煤矿水文地质

煤矿水文地质（精选十篇）

煤矿水文地质 篇1

关键词：矿井水文地质,富存条件,系统参数级配,非平衡钻探工艺

1 煤矿坑道水文地质条件钻探的主要任务

矿井水患是威胁井下安全生产的重要灾害之一, 利用矿井水文地质钻探工艺方法探查地下水富存条件, 及早发现地下水对矿井的危害, 提前进行钻孔疏干降压治理或注浆封堵截流治理, 从而达到确保矿井安全生产目的。危害煤矿的地下水条件包括:岩溶水、老窑水、地表水等, 而煤矿坑道水文地质条件钻探的主要任务则是:

其一, 在矿井水文地质条件不明晰的情况下 (尤其是新建矿井) , 矿井巷道掘进、采煤生产中, 必须先进行超前钻探探查, 即先探后掘、边探边掘。不贸然掘进, 不茫然掘进。很多矿井发生水害的主要原因之一, 就是没有坚持执行先探后掘或是先探后采的方针而导致的; 其二, 对矿井未知的地下水富存情况, 尤其是岩溶水, 先要进行矿井普查性水文地质探查, 确定防治方法;即使一时无法探明的地下水存在情况, 也要在后续的掘进和采掘中进行超前钻探, 防止突水事故发生, 造成无法挽回的损失。对于已知的和未知的老窑积水、采空区积水等, 采用定向钻探方法进行疏干降压治理, 对于与地表水或其他水系连通的通道, 在留有足够的煤柱情况下, 对于薄弱层段进行注浆封堵截流治理; 其三, 对断层水力联系通道、裂隙发育带等, 进行水文地质钻探注浆封堵治理, 把水患的威胁解决在初始条件下。

2 矿井水的几种主要富存方式

(1) 岩溶水富存的方式是:

地域广大、水力补给充沛、涌水量大、水压高, 而且又是以溶蚀通道相联系, 因此, 对矿井的危害是长期的、又具有一定的突发性。

(2) 废弃的老矿井和老窑积水富存方式是:

在外界水系沟通较弱的情况下, 通过较长时间的积水, 其水的容积是一定的, 但是, 在地质条件或历史的工程条件不清楚的情况下, 该类储水条件具有一定的隐蔽性, 一旦因掘进或采煤揭露打通储水空间, 势必造成在极短的时间内发生突发性的涌水, 该类涌水势能大、突水能力强, 对人员、设备造成的危害极大, 几乎是不可控制的, 对矿井的危害具有毁灭性。

(3) 地表水系富存的方式是:

通过矿区的河流和邻近的水库等地表水系, 如果煤矿建在地表水系流域范围内, 地表水系通过第四系含水层或风化裂隙带或构造断裂带等与矿井水系沟通, 将严重影响矿井的安全生产, 使矿井的排水成本大大增加;如果煤矿建在水库流域范围内, 则水库的水压对地层造成很大的压力作用, 大大减弱了煤矿建设中预留的隔水煤柱或岩层的抗压性, 在采煤活动中产生的煤层顶板下落, 造成顶板应力的加大, 增大破坏性, 对煤矿安全生产产生很大的威胁。

