煤矿水文地质调查报告 贵州仁怀新兴石联煤矿.doc

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1、贵州仁怀新兴石联煤矿水文地质调查报告报告提交单位: 贵州仁怀新兴石联煤矿报告提交时间:二00八年九月贵州仁怀新兴石联煤矿水文地质调查报告编 写: 吴庆云 陈万勇审 核: 曾祥英 张朝举 项目负责: 魏家仁总工程师: 葛金国院 长: 陈代良报告提交单位: 贵州仁怀新兴石联煤矿报告编制单位：中化地质矿山总局贵州地质勘查院报告提交时间：二00八年九月正文目录第1章前言11.1 目的任务11.2 位置交通11.3 以往工作程度31.4 本次工作情况4第2章区域水文地质条件52.1 区域水文地质概况52.2 区域含（隔）水层72.3 区域地下水的补、迳、排条件82.4 区域地质构造8第3章矿区水文地质条

2、件103.1 矿区地形地貌103.2 地表河流103.3 矿区地质构造103.4老窑、采空区积水情况103.5 矿区含（隔）水层113.6地下水类型113.7 地下水补、径、排条件124.1、矿井供水水源134.2 充水水源134.3 充水途径144.4、水文地质类型144.5 未来矿区水文地质条件变化趋势预测14第5章矿井涌水量及水文条件变化趋势预测165.1 矿井涌水量预测165.2 矿区主要水患类型175.3 水患综合防治措施17第6章结论及建议186.1 结论186.2 建议18附图目录1、综合地质柱状图 1幅（1:2000）；1、矿区水文地质图 1幅（1:10000）；2、矿区水文地

3、质评估剖面图 1幅（1:5000）； 附件目录1、委托书；2、地质勘查许可证(复印件)； 第1章 前 言1.1 目的任务为保障煤矿企业的生产安全，使矿山能够及时预防和避免水患的危害，受贵州仁怀新兴石联煤矿的委托，我院对其矿界范围进行水文地质工作，其目的如下： 通过对矿区的水文地质调查，要求大致了解矿区的水文地质条件，大致查明井下采煤的矿井充水因素，预测矿井涌水量，提出相应有效的防治措施及建议，预防、减少和避免矿山水患的发生，以利于矿井的安全生产。其主要任务为：1、大致查明矿区水文地质条件及矿床充水因素、充水形式，预测矿区开采地段矿井涌水量，预测开采过程中发生充水的可能性及充水形式；2、收集、调

4、查相邻煤矿和矿区老窑的分布、采空范围、开采深度、积水情况等水文地质情况；3、针对矿区的主要水文地质问题及主要水患隐患，提出相应的防治措施及建议。1.2 位置交通贵州仁怀新兴石联煤矿位于仁怀市南西约36km（直距），隶属仁怀市茅坝镇所辖，距仁怀市城区约45km（运距）。其地理坐标极值为：东经10611151061308，北纬274207274354。矿区南侧有乡村公路通过，且该乡村公路与矿区以东通往仁怀的县级公路接壤。总体而言，交通较为方便（详见交通位置图）。根据贵州省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：52）划定的矿界，贵州仁怀新兴石联煤矿矿区面积约2.2256平方公里，具体范围由以下8个国家坐

5、标确定（详见拐点坐标一览表）： 贵州仁怀新兴石联煤矿拐点坐标一览表序号直 角 坐 标备注XY1234面积（km2）3.296开采深度（m）+850+2851.3 以往工作程度1968年6月-1969年3月，贵州省地矿局113地质大队在该区开展了包括茅坝矿区在内的长岗向斜煤矿区的地质普查工作，并由省煤炭工业局审批了长岗向斜煤矿地质普查报告。1972年10月-1976年12月，贵州省地矿局108地质大队在该区开展了包括本区在内的1/20万遵义幅区域地质、矿产调查工作。2007年12月贵州省地质矿产资源开发总公司贵州省仁怀市石联煤矿资源储量核实报告。以上地质工作对该区详细划分了区内地层，描述了地质构

