矿井水文地质类型分类报告.doc

水文地质类型划分报告芙蓉集团四川宜宾杉木树矿业有限公司二O一O年一月目 录前 言5第一章 概况6第一节 井田位置及交通 6第二节 范围及四邻关系 7一、矿井开采范围 7二、四邻关系 7第二章 以往地质工作及水文地质工作现状 9 第一节 以住地质工作 9第二节 水文地质工作现状 10一、水文地质技术工作 10二、水文地质工作成果 10第三章 水文地质工作分类11一、地下水概况 11二、矿井水文地质因素12三、矿井水文地质因素16第二节 矿井采空区积水矿井及周边小煤矿积水分布状况17一、矿井采空区积水 17二、矿井周边小煤矿积水 17第三节 矿井涌水量情况 18一、矿井涌水量预计 18二、历年涌水量实测情况 24第四节 突水点位置及突水量情况25一、突水位置 25二、突水量 25第四节 开采受水害影响程度及防治水工作的难易程度 26一、开采受水害影响程度 26二、防治水工作难易程度评价 26第四章 矿井水文地质类型划分及防治水工作建议 26第一节 矿井水文地质类型划分 26第二节 防治水工作建议27附 图 目 录 顺序号图号图名比例尺11-1矿井充水性图1:250002-52-12-4矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图1:200063-1矿井综合水文地质图74-1矿井综合水文地质柱状图85-1矿井水文地质剖面图 附 表 目 录第一册 杉木树矿井补充勘探钻孔质量成果表第二册 杉木树矿井补充勘探钻孔测斜成果表第三册 杉木树矿井断层统计表第四册 杉木树矿井煤层钻探情况及煤质成果表第五册 杉木树矿井生产小窑统计表前 言杉木树煤矿水文条件分类报告于1989年已经编制，并上报国家煤炭总局批准，矿井防水文地质类型的类别为简单。随着矿井开采范围和地方小煤矿采空区的增大，造成采空区积水区范围增大和采空区积水区积水量增多，矿井的水文条件发生了极大变化，根据煤矿防治水规定的规定，现对矿井水文地质条件重新进行分类。本报告依据补勘成果，综合以往勘探和生产地质资料编制而成。第一章 概 况第一节 矿井位置及交通杉木树矿井位于珙县巡场镇西北6公里，井田范围跨越珙县、高县境界，行政区划属珙县巡场镇、高县怀远镇，呈北东南西向展布，长14.5公里，宽1.03.0公里，面积30.9平方公里。东隔巡场河巡场井田相望，西以2号、12号勘探线为界，南与芙蓉煤矿毗邻以青山背斜轴为界，北以腾龙背斜-100m为界。其地理坐标为：东 经 10436331044200北 纬 282500282900宜（宾）珙（县）铁路通过井田东缘，井口至金沙湾火车站之铁路专线长4.3公里；公路四通八达，经宜（宾）珙（县）公路北到宜宾，南经珙县可达云南，西去筠连、盐津，东往泸州、隆昌。陆路交通可称方便（图1-2）第二节 范围及四邻关系一、矿井开采范围 杉木树煤矿开采杉木树井田、高县一号井田和腾龙桂花井田。由160个拐点坐标圈闭，开采深度为+450m100m。长约13.5km，宽约3km，面积为18.4km2。二、四邻关系杉木树矿井东为红卫煤矿、南为芙蓉煤矿、西为高县二号井田、北为未勘测区域。矿区范围内存在18个生产小煤矿，5个已封闭小煤矿。详见杉木树矿井开采范围图第三章第四节的周边小煤矿情况介绍。第二章 以往地质工作及水文地质工作现状一、水文地质技术工作：1、根据矿井安全生产的需要及防治水规定的要求，建立健全水害防治工作各级岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度及水害隐患排查治理制度。2、配备了专门负责防治水工作的专业技术人员，从事地测防治水技术工作。3、配备专用探放水设备：1）根据防治水计划要求购买长距离的探放水钻机4台；2）根据矿井分区排水方案，分别在三个水仓新安设MD500-575水泵15台左右，六趟426管道；3）可利用四川芙蓉地勘设计院水文地质研究所的一切资源解除施工巷道中的水患；利用现有的物探仪器（直流电法仪）对施工巷道前方的地质构造进行探测。4、编制矿井中长期防治水规划和年度防治水预案，定期组织实施矿井水情水害隐患排查工作。