3 煤矿水文地质钻探的几种布孔方式

煤矿水文地质钻探孔的布孔方式主要有以下几种:其一, 巷道掘进中的超前探孔。在灰岩地层中掘进巷道, 必须保证巷道掘进前方没有较大的富存水患威胁, 因此, 在巷道掘进中必须采取先探后掘、梯次推进的方式。采取的方式有两种:一种方式是在掘进巷道的旁侧开掘独立钻场, 使用坑道钻机进行与巷道平行推进的布孔方式进行超前探孔钻探;另一种方式是在掘进巷道的端头, 针对可疑地层或不明晰地层进行有针对性的超前探孔钻探。两种方式各有优势, 采取哪种方式要视具体情况而定。目前超前探孔的深度一般在150m左右, 采用的方式是在钻进中若发现较大的涌水情况, 即行采取适压注浆堵漏处理, 待水泥凝固后继续钻进, 即边钻边堵, 边堵边钻。在确保安全的前提下, 提高掘进速度。其二, 在采掘生产中, 对可疑地层、未知地层等进行定点、定位的布孔方式进行超前探孔钻探, 发现问题及时处理。其目的是消除疑虑, 探明地层, 任何的侥幸心理都会造成不可挽回的灾难, 这样的例子很多, 教训深刻。其三, 探查地表水系 (指降雨或地下水) 对矿井的影响。一般情况下, 埋藏较浅的煤层受地表水系的影响较大, 尤其是隔水层在受到采掘后冒落情况的影响, 顶板受到不同程度的破坏, 致使原本不受地表水系影响的地层, 产生了相互的连通, 导致了新的危险产生。煤矿井下水文地质钻探采取的是局部性布孔方式, 在水量不大时, 以疏排为主, 注浆封堵为辅。其四, 探查构造因素而导致的水力连通影响。矿区内地层受构造影响较大, 断层导致不同的水系相互联通, 尤其是导致灰岩水系与煤系地层连通, 其危害性大大增加。针对断层带采取的定向布孔方式, 在判明断层带的特性和水利联通的关系后, 对其进行注浆封堵, 截断水利联系通道, 确保矿井安全。其五, 探查灰岩溶蚀通道的水力危害影响。灰岩的溶蚀通道对矿井的危害极大, 但是在探查它的溶蚀通道中困难很大。有时候花了很大的代价, 打了不少的钻孔, 也没能找到其通道的位置, 可是在掘进中由于种种原因的存在, 导致涌出大量的岩溶水, 将矿井淹没。这种例子也很多, 危害很大。在探查灰岩溶蚀通道中, 钻探布孔的方式采用井字形立体布孔、放射状交叉布孔、超前探查布孔等多种方式, 这样可以控制和探查到较大空间的溶蚀通道, 比单一的同方向布孔具有较大的优势。其六, 探查老窑、封闭矿井的积水和瓦斯的危害影响。探查老窑和封闭矿井, 钻孔的布孔方式一般采用定位、定向方式布孔, 在解决水的问题的同时还要解决瓦斯、其他有害气体积聚的问题, 防止瓦斯和其他有害气体的突出造成双重灾难。

4 坑道钻机的能力参数选择

目前, 矿井坑道钻机可供选择的能力参数范围较宽, 根据矿井巷道的断面尺寸, 选择与之相适应的钻机, 可满足不同钻探工艺要求的钻探任务。对探知各类涌水, 或采用疏排方法疏干降压, 或采用注浆方法堵漏、填塞洞穴, 确保掘进安全。那么如何选择坑道钻机呢?首先, 钻机的外形尺寸是由矿井断面大小决定的, 同时钻机的外形尺寸也反映了钻机能力的大小;其次, 由岩石的物理性质决定钻机的能力参数。例如:在灰岩钻进中, 采用Ф74的复合片钻头钻进, 其钻进参数范围在:回转压力8~15MPa之间, 给进压力8~13MPa之间, 钻进速度0.3~2.5m/h之间, 所选钻机的系统压力值应达到21MPa, 回转转速<300r/min, 起把能力40kN左右, 既能满足钻进的需要。再次, 选择恰当的非平衡钻探工艺系统来满足实现钻机的能力。

坑道钻机的参数值近年来越选越大, 其主要原因不是决定钻进的因素, 而是决定起拔钻进的因素, 即处理孔内发生事故的能力。新建立的起拔钻进工艺系统, 从理论上和实践上解决了上述问题。

5 矿井水文地质钻探工艺

5.1 钻探设备系统及排渣系统

5.1.1 钻探设备系统

钻探设备系统包括:坑道钻机、钻具、泥浆泵、配套钻具等。

例如:设计钻孔参数为:孔径Ф94, 孔深200 m, 俯角-5°等, 选择钻机型号:ZDY1900S, 主要参数:转速<300 r/min, 最大起拔能力46 kN, 最大给进能力46 kN, 最大转矩1 900 N.m, 钻孔深度<350 m, 钻杆直径63.5 mm, 终孔直径Ф94, 钻机倾角0~±90°;泥浆泵型号:BW-250;主要配套钻具包括:Ф73水便, Ф89多功能扶正器或相应的矿用短钻挺等。

5.1.2 排渣系统

煤矿使用的排渣介质主要是清水和压力风, 在中深孔的钻进中又以清水介质为主, 煤矿井下建立的泥浆供水系统, 一般情况下是不循环的, 视巷道具体情况而定, 排渣方式多是采用钻场漫排方式排渣。通过井下供水水管给清水池持续补水, 由泥浆泵提供高压水进行钻进排渣。总体来说井下排渣系统是相对较为简单的。在煤 (岩) 渣较多的情况下, 要给泵吸水管的莲蓬头处铺设铁纱网, 阻隔煤 (岩) 渣被吸入泵体, 致使泥浆泵刚体磨损过快, 导致泥浆泵的使用寿命大大降低。

5.1.3 降尘排渣系统

煤层顶板极硬岩的钻进, 采取的工艺方式是冲击回转钻进, 单一采用压力风钻进中, 钻场的粉尘污染相当严重, 为了解决这个问题, 使用了水和风混合方式的钻进工艺, 能取得良好的钻进效果并大降低了粉尘污染。

