矿井水文地质划分类型报告.docx
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矿井水文地质划分类型报告
矿井水文地质划分类型报告
0前言1
1矿井及井田概况3
1.1矿井及井田基本情况3
1.2位置、交通3
1.3地形地貌5
1.4气象、水文5
1.5地震5
1.6矿井及小窑6
1.7矿井排水设施能力现状6
2以往地质和水文地质工作评述8
2.1矿井建设前8
2.2主要图纸图件11
2.3本井田主要水文地质问题及以往水文地质工作评述11
3地质概况13
3.1地层13
3.2可采煤层16
3.3构造20
3.4岩浆岩28
4区域水文地质29
5矿井水文地质32
5.1井田边界及其水力性质32
5.2主要含(隔)水层33
5.3矿井充水条件34
5.4井田及周边地区老窑水分布状况43
5.5矿井充水状况44
6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48
6.1对矿井开采受水害影响程度的评价48
6.2对矿井防治水工作难易程度的评价48
7矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议50
7.1矿井水文地质类型的划分50
7.2对防治水工作的建议53
附图目录
序号
图名
比例尺
1
矿井综合水文地质图
1:
10000
2
区域水文地质图
1:
200000
3
J16勘查线水文地质剖面图
1:
5000
4
J18勘查线水文地质剖面图
1:
5000
5
J1601号钻孔P3l1抽水试验综合成果图
1:
500
6
1909号钻孔P2m组抽水试验综合成果图
1:
500
7
矿井充水性图
1:
2000
附表目录
序号
名称
1
气象资料汇总表
2
动态观测成果表
3
水质分析成果表
4
钻孔终孔(近似)稳定水位一览表
5
泉水调查资料表
6
河流、溪沟调查资料表
7
水库调查资料表
8
生产小井及老窑调查资料表
9
生产矿井(五轮山煤矿)调查资料表
10
五轮山煤矿井下测水站观测成果表
11
抽(放)水试验汇总表
12
井下突水点统计表
0前言
安监总煤调[2009]233号文件“国家安全监察总局、国家煤矿安监局关于学习贯彻落实《煤矿防治水规定》的通知”要求:
“煤矿企业应当根据井田内受采掘破坏或影响的含水层及水体、井田周边老空水分布状况,矿井涌水量或突水量分布规律,井工开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度,编制矿井水文地质类型划分报告,确定矿井水文地质类型,并依此类型制定防治水措施。
贵州能化公司和集团公司分别转发了上级文件精神,要求各煤矿企业应在2010年9月底前完成矿井水文地质类型划分”,为认真贯彻上级文件精神,五轮山煤矿委托贵州永聚恒丰科技发展有限公司共同开展了“贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿矿井水文地质类型划分报告”工作。
使用的资料截止时间为2009年12月31日。
1、目的任务
本报告编制的主要任务是收集本井田、邻近井田及区域地质资料、水文地质资料、矿井建设资料及突水资料等;根据收集的资料,分析矿井开采煤层水文地质条件;依据《煤矿防治水规定》要求,对开采煤层进行矿井水文地质类型划分;编制矿井水文地质条件分类报告。
具体任务是:
(1)系统搜集、整理、分析地质、水文地质资料,编制水文地质资料汇总表及图件。
(2)研究井田水文地质条件及矿井充水特征,总结充水规律。
(3)明确矿井主要水害类型,分析水害对开采的影响,评价防治水工作的难易程度。
(4)确定矿井水文地质类型,编写类型划分报告。
2、报告编制依据
编制本报告依据的主要规程、规定和相关参考资料是:
(1)国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局《煤矿防治水规定》(2009.9);
(2)国家煤矿安全监察局《煤矿防治水规定释义》(2009.12)
(3)中华人民共和国煤炭工业部《矿井地质规程》(试行)(1984);
(4)中华人民共和国国家安全生产监督管理总局《煤矿安全规程》(2010);
(5)中华人民共和国国家煤炭工业局《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(2000.5);
(6)中华人民共和国能源部《煤矿地质测量图例》(1989);
