地下水、 滑坡水、 老窑水、 断层水和封闭不良钻孔水, 现就矿区充水因素简述如

20、下。1大气降水大气降水不但是矿区地表水、 地下水的主要补给来源, 还可直接沿地表裂隙、 采矿塌陷裂隙及孔隙渗入矿井中, 特别是在一井区大部地段处于采矿塌裂带影响范围内, 因此一井区矿坑涌水量直接受大气降水控制, 且影响迅速, 同时还能够经过老窑采空区蓄集, 给矿井开采带来危害, 特别是雨季暴雨期, 地表水暴涨, 容易造成淹井事故, 因此矿井生产时应加强防洪工作。二井区由于上覆地层厚, 且有T1f隔水层阻隔, 因此二井区受大气降水影响是间接的, 缓慢的且不明显。2地表水北盘江和发耳河是井田内的主要地表水体。北盘江: 为矿区内最大的长年性河流, 根据贵州省六盘水市水文水资源局在矿区西北设立的水文观

21、测站大渡口水文站的观测资料: 5月4日最小流量8.55m3/s, 同年8月25日测得的最大流量为1500 m3/s。北盘江流经矿区时河床最低标高+900m, 矿井井口和首采区距北盘江甚远, 对矿井首期开采影响不大。发耳河: 该河由东向西流经全井田并穿越发耳斜井, 本次补勘工作对发耳河在井田内流经地段作了较为详细调查, 未发现明显的漏水现象。据J1202、 J1009等水文孔抽水资料证实: J1202号孔距发耳河约60m, 静止水位高于河床水位约2m; J1009号孔距河床3m, 静止水位达73.26m, 涌水量仅0.00152L/s, 抽水前和抽水中对发耳河水流量观测结果证实, 未发现发耳河水

22、变化; 1011号孔距发耳河40余m, 抽水前静止水位+9.40m, 但流量仅为0.0079L/s。以上事实说明在正常情况下河水与地下水水力联系微弱, 但在矿井生产过程中穿越以上两河时, 由于井田内7煤层以上有1#、 3#、 5-2#、 5-3#-等煤层平均总厚8.56m, 其冒落带高度及裂隙带高度分别为: 冒落带高度 裂隙带高度 式中 M 煤层总厚度, 采用8.56(17号煤平均厚度之和); K岩石碎胀系数, 采用1.3。而7煤层至煤系顶界厚度一般仅75m, 在一采区上覆地层的厚度155.47m的区域占整个采区的大半面积, 因此采煤塌陷裂隙为矿坑充水的主要通道。3地下水矿区内主要含水层( 见

23、图4) 永宁镇组( T1yn) , 与P2L间隔有厚约350余m的飞仙关组( Tf) 隔水层相隔, 对矿井生产影响甚微; 下伏地层峨嵋山玄武岩组( P2) 富水性弱, 对矿井生产影响亦不大; 而对矿井涌水量影响最大的直接充水含水层为含煤地层本身含裂隙承压水, 根据此次补勘工作对井田内生产井调查; 进水方式主要以顶板淋水、 滴水和底板渗水为主, 总出水量不大, 如发耳煤业公司的小矿( 原双福煤矿) 12月11日实测流量仅0.221L/s, 新龙煤矿总出水量为0.912L/s( 11月26日) , 最大出水量1.82L/s, 攀枝花煤矿为1.245L/s( 9月5日) 。虽然含水层含水性弱, 但具

24、承压性质、 采煤时一旦揭露顶板中的裂隙出水点, 其涌水量也不能忽视, 因此, 采煤时应提前做好疏排工作。4滑坡水矿区内地表滑坡较多, 仅面积大于0.5Km2的就有4处, 富水性中等, 而且都具有透水性强的特点。按冒落带和裂隙带有关经验公式计算, 导水裂隙带影响高度达150余m, 因此, 在开采滑坡体下的煤层时应注意冒落带的影响高度, 以免沟通滑坡水。造成淹井事故。5老窑水矿区内老窑甚多, 开采历史悠久, 巷道一般长30-40m, 少数可达300余m, 开拓方式为斜井或平硐, 外溢水较少, 多有积水, 水量在0.102L/s以下, 最大流量2.715L/s( 252号窑) , 近年来这些老窑大多

25、被强行关闭, 因此对老窑中巷道积水等情况现已无法查证, 这一隐患必须引起足够的重视, 一旦与老窑水沟通容易造成淹井事故, 为此, 建议矿井开采时宜采用先探后采的采煤方法。6断层水区内断层以正断层为主, 逆断层次之, 断层两盘大多为含煤地层中的泥质岩组成, 因此富水性不强, 仅少数断层具有一定的富导水性, 如F907、 F908、 F909等断层, 因此在该断层附近采煤时应采取探水措施注意断层水的涌入。7封闭不良钻孔1974年详勘共施工钻孔66个, 其中有12个钻孔未参加验收, 对当时经对1002号钻孔起封检查验证, 尚有部份砂浆未凝固。本次补勘施工的31个钻孔, 亦未进行起封检查, 因此在钻孔