5.2 矿井水文地质钻孔结构与钻具级配的选择

矿井水文地质钻孔的结构设计, 一般来讲是要求越简单越好, 便于施工、减少孔内事故的发生率。钻孔一般设计为二级结构, 开孔段先是钻进大孔径钻孔, 下孔口管并用水泥砂浆固结, 然后, 再行钻进水文地质钻孔。下孔口管的钻孔深度一般在10-20 m之间不等, 考虑水头压力、流量大小、排水的时间长短等因素具体而定;钻孔深度由50-200 m或者更深的中深孔不等, 考虑巷道掘进速度、考虑采煤爆破影响、考虑具体水文地质、瓦斯地质条件等综合因素而定。

钻具的级配以钻孔深度的要求而决定, 例如:在某矿新井掘进中, 为了探查奥灰水和其它煤系地层水, 确定的钻具级配为: Φ94 (复合片钻头) +Φ73 (外平钻杆1.5m) +Φ89 (合金扶正器) +Φ73 (外平钻杆60m) +Φ73 (水龙头) 。

孔口管的钻具级配为:

Φ133 (合金钻头) +Φ73 (外平钻杆) +Φ73 (水龙头) ;

孔口管为Φ108, 深度6m, 为了减少钻具级配关系, 尽量利用现有钻具系统, 在钻进工艺上进行控制, 满足大孔径的钻进要求。

各矿在水文地质钻探中的具体情况不尽相同, 因而, 钻具级配也有一定的差别, 总体来说影响不大, 通过非平衡钻探工艺的施工, 满足了水文钻孔的设计要求, 对探查各种含水体对矿井的威胁, 解决富水问题, 起到了很好的作用。

5.3 矿井水文地质钻孔施工中存在的问题及解决方法

矿井水文地质钻进中常遇到的问题有:其一, 钻进效率问题;其二, 裂隙与溶洞问题;其三, 煤系地层中风化带破碎含水问题;其四, 揭露老窑、废弃矿井突水问题等。

针对上述问题, 在工作中采用的解决方法分述如下。

其一, 在水文地质钻进中, 钻进效率低的情况反映较多, 主要存在的问题有:钻机参数的选型不合适, 钻头的结构和质量存在一定问题, 泥浆泵参数问题, 非平衡钻探工艺的实施问题等。

钻机参数选型根据水文地质岩石的可钻性来确定, 钻机的参数适合ZDY1900S钻机的参数基本能满足水文地质孔的钻进需求。若所选钻机的参数不适应岩石的可钻性, 转速、钻速、钻压参数的匹配调整不到所需的要求, 满足不了PDC钻头刻取岩石所需要的参数, 从而影响钻进的效率。

钻头是刻取岩石取得良好钻进效率的主要工具, 选择适合的钻头结构、切削刃布齿、水力布局、复合片质量等, 经过严格加工出的高质量PDC钻头, 能取得良好的钻进效率和进尺深度, 在煤矿使用复合片钻头时, 一般都是经过实际比较来确定的。

在煤矿的钻进中使用水力动力的方式有两种, 一种是使用泥浆泵, 另一种是使用矿自身的静压水。使用泥浆泵可以满足打钻时对水力刻取岩石所需的泵量、泵压要求, 若使用煤矿自身的静压水时, 由于静压水水压较低, 管路中损耗较大, 当水头到达钻头时, 钻头所需的水力压力已不能满足水力刻取岩石的需要, 从而影响钻进的效率。静压水的水量、水压不可调, 对不同岩石所需的不同水力参数无法实现, 因而, 在有条件的情况下, 应尽量使用泥浆泵实现钻进。另外, 泵量、泵压是判断孔内钻进情况的重要参数, 在孔内发生事故时, 运用泵量、泵压参数可以有效地实现处理事故的工艺方法。

非平衡钻探工艺的实施有自己的理论基础和使用工艺方法, 提高钻进效率要按照非平衡钻探工艺来实施。

其二, 裂隙与岩溶问题。在水文地质钻进中经常会遇到裂隙和岩溶问题, 裂隙存在的情况是, 裂隙发育程度的高低, 是否受到构造的影响, 与其它水力联系的状况等, 裂隙发育程度高的地层, 其结构完整性较差, 对钻进的影响也很大, 主要表现在钻进参数不稳定, 钻头不能均匀的刻取岩石, 易损坏钻头和发生孔内卡钻事故等。若当钻具沿着裂隙发育方向钻进时, 会沿着裂隙的发育方向跑钻, 无法实现目标层的钻进。在遇有裂隙的穿行钻进中, 一般采用的方式是使用适当长度的矿用短钻挺或岩心管, 保持钻具的刚性进行钻进。裂隙会导致清水泥浆漏失, 钻渣会充填裂隙而不能排出钻孔, 在这种情况下钻进要注意观察钻进参数的变化, 防止裂隙中的岩块掉落造成卡钻, 或是钻渣不能顺利排出时造成埋钻。孔内不排水的情况下不能贸然钻进, 要结合具体的情况进行科学的钻进。当钻头钻透岩溶时, 钻头会发生空钻现象, 如果不能及时改变钻进参数, 钻头会在溶洞中甩开, 造成钻头脱落或丝扣断掉, 造成不必要的事故, 这种情况在岩溶地层钻进中曾经多次发生过。

