山东省济东煤田玉山煤矿矿井水文地质类型划分报告.docx
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1、山东省济东煤田玉山煤矿矿井水文地质类型划分报告章丘矿业有限公司玉山煤矿2010年05月山东省济东煤田玉山煤矿矿井水文地质类型划分报告编写单位:山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队项目负责:杨仁忠 编 写 人:杨仁忠 唐正睿 夏学生审 查 人:周绍智 曹启亮 李振峰总工程师:周绍智队 长:赵长河报告提交单位:章丘矿业有限公司玉山煤矿报告提交时间:2010年05月目 录前 言1第1章 矿井基本概况11.1 矿井所在位置、范围11.2 矿井四邻关系21.3 自然地理31.4 气象、水系3第2章 以往地质和水文地质工作评述42.1 矿井地质工作42.2 矿井水文地质工作4第3章 井田水文地质条件53.
2、1 区域水文地质条件53.2 含水层分布规律和特征53.3 隔水层分布规律和特征7第4章 矿井充水因素分析74.1 地表水系74.2 含水层与隔水层84.3 断层的含、导水性104.4 各含水层的补给条件及水力联系134.5 井田及周边老空区水分布状况14第5章 矿井涌水量的构成分析145.1 涌水量的构成145.2 矿井涌水情况145.3 主要突水点位置、突水量及处理情况15第6章 矿井开采受水害影响程度评价166.1 矿井开采水害影响程度166.2 矿井水害分析166.3 水害的防治措施17第7章 矿井防治水工作难易程度评价187.1 防治水措施187.2 防治水工作难易程度19第8章 矿
3、井水文地质类型划分198.1 划分依据198.2 矿井水文地质类型20第9章 矿井水文地质类型划分及防治水工作建议21附 图 目 录顺序号 图号 图 名 比例尺1 1 山东省济东煤田玉山煤矿水文地质图 1:5000前 言为加强煤矿的防治水工作,防止和减少水害事故,保障煤矿职工的生命安全,根据安全生产法、矿山安全法、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定、煤矿防治水规定等法律、法规要求,受章丘矿业有限公司玉山煤矿委托,山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队对章丘矿业有限公司玉山煤矿水文地质类型划分报告进行编制。第1章 矿井基本概况1.1 矿井所在位置、范围玉山矿区位于山东省章丘市曹范镇境内,北距
4、309国道(济南王村公路)3km,距胶济铁路枣园火车站14km,距章丘市政府驻地16km,距曹范镇1km左右。有简易公路通往枣园莱芜公路(09公路)并与309国道(济南王村)、106国道(济南青岛)及067公路(明水莱芜)相连接,交通方便。详见交通位置图(图1-1)。玉山煤矿位于章丘市的西南部,曹范镇北部,行政区划隶属曹范镇,东北距章丘市政府所在地明水镇16km,极值地理坐标东经11723381172537,北纬363736363844。2007年1月省国土资源厅下发的采矿许可证号:采矿许可证证号为3700000720014,有效期3年(2007年1月至2010年1月)。鲁国土资字200632
