改中长期防治水规划.docx

1、改中长期防治水规划第一章 矿井水文地质概况 第一节 区域水文地质一、概况本区域位于鄂尔多斯断块、兴县石楼南北走向褶带的东侧，与离石中阳菱形复向斜相邻，地层总体倾向南西，呈一单斜构造，由东向西出露地层依次有古生界奥陶系碳酸岩、石炭系、二叠系、三叠系碎屑岩和新生界松散岩层。区域地貌可划分为：剥蚀构造中、低山区、剥蚀堆积黄土丘陵区和侵蚀堆积的河流谷地三种地貌形态。区域深部奥陶系岩溶地下水属柳林泉域水文地质单元。区域地表水属黄河流域的三川河水系，季节性沟谷地表水由南向北汇入三川河，三川河由东向西迳流，于柳林城西注入黄河，年平均流量2.88亿m3。 二、主要含水岩（煤）层组 （一）碳酸盐岩类岩溶裂隙含水

2、岩组该含水岩组主要指奥陶系中统石灰岩、泥灰岩和白云岩等可溶盐岩，区域东部和青龙城附近有大面积出露。该组地层厚约450m左右，岩溶裂隙发育，是区内最主要的含水岩组。该含水岩组的富水性在水平和垂直方向上都有较大差异。在垂直方向上：岩溶裂隙主要发育在上、下马家沟组的石灰岩中，含水介质以溶洞、溶孔为主，溶洞直径10-20cm，溶孔直径1-5cm；峰峰组地层岩溶发育相对较弱。在水平方向上，受区域构造控制，补给区富水性较差，径流区富水性逐步增强，在构造发育区和排泄区富水性较强，钻孔单位涌水量在0.694-12.55L/sm之间，据柳林县城西焦化厂供水井资料：孔深400m，揭露奥陶系灰岩150.29m，水头

3、高出地表20m，水位标高792m，单井出水量达1920m3/d，单位涌水量1.36L/sm，水质类型为HCO3-SO42-Ca2+Na+型，矿化度0.532g/L。（二）碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组本含水岩组为上石炭统太原组一套海陆交互沉积地层，由砂岩、泥岩、煤层及35层石灰岩组成，是区内主要含水岩组之一，含层间裂隙水，具承压性，但富水性不均一，富水性强弱受构造和埋藏条件所控制，在构造发育和埋藏较浅的部位，岩溶裂隙发育，补给条件好，富水性相对较强，否则富水性弱，与奥灰水有相似性。钻孔单位涌水量0.0140.792L/sm，水质类型为SO42-HCO3-Na+Mg2+Ca2+型。（三）碎屑

4、岩类砂岩裂隙含水岩组主要包括二叠系的一套陆相，过渡相碎屑岩沉积地层，在区域东部沟谷中有出露，由砂岩、砂质泥岩夹煤层等组成。该地层含砂岩裂隙水，含水空间以风化裂隙和构造裂隙为主，泉流量0.11.0L/s，钻孔单位涌水量在0.00039-0.0041L/ sm之间，水质类型为HCO3-SO42-Na+ Mg2+型，矿化度0.77g/L。（四）松散岩类孔隙含水岩组主要由上第三系上新统和第四系中、上更新统地层组成。上第三系上新统含水层主要为红土下半胶结状砾石层，厚厚度不稳定，沟谷中多见有小泉水出露，泉流量较小，一般0.0010.1L/s，富水性较弱。第四系中、上更新统含水层为黄土裂隙和黄土中的砂砾石层

5、，多分布于梁峁之上，且连续性差，储水条件不好，局部含上层滞水，富水性极弱，多为透水不含水岩层。全新统含水层主要分布于区域西北部三川河的河漫滩和较大的沟谷中，含水层为砂卵砾石层，主要受季节性河流补给，富水性较弱。（五）上组煤层采空积水 区内23-石盘区西采区原为白草耳、石盘上矿所属，该矿原主采3、4#煤层，采空区主要集中在23盘区西部以及石盘区南部一带,根据我矿采掘总体规划设计，2012年我矿掘进基本位于23盘区-石盘区一带。（六）下行开采上部工作面采空积水。我矿工作面下行开采布置，造成上部工作面积存大量采空区水，给下部工作面生产带来不便。三、地下水的补给、径流、排泄条件（一）岩溶地下水区域岩溶