6、造和矿产，基本查明了区内含煤岩系为上二迭统龙潭组（P3l）, 含煤9-13层,其中稳定可采煤层为C5、C7、C12层，共三层，煤类为无烟煤。1.4 本次工作情况接受委托后，我院在充分收集区域水文地质资料、矿区及相临矿界水文地质资料的基础上，开展野外水文地质调查工作，对井巷的水文地质情况进行调查、了解，在完成野外水文地质调查工作的基础上，转入资料的室内综合分析研究及报告编制工作，本次主要完成如下工作量：1）完成水文地质调查4 km2；2）编制综合水文地质柱状剖面图1幅（1:2000）3）编制矿区水文地质图1幅（1:5000）；4）编制矿区水文地质剖面图4条（1:5000）；5）编制矿区水文地质调

7、查报告1份。第2章 区域水文地质条件2.1 区域水文地质概况该区属亚热带温暖湿润气候区，区内无霜期较长，降雨量较充沛，具有雨热同季，四季分明，冬无严寒、夏无酷暑的气候特点。年平均气温18左右，最高气温35.3，最低气温-4；无霜期为257285天左右；年平均降雨量1010mm， 58月为雨季，降水量为全年降水量的50以上；多年平均湿度80；夏季以东南风为主，冬季以东风为主，春、秋季以东北风为主，平均风速1m/s。从区域水文地质单元上看，矿区位于区域水文地质单元的补给区位置。区域内主要为侵蚀、溶蚀及岩溶作用为主的低、中山地貌，地形上总体南高北低、西高东低。区域内地表水主要为五马河，流经矿区东部，

8、流向南北，流量约1000l/s。当地以五马河常年水位标高450m为最低侵蚀基准面。区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类，碳酸盐岩包括中二叠统茅口组、上二叠统长兴组灰岩、燧石灰岩以及下三叠统夜郎组玉龙山段灰岩、茅草铺组燧石灰岩；碎屑岩主要包括上二叠统龙潭组粉砂岩、粘土岩、炭质页岩及碎屑砂岩和下三叠统夜郎组沙堡湾段、九节滩段页岩、泥岩。由于地下水赋存条件受岩性、构造、地貌及大气降水控制，可将该区地下水分为松散岩类孔隙水、碎屑岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶水三类。受地形及构造制约，区内地表水与地下水流向基本一致，均沿南西北东向流动，最后排泄于五马河内。区域地表水属赤水河水系（详见区域水文地质图）。2.2

9、区域含（隔）水层矿区及附近出露地层有第四系（Q）、三叠系 (T)、二叠系（P），现将各地层的岩性及含(隔)水程度与富水性分述于下：中二叠统茅口组（P2m）-岩溶含水层为深灰色、灰色块状石灰岩，致密结构，岩性均一，含少量燧石结核，并含结晶方解石，顶部为硅质泥岩或硅质灰岩，厚度大于300m。分布于矿区的东侧边缘。该组地层露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育，含较丰富的岩溶水，为强含水层。因茅口组灰岩的顶板距C12煤层底板仅有20m，虽然C12煤层底板细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩具有一定的隔水性，但是灰岩岩溶水对矿井的开采有一定影响。上二叠统龙潭组（P3l）-隔水层位于

10、中二叠统茅口组（P2m）假整合面之上，长兴组（P3c）之下的一套盛产植物化石的海陆交替相含煤碎屑岩建造。主要岩性由黄褐色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组层，含煤9层,其中可采煤层为C5、C7、C12三层，煤类为无烟煤，主要分布在含煤岩系的中部和下部。厚度82m左右。该组地层由于岩石普遍抗风化能力强，岩石裂隙不发育，不易渗入大量大气降水，为隔水层。上二叠统长兴组（P3c）-岩溶含水层与下伏龙潭组呈整合接触，根据岩性组成特征，其岩性为灰色、深灰色、棕灰色厚层燧石灰岩，顶部有一黑色硅质层与杂色页岩互层。厚度59m左右。该组地层露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育，含