5、8号文批准的井田边界由10个拐点圈定,拐点坐标见表1-1,井田面积约3.549km2。图1-1 交通位置示意图表1-1 矿区范围拐点坐标表点号XY点号XY14057320.0020535230.0064055535.0020536037.0024056850.0020535280.0074055535.0020538185.0034056850.0020535660.0084056740.0020537430.0044055236.0020535437.0094056657.0020536448.0054055216.002056006.00104057319.0020536631.00标高:
6、+30-228m备注:采用北京54坐标系。1.2 矿井四邻关系相邻矿井有原于家埠煤矿、翟家庄煤矿和原高家埠煤矿,与本矿井属同一水文地质单元,水文地质条件相似。相邻矿井同时开采,同时长期疏水,使各含水层水位明显下降,能够起到了疏水降压的作用。但是现在三个矿井全部闭坑,因此应该注意预防关井后的古空区积水但对本矿井煤层开采的潜在威胁。翟家庄煤井(原埠村公司一号煤矿)为设计3万吨的小型矿井,以亭山断层相隔,主采3、4、9、10-1煤层,3、4层煤已开采完毕,9、10-1煤也已开采饴尽,现已关闭。该矿与其南的玉山一号煤矿和其西的玉山三号煤矿为断层相隔,属同一水文地质单元,水文地质条件相似。翟家庄煤矿开采
7、下组煤矿井正常涌水量在80m3/h左右。其长期对各含水层疏水,已使各含水层水位明显下降,对本矿开采下组煤起到了疏水降压的作用。埠村煤矿为翟家庄煤矿的东邻煤矿,目前开采3、4、9、10-1煤层,与本矿区亦属于同一水文地质单元,水文地质条件也十分相似。埠村矿开采正常矿井涌水量在400m3/m,最大涌水量为600m3/m。其上下煤层的开采对本矿区各煤层的充水含水层同样起到疏水降压的作用。1.3 自然地理矿山地处丘陵区。井田内地势西高东低,地面标高+130+247m,相对高差117m。井田西部分布两座剥蚀残丘:北为黄旗山、南为青旗山,标高分别为213.6m、247.0m。1.4 气象、水系本区属北温带
8、半湿润大陆性季风气候区,四季分明。年平均气温12.8,每年68月气温最高、平均2527,12月至翌年2月气温最低、平均-0.8-3.2。结冰期为12月至翌年3月,冻土深度1049。春夏季多东风、东南风,秋冬季多东北风、西北风、北风,最高风速18m/s。多年平均降水量610.4mm;降水集中在每年7、8月份。亭山水库为井田内最大的地表水体,常年积水,水位标高最大值+134m。井田内无河流,地表冲沟发育,大气降水径流通畅。距离井田最近的河流为巴漏河,位于井田东部约5km,历史最高洪水位+131.54m(1935年7月),最大流量900m3/s。第2章 以往地质和水文地质工作评述2.1 矿井地质工作
9、由于地质勘查程度低,钻孔太少,所以矿山生产是按“边采边探,探采结合”的原则进行的。矿井建成投产后,矿井地质工作主要为巷探。在开拓和采准过程中,及时统计各类巷道和采区所见煤层厚度,编制相应的地质资料,用以指导矿井生产。2.2 矿井水文地质工作根据建井和生产实际情况,按照矿井水文地质规程要求,进行了矿井水文地质工作。对矿井涌水量进行了观测和施工底板钻孔进行,基本掌握了矿井涌水动态,底板的岩性组合、富水性、隔水层厚度, 以及采动条件下矿井充水水源、涌水补给途径、各含水层之间的水力联系;对掘进巷道和回采工作面积极开展了探放水、水情水害分析和预测预报工作,在掘进时,严格执行“有疑必探,不探不掘”的原则,