6、地下水属柳林泉域水文地质单元。大气降水和地表水通过奥陶系灰岩裸露区垂直入渗补给是其主要补给方式，另外松散岩类孔隙水和其它含水层地下水通过断层、陷落柱等构造通道向深部越流补给，也是岩溶地下水的补给来源之一。岩溶地下水接受补给后，由北、东、南三个方向向柳林城附近汇集，于柳林城东至青龙城附近以群泉的形式排向三川河河谷中，泉水出露标高801m，泉流量3.6m3/s，水质类型复杂，以HCO3-Na+型为主，矿化度0.31.3g/L。（二）碎屑岩砂岩裂隙水的补给、径流、排泄条件大气降水的垂直入渗是碎屑岩砂岩裂隙地下水的主要补给来源，另外通过断层，陷落柱等构造通道，也可接受其它含水层的补给。含水岩组内各个含

7、水层相对呈层状，水力联系微弱，各具不同的水位。地下水一般沿地层倾斜方向运动，在沟谷切割深处，常以泉的形式排出地表。目前矿坑排水是其主要的排泄方式。（三）松散岩类孔隙水的补给、径流、排泄条件松散岩类孔隙水的来源主要是大气降水和地表水的入渗补给，局部与基岩裂隙水有互补现象，其径流方向与地表水的径流方向基本一致，排泄方式除排向地表沟谷外，主要是人工开采。在奥灰岩裸露区，往往下渗补给深层岩溶水。第二节 井田水文地质条件井田内沟壑纵横，切割强烈，具典型的黄土地貌特征。在梁峁地带被第四系中上更新统黄土所覆盖，沟谷中广泛出露第三系上新统红土。整合后的井田西部石盘上沟谷中出露有上石盒子组地层，其他基岩均未见裸

8、露。区内南东高北西低，最高点位于井田南东角山梁上，海拔标高1274.2m，最低点位于井田北部的罗侯沟沟谷中，海拔标高970.5m，相对高差303.7m。一、地表水与气象井田内罗候沟由南东向北西横穿井田中部，流经井田3km，长年有水，但水量很小，实测的清水流量为0.098L/s，另外有等数条季节性沟谷，沟中水量很小，多为间歇性小水流只有在洪水期才有大的洪流通过。在矿区西南部石盘区泉则沟横穿整个盘区，此段地表泉眼分布较为广泛，雨季时水量会明显加大。井田属大陆性半干旱气候。春季干旱无雨，夏季炎热多雨，秋季温度适中，冬季寒冷干燥。多年日平均最高气温32.5，最低气温-20.1，多年平均气温12.5。全

9、年无霜期175天 ，每年11月底冻结，翌年月初解冻。最大冻土深度0.91m，降水量为374.4577.7mm，大多集中在78月份，年平均蒸发量1711mm，蒸发量大于降雨量。二、主要含水层 根据三堪院钻探ZK11-5水文孔,及金家庄井田ZK3-4和陈家湾井田ZK6-0水文钻孔3个，分别对各含水层做了抽水试验，计算了水文地质参数，这三个钻孔施工至上马家沟组地层上段，对奥陶系岩溶水做了水位观测，获得了奥灰水水位标高分别为812.77、807.664m和808.643m，为勘探区各个含水层的综合评价提供了依据。（一）奥陶系岩溶裂隙含水层奥陶系灰岩在井田内属深埋型，据钻孔资料，勘探区南西部埋藏最深，北

10、东部埋藏最浅，从区域资料总体分析，在垂直方向上峰峰组灰岩由白云质灰岩、泥灰岩及少量角砾状灰岩所组成，岩溶裂隙不甚发育，据邻区的陈家湾井田ZK6-0水文孔资料，由于井田距排泄区距离较近，峰峰组地层中就有较好的含水层。但也属中等富水含水层。上、下马家沟组地层岩溶裂隙发育，是奥灰岩的主要含水层，揭露奥陶系灰岩215.88m，抽水试验结果，钻孔单位涌水量0.85L/sm，属中等富水含水层，渗透系数为1.28m/d，水质类型为HCO3SO42NaMg2型，水质良好。在水平方向上，在构造发育部位和浅埋区一般富水性较强，否则较差。井田内奥灰水水位标高在810.5-814.5m之间。（二）石炭系上统太原组碎屑

