三井建井水文地质报告.docx
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三井建井水文地质报告
建井水文地质报告
辽源矿业(集团)有限责任公司
梅河煤矿三井
目录
一、矿井及井田概况3
(一)矿井及井田基本情况3
(二)位置、交通3
(三)地形地貌3
(四)气象、水文4
(五)地震5
(六)矿井排水设施能力现状6
二、以往地质和水文地质评述7
(一)历次勘探时间、施工单位和工程量7
(二)钻孔煤层点质量评述。
7
三、地质概述8
(一)地层8
(二)构造10
(三)岩浆岩12
四、区域水文地质13
五、矿井水文地质13
(一)井田边界及其水力性质13
(二)含水层13
(三)隔水层13
(四)矿井充水条件13
梅河煤矿三井建井水文地质报告
一、矿井及井田概况:
(一)、矿井及井田基本情况
辽源矿业集团梅河煤矿三井建于1971年。
矿井设计能力45万吨/年,矿井开拓方式为片盘斜井石门分区开拓方式,该井主要开采煤层为12层,局部赋存13层、12层小槽煤可采。
(二)、位置、交通。
辽源矿业(集团)公司梅河煤矿三井位于吉林省梅河煤田白家堡矿区西南部,行政隶属与吉林省东南部梅河口市红梅镇,井田坐标(-43690,4690760),标高372.5m,走向呈东北~西南向延展,全区走向4.0km,宽0.35km,面积1.4km²。
井田东部以煤层可采边界线为界,南部以F5断层和F4断层为界,北部以F3断层和露头煤为界,西以16线——西80m为界。
本井田距矿区本部12km,及沈吉线山城镇火车站5km。
区内有矿上专用铁路与沈吉线黑山头站相通并且有山城镇至柳河的公路穿区而过,其交通极为方便。
(三)、地形地貌。
梅河矿三井从地貌可分为二级阶地:
大柳河河谷为一级阶地,矿区为二级阶地。
一级阶地低洼平坦,阶地宽2~3公里。
大柳河上游标高+350~+360m,下游+333~340m,大柳河在矿区北2.5公里处大致与矿区走向平行向东流河面宽100~150m,其流量15m3/分~+1000m3/分,矿区阶地宽3公里左右,为缓丘陵地带。
阶地上游标高+357~+382m,下游标高+340~353m。
(四)、气象、水文
1、历年年最大降水量:
1027.6毫米,出现在1954年。
2、历年年平均气温5.4℃。
3、历年平均最高气温:
11.8℃。
4、历年平均最低气温:
0.1℃。
5、历年日最高气温极值:
36.1℃,出现在1962年6月16日。
6、历年日最低气温极值:
-38.4℃,出现在1956年1月21日。
7、历年平均无霜期135天。
气候概况:
年平均气温5.4℃,7月最暖平均气温22.4℃,1月最冷平均气温-16.4℃,极端最高气温36.1℃,极端最低气温-38.4℃。
年平均降水量701毫米,5-9月平均降水量571.1毫米,占全年降水量的72%,年湿润系数为1.09,属湿润区;年平均日照时数2486.3小时,太阳年辐射总量118.695千卡/平方厘米;年平均风速2.9米/秒。
四、五月份是大风季节,多西南风;初霜日平均日期9月24日,终霜日平均日期5月11日,无霜期平均为135天。
本区为大柳河水系,大柳河位于本区北部约3km,行东北经海龙、朝阳镇流入辉发河,最后流入松花江。
河宽100~180km,受季节影响,为大气降水及潜水补给,因其在一级阶地通过,对河床冲水无直接影响。
与本区直接有关的地面水,是磨盘山水库之人工灌溉水渠,在10线附近有一个小蓄水库及东夏小河,基本是在主煤层(12层煤)尖灭区和井田边缘,故对开采没有影响。
井田西南部边缘有一条海龙水渠经井田西流向西北,从井田上方流过。
水渠坝堤标高+366.1m。
河底标高+363.1m,水渠宽8~10m,水深2m左右。
属季节性河流,最高水位+365.5m。
井田煤系地层不含水,而上覆第四纪含水砂砾层含水丰富,砂砾层弧度为8~36m,平均20m,水柱高度0~20m,与煤系地层呈不整合接触,对井田浅部开采有影响,需考虑留设保护煤柱或采取疏干措施方可开采。
井下自燃涌水量79年投产时为200m3/h左右,随开采深度增加涌水量逐年减少,用水条件主要是第四纪含水砂砾层通过旧巷,旧采迹、断层裂隙等通道向井区进行不给。