10、从而确保了矿井安全生产。第3章 井田水文地质条件3.1 区域水文地质条件玉山矿区位于济东煤田的东南部。整个济东煤田为一走向近东西,向北倾斜的水文地质单斜构造。东界为禹王山断层(走向近SN,西升东降,落差在1000m左右)。禹王山断层以东为侏罗系粉砂岩与砂质泥岩互层,导水性和富水性均较差,与煤田内各含水层基本无水力联系。西至济南以东,煤田走向长约80km。地层出露由南向北为前震旦系、寒武系、奥陶系灰岩,组成中低山区,最高点标高800余米,构成煤田南部地表分水岭。煤田中部为上二叠统地层组成的低山残丘,多呈孤山分布,区内重要河流为小清河、巴漏河、绣江河等水系,由南向北流入小清河,巴漏河只在雨季起排洪
11、作用,常年多干涸,以上水系由南向北流入黄河。区内主要断裂从东向西有:禹王山断层、宋家庄、明水、文祖、亭山、郭店、卧牛山等断层。这些断层多呈NE及NW向,倾角在75左右,将整个煤田切割为若干地堑、地垒块段。其中明水断层导水性强,并形成白脉泉、眼明塘等上升泉群,泉水汇成绣江河,水质清冽可口,现今由于工农业用水,大量超采地下水,导致泉水几乎干涸。3.2 含水层分布规律和特征1、中奥陶统灰岩含水层厚度大于800m左右,共分六段,其中顶部(第六段)厚约100m,含水丰富。其下的第五段多夹泥质灰岩,厚约7080m,含水较小。第四段厚约100m,质纯,含水亦较丰富,第四段及以下灰岩含水层对矿井生产无影响,故
12、不赘述。奥陶系灰岩在煤田南部广泛出露,组成中低山区,直接接受大气降水补给。其中第六段在历城、平陵城西芦及明水一带岩溶裂隙较发育,地下水流向受构造制约,由西南向北东流动,在平陵城白谷堆、明水一带形成上升泉群。奥陶系灰岩含水层补给条件好,动储量极为丰富,矿井开采下部煤层受其严重威胁。2、月门沟群太原组灰岩含水层煤田内太原组含灰岩六层,分别为徐家庄灰岩、一灰五灰。徐家庄灰岩厚6m10m,一般在8m左右,下距奥灰含水层20m左右,在构造发育地段两者可直接接触,因此徐灰与奥灰具有密切的水力联系。徐灰上距煤10-1约30m左右,在构造破坏地段对其开采影响较大。一灰五灰在煤田南部有隐伏露头,浅部岩溶裂隙发育
13、,接受第四系沙砾层水补给,为矿井的直接充水因素。向深部岩溶裂隙迅速减弱,对矿井生产影响较小。3、月门沟群山西组砂岩含水层山西组煤3、煤4顶板均发育中细粒砂岩,有时为粗砂岩,总厚30m左右,为裂隙承压含水层,为煤3、煤4开采的直接充水含水层。4、第四系砂砾层含水层第四系广布煤田内,厚度数米数十米,岩性主要为砂土、砂砾石、砾石等透水性好,直接接受大气降水补给,是煤田内各含水层的重要补给水源。3.3 隔水层分布规律和特征1、二叠系下统山西组中上部:厚45m左右,多由粘土质页岩、粘土页岩及互层砂页岩组成。2、上石炭统太原组(C2-P1yT)五灰层位上下:厚25m左右,为砂质页岩、页岩、泥岩等组成。3、
14、太原组(C2-P1yT)四灰之上,厚17m左右,砂质页岩为主。4、太原组煤10-1之上,厚9m左右,砂质页岩组成。5、中石炭统本溪组徐家庄灰岩与奥灰之间,均为铝土岩、砂质页岩,以铝土岩为主。煤4其底板距离五灰的顶板25m,其中有泥岩、泥质粉砂岩隔水,对煤层开采影响不大。煤层顶板距离石盒子组砂岩裂隙含水层50m左右,期间夹泥岩隔水层多层。以上煤系地层中的各含水层之间均有不透水层或弱透水层隔开,所以在岩层正常的情况下,上下含水层水力联系较弱。第4章 矿井充水因素分析4.1 地表水系玉山煤矿位于济东煤田西南部,井田属丘陵地貌,地势西高东低;井田内除北部有一处小水库外,地表无大的水系,冲沟较发育,径流