其三, 煤系地层中风化带破碎含水问题。煤系地层结构中的风化带破碎含水与水力连通关系影响钻进工作, 若水力连通通畅含水量较大时, 原则上停止钻进排水, 此时的地层结构一般较为破碎, 钻头无法均匀钻进, 发生卡钻的现象较为严重, 破碎带中的充填物会随着水力排出;若水力连通关系较弱, 汇聚的水量有限, 当聚水排出后, 风化带裂隙中的充填物不能全部排除, 泥、沙、碎屑物等会滞留在裂隙风化带中, 造成钻孔无法成孔, 堵塞钻头水眼, 卡埋钻具, 改变钻孔轨迹, 给继续钻进造成很大的困难。解决这类问题是在判断聚水量和水力连通关系后, 利用泥浆泵的高压水, 适当的对钻孔或裂隙带中的充填物进行清洗排渣, 处理干净后在行钻进, 在风化带的裂隙中钻进, 钻进参数很不稳定, 易损坏钻头、保直钻进难度增大、排渣困难, 因此在钻进中要观察钻进参数和泥浆参数的变化情况, 对出现的卡、埋、空钻等问题及时处理, 避免事故的形成。在风化带中钻进, 出现事故是要按照起拔钻进工艺方法, 从钻具级配、正反向一体化钻头、钻进工艺等多方面来系统解决。

其四, 揭露老窑、废弃矿井突水问题。老窑和废弃矿井等人为形成的储水环境, 对采煤和巷道掘进有着很大的危害, 尤其是对那些勘查不清楚的老窑和废弃矿井, 长期蓄积的大量水体, 因施工的原因一旦突入矿井, 必将造成极大的危害。对这些含水体进行钻探探查, 是保证安全生产的重要条件, 这些老窑、废弃矿井水长期处于死水状态, 滞留的水体和空间会聚集大量的有害气体, 一旦发生突水这些有害气体会随着泄水涌入巷道, 对人员造成极大的伤害。为了防止矿井突水事故的发生和避免大量有害气体涌入矿井, 必须进行超前钻探, 探明采掘前方的岩 (煤) 层中储水的富存状况。对钻探工艺参数的一般要求是, 钻深60 m、掘进30 m, 依次循环递进, 孔径≤Φ94 mm。探查水文钻探的钻孔不宜过大, 过大则会造成突水水压和水量增大, 给封孔和施工带来不便, 难以操作, 采用保直钻进工艺方法, 控制钻孔轨迹的变化, 满足巷道掘进或采煤的需要。发生老窑和废弃矿井突水时, 要做好人员的防护措施, 避免被有害气体伤及人身。

6 泥浆泵的选择

一般泥浆泵选择用BW-150型或BW-250型, 该类泥浆泵基本满足水文地质钻探对泵压量的需要。在钻进中泥浆泵压泵量参数与钻进参数匹配使用, 是获得良好钻进效率的保证, 也是安全钻进的技术保证。

7 钻探工艺的参数配合关系

从钻探工艺系统上来说, 其参数范围包括:钻探设备参数、钻探工艺参数、泥浆泵工艺参数等, 而系统参数的确定则是由钻探工艺参数决定的。有些煤矿在配备系统参数时选择不合适, 造成一定的麻烦。前面介绍了钻探设备、工艺、泥浆泵的参数配合关系, 可供选择, 作为煤矿本身来说, 选择确定一套适合本矿主导钻探需求的钻探工艺体系参数, 可大大方便设备选型的集中性、工艺参数的确定性、设备配件的统一性、维修保养的专业性。目前煤矿上的各型设备很多也较杂, 在较大的程度上不适应新技术、新工艺的要求, 因此, 整合钻探工艺系统配属关系是十分必要的。

