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荔波县巴合煤矿(北块段)矿井水文地质调查报告贵州省黔美基础工程公司二〇一四年三月荔波县巴合煤矿(北块段)矿井水文地质调查报告拟编王力军审核曹孙炳制图王力军总工程师王力军总经理王先立证书类型水文地质、工程地质、环境地质调查丙级证书编号52200811500027报告编制单位贵州省黔美基础工程公司报告提交时间二〇一四年三月目录TOC\o1-2\h\z\u第一章概况-1-第一节目的-1-第二节任务-1-第二章矿井及井田概况-2-第一节矿井及井田基本情况-2-第二节矿井位置与交通-2-第三节地形地貌-4-第四节气象、水文-4-第五节地震-4-第六节矿井排水设施能力现状-5-第三章以往地质和水文地质工作评述-6-第一节以往地质和水文地质工作-6-第二节以往地质和水文地质工作评述-6-第三节本次工作情况-6-第四章地质概况-8-第一节地层-8-第二节构造-8-第五章区域水文地质-11-第六章井田水文地质-13-第一节井田边界及其水力性质-13-第二节含水层-13-第三节隔水层-14-第四节矿井充水条件-14-第五节井田及周边地区老窑水分布状况-16-第六节矿井充水状况-16-第七章对矿井开采受水害影响程度和防治工作难易程度的评价18-第一节对矿井开采受水害影响程度的评价-18-第二节对矿井防治水工作难易程度的评价-18-第八章矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议-20-第一节矿井水文地质类型的划分-20-第二节对防治水工作的建议-20-第一章概况第一节目的近年来,我省小煤矿水害事故频发,造成了一定的人员伤亡及经济损失为加强对煤矿水害防治工作的监管,督促各矿做好水害防治工作,有效避免煤矿水害的发生,2007年贵州省煤炭管理局、贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局三个部门联合下发《关于加强小煤矿水害防治工作___》(黔煤办字
[2007]37号)文件,要求在全省各地方煤矿进行水文地质调查,2009年____生产监督管理总局第28号令颁布了《煤矿防治水规定》,贵州省予以转发,2011年4月贵州省安监局颁发了《关于开展全省煤矿瓦斯和水害防治技术会诊___》(黔安监办
[2011]54号)的文件,要求对全省煤矿的水害进行排查,补充完善水文地质资料,为防治水方案提出确切的依据,杜绝水害发生受荔波县巴合煤矿委托,贵州省黔美基础工程公司对荔波县巴合煤矿开展水文地质调查工作,其目的是结合原有矿井水文地质资料及近几年生产变化情况,进一步查明矿井因生产开采而影响变化的水文地质条件及矿井充水因素,预测矿井涌水量,为矿井建设和安全生产提供水文地质资料第二节任务此次调查的主要任务是
1、收集矿区以往勘探资料及矿井开采及采空区的有关资料;
2、调查矿区气象、水文及地形地貌等自然地理情况;
3、调查矿井井界范围内及以外100m内老窑老硐、废弃井巷的位置,开采范围、开采年限,并对积水情况进行预测;
4、调查矿界内水文地质条件,特别是含水层和隔水层特征,断层富水、导水性;
5、分析充水因素,论述充水特征;
6、划分矿井水文地质类型;
7、对矿井涌水量进行分析预算,并实地进行矿井涌水量观测,提出矿井防治水方案;
8、提交矿井水文地质调查报告及相关图件第二章矿井及井田概况第一节矿井及井田基本情况荔波县巴合煤矿属扩界扩能煤矿,根据贵州省国土资源厅2008年7月颁发的荔波县巴合煤矿采矿许可证副本(证号5200000820617)荔波县巴合煤矿生产规模为15万吨/年矿井名称为“荔波县巴合煤矿”,为国营企业井田呈不规则形状,__
