礦井水文地質報告包含哪些內容
⑴ 礦井水文地質原始記錄有哪些
對新開鑿的井筒、主要穿層石門及開拓巷道,應當及時進行水文地質觀測和編錄,並繪制井筒、石門、巷道的實測水文地質剖面圖或展開圖。
當井巷穿過含水層時,應當詳細描述其產狀、厚度、岩性、構造、裂隙或者岩溶的發育與充填情況,揭露點的位置及標高、出水形式、涌水量和水溫等,並採取水樣進行水質分析。
遇含水層裂隙時,應當測定其產狀、長度、寬度、數量、形狀、尖滅情況、充填程度及充填物等,觀察地下水活動的痕跡,繪制裂隙玫瑰圖,並選擇有代表性的地段測定岩石的裂隙率。測定的面積:較密集裂隙,可取1-2 m2;稀疏裂隙,可取4-10 m2。l
遇岩溶時,應當觀測其形態、發育情況、分布狀況、有無充填物和充填物成分及充水狀況等,並繪制岩溶素描圖。
遇斷裂構造時,應當測定其斷距、產狀、斷層帶寬度,觀測斷裂帶充填物成分、膠結程度及導水性等。
遇褶曲時,應當觀測其形態、產狀及破碎情況等。
遇陷落柱時,應當觀測陷落柱內外地層岩性與產狀、裂隙與岩溶發育程度及涌水等情況,判定陷落柱發育高度,並編制卡片、附平面圖、剖面圖和素描圖。
遇突水點時,應當詳細觀測記錄突水的時間、地點、確切位置,出水層位、岩性、厚度,出水形式,圍岩破壞情況等,並測定涌水量、水溫、水質和含砂量等。同時,應當觀測附近的出水點和觀測孔涌水量和水位的變化,並分析突水原因。各主要突水點可以作為動態觀測點進行系統觀測,並應當編制卡片,附平面圖和素描圖。
對於大中型煤礦發生300 m3/h以上的突水、小型煤礦發生60 m3/h以上的突水,或者因突水造成採掘區域和礦井被淹的,應當將突水情況及時上報所在地煤礦安全監察機構和地方人民政府負責煤礦安全生產監督管理的部門、煤炭行業管理部門。
按照突水點每小時突水量的大小,將突水點劃分為小突水點、中等突水點、大突水點、特大突水點等4個等級:
(一)小突水點:Q≤60 m3/h;
(二)中等突水點:60 m3/h<Q≤600 m3/h;
(三)大突水點:600 m3/h<Q≤1800 m3/h;
(四)特大突水點:Q>1800 m3/h。
礦井應當分井、分水平設觀測站進行涌水量的觀測,每月觀測次數不少於3次。對於出水較大的斷裂破碎帶、陷落柱,應當單獨設立觀測站進行觀測,每月觀測1-3次。對於水質的監測每年不少於2次,豐、枯水期各1次。涌水量出現異常、井下發生突水或者受降水影響礦井的雨季時段,觀測頻率應當適當增加。
對於井下新揭露的出水點,在涌水量尚未穩定或尚未掌握其變化規律前,一般應當每日觀測1次。對潰入性涌水,在未查明突水原因前,應當每隔1-2 h觀測1次,以後可適當延長觀測間隔時間,並採取水樣進行水質分析。涌水量穩定後,可按井下正常觀測時間觀測。
當採掘工作面上方影響范圍內有地表水體、富水性強的含水層、穿過與富水性強的含水層相連通的構造斷裂帶或接近老空積水區時,應當每日觀測涌水情況,掌握水量變化。對於新鑿立井、斜井,垂深每延深10 m,應當觀測1次涌水量。掘進至新的含水層時,如果不到規定的距離,也應當在含水層的頂底板各測1次涌水量。
當進行礦井涌水量觀測時,應當注重觀測的連續性和精度,採用容積法、堰測法、浮標法、流速儀法或者其他先進的測水方法。測量工具和儀表應當定期校驗,以減少人為誤差。
第二十八條 當井下對含水層進行疏水降壓時,在涌水量、水壓穩定前,應當每小時觀測1-2次鑽孔涌水量和水壓;待涌水量、水壓基本穩定後,按照正常觀測的要求進行。疏放老空水的,應當每日進行觀測。
⑵ 礦井日常水文地質工作內容與技術要求
礦井日常水文地質工作是保證煤礦正常安全生產的一項重要技術基礎工作。其基本任務包括:
1)開展礦井水文地質補充調查、補充勘探和水文地質觀測;
2)為礦井採掘、開拓延伸提供水文地質資料或報告;
圖1-8 系統開發工作流程圖
3)在採掘工程中進行水害分析、預測和防探水。
(一)水文地質補充調查和觀測
1.地面水文地質補充調查
包括氣象資料搜集:降水量、蒸發量、氣溫、氣壓、相對濕度、風向、風速及其歷年平均值和兩極值;地貌調查:著重調查由開采引起的塌陷、人工湖等地貌變化;地質調查:第四系覆蓋層、基岩露頭,地質構造的形態、產狀、性質、規模、破碎帶等。其他還應調查的內容包括地表水體等。
2.地面水文地質觀測
包括氣象觀測、地表水觀測、地下水動態觀測等。
3.井下水文地質觀測
在開拓主要采區巷道時,應及時進行井下水文地質觀測和編錄,並繪制實測水文地質剖面圖或展開圖。
