升华煤矿水文地质划分.docx
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升华煤矿水文地质划分
关于上报《芦溪县升华煤矿矿井水文地质类型划分报告》的
报告
芦溪县煤监局:
《芦溪县升华煤矿矿井水文地质类型划分报告》已编制完毕,现随文上报,请审批。
芦溪县升华煤矿
2015年03月20日
芦溪县升华煤矿
矿井水文地质类型划分报告
编制单位:
芦溪县升华煤矿
日期:
2015.03
芦溪县升华煤矿
矿井水文地质类型划分报告
矿长:
吴瑞萍
项目负责:
李光跃
编制人员:
李光跃姚强
完成时间:
2015年03月
目录
前言
第一章矿井及井田概况................................................4
1.1矿井及井田基本情况................................................4
1.1.1位置、交通.........................................................5
1.1.2地形地貌..........................................................,7
1.1.3气象、水文.........................................................7
1.1.4地震.................................................................7
1.2矿井排水设施能力现状.............................................8
第二章以往地质和水文地质工作评述
2.1预查、普查、详查、勘探阶段地质和水文地质工作成果评述....................................................................9
2.2矿区地震勘探及其他物探工作评述...............................9
2.3矿井建设、开拓、采掘、延伸、改扩建时期的水文地质补充勘探、试验、研究资料或专门报告评述...............................11
第三章地质概况
3.1地层..................................................................12
3.2构造..................................................................13
3.3岩浆岩................................................................14
第四章区域水文地质.................................................15
第五章矿井水文地质.................................................17
5.1井田边界及其水力性质.............................................17
5.2含水层................................................................17
5.3隔水层................................................................18
5.4矿井充水条件.......................................................18
5.4.1区内的地表水系.................................................18
5.4.2矿井井下涌水量..................................................19
5.4.3地表水与井下水的水力联系.....................................19
5.4.4井下涌水的主要来源..............................................21
5.4.5井下钻孔情况.....................................................21