11、岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层勘探区内没有揭露，根据ZK6-0水文孔资料，其主要含水层为灰岩和中粗粒砂岩，含水层共5层，总厚度6.0m，抽水试验结果:钻孔单位涌水量0.01649L/s.m,属弱富水含水层。但富水性亦有其不均一性,一般在浅埋区，裂隙发育，补给条件较好富水性相对强，否则富水性相对较弱。（三）二叠系山西组以及山西组以上碎屑岩裂隙含水层该组含水层以中粗砂岩为主。据1995年井田东部的军山煤矿建立井时，揭露4号煤后，井筒内涌水绝大部分来自山西组含水层，涌水量为60m3/d，属矿坑涌水量小的矿井，水质类型为HCO3-SO42-Mg2+Na+Ca2+型。据ZK11-5水文孔资料，该含水层厚9

12、.6m，钻孔单位涌水量为0.00228L/sm，属弱富水含水层，水质类型为HCO3-SO42-Na型，矿化度0.65g/L。（四）新生界松散岩类孔隙含水层该含水层包括上第三系上新统和第四系中、上更新统以及全新统地层。上第三系上新统地层广泛出露于勘探区内沟谷两侧，含水层为底部的半胶结状砾石层，由于其不整合于基岩面之上，与基岩风化裂隙构成较好的含水层，但由于其连续性较差，补给条件差，且厚度不稳定，故富水性差异较大，一般单井出水量10m3/d，属弱富水含水层，水质类型为HCO3-Na+型。第四系中、上更新统地层多分布在梁峁之上，但由于沟谷 坡度大，降水多形成地表迳流，对地下水补给有限，因此该含水层多

13、为透水而不含水岩层，局部含上层滞水，水量微弱。第四系全新统地层分布在沟谷之中，含水层主要为砂砾石层，但由于含水层厚度小，单井出水量也不大，可供生活和灌溉用水，属弱富水含水层，水质类型为HCO3-SO42-Na+Mg2+型，矿化度0.84g/L，水质较好。三、主要隔水层（一）石炭系中统本溪组泥岩隔水层据井田ZK11-5等5个延伸孔钻孔资料，本溪组地层平均厚15.75m，岩性以泥岩、粘土岩、铁铝岩为主，夹薄层石灰岩，隔水性能较好，区域稳定连续，加之9号煤下无煤段平均厚度达37.92m，合计53.67m，是主采9号煤与奥陶系岩溶水间重要的隔水层。（二）二叠系中统上、下石盒子组泥岩隔水层本组隔水层厚度

14、较大，由数层泥岩和砂质泥岩组成，垂直分布呈平行复合式结构，裂隙不发育，为山西组顶部的隔水层，对松散岩类孔隙水与风化裂隙水的下渗起着良好的隔水作用。第三节 矿井充水因素分析一、构造对矿床充水的影响井田内尚未发现大的构造形迹，地层总体倾向南西，呈单斜构造，倾角3-7。但由于9号煤层底板标高在650-830m之间，而岩溶水水位标高在810.5-814.5m之间，也就是说在810m底板等高线以南，7.85km2的8、9号煤层属带压开采煤层，一旦有断层存在，有可能形成导水通道，使岩溶水涌入矿井，造成水害，因此一定要重视对隐伏断层以及其它构造形迹的发现与研究。以防断层导水造成淹矿事故。二、地表水对开采煤矿

15、的影响区内没有大的地表水体，仅有数条季节性河流，其中以罗侯沟最大，泉则沟次之，清水流量0.98L/s。一般来说河水通过基岩含水层渗透补给的水量是较弱的，但是，随着煤矿的开采，顶部岩层将遭到破坏，会使基岩裂隙加大、增多，特别是在北东部煤层浅埋地段甚至形成地面塌陷，沟通断层以及其它构造形迹。因此在开采过程中一定要采取防范措施，坑口、堆煤场也要建在最高洪水位之上，以防洪水袭击，造成危害。三、地下水的补、径、排条件松散岩类孔隙含水层主要接受大气降水的补给，在雨后一定时间内，各民井水位有上升现象，其径流方向与地表水基本一致，向沟谷下游径流。地面蒸发和人工开采是主要的排泄方式。深部山西组砂岩裂隙含水层和太