4.5887km2,开采深度+650~+250m标高巴合煤矿始建于1985年,1998年贵州工业大学勘察设计研究院为巴合矿井作了《开采方案设计》,采用斜井开拓方式,设计生产规模3万吨/年巴合煤矿于2005年进行了技改开采方案设计(9万吨/年),于2005年编制了安全预评价(9万吨/年)2008年7月贵州省国土资源厅颁发了荔波县巴合煤矿采矿(证号5200000820617),设计生产规模15万t/a第二节矿井位置与交通巴合煤矿位于荔波县东部水尧乡境内,行政区划属荔波县水尧乡所辖矿区位于荔波县东部水尧乡境内距水尧乡3公里,荔(荔波)三(三都)公路从矿区西部通过距荔波县城15公里,距离平寨火车站23公里交通运输条件较为方便矿区位置详见图1-2矿区范围由15个拐点坐标圈定(见表1-1),矿区地理坐标为东经107°59′47″—108°01′25″,北纬25°25′10″—25°26′49″矿区__
4.5887km2,开采标高+650m~+250m巴合煤矿矿区拐点直角坐标如表2-1表2-1巴合煤矿矿区范围拐点坐标表拐点XY拐点XY1281532036501270928133803649965022814730365013701028130653649975532814670365015501128____0365008604281356036502580122813270365013805281356036501390132813270365032006281444036501020142814800365023907281470036500610152815625365020808281450036499980__及开采标高:__:
4.5887km2开采标高:650—250m第三节地形地貌巴合煤矿矿区地处贵州高原南部边缘与广西丘陵盆地过渡地带地势南西高北东低,属低中山丘陵地貌,山脉总体走向北东东向矿区内煤系地层出露地段之外地形较陡,煤系地层出露地段地形较缓,居民点分布少含煤地层多被第四系坡积物覆盖区__形最高点位于北部1号拐点山顶,标高+
906.5m,最低点位于矿区南部,标高+645m左右,最大相对高差260m第四节气象、水文
一、气象煤矿所在区域属亚热带湿润季风性气候区年平均气温为
18.3℃,日最高气温为
39.4℃,最低气温为-
6.7℃最热为7月,月平均气温为
26.40℃;最冷为1月,月平均气温为
6.4oC年平均降雨量
1325.5mm,最大降雨量达
1846.5mm;干旱年降雨量
960.4mm;每年5~9月为丰水期,占年降雨量的80%以上,年平均蒸发量为1250mm年平均相对湿度为81%灾害性天气主要有春旱、夏旱、夏暴雨、秋绵雨、倒春寒、冰雹、凝冻等
二、水文矿区__表水系属珠江上游柳江水系樟江支流,区内无常年性河流、水库等地表水体,仅有季节性冲沟发育,大气降水后,部分集中于冲沟中,由碳酸盐岩高地向溶蚀洼地排泄,部分以片流的形式运动,渗入地下转化为地下水总之矿区地表水不发育没有大的地表水体多为雨源型短冲沟水,从落水洞口转入地下以暗河、伏流的形式排出矿区地表水大多为雨源型“V”型冲沟水,冲沟流程短,水量较小图2-2巴合煤矿矿井区域水系分布示意图第五节地震据《中国地震动参数区划图(GB18306-2001,1∶400万)》,本矿区地震烈度为Ⅵ度,据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),抗震设防烈度为Ⅵ度,设计基本地震加速度值为
0.05g第六节矿井排水设施能力现状据调查,在北翼块段+421m水平副井底车场附近设有水泵房及主、付水仓各一个,水泵房采用锚喷支护,净断面为
7.0m2,掘进断面
9.5m2,主泵房长度30m;水仓采用砌碹支护,净断面为
5.0m2,掘进断面
7.0m2,主水仓长度70m,容量350m3,副水仓长度50m,容量250m3井底水泵房选用矿用节能型离心式水泵D46-50×7型水泵3台,一台工作,一台检修,一台备用水泵扬程