8 结束语

煤矿地质水文地质预报2011年 篇2

2011地质水情水害预报

编制单位：安全生产技术科 编制人： 审核人： 总 工：

签收单位（人）：

二0一0年十二月

一、预报编制依据：

1、<<煤矿安全规程>>

2、<<矿井地质规程>>

3、<<矿井水文地质规程>>

4、<<煤矿防治水规定>>

5、<<黑眼泉井田地质勘探报告>>

6、黑眼泉煤矿2011年矿井基建计划

二、预报范围

根据2011年基建计划，井巷工程主要包括主斜井掘进、副斜井掘进、风井维修、+1200水平井底车场、首采工作面准备、首采区中车场、首采区煤仓等工程；地面工程包括地面生产、运输、洗选系统等工业广场设施。

三、地表概况

井巷工程开拓、准备区域地表位于黑眼泉煤矿工业广场东北、博大公路西南。地表以荒漠、低山丘陵为主，有冲沟。除有一户哈萨克牧民外，无建筑物，无河流，井筒排水经沟渠向东北渗流经本区地表。

三、煤岩层情况

年内井巷掘进工程中，首采区掘进巷道主要为煤巷，其它工程均为岩巷。

（一）煤层

1、厚度 本组地层共含煤1层(A1煤层)，煤层厚度平均值为3.26米。煤层于三井筒附近受M1向斜南翼转折影响，煤层急剧变薄到0.5米以内；煤层于首采工作面北部受到局部断层（F1）影响，煤层加厚至6.92米。

2、硬度

硬度在1.5—2.5之间。硬度受构造裂隙影响，在M1褶皱附近、F1断层附近硬度较低，其它大部分煤层稳定区域内硬度在2.5左右。

3、煤质

A1煤层的煤属低变质阶段煤，煤类以44—45#气煤为主。主要指标为：原煤水分（Mad）含量0.73—7.69%，平均1.98%；灰分（Ad）16.38—33.93%，平均21.15%；全硫含量为0.22－1.55%；磷含量0.012-0.253%；发热量（Qgr，d）为16.51－30.27MJ/kg；挥发分（Vdaf）产率为29.61-41.90%,平均37.47%。

4、煤的自燃

井田内A1煤层ΔT为15～58℃，煤层氧化程度1.8～43.8%，属易自燃煤层。

5、瓦斯

矿井为低瓦斯矿井，钻孔瓦斯含量计算为0-3.005m3/t，属二氧化碳-氮气带、氮气-沼气带。风井至井底（+1200水平）实测井筒瓦斯最大绝对涌出量为0.25m3/Min，故首采区瓦斯含量很低。

6、煤尘

井田内A1煤层的火焰长度总体为200～300mm，岩粉量为55～80%，有煤尘爆炸危险。

7、地温 本区属地温正常区，平均地温梯度1.1～1.2℃/hm，区内无地温异常。

8、地压

大地静力场型。首采区北部断裂构造、中部褶皱构造发育区，应力集中。

（二）岩层

1、煤层顶板：直接顶板主要为灰色泥岩与粉砂质泥岩，厚0.5—11米，老顶以砂岩、砂砾岩为主，厚度巨大；自然块体密度2.14－2.68g/cm3，含水率0.16－2.54%，饱和状态下单轴抗压强度平均1.7-42.2Mpa，饱和状态下抗剪强度0.7-16.30Mpa，抗拉强度0.3-7.4Mpa，软化系数0.06-0.70，为不稳定型顶板，遇水软化性强。

2、底板：煤层底板以粉砂质泥岩—砂岩—粗砂岩序列向深部发展，煤层底板砂岩类：自然块体密度2.33－2.58g/cm3，自然含水率0.38－1.80%，饱和状态下单轴抗压强度平均2.9－54.4Mpa，饱和状态下抗剪强度1.5-6.8Mpa，抗拉强度0.4-3.6Mpa，软化系数0.08-0.70，显示其底板为不稳定型底板，遇水软化性强。总体评价底板岩石为稳定性较差的底板。

内井巷岩石掘进工程均在煤层底板中。

四、地质构造

1、断层

年内掘进区域内，由三维地震资料，首采工作面北部边界有F1大断层及次生小断层产出。F1断层性质为正，断距80—120米，断层走向1100，倾向2000，倾角450；该断层与工作面切眼留有断层煤柱。总体评价首采区断裂构造发育程度简单。

2、褶皱

年内掘进区域，褶皱构造不发育，除井筒掘进产出M1向斜外，无其它褶皱构造。M1向斜走向650，褶皱系数0.04，属宽缓型向斜。轴部附近煤、岩体裂隙很发育，煤层变薄，煤、岩体相对破碎。

3、产状

煤、岩层产状近南北向，倾向东，倾角总体在7--120，其中井筒掘进区域受M1向斜影响，局部倾角最大达330。

五、水文地质

1、地下水渗流模型

井田位于山间盆地之中,盆地四周为石炭、二叠系地层,构成沉积盆地的基底。在盆地西南部发育有一系列山区，地下水除地面降水渗入补给外，主要由山间融水补给。地面地形呈现西南高、北东低的形态，地下水由西南向北东经过砂岩、砂砾岩含水层流动并向井巷渗流。