15、条件好。亭山水库常年有水,附近各煤井抽出的地下水,全部排人该水库。4.2 含水层与隔水层本矿区主要可采煤层有4层,即3、4、9、10-1层煤。3、4层煤已开采完毕,目前开采9、10-1层煤,3、4层煤位于山西组,直接充水含水层为3、4层煤顶底板砂岩,9层煤直接顶板为一灰,二灰和一灰相距1015m,9煤开采亦可影响到二灰,因为9、10-1层煤开采的主要充水含水层为一灰和二灰。9煤底板尚发育一至数层薄层中细粒砂岩,含水微弱,对矿井生产无影响。对矿井生产有间接影响的含水层尚有:第四系砂砾层、徐家庄灰岩、奥陶系灰岩。对以上直接充水含水层及间接充水含水层特征,各含水层之间隔水层隔水性能叙述如下:(一)直
16、接充水含水层1、山西组砂岩含水层为3、4层煤开采的直接充水含水层。山西组含砂岩层较多,其中3煤顶板发育一至数层中细粒砂岩,有时为粗砂岩,总厚度在20m左右,裂隙较发育,为裂隙承压含水层,与3煤相距05m,间隔粉砂岩或泥岩,矿井生产开采3层煤时,涌水量一般在2030m3/h。涌水较为稳定。该层砂岩在浅部露头接受第四系砂砾层水补给。3、4煤层之间亦发育一至数层中细粒砂岩,裂隙较发育,为裂隙承压含水层,厚度可达10余米,亦是3、4煤开采的直接充水含水层。2、第一层石灰岩含水层为9煤顶板,在本区厚3.004.50m,一般在3.88m左右,据邻区抽水资料,水质类型为SO4Cl-CaMg型水。一灰含水层单
17、位涌水量在0.0026.49L/sm,渗透系数1.5618.31m/d,富水性极不均匀,可由弱含水层变化强含水层。在本矿区于家埠、宋家埠、玉山煤矿均开采10-1层煤,矿井涌水量一般在3060m3/h,由于矿井生产,目前该含水层水位已降至-100m左右水平。3、第二层石灰岩含水层位于9层煤之上,下距9煤12m左右,灰岩厚1.303.60m,一般在2.50m左右,岩溶较发育,钻孔揭露该层灰岩均有不同程度的漏水现象。含水性中等至较弱,目前矿井以开拓至-220水平,顶板岩溶水已基本疏干,因此对9煤开采无充水危害。(二)间接充水含水层1、第四系砂砾层含水层广布于矿区范围内,厚度015m,为冲积洪积物,中
18、下部为砂砾石层,为孔隙含水层,直接接受大气降水补给,含水丰富。该含水层可通过煤系中各含水层露头及构造带补给煤系各含水层,故对矿井涌水有间接影响。2、本溪组徐家庄灰岩位于煤10之下,上距煤10-1平均 35m左右,下距“奥灰”20m左右。厚6.0010.26m。岩溶裂隙发育,富水性中等到强。开采煤10-1时,由于水压及底板采动影响,在隔水层较薄或构造薄弱带,可能造成底板突水;为煤10-1开采的间接充水含水层。目前水位标高约+50m左右。原玉山一号煤矿,在开采煤10至-90m巷道时,曾遇断层发生“徐奥水”突水,淹没矿井事件,因此应引以为戒。3、奥陶系灰岩含水层奥陶系灰岩为煤系基底。据区域资料,其厚
19、度在800m左右,其上部层段岩溶裂隙发育,富水性极强。本区奥灰上距徐灰20m左右,在构造破坏地段,两者水力联系密切。对开采太原组下部煤层,尤其是10-1层煤危害较大。(三)隔水层以上各含水层间都有粉砂岩、泥岩等隔水层。五灰顶板有一层海相泥岩,局部相变为粉砂岩,厚度达10余米,全区稳定,隔水性良好。因此,山西组裂隙砂岩水与其下的太原组灰岩含水层无水力联系。太原组各薄层灰岩之间,也夹有粉砂岩、泥岩等隔水层,正常情况下其相互之间无水力联系。一灰至10-1煤,平均厚约30m,为主要隔水岩层,因此一灰对10-1煤开采影响并不大。4.3 断层的含、导水性区内控制性断层以近SN向为主,玉山煤矿井下揭露的断层
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