(五)、地震
地震资料,1975年海城、1976年唐山地震,曾波及本部矿区,但震感不强,对井田及建筑无影响。
(六)、矿井排水设施能力现状
1、井下排水:
矿井采用阶段式排水,第一阶段水仓设在+180水平,容量为1140m3,分为主水仓和副水仓,主排水泵使用200D——43×6型,流量为288m3/h,扬程244.8米,电机型号JR138——4,功率为300千瓦,电压3KV,共三台,一用、一备、一检修,管路为两条,管径为245mm,长度为540m,排至地面。
第二阶段在+100水平设采区水仓,容量1000m3,有主、副水仓,使用200D-43×8型水泵,共三台,一用、一备、一检修,管路为一条,管径为219mm,长度为650m。
电机型号YB450DMI-4,功率为450KV,流量为288m3/h,扬程为256m,排至地面
2、地表排水:
塌陷区坑内均200-150-400型水泵两台,一台使用,一台备用,排至地表水渠。
二、以往地质和水文地质工作评述
(一)、历次勘探时间、施工单位及工程量
三井井田根据历次勘探时间,大致可分为两个阶段:
第一阶段精查阶段(1960~1965年),由吉林省煤田地质勘探公司102队施工,共打钻孔25个,工程量5433.84米(附勘探工程量统计表)。
(二)、钻孔煤层点质量评述
精查阶段见煤点70个,其中甲级点56个占80%,乙级点6个占9%,丙级点8个占11%。
补勘阶段见煤点44个,其中其中甲级点21个占48%,乙级点6个占14%,丙级点17个占38%。
三、地质概况
(一)地层
本区地层由前震旦系的边质岩,第三系含煤地层及第四系组成,其中震旦系在煤田两侧有部分出露,其余所覆盖。
本区地层从老到新叙述如下:
1、前震旦系(ANZ)分布与煤田两侧,主要组成的岩石有:
1)、绿色、泥石、石英、长石及黑云母片理发育风化后呈板状脱落。
2)、角闪片岩灰白色,成分为石英、长石、角闪石及黑云母,一般片理不发育,致密坚硬。
3)花岗片麻岩:
灰白色,风化后为黄白色,成分为石英、长石、黑云母,有明显片麻状结构,该地层常见到海西花岗岩(Y3)侵入,呈较大岩基或岩脉产生,与第三系呈不整合接触。
2、中生界白垩纪(K):
分布与井田北部,岩性据少数钻孔工作了解,主要由赤紫色——暗紫色泥岩砂岩组成,有时夹赤绿色交替成花斑状的泥岩薄层,成分有石英、长石和绿色矿物,岩石破碎,与上部第三系呈不整合接触。
3、新生界下第三系古新统梅河组;
1)、底部延段分布于井田北侧岩石主要有灰白色——灰绿色粉砂岩,中——细粒砂岩,以及灰褐色,赤紫色或赤绿色交替成花斑状的泥岩组成,
2)、下含煤段(E21):
厚140米,由泥岩,粉砂岩有时夹细——中砂岩,石子岩和煤层组成,该延段南侧变薄歼灭。
该延段为井田主含煤地层,含煤三层,即十二层煤,十二层小槽层和十三层,十二层煤是主采层,全井可采,另外两层局部发育、可采。
3)、泥岩段(E31)厚160米,由灰褐色,厚层质纯,结构致密,破碎面呈平坦装泥岩夹薄层砂岩,石子岩组成。
靠近煤层顶板3~10米泥岩一般呈灰黑色,含油质,本岩段含叶子化石。
4)、上含煤段E41)厚240米,主要有灰褐色泥岩,灰色砂岩,夹薄煤层石子岩组成。
含煤9层,发育与井田东部,一般为薄煤层,局部可采。
第三系与上覆第四系不整合接触。
4、新生界第四系(Q):
厚25米。
分布全区,上部为腐植土,黄土,砂质粘土;下部为流砂,沙砾等组成,含水丰富。
5、沉积特征及聚煤规律
1)、第三纪岩层全部有陆源碎屑组成。
综观各层段在垂向上的沉积特征为:
自下往上一般是粗细交替,旋回过度,在底部延段(以泥岩,粉砂岩为主,下部夹中粗粒砂岩、砾岩,向南相边为砾岩)之上沉积两个大回旋。
下含煤段沉积为泥岩,砂岩和煤层,燃火形成十二层煤顶板泥岩,此由粗到细的沉积组合为第一旋回。
上含煤段(粉砂岩、细沙岩、中砂岩、煤层等)到绿色泥岩段(本煤田内其他井田见,本井田剥蚀)由粗到细的沉积组合为第二旋回。
一般沿走向比较稳定,以22A线为中心向两边厚度变薄。
粒度由细变粗。
在倾向上E11由北部的砂岩,泥岩想南向变为砾岩,E12北部厚,南部厚度减小为零。