322.7m,流量55m3/h,选用配套电机功率为75kw、660v防爆电机3台其中正常涌水量时,一台泵工作,二台泵备用;最大涌水量时,二台泵工作,一台泵检修;采用无底阀排水主机生产厂家配套供给电控设备在进风行人斜井安设两趟直径100mm的无缝钢管作为井底水仓排水管路见矿井充水性图(附图3)第三章以往地质和水文地质工作评述第一节以往地质和水文地质工作
一、1957年西南地质局558队在区内进行过煤矿普查工作,提交《贵州瓮安、都匀、荔波等地区煤田地质普查报告》
二、1959—1964年贵州省地质局区域地质调查队开展120万(溶江幅)区域地质调查、取得了地层、构造和矿产区域性系统地质资料、提交120万溶江幅区域地质、区域矿产调查报告
三、1969年广西第九地质大队组织踏勘1970年5月至1974年3月进行煤田地质勘探工作、并于1974年9月提交《贵州省荔波县茂兰煤田地质勘查报告》
四、1976至1978年,广西第
一、
六、九地质大队在区内进行过煤田地质勘探工作,并于1979年11月提交有《贵州省茂兰煤田补充勘探地质报告》
五、2004年9由贵州省的色地质勘查总局物化探总队进行了储量核实工作、提交了《贵州省荔波县巴合煤矿资源\储量核实报告》
六、2006年8月由贵州省鑫能煤炭__有限公司提交的《贵州省荔波县巴合煤矿延续开采利用方案》本报告利用了上述成果的部份资料第二节以往地质和水文地质工作评述本次工作仅收集到的地质资料,包括可采煤层资料、《贵州省荔波县巴合煤矿生产地质报告》和《贵州省荔波县巴合煤矿资源/储量核实报告》及《荔波县巴合煤矿(
15.00万t/年)开采方案设计(变更)说明书》等资料,其完整性、可靠性好第三节本次工作情况我单位接受委托后,组织了有关专业技术人员,于2012年3月9日至3月10日对该矿进行了水文地质调查本次调查按照《矿井水文地质规程》、《煤矿防水治水规定》及地方煤炭管理部门的相关要求进行,收集荔波县巴合煤矿区域范围内水文地质资料及生产地质资料,使用矿方提供的井上井下对照图和生产报告的地质成果,修测了水文地质填图内容,采用GPS定点、定位,CAD软件成图,完成矿区范围及其矿界周边的水文地质调查工作具体工作量包括调查__约
4.6km2,调查包括老硐、溪沟等,详见附图1本报告利用了上述成果的部分资料,得出的工作成果包括编写《荔波县巴合煤矿矿井水文地质调查报告》文本一份,绘制《荔波县巴合煤矿矿井水文地质调查报告》附图4张通过上述工作取得的基础资料,基本满足本次提交报告的需要第四章地质概况第一节地层
一、区域地层区域出露地层为石炭系(C)、第四系(Q)由老至新描述于下
(一)石炭系
1、石炭系下统汤巴沟组(C1t)浅灰、灰色中至厚层状石英砂岩、砂岩与粘土岩互层,夹煤线底部深灰色中厚层状灰岩、燧石灰岩夹泥灰岩厚350—550m
2、石炭系下统旧司组深灰、灰黑色薄层含煤粘土岩、砂岩、灰岩、硅质岩按岩性组合特征分三段
①第一段(C1j1)深灰黑色中厚层状灰岩、泥灰岩及粘土岩,顶部夹少量砂岩厚66~120m
②第二段(C1j2)深灰、浅灰色砂岩、石英砂岩与粘土岩互层,夹煤层(线)及少量砂岩厚30—125m
③第三段(C1j3)灰、深灰色中厚层燧石灰岩、泥灰岩夹粘土岩、砂岩厚32—206m
3、石炭系下统罗城组(C1l)上部灰色薄层至中厚层状灰岩夹少量泥灰岩、粘土岩及粉砂岩、顶部夹白云岩下部灰色中厚层灰岩中夹瘤状灰岩,底部夹砂岩厚73—125m
4、石炭系中下统大埔组(C1-2d)上部浅灰色厚层白云岩夹灰岩,下部灰色中厚层状白云岩夹灰岩厚160—200m
5、石炭系中统黄龙组(C2h)灰色、灰白色厚层块状灰岩厚大于200m
(二)第四系(Q)分布零星,岩性为泥砾、砂砾、粘土及砂、砾石等残积及冲积层厚0~8m