5、完善矿井防治水基础资料：补充完善了矿井防治水图件及矿井防治水基础台账；建立了计算机数据库及数字化图件；二、水文地质工作成果建矿以来，经过地测及相关部门不断的努力，现已基本查明了矿井范围内水文地质情况：1、查明了矿区范围内的水文地质因素、充水因素、充水方式、突水点位置与突水量、突水层位、矿井涌水量的动态变化与开采情况；2、对矿井周边小煤矿进行了全面细致的调查，祥细收集了周边小煤矿的位置、开采层位、充水情况、地质构造、采煤方法、隔离煤柱等资料。撑握周边小煤矿的采掘动态，为矿井采掘部署提供了有力的依据，给矿井安全生产带来保障；3、调查与收集了矿区范围内河流等水体的历年水位、流量、水质、和地表水体与下伏含水层的水力关系等；4、查明了矿区范围内的岩溶发育形态、分布范围、补给和排泄通道、发育规律补给区等情况。第三章 矿井水文地质分类第一节 受采掘破坏或影响的含水层及水体一、地下水概况1、孔隙水埋藏于第四系松散沉积物中，其补给水源除大气降水外，尚有河溪的泛滥水流及谷边基岩水流。由于本区第四系分布零星（仅分布于河谷地段及地形低洼处且厚度不大），因而此种地下水在矿山供水及矿井排水方面均不具备显著作用。2、裂隙水矿井裂隙水包括下二迭统梁山组及上二迭统、下三迭统飞仙关组两个系统，与矿井开采有关且分布极广者为后一系统。上二迭统下三迭统飞仙关组为一套泥岩、砂质泥岩、砂岩组合（底部有4070米左右之玄武岩发育），系基岩裂隙含水层，裂隙水直接或间接充入矿坑，此层在地表所见裂隙密集但多闭合，出露水点较多，矿井开发之前，平均200300米间距内即可见一泉或井，其中在1011月份尚有涌水量记录而又大于0.3L/S者占15%左右，最枯月平均地下水径流模数4.9L/SKm2。矿井开发之后，坑道涌水量随巷道掘凿进度而增长，地面泉点受到影响且影响带不循坑道层位，可见在相当垂深范围内各小层间存在水力联系，因而煤层回采后在顶板陷落带以外尚有较完整的疏干影响带。综观上二迭统下三迭统飞仙关组基岩裂隙水，其含水性弱而均匀，大气降水为其唯一的补给源。3、岩溶水本区岩溶含水层亦有两个系统，即下二迭统阳新灰岩（分为栖霞组和茅口组，假整合接触）和下三迭统嘉陵江灰岩。此类水丰富而复杂，对矿区供水意义重大。区内岩溶水的补给来源有大气降水、裂隙水的直接吸收，临时性和季节性地表径流的下渗、矿坑排水流经灰岩时向下的损失以及一些地段孔隙水自上而下的补给等等。量多而稳定的补给、降水丰富、雨季长而降水日多、气温高、湿度大诸因素在促使本区岩溶发育以及决定岩溶水动态与资源方面都起着重要作用。二、矿井水文地质因素1、风化裂隙含水带井田内基岩裸露，沟谷纵横，剥蚀作用强烈，风化裂隙发育且分布广泛，其发育深度和所处的地形与风化、剥蚀作用相适应。在分水岭地段可深达4096米，河谷地段则仅1026米。在垂直分布上所占比例一般小于煤层上覆岩层的10%。钻探揭露本带时，岩芯破碎，裂隙发育，裂隙面有水蚀痕迹，钻孔漏水现象显著，裂隙率为0.40.6%，最大可达2.8%。本带上部透水而不含水，仅起承受大气降雨而后补给下部含水层的作用；下部虽普遍含水且呈带状分布，但据以往几个勘探钻孔抽（涌）水试验，风化带隔离与否差别不大，可见含水微弱，地表也多以流量极小变化极大的雨后泉出露。水质为低矿化度之重碳酸型水。本带含水性不强，对矿井充水影响不大。2、基岩裂隙含水层（1）P2X极弱含水层P2X内主要含水层有二层，总厚6.0721.10米；P2X中一般出现12层含水层，厚1.8117.18米。岩性均为砂岩，砂质泥岩、裂隙含水。钻孔抽水试验结果，向斜东段单位涌水量小于0.0001L/Sm，向斜西段0.001290.00204 L/Sm。（2）T1f弱含水层主要含水部位为中上部的厚层砂岩、砂质泥岩及薄层泥质灰岩。钻孔多层次抽水结果，单位涌水量0.000360.042 L/Sm；水质为重碳酸、硫酸钙型，矿化度0.088g/L。本层含水性在垂直方向上差异明显，从上到下由强变弱。依据大量钻孔观测结果，从上到下可划分三个带。a）弱含水带：向斜两翼浅部地段，多在标高+450米以上，钻孔揭露此带时水位急剧下降，冲洗液多漏失，单位涌水量0.030.05L/Sm。b）微弱含水带：大致分布在+450+300米间，钻孔揭露此带即发生涌水或水位下降，消耗量成倍增加，单位涌水量0.010.03L/Sm。