当前位置:赛车微信群>> 设计说明> 地测防水>>正文内容

玉舍乡中寨煤矿水文地质报告

玉舍乡中寨煤矿水文地质报告
本文档共下载:
下载
收藏

     
     水城县玉舍中寨煤矿
       
         水文地质报告
     
     
     
     
     
     

     
     

 


    
     二〇一一年三月二十五日
     
     玉舍乡中寨煤矿水文地质报告
   一、矿井及井田概况
   (一)矿井及井田基本情况。
   玉舍乡中寨煤矿是一家民营煤矿,由罗家营煤矿、海子湾煤矿、仙水沟煤矿和原中寨煤矿四家煤矿整合新建。该矿2009年8月正式破土动工,设计生产能力15万吨/年,服务年限12年,预计2011年5月进入联合试运转。矿井采用斜井开拓,中央并列式通风,东西两翼开采,主要开采水平+1827,首采煤层为K13煤层(根据矿井施工揭露,原设计首采K10煤层已被小窑开采破坏,经过设计变更为K13煤层)。现井巷开拓工程已基本完工,所有石门揭煤均已完成,首采面回风巷、运输巷正在掘进当中,矿井通风、排水、瓦斯抽放、提升、压风等系统都已安装到位。
   (二)位置、交通
   中寨煤矿位于六盘水市南东22km,属水城县玉舍乡所辖,水城至盘县省级公路从矿区西部经过,玉舍有直距约300m的矿山公路至工业场区,往北22km至六盘水火车站,24km到六盘水南编组站,往东7km到水柏铁路滥坝火车站。矿区交通条件较好,煤炭外运方便。详见交通位置图。
    
   
   
  
   (三)地形地貌。
   矿区地形较复杂,切割较强烈,为中高山岩溶侵蚀地貌,脊状山和沟谷较发育。区内总体地势为北东高,南西低,最高处为矿区北东外侧的山头,海拔2371.8m,最低为矿区南西外侧河谷,标高为+1870m,最大相对高差501.8m。区内出露的可采煤层一般出露标高为1900~1975m,易风化,常形成逆向坡,所处地势较陡,植被发育,灌木丛生。
   
   (四)气象、水文。
   本区属亚热带高原季风气候区,冬无严寒,夏无酷暑,气候温和,降水充沛,雨热同期,有明显的旱季和雨季之分。根据水城县气象站年气象观测资料,区内年平均降水量为1000~1200mm,其中5~8月为雨季,降水量达959.5mm,占全年降水量的84.64%,12月至次年2月为旱季,降水量为173.6mm,仅占全年降水量的15.33%。降水强度亦随季节的变化而变化,冬春季节(旱季)降水量少,强度亦小,夏秋季节(雨季)降水量大,强度亦大,且较为集中。年平均降大雨至暴雨12~15天,日最大降水量达148.8mm,小时最大降水量66.4mm。区内年平均气温12.3℃,相对湿度79%,年平均蒸发量为1396mm,全年无霜期240天,日照时数为1555.6h,日照率为35%。主导风多为ESE向,平均风速2.3m/s。另区内还有春旱、倒春寒、凌冻、冰雹等灾害天气。矿区所处地势较高,内无地表河流,地表水系不发育,位于矿山中部为一南西-北东向分水岭,矿山北西侧为一南西流向的冲沟,地表水通过坡面或沟谷向南西汇入季节性小冲沟,然后向矿区南东外侧排出,矿区内仅有三条季节性沟溪,在矿界南西侧的玉舍河一般流量为786~1027L/s,其流量均受大气降水影响,因此,地表水对矿井开采影响较小。
   (五)地震。
   贵州省城乡建设环境保护厅“黔城设通发(1992)230号”文关于《公布贵州省地震烈度新区规划的通知》和《中国地震参数区划图》(GB18-2001),本区地震烈度为Ⅵ度,属稳定区。
   (六)矿井排水设施能力现状。
   矿井副斜井井底布置撒煤清理硐室,在清理撒煤硐室内开口掘一水平水仓、分别在副斜井井筒和清理撒煤硐室内开口掘水泵房通道连接一水平水泵房,并利用配水巷、吸水井与水仓联系。机电硐室与水泵房一体布置。水仓分主副水仓,分别设有进水道,利用配水巷相连,总容积800m3。排水设备为三台       水泵,一工一备一检修,额定流量   m3/h,扬程为   m;电机功率   kW,正常涌水时,一台水泵工作,最大涌水时二台水泵工作;在副斜井设置两趟φ125×6无缝钢管管路,一趟工作一趟备用。根据以往资料,矿井正常涌水量40.0m3/h、最大涌水量 120.0m3/h、排水垂高116m,水仓容积,井下最大排水能力均满足疏水降压的要求等,具有较强的抗灾能力。
   