1)當巷道穿過含水層時,應詳細描述其產狀、厚度、岩性、構造、裂隙或岩溶的發育與充填情況,揭露點的位置及標高、出水形式、涌水量、水溫等,並採取水樣進行水質分析;
2)對斷層和裂隙,應測定其產狀、長度、寬度、數量、形狀、尖滅情況、充填程度及充填物,觀察地下水活動的痕跡,繪制裂隙玫瑰圖,並選擇有代表性的地段測定岩石的裂隙率;
3)對岩溶應觀測其形態、發育情況、分布狀況、有無充填物及充填物成分、充水狀況等,並繪制岩溶素描圖;
4)對褶曲應觀測其形態、產狀及破碎情況;
5)對突水點應詳細觀測記錄突水的時間、地點、確切位置、出水層位、岩性、厚度、出水形式、圍岩破壞情況等,並測定涌水量、水溫、水質、含砂量等。同時觀測附近的出水點和觀測孔涌水量、水位的變化,並分析突水原因。主要突水點可作為動態觀測點,並要編制卡片,附平面圖和素描圖。
4.礦井涌水量觀測
1)礦井涌水量觀測應分含水層、分采區、分主要出水點觀測,每月觀測不少於3次;
2)井下新的出水點在涌水量尚未穩定前應每天觀測1次;
3)井下疏降孔涌水量和水壓在穩定前每小時觀測1次,穩定後正常觀測。
(二)礦井水文地質基礎資料和圖紙
1.水文地質台賬
礦井水文地質基礎資料必須認真搜集整理、長期保存。為了使礦井水文地質基礎資料系統化,應建立以下各類水文地質台賬:
1)礦井涌水量觀測成果台賬;
2)氣象資料台賬;
3)地表水文觀測成果台賬;
4)鑽孔水位及井泉動態觀測台賬;
5)抽(放)水試驗成果台賬;
6)礦井突水點卡片或台賬;
7)井下水文地質鑽孔台賬;
8)水質分析成果台賬;
9)礦區水源井(孔)台賬;
10)封閉不良鑽孔台賬;
11)其他專門項目台賬。
2.礦井必備的水文地質圖紙
1)礦井充水性圖;
2)礦井涌水量與各種相關因素動態曲線圖;
3)礦井綜合水文地質圖;
4)水文地質柱狀圖;
5)水文地質剖面圖;
6)等水位線圖等。
(三)工作面水害預測與防探水
應開展水害因素分析和水害預測工作,根據採掘接續計劃,結合水文地質資料,全面分析水害因素,提出水害分析預報表及水害預測圖;在採掘工程中對預報表、圖進行檢查、補充和修訂,發現險情,應及時發出水害通知單,並採取預防措施。
1)采前應編制探放水設計,並預計涌水量,涌水量較大可能影響正常生產時,應採取相應措施;
2)防探底板突水:採掘前必須具備勘探或補充勘探資料,水文地質條件基本清楚;對可能發生的水害及其預防措施提出建議;預測有突水可能的危險區;預計最大涌水量;
3)防探斷層水:應核准斷層產狀、位置,分析斷層帶的富(導)水性,並在平面圖和剖面圖上確定斷層與工作面的空間幾何關系;巷道通過導水或可能導水斷層前,必須超前探水,並採取相應的防水措施;對與強含水層連通的導水斷層,必須按規定留設防水煤柱;
4)為防止鑽孔突水,應對採掘范圍內穿越煤層頂、底板強含水層的鑽孔進行核查,分析判定封孔質量;對封閉不良的鑽孔應分別採取相應的預防措施。
(四)其他防治水措施
為了防治礦井開采過程中發生突水淹井事故,除建立上述礦井排水系統外還應當考慮以下防治水措施:
1)采區排水系統。對設計的下一個采區,要首先預計采區涌水量,建立采區水倉、泵房和排水管道。采區水倉、泵房和排水管道的設計應符合「煤礦安全規程」的要求。
2)礦井避水災路線。在採掘作業規程中制定突水時的避水災路線,並在避水災路線上設置路標,定期進行撤退演習。在井下各採掘工作面即主要硐室、大巷等有人員工作的地點安裝電話,井下電機車安裝載波電話,並加強對通訊系統的維護和管理,保證在發生突水災害時,可利用通訊系統實施迅速、有效的調度指揮。礦井應安裝井下人員定位系統,使地面及時了解井下人員的實際情況。
⑶ 礦井水文地質類型劃分報告怎麼做
需要有水文勘探及報告編制資質的單位進行編制。
主要內容如下:
前 言
一、專礦井及井田概況
(一屬)礦井及井田基本情況
(二)位置與交通
(三)地形、地貌
(四)氣象、水文
(五)地震
(六)礦井排水設施能力現狀
二、以往地質和水文地質工作評述
(一)不同勘探階段地質和水文地質工作成果評述
(二)礦井地質及水文地質工作
三、地質概況
(一)地層
(二)構造
(三)含水地層
(四)岩漿岩
四、區域水文地質
(一)區域含水岩組的劃分及其水文地質特徵
(二)區域地下水的補給、徑流、排泄條件
五、礦井水文地質
(一)井田邊界及其水力性質
(二)含水層
(三)隔水層
(四)礦井充水條件
(五)井田及周邊地區老窯水分布狀況
(六)礦井充水狀況
六、對礦井開采受水害影響程度和防治水工作難易程度的評價
(一)對礦井開采受水害影響程度的評價
(二)對礦井防治水工作難易程度的評價