5.4.6断层破碎带的含水性及导水性..................................21
5.5井田及周边地区老窑水分布状况..................................22
5.6矿井充水状况........................................................22
第六章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.........................................................................23
6.1矿井受水害影响程度的评价........................................23
6.2矿井防治水工作难易程度的评价..................................24
第七章矿井水文地质类型划分及对防治水工作的建议
7.1矿井水文地质类型的划分.........................................26
7.2对防治水工作的建议...............................................28
报告附表及附图........................................................29
附表:
1、附表一:
矿井涌水点汇总台账(近三年)
2、附表二:
矿井涌(突)水点汇总表(近三年)
3、附表三:
矿井抽(放)试验水文参数汇总表
附图:
1、矿井水文地质图1:
2000
2、综合水文地质柱状图
3、矿井水文地质剖面图1:
2000
4、矿井充水性图1:
2000
5、矿井涌水量与相关因素动态曲线图(近三年)
6、相邻矿井关系图1:
5000
升华煤矿水文地质类型的划分
前言
2010年09月根据国家安监总局和国家煤监局在安检总煤调[2009]233号文要求,矿井编制了2007-2009年《升华煤矿水文地质类型划分》报告,并且上报芦溪县煤监局审批。
几年来,煤矿一贯坚持安全生产,积极做好矿井防治水工作,没有发生任何水害事故。
此次根据《煤矿防治水规定》“矿井水文地质类型应当每3年进行重新确定”的要求,矿井根据过去2012-2014年3年矿井掘进、开采过程中所发生的实际水文地质问题,对矿井防治水工作进行总结分析,在先前水文地质类型划分的基础上进行重新确定,使矿井水文地质类型划分更加符合本矿的实际情况。
因此对矿井进行矿井水文地质类型划分工作,而组织编制了《芦溪县升华煤矿水文地质类型划分报告》。
第一章矿井及井田概况
1.1矿井及井田基本情况
升华煤矿建于1959年,次年竣工投产,1970年扩建。
2014年全矿职工总人数380人,为县属国有企业,属于小型矿山。
矿井位于江西省的西部,萍乡市的东南方,有公路、铁路与萍乡相连,交通十分方便。
2006年矿井核定生产能力为9万吨,2014年实际年产量4.462万吨。
日前矿井开采深度为+190、+100水平,矿井布置了二个采区、一个接替采区。
矿井开采三迭纪煤高安煤田安源煤系。
矿井目前主要开采砚、硬、大槽煤层,采用平峒、暗斜井、石门联络底板运输大巷综合开拓,砚子槽煤层平均厚度为2.8米、硬子槽煤层平均厚度为1.8米、大槽煤层平均厚度为2.5米,倾角在12—25°,为易发火煤层。
矿井采煤方法为走向壁式倾斜分层下行陷落采煤法,手镐落煤,全部冒落法管理顶板,工作面支护为单体液压支柱。
矿井相对瓦斯涌出量为6.61m3/T,属瓦斯矿井,无冲击地压。
矿井提升为斜井串车提升,水平大巷为电车,矿井排水为一级排水,矿井采用双回路供电。
1.1.1位置、交通
升华煤矿位于江西省萍乡市东南11km的上埠镇许家坊村,位于高安煤田安源煤矿的南东部,北、西至安源煤矿边界线,走向长1000米,倾斜宽950米,矿区面积0.722km2。
矿区地理坐标:
东经113°54'49"—113°55'03",北纬27°35'13"—27°35'40"。
矿区有简易公路与319国道和渐赣铁路相连,距萍乡火车站12千米,交通便利,区内经济较发达。
为县国有企业。
(见图1-1-1)
主井坐标为:
X=3053395,Y=38492754,Z:
+280.7
矿井境界:
1980西安坐标系
序号
纬度(X)
经度(Y)
序号
纬度(X)
经度(Y)
1
3053246.821
38491455.94
9
3053466.825
38492141.95
2
3052582.814
