矿井水情水害分析报告

　矿井水情水害分析报告

　（一）、矿井位置、范围及四邻实际地理情况：

　1 1 、位置及交通

　2 2 、自然地理

　矿区地势平坦，地形标高 +490 — +488m ，地貌类型为：构造剥蚀地形，剥蚀堆积地形、侵蚀对基地型。

　（1 1 ）

　、构造剥蚀地形

　由喷发玄武岩经过强烈的剥蚀作用形成的低山台地，分布于矿区西部山顶，定西标高 +600 -- +700m 。

　（2 2 ）

　、堆积地形

　因剥蚀作用所形成的地形分布于矿区西部，主要表现为低山丘陵及黄土台地，地形标高为 +500 — +690m ，台地上大面积积沉积着厚层状中更新统合晚更新统的风成黄土。在表流作用下 ，冲沟发育，多为“V V ”字形和“U U ”字形。沟深一般 2 2 — 30m 。

　在坡积作用下，台地边缘形成坡积裙，标高 +495 — 505m ，是由黄褐色亚砂粘土组成。

　（3 3 ）、侵蚀堆积地形

　该地形分布于全矿区，地势较为平坦，地形标高＋ 485 -- ＋ 500 m ，表面沉积 1 1 － 7 m 厚亚粘土及砂土。河漫滩为细、中、粗砂、砂砾石夹亚砂土薄层透镜体。

　3 3 、气象

　（1 1 ）、气象

　本区气候为中温带半干旱大陆性季风气候型，年气温变化大，冬季较长干冷，夏季炎热，春秋两季少雨多风，主要气象要素：

　（2 2 ）

　、降水量

　根据气象站 1951 － 2003 3 年共 3 53 年气象资料，历年平均降水量371.1 m m ，多集中在 6 6 －8 8 月份，降水量为 245.9 m m ，占全年降水量的 67.7 ％，历年最大降水量为 4 564.0 m m ( 1954 年) ) ，最小为 205.9 m m （1 1951 年），降水量强度夏季最大，冬季最小，秋季比春季大，降水量的多年变化周期约十年左右。

　（3 3 ）

　、气温

　多年平均气温为 6.9 ℃，最高气温为 7 7 月份，极值为 42.5 ℃（ 1955年 年 7 7 月 月 3 3 日），最低气温 1 1 月份，极值为- - 31.4 ℃（6 1956 年 年 1 1 月 月 21日），月平均气温 23.5 ℃。

　（4 4 ）

　、蒸发量

　多年平均蒸 发量为 1910.76 m m ，最小为 1611.70 m m 。5 5 月份平均蒸发量为 321.80 m m ，1 1 月份最小为 32.31 m m 。

　（5 5 ）

　、相对湿度

　多年平均相对湿度为 48.7% ，8 8 月份最大为 67% ，3 3 月份最小为36% 。

　（6 6 ）、地面温度

　历年平均地面温度为 8.4 ℃，其中 1 1 ，2 2 ， 11 ，2 12 月份的平均地面温度在 0 0 ℃以下，冻结日期为 1 11 月 月 0 20 日，解冻日期为 4 4 月 月 0 30 日，最大冻土深度为 2.01 m （7 1977 年 年 3 3 月 月 9 29 日）。

　（7 7 ）

　、风速风向

　本区处于 X XX 多风沙地区，风速较大，风向（ WN ）风出现 的频率最多，其次为（ ESW ）、（ WNW ）、 (NNW) 风，平均风速 13.8 m/s, 最大风速为 21 m/s 。

　（二）、以往地质和水文地质工作评述：

　X XX 本地区主要河流，发源于 XX ，流经 XX ，由南向北流入本区，下游与 X XX 河相汇而成 X XX 河，全长 XX

　km ，流域面积 XX

　km² ² 。矿区下游距本区 m 20km 设有 X XX 水文站，根据该站 1955- -0 1990 年资料，历年最大洪峰流量为 9840m³ ³ /s 。（2 1962 年 年 7 7 月 月 6 26 日），最小流量为零，年平均流量为 13.60 m³ ³ /s 。X XX 河经本地区河床宽度为 100- - 500 m, 河床比降 1/900- - 1/1000 ，常年有水，夏秋雨季水量较大。根据 0 1990 年水文勘察观测资料，河水位标高一般为 486.91- - 492.13m, 年水位最大变幅为 3.33m （4 1984 年 年 8 8 月 月 1 11 日）。