七、礦井水文地質類型的劃分及對防治水工作的建議
(一)礦井水文地質類型的劃分
(二)對防治水工作的建議
⑷ 礦井水文地質
(一)含水層
1.第四系砂、礫石孔隙含水層
本區第四系發育厚度為0~45.26m。上部為黃土或砂質粘土,厚0~45.26m,平均18.37m,對大氣降水對下部各含水層的淋漓、滲漏補給起阻隔作用。下部為砂礫石(或卵石)厚0~39.8m,平均7.65m,全區發育,其厚度變化主要受古地形地貌及現代流水堆積作用控制,基本規律為礦區北部較南部發育,東部較西部發育。該含水層主要由流砂、砂(卵)石組成,呈未膠結或半固結,導(富)水性較好,富含孔隙潛水。q=0.0074L/(s·m),k=0.0406m/d。水位標高225.15m,其水位水量變化動態不穩。與二1煤層間無穩定水力聯系,對二1煤層的開采影響不大,但在隱伏露頭地段,當開採煤層後形成的冒落破碎裂隙帶與該含水層溝通時,則構成直接充水水源。
2.二1煤層頂板砂岩裂隙含水層
二1煤層以上60m范圍內,為煤層采動後的冒落破裂影響帶,在該影響帶內發育的中粗粒砂岩含水層的承壓水,將首先充入礦坑,是二1煤層頂板的直接充水含水層。據統計,該范圍內發育的中—粗粒砂岩3~5層,主要為大占砂岩和香炭砂岩,厚0~32.87m,平均15.75m,該砂層組多為硅質膠結,緻密堅硬,裂隙較發育,但多被方解石脈所充填,多以頂板淋水形式向礦坑充水。
3.太原組上段灰岩岩溶裂隙含水層
主要由太原組上段灰岩組成,其中L7和L8灰岩較發育,層位較穩定,厚2~13.9m,平均6.32m。灰岩緻密堅硬,岩溶不發育,裂隙較發育,但多被方解石脈所充填。q=0.0024~0.038L/(s·m),k=0.015~3.72m/d,水質類型為HCO3-K·Na型。該含水層厚度小,出露及補給條件差,岩石空隙不發育,導、富水性差,且及不均一,但在斷層構造作用下,使其與下部強含水層產生水力聯系時,富水性則會相應增強,為二1煤層底板直接充水含水層。
4.太原組下段灰岩含水層
即指太原組下段L1-4灰岩,一般L1-3灰岩較發育,層位較穩定,厚4.75~23.79m,平均厚度10.08m。L2-4灰岩局部可相變為砂岩或與L1合並為一層,緻密堅硬,岩溶裂隙也不甚發育,且多被方解石脈或黃鐵礦細脈所充填,導、富水性較差。L1-4灰岩為一1煤層頂板直接充水含水層。
5.中奧陶統石灰岩岩溶裂隙含水層
該層厚度為2.05~73.5m,單位涌水量q=0.0141~18.79L/(s·m),滲透系數k=0.0285~119.27m/d。該含水層水水質類型為HCO3-Na·Ga或HCO3-Ga·Mg型,pH值為7.4~7.7,礦化度為0.574g/L。目前水位標高為171m左右(觀1孔資料),岩溶裂隙發育,補給條件好,富水性強,但極不均一,為本區重要含水層,是一1煤層底板直接充水含水層。
主採煤層和含水層關系詳見圖4-2。
(二)隔水層
1.石盒子組砂泥岩隔水層
自基岩風化面下至二1煤層頂板60m之間,厚100~300m,由泥岩、砂質泥岩、砂岩等碎屑岩組成,以泥岩、砂質泥岩為主,間夾數層中厚層狀粗粒砂岩含水層,富存有一定的水量。但各含水層挾持於厚層泥質岩之間,且距開採煤層較遠,又因含水層砂岩膠結緻密堅硬,在該段中起到骨架作用,相對增強了泥質岩層的抗壓強度,故該岩層段裂隙不發育,透水性差,再加上其在地表呈零星出露,補給條件不佳,岩段厚度大,抗壓強度較高,故能對上部第四系砂礫石潛水含水層和下部二1煤層頂板砂岩承壓含水層之間的水力聯系起到一定的阻隔作用。但在煤層露頭區或煤層開采引起導水裂隙高度較大時,可能會失去阻水能力,使得地表水和第四系砂礫石潛水充入礦井。
圖4-2 主採煤層與主要含水層示意圖
2.二1煤層底板砂泥岩隔水層
系指二1煤層底板至L8灰岩頂界之間的砂泥質岩段。據統計,厚度5.25~48.93m,平均為12.41m。岩層以泥岩、砂質泥岩、粉細粒砂岩為主,底部夾一灰岩薄層(或灰岩透鏡體),分布連續、穩定,其裂隙不發育,透水性差,隔水性能良好。由於該隔水層的存在,有效地防範了二1煤層在回採過程中太原組L7-8灰岩水直接湧入礦井。在局部地區由於斷裂構造和采動影響,其隔水性能相對降低。
3.太原組中段砂泥岩隔水層
太原組中段即自L7灰岩底至L4灰岩頂之岩段,平均厚46.95m,岩性以泥岩、砂質泥岩、細中粒砂岩為主。間夾灰岩層(L5),岩石裂隙不發育,透水性差,隔水性能良好,有效地切斷了太原組下部薄層灰岩與上部L7-8灰岩之間的水力聯系,使二1煤層底板的多個薄層灰岩復合式含水層之間的整體性和連續性大大減弱。同時,該隔水層的存在也有效地阻隔了奧陶系灰岩含水層與太原組薄層灰岩含水層之間的水力聯系。