二、矿区地层矿区钻遇和地表出露地层为下石炭统旧司组(C1j)、罗城组(C1l)、大埔组(C1-2d)、黄龙组(C2h)及第四系(Q)由老至新简述如下
(一)石炭系
1、石炭系下统旧司组深灰、灰黑色薄层含煤粘土岩、砂岩、灰岩、硅质岩按岩性组合特征分三段
①第一段(C1j1)深灰黑色中厚层状灰岩、泥灰岩及粘土岩,顶部夹少量砂岩厚66~120m
②第二段(C1j2)深灰、浅灰色砂岩、石英砂岩与粘土岩互层,夹煤层(线)及少量砂岩厚37—125m
③第三段(C1j3)灰、深灰色中厚层燧石灰岩、泥灰岩夹粘土岩、砂岩厚32—206m
2、石炭系下统罗城组(C1l)上部灰色薄层至中厚层状灰岩夹少量泥灰岩、粘土岩及粉砂岩、顶部夹白云岩下部灰色中厚层灰岩夹瘤状灰岩,底部夹砂岩厚73—125m
3、石炭系中下统大埔组(C1-2d)上部浅灰色厚层白云岩夹灰岩,下部灰色中厚层状白云岩夹灰岩厚160—200m
4、石炭系中统黄龙组(C2h)灰色、灰白色厚层块状灰岩厚大于200m
(二)、第四系(Q)分布零星,岩性为泥砾、砂砾、粘土及砂、砾石等残积及冲积层厚0~8m第二节构造
一、区域构造区域大地构造位置属于扬子准地台黔南台陷贵定南北向构造变形区南侧,构造形迹主要表现为近隔槽式褶皱为特征巴合煤矿位于茂兰向斜西翼中部巴合井田(广西壮族自治区第九地质队,1974年),总体为向南东倾斜的单斜构造
二、井田构造
1、褶皱矿区位于区域上茂兰向斜西翼中部,向斜轴向NNE向,矿区__层呈单斜构造岩层倾向100~135°,倾角8~15°,出露最老地层为旧司组第二段(C1j2)、第三段(C1j3),罗城组(C1l),大埔组(C1-2d),黄龙组(C2h)
2、断层矿区内南西部,发育一条近北东向的断层,该断层呈北东向展布,区内延伸
3.00km,断层沿北东方向断距逐渐变小断层北西盘地层产状较缓,倾向南东,倾角6-8°;断层南东盘岩层产状较陡,倾向南东,倾角8-15°,断层倾向南东,倾角36°-45°,断层切错旧司组、罗城组地层,上盘地层相对下盘下降,垂直最大断距约30m左右,为逆断层,对矿区煤层连续性有直接影响图4-1巴合煤矿区域地质构造示意图第五章区域水文地质区__形以剥蚀型山地为主,内部多凹地和缓坡,境内碳酸盐类岩石分布广泛,岩溶地貌如岩溶洼地、落水洞、溶斗、岩溶潭、岩溶大泉等分布普遍,见图5-1区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩三大类,松散岩类孔隙水、基岩裂隙水及碳酸岩类岩溶水图5-1巴合煤矿区域水文地质示意图
一、地下水类型及其富水性矿区__下水类型有岩溶水和基岩裂隙水,含水岩组分述如下岩溶水包含石炭系中统黄龙组(C2h)、中下统大埔组(C1-2d),富水性强,地下水化学类型为HCO3—Ca和HCO3—Ca.Mg型岩溶裂隙水石炭系下统罗城组(C1-2z)及旧司组第三段(C1d3)该层富水性不均一,总体富水性较弱,局部富水性中等基岩裂隙水包含石炭系下统旧司组第二段,富水性弱,局部富水性中等
二、区域地下水的补给、迳流、排泄条件大气降水是地下水的主要补给来源,动态受降雨影响明显,变化幅度较大根据区域资料,黄龙组(C2h)与大埔组(C1-2d)岩溶较发育,地表见有较多的岩溶封闭洼地、落水洞及漏斗等,大气降水以集中补给为主,即在封闭洼地汇水区内的大气降水均通过其落水洞集中进入地下补给地下水,其次为面状补给,即通过风化裂隙渗入补给地下水,地下水接受补给后,主要由北西向南东径流,排泄于落水洞
三、地下水动态地下水动态变化与大气降水关系密切,地下水丰、枯水期与雨、旱季相对应每年5月下旬地下水流量、水位开始回升,6~9月为高值期,其间流量、水位出现2~3次峰值,10~12月进入贫水期,随后流量、水位明显衰减,直到第二年