　1 1 、含水岩组特征

　（1 1 ）、第四系冲洪积孔隙潜水含水层

　该层矿区内普遍发育，为本区主要取水层位，是矿区主要充水含水层。含水层上部覆盖 2 2- -m 7m 厚亚粘土、亚砂土，主要由砾砂、砂砾、粗、中、细砂组成，松散，砾石直径 5 5- - 15mm ，呈半圆状。成份以石英岩、花岗岩、安山岩为主，分选较好。潜水位埋深 4 4- - 18m ，据矿区内3 23 个钻孔 统计，该层厚一般 17.49- - 29.97m ，平均厚度 22.73m ，（详见表 2 2 ）。矿区内含水层底板标高，最高为 469.66m （3 23 孔），最低为m 452.73m （ 111 孔），受采动影响的 209 孔第四系底板标高为 456.58m ，

　5 3005 孔为 454.45m ，2 112 号孔为 455.89m 。据矿区东 1 661 孔抽水试验，钻孔单位涌水量 2.8731- - 3.514L/s.m, 平均 3.193 L/s.m, 平均渗透系数 数 17.34m/d,据 据 0 1990 年 年 X XX 煤矿水源勘察资料推算单井涌水量3000- - 5000 m³ ³ /d, 水质为重碳酸钙型，矿化度为 0 0 .28- - 0.89g/1 。

　（2 2 ）、侏罗系 6 6- -2 2 煤组上部孔隙、裂隙承压含水层

　该含水层是矿区直接充水含水层，主要由细、中、粗粒砂岩、砂砾岩及裂隙发育的薄煤层组成，砂岩、砂砾岩成份以石英、片麻岩为主，泥沙质胶结，松散，局部夹黄铁矿结核，菱铁质和矽质胶结岩石坚硬，裂隙发育。该层最大厚度 73.87m ，最小 7.32m , 平均 37.45m,据古山一、三井精查补充勘探资料，该含水层渗透系数为 0.275m/d ，据矿区内 2 72 号孔和 7 217 号孔混合抽水（包括 6 6- -2 2 底板砂岩、砂砾、砂砾岩承压含水层）试验资料，7 217 为 号孔单位涌水量为 0.2219- - 0.29 L/s.m ，平均 0.2365 L/s.m ，渗透系数为 2 0.297m/d,72 号孔单位涌水量为 0.22- - 0.253 L/s.m ，平均 0.2365 L/s.m ，渗透系数为 0.263m/d 。该含水层在露头处直接于第四系潜水含水层接触，并接受其补给。含在 水层的分布规律是矿区东部较厚，西部较薄，在 F F 1 1 断层一线接受杏园组承压含水层侧向补给。

　（4 4 ）、侏罗系 6 6- -2 2 煤层底板砂岩、砂砾岩孔系裂系承压含水层

　及 该含水层广泛分煤系地层底部及 F F 1 1 断层以东，区内钻孔均未见在 含水层底板，在 F F 1 1 断层上升盘第四系潜水含水层 直接不整合于该含水层之上，二者之间水力联系密切。据六家煤矿矿井间- -1 1 号孔资料，该含水层分上下两段。第Ⅰ段（上段）含水层由粗、中、细砂及砾岩

　组成，岩性较为松散夹薄层泥岩，含水层厚 49.85- - 52.02m ，单位涌水量 量 0.0143L/s.m ，渗透系数为 0.0221m/d 。第Ⅱ段（下段）以中、粗粒砂岩、砂砾岩为主，多为泥质胶结，岩石成份以石英岩、花岗岩为厚 主，含水层厚 179.48- - 188.45m ，据抽水试验资料其单位涌水量0.071L/s.m ，渗透系数为 0.033m/d 。

　（三）、井田水文地质条件及含水层和隔水层分布 规律特征：

　1 1 、区内煤系地层没有明显的隔水层。

　2 2 、断层的导水性

　X XX 一、三井精查补充勘探，通过第 7 7 勘探线与第 8 8 勘探线间 371号孔 F F 1 1 断层进行了抽水试验，通过第 4 4 勘探线的 2 372 孔对 X XX 煤矿边界断层 F F 4 4 进行了抽水试验，F F 1 1 、 F F 2 2 断层抽水试验成果见表 1 1 。

　1 371 号 号 2 372 号孔断层抽水试验

　表 表 1 1

　断层

　编号

　断层面深

　度、标高

　落

　差

　（m m ）

　岩性厚度

　（m m ）

　孔号

　水位标

　高

　m m

　Q(L/s.m)