4.本溪組鋁土岩、泥岩隔水層
由本溪組鋁土岩、鋁土質泥岩組成,厚度為0.58~16.65m,平均9.36m,其岩性緻密,強度中等,透水性差,具有良好的隔水性能,該隔水層的存在有效地阻隔了奧陶系灰岩水與太原組薄層灰岩含水層之間的水力聯系。但在斷裂破碎帶和沉積薄弱地段或受到采動破壞影響,該隔水層將失去或降低其隔水性能。
(三)地下水動態特徵
1.礦井涌水量逐年增加
大平煤礦1986年投產初期,年平均涌水量為134.44m3/h。1987年至1988年4月份,水量急劇增大至561.7m3/h,除因開采面積相應增加外,推斷有第四系潛水和老窯水成分。之後,涌水量恢復至150m3/h,並隨著回採面積的擴展,涌水量逐漸增加至2004年的424.6m3/h。大平礦歷年礦井涌水量曲線見圖4-3。
圖4-3 大平煤礦歷年礦井涌水量曲線圖
2.涌水量與大氣降水的關系
大平礦礦井涌水量與大氣降水密切相關,據多年統計資料,每年最大降水月份為7~8月,而礦井涌水量最大月份為每年的10月份,與最大降水月相比,相應延遲約2~3個月,最小涌水量為來年的7月份,表現出集中補給逐漸消耗的補給排泄特徵,大平礦月平均涌水量與降雨量關系曲線見圖4-4。
3.奧陶系灰岩水位變化趨勢
通過對1987~1992年13-補27孔奧陶系灰岩水位和1997年5月~2005年5月對觀1孔中奧陶統灰岩水位觀測,大平礦奧陶系灰岩水位呈逐年下降趨勢,降幅每年近1.5m(圖4-5,圖4-6)。中奧陶統灰岩水位由建井初期至今已經由199.88m下降至171.29m,表明該礦區地下水降落漏斗在逐漸擴展和形成過程中。
(四)地下水補給徑流排泄
區域地下水運移規律是由西北向東南流動,滎密背斜南翼及礦區西部山區是寒武系—奧陶系及石炭系含水層出露地區,為地下水之補給區,大氣降水滲入形成地下水後向東南方向運移,一部分由超化泉群及灰徐溝泉群泄出,其餘均運移到新鄭礦區的八千背斜軸部地帶由寒武系—奧陶系含水層隱伏露頭區排出泄入第三、四系沖積層中。
圖4-4 大平礦月平均涌水量與降水量關系曲線圖
圖4-5 13-補27孔奧陶系灰岩水位變化曲線圖
圖4-6 觀1孔奧陶系灰岩水位變化曲線圖
大平井田位於新密煤田西南,井田南、北、西三面環山,組成一個向東開闊的箕形匯水盆地,周邊為寒武系—奧陶系灰岩或二疊系碎屑岩組成的低山丘陵區。煤礦床隱伏於第四系沖、洪積扇堆積物之下,礦區地勢西高東低。大平井田構造特徵為一軸向近東西的向斜構造。礦區大致以大冶向斜為對稱軸由南北中馬家溝組、本溪組、太原組逐次出露,成為地下水的主要補給區,大氣降水是其主要補給來源。但由於礦區內溝谷發育,地表高差大,植被稀少,排泄條件好,故不利於地下水入滲補給。二1煤層頂板含水層與上部沖、洪積層之間有水力聯系,富水性較強。
井田內奧陶系灰岩水流向基本以地層傾向相同,由井田南、北、西三面向中心匯集,並由井田西南部流出井田。二1煤層頂板砂岩水及太原組灰岩岩溶裂隙地下水,主要以井下排水的形式進行人工排泄。
⑸ 煤礦水文地質報告與水文地質類型劃分報告有什麼區別
煤礦水文地質報告太籠統,在煤礦建設前的報告是一個階段,包括找專煤、普查、詳查、精查幾屬個階段,形成以上幾本報告,裡面都包括了水文地質報告的專門章節;生產中呢,又有生產地質報告、工程地質報告等為了生產服務的報告,裡面也包括了水文地質專章,最後閉坑還要有閉坑地質報告。目前,煤礦水文地質工作很受重視,在建設前若涉及敏感問題,如大水礦區、泉域、水源地保護等,需要專門做水文地質工作,出具專門水文地質報告並編制防治水規劃,多費電口舌,包括了環境水文地質專項報告(為環評服務),礦井水文地質類型劃分報告(為國土部門、安監局和發改委審批服務),專項水文地質勘探報告(為安全生產和防治水服務)。
因此,煤礦水文地質報告包括了水文地質類型劃分報告,礦井水文地質類型劃分報告是近年來各個煤礦都在做的工作,一是標准變了,類型劃分有改變,需要重新做,二是為了審批和安全生產服務。
⑹ 礦井基本查清的水文地質問題
自1958~1994年期間先後有河南省地質局密縣地質隊、中南煤田地質局128隊、新密礦內務局地質勘探隊、鄭州礦容務局地質測量處、河南煤田地質局1隊五個單位,在現裴溝井田范圍內進行勘探和補充勘探工作,進行了大量的水文地質勘探試驗工作,提交有《河南省新密煤田來集礦區地質勘探報告》、《新密煤田裴溝井田地質勘探(精查)報告》、《河南省新密礦區裴溝礦深部補充勘探(精查)地質報告》、《河南省新密煤田楊河井田地質勘探報告》、《河南省新密煤田樊寨勘探區詳查地質報告》。