2、地表水体

本区及附近无常年性地表水体，地表水体主要为春季季节性融雪径流，工业广场已构筑成排水沟，对地面及井筒的威胁性很小。

另外，现三井筒排水由管路排至工业广场东部后沿沟渠向东北方向渗流，为常年流水，水量约30m3/h。由于掘进区域上覆岩层中有隔水层，且无采空塌陷区等，对井巷掘进的影响不大。

3、首采区及掘进区域含、隔水层

区内分布地层，从上到下，可划分为六个含、隔水层。(１)地表透水不含水层（Ht），由松散状亚砂土，底部含有卵、砾石，平均厚12.85米；

(２)中侏罗统西山窑组相对隔水层组（G1），岩性由粉砂岩夹薄层泥岩构成，平均厚度243.45米；

(３)下侏罗统三工河组裂隙承压含水层组（H1），岩性以褐红色、杂色砂砾岩为主，含水层平均厚度167.35米。含水层平均单位涌水量为0.0398升/秒·米，平均渗透系数0.0086米/天，性质为弱富水性含水层，具承压性。水化学类型为SO42-.Cl-Na型；

(４)下侏罗统三工河组下部相对隔水层（G2），以泥岩、粉砂岩为主，平均厚29.19米，为相对隔水层；

(５)下侏罗统八道湾组含水层组（H2）含水层，由粗砂岩、砂砾岩构成，平均厚度15.12米。含水层单位涌水量q=0.0017升/秒·米,平均渗透系数0.003米/天，为弱富水性含水层。水化学类型SO4.Cl－Na型；

(６)下侏罗统八道湾组A1号煤层顶、底板相对隔水层（G3），煤层顶板为粉砂岩夹有薄层泥岩、底板为粉砂岩及泥岩互层产出，相对隔水层厚度20米；(7)下侏罗统八道湾组A1号煤层老底含水层（H3），岩层由粗砂岩、砾岩组成，厚度不详；本层位于A1号煤层老底，与煤层间距在8—16米，由现掘进主、副井来看，为弱富水性含水层。

六、重点工程地质预报

1、车场开拓掘进：

2011年计划回风斜井维修到底后开拓掘进+1200水平车场及水仓，开拓掘进+1200水平车场及水仓时由煤层穿过底板泥质粉砂岩，进入砂岩，围岩性质有所好转，施工时要按《作业规程》做好前探支护。

2、主、副井开拓掘进：

主、副井2011年掘进过程中，受M1向斜影响，自斜长900米后，岩层倾角变大，裂隙较发育，且可能遇到风井已揭露的两条小断层，岩体破碎，施工中要做好短掘短支、短掘短喷。

3、NA1103首采工作面三条顺槽的掘进：

辅顺、皮顺、回风三条顺槽均沿煤层掘进，总体倾角0—5，巷道有起伏，大体沿煤层缓上坡掘进。其中辅顺、轨顺到位前将接近F1断层，预计煤层及顶底板将不稳定，施工时要制定专项安全措施。

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七、重点工程水情水害预报

1、车场开拓掘进的防治水工程：

2011年计划开拓掘进+1200水平车场及水仓，设计对砂岩段及进入砂岩段前进行探放水，采用钻探方式，超前安全距离不小于20米。

2、主、副井防治水工程： 主副井2011年掘进过程中，可能遇到风井已揭露的两条小断层，对此进行探放水，采用钻探方式，超前安全距离不小于15米。

3、NA1103首采工作面三条顺槽的掘进工程：

顺槽掘进到360米、1400米左右时，巷道沿煤层局部出现低点，巷道积水，自流排水有一定困难，届时根据积水量的大小可考虑设计中转小水仓。

皮顺掘进至2150米时，要对F1断层进行探放水，采用钻探方式，超前安全距离不小于60米。

4、各施工方要高度重视防治水工作，完善排水系统，主、备用泵要满足排水量、扬程的需要，同时要做好排水记录工作。

八、附图

1、黑眼泉煤矿首采区地质地形图

2、黑眼泉煤矿首采区构造及煤层底板等高线图

3、黑眼泉煤矿主、副、风井预测及实测剖面图

4、黑眼泉煤矿煤层综合柱状图

5、黑眼泉煤矿综合水文地质柱状图

煤矿开采诱发的水文地质效应研究 篇3

关键词：水文地质效应；煤矿开采；地下水系统；反馈环

1.水文地质效应及矿井地下水系统

据相关资料显示，煤矿开采诱发的水文地质效应就其本质而言是指在整个煤矿开采扰动过程和采矿工程系统中二者地下水系统相互作用结合而出现的综合结果。

其中输入条件变化包括：疏排水后水位降落漏斗扩展造成的补给面积变化，夺取浅部的天然排泄量变为井下涌水量，采动导致地下水与地表水连通而增加的补给量等。输出变化包括：由开采前的泉水和泄流排泄为主变为井下人工排泄为主，开采过程中突水事故不断产生新的出水点和排泄通道。