　K(m/d)

　备

　注

　F1

　150.00

　+339.29

　140. 00

　砂砾、砂

　岩 岩 45.00

　371

　487.15

　0.0054

　0.0121

　第四系砂砾层

　覆盖，距河较近

　F4

　225.43

　+265.85

　30- - 220

　2 32.42 砂

　砾、砂岩

　372

　473.03

　0.000093

　0.000254

　第四系砂砾层

　覆盖，距河较远

　除此之外通过第 11 勘探线 7 317 孔和第 12 勘探线 320 孔分别对 F F 4 4断层和 F F 1 1 断层进行简易水文观测，其成果见表 2 2

　钻孔遇断层漏水情况表

　表 表 2 2

　剖面

　孔号

　漏失深度 m m

　漏失量 m m³ ³ /h

　漏水岩 层

　漏

　水

　原

　因

　11

　317

　144.00

　1 1

　上部砾岩

　F F 4 4 、F F 5 5 、交错处

　12

　320

　334- - 342

　1 1- -7 7

　底层砾岩

　距 距 0 F1260 米，近玄武岩

　但 从上述水文地质资料表明，本区断层导水性差，但 F F 1 1 断层抽水试验数据单位涌水量和渗透系数比其他断层要大些。从简易水文观测资料看，一般钻孔见断层没有发生涌漏水现象，0 320 孔漏水量稍大些主要因为靠近玄武岩，岩石裂隙发育而漏水。

　3 3 、地下水补、迳、排条件

　（1 1 ）、本区地下水的主要来源以大气降水补给为主，地下径流和基岩 含水层侧向补给以及农田灌溉渗透补给。地下水流向由南向北，在矿区南部第四系潜水含水层为双层结构，以迳流的方式补给矿区第四系孔隙潜水层，在矿区西侧大气降水通过沟谷、突起的残丘、基岩裸漏处、裂隙发育处补给矿区第四系潜水含水层和基岩含水层。矿区东侧在旱季地下水补给老哈河，雨季河水补给地下水。总之矿区处于南部及西侧地下潜水排泄通道的位置上。

　(2) 、地下水迳流条件

　本区地下水的总体流向是由南向北，水力坡度由南向北逐渐变陡，在本地区为 1.5/1000- -0 3/1000 左右

　(3) 、地下水排泄条件

　在本区内由 于河谷冲积平原逐渐变窄，地下水坡度变陡，水动力条件加强，地下水主要以迳流的方式通过河床排泄，同时农灌开采地下水及靠近老哈河河床附近潜水的蒸发，也是地下水消耗的又一途径。

　（四）、矿井充水因素分析，井田及周边老空区分布规律特征：

　充水水源

　（1 1 ）、第四系冲、洪积砂砾石孔隙水

　本区第四系冲、洪积砂砾石孔隙潜水与煤系基岩及煤层呈角度不整合接触，直接补给基岩及煤层，是本矿井主要冲水水源。

　(2) 、煤层及其围岩中的裂隙水

　在本区呈层状或带状分布，含水性及富水性分布不均，与岩性、裂隙有关。以第 4 4 与第 5 5 勘探线中间 为界，界线以南含水层主要分布在煤系地层顶部，该层顶部直接与第四系含水层接触，二者有水力联布 系；界线以北含水层主要分布 6 6 －2 2 煤层上下分层之间，在开采底分层时该含水位于冒落带内，是本矿井的直接充水水源。

　（3 3 ）、地表水

　矿区东 2.5 －m 3.0km 的老哈河在丰水期雨季直接补给本区第四系含水层，是本矿的间接补给水源。

　（4 4 ）、钻孔水

　矿区内分布不良的钻孔，可直接导通第四系含水层，开采揭露时将造成涌水，是本矿井的直接充水水源。

　（5 5 ）、大气降水及农灌水

　矿区内地势平坦，大气降水和农灌水垂直渗入补给第四系含 水层，是本矿井间接充水源。

　(6) 、断层水

　本矿井断层主要为 F F 1 1 和 和 F F 3 3 ，均为压扭性断层，断层富水性弱，但断层两侧坚硬的砂岩和砂砾岩裂隙发育且与断层走向平行呈带状

　分布，矿井开拓过程中井下实见裂隙富水性强，采动后是矿井直接充水源。

　（五）、矿井涌水量的构成分析，主要突水点位置，突水量及处理情况：

　1 1 、井筒涌水情况

　本矿井筒施工前第四系治水采用旋喷高压注浆，第四系及基岩井筒施工采用强行通过，施工过程中，井筒涌水量最大达 120m³ ³ /h ，施工结束后，主、副井筒采用壁后注浆，目前涌水量在 10 － 20m³ ³ /h 。