(7)中华人民共和国能源部《煤矿地质测量图例实施补充规定》(1992);
(8)兖矿集团有限公司《煤矿地质测量图例》(试行)(2005.12);
(9)贵州省煤田地质局,贵州省纳雍县五轮山井田煤矿勘探地质报告,2003年8月;
(10)江西省煤田地质勘察研究院,贵州省纳雍县五轮山煤矿补充勘探地质报告,2005年10月;
(11)贵州煤矿设计研究院,贵州五轮山煤业有限公司五轮山矿井一期工程初步设计安全专篇,2007年7月;
(12)贵州煤矿设计研究院,贵州五轮山煤业有限公司五轮山矿井一期工程初步设计(修改),2007年10月;
(13)五轮山煤矿采掘工程揭露的地质、水文地质及相关资料;
(14)矿方提供的各种水文地质图件等。
此外,本报告以《煤矿防治水规定》(2009年)、《煤矿安全规程》(2009年)为编写依据,编写提纲以《煤矿防治水规定释义》所列提纲为准。
本报告采用坐标系为北京54坐标系。
为做好次本次水文地质类型划分工作,贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿和贵州永聚恒丰科技发展有限公司抽调专业技术人员组成项目组,项目组成员认真分析了本井田水文地质条件,严格按照《煤矿防治水规定》要求,经过多次讨论研究,编写了本报告,完成了委托任务。
在本报告编制过程中,得到了兖矿贵州能化公司、五轮山公司领导、技术部门及有关人员的大力支持和通力协作,在此表示深切的感谢。
1矿井及井田概况
1.1矿井及井田基本情况
贵州五轮山煤业有限公司五轮山煤矿于2004年7月开始建井,设计生产能力240万t/a,矿井生产服务年限93a,设计开采3、5-2、5-3、6-3、8、9、14上、16、20、32、、33层煤,2006年3月26日因发生煤与瓦斯突出事故,矿井建设暂停,完善矿井建设的合法手续,于2007年4月完成了安全专篇的修改,国家煤矿安全监察局组织专家评审于2007年8月16日批复通过(煤安监函[2007]45号),根据修改通过后的安全专篇又进行了初步设计的修改,上报贵州省发改委,于2008年12月5日得到了贵州省发改委的批复(黔发改能源[2008]2368号),至此矿井建设的各种合法手续全部完成。
2009年7月18日,矿井开始复工建设,由四川第九工程施工公司五轮山项目部承担矿建施工工程,初期主要进行矿井巷道的修复工作,于2009年11月正式开始矿建施工,矿井事故前完成矿建工程5192m,截至2010年6月底复工后完成矿建施工414m。
全矿井保有资源储量81885万t,可采储量31388万t,其中一分区资源总量16468万t,可采储量8022万t。
五轮山煤矿采用斜井分水平开拓,布置主、副、风三个井筒,通风方式为中央并列抽出式,设计划分为上、下两个煤组开拓,采用分组开拓。
煤层浅部在深部煤层开采完毕后再采用高档普采。
井田上组煤以一个水平上下山分区开拓,水平标高+1330m,主要开采上组煤3、5-2、5-3、6-3、8、9,在+1250m标高设辅助水平。
水平上山垂高(浅部大倾角段除外)25~200m,下山垂高200m左右。
下组煤开拓采用暗斜面井延伸的方式,划分一个水平开拓,水平标高+1120m。
主要开采下组煤14上、16、20、32、、33。
上山垂高230m,下山垂高220m。
采煤工作面采用长壁综采一次采全高采煤方法,工作面顶板管理为陷落法。
根据矿井实际情况,预计近3年内,2011年底矿井建成投产,开采第8层煤,2012年回采1803和1805工作面,工作面上方无水库和常年流水的小溪。
1.2位置、交通
1.2.1井田位置与范围
五轮山井田位于贵州省纳雍县境内,隶属百兴镇,张维镇、中岭镇,曙光乡管辖。
探矿权范围的地理坐标为:
东经105°16′00″~105°20′00″。
北纬26°35′00″~26°40′15″。
矿权拐点坐标见表1-1。
井田南北长9.6km,平均宽4.6km,面积44.0238km2。
北面与坪山井田为邻,南至矿权边界(大平子),东面过水公河向斜轴与补作区相邻,西到加戛背斜南西翼南段与坐拱区为邻。
表1-1探矿权拐点坐标一览表
编号
X
Y
编号
X
Y
1
35527400
2951240
13
35529910
2943390
2
35531960
2951240
14
35529080
2943390
3
35531960
2948480
15
35529080
2945240
4
35533210
2948480
16
35528250
2945240
5
35533210