   二、地质概况
   (一)地质及构造
   1.地层
   本矿井位于格目底向斜南西翼西段,其总体构造形态呈单斜岩层。地层走向北西-南东,倾向北东,倾角25°~32°。矿区内出露地层有二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)、龙潭组(P3l)、三叠系下统飞仙关组(T1f)、永宁镇组(T1yn)及至第四系(Q)。现由新到老分述于下:
   1)第四系(Q)
   分布于山麓风化残积、坡积物覆盖和矿区东部、南部沟谷中有洪积和冲积物堆积。厚度0~15m,一般厚10.0m左右。
   2)下三叠系永宁镇组(T1yn)
   下部为浅灰至灰黄色薄至中厚层状石灰岩、泥灰岩;上部为紫红色、灰绿色粉砂质泥岩,泥岩及灰绿色细砂岩组成。厚200~330m。
   3)下三叠系飞仙关组(T1f)
   分布于矿区北部及北部外围的广大区域,为灰绿色、紫红色薄至中厚层状粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩,局部地段夹泥灰岩组成。厚500~700m。
   4)上二迭统龙潭组(P3l)
   为浅灰色至灰绿色细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩夹煤层组成。厚400~485m。根据龙潭组的岩性,化石及含煤情况,将其划分为四个岩性段:
   龙潭组第四段(P3l4):下界为B4标志层顶,上界为飞仙关组第一段之底。岩性以浅灰色、灰色含钙质的细砂岩、粉砂岩夹砂质泥岩、粘土岩及煤层组成,含煤10~15层,矿区范围内可采及局部可采4层,编号K1-b、K9、K10、K13。厚70~110m。
   龙潭组第三段(P3l3):下界为B5标层底,上界为K18煤层顶。岩性为灰绿色细砂岩、灰色粉砂岩、粘土岩及煤层组成。含煤8~13层,矿区范围内可采及局部可采2层,编号K18、K26。分布于本段中、上部,厚70~110m。
   龙潭组第二段(P3l2):岩性以灰色细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩及煤层组成,含煤14~30层,均不可采。厚150~200m。
   龙潭组第一段(P3l1):下界为峨眉山玄武岩顶,上界为K106-b煤层底,岩性以泥岩、粉砂质泥岩等细粒级岩石为主、上部夹一层厚3~4m的花斑状钙质细砂岩(B8标志层),含煤6~8层,矿区范围可采1层,编号K109-b。厚50~80m。
   5)上二迭统峨眉山玄武岩组(P3β)
   为深灰至暗绿色玄武岩,具气孔状、杏仁状构造,厚度大于100m,与上伏地层呈假整合接触。
   2.煤层
   矿区内主要可采煤层为K1-b、K9、K10、K13、K18、K26、K35-b、K106-b、K109-b等9层煤。K3、K110-a煤层在本矿井矿区范围厚度均小于0.7m。
   K1-b煤层:位于龙潭组第四段,距飞仙关组下界15~25m,是含煤地层中的最上一层可采煤层。厚度一般为0.96~2.26m,平均1.88m,全区稳定可采。煤层结构复杂,含夹矸1~2层。顶板一般为粉砂岩,次为粉砂质泥岩及细砂岩,局部地段有0.05m厚的粘土岩伪顶,底板为粘土岩。
   K3煤层:位于P3l4上部,距K1-b煤层一般7~15m,一般10m。西部可采,东部一般不可采(仅极个别点达可采厚度),两极厚度0.00~2.49m,平均约1.13m,属薄煤层,含1~2层隐晶高岭石粘土岩夹矸,为不稳定煤层。顶板以粉砂岩为主,次为粉砂岩及粉砂质泥岩,底板为粘土岩。本矿井矿权范围均不可采。
   K9煤层:位于P3l4中部,上距B2标志层3~5m,距K3煤层一般20~35m。厚度0.48~1.61m,平均1.25m。含1~2层隐晶高岭石粘土岩夹矸,为较稳定煤层。顶板以细砂岩为主,次为粉砂岩及粉砂质泥岩,底板为粘土岩。
   K10煤层:位于P3l4中部,上距K9煤层8~15m,一般10m左右。厚度0.66~4.78m,平均1.68m,为局部可采的中厚煤层。结构复杂,含2~3层粘土岩夹矸,其厚度变化较大,属不稳定煤层。顶板主要为粉砂岩及泥质粉砂岩,次为细砂岩,底板为粉砂岩。
   K13煤层:位于P3l4下部,上距K10煤层10~24m,一般15m。厚度0.71~3.72m,平均2.20m。含1~2层粘土夹矸,夹矸厚度较大,一般在0.30~0.50m之间。为较稳定煤层,全区可采。煤层顶板以细砂岩为主,底板为粘土岩。
   K18煤层:位于P3l3顶部,B3标志层为其直接顶板,上距K13煤层20~40m,一般30m。煤厚1.32~4.14m,平均2.85m,全区可采。结构较复杂,含2~3层高岭石粘土岩夹矸,属稳定煤层。顶板为粉砂质泥岩,底板为粘土岩。
   K26煤层:位于P3l3上部,上距K18煤层20~45m,一般25~30m。厚度0.42~1.31m,平均1.45m,煤层变化较大,为较稳定煤层。顶板以粉砂岩为主,底板为粘土岩。
   K35-b煤层:上距K26煤层15~25m,一般20m左右,厚度0.00~4.46m,平均0.81m,为局部可采煤层。总的看来,煤层厚度变化较大,可采范围小,为不稳定煤层。顶板以粉砂岩及粉砂质泥岩为主,底板为粘土岩。
   K106-b煤层:位于P3l1顶部,上距K35-b煤层230~260m,B7标志层为其顶板。厚度0.00~3.29m,平均0.85m,煤层变化较大,为不稳定煤层,顶板以泥岩为主,底板为粘土岩、粉砂岩。
   K109-b煤层:位于P3l1中部,上距K106-b煤层一般20~30m,厚度0.21~2.88m,平均1.14m,煤层变化较大,为不稳定煤层。顶板以泥岩为主,底板为粘土岩。
   K110-a:位于P3l1底部,上距K109-b煤层10~15m,两极厚度0.00~5.71m,平均1.48m,煤层变化较大,为不稳定煤层。顶板以泥岩为主,底板为粘土岩。该煤层西部较厚,向东逐渐变薄,至矿井0、1拐点连线以东已不可采或尖灭。
   3.地质构造
   本矿井所处构造单元:杨子准地台黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区,位于格目底向斜南西翼西段,其总体构造形态呈单斜岩层。地层走向北西-南东,倾向北东,倾度25°~32°。
   矿区内发现的大小断层共19条,其中以矿区中部的F40断层规模最大,其余断层规模均较小,垂直断距均小于30m,且多数断距在10m以内。
   F40正断层:深部由ZK138、ZK1405钻孔控制到1400m标高以下。走向延伸约3000m,由南西往北东区外延伸,垂直断距50~210m左右,向浅部断距逐渐减小,切割所有煤层及P3β~T1yn地层。断层走向约58°~88°,倾向328°~358°,倾角37°~76°。
   总之,矿井构造复杂程度为中等类型。
   