E31和E41比较稳定,亦是北厚南薄,主要可采煤层变化也有一定规律,在走向比较稳定,在倾向上,厚煤带在19号龙和168号孔一线上,即当时凹陷形成的聚煤盆地,受古地理环境和剧烈构造运动的影响,有凹陷部位接受沉积然后范围逐渐扩大,聚煤中心在19号孔,168号孔一线上,即当时凹陷处,,由凹陷处两侧逐渐分岔变薄。
在走向上,4线至23线处于富煤带,两边处干分岔边薄带。
主要可采层十二层煤的沉积规律是:
19至168号孔一线层积厚,但夹矸层薄,可以综采放顶煤,向四周分岔变薄,结构更复杂,煤分层对比比较困难,因此在靠近煤层底板处一般都不可采。
十二层煤的厚度与顶板油页岩厚度成正比而且靠煤越近,含油率越高。
上含煤段沉积环境与下含煤段的有所不同,为湖滨—泥炭澡泽相,其岩性多为中粒碎屑岩,多位薄煤层。
在向斜凹陷处沉积较厚,往浅部(周围)有逐渐变薄尖灭的趋势,在本井只有东部保存完整,个别层局部开采。
在本凹陷盆地没有发现同沉积断裂,但在聚煤盆地内的基底稳定程度不同,井田的中部聚煤盆地的基底沉降较快,煤层厚度相对较大,向四周边缘基底沉降慢,沉积煤层厚度小,南部边缘E12厚度减小、聚煤时盆地的地形补给物的来源对煤系地层的形态和厚度都有很大影响。
(二)、构造
1、井田所处的构造位置,区域构造的基本特征:
梅河煤田位于抚顺—密山断裂带中段,煤盆地的形态受华夏式构造体系控制,早第三纪煤层系沉积于该带的断裂部位,凹陷聚煤盆地呈45°E向展布,其沉积方向与断裂构造方向一致。
成煤盆地为一向斜构造,但由于后期断裂切割,在各个井田形成不完整向斜或单斜构造,仅在三井西部保存比较完整。
成煤盆的富煤中心一般到在向斜的轴部,一、二井块段内,由于基底不匀衡沉降的影响,在东西两侧形成沉积厚度大,煤层后的特点(三、四井)。
2、井田地质构造特征
三井井田位于梅河煤田的最西部,由于F3和F5断层的切割,向斜的两翼有不同程度的断失,因此井田是一个不对称的向斜构造,是梅河煤田中保存最完整的一个井田,煤层倾角变化大,在23线以西向斜两翼倾角一般小于40°,23线以东是单斜构造,其煤层倾角在45°~60°之间,属急倾斜煤层,其产装详见表。
其性质的正断层居多,轴部和南北边缘分布较多,详见断层一览表。
向斜轴及煤层产状要素表
16—16B
16—21A
21A—22
22—23
23—10
北翼煤层
152°<15°
135°<33°
130°<25°
135°<20°
143°<53°
向斜轴
60°<11°
60°<23°
65°<6°
50°<8°
南翼煤层
160°<40°
170°<53°
150°<26°
157°<37°
断层要素表
断层编号
性质
走向(°)
倾向(°)
倾角(°)
落差
(m)
确定依据
延展长度
F4
正
69
165
53
30
实见
2500
f1
正
55
130
70
4
实见
480
f2
逆
72
324
70
34
实见
600
f3
正
29
130
45
4
实见
120
f4
正
38
107
55
3
实见
160
f5
正
90
355
81
12
推测
260
f6
正
32
31
42
3
实见
200
f7
正
35
48
72
16
实见
70
f8
正
60
0
52
2.4
实见
360
f9
正
30
356
60
2
实见
170
f10
正
35
17
65
1.5
实见
80
f11
正
47
350
86
48
实见
80
f12
正
57
300
75
>60m
实见
160
f13
正
65
311
80
30
推测
300
f14
正
60
190
70
9
推测
190
f15
正
70
160
76
9
实见
1400
f16
逆
70
130
8
34
实见
340
f17
正
47
155
50
20
实见
640
f18
正
63
140
60
16
推测
198
f19
正
49
2
55
10
实见
1100
F3
逆
78
325
80
>200m
实见
1800
f20
正
153
145
62
12
实见
120
f21
正
43
135
60
2
实见
330
f22
正
35
353
30
2
实见
170
f23
正
44
0
40