2941560
17
35528250
2947110
6
35531570
2941560
18
35527450
2947110
7
35531570
2942010
19
35527450
2948040
8
35530740
2942010
20
35527000
2948040
9
35530740
2942450
21
35527000
2949890
10
35530320
2942450
22
35526570
2949890
11
35530320
2942930
23
35526570
2950810
12
35529910
2942930
24
35527400
2950810
1.2.2交通
井田内目前尚无铁路,交通主要有井田西边坐拱—坐脚公路可通汽车,马宗岭—坪山—坐拱简易公路可通拖拉机及马车。
主井口(工业广场)——阳长的二级公路基本建成并可连接213省道。
井田至阳长约20.3km,矿井工业广场到滥坝车站62km,到纳雍县城约52km。
区外交通在阳长经213省道向北可至纳雍县、毕节市并与326国道连接,向南至滥坝车站可与贵昆铁路、内昆铁路、水柏铁路相连,详见图1-1。
图1-1矿区交通位置图
1.3地形地貌
井田位于加戛背斜与水公河向斜之间,属加戛背斜北东翼南段。
井田属高原中山地形,以河谷、冲沟等侵蚀地貌为主,地形标高一般在1500-2000m间。
河谷标高一般在1346-1800m间,相对高差一般在300-500m间。
最高海拔为2152.92m,(对叉垭口三角点),最低侵蚀基准面标高为1346m(水公河与矿区边界相交处木瓜田寨附近)相对高差为806.92m。
地势总体为西北高,东南低。
地层呈单面山向水公河向斜轴倾斜。
水公河发源于区外,在井田内汇合成河。
地下水与区外联系不大,基本无侧向补给。
井田内植被不甚发育,地层风化裂隙较为发育,短时小雨多被地层吸收,大的降雨则会形成地表迳流,对山体的冲刷切割剧烈,故常见以冲蚀、侵蚀形成的河谷、冲沟等地貌。
三叠系飞仙关组石灰岩地层在地表亦常见有溶蚀作用形成的溶洞、溶孔等。
河谷多为幽深的峡谷、障谷,常见飞流瀑布。
1.4气象、水文
1.4.1气象
井田属亚热带季风湿润气候,冬冷夏热。
冬季有冰冻、降雪现象,降雨极少。
夏季雨水丰富,有暴雨。
雨季多分布在5-8月。
据纳雍县气象局2003-2005年间资料,最高气温为32.9℃(2005.5.16),最低气温-4.4℃(2004.12.28),年平均气温为13.0-14.4℃,年降雨量为1001.5-1494.6mm,日降雨量最高为129.2mm,年蒸发量1078.2-1241.0mm,年平均相对湿度为77%,年日照时数1456.1时。
1.4.2水文
井田内地表水系主要为井田东边的水公河及两侧冲沟中的溪流,水公河雨季最大流量为24357l/s,枯季最小流量为200.5l/s。
三岔河雨季最大流量为9414l/s,枯季最小流量为19l/s。
井田内主要水系为水公河、三岔河及其两侧冲沟,呈树枝状分布。
水公河、三岔河由北西向南东流,于井田东南部交汇,由北西向南东流入三叉河,属乌江水系。
1.5地震
据有关资料记载,本区区域最大震级为3.6级,烈度最高为7度。
按建筑抗震设计规范GB50011-2001确定,纳雍县抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,属第一组。
井田内地形切割较剧烈,悬崖、陡坡较多,经风化剥落,容易发生滑坡、崩塌、山洪、泥石流等自然灾害,属地质灾害易发区。
1.6矿井及小窑
井田内目前正规矿井为在建的五轮山煤矿,业主为兖矿贵州能化有限公司五轮山煤业有限公司,拟建年产240万吨规模的一座大型矿井,斜井开拓方式。
到2010年6月,矿井累计施工矿建工程5606m,地面设施正处在同步加紧建设的前期准备中。
井田内无其它正规生产矿井。
但小煤窑在2003年1月之前遍布含煤地层露头附近,系私人开办,季节性开采,多在秋末和冬季开采为主,开采方式一般为斜井,沿倾向掘进至煤层后,再沿煤层走向布水平巷道。
开采垂深最大为35m,一般为10-15m。
开采巷道最长为900m,一般100m左右。
开采方法采用锹稿作业,人力运输,自然通风和自然排水,(少数用水泵抽水,矿灯照明)。
以木材做简易支护或不支护。
多采3、5、6煤层。
2003年1月,区内所有小煤矿均被政府查封,现无一开采。
井田内开采历史悠久,老窑众多,但一般开采不深。
其停产原因多为顶板塌垮、通风不良、瓦斯事故、坑道涌水、或遇断层等所致,老窑中有些不同程度的积水。