   
   三、区域水文地质
   区域大致以水城为中心,包括其北部的大河边、南开、小河边、二塘和格目底5个含煤向斜以及这些向斜之间的石炭、二叠系地层组成威水、水杉、蟠龙等背斜。根据区域水文地质条件,含(隔)水层(组)的分布、地表水系、地表分水岭及地貌、构造特征等,本区域简略地质分区为:大致从野窝坪起,经双龙井至尖山坝一线为区域性的北西-南东向分布的地表分水岭。以此分水岭为界,可将整个区域划分为南、北两大区。两大区的地表水和地下水各自成系统,分别向南北分流。北部区属乌江水系,南部区属盘江水系。两大区之间不发生水力联系。格目底矿区属于南部分区之格目底小分区,小分区周围一般皆有峨眉山玄武岩隔水组围绕而构成完整的隔水边界,因而每一个小分区可视为一个独立的水文地质单元。中寨煤矿位于格目底小分区水文地质单元内。
   
   四、矿井水文地质
   (一)地下水类型
   矿区内地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶裂隙水和基岩裂隙水,其次为松散岩类孔隙水。
   (二)含水岩组及其含水特征
   (1)碳酸盐岩岩溶裂隙水含水岩组:主要为三叠系下统永宁镇组第一段至第二段(T1yn1-2)。主要分布于矿区北东部外围的山岭地带,地表岩溶较发育,含水层接受大气降水补给后,地下水通过岩溶裂隙、溶洞集中运移,含水性能好,富水性强。
   (2)基岩裂隙水含水岩组:主要包括三叠系下统飞仙关组第一段(T1f1)和第二段(T1f2),本含水岩组风化裂隙及垂直溶蚀较发育,透水性较好;基岩裂隙水弱含水岩组:二叠系上统龙潭组(P3l1-4),由碎屑岩、粉砂岩、钙质砂岩、泥质粉砂岩及煤层组成,含少量裂隙水。
   (3)松散岩类孔隙水含水岩组:主要为第四系(Q),分布于矿区外围低洼和河谷中有洪积和冲积物堆积。矿区内仅有局低洼地带有少分布,厚度0~10m,一般厚5.00m左右。局部松散层厚度较大的地带,含少量孔隙水。
   (4)峨眉山玄武岩极弱含水岩组:在矿区南部外围分布为相对隔水层。
   (5)断层水文地质特征:由于断层切割的飞仙关及煤系地层是由一套砂、泥岩互层组成,多属于柔性岩石,即使受断层的破坏,也不会产生较大的张开裂隙。实际所见的一般断层破碎带的压紧胶结程度都较好,断层导水性及含水性差,对矿床充水的影响较小。但矿床今后开采时所产生的人工裂隙可能与断层破碎带连通,而导致其它层段及地段的地下水流入破碎带而引起其富水性及导水性增大,特别是断层通过河流的地段这种情况发生的可能性更大,因此,矿床开采时应加以足够重视。
   (三)地下水的补给、径流、排泄条件
   矿区内的地下水补给主要来源于大气降雨,泉点流量变化受降雨量的影响较大,地下水的流向受岩性、构造的控制,其总体流向为北西向。
   (四)矿井充水因素分析
   本矿井是以大气降水为主的裂隙充水矿床,主要为顶板中及断层所含裂隙水向巷道内渗漏,其次为滑坡、老窑积水及采空区积水等。
   (1)老窑、老空充水因素
   区内老窑中均有积水,据走访调查:积水量一般数十吨至数百吨不等,由于老窑采深多在煤层露头线下斜深5~80m,整合改造前个别老井采深达100m以上,开采时应避免在这一地带布置采区,以防止老窑突水造成灾害。根据小煤矿、老窖调查资料,矿区范围内的小窑较多,分为常年性小窑和季节性小窑。