3、4月份达到最低值第六章井田水文地质第一节井田边界及其水力性质矿区地处贵州高原南部边缘与广西丘陵盆地过渡地带地势南西高北东低,属低中山丘陵地貌,山脉总体走向北东东向矿区内煤系地层出露地段之外地形较陡,煤系地层出露地段地形较缓,居民点分布少含煤地层多被第四系坡积物覆盖区__形最高点位于北部1号拐点山顶,标高+
906.5m,最低点位于矿区南部,标高+645m左右,最大相对高差260m矿区__表水系属珠江上游都柳江水系樟江支流,区内无常年性河流、水库等地表水体,仅有季节性冲沟发育,大气降水后,部分集中于冲沟中,由碳酸盐岩高地向溶蚀洼地排泄,部分以片流的形式运动,渗入地下转化为地下水矿区地表水不发育没有大的地表水体,多为雨源型短冲沟水,从落水洞口转入地下以暗河、伏流的形式排出矿区地表水大多为雨源型“V”型冲沟水,冲沟流程短,水量较小综上所述,本区降水丰富,地表水往往由冲沟汇聚成积极性小河或在洼地聚集,煤层开采时若发生冒顶或其他原因使顶板遭受破坏后,地表水往往会注入井下,如在雨季暴雨时可能会大量涌入本区地层产状平缓,煤层埋藏较浅,加上煤层顶板岩层均有不同程度的分化,采煤时容易发生冒顶等破坏隔水层第二节含水层矿区出露的地层分别为第四系(Q)、石炭系中统黄龙组(C2h)、石炭系下统大埔组(C1-2d)、石炭系下统罗城组(C1l)、石炭系下统旧司组第三段(C1j3)及石炭系下统旧司组第
一、二段(C1j1-2),现由老至新分述如下
1、第四系(Q)多分布于斜坡脚、冲沟及沟底地段,岩性主要为粘土,混风化岩块及碎石、角砾,厚度极不均一厚度为0~8m,一般小于6m地表调查中,未见泉水点出露该层具透水性,一般不含水,仅季节性含水,且富水性弱,为弱含水屋
2、石炭系中统黄龙组(C2h)分布于矿区以东及__,岩性主要为中厚—厚层状灰岩,含裂隙水、溶洞水、层间水,富水性强,为强含水层
3、石炭系下统大埔组(C1-2d)分布于矿区中部,主要为中—厚层状白云岩夹灰岩,厚160-200m含裂隙水、岩溶水、层间水,富水性强,为强含水层
4、石炭系下统罗城组(C1l)分布于矿区中部,其岩性为中厚状层灰岩夹泥灰岩、粘土岩、泥质粉砂岩、砂岩,顶部夹白云岩含裂隙水,富水性较好,导水性较差为中等含水层
5、石炭系下统旧司组第三段(C1j3)广泛分布于矿区东北部,主要为燧石灰岩、泥灰岩夹泥质粉砂岩、粘土岩等含裂隙水,富水性较好,导水性较差为中等含水层第三节隔水层石炭系下统旧司组第
一、二段(C1j1-2)为含煤岩系,主要为砂岩、石英砂岩与粘土岩、泥灰岩互层夹灰岩及煤层等该层含裂隙水,补给源为大气降水,具“当地补给,当地排泄”特点,补给条件差,富水性弱,导水性差,为相对隔水层第四节矿井充水条件
一、充水水源通过对巴合煤矿矿区范围__表和井下的调查,矿界范围内无河流、水库等大型地表水体,矿井充水水源主要为地下水和老巷积水,其次为地表冲沟水
1、地表冲沟水区内可采煤层位于北西向展布的缓坡及冲沟口,季节性的冲沟水沿途接受泉水及煤窑水、山坡紊流的补给,雨季还有较大__大气降水汇入,水量较大,这些冲沟多位于含煤地层露头地带,冲沟附近的网状、脉状裂隙密集,它们与煤层风化、氧化带直接接触,冲沟水可能沿风化裂隙、老窑及原矿井浅部采空区渗入或突入矿井,为矿井开采的直接充水水源
2、第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系,含水性弱,加之厚度不大,蓄水量有限,对煤矿开采影响小
3、旧司组弱裂隙含水层该组主要为碎屑岩,富水性总体微弱,在构造裂隙带及应力破坏影响的地段,含水量相对较大,矿床开采到这些地段,矿井涌水量会比正常涌水量大该组为矿床开采的直接充水水源