1.7矿井排水设施能力现状
本矿井设计采用排水方式:
在井底+1330m水平建井下中央水泵房设主排水设备集中排水,将井下涌水从副斜井排出地面。
选用:
A、矿用节能型离心式水泵:
DKM450-60×5型,二台,配YB630M-4,630kW,10kV隔爆型电动机,二台;
B、矿用节能型离心式水泵:
DKM580-70×5型,三台,配YB710S2-4,1000kW,10kV隔爆型电动机,三台。
C、考虑本矿井一期工程的水文地质的复杂性,水泵硐室预留一台DKM580-70×5型水泵位置。
排水管径:
D正常=0.344m,D最大=0.354m,取D排=350mm,选用φ377×10无缝钢管,设置三趟排水管路,排水管路敷设于副斜井;
井底水仓设主、副水仓两环,水仓有效总容量按矿井正常涌水量8h计算,设计有效总容量为3500m3,大于8h矿井正常排水量3200m3。
《五轮山井田精查勘探地质报告》预计矿井正常涌水量,即Q正常为400m3/h,Q最大为1760m3/h,本矿工作水泵能在20h内排除矿井24h的正常涌水量,备用水泵的能力大于工作水泵能力的70%。
工作和备用水泵的总能力,可以在20h内排除矿井24h的最大涌水量,检修水泵的能力大于工作水泵能力的25%;工作水管的能力可以配合工作水泵在20h内排除矿井24h的正常涌水量,工作水管和备用水管的能力可以在20h内排除矿井24h的最大涌水量;水仓的有效容量可以容纳矿井8h的正常涌水量。
综上所述,本井田排水系统和水仓符合《煤矿防治水规定》要求,该排水系统可以确保矿井能够正常排水。
本矿现安装排水系统,一是风井在690m、800m和1080m处分别安装一台11kw的潜水泵,梯级排出至113石门,最后流入副井临时水泵房;胶带大巷、轨道大巷、总回风联络巷和水仓的水,通过工作面迎头11kw的潜水泵排至副井底临时排水点,副井底临时排水点安装两台11kw的潜水泵(一台运转,一台备用)排至副井临时水泵房,临时水泵房安装两台MD46-50×6的多极耐磨泵,一台工作,一台备用,临时排水泵房排水管路接至副井790m处永久排水管路,一路工作,一路备用,目前临时泵房泵的排水量按照65%的效率计算为30m3/h,每班排水约6小时,每天3班共排水480m3,即约18小时排出矿井24小时的矿井正常涌水量,备用水泵的能力不小于工作水泵能力的70%。
工作和备用水泵的总能力,可以在20h内排除矿井24h的最大涌水量,检修水泵的能力大于工作水泵能力的25%;工作水管的能力可以配合工作水泵在20h内排除矿井24h的正常涌水量,工作水管和备用水管的能力可以在20h内排除矿井24h的最大涌水量,故本矿现安装排水系统能够满足矿井的排水要求,符合《煤矿防治水规定》要求。
2以往地质和水文地质工作评述
2.1矿井建设前
贵州省煤田地质局地质勘察研究院在本区进行了精查勘探,共施工了42个孔,工程量为19189.83米。
并于2003年8月提交了《贵州省纳雍县五轮山井田煤矿勘探地质报告》。
2003年10月10日经中华人民共和国国土资源部授权北京中矿联咨询中心对该精查报告进行评审后,以中矿联储评字〔2003〕30号文予以评审通过。
2.1.1矿井内各勘探阶段钻探工程量
本井田先后有多个地勘单位在此开展过地质工作,现简述如下:
(1)1958年西南煤田地质局地质四队在该区进行过1/10万地质测量。
(2)1971年前贵州省地质局108队在该区开展过1/20万区域地质测量。
(3)1970年10月-1971年3月贵州省煤田地质局地测大队在本区进行1/5万地质测量,并提交了《贵州省织金煤田纳雍地区普查找煤报告》。
(4)1971年7月-1972年10月贵州省煤田地质局173队在加戛背斜南段两翼进行资源勘查中,施工了11个钻孔,工程量4856.66m,其中在本井田施工5个钻孔,工程量2064.58m。
(5)1982年贵州省煤田地质局地测大队在本区填绘有1/1万地质图。
(6)1982年6月-1989年9月贵州省煤田地质局142队在本区进行普查~详查勘探,并先后进行四次1/1万地质填图。
施工了64个钻孔,工程量42037.41m。
(其中普查阶段施工钻孔31个,工程量21460.20m。
在详查阶段该施工钻孔33个,工程量20577.21m。
)并于1989年11月提交了《贵州省织纳煤田(加戛背斜北东翼南段)坐拱勘探区详查地质报告》。
(7)2002年4月15日~2003年6月28日贵州省煤田地质局地质勘察研究院在本区进行了精查勘探,共施工了42个孔,工程量为19189.83m。