11、较丰富的岩溶裂隙水，为强含水层。下三叠统夜郎组（T1y）沙堡湾段（T1y1）-隔水层为黄绿色、黄褐色页岩夹薄层泥灰岩、泥岩、粉砂岩，出露于矿区北东，厚度约56m。该组地层岩石普遍抗风化能力较强，岩石裂隙不发育，不易渗入大量大气降水，为隔水层。玉龙山段（T1y2）-岩溶含水层上部为灰浅灰色薄至中厚层灰岩;夹浅紫色泥岩;下部为浅灰色薄层灰岩与板状泥灰岩。中部为灰色中至厚层灰岩。溶洞、裂隙发育。出露于矿区北东，厚度约130155m。该组地层露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育，含较丰富的岩溶裂隙水，为强含水层。九节滩段（T1y3）-隔水层以紫色、紫红色页岩为主，局部夹薄层泥质灰岩。出露

12、于整个矿区中部，厚度约280310m。该组地层岩石普遍抗风化能力较强，岩石裂隙不发育，不易渗入大量大气降水，为隔水层。下三叠统茅草铺组（T1m）-岩溶含水层岩性主要为浅灰色、灰色薄层至中厚层状灰岩、下部常夹泥岩，出露厚度大于200m，与下伏地层夜郎组呈整合接触。该组地层露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育，含较丰富的岩溶裂隙水，为强含水层。第四系（Q）- -弱含水层岩性主要为浮土、粘土、砂质粘土，表层为腐植层，厚010m。仅含微弱孔隙潜水。总体上该层为孔隙弱含水层。2.3 区域地下水的补、迳、排条件区内地下水主要为大气降水补给，大气降水至地表后，一部份以片流、面流的形式汇集于区内

13、沟壑排泄于矿区东部五马河内，另一部份通过裂隙、岩溶管道下渗补给地下水。受地形及构造制约，地下水主要沿南西北东流动，以五马河为排泄基准面。2.4 区域地质构造该区位处扬子准地台黔北隆起遵义断拱带，长岗复式向斜的西端北翼，区域内出露地层有二叠系（P）、三叠系 (T) 、第四系（Q）。区内地层呈南西倾斜的单斜构造产出，地层倾角为12-19左右，平均为15。在矿区内未发现有大的断裂构造,但是，仅矿区北部发育一条小的断层，断层的性质为正断层，走向71，倾向165，倾角75左右，断距约为30m左右。第3章 矿区水文地质条件3.1 矿区地形地貌矿区位于贵州高原北部，属贵州高原侵蚀、溶蚀及岩溶作用为主的中低山

14、、低中山地貌，次级地貌为河谷地貌，区内地势总体为南高北低、西高东低。最高点位于矿区北西部山头，海拔+1086m,最低点位于矿区东部五马河河床一带,海拔+450m,最大高差636m,一般高差150-200米。区内植被覆盖率低。3.2 地表河流区内地表水主要为五马河，其流经矿区北东，总体流向南东北西，流量约1000l/s，为矿区最低排泄基准面。3.3 矿区地质构造通过本次调查，矿区位于长岗向斜西端北翼，为一单斜构造，地层倾向南西，倾角1219，在矿区内未发现有大的断裂构造。总体而言，矿区构造简单。3.4老窑、采空区积水情况据实地调查，贵州仁怀新兴石联煤矿老窑、采空区积水情况如下：矿区上部有许多老窑

15、分布，由于老窑垮塌且无泄水通道，贮有大量积水，直接或间接地增大矿井涌水量，另外个别老窑井巷较深，开采年限较长，采空区较乱，老窑积水较多，矿山开采时，对老窑了解不够，探水困难，易引发井下充水事故，因此老窑积水对矿区威胁较大。矿区目前采空区主要集中在南部，采空区内目前积水较少，对煤层开采影响不大。但随着开采面积和深度的增大，采空区内积水随之增加也有可能导致矿井充水。 3.5 矿区含（隔）水层根据矿区地层岩性、构造特征，裂隙发育程度等情况，区内第四系松散层为孔隙水含水层；夜郎组九节滩段、沙堡湾段页岩和龙潭组细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层为相对隔水层；长兴组燧石灰岩、夜郎组玉龙山段