4、采空区积水该煤矿已经过20余年的开采,形成大__的采空区由于旧司组以砂岩、泥岩为主,深部风化裂隙弱,有一定的隔水作用,使采空区容易形成积水现矿山建新系统,老系统已关闭,矿井采空区已积满水按目前调查的矿井涌水量(枯水期360m3/d、丰水期1200m3/d、平水期400~600m3/d)计算,老矿井废弃后1年内可能积存老窑水
1.3~
4.4万m3,是拟开采矿段头上的最大水患,可能成为矿井直接突水水源
二、充水通道
1、岩石天然节理裂隙矿区内的直接充水层位旧司组含煤地层在接近地表附近,岩石风化节理、裂隙很发育,而深部沿构造节理、裂隙发育成岩溶管道,它们是地下水活动的通道,并沟通上覆含水层与含煤地层的水力__
2、人为采矿冒落裂隙采煤活动产生大量的采矿裂隙,可采煤层的顶板和底板均为软弱岩组,矿井及采空区易坍塌,地压对围岩破坏严重,易引发突水通道
3、断层破碎带矿区次生小规模断层发育,破坏了地层的完整性、连续性,降低了岩石的力学强度,塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强,刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性,可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水,加之未来矿床开采中,人工采矿裂隙大量出现,改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场,地表水、地下水更可能沿断裂带进入矿井
4、老窑采空区矿区内老巷众多,其废弃采面或巷道会形成老窑积水、采空区积水,部分老窑成为地表水进入矿井的通道
三、充水方式由于矿井直接充水含水层露头分布广,接受大气降水补给强烈,为中等~弱含水层,充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主,规模一般不大,少量为老窑、采空区巷道导水,因此目前矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主;矿井进一步向深部开采后,有从上部采空区积水及下部承压水突水的可能第五节井田及周边地区老窑水分布状况经过调查走访,目前矿区内老硐已全部废弃或封闭,井口垮塌,无法取得详细资料,__及储水空间不明确依据当地村民及其矿方工作人员的介绍,老硐的采空__一般都不大,掘进深度浅,存在一定的积水,对煤矿的开采有一定的影响;煤矿采空区为K2煤层采空区,__约1650512m2,采空区高度按K2煤层平均厚度
1.1m计,采空30%计,估算储水空间为544669m3,对煤矿的开采存在一定的威胁第六节矿井充水状况
1、根据巴合煤矿近期建设生产过程中测定,正常涌水量为15m3/h,最大涌水量为50m3/h根据矿床水文地质条件及其开采矿坑充水因素分析,选择水文地质比拟法,预测其矿区正常与最大涌水量其公式如下Q=F×KFQ—矿井涌水量(m3/h);F—预算__(m2);KF—单位__含水率(m3/h.m2)荔波县巴合煤矿现采空区__约1650512m2,由此求得正常时KF为
9.09×10-6m3/m2;最大时KF为
3.03×10-5m3/m2根据上述公式预算,矿区涌水量Q正常=F×KF=4588700m2×
9.09×10-6m3/m2=42m3/h=1008m3/d;Q最大=F×KF=4588700m2×
3.03×10-5m3/m2=139m3/h=3336m3/d根据前述生产矿井及相关结果,预测出矿区矿坑正常涌水量为1008m3/d,最大涌水量为3336m3/d以上矿井涌水量是在正常情况下预算得出,暴雨季节坑道涌水量瞬时值可能突破上述预算数据,同时该涌水量没有考虑因矿井不断开采后水文地质条件的改变及裂隙扩张、矿坑顶、底板破坏、降雨极值的影响等因此,矿山在开采的过程中应坚持有疑必探,先探后掘的原则,及时修正涌水量值,合理选择排水设备,及时准确测定开采区域的涌水量,以便更好的指导生产计算得预测常涌水量为1008m3/d,最大涌水量为3336m3/d以此,矿井准许开采深度(+650m~+250m)位于最低侵蚀基准面(+500m)以下,在开采煤层时,应加强探放水工作,高度重视水文地质工作的开展情况,及时更新数值,指导矿山安全生产第七章对矿井开采受水害影响程度和防治工作难易程度的评价第一节对矿井开采受水害影响程度的评价