并于2003年8月提交了《贵州省纳雍县五轮山井田煤矿勘探地质报告》。
2003年10月10日经中华人民共和国国土资源部授权北京中矿联咨询中心对该精查报告进行评审后,以中矿联储评字〔2003〕30号文予以评审通过。
至此,以往完成钻探工程共111个钻孔,总进尺63291.82m。
在本探矿权范围内,以往共施工钻孔91个,完成钻探总进尺53524.13m。
经报告评审后,共获得总资源量(331+332+333+334类)81885万吨。
其中硫分(St,d)小于3%的资源量55049万吨(331=3535万吨,332=12709万吨,333=26790万吨,334=12009万吨);硫分(St,d)大于3%的资源量26836万吨。
初期采区总资源量(3、5-2、5-3、6-3、8、9煤层)10413万吨,其中331类资源量5722万吨,占55%,331+332资源量7434万吨,占71.4%。
以往完成的勘查工程工作量见表2-1。
表2-1以往勘查及本次补勘工作量统计表
类
别
项目
工作量
贵州煤田142队
贵州煤田173队
贵州煤田勘察研究院
补勘
全区
备注
地质测量
面积(km2)
69.06
69.09
地质点(个)
3441
76
3517
老窑调查(点)
33
9
42
槽探(m3)
28087
28087
三叠系剖面(条)
4
4
钻
探
竣工钻孔(个)
特级
6
7
5
18
甲级
23
33
16
72
乙级
25
2
27
丙级
10
5
15
合计
64
5
42
21
132
总进尺(m)
42037.41
2064.58
19189.83
11004.45
74296.27
无芯进尺(m)
4849.17
4849.17
取芯进尺(m)
37188.24
2064.58
19189.83
11004.45
69447.10
岩层平均采取率(%)
T1
64.4
89
89.4
P2
81.2
81.7
96.4
93.6
煤芯总平均长度采取率(%)
82.5
67.6
96.7
92.7
测
井
测井孔数(个)
甲级
49
1
42
21
113
乙级
14
4
18
丙级
1
1
合计
64
5
42
21
132
实测总米数(m)
39529
2053
18348
10869.38
70799.38
占总进尺95.3%
测斜(点)
1014
56
437
251
1758
测煤层点数(层次)
优质
850
54
258
145
1307
合格
38
15
23
76
合计
888
69
261
145
1383
采
样
筛浮大样(件)
3
3
煤层样(件)
6
4
10
煤芯样(件)
1088
38
193
121
1440
瓦斯样(件)
123
60
59
242
其它样品(件)
970
301
64
1335
水
文
地
质
水文地质测绘(km2)
69.09
60(修测)
69.09
简易水文观测(孔)
64
5
42
21
132
抽水试验(层次)
5
2
2
9
放水试验(层次)
10
10
静水位测定(段)
52
21
73
全分析水样(件)
37
18
2
57
细菌样(件)
5
4
9
有害元素样(件)
4
4
定期观察点(个)
18
15
33
岩石样(组、件)
11组630件
2组76件
64组192件
77组898件
2.1.2设计建井期间勘探工作
(1)2004年12月23日-2005年9月20日进行了矿井补充勘探,共设计22个钻孔,钻探工程量11960m及相应的测井,采样测试工作,其中水文地质孔2个,工程量1490m,抽水4层次。
野外施工自第一个钻孔正式开孔,至最后一个钻孔竣工,共计272天。
在施工过程中,通过“三边”工作,经监理和业主批准,对原设计的工程量做了适当的调整。
实际完成钻探工程量21个钻孔,总进尺11004.45m。
其中水文地质孔2个,进尺1500.33m,抽水2层次,本次完成的勘查工程量见表1-2。
至此,本井田先后完成钻孔132个,总进尺74269.27m,其中探矿权范围内完成钻孔112个,总进尺64528.58m。
(2)2007年7月~2004年8月,由山东钻探有限公司施工了3个井筒检查孔,勘探进尺1111.0m,分别为检1孔555.5m,检2孔353.1m,检3孔202.4m,采取瓦斯样9件,送验分析2件,采取岩石力学岩样86件,抽水2层段,3个钻孔均进行了简易水文观测
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