裴溝煤礦屬於在生產礦井,在生產中積累了較為豐富的礦井水文地質資料。這些資料基本查清了以下礦井水文地質問題:
1)主要充水含水層的分布、結構、厚度及其埋藏條件;
2)主要充水含水層之間的結構關系以及與大氣降水和地表水體之間相互聯系;
3)礦井充水的方式、途徑和突水產生的條件;
4)礦井水害類型及其水害特徵。
⑺ 礦井水文地質條件
一、礦區水文地質特徵
焦作礦區突水頻繁,涌水量大,淹井次數多,從客觀上講,主要受礦區水文地質條件制約。具體表現是區域地下水補給量大;含水層層數多,厚度大,隔水層薄;斷裂構造發育,使各含水層之間水力聯系密切(圖4-4)。
1.區城地下水補給充沛
焦作礦區北為太行山區,海拔標高+200~+1700m,為構造剝蝕的中低山地貌,廣泛出露奧陶—寒武系巨厚(800~1000m)的碳酸鹽岩,地形陡峭,深山峽谷,喀斯特裂隙發育。大氣降水後由地表短暫徑流轉入地下徑流,匯水面積2000km2左右。地下水自北和西北方向向礦區內徑流,在礦區南部受到武陟隆起(前震旦系地層)和斷距千米以上斷層(董村、朱村、耿黃等)的阻擋,使地下水在礦區內排泄。20世紀60年代前以天然泉水的形式排泄地下水,如九里山前泉群總流量達1.6m3/s,20世紀60年代後以礦井排水和工農業用水的形式排泄地下水(Q=9.9m3/s)。
2.斷裂構造控水作用強
礦區內斷裂構造皆為正斷層,EW,NE和NW向3組斷裂構造縱橫交錯,互相切割,形成許多條條塊塊,但沒有破壞奧灰的連續性,使各塊段〔或井田〕奧灰水力聯系密切,形成統一水位。在焦作礦區59次10m3/min以上突水事故中,斷層突水佔58%;100m3/min以上突水7次,其中斷層突水佔85.71%。在14次突水淹井事故中,因斷層突水淹井佔85.71%。這充分說明斷裂構造對地下水的富集、徑流(運移)到突水起重要控製作用。
圖4-4 焦作區域水文地質圖
二、礦井主要含水層及其關系
與礦井充水有直接關系的含水層,自上而下分別是第四系砂礫石含水層、二疊系砂岩含水層、石炭系太原組石灰岩含水層和奧陶寒武系石灰岩含水層。
圖4-5 沖積層柱狀圖
第四系沖積層厚29.39~200.31m,北薄南厚。北部煤層露頭帶附近沖積層厚75~120m,一般85m左右。由黃土、流砂礫石層、粘土和礫岩組成。上部為黃土、流砂礫石和粘土,中下部為礫岩和粘土,含礫岩5~11層,一般6~8層,且主要集中在中下部〔5~7層〕(圖4-5)。礫岩總厚14.66~40.86m,占沖積層地層總厚22.21%~37.24%分布不穩定。上部和底部礫岩含水層具雙層水位,均具承壓水性質。底部礫岩直接覆蓋在奧灰、L2和L8隱伏露頭上。水位變化與奧灰呈同步關系,一般是奧灰水補給沖積層。所以在L8露頭附近沖積層水和奧灰水聯合對L8補給,是演馬庄—九里山井田涌水量大,與其他礦井區別的重要條件之一。
二疊系砂岩含水層分上下兩層,即基岩風化帶裂隙孔隙含水層和二1煤頂板砂岩含水層。基岩風化帶含水層與沖積層水溝通時,富水性極強。淺部回採時,當導水裂隙帶與風化帶溝通時,涌水量很大。如13011工作面回採後頂板水達14.4m3/min。二1煤頂板砂岩含水層富水性較弱,對回採影響不大。
石炭系太原組厚67.1~60.93m,距奧灰5.46~16.67m,一般10m左右,由砂岩、粉砂岩、石灰岩和煤層組成,含石灰岩6~10層(圖4-6)。
石灰岩總厚27.4~41.99m,佔33.62%~55.71%,以L2和L8厚度大分布穩定。
L8厚4.97~13.79m,一般厚8m左右,上距二1煤底板20.65~35.73m,西薄東厚。喀斯特以裂隙發育為主,根據勘探資料,見溶洞為20%左右。全礦現有L8涌水量96.33m3/min,L8水位下降極不均衡,12采區以東水位下降明顯(±0m以下),西翼水位仍保持在+40~+60m。
L2厚10.73~13.77m,一般厚12m左右,上距二1煤底板70.8~82.14m,一般75m左右,下距奧灰10m左右。喀斯特裂隙發育,水位與奧灰呈同步變化。其他礦井L2水位比奧灰低1~3m,而九里山礦二者水位相差不明顯。
本區西部,五灰、六灰、七灰較發育,總厚6~7m,相對削弱了L2與L8之間隔水性質,為垂直導水形成了有利的岩性條件。
奧灰為強喀斯特含水層(圖4-7),厚度大,富水性強,上距二1煤底板91.68~102.17m,一般95m左右。在淺部露頭附近,奧灰與L2、L8、沖積層水力聯系密切;在深部通過斷裂構造補給上覆含水層。