16、、茅口组灰岩为溶洞水含水层，富水性强。3.6地下水类型根据区域水文地质资料、地下水赋存状态、含水介质及其组合特征、水动力条件，将地下水分为三种类型：松散岩类孔隙水、碎屑岩裂隙水及碳酸岩类岩溶水三类。1）松散岩类孔隙水赋存于第四系残坡积物松散堆积层孔隙之中，主要分布于矿区地势相对平缓地带。其透水性差，含水性弱，分布零散，对矿山开采无影响。2）碎屑岩裂隙水赋存和运移于赋存于统龙潭组（P3l）泥岩与砂质泥岩、灰质泥岩，夜郎组沙堡湾段（T1y1）、九节滩段（T1y3）页岩为主的节理、裂隙中，其储集运移受节理裂隙的发育程度和风化强弱的控制，所以其富水性总体偏弱，对矿藏的充水影响较小。3）碳酸盐岩类岩溶水

17、指储集和运移于碳酸盐岩类的溶洞、暗河中的地下水。区内长兴组为燧石灰岩、夜郎组玉龙山段、茅口组为灰岩，是区内的主要含水层位。岩体中含水介质空间规模相对较大，地下水储集和运移条件好，含水丰富，动态变化大，为区内主要的地下水类型和含水岩组，分布于整个矿区范围之内。3.7 地下水补、径、排条件矿区位于区域水文地质单元补给区的位置，区内地下水主要为大气降水补给，大气降水至地表后，矿区西侧地表分水岭东面的地表水一部份以片流、面流的形式汇集于区内沟壑排泄于矿区东部五马河内，另一部份通过裂隙、岩溶管道下渗补给地下水。受地形及构造制约，地下水主要沿南西北东流动，以五马河为排泄基准面。第4章 矿井充水因素分析4.

18、1、矿井供水水源根据本矿井自身的特点和供水方案的优缺点，目前矿井以五马河河水作为矿井供水水源。4.2 充水水源1、大气降水：大气降水一部分以面流、片流、的形式向矿区东部五马河排泄。另一部分则通过碳酸盐类岩石（长兴组燧石灰岩、夜郎组玉龙山段、茅口灰岩等）发育的节理、裂隙、溶洞等渗入地下，间接向矿井充水。2、地表水对矿井充水的影响:矿区北东部的五马河河床常年水位标高（+450m）高于部分地段的煤层，当矿井开采450m标高以下煤层时，五马河可能通过构造、裂隙通道对矿井进行充水。3、老窑、采空区积水：、整个矿区老窑交多，由于老窑垮塌且无泄水通道，贮有大量积水，直接或间接地增大矿井涌水量，另外个别老窑井

19、巷较深，开采年限较长，采空区较乱，老窑积水较多，矿山开采时，对老窑了解不够，探水困难，易引发井下充水事故，因此老窑积水对矿区威胁较大。矿区目前采空区主要集中在南部，采空区内目前积水较少，对煤层开采影响不大。但随着开采面积和深度的增大，采空区内积水随之增加也有可能导致矿井充水。4、地下水：直接充水水源：顶板裂隙水：区内可采煤层共三层，即C5、C7、C12煤层，煤层间基岩含微弱裂隙水，在井巷掘进中沿煤层顶板裂隙进入矿井，是矿井的直接充水因素，水量不大。间接充水水源：上覆岩层充水：龙潭组上覆岩层为长兴组燧石灰岩、夜郎组玉龙山段灰岩岩溶含水层，溶洞、节理、裂隙发育，含水层中的地下水有可能会沿碳酸盐岩溶

20、管道向龙潭组基岩裂隙中汇集，最终导致煤层顶板充水。底板含水层充水：虽然C12煤层底板细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩具有一定的隔水性，但因为茅口组灰岩的顶板距C12煤层底板仅有20m，所以茅口组灰岩中岩溶水也可能导致矿井底板充水。4.3 充水途径1、人为采矿冒落裂隙未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。矿山在采矿活动中应特别注意。2、岩溶管道：该区岩溶发育，且具有方向性和规律性。4.4、水文地质类型通过上述分析，矿区内主要充水水源主要为大气降水、地表水通过裂隙通道对矿井进行充水、老窑及采空区积水和上覆岩溶水

