水害技術(shù)論證報告

1、勺米鄉(xiāng)營腳溝煤礦水患技術(shù)論證報告二0三年三月十九日營腳溝煤礦水患技術(shù)論證報告一、礦井概況1.1井田位置水城縣勺米鄉(xiāng)營腳溝煤礦地處水城縣南東，直距22km處，礦井建設(shè)規(guī)模 為30萬噸/年。礦區(qū)位于格目底向斜南西翼勺米井田和濫壩井田的接合部，主 要在勺米井田淺部，位于3032勘探線之間，礦區(qū)走向長約1.2km，傾向?qū)捈s 0.6km，面積0.6809km2。礦區(qū)地理坐標(biāo)為：東經(jīng)104 50 43104 51 34 ；北緯 26 28 03 26 28 35。1.2地形地貌水城縣勺米鄉(xiāng)營腳溝煤地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，地形起伏變化大，地形走勢與構(gòu) 造線方向基本一致，山勢由西往東漸低，屬低中山侵蝕地貌類型。區(qū)內(nèi)最

2、高點 為礦區(qū)北部大營上山頂，海拔2092m，最低點為礦區(qū)南部巴拉河的河谷中，海 拔1550m，相對高差約540m。1.3水系及其主要河流區(qū)內(nèi)地表水系較發(fā)育，較大的巴拉河呈北西南東向沿煤系與玄武巖界線流 經(jīng)出區(qū)外，其年均流量為296.4l/s，枯水季節(jié)月平均流量為50l/s，最大洪水 流量為34368l/s，其余水系多為季節(jié)性山間溪流多注入巴拉河。礦區(qū)最低侵蝕 基準(zhǔn)面為巴拉河，標(biāo)高1550m，礦井最低排泄基準(zhǔn)面標(biāo)高1480m，降雨是地下 水的主要補給來源。1.4環(huán)境狀況及氣候礦區(qū)屬溫涼濕潤的高原亞熱帶季風(fēng)氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，氣候溫和， 雨量充沛，年平均氣溫12C，年平均降雨量1100130

3、0mm。11月至次年2月 為冰雪凌凍期，最低溫度達(dá)-2C。二、水文地質(zhì)調(diào)查情況為嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)法律法規(guī)、政策、防治水規(guī)定及上級行業(yè)主管部 門的指導(dǎo)要求，準(zhǔn)確掌握我礦水患情況，堅持執(zhí)行好“不安全、不生產(chǎn)”原則， 故此，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)研究決定，已于2011年7月12日我礦礦長組織總工程師、地測 科、安檢科、生產(chǎn)科、技術(shù)科等負(fù)責(zé)人對全礦井進(jìn)行了水害調(diào)查。其調(diào)查方式： 以我礦水文地質(zhì)資料、歷年生產(chǎn)過程中收集水文資料、走訪礦區(qū)農(nóng)戶等與實際 現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查。2.1水文地質(zhì)資料區(qū)內(nèi)地表水系較發(fā)育，較大的巴拉河呈北西南東向沿煤系與玄武巖界線流 經(jīng)出區(qū)外，其年均流量為296.4l/s，枯水季節(jié)月平均流量為50l/s，最

4、大洪水 流量為34368l/s，其余水系多為季節(jié)性山間溪流多注入巴拉河。礦區(qū)最低侵蝕 基準(zhǔn)面為巴拉河，標(biāo)高1550m，礦井最低排泄基準(zhǔn)面標(biāo)高1480m，降雨是地下 水的主要補給來源。2.1.1區(qū)域水文地質(zhì)條件區(qū)域大致以水城為中心，包括其北部的大河邊、南開、小河邊、二塘和格 目底5個含煤向斜以及這些向斜之間的石炭、二疊系地層組成威水、水杉、蟠 龍等背向斜。區(qū)域出露地層由老至新有石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系。根 據(jù)地層巖性的組合關(guān)系和巖層的富水性，作為劃分含（隔）水巖組的依據(jù)。以 碳酸巖為主的地層，巖石富水性強，含巖溶水，在區(qū)域內(nèi)大面積分布，并控制 著區(qū)域水文地質(zhì)條件，為主要含水巖組；而

5、以砂、泥巖互層為主構(gòu)成的一套碎 屑巖地層，巖石富水性弱，含裂隙水，在區(qū)域多呈帶狀分布，為隔水巖組。其 中龍?zhí)督M和飛仙關(guān)組為弱裂隙含水組。2.1.2水文地質(zhì)分區(qū)根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件，含（隔）水層（組）的分布、地表水系、地表分 水嶺及地貌、構(gòu)造特征等，區(qū)域水文地質(zhì)分區(qū)為大致從野窩坪起，經(jīng)雙龍井至 尖山壩一線為區(qū)域性的北西一南東向分布的地表分水嶺。以此分水嶺為界，可 將整個區(qū)域劃分為南、北兩個大區(qū)。兩個大區(qū)的地表水和地下水各自成系統(tǒng)， 分別向南北分流。北部區(qū)屬烏江水系，南部區(qū)屬北盤江水系，兩大區(qū)之間不發(fā) 生水力聯(lián)系。格目底礦區(qū)屬于南部分區(qū)之格目底小分區(qū)，小分區(qū)周圍一般皆有 峨眉山玄武巖隔水組圍繞而構(gòu)