圖4-6 太原統地層柱狀圖
圖4-7 焦作礦區中奧陶系灰岩分層柱狀圖
奧灰水位變化與降水關系密切,豐水期水位保持在+85~+90m,枯水期+70~+75m。1988年7、8兩個月集中降雨450mm後,奧灰水位大幅度上升,最大升幅16.47m,其他含水層與奧灰同步上升,但升幅均小於奧灰。L8水位升幅最大的地段在斷層帶附近。1988年雨季後,全局涌水量增加102.34m3/min,其中九里山礦增加21.67m3/min,(僅12021工作面增加9.88~15m3/min)。
三、突水簡述
1.突水概述
從建井至今發生1m3/min以上突水22次(表4-3)。其中5m3/min以上11次,10m3/min以上6次,30m3/min以上兩次(表4-4),由表4-4可知礦井西部突水次數多,突水量大,因突水頻繁,涌水量大,給礦井安全生產帶來巨大的威脅;特別是礦井兩翼涌水量達85m3/min以上,造成停產狀態。
表4-3 九里山礦井下突水點基本情況一覽表
續表
表4-4 礦井東西部突水情況統計表
2.突水原因分析
(1)突水與採掘關系:按採掘對22次1m3/min以上突水統計出掘進、回採與突水的關系(表4-5)。
表4-5 突水按採掘統計表
由表4-5可知,突水主要發生在工作面回採中,佔80.95%,掘進突水全是發生在底板岩巷中,工作面突水都發生在大頂來壓過程中。突水時,雖有底鼓,但大多數底鼓幅度不大,且持續時間很短就發生突水。
(2)突水與構造的關系:在22次1m3/min以上突水中,因斷裂構造造成直接突水3次,在小背斜上6次。
(3)突水與含水層的關系:在11次5m3/min以上突水中,除頂板水1次外,全為L8直接突水。突水後各含水層水位都有不同程度的變化(表4-6)。
表4-6 主要突水點水位升降統計表
由表4-6可知,L8突水後各含水層水位都有不同程度的下降,值得注意的是突水也引起L2、奧灰、沖積層水位下降,這可能是L8接受淺部混合水補給的依據。
3.12031突水簡況
12031工作面位於12采區東翼。工作面東西走向長435m,南北傾斜寬92.5~130m,回採標高-78~-112.4m(圖4-8)。
煤層走向N5°~50°E,傾向SE,傾角7°~19°。二1煤層厚4.9~7.1m,平均厚6.4m。
二1煤偽頂為炭質泥岩,厚0.2~1.5m,直接頂板為粉砂岩厚7.1m,老頂為砂岩厚12.3m,直接頂板為炭質泥岩和粉砂岩,厚12.3m。
(1)突水簡述:該工作面自1983年6月回採至今已發生4次突水,每次突水都造成工作面停產。
圖4-8 12031工作面平面圖
第一次是1983年7月6日突水。12031工作面1983年4月30日開采,由於偽頂較厚和生產系統不健全,推進速度比較慢。7月6日當工作面推進 26m 時,采空面積達2444m2,工作面在放頂期間,在上安全口處發生底板突水,最大水量27m3/min,穩定水量15~18m3/min。工作面停采後,一方面開掘泄水岩巷,建防水閘門一座,另一方面修復下運輸巷和進行改造工作。
1982年8月13日12皮帶巷突水前,在12采區L8、L2和奧灰三者水位基本一致(+80m左右),突水後L8與L2奧灰水位明顯「拉開」,12031工作面突水前,L8水位+78.05m(底板承受水壓1.9MPa)L2+85.28m,奧灰+85.54m,水位差7m左右。突水後L8、L2、奧灰水位差更大,L8水位下降了8.36m,L2水位下降了0.88m,奧灰水位下降了0.94m(圖4-9)。
圖4-9 12031突水點動態曲線(一)
第二次是1987年9月25日突水。第一次突水後由原開切眼向外80m處另開切眼,於1987年8月完成工作面改造工作恢復生產。1987年9月25日工作面推進23m,采空面積2645m2時,在工作面下風道附近突水,最大水量6.77m3/min,穩定水量5.3m3/min,該工作面總水量由11.9m3/min增至17.23m3/min,12采區總水量已達65.1m3/min。
突水後L8水位下降6.46m,L2下降0.46m,奧灰下降0.41m(圖4-10)。
圖4-10 12031突水點動態曲線(二)
第三次是1988年10月28日突水。第二次突水後因下風道流不出來水,重新掘進一條下風道距第二停采線18m,掘進開切眼使工作面斜長由130m縮小為90m。