21、即顶板裂隙水导致的顶板充水、底板岩溶水导致矿井充水。故本矿属于以岩溶-裂隙充水为主的矿床，矿区水文地质条件复杂程度为中等。水文地质勘查类型属二类二型。4.5 未来矿区水文地质条件变化趋势预测结合矿区地质构造、区域地表水系、矿井充水水源及充水途径等综合分析，在未来开采活动下，矿区水文地质条件将会产生变化如下：随着矿井的不断抽排水，矿区地下水水位将明显下降，水力坡度增加，进一步加速地下水的渗流速度。第5章 矿井涌水量及水文条件变化趋势预测5.1 矿井涌水量预测根据矿井现状开采面积、实际采深，未来矿区开采面积及开采深度，采用水文地质比拟法对涌水量进行预测。计算公式如下： 式中：Q -预测矿井涌水量，

22、m3/d；Q-已知矿井实际排水量，m3d；F -设计矿井开采面积，m2；F-己知矿井实际开采面积，m2；S -设计矿井开采深度，m；S-已知矿井实际采深，m；据实地调查，上述公式中分别取值为：Q=30，F=3.269km2F= 0.1174，S= 455，S=75，再结合上述公式，预测的矿井涌水量为：170（m3/d）经计算，170m3/d，此涌水量为矿井正常涌水量，其矿井最大涌水量以矿井正常涌水量的2倍计，则Qmax=2340m3/d。此数据仅以矿区北西部采掘巷道中，矿井抽排水数据作水文地质比拟所得，尚未包括顶板冒落裂隙与碳酸盐岩溶管道、断层破碎带连通，地下水位下降或断裂导水、顶、底板充水等

23、特殊水文地质条件下的矿井涌水量。5.2 矿区主要水患类型通过矿井充水因素、充水途径及矿井涌水量等综合分析，矿区范围内存在的水患类型主要为：1、大气降水充水；2、地表水通过构造、裂隙通道对矿井进行充水。3、老窑、采空区透水造成的矿井充水；4、上覆岩溶水充水及顶板裂隙水造成的顶板充水；5、底板岩溶水造成的底板充水；5.3 水患综合防治措施针对不同的水患类型，需采取相应的防治措施。1、针对大气降水：建议矿区北西部地表分水岭一线修建排水沟，将大气降水引入地表河流，即加速地表径流速度。2、针对老窑、采空区积水造成的矿井充水：建议矿方以矿区东部边界为界，向西侧外推40m预留保安煤住，并在井下修建蓄水池，应

24、根据实际涌水量的大小，井上配备相应能力的抽排水设备及备用的抽排水设备；当巷道掘进至采空区附近时，建议先探后采，先确定采空区内是否有水、水量大小、是否需要进行抽排水等，一定要先探明，再确定是否开采。3、由于矿井大部分地段煤层均在当地最低侵蚀基准面（+450m）之上，建议在开采+568m标高之下的煤层时，建议先探后采，以确保矿山安全生产。第6章 结论及建议6.1 结论1、通过本次工作，初步确定了贵州仁怀新兴石联煤矿属于以岩溶-裂隙充水为主的矿床，矿区水文地质条件复杂程度为中等。水文地质勘查类型属二类二型。2、初步确定向矿井充水的主要途径为：人工采矿冒落裂隙及断层破碎带。3、矿区主要水患类型为：大气降水充水、地表水通过构造、裂隙通道对矿井进行充水、老窑、采空区积水造成的矿井充水、上覆岩溶水和顶板裂隙水造成的顶板充水及底板岩溶水造成的底板充水。4、矿区总体为一个单斜地质构造，矿井正常涌水量 170m3/d, 矿井最大涌水量Qma340m3/d。6.2 建议1、因矿井水患具有突发性、危害程度大等特点，建议在今后的开采过程中,利用探水设备,先探后采。2、因老窑开采年限较长，采空区较乱，老窑积水较多，建议矿山开采时，对老窑是否需要进行抽排水等，一定要先探明，再确定是否开采。3、本次调查仅针对现有矿区范围及准采标高范围进行。若今后扩大矿区范围、延深准采标高，必须重新开展水文地质调查工作。