   常年性小窑,多属于巷道式采煤,即主巷大多沿煤层平硐开拓,向两侧开支巷采煤,支巷宽3~5m不等,其间留2~3m的煤墙或3~5m见方的煤柱以支护顶板,个别进行小面积(宽数米,长数十米)回采时,则有适当的圆木支护;季节性小窑一般是每年开洞,采够则弃,也有开一个洞(煤层顶板稳固的)多年使用的,个别有长达数年之久,随时可进行采煤。这些小窑多属巷道式采煤,采深多在煤层露头线下斜深5~80m,地表一般未发现地表裂隙。洞内也极少有冒顶现象发生。积水量一般数十吨至数百吨不等,据矿井提供资料,矿区内平硐开拓老窑基本无积水,少数沿K18煤层斜井开拓的老窑有少量积水,最大的积水区在整合前的原仙水沟煤矿主井筒西北,积水量约950m3。
   (2)老空边界和积水量
   中寨煤矿为整合矿井,系由原水城县中寨煤矿、罗家营煤矿、仙水沟煤矿、海子湾煤矿四对矿井整合改造而成。整合前各井开采均形成一定范围的采空区,均有较大量的老空积水。
   原中寨煤矿、仙水沟煤矿采空区面积76800m2,积水量约13500m3,分布于现矿区中部,为K1-b、K9、K10煤层开采采空区积水,对其下部煤层开采有影响。
   原罗家营煤矿采空区面积约12300m2,积水量约1800m3,分布于现矿区西北部,为K26煤层开采采空区积水,对其下部煤层开采有一定影响。
   原海子湾煤矿采空区面积约5720m2,积水量约1700m3,分布于现矿区东北部,为K18煤层开采采空区积水,对其下部煤层开采有一定影响。
   (3)其它充水因素
   在自然状态下,井田充水因素主要是龙潭组内所含的裂隙水。它通过煤层顶板中的裂隙直接向矿井或采空区充水。由于龙潭组的富水性弱,单位涌水量及渗透系数均极小,故将来矿井涌水量也不会太大。间接充水含水组为飞仙关组,在自然状态下对矿井充水影响也是很小的。
   井田内河流、溪沟虽然发育,且雨季流量较大,但在自然状态下是地下水补给河水,河流、溪沟是地下水的排泄地带,所以河流、溪沟水不是矿床充水的主要因素。
   井田内小窑虽多,但开采深度不大,其中多数不积水,少数有积水者积水量甚少,故对矿床充水影响不大。但整合改造前各井开采均形成一定范围的采空区,均有较大量的积水,在开采布置时应尽量避开积水区或留设保护煤柱。
   井田内发育的龙潭组内断层规模一般不大,其破碎带挤压紧密,富水性很微弱,导水性也较差,不易造成各含水岩组之间的水力联系。故对矿床充水影响不大。
   (五)开采后的水文地质条件变化及趋势
   随矿井开采深度增加,采空区加大,采空区地裂缝等导致矿山水文地质条件的改变,从而引起矿山充水因素的变化。
   (1)含水层的变化
   由于开采裂隙的产生,使含(隔)水层均遭破坏,隔水层不起隔水作用,甚至变成透水或含水层,且含(隔)水层之间产生了水力联系。
   (2)岩层含水性的变化
   开采裂隙的产生,将大大增加降雨量的渗入补给,使弱含水层变为强含水层。
   (3)地下水运动状态的变化
   开采前,含水层中由于薄层隔水层的作用,地下水以沿层面流为主,循环交替缓慢,开采裂隙产生后,使层面流变成垂直层面流,循环交替加快。
   (4)地下水补、迳、排条件的变化
   开采前,矿山内河流、溪沟都是地下水的排泄场所,主要表现为地下水补给地表水。开采后,由于人工裂隙的产生和矿井长期排水,开采区地下水位下降,低于地表河床,部分地表水会反过来补给地下水,然后由矿井排出地表。
   (5)水质的变化
   矿山开采后,由于垮塌、裂隙的产生,会引起不同含水层之间地下水的混合,从而导致水质变化。同时由于矿井长期排水、洗煤用水、矿山生活污水的排出使地下水及地表水严重污染,水质恶化。
   