　2 2 、井底车场涌水情况

　井底车场在施工主、副井联络巷过程中，由于遇到坚硬的砂砾岩裂隙，造成涌水，最大涌水量 20m³ ³ /h ，后经注将封闭。

　3 3 、井下大巷涌水情况

　（1 1 ）、＋0 380 总回风巷

　6 2006 年观测，最大涌水量 20.93 m³ ³ /h ，最小为 4.38m³ ³ /h 。

　（2 2 ）、0 +400 回风巷

　6 2006 年观测，最大涌水量 58.75m³ ³ /h ，最小为 27.91m³ ³ /h

　（3 3 ）、0 +400 运输巷

　6 2006 年观测，最大涌水量 28.27m³ ³ /h ，最小为 8.75m³ ³ /h

　(4) 、＋6 386 皮带运输巷

　在施工过程中，遇到过矽质胶结坚硬 的砂砾岩，裂隙发育，造成涌水，最大涌水量 80m³ ³ /h ，对该涌水点采取注浆封堵。6 2006 年观测，最大涌水量 18.36m³ ³ /h ，最小 13.22m³ ³ /h 。

　（5 5 ）、集中泄水巷用水情况

　集中泄水巷涌水主要是运输巷和回风巷遇裂隙和煤岩交界处裂隙及采空区涌水，6 2006 年观测，最大涌水量 140.22 m³ ³ /h ，最小 93.64m³ ³ /h 。井下各处涌水情况详见表 3 3 。

　（6 6 ）、煤层涌水特征

　从实际揭露情况看，巷道在煤层时，会出现滴水或淋水，水量虽然不大，但持续时间长，分析原因是由于顶板砂岩、砂砾岩含水层补给所致。但在煤 层中有较厚的夹矸，揭露时涌水较大，如在一采区掘进穿顶煤时，揭露 6 6 －2 2 煤层的 6 6 －2 2 （上）与 6 6 －2 2 （下）中间夹矸时，夹矸层厚 2 2 －3 3 米，岩性为砂岩、页岩构成，涌水量 30 m³ ³ /h 。持续时间较长。在纯煤层中掘进时，煤层裂隙也会出现涌水，但水量不大，持续时间较短，一般 6 6 －0 10 天便无水，由此说明煤层不导水。

　（7 7 ）、通过回采工作面的试生产的涌水量来看，据矿介绍观察，最大为 7 7 米，最小为 5 1.5 米，认为是初采与回采高度不均造成的，采空区涌水量最大 60m³ ³ /h ，最小 30m³ ³ /h ，分析原因是煤层顶板砂岩、砂砾岩补给所致，涌 水量较大时因工作面过裂隙破碎带所致。说明采空区的裂隙高度没波及第四系含水层。