38492077.95
10
3053350.824
38492260.95
3
3053111.823
38492831.96
11
3053208.826
38492221.95
4
3053296.825
38492696.96
12
3053171.825
38492096.95
5
3053322.825
38492727.96
13
3053266.826
38491891.95
6
3053370.826
38492691.96
14
3053654.831
38492002.95
7
3053346.826
38492661.96
15
3053688.831
38491973.95
8
3053621.828
38492461.95
矿区面积:
0.7221km2开采标高:
+291至-300米
图1-1-1升华煤矿交通位置图
1.1.2地形地貌
升华矿区为丘陵低山地形,山形成排,唯天子山高。
井田内海拔标高为+270—+596.75m,一般标高+350m,井上下高差为90-180m,对应地面为紫家冲一带。
在天子山、三丘田等丘岭形成标高500m以上的主要分水岭,山系多为天子山T3a21砾岩组成,地势较高。
区内地表无河流,仅有紫家冲冲沟构成矿区水系,为煤系地层破碎带渗透补给区域。
1.1.3气象、水文
本区属于大陆性亚热带,四季温度相差很大,年平均温度18.93℃,年温度以7~8月份最热,最高达43℃,降雨量历年统计年最大量3~6月,最小在11~1日间,最大降雨量与最小降雨量相差较大。
根据历年年蒸发量和降雨量比较,降雨量大于蒸发量。
1.1.4地震
据萍乡地震历史记载,萍乡市历史上未发生过破坏性地震,在中国地震烈度区划图(1990)江西部分附录A102,江西省属于地震烈度小于V1度地区,据《中国动峰值参数区划图》(GB18306-2001),萍乡地震动峰值加速度小于0.05g,地震动峰反应特征周期小于0.35s,区域稳定性较好。
1.2矿井排水设施能力现状
矿井排水:
一水平自然流出,不考虑排水能力;+190水平采取中央泵房采取一级排水至一水平,+100水平为掘进开拓水平,潜水泵排水到+130水平;+130水平排至+190水平。
排水系统:
井底水仓积水通过各斜井管路排出地面,有合理排水系统,总的水仓容量为480m3,泵排能力、管排能力、水仓容量满足矿井涌水量的要求。
(见表1-2-1)
表1-2-1+130、+190水平中央水泵房排水系统参数表
参数
+190水平
+130水平
水仓容积
320m3
100m3
水泵型号
100D-16×9
D80-30*3
水泵台数
3
3
额定流量
54*3m3/h
43*3m3/h
扬程
144m
90m
电机型号
YSZ-200L-Z
YBZ-200L-2
电机台数
3
3
电机功率
37KW
18.5KW
排水管路规格
108mm
80mm
排水趟数
2
2
水泵吸水方式
负压吸水
负压吸水
总排水能力54*3m3/h,管排能力97*2m3/h。
井下最大排水能力时,+190水平开2台泵。
经计算+190水平最大排水能力达80m3/h,具有抗灾能力,满足疏水降压的要求。
第二章以往地质和水文地质工作评述
2.1预查、普查、详查、勘探阶段地质和水文地质工作成果评述
1)1953年10月萍乡矿务局勘探队(中南煤田地质勘探局128队前身)开始勘探,于1955年2月提交《安源矿井(恢复)设计精查地质报告》,根据精查报告矿井水文地质条件中等。
矿井主要含水层类型为孔隙~裂隙承压水类型。
2)1988年《萍乡市紫家冲煤矿暨小坑煤矿水平延深地质报告》矿井最大涌水量为45m3/h,正常涌水量为25m3/h。
3)2007年8月江西省地质矿产勘查开发局赣西地质调查大队编制《江西省芦溪县升华煤矿矿产资源储量地质报告》矿井最大涌水量为20m3/h,正常涌水量为10m3/h。
2.2矿区地震勘探及其他物探工作评述
2009年11月由江西省工程物探新技术公司进行了一次物探工作,该次施工采用方法正确、网度合理,仪器稳定、可靠,圈定了含水体及含水体在平、剖面位置,较好地完成了探测任务。
通过本次电法勘查发现了11块含水体或含水裂隙。
亦证实了老窿积水的存在。
此次探测的深度在370米左右(标高+100米)和460米左右(标高+50米),但由于地形及人文因素的影响,圈定的含水体深度和范围存在一定的误差。
解释出的含水体范围比实际的可能要大一些。
布置物探点90个,涵盖井田面积0.015km2,占矿区总面积2.08%最大物探深度+50米。