   五、对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价
1.矿区主要水害类型
矿区存在水害主要有以下三种类型:
1)老窑透水。矿井的K1-b、K9、K18煤层整合改造前已开采形成较大区域采空,K26煤层也部分开采,因此,大气降水沿煤层上部的岩石裂隙渗透,在采空区内形成老窑积水。
2)大气降水。由于煤层上覆岩层厚度较薄,且覆岩厚度小于安全开采深度,大气降水汇集到地势低洼处,通过采动裂隙直接灌入井下,形成矿坑涌水。
3)碳酸盐岩岩溶裂隙水含水岩组。主要为三叠系下统永宁镇组第一段至第二段(T1yn1-2)。主要分布于矿区北东部外围的山岭地带,地表岩溶较发育,含水层接受大气降水补给后,地下水通过岩溶裂隙、溶洞集中运移,含水性能好,富水性强。
   以上三种水患威胁,主要威胁来自老窑透水,采掘过程中必须坚持“有掘必探,先探后掘”的原则。
   
   六、矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议
   (一)矿井水文地质类型的划分
   根据矿区周边现已停采老硐及整合改造前各井涌水量的调查,在整个开采过程中未出现矿坑突水、淹井等现象;矿坑有少量积水。本矿井正常涌水量为40m3/h,雨季最大涌水量为120m3/h。根据《矿井水文地质规程》分类,本矿井水文地质条件属简单类型。
(二)对防治水工作的建议。
1、由于矿区范围内小窑开采历史悠久,许多老窑没留下文字及图纸依据,因此必须继续加大对矿区范围内老窑进行调查走访,对调查出的老窑井口进行测量定位,根据调查情况对老窑积水和积水标高进行估算,在采掘工程平面图上标明。
2、做好水仓泵房运行记录,随时掌握矿井涌水量变化情况。
3、加强对仙水沟地表水防治工作,避免雨季沟水经表土层渗入井下。
4、加强井下掘进工作面探访水工作,坚持“有掘必探,先探后掘”的原则,对探明的老窑位置也必须在采掘工程平面图上进行标注。

文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格式:Doc
  • 上传日期:2014年03月12日
  • 文档星级:★★★★★
  • 需要煤安币:5个
本月排行TOP10
最新推荐

主办:赛车微信群 协办:中国矿业大学安全工程学院 投稿邮箱:feimeiti.com@163.com
版权所有 赛车微信群 www.feimeiti.com 备案号:苏ICP备12034812号
Copyright © 2007-2012 All Rights Reserved

网络诚信
自律同盟
不良信息
举报中心