2.水文地质效应在煤炭开采勘探中的重要性分析

在对煤炭资源进行地质勘探的过程中，最主要的就是对资源及水文地质进行勘查，由此可见，在地质勘查的过程中，有很大一部分都是依据水文地质的情况来判定的，这主要是由于岩石中含有大量丰富的地下水资源，这些地下水资源能够对其产生直接或者是间接的影响，从而提高整个地质勘查的科学性和有效性。相反，如果对水文地质没有一个合理的地质勘查的认识就很难达到预期的目标，还有一些勘查结束后常常会由于地下水而出现一系列的地质危害，从而直接影响了整个地质勘查的稳定性和可靠性，因此，加强对水文地质效应研究对于地质勘查的意义重大。

3.南桐煤矿有限公司开采诱发的水文地质效应实例分析

重庆市万盛经开区南桐煤矿有限公司坐落于重庆市东南137公里处，属于黔北高原与四川盆地过渡区的丘陵地带。矿区下辖两个井田，区内河溪众多，蒲河、刘家河、麻板河、洗布河均流经矿区。矿区地面最低标高+265m。本区属亚热带盆地内陆性气候，温湿多雨，年平均降雨量1250mm。

南桐煤矿有限公司自1938年开始采煤，现已开采至-700m水平。几十年的开采扰动，地下水系统发生了很大变化，其水文地质效应和勘探方法主要表现在下列几个方面：南桐煤矿有限公司开采诱发的水文地质效应物理地质勘探法：这种方法主要是针对划定的目标区域中所蕴含和呈现出的相关岩石的物理特性，通过物理方法，总结此区域的物性特征，并且以图表的信息反映在纸上，然后和地球物理模型进行分析和对比，进一步检测和勘查此区域的资源蕴含和地下水分布及富水情况，从而确定是否开采此区域。（2）电子信息地质勘探法：这主要是指工作人员要对此区域之前已经得到的信息，进行全面的分析和总结，然后综合考虑其地质地貌、物理特性、化学特性等方面，借鉴之前的经验和数据，这是一种科学便捷的地质勘查方法，值得在实际中广泛使用。（3）化学地质勘探法，是指当某些不同水文地质条件，其水质特征不同，采取的一种科学有效的手段，它主要是根据水质特征不同，其中蕴含的不同元素呈现出不同的特点，工作人员可以利用这一特性，制作地下水分布特征模型和表格，这样能够大大简化工作的难度。（4）计算机地质勘探法，这种方法主要依托于计算机系统，根据这一系统实现地质勘探工作，根据必要的系统理论，进行有效的分析和研究，建立一个大规模的电子集成信息系统，通过对子系统提供的信息进行整合分析，相互解调，不断创新，在实践的基础上创新，在创新的基础上实践，从而提高信息采集工作的效率。

目前南桐煤炭有限公司采煤活动主要是改变了当地的矿区地下水系统的输入、输出通道，因此其具体表现为以下几点：

1）矿区地表沉降以及裂隙情况

南桐煤矿有限公司矿区主要是在采区边缘的地表周围发育而出现了沉降以及裂隙情况，一般宽20—40mm，长10余m，深15m左右。如5404采区一张裂隙宽达5.6m，长120m，人可以下到14.7m处，接下来，使用垂球进行二次测量，结果为深度大约保持在50m左右，而其中出现的裂缝情况，直接使得大量的河水流入地表以下，从而扩大了整个井下的补水量。

2）矿区采煤出现的岩溶塌陷情况

南桐煤矿有限公司—井发生过采矿诱发的岩溶塌陷等情况。

事例1：在南桐煤矿有限公司一井风井斜井掘过程中，1978年6月20日遇一顺层发育的岩溶大裂隙，平均宽2.5m，高0.8m，顺斜井长20m，直通刘家河，致使涌水量由30m³/h突然增至100m³/h。与此同时刘家河底也曾经出现了严重的塌陷而逐步成为了巨大的大漩涡，尤其是矿上动员了全矿人员进行临时河道的抢修工作，最终才能够使塌陷处被堵住。

事例2：南桐煤矿有限公司一井风井附近刘家河床长兴灰岩出露地段，2002年5月由于私人小煤矿偷采河床煤柱，造成河床长兴灰岩出露地段产生塌陷坑长十几米，河水直接溃入井下，造成南桐煤矿有限公司一井、二井及鱼田堡煤矿有限公司井下被淹，直接经济损失上亿元。