c）极弱含水带：大致分布于+300米以下，钻孔揭露此带未见明显的涌、漏水现象，单位涌水量小于0.01L/Sm。（3）T1f极弱微弱含水层含水层厚3542米，岩性多为砂质岩类，钻孔抽水试验单位涌水量为0.002150.0231L/Sm，与T1f综合抽水则为0.05140.188L/Sm，水质为重碳酸至碳酸、硫酸钙型，矿化度0.1 g/L。（4）T1f极弱含水层含水岩层以细砂岩、砂质泥岩为主，钻孔揭露本层时，消耗量及水位有变化，抽水试验单位涌水量为0.000637L/Sm，水质为重碳酸、硫酸钙、钠型。（5）T1f微弱含水层含水带岩性为砂质泥岩及粉砂岩，微裂隙含水，钻孔揭露本带时消耗量增大或全部漏失，水位突降数十米，裂隙发育，抽水试验钻孔单位涌水量0.01236L/Sm，水质为重碳酸、硫酸钙、钠型。上述基岩裂隙含水层各含水带间虽有粘土、泥岩类隔水层相隔，但受采矿活动影响失掉隔水作用后，各含水带均可对矿井充水。3.地表水井田内地表水主要为呈树枝状分布之溪流，俱属南广河流域。由于芙蓉山耸立于井田中部以南，因而各河溪以芙蓉山鹅公顶一线为分水岭，分别向东注入注入巡场河至南广河和向西南广河。各溪流具有常见流量小，变化幅度极大，洪水延续时间短，主要受大气降水补给等特点。溪尾河最大流量10.69m3/s，最小流量0.00356 m3/s，平均0.196 m3/s。洪水位标高上游+452.98m，下游+400.70m。石炭沟最大流量1.991m3/s，最小流量0.065m3/s，平均0.065m3/s。洪水位标高上游+577m，下游+488m。腾龙河最大流量11.268m3/s，最小流量0.0131 m3/s，平均0.346 m3/s。洪水位标高上游+404.78m，下游+387.43m。各溪流具有常见流量小，变化幅度极大、洪水延续时间短、主要受大气降水补给等特点。井田内主要河溪自然状态下的水文地质特征见表2-4。虽然河溪之河床基底与可采煤层之间的含水层（带）透水性不强，并受多层隔水层阻隔，在自然状态下，河水与地下水关系不甚密切，水力联系微弱，且均为地下水补给河水，但据矿区各矿井开采实践证明，当地下开采达到一定规模，地下水位受矿井排水影响而大幅度下降之后，采空区上方几乎所有溪沟的流量均显著减小甚至疏干，其作用方式有二：当煤层上覆盖层不厚时，河水沿采动裂隙直接渗漏进入坑道；当煤层上覆盖层较厚时，则河水补给地下水后再沿采动裂隙涌入矿井。4、断层含水状况井田内发育的大、小断层，其断裂面大多被方解石脉充填，破碎带小，一般胶结较为紧密，因而一般不含水或含水微弱，地面所见断层附近的泉水流量均较小。根据地面钻孔和井巷工程揭露，发育在隔水岩层中的逆断层，破碎带不显著，无明显的涌、漏水现象甚至无含水显示；而错动在含水岩层中的许多逆断层，其破碎带与上、下盘含水层比较，消耗量、涌水量和水位亦无显著变化。例如，位于断层群中的CK71孔，见5条断层，断层汇水条件良好，据水文测井（扩散法）结果，断层带无含水反应，T1f1层及F9、F22断层综合抽水试验结果，水位降低至河床水位以下33.87米，连续83小时，单位涌水量仅为0.0072L/Sm。水位恢复速度缓慢，可见断层透水性弱，在自然条件下难于构成地表水之联系通道。又如，CK21孔长期观测结果，F2断层上、下盘之T1f1含水层的水位相差4045.26米，可见两盘含水层已为断层隔离而无水力联系。另外，10个见断层的勘探坑道，有小断层25条，绝大部份无水，仅少数有滴水现象。由上述可知，井田内断层虽多，但并未构成独立的含水带，且一般不导水。值得注意的是，某些切割沟谷、地表水体以及强含水层（如茅口灰岩）的断裂构造，可受采掘活动影响而改变其自然状况下的含水性及导水性，生产中应予足够重视。三、矿井充水因素及充水方式（1）矿井充水的影响范围峨嵋山玄武岩（P2）为隔水岩层，在不受大断裂切割或断裂面隔水的前提下，足以隔离下伏茅口灰岩岩溶水，即掘凿于煤系地层中的井巷工程不会受底板岩溶水的影响。但位于玄武岩中的运输大巷及某些硐室，由于玄武岩厚度不够稳定，加以断裂构造比较发育，因而该类井巷工程的充水范围可能波及茅口灰岩岩溶水。煤系上覆含水层的地下水以及地表水体、地表径流，则可完全构成矿井充水范围。