2010年6月由江西省工程物探新技术公司又进行一次物探工作,该次施工采用方法正确、网度合理,仪器稳定、可靠,圈定了含水体及含水体在平、剖面位置,较好地完成了探测任务。
通过本次电法勘查发现了24块含水体或含水裂隙。
亦证实了老窿积水的存在。
此次探测的深度在360米左右(标高+100米),但由于地形及人文因素的影响,圈定的含水体深度和范围存在一定的误差。
解释出的含水体范围比实际的可能要大一些。
布置物探点193个,涵盖井田面积0.03km2,占矿区总面积4.17%。
第三次物探情况
三次物探共布置物探点314个,涵盖井田面积0.1002Km2,占矿区总面积13.8%,基本覆盖生产区域,最大物探深度460m;我们使用该资料时,将在接近圈定的含水体时会合理避开,并做好防排水工作。
井下物探情况:
布置的采掘作业点2个,进行了井下物探。
2.3矿井建设、开拓、采掘、延伸、改扩建时期的水文地质补充勘探、试验、研究资料或专门报告评述
根据2004年10月江西省地勘局赣地质调查大队《升华煤矿矿井水文地质报告》,我矿水文地质条件分类为简单。
本区断裂构造较简单,从井下开采揭露,均未发现淋水和滴水现象,断层的含水性极其微弱,因而断层富水性、导水性均较弱。
本区矿坑浅部来水主要是大气降水下渗补给老窿水,老窿水渗漏进入矿坑,煤系地层本身所含砂岩、砾岩承压裂隙水是矿坑水的补给来源之一,矿坑充水以大气降水、老窑积为主。
第三章地质概况
3.1地层
本区出露地层有第四系、三叠系上统安源组、下统大冶组,地层层序由新到老分述如下:
1)第四系(Q)
厚度0-10m,一般5m
由粘土、亚粘土、砂粒及卵石组成,分布于冲沟及低洼处。
不整合
2)三叠系上统安源组(T3a)
安源组地层总厚度平均710m,按其岩性组合及含煤情况,自上而下分三丘田段(T3a3),三家冲段(T3a2)及紫家冲段(T3a1)。
紫家冲段分二个亚段,上亚段(T3a12)原称紫家冲段,又称下煤组,下亚段(T3a11)原称底部砾岩。
①三家冲段(T3a2)
上亚段(T3a23),原名三家冲亚段:
厚度0-140m,一般厚80m。
深灰色及灰黑色薄层状粉砂质泥岩,间夹薄层细粉砂岩及少量砂岩。
泥岩结构致密,水平层理发育,局部具微波水平层理及双向微斜层理,富产瓣鳃类化石,偶见植物化石碎片,风化后呈球状。
中亚段(T3a22),原名老虎冲亚段,厚度0-156m,一般100m。
深灰色薄至中厚层状粉砂岩,间夹细砂岩及少量薄层泥岩,含菱铁质结核。
见瓣鳃类化石及介壳,下部偶见植物化石。
下亚段(T3a21)原名天子山亚段:
厚度10-70m,一般40m,灰白色中厚层状细至中粒石英砂岩,局部为粉砂岩,底部夹粗砂岩及薄层状砾岩,分选性中等,硅质或钙质胶结,产少量小个体瓣鳃类化石。
②紫家冲段(T3a1)
上亚段(T3a12)原名紫家冲亚段,厚度107-335m,一般200m。
上部为浅灰色,灰色细至中粒石英砂岩
下部为深灰色粉砂岩、细砂岩、泥岩及一夹槽、砚子槽煤层。
一夹槽由炭页岩、泥岩及少量煤组成,不可采。
砚子槽底至硬子槽底:
厚度19-36m,一般25m。
硬子槽煤层底板砂岩底至大槽煤层底,厚度26-69m,一般42m,为黑色薄层状泥岩,夹薄层粉砂岩或细粒砂岩,底部为大槽煤层,煤厚1.9-3.2m,平均2.5m,煤层结构复杂,厚度变化大,但层位稳定。
大槽煤层底至麻姑槽煤层底:
厚度3-12m,一般6m,以灰白色砂岩为主,夹间深灰色薄层粉砂岩。
下亚段(T3a11)底部砾岩:
厚度0-110m,一般20m
为灰色、浅灰色砾岩。
砾石成分主要以石英、燧石为主,其次为灰岩、千枚岩,砾径2-10cm,一般2-5cm,滚园度次,硅质或泥质胶结,胶结类型为孔—基底式。
由于印支运动,安源组与下伏地层呈不整合接触。
不整合
3)下统大冶组(T1d)
井田范围内,出露在地面,厚度未定。
上部为灰黄色薄层状泥岩和粉砂岩互层,下部为黄色、黄绿色泥岩间夹少量粉砂岩,局部夹透镜状泥灰岩,泥岩片理发育,具丝绢光泽。
3.2构造
本区的基本构造形态为一倾向NW,倾角15°-25°的单斜构造。
无大的断裂构造,煤层与地层走向大够一致,走向N40°-60°E,地层较平缓,一般倾角10°-30°,区内小断层、小折曲较发育,但对开采无大影响,地质构造复杂程度中等,勘探类型属第二类二型,即简单型。
工程地质条件简单一中等。
井田内断层中等,深部有所增加,主要断层有2条:
1、安3-1正断层:
走向N75°E,倾向NW,倾角64-75°,断距4-8m。
2、安3-2正断层:
走向N75°E,倾向NW,倾角64-75°,断距5-8m。
安性断层将煤层切割成台阶状。
断层落差有从浅部到深部逐渐增大,力学性质均以主压性为兼具扭性。