16、原组灰岩裂隙含水层主要是在其裸露区接受大气降水的补给。各含水层属于平行复合式结构，含、隔水层间均处于分散隔离状态，各含水层间的水力联系被其间隔水层所阻隔，它们之间存在着一定的水位差，若无构造沟通隔水层不遭破坏时，则各含水层间无互补关系。地下水主要以径流为主，径流方向一般沿岩层倾斜方向运动，排泄方式主要是矿坑排水。奥陶系岩溶水的补给主要是裸露区接受大气降水和地表水的入渗补给，勘探区为岩溶水径流区，径流方向由南东流向北西，最终排向柳林群泉，近年来人工开采也是其主要排泄方式之一。四、充水因素分析（一）邻近生产矿井的水文地质特征和充水因素本矿井1981年建矿，1983年投产开采太原组9号煤层，设计生产

17、能力45万t/a，现实际生产能力120万t/a。白草耳煤矿开采4号煤层和石盘上煤矿开采3、4号煤层。井型以立井为主，采用长壁式炮采，矿井充水因素4号煤以及山西组煤层主要是顶板砂岩裂隙含水层通过冒落裂隙带向矿井充水为主。9号煤以及其它太原组煤层以石灰岩含水层充水为主。据调查这些矿井涌水量均较小，除郭家山煤矿外矿井吨煤含水系数均小于2，属于涌水量小的矿井。详见表4-1。 矿井涌水量调查表 表4-1煤矿名称开采煤层井型年产量（万t）排水量（m3/d）吨煤含水系数寨崖底煤矿8、9#立井、斜井1208000.20赵家庄煤矿9#立井90580.02陈家湾煤矿9#立井、斜井90530.018哪哈沟煤矿3#、

18、4#立井90620.02（二）勘查区主要煤层的充水因素分析及矿床水文地质类型3、4号煤层是山西组主要可采煤层，其直接充水含水层是顶板砂岩裂隙含水层，根据ZK11-5水文孔抽水试验结果：山西组以上含水层，钻孔单位涌水量为0.00228L/sm，渗透系数0.0234m3/d，属弱富水含水层，虽然井田南部近2/5矿区面积的3、4号煤层低于岩溶水水位标高，是带压开采煤层，但其下部距奥灰顶面约140m，在没有构造沟通下，不会发生岩溶水的突水问题。综合分析，区内断层不发育，水文地质条件简单，因此3、4号煤的矿井水文地质类型定为二类一型。因此8、9号煤的矿床水文地质类型定为三类第一亚类一型。 钻探揭露8号煤

19、层厚度小，其顶板为L1灰岩，裂隙、溶洞较发育，富水性较强，开采较为困难。五、采空区分布范围及积气、积水情况我矿是由原寨崖底煤矿、石盘上煤矿和白草耳煤矿整合而成的，原石盘上煤矿开采3、4号煤层，白草耳煤矿开采4号煤层，寨崖底煤矿开采9号煤层，根据采空区调查情况统计，原石盘上煤矿3号煤采空区共有3处，白草耳煤矿4号煤采空区共有3处，寨崖底9号煤采空区共有3处，共九个采空区有积水，另外据调查这些采空区都有一定积气存在。采空区积水、积气情况统计表煤矿名称煤层号编号采空区位置（中心坐标）采空区标高（m）积水面积（m2）采空高度（m）积气情况积水情况(万m3)备注寨崖底煤业9空1X=4135177;Y=1

20、9502952825440015有68009空2X=4135182;Y=19502005825960018有120009空3X=4137037;Y=1950197294590030有1840白草耳煤矿4空4X=4134904;Y=1950109891230003有20004空5X=4134780;Y=195013129149603有14404空6X=4134388;Y=195013977207200200有21910石盘上煤矿3空7X=4133776;Y=1949911575060006有68003空8X=4133914;Y=1949962077023804有16003空9X=4133632;