（2）矿井充水的补给水源矿井在地质构造上为北东南西向的向斜构造，其地形与构造基本一致（正地形）即南、北分别以青山背斜轴、腾龙背斜轴为分水岭，东西又以井田中部之滥泥坳为分水岭，构成二个小径流系统。地表水在滥泥坳以西部分向西排泄，在滥泥坳以东部分向东排泄。地下水亦以向斜轴部为低点，先由两翼向轴部汇集，再从向斜轴中段隆起带（鞍部）分别向西、向东排泄。（3）矿井充水方式矿井充水方式以顶板裂隙水均匀渗透及滴水、淋水为主，局部张性断裂处可出现线状水流或涓流。由于煤层开采，顶板冒落，上覆岩层的完整性遭受破坏，全部飞仙关组地层的地下水以及地面泉点、溪沟水流均可能通过风化裂隙、构造断裂、采动裂隙而进入矿井。在正常情况下，此种水流亦是均匀渗入。当采掘工程揭露水体或强含水层附近的较大导水断裂时，当采掘工程临近积水老空时，突水因素是存在的。第二节 矿井及周边小煤矿积水分布状况一、矿井采空区积水由于地质构造等因素，在滥泥坳向斜中部存在“古隆起”，煤层底板等高线在平面上呈“双曲线”，煤层倾伏角分别在向东、西方向倾伏，倾伏角在410度，因此造成N24采区西翼、N26采区西翼，S30、N30采区东翼工作面采空区有大量积水，给相邻工作面的掘进带来极大的水患影响和安全压力。二、矿井周边小煤矿积水井田内老窑及生产小井星罗棋布，开采极为混乱，其积水对临近的采、掘工作面可构成突水威胁，另可通过导水裂隙充入矿井。在青山背斜的南翼为芙蓉煤矿，在滥泥坳向斜东端现生产小煤矿有金龙煤矿、凉水井煤矿，已停产小煤矿有芙煤司一矿、金龙煤办煤矿、矿鞍子联办煤矿、芙煤司二矿。在滥泥坳向斜中部现生产小煤矿有芙蓉村煤矿、得狼村两河口煤矿；在滥泥坳向斜东端现生产小煤矿有富荣煤矿，利兴煤矿（友谊煤矿三井）、友谊煤矿、大田煤矿。在腾龙背斜的南翼（滥泥坳向斜北翼），在滥泥坳向斜东端已停产小煤矿有纸厂湾煤矿；在滥泥坳向斜东端现生产小煤矿有亿荷煤矿，天泰凉风煤矿主副二井。在腾龙背斜的北翼，从东至西有龙塘煤矿、桂花煤矿、坳田煤矿、柏扬坡煤矿、人武煤矿、九二煤矿、昌谊煤矿、先锋煤矿。但根据矿采掘布置现状，现生产区域小煤矿对矿的开采暂无影响，但矿井在今后的生产过程中应加强对周边小煤矿积水区的调查，为矿井今后的采掘布置提供有力的依据。第三节 矿井涌水量情况一、矿井涌水量情况通过历年矿井涌水量的观测，矿井日常涌水量780m3/h、最大涌水量1992 m3/h；一水平日常涌水量190m3/h、最大涌水量416 m3/h；二水平日常涌水量570m3/h、最大涌水量1516 m3/h。二、矿井排水系统矿井现采用分区分水平排水方案：一是分水平排水，N24+384m设有一区域性水仓，N24+384m以上区域的积水自己水仓泵排至+450m大巷水沟内自己排至地面污水处理站；已结束的一水平（+450m以上）采空区内的积水，自+450m南北大巷内的水沟自排至地面污水处理站。二是S30、N30采区的水集中自排至S30+54m水仓后，泵排至+250m大巷，排至+250m主水仓。三是N24+384m以下区域的水以及二水平其他采区的水自+250m大巷水沟排至+250m主水仓，再泵排至S+450m大巷后自排至地面污水处理站。第四节 突水点位置及突水量情况一、突水位置1、断层含水带附近井田内断层虽多，但并未构成独立的含水带，含水的断层主要是张性断层，当巷道施工揭露断层时，局部有断层水出现，但一般呈淋水，滴水现。2、采空区附近随着矿井开采的深入，现矿内布置工作面多为府斜开采，且设计相邻工作面之间的煤柱仅12m左右，工作面最高点与最低点的高差可达50m以上，回采后形成的采空区内积水严重，给邻近的采、掘活动带来极大的安全威胁，因此，在邻近采空区进行采、掘生产活动时要给予足够重视，必须在处理好采空区积水，确保无突水威胁的情况下才能进行正常的生产活动。3、小煤矿积水区附近矿井内小煤矿星罗棋布，开采极为混乱，其积水对临近的采、掘工作面可构成突水威胁，另可通过导水裂隙充入矿井，采掘生产中须经常观测并掌握其积水范围与采、掘工程的空间关系，以确保矿井的安全生产。4、勘探钻孔附近5、含水层附近二、突水量矿井主要突水点多为断裂通道导通C5煤层顶部飞仙关组的含水层、茅口灰岩及采空区所至，部份张性断层内也含水，矿井突水点的突水量在0.340.57m3/H左右，一般导通含水层及采空区的突水点的涌水期较长，而含水断层在35天左右就输干无淋水，滴水现象了。