(见表3-2-1)
表3-2-1升华煤矿大中型断层情况一览表
序号
名称及性质
产状
落差/m
走向长度/m
控制工程
简要描述
控制
程度
走向
倾向
倾角/°
1
安3-1正断层
75
347
64-75
4-8
900
1901采区控制。
分布1901采区边界
详细查明
2
安3-2正断层
75
347
64-75
5-8
900
1901采区控制。
分布1901采区边界
详细查明
3.3岩浆岩
本区地表和实际生产中没有发现岩浆岩。
第四章区域水文地质
矿区属赣江水系,地表无河流,矿区范围发育有多条冲沟,大气降水经冲沟流入芦溪河,再汇入赣江。
由于矿区内无重大地表水体系,所以矿区地下水的主要补给源为大气降雨,地下水的径流受地形和构造的控制。
径流强度受径流带岩石透水性的影响,区内地下水的排泄方式主要为井、泉河、矿坑排水。
区内断层多为阻水断层。
含水层在地形与构造的控制下,对地下水的补径排泄有着重要的意义,大气降雨只有赋存在含水层的空隙中,才能形成地下水。
而含水层又为地下水的运移及排泄提供场所,成为一个地区地下水动态的关键因素。
如含水层与隔水层的接触带上,都会形成地下水的天然露头接触带泉,为地下水的排泄提供方便。
地下水的另一主要排泄形式为矿坑排水,矿井分二个水平排水,据2012~2014年的数字记录,一水平水自然排出,水量为679.2T/d,二水平(+190)为168T/d,全矿合计为847.2T/d,在整个矿区内,每天矿坑排水量将近千吨,主要是一水平水自然排出80%以上。
另外,采矿对矿区地下水的补、经、排、地下水水量,水质都有一定的影响,由于矿井开采历史长,加之地面小井众多,破坏了原有的露头风化煤柱,不仅引起了严重的地表塌陷,改变了原有的地形地貌。
而且对地表径流有着极大的控制作用。
从近年来,紫家冲流域地表径流大大减少来分析,其原因是在该范围内地表塌陷严重。
经过初步估算在塌陷严重地带大气降雨约有40%由塌陷区破碎带渗入井下。
由于长期的采矿矿坑排水,导致了矿区地下水资源的减少,也改变了矿区水循环模式。
矿坑水的排出,经井口矿井水处理站处理外排,外排废水各类指标均符合《污水综合排放标准》标准。
矿井生活用水由萍乡市自来水公司供给。
矿井生产用水为矿井水,由矿井水经净化后使用。
外排生活用废水水质指标符合《污水综合排放标准》。
因此矿区地下水受到的污染甚微。
第五章矿井水文地质
5.1井田边界及其水力性质
本井位于高安煤田安源煤矿的南东部,北、西至安源煤矿边界线,走向长1000米,倾斜宽950米,矿区面积0.722km2。
矿井南为各煤岩层露头,由于地表老窿多,采空区范围大,塌陷裂隙十分发育,使大气降水直接沿此下渗,为矿区主要充水来源。
矿井与安源煤矿相邻,两矿各有独立的排水系统,因采空区相通,有水力联系。
5.2含水层
矿井主要含水层类型为孔隙——裂隙承压水类型。
区内含水层主要有下统大冶组(T1d)、紫家冲段底部砾岩(T3a11)、三家冲段天子山砾岩(T3a21)、第四系(Q4),现从上至下分述如下:
(1)第四系孔隙水含水层:
厚0~20m,由粘土、亚粘土、砂砾岩及卵石组成,分布于冲沟及低洼处,属孔隙潜水,具有统一的潜水面,水位埋深0~10m,主要为大气降雨补给,对矿井生产影响不大。
⑵天子山砂岩含水岩组:
厚度一般40m,灰白色中厚层状细~粗石英砂岩,底部含砾,硅质胶结、属微水层。
局部裂隙发育,有溶蚀现象,为微含水层。
据邻矿Ⅱ01孔简易抽水试验得q=0.0265L/s·m地表径流流经该含水层,有部分渗入地下。
⑶紫家冲段底部砾岩含水岩组:
厚0~110m,灰绿色砾岩,局部夹粉砂岩,分选性差,呈次棱角状,据邻矿抽水资料q=0.077L/S.m,属孔隙承压水类型。
通过实际揭露本层基本无水,对矿井生产无影响。
⑷下统大冶组(T1d):
上部为灰黄色薄层状泥岩和粉砂岩互层,下部为黄色、黄绿色泥岩间夹少量粉砂岩,局部夹透镜状泥灰岩,泥岩片理发育,具丝绢光泽,根据矿井揭露本层无水。
本层对矿井生产无影响。
矿井主要含水层地层的含水性均较弱。
5.3隔水层
本区域三家冲段中上亚段,一般厚30m,深灰色及灰黑色薄层状泥岩、粉砂岩,砂质泥岩,间夹薄层粉砂岩及少量砂岩,结构致密,水平层理发育,岩性致密不含水,不透水,是良好的隔水层。
5.4矿井充水条件
5.4.1区内的地表水系:
矿区内无重大地表水体系。
区内地表无河流,随地势的高度各溪流的分布与地表水体的流向将各个山脊相连圈定各溪流流域,有紫家冲流域
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