21、Y=1949989077428004有1880第四节 矿井涌水量一、水文地质参数的选择根据井田水文地质条件分析，太原组含水层在井田北东部富水性较强，南西部相对较弱，生产能力已达120万t/a，现在的矿井涌水量基本是最大矿井涌水量。相邻矿井ZK6-0水文孔，对太原组含水层做了抽水试验，因此选择该孔的水文地质参数并拟定井筒直径为8m，计算井筒涌水量。二、井筒涌水量的计算井筒涌水量计算公式选用承压转无压公式： 1.366K（2HM-M2-ho2）Q= lgRolgro 式中：Q：预计井筒涌水量（m3/d） K：渗透系数（m/d） H：含水层底板以上水头高度（m） M：含水层厚度（m） ho：水头高度

22、（m） Ro：引用影响半径，Ro=R+ ro（m） R：影响半径（m） ro：井筒半径 （m）井筒涌水量计算各参数数值及计算结果见下表 井筒涌水量计算表 参数项目A级储量区面积F（m2）渗透系数K（m/d）水头高度H（m）含水层厚度M（m）引用影响半径Ro（m）井筒半径ro（m）涌水量Q（m3/d）井筒涌水量0.9429.431.7108.724271三、矿井涌水量矿井涌水量采用我矿的实际矿坑排水量，矿坑排水量最小500m3/d，最大800m3/d，正常矿井排水量为700m3/d，见表4-4矿井涌水量统计表开采煤层及涌水量类型设计生产能力（t/d）吨煤含水系数（m3/t）矿井涌水量（m3/d）

23、9号煤最小涌水量40000.1255009号煤正常涌水量40000.1757009号煤最大涌水量40000.2800经计算井筒涌水量为271m3/d。矿井涌水量，因本矿井现开采太原组煤层，生产能力已达120万t/a。最大矿井涌水量为800m3/d，正常涌水量为700m3/d；最小涌水量为500m3/d。第五节 老窑、采空区及周边矿井对本矿开采影响寨矿以北是氧化带实体煤；东部与赵家庄煤矿相邻；南部是实体煤；西部与陈家湾煤矿及哪哈沟煤矿为邻，中间相隔60m的公共保安矿界。本矿区内在北部边界处有一老窑，一水平以北及东部为采空区，本矿现采一水平以南，老窑及古空区对本矿现采掘无影响。相邻矿井主要受赵家庄

24、煤矿9#煤层采空积水影响，与本矿相邻的东南部采空区资料不祥，本矿23盘区掘进本着“有掘必探”的探放水原则，编制了探放水措施，边探边掘，并修改了设计方案留设了40米保安煤柱;原白草耳、石盘上煤矿主采3、4#煤层，石盘上上组煤采空区对3901综采工作面有影响;哪哈沟煤矿主采4#煤层、陈家湾煤矿主采9#煤层与本矿相邻地段已过本矿开采范围，这两矿井对本矿开采无影响。我矿防治水主要重点是下行开采造成采空积水、随着采掘的延伸资源整合后上组煤层采空积水、顶板L灰岩岩溶裂隙水以及23盘区下部奥灰水承压开采的防治。第二章 防治水中长期规划 第一节 矿井水害类型分析1、下行开采造成采空积水。下行开采造成上部采空积

25、水严重，给下部工作面开采造成一定威胁。2、顶板L灰岩岩溶裂隙水。3、上组煤层开采采空积水。原白草耳煤矿开采3#、4#煤层由于资料不祥，应防止采动导水。4、钻孔水（封孔不良）。检查钻孔防止封孔不良导水。5、奥灰水。煤层底板810m标高以下全部属于带压开采区域，应防止构造导水。6、周边矿井采空积水。周边煤矿开采在我矿界周围形成一定范围的采空区，严重影响采掘作业。7、地表水地表积水主要集中在白草耳一带，充水源为大气降水以及白草耳洗煤厂生产排放水。为防止此积水通过采动裂缝导入井下工作面，工作面回采前应对其进行排放或引流。 、水源井影响3807工作面工作面切眼西部为原白草耳矿水源井、新立井，根据调查，新

26、立井井筒已延伸至下部9#煤层中，井筒内存在大量积水。积水量为21910 立方米，水源井钻探至深部奥灰岩层位，该岩层含水丰富，富水性强。为使工作面不受水害威胁，工作面切眼巷已退回水源井123m（保安煤柱）布置。第二节 矿井五年采掘规划1、我矿未来五年采动煤层主要有3#、8#、9#，主要布置在23、12盘区。9#煤层工作面布置在23盘区东、西翼采区，分别是3901、3906、3908、3910、3912、共计5个综采工作面。8#煤层工作面布置在23盘区西翼采区，是3803、3805、3807、3809共计4个综采工作面。3#煤层主要布置在12盘区，计划布置开采8个综采工作面，分别是120301、1