1988年9月開采,10月28日當工作面推進25m,采空面積2250m2時,在上安全口和下風道附近兩處發生突水,最大涌水量9.76m3/min,穩定水量7.00m3/min,該工作面總水量由10m3/min增至16.9m3/min。
此次突水正逢雨季,L8水位下降了6.77m,L2下降了0.64m,奧灰下降了0.8m(圖4-11)。
圖4-11 12031突水點動態曲線(三)
第四次是1993年3月30日突水。第三次突水後一二采區處於停產狀態,但防治水工作仍在積極進行,1991年3月開始對12021和12041集中巷突水點進行地面注漿堵水工作,到1992年5月12021突水點已封堵結束。為扭轉長期停產局面,採取綜合治水與生產相結合,吸取外地經驗,縮小工作面,減少礦壓對底板破壞深度。1992年5月開始對12031工作面進行改造,重新掘進一條上風道,距第三停采線24m處掘進切眼,使工作面斜長由90m縮小為30m。
1993年3月10日回採前打開12皮帶突水點放水降低水壓。3月25日工作面推進21.5m,采空面積731m2時,老塘出水0.05m3/min,3月29日8:00推進29m,采空面積1015m2時,水量增加至0.54m3/min,工作面停產兩班。3月30日又開始回採,當推進31m,采空面積1085m2時,大頂突然來壓,16:20水量增加,水色發黃,17:30水量達20.88m3/min,19:58上風道槽尾外3m處上幫出水7.02m3/min,總水量達27.9m3/min。3月31日1:30水量增至32.21m3/min,4月2日3:00水量增至39.05m3/min,4月3日4:50涌水量增至44.74m3/min,最大時47.51m3/min。突水點水量明顯發生四次跳躍式上升。該工作面總水量穩定在41.72~47.35m3/min。
突水後各含水層都有不同程度的下降,沖積層水位下降了644m,L8下降了20.68m,五灰下降了8.1m,L2下降了1.8m,奧灰下降了1.9m(圖4-12)。
圖4-12 12031突水點動態曲線(四)
12031突水後,12021集中巷和12041集中巷兩突水點水量明顯減少,分別減少2m3/min和1.2m3/min。其他突水點水量變化不明顯。
(2)突水原因分析:與水源和水壓的關系密切。突水後在出水點附近施工兩個L8孔,水位+23.75~+26.87m。在標高-100m以上涌水已達55m3/min以上,L8水位仍保持如此的高水位,單位水壓涌水量達3.24m3/min,單位涌水量(m3/min)降深小於1m。說明L8受L2、奧灰和沖積層水補給量大,才會發生如此大的突水。
一二采區位於L8強喀斯特裂隙富水帶上,特別是12031工作面處於一個背斜構造上,北西向和北東向裂隙十分發育,底板岩石破碎,L8喀斯特裂隙更加發育,加上采動礦壓影響極易引起突水。因此造成低水壓突水量大。
一二采區各突水點之間水量消長不明顯,但突水後L2和奧灰水位都有不同程度的下降,說明補給通道各異,補給量大。
(3)治理意見:從突水後水位水量變化可知,12031突水水源與L2、奧灰有明顯關系,並且L8水位上升一次井下涌水量上升一個台階,為防止水量增大,應切斷L2和奧灰補給通道,減少礦井涌水量。因此應對突水點進行注漿堵水。一方面達到減少礦井涌水量,保證礦井安全生產,另一方面可切斷補給通道為根治水害奠定基礎。
四、水化學資料的幾點結論
1990年西安地勘分院應用水化學及環境同位素研究方法,對焦作礦區不同層位地下水源進行采樣、室內分析和測試工作。共采水樣81個,其中沖積層15個,頂板砂岩11個,大原組石灰岩水樣38個,奧灰17個。主要進行水質、微量元素和環境同位素(T.D)3項測定分析其結論如下:
(1)焦作礦區各含水層(Q、C3灰岩、P砂岩、O2)都是由大氣降水補給形成的,不存在古生水源問題。各含水層水中均有一定氚(T)含量被測出,說明本地區地下水30年以前的水體存在很少,以第四系沖積層水和砂岩水貯留時間較長。
(2)L8水受沖積層下滲水影響形成混合水,礦區東部較西部有較大的混合比率。如九里山礦12皮帶突水點沖積層水混入佔31.50%,2#放水孔(L8水)佔53.8%;演馬庄礦東四半突水點,佔84%。
(3)第四系沖積層水礦區東西部水質化學特徵有較大差異。從東向西,從北向南礦化度及硬度增大,說明與奧灰水補給有關。
(4)奧灰水中沖積層水混入率,礦區東部九里山工人村至演馬庄礦一帶佔23%~86%;西部除焦西三水廠、耐火二廠一帶大於30%外,其他地區均小於20%。