26、附近采煤时应引起重视。综上所述, 一井区矿坑充水因素主要为大气降水、 地表水、 龙潭组裂隙含水层地下水经过采矿塌陷导水裂隙、 断层、 裂隙及封闭不良钻孔进入矿坑; 而地表水体经过留保安煤柱有效地预防矿坑突水, 在接近煤层露头部位为防止老窑突水, 应先探后采或留出足够保安煤柱, 以防老窑突水。二井区充水因素则主要为煤系地层及下部玄武岩组裂隙含水层地下水经过导水裂隙、 不良封闭钻孔进入矿坑。四、 矿井涌水量预算本次矿井涌水量预算以发耳河为界分为2个采区, 即发耳煤矿一井区和二井区。一井区分别预算+980m水平和+700m水平, 二井区预算+700m以上水平。一井区范围西为北盘江, 东南以7#煤露头

27、线为界, 北以7煤+980m等高线、 发耳河为界, 走向长度约3.8km, 宽约2.6km, 面积9.9Km2, 二井区范围: 西为北盘江, 南以发耳河为界, 东以7#煤露头线为界, 北以7#煤+700m标高为界, 走向长度5.3km宽1.5km, 面积7.9km2。1比拟法据调查矿区邻近生产矿井( 发耳湾子煤矿, 新龙煤矿) 的排水资料, 新龙煤矿开采水平+810m, 开采面积0.15 Km2, 水位降61.80m; 涌水量157m3/d; 而湾子煤矿地处一易汇集大气降水的槽谷中, 且上覆有厚达200余米的滑坡体的透水性强、 富水性中等的含水层, 与本井田整体的水文地质条件不相符, 因此比拟

28、法计算时, 采用新龙煤矿的矿井生产及排水资料作为计算参数。采用单位涌水量公式: q=Q/F0 S0比拟 Q=q0F0 S=Q0( F/F0) ( S/S0) 式中 Q、 Q0为设计和生产矿井的涌水量, m3/d; F、 F0为设计和生产矿井的开采面积, m2; S、 S0为设计和生产矿井的水位降深, m。比拟法选用参数及预算结果见表2。表2 比拟法选用参数及预算结果矿井名称计算水平( m) 开采面积( Km2) 水位降深( m) 实际涌水量( m3/d) 预算涌水量( m3/d) 湾子煤矿+9000.11123720新龙煤矿+8100.1561.80157采用0.1561.80157一井区+9

29、802.90339.707116+7009.9619.7032813二井区+7007.90396.24209372地下水动力学法( 大井法) 根据矿区水文地质条件及充水因素分析: 含煤地层中的层间裂隙水为今后矿井生产时的直接充水含水层, 故预算涌水量参数采用含煤组中的含水层参数, 计算方法用”大井法”, 依据稳定流承压井公式: Q=2KMs/m( R/r) 参数采用: H=1319.70m式中 Q预计矿井涌水量, m3/d; s水位降低值, m; m含水层厚度, m; K含水层渗透系数, m/d; R引用影响半径, m, R=10sK+ r ( r井半径, m) 含水层厚度选用地质鉴定厚度并综

30、合计算井田范围内的含水层厚度, 根据本次勘探的抽水试验及以往的抽水试验分析: 一井区的渗透系数选用J1103孔试验成果比较合理, 二井区采用J1103、 J1302二孔平均值比较合理, 区内其它抽水试验孔, 由于所处地段岩层完整、 裂隙不发育, 试验值不具代表性。渗透系数一井区选用J1103抽水试验资料, 二井区选用J1302、 J1103两孔抽水试验平均值, 水位标高采用原勘探和本次勘探抽水钻孔和单层水位标高的算术平均值。( 一井区) 范围: 东南以7#煤露头线为界, 北为发耳河, 西以北盘江为界, 浅部为+980m标高, 面积2.9km2, 深部+700m标高, 面积约9.9Km2, 二采

31、区范围: 东以7#煤露头为界, 南以发耳河为界, 西为北盘江, 北以7#煤+700m标高为界, 走向长度约5.30km, 宽约1.5km, 面积7.9 Km2。根据”大井法”公式预算: 一井区+980m水平: 参数采用: K=0016394( J1103孔抽水试验值) H=1319.70 m=105.40s=339.70 R=1290 r=894预算结果: Q=2kMs/ln( R/r) =10044m3/d一井区+700m水平: 参数采用: K=0.016394 H=1319.7 s=619.70 M=139.40 R=2707 r=1934预算结果: Q=2kMs/ln( R/r) =26470m3/d二井区+700m水平: 参数采用: H=1319.70 M=139.40 K=0.014102(J1302J1103两孔抽水试验平均值)s=396.24 R= r=1586预算结果: Q=2kMs/ln( R/r) =20994m3/d3预算成果评价及设计推荐值根据前述二种方法预算的矿井涌水量成果, 二种方法结果