27、20302、120303、120304、120305、120306、120307、120308工作面。2、五年采掘范围主要集中在23盘区及11盘区对应的地面有白草耳、水峪村、狼后沟、后底沟、煤矿已关闭、石盘上村北面、关闭废弃井筒、水塘、水源井等荒坡耕地，主要为第三、四季黄土覆盖。3、五年内主要防治的水害有下行开采造成采空积水、顶板L灰岩岩溶裂隙水、上组煤层开采采空积水、钻孔水（封孔不良）、奥灰水、周边矿井采空积水、地表水、水源井。4、对应不同水害采取主要措施：、L灰岩水影响；8、9号煤为太原组主采煤层，其直接充水含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层。其裂隙、溶洞较为发育，富水性强。工作面生产时部分

28、低洼地段以及支护打钻时淋水会增大，但不会对工作面生产造成大的影响。、下行开采造成采空积水影响；根据采掘规划布置，我矿所有工作面都受下行开采造成采空积水影响，工作面在掘进过程中坚持先探后掘，留设30m保安煤柱，在回采前期打设疏水孔，进行排放。、上组煤层开采采空积水影响。受上组煤层3#、4#采空积水主要为23盘区西翼工作面，白草耳4#采空积水主要汇集于新立井附近低洼处，所以从新井下放水泵进行排放。、奥灰水、现我矿五年内布置的8、9号煤的煤层底板标高在650-830m之间，（不在此段标高的不受奥灰水影响）而深部奥灰水水位标高为810.5-814.5m。故工作面属带压开采区域内，若工作面揭露断层、陷落

29、柱、裂隙等构造则有可能导通奥灰水，形成涌水通道进入工作面，造成水害事故。为保证工作面安全生产，防止水害事故的发生，工作面生产时严格按照掘进工作面探放水设计规定进行作业。 、钻孔水（封孔不良）现我矿五年内布置的工作面对应的钻孔有5个钻孔，根据图纸调查，钻孔封口良好。不受影响、周边矿井采空积水影响 周边煤矿主要采空区积水为哪哈沟煤矿，哪哈沟煤矿现采3#、4#煤，我矿所布置23盘区西采区3807工作面已退回，并留设了公共保安煤柱。因此不受影响。、地表水影响地表积水主要集中在白草耳一带，充水源为大气降水以及白草耳洗煤厂生产排放水。为防止此积水通过采动裂缝导入井下工作面，工作面回采前应对其进行排放或引流

30、。 、水源井影响3807工作面工作面切眼西部为原白草耳矿水源井、新立井，根据调查，新立井井筒已延伸至下部9#煤层中，井筒内存在大量积水。积水量为21910 立方米，水源井钻探至深部奥灰岩层位，该岩层含水丰富，富水性强。为使工作面不受水害威胁，工作面切眼巷已退回水源井123m（保安煤柱）布置。第三节 地面防治水规划根据本矿的未来开采区域地形、地表水文地质情况，地面防治水害主要以防为主，防、排、疏、堵相结合。1、治山、治坡以防为主，在未来五年内我矿计划在矿区内及附近山体进行植树造林，挖鳞坑，挖顺水沟，修土埂，修建挡土墙，清理山坡，植树植草。2、治沟塌陷区，以防为主，防、排、疏、堵相结合。我矿已在工业广场延沟一边修筑了515米高的防洪堤，工业场地开挖了五纵八横的排水渠，每年雨季前清理一次经过矿区的河道，发现沟内塌陷产生裂隙，采用泥土、混凝土充填裂缝铺底的方法治理。废弃和关闭的小窑井筒用红粘土填实，并每年在雨季到来前进行检查、复填，保证不会造成洪水灌井事故。塌陷坑采用围堵、截流、疏导及设泵站排水治理。 3、矿井已成立地表水防治领导组，在雨季到来前，矿井地表水防治领导组必须设专人经常检查地面防洪设施是否完好和附近沟谷是