　X XX 煤矿井下涌水情况

　单位：m m³ ³ /h

　表 表 3 3

　 地点

　时间

　0 +380 总

　回风巷

　0 +400 回风巷

　+400 运输巷

　6 +386 皮

　带运输巷

　集中泄水巷

　+320大巷

　全矿井

　06.02.10

　4.38

　38.37

　8.75

　16.07

　113.95

　13.22

　194.74

　2.20

　4.71

　37.30

　12.12

　16.16

　113.95

　15.06

　199.30

　2.28

　8.42

　47.92

　12.00

　14.23

　93.64

　16.71

　192.92

　3.10

　10.71

　56.55

　18.85

　14.69

　99.88

　17.56

　218.24

　3.20

　10.71

　56.55

　17.50

　13.71

　110.68

　15.61

　224.76

　3.30

　11.57

　55.81

　18.36

　13.22

　108.97

　16.28

　224.21

　4.10

　11.63

　58.75

　9.79

　18.36

　119.27

　13.53

　231.47

　4.20

　11.63

　48.47

　13.95

　15. 15

　123.87

　11.44

　224.51

　4.30

　13.28

　47.37

　23.87

　14.69

　118.97

　13.49

　231.67

　5.10

　20.93

　45.35

　25.69

　15.61

　109.27

　10.74

　227.73

　5.20

　14.14

　39.41

　23.87

　14.69

　123.84

　9.95

　225.90

　5.30

　13.95

　27.91

　27.85

　16.52

　140.22

　9.95

　226.45

　6.10

　16.07

　35.01

　24.97

　17.9

　123.4

　14.69

　231.95

　6.20

　13.13

　42.11

　28.27

　15.42

　117.7

　19.13

　235.26

　6.30

　19.87

　47.00

　9.18

　15.61

　113.04

　21.54

　226.20

　备注

　底板砂岩

　水

　底板砂岩

　水

　底板砂岩水

　底板砂岩水

　采掘工作面涌水

　井筒涌水

　根据 X XX 煤矿井下测水点统计矿井最大涌水量 231.95m³ ³ /h 、最小194.74m³ ³ /h 、平均涌水量 213.34m³ ³ /h 。

　（六）、结论、建议及措施

　1 1 、结论

　（1 1 ）、矿区内第四系冲洪积 孔隙潜水含水层，厚度 17- - 29m, 该含水层与煤系地层呈不整合接触，且在煤层露头出与煤层直接接触，而本区煤系地层没有稳定的隔水层，因此，该含水层为矿区主要冲水水源。

　（2 2 ）、通过矿井建设及首采工作面试生产，矿井煤层底板砂岩层涌水主要以裂隙充水为主，掘进过程中遇有坚硬的矽质胶结砂岩往往裂隙发育，涌水较大，大裂隙地下水补给充足，水量较大，小裂隙补给差，揭露初期水涌出，但很快被疏干。

　（3 3 ）、本区煤层从实际揭露情况看，较厚煤层含水较小，但煤岩交界处和较薄煤层及煤层中有较厚夹矸时，裂隙发育，涌水较大。

　（4 4 ）、通过试 采实践证明，设计确立的首采区防水煤岩柱高度及开采上限为0 +400 标高是合理的。

　2 2 、建议及措施

　（1 1 ）、由于本矿井水文地质条件复杂，矿井回采过程中在井下车场或大巷内建立涌水量观测站，定期观测并建立观测台帐。同时对主要含水层及第四系孔隙潜水强含水层补打 3 3- -4 4 个水文观测孔，建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测，水害预测分析，并制定相应的防治措施。

　（2 2 ）、井行出水点的位置及其水量，有积水的井巷及采空区的积水范围，必须填绘在采掘工程平面图上，矿井必须做好水害分析预报，建立矿井水害排查制度，每月要进行一次水害排 查。井下生产要坚持有掘必探，先探后掘的探放水原则。

　（3 3 ）、每次降大到暴雨时降雨后，应及时观测井下水文变化情况，并向调度室汇报。

　（4 4 ）、矿井开拓延深过程中遇有坚硬且裂隙发育的砂岩、砂砾岩和过断层时，要超前预注浆封堵加固。

　（5 5 ）、井下遇见的涌水裂隙，要观测裂隙的长度、产状、水量，对于裂隙带要观测裂隙率。

　（6 6 ）、厚煤层分幅要严格控制采高，不得超过 2.3m 。

　（7 7 ）、采掘过程中前方遇钻孔，要超前打钻探水，超前距不得小于 30m 。

　（8 8 ）、采掘遇到 F F 1 1 断层及其他断层附近，距断煤交线不小于 20m处，要采用钻探的方 法查明断层的位置、富水情况，并按规定留设防水煤柱。

　（9 9 ）、开采过程中导水裂隙带将波及到煤层顶板含水层，要观测“三带”发育高度，并在地表建立岩移观测系统。

　（ 10 ）、对于井筒及大巷涌水，要进行注浆堵水，使井筒涌水量控制到 6m³ ³ h /h 以下，井下大巷涌水量控制到 20m³ ³ h /h 以下。全井涌水量控制在 200m³ ³ h /h 以下。

　（ 11 ）、本矿井井筒施工前未进行井检钻施工，缺少必要的岩石力学性质指标，开采过程中应采取煤层顶板砂岩、砂砾岩岩样和煤层煤样，做必要的力学实验，以便附合本矿井实际预计导水裂隙带高度并合理留设断层煤柱。

　(12) 、井下各种防治水设施必须设专人管理，经常检查维修，落实责任制，井下避水灾路线标注清晰醒目，所有井下作业人员必须熟知避水灾路线和透水预兆，每年必须至少进行一次防水灾演习，提高每个员工的防水意识。