一、受采掘破坏或影响的含水层及水体荔波县巴合煤矿煤层所处位置地势相对较低,煤矿所在区域相对最低侵蚀基准面标高为+500m,准许开采范围大部份位于当地相对最低侵蚀基准面以下,调查时地表溪沟与地下水没有明显的水力__,矿区地形较陡,有利于地表水的排泄,矿井涌水较小矿区位于区域上茂兰向斜西翼中部,岩层总体呈单斜构造地层倾向100~135°,倾角8~15°,出露最老地层为旧司组第二段(C1j2),依次为旧司组第三段((C1j3)、罗城组(C1l)、大埔组(C1-2d)、黄龙组(C2h)矿区北块段最低开采标高(250m)位于当地潜水位和最低侵蚀基准面标高为
500.00m之下,虽然矿区南、北部地形坡度相对较陡,中部平缓,且有洼地,地下水的径流、排泄途经主要是通过岩石节理裂隙,地下水的径流条件较好,排泄条件较差,所以,矿山开采过程中,于地势低洼处地表水通过岩石节理裂隙侧向补给地下含水层对矿井产生充水,新主井口处于矿区中部地势低洼地带,洪水期,地表水仍有可能对矿井产生充水造成水害由于矿区所处地势较缓,大气降水通过岩石节理裂隙补给地下水含水层及相邻区域地下水补给含水层,含水层中地下水通过岩石节理裂隙、层间裂隙渗流、断层带越流或突水方式对矿井充水,其充水水量受大气降水量影响,因此,降雨期地下水可能对矿井产生充水引起水害
二、开采受水害影响程度荔波县巴合煤矿地表水与地下水没有明显的水力__,矿井主要由大气降水补给,以及通过采掘破坏或岩石原生节理、裂隙的渗入,局部顶底板进水,其补给条件一般,补给水源较好;巴合煤矿采空区__约1650512m2,估算采空区储水空间544669m3;预测矿井涌水量Q正常为1008m3/d,Q最大为3336m3/d矿井开采煤层大部份位于当地相对最低侵蚀基准面以下,采掘工程、矿井安全主要受掘进过程中揭穿底板顶板导致透水突水影响的可能性大综上所述,矿井充水水源主要有地下水、地表水、采空区积水、断层导水、岩溶水,以及大气降水石炭系中统黄龙组(C2h)、石炭系下统大埔组(C1-2d)富水性强由于充水水源较多,充水通道复杂,因此采掘工程对矿井安全受水害影响较大第二节对矿井防治水工作难易程度的评价
一、矿井防治水工作难易程度矿井防治水工作主要分为矿井探水、防水及治水矿井含水层类型为碳酸盐岩类岩溶水、基岩裂隙水和松散岩类孔隙水;充水通道主要为岩石节理、裂隙、岩溶管道、导水断层,且以顶板进水、渗水、滴水、淋水为主,进水通道为节理、裂隙、溶蚀裂隙等,且目前规模较大;大气降水主要通过孔隙、节理、裂隙渗入,补给条件一般;矿井准许开采煤层位于当地相对最低侵蚀基准面以下在不遇顶、底板岩溶裂隙发育段时一般来说矿井充水量较小,对开采影响也较小,但未来开采过程中,在水头压力作用下,其地下水将可能沿断裂破碎带、岩溶裂隙带、临界隔水厚度带等处向矿坑产生突水,成为矿床充水水源矿井今后开采时的主要突水点应发生在老硐、采空区积水地带及低于安全厚度的岩溶裂隙发育段根据充水因素分析,矿井水患主要是大气降水、地表水、老硐及老空区积水、煤层顶板及底板碳酸盐岩类岩溶水含水层突水由于是多种充水因素的综合作用,所以矿井防治水工程量较大,难度较高
二、矿井防治水方法
(一)矿井防水探水
1、地面防水地面防水是指在地面修筑排水工程和隔水防渗措施,以限制、阻止大气降水、地表水和浅部地下水补给矿井充水岩层或直接渗入地下这种方法简单易行,从经济和技术两方面都是可行的