第四节 开采受水害影响程度及防治水工作的难易程度一、开采受水害影响程度1、矿井周边地方小煤矿的不规范化开采，在生产的和已经封闭地方小煤矿，具体的开采标高不十分准确，采空区内有大量的积水，水害影响程度为复杂。2、井田内断层虽多，但并未构成独立的含水带，巷道施工揭露断层时，局部有断层水出现，但一般呈淋水，滴水现，一般35天后无淋水，滴水现了。水害影响程度为中等。3、本矿主要巷道布置在煤系地层内，只有主要运输大巷布置在岩层内，当巷道揭露断层，如果断层落差大，有可能导通灰岩，巷道内可能出现涌水现象，水害影响程度为中等。4、矿井二水平日常涌水量780m3/h、最大涌水量1992 m3/h，根据煤矿防治水规定矿井涌水量的影响程度为复杂。二、防治水工作难易程度评价1、对矿井周边地方小煤矿开采的动态调查工作开展有一定难度，一般很难调查到真实的开采状态，个别矿在调查时，在井下巷道内临时设密闭。2、由于矿井开采构造的特殊性，在井田中部存在一古隆起，煤层等高向东西两边倾斜，而矿现在巷道多为定向布置，在一古隆起东西两边布置工作面多为府斜开采，采空区内有大量积水，给相邻采面的采掘带来极大的水患。第四章 矿井水文地质类型划分及防治水工作建议第一节 矿井水文地质类型划分根据煤矿防治水规定中第二章第十一条中矿井水文地质类型划分（见表4-1），结合矿井开采受水害影响程度，将矿杉木树矿井的水文地质类型确定为中等。表4-1 矿井水文地质类型 类 别分类依据简 单中 等复 杂极 复 杂受采掘破坏或影响的含水层及水体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，补给条件差，补给来源少或极少。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。受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛。受采掘破坏或影响的为岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差。单位涌水量q（L/sm）0.050.10.1q1.01.0q5.0q5.0矿井及周边小煤矿积水分布状况无老空积水。存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚。存在少量老空积水，位置、范围、积水量不清楚。存在大量老空积水，位置、范围、积水量不清楚。矿井涌水量（m3/h）正常Q1最大Q2Q1180（西北地区Q190）Q2300（西北地区Q2210）180Q1600（西北地区90Q1180）300Q21200（西北地区210Q2600）6007802100（西北地区180Q11200）120019923000（西北地区600Q22100）Q12100（西北地区Q11200）Q23000（西北地区Q22100）突水量Q3（m3/h）无0.340.57600600Q31800Q31800开采受水害影响程度采掘工程不受水害影响矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁矿井突水频繁，采掘工程、矿井安全受水害严重威胁防治水工作难易程度防治水工作简单防治水工作简单或易于进行防治水工程量较大，难度较高防治水工程量大，难度高第二节 防治水工作建议在矿井生产过程中必须坚持“有凝必探，先探后掘”的原则，在生产过程中遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水，经探水确认无突水危险后，方可前进。1、接近水淹区或可能积水的井巷、老采空区或相邻煤矿时。2、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。3、打开隔离煤柱放水时。4、接近可能与河流、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时。5、接近有出水可能的钻孔时。6、接近有水的灌浆区时。7、接近其他可能出水地区时。