(5)九里山礦13011工作面頂板出水14.4m3/min,按其Na+降低、Ca2+,Mg2+增高,ph下降rNa/rCl比值等接近沖積層水質類型,說明沖積層水混入量較大。
五、補給與通道
九里山礦L8水主要接受奧灰L2和沖積層水補給,其補給途徑主要是來自北部(淺部)和井田內隱伏構造。
北部在煤層露頭附近,奧灰、L2、L8含水層被第四系沖積層覆蓋,通過基岩風化裂隙或構造破裂帶使其互相溝通共同對L8補給。
1.補給
淺部補給,依據連通試驗和突水後各含水層水位變化即可說明來自北部的補給是存在的。
多元示蹤劑連通試驗資料(表4-7),即可說明淺部補給明顯(圖4-13)。①淺部沖積層水有明顯補給,最大流速為155m/h。②淺部L8水與井下突水點聯系密切,最大流速533m/h,而南部聯系不明顯。③淺部補給范圍集中在13~15勘探線間。
圖4-13 九里山礦多元水力連通試驗圖
表4-7 多元示蹤連通試驗成果表
註:分子為時間(小時),分母為直線流速(m/h)。空格為未取樣,「-」為未見到示蹤劑。
淺部含水層(O2~L2)補給問題,未做連通試驗,但根據突水後各含水層水位變化(表4-6)和升壓試驗資料(見下述)均表明淺部12~15勘探線間,為一強徑流帶,補給明顯。另外有下列地段值得注意:
(1)12皮帶巷突水點以西L8水位存在一個很陡的「陡坎」水力坡度733.3‰;
(2)12031突水點(-93m)附近L8水位仍高達+27m(注1孔);
(3)馬坊泉斷層南北兩側L8觀側孔水位差達20多m,突水後,斷層兩盤水位都有不同程度的下降(S>5m)。
上述地段即可懷疑深部含水層補給的可能性。
2.導水通道探討
通過突水資料分析奧灰、L2和沖積層水進入L8的途徑有以下幾種情況。
(1)淺部沖積層水通過L8露頭直接補給;L2、奧灰水一方面補給沖積層,另一方面通過基岩風化帶或構造破裂帶垂直向上補給L8。
(2)馬坊泉斷層南北兩盤L8水位差明顯(達20m),北盤高、南盤低,而且突水後兩盤L8水位下降都十分明顯,說明L2奧灰補給L8明顯。
(3)根據一二采區1m3/min以上突水點平面分布和連通試驗資料結合礦井地質構造特徵,認為一二采區L8存在明顯的兩個徑流帶(或稱喀斯特裂隙破碎帶),大致呈近東西向自淺部向深部延展,預計深部富水性較差。
(4)在井田內施工的L2奧灰孔,因封孔質量問題,造成人為的補給通道。如13-2孔,在施工中L2水曾噴出地面10多米,後因套管拔斷而至今未處理。全井田內懷疑有12個L2和奧灰孔封孔質量有問題,其中奧灰3個孔,徐灰29個孔。若按平均每孔導水3~5m3/min,其補給量也是十分可觀的。
另外,根據現有突水點分析,L8水進入巷道只是構造裂隙和礦壓作用產生的破壞裂隙互相溝通而引起突水的。
六、涌水量預計
(1)全礦涌水量:依據突水資料用比擬法和有限單元法計算標高-225m以上涌水量為184.64~187.5m3/min;標高-450m以上涌水量244.8m3/min。
(2)淺部補給量:根據連通試驗流速資料和有限單元法計算補給量33.86~54.7m3/min。
(3)東部涌水量:西部關閉後成為直線補給邊界時,東部涌水量將會大幅度增加,標高-225m以上將達到48.4~58.4m3/min;標高-450m時為94.4~104.4m3/min。
如果西部一二采區補給水源及通道封堵後,東部涌水量將會大大減少,維持現狀。
⑻ 礦井水文地質類型劃分的種類及依據有哪些
分為簡單、中等來、復雜、極復源雜四種。
礦井水文地質類型根據礦井水文地質條件、涌水量、水害情況和防治水難易程度區分的類型,分為簡單、中等、復雜、極復雜四種。
主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。
(8)礦井水文地質報告包含哪些內容擴展閱讀:
礦井水文地質的相關研究:
1、闡述地下水起源與形成的基本知識(包括地下水的賦存條件),並探討大氣水、地表水、土壤水與地下水相互轉化、交替的基本規律。
2、主要研究地下水流的基本微分方程,包括地下水向井、渠的流動,以揭示地下水位和水量的時空變化規律。同時探討包氣帶水與地下水溶質運移的基本方程。
3、討論在不同的天然因素和人為因素影響下的地下水動態變化規律,以及不同條件下的地下水水均衡方程。
⑼ 煤礦地質報告看那些內容
1.地形地質圖'水文地抄質圖。2區域構造圖。(主要是看有沒有導水構造)。3.儲量。開採煤層。。4細則上看有沒有發生地質災害的可能 5。化驗煤質報告,看下煤爆性,自燃傾向性等。6,巷道分布情況。支護方式,開拓方式,。