2、井下防水井下防水是根据井巷等岩石的水文和工程地质特征,留设防水煤柱和建筑防水闸、防水墙这种方法从经济和技术两方面也都是可行的关键是工作落实到位
3、井下探(放)水探水是指采矿中用超前钻探方法,查明工作面“顶底板”、“侧帮”、“前方”的含水构造、含水层、采空区积水水体的具__置此种方法从技术上是可行的
(二)矿床疏干矿床疏干是为了减少矿坑涌水量、防止突水、保证采矿安全的一种措施疏干方式有三种地表式、地下式和联合式矿床疏干这种方法技术上难度不大,但从经济上来说则需要较大的投入第八章矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议第一节矿井水文地质类型的划分矿井核准采高为+650m~+250m,最低采高+250m,矿区及其附近相对最低侵蚀基准面标高为+500m综上,据《煤矿防治水规定》(2009年12月1日起实施)中的表2-1,得本矿区部分开采区域大部份处于当地最低侵蚀基准面以下,为顶底板充水的岩溶水充水矿床,预测涌水量较大,防治工作难度较大,因此,确定荔波县巴合煤矿矿井水文地质类型为中等第二节对防治水工作的建议
1、随着生产、采掘的进展矿井水文地质条件将随之改变,应根据情况变化定期开展矿井水文地质工作,做好文字记录,编制好年度或中__防治水方案及水害应急预案和现场处置方案,以便正确指导矿井的防水、治水工作,并定期绘制符合矿井生产的充水性图
2、在开采过程中一定要严格按规范开采,严格遵照《煤矿防治水规定》附录三留足防隔水煤柱,并及时对矿坑巷道进行有效支护,且在开采前必须先探清采空区及老硐的位置、范围、积水量,以免造成突水等灾害
3、针对主要含水层(段)建立地下水动态观测系统,进行地下水动态观测、水害预报,并制定相应的“防、堵、疏、排、截”综合防治措施
4、对矿坑涌水情况设流量观测站,定期收集气象观测资料,建立矿井涌水量与产煤量关系曲线图;矿井涌水量与主巷道开掘长度关系曲线图;矿井涌水量与采空__关系曲线图;矿井涌水量与降水量关系曲线图等,综合反映矿井充水变化规律
5、矿井内采面不宜过大,以防由于采空区过大造成地面变形而加剧大气降水入渗补给矿井,增大矿坑涌水量,从而导致矿坑发生透水突水事故
6、在矿井较低位置建议__与矿井涌水量相匹配的排水设备、排水管线及备用设备及备用管线,并随着矿井的不断开采,矿井涌水量的不断增大,相应地更换适合的排水设备、排水管线,设置安全出口、避水灾线路,以便于水害发生时能安全撤离,以确保煤矿安全生产
7、矿区内采空区积水和石炭系中统黄龙组(C2h)、石炭系下统大埔组(C1-2d)岩溶水为矿井充水的重要因素因此,矿井在今后的采掘过程中,特别是采空区分布区域为预防采空区积水突然溃入井下,应采取相应的措施进行防水,加强探、放水的工作和留设防隔水煤柱,采掘时必须遵循“有疑必探,先探后掘”的原则,避免突水、透水灾害的发生
8、断层破碎带在开采过程中将成为充水通道,贯通煤层上覆及下伏含水层,造成矿井突水、透水事故因此,在矿井今后的采掘过程中,应加强井下地质工作,对发现的隐伏断层,及时采取切实可行的应对措施,消除隐伏断层给矿井带来的危害
9、在井田水文地质结构中,石炭系中统黄龙组(C2h)、石炭系下统大埔组(C1-2d)灰岩富水性强,因此在矿山开采过程中,必须加强探防水工作的落实,对距离含水层较近煤层应按照相应的规范预留足够保护煤柱,避免采掘引起贯穿含水层从而导致重大突水、透水灾害的发生
10、建议在采空积水区外缘,外推60m圈出积水采空区的警戒线,在掘进工作面进入积水警戒线后,必须提前开展探放水工作,并在距积水实际边界30m处停止掘进,进行打钻放水,在确认积水已被基本放净后,才允许继续掘进
11、建议煤矿开展电法勘探和钻探工作,用电法来大致圈定采空区和老硐分布的情况,用钻探工作来获取茅口组的水文地质参数。