6、成完整的隔水邊界，因而每一個小分區(qū)可視為一 個獨立的水文地質(zhì)單元。水城縣勺米鄉(xiāng)營腳溝煤礦位于格目底小分區(qū)水文地質(zhì) 單元內(nèi)。2.1.3礦區(qū)水文地質(zhì)特征地下水類型礦區(qū)內(nèi)地下水類型主要為碳酸鹽巖巖溶裂隙水和基巖裂隙水，其次為松散 巖類孔隙水。含水巖組及其含水特征碳酸鹽巖巖溶裂隙水含水巖組：主要為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T1yn），主 要分布于礦區(qū)北部的山嶺地帶，地表巖溶較發(fā)育，含水層接受大氣降水補給后， 地下水通過巖溶裂隙、溶洞集中運移，含水性能好，由于抗風(fēng)化力較強，地表 多呈狹長反向陡崖、峭壁，不利于大氣降雨的補給，排泄條件也較好，大氣降 水通過垂直巖溶裂隙補給含水層，并通過巖溶裂隙、溶洞匯集、徑流和

7、排泄， 含較豐富的巖溶裂隙水，富水性較強?；鶐r裂隙水含水巖組：主要包括三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組（Tlf）和二疊系上統(tǒng) 龍?zhí)督M（P31）。由主要碎屑巖、粉砂巖、鈣質(zhì)砂巖，泥質(zhì)粉砂巖及煤層組成， 夾少量石灰?guī)r。該巖組裂隙較發(fā)育，含少量裂隙水，富水性差。松散巖類孔隙水含水巖組：主要為第四系（Q），礦區(qū)南部多為殘積、坡積 物覆蓋，低洼處和溝谷中有洪積和沖積物堆積，厚度變化較大，0.220m，一 般厚10m左右。地下水賦存條件差，枯季一般不含水，局部松散層厚度較大的 地帶，含少量孔隙水。斷層破碎帶裂隙水含水巖組：綜合各勘探鉆孔中揭露的正、逆斷層來看， 沖洗液的消耗和孔內(nèi)水位，均與煤系基本一致，未見有異?，F(xiàn)象。

8、同時通過鉆 孔斷層帶進(jìn)行了抽水試驗，其單位涌水量均與煤系接近。由此可見斷層導(dǎo)水性 一般都是很弱的。2.1.4地下水的補給、徑流、排泄條件礦區(qū)內(nèi)的地下水主要靠大氣降雨補給，以下地段是接受降雨補給最有利的 地段：一是第四系較厚地段；二是斷層破碎地段；三是滑坡體的巖石相通破碎 地段；四是地表巖石風(fēng)化破碎地段。這些地段接受降雨補給后，巖層的富水性 變得相對較強，并在一定條件下可構(gòu)成小范圍的地下水循環(huán)，即就地補給，就 地排泄。除上述在淺部作小范圍的逕流循環(huán)之外，還有一部分繼續(xù)往深部流動， 在深部作大范圍的逕流循環(huán)，它的運動和排泄，主要受礦區(qū)構(gòu)造控制。這部分 地下水多沿薄層隔水層層面流動，其流向大致與走向

9、和傾向一致，深切的溝谷 則是它的排泄區(qū)。這些以深切的溝谷為中心所構(gòu)成的地表水系分布網(wǎng)，實際上 以就是地下水的補、逕、排系統(tǒng)。礦區(qū)地下水的流向受巖性、構(gòu)造的控制，總 體向東逕流，排匯進(jìn)入礦區(qū)南部的巴拉河中。2.1.5含水層間帶及其與地表水的水力聯(lián)系煤系和飛仙關(guān)組地下水的活動以沿巖層層面運動為主，垂直運動僅在風(fēng)化 帶范圍內(nèi)占主要地位。由此，含水帶間的水力聯(lián)系在深部是不明顯的，或者不 存在水力聯(lián)系。特別是飛關(guān)仙組與煤系間，有一層穩(wěn)定的粘土泥巖相隔，使煤 系與其上部各含水巖組不發(fā)生水力聯(lián)系。煤系與茅口、棲霞組灰?guī)r間有峨眉山玄武巖相隔，峨眉山玄武巖含水性極 差，是較好的隔水層，由此，煤系與茅口、棲霞組灰

10、巖不存在水力聯(lián)系。 水城縣勺米鄉(xiāng)營腳溝煤礦南部的巴拉河，其流經(jīng)地段大部分是煤系和玄武巖。 由此，對水城縣勺米鄉(xiāng)營腳溝煤礦的開采發(fā)生水力聯(lián)系可能性小。其余溝谷， 水量小，坡度又較陡，是大氣降水和地下水的常年排泄通道，僅在暴雨后于排 水過程中，對風(fēng)化劇烈，巖石疏松地段的地下水有短時的補給，一般則無影響 或影響范圍極小。與煤系地層不存在水力聯(lián)系。2.1.6斷層導(dǎo)水性在礦區(qū)內(nèi)斷層F97及F98，其本身延伸較遠(yuǎn)較深，破壞性較大，溝通了其 上覆含水巖組，含水性較強，雖在煤系地層中顯示不含水特征，但煤層經(jīng)大面 積開采后引起塌陷，斷層水也會隨之而來。因此這類斷層對礦床充水的影響較 大。2.1.7礦井充水因素該