2
实见
240
f24
正
78
147
62
3.6
实见
600
f25
正
103
154
70
9.5
实见
160
f26
正
38
150
76
3.5
实见
530
f27
正
90
147
72
6.5
实见
250
f28
正
50
155
65
7
实见
440
f29
正
55
140
65
3
实见
440
f30
正
57
130
66
18
实见
200
f31
正
50
180
79
8
实见
170
f32
正
70
220
70
4
实见
20
f33
正
43
344
47
3
实见
30
f34
正
50
325
53
12
实见
50
f35
正
134
342
68
4
实见
30
f36
正
50
158
47
2
实见
20
f37
正
47
125
70
30
推测
80
f38
逆
57
145
80
14
实见
150
f39
正
65
145
65
16
实见
120
f40
正
60
135
80
20
实见
68
f41
正
70
330
75
30
实见
100
f42
正
70
310
85
22
实见
130
f43
正
47
305
78
2
实见
154
f44
正
90
170
68
6
实见
165
f45
正
50
145
63
1.5
实见
30
f46
正
55
125
73
2
实见
80
F5
正
57
324
75
>200m
实见
1480
F25
正
50
145
80
50
实见
856
f47
逆
70
323
60
80
实见
124
f48
正
60
123
75
4
实见
38
f49
正
70
125
75
8
实见
67
f50
逆
70
327
85
6
实见
97
f51
正
47
117
63
8
实见
179
f52
正
63
120
85
15
实见
182
f53
正
49
345
55
8
实见
191
f54
逆
78
165
73
5
实见
164
f55
正
55
340
58
18
实见
120
f56
正
47
160
85
12
实见
118
f57
正
68
150
86
17
实见
50
f58
正
35
336
52
53
推测
75
(三)、岩浆岩
煤层基底的前震旦系和白垩系受海西运动的影响,有海西期花岗岩侵入体,但井田内生产采区及所有勘探钻孔均未发现有后期岩浆侵入煤系地层现象,所以不做详细说明。
四、区域水文地质
五、矿井水文地质
(一)井田边界及其水力性质
梅河矿三井从地貌可分为二级阶地:
大柳河河谷为一级阶地,矿区为二级阶地。
一级阶地低洼平坦,阶地宽2~3公里。
大柳河上游标高+350~+360m,下游+333~340m,大柳河在矿区北2.5公里处大致与矿区走向平行向东流河面宽100~150m,其流量15m3/分~+1000m3/分,矿区阶地宽3公里左右,为缓丘陵地带。
阶地上游标高+357~+382m,下游+340~353m。
(二)、含水层
第四系冲积层覆盖整个井田,第四系冲积层由沙砾层和土层组成,砂层由粗、中、细砂及砾石组成,砾成分主要有石英、长石等组成。
表土层由压粘土、粘土组成。
一级阶地表土厚0.5~5m,二级阶地10~35m,一级阶地沙砾层厚15~20m,二级阶地10~20m,井田内沙砾层底部局部发育约有0.2~0.5m厚的砾石,其砾径10~40mm,滚圆度好。
沙砾层含水丰富透水性较强,与煤层露头直接接触是矿井充水的主要来源,砂层水的补给靠大气补给,单位涌水量0.7L/m·s。
第三系煤系地层几乎不含水对矿井用水基本无关。
(三)、隔水层
地表黄土10~30米为地表水隔水层
泥岩隔水层厚10~100m,在流砂层底板以下的泥岩,见水膨胀,隔砂层水
(四)、矿井充水条件
(1)直接充水水源
煤系地层及非煤系地层中砂岩、砂砾岩孔隙裂隙水和构造破碎带中的地下水为矿坑直接充水水源。
(2)间接充水水源
主要为第四系冲积砂砾石孔隙水(该层孔隙水由静储量和补给量组成)及地表水体,该水源在构造条件的作用下,亦可能形成直接充水水源。
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