11、礦是以大氣降水為主的裂隙充水礦床，主要為頂板中所含裂隙水向巷道 內(nèi)滲漏，其次為老窯積水及采空區(qū)積水等。老窯充水因素根據(jù)調(diào)查，礦區(qū)內(nèi)老窯的充水因素主要是龍?zhí)督M中的裂隙水，積水量較小。 但目前老窯早已關(guān)閉，其采空區(qū)有少量積水，開采過程中應(yīng)引起重視。其它充水因素在自然狀態(tài)下，井田充水因素主要是龍?zhí)督M內(nèi)所含的裂隙水。它通過煤層 頂板中的裂隙直接向礦井或采空區(qū)充水。由于龍?zhí)督M的富水性弱，單位涌水量 及滲透系數(shù)均極小，故將來礦井涌水量已不會太大。間接充水含水組飛仙關(guān)組 第一段，在自然狀態(tài)下對礦井充水影響已是很小的。井田內(nèi)河流、溪溝雖然發(fā)育，且雨季流量較大，但在自然狀態(tài)下是地下水 補給河水，河流、溪溝是地下

12、水的排泄地帶，所以河流、溪溝水不是礦床充水 的主要因素。井田內(nèi)小窯雖多，但開采深度不大，其中多數(shù)不積水，少數(shù)有積水者積水 量甚少，故對礦床充水影響不大。井田內(nèi)發(fā)育的斷層規(guī)模一般不大，其破碎帶擠壓緊密，富水性很微弱，導(dǎo) 水性也較差。但在礦區(qū)內(nèi)斷層F97及F98,其本身延伸較遠(yuǎn)較深，破壞性較大， 溝通了其上覆含水巖組，含水性較強，雖在煤系地層中顯示不含水特征，但煤 層經(jīng)大面積開采后引起塌陷，斷層水也會隨之而來，故對礦床充水影響較大。2.2實際生產(chǎn)過程中及現(xiàn)場收集水文資料龍井水煤礦平硐泉水（用作附近農(nóng)戶及我礦生活水）9.25L/S ；下降泉 0.02L/S。龍井水煤礦（關(guān)閉）預(yù)計采空區(qū)積水量9032

13、m3。營腳溝煤礦（老礦已關(guān)閉）預(yù)計采空區(qū)積水量2752m3。1022回風(fēng)巷頂板淋水（地表滲透水、頂板含水層）0.001L/S。1630軌道石門迎頭鉆孔收集水（生產(chǎn)用水）0.5L/S。1021回風(fēng)巷（地表滲透水、頂板含水層）0.001L/S。3181、2181 采空區(qū)流水 0.0025L/S。老系統(tǒng)回風(fēng)平硐密閉處雨季出水量（除雨季外其它時間段枯水）0.017S/L。礦1630回風(fēng)石門東部山溝雨季水流量約為26 L/S。專用回風(fēng)井上部1660.8m標(biāo)高處有一小窯（已封閉），據(jù)調(diào)查得該小窯斜 長62m、斷面3.7血，預(yù)計最大涌水量為230m3。辦公樓西部1658m標(biāo)高處有一小窯（已封閉），據(jù)調(diào)查得該

14、小窯斜長30m、 斷面4.2血，預(yù)計最大涌水量為126m3。原營腳溝煤礦（老井）老空水已在布置2182采煤工作面運輸巷時有計劃 放空。1021采煤工作面切眼：為M2煤層，底板為泥粉砂巖、細(xì)砂巖，其頂板為 灰色粉砂巖、淺灰色微細(xì)晶結(jié)構(gòu)石灰?guī)r、暗灰色泥質(zhì)粉砂巖、粘土巖及粉砂質(zhì) 粘土巖，其頂板有一層若含水層，在實際掘進(jìn)過程結(jié)合相關(guān)資料綜合分析，該 切眼頂板淋水量約為0.007L/S。三、論證結(jié)果1、我礦礦界范圍內(nèi)龍井水煤礦原主采23#、18#煤層，開采標(biāo)高為+1665m +1500m,預(yù)計采空區(qū)積水量9032m3, 1630軌道石門里程243m處有一涌水點（引 作我礦生產(chǎn)用水）。龍井水煤礦與營腳溝煤礦被F98、F97號斷層阻隔，根據(jù)相 關(guān)地質(zhì)資料分析，我礦不計劃穿過F98、F97號斷層，且我礦1021回風(fēng)巷距離 F98號斷層平局尚有119m，故此，龍井水煤礦積水對我礦新系統(tǒng)采掘活動構(gòu)不 成水患威脅。2、營腳溝煤礦老系統(tǒng)主要開采M18#煤層，開采標(biāo)高為+162