综上所述，随着我国社会经济不断向前发展，煤矿开采诱发的水文地质效应研究工作是企业发展必不可少的重要环节和企业发展战略中的重要组成部分，由此可见，相关企业和部门要针对实际过程中出现的水文地质问题采用不同的方法进行勘探，这不仅能够提高我国煤矿开采诱发的水文地质效应研究的整体水平，与此同时还能为水文地质勘查工作提供新的思路。煤矿开采诱发的水文地质效应其本身就具有系统性以及连续性等优势，因此很容易采矿诱发水文地质效应，形成一系列的地下水系统，这种地下水系统是由原始的水系统中某些特点结合形成的，通过一定的采矿手段、方式、方法、强度以及规模而逐步形成和演变，最终形成的。总之，我国社会经济的发展离不开资源的支撑，因此提高我国煤矿开采诱发的水文地质效应研究及水文地质勘探水平，能够从根本上实现经济效益和社会效益的最大化，这需要党和国家、相关部门、企业、工作人员等各方面的共同努力，清楚的认识到水文地质问题在地质勘查中的重要性，以达到兴利防害的目。

顺和煤矿水文地质类型划分探讨 篇4

顺和煤矿是永城煤电 (集团) 有限责任公司在永城本部开发建设的第五对矿井, 设计生产能力0.6Mt/a, 服务年限期38.7a, 矿井共有三层可采煤层, 分别为二2、三2和三4煤层。矿井主采煤层为二2煤层。矿井水文地质类型是矿井防治水方案制定、中长期发展规划、矿井安全生产的基础依据。正确的对煤矿进行矿井水文地质类型划分, 对于分析和评价矿井水害危害程度, 排查矿井水害隐患, 防患于未然, 实现矿井安全、有序、高效生产, 具有十分重要的现实意义。本论文以《煤矿防治水规定》为明确标准, 在系统整理、综合分析矿井水文地质资料的基础上, 全面考虑矿井充水诸因素的影响, 确定顺和煤矿水文地质类型, 为矿井防治水工作提供了地质依据。

2 矿井水文地质条件

2.1 井田边界及其水力性质

本区东南部二2煤层露头外太原组及奥陶系石灰岩分布面积有限, 灰岩水对区内侧向可有少量补给;西北深部太原组灰岩埋深在-800m以下, 岩溶发育程度随深度增加而减弱, 地下水运移迟缓, 为相对的隔水边界;北部边界F8 (勘查区外) 断层为北升南降正断层, 北盘太原组石灰岩与南盘石盒子组地层接触, 可能为北部进水边界。

2.2 矿井含 (隔) 水层的分布规律及水文地质特征

按照井田内各含水层 (组) 的地质时代、岩性特征及富水性强弱, 区内主要含水层自上而下分为十个含水层组, 即新生界孔隙含水层组 (I) , 包括第四系全新统孔隙潜水-I1含水层、第四系更新统松散孔隙承压水-I2含水层、上第三系上新统孔隙承压水-I3含水层、上第三系中新统孔隙承压水-I4含水层;下石盒子组三煤组顶板砂岩裂隙承压水-II含水层组、山西组砂岩裂隙承压水-III含水层组、太原组灰岩岩溶裂隙承压水-IV含水层组, 包括上段灰岩岩溶裂隙承压水-IV1含水层、太原组下段灰岩岩溶裂隙承压水-IV2含水层;奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水-V含水层组和岩浆岩裂隙接触带承压水-VI含水层组。

上述含水层组中, II、III分别属于三煤组、二2煤层顶板的直接充水含水层, 富水性较弱, 地下水以静储量为主。井田内无漏水孔, 单位涌水量0.001~0.008 L/s.m, 渗透系数0.0026~0.0583m/d。水质类型为SO4CL-Na Ca Mg、SO4HCO3-Na Ca Mg型。不同含水层水位标高差值很大, 三煤组顶板砂岩和二2煤层顶板砂岩的水位标高分别为+30.32m和+4.28m。砂岩裂隙水一般对煤层开采威胁不大。

石炭系灰岩与奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层均赋存于山西组二2煤层之下, 属底板充水含水层, 是今后矿井可能的充水水源。

2.3 矿井充水因素分析

2.3.1 地表水体对矿井充水的影响

井田内主要河流为薛沟、宋沟等, 地表无其他较大水系, 由于煤层之上有厚约359.41~439.70的新生界地层覆盖, 不同深度内又有相应的隔水层段, 对矿井基本无充水影响。

2.3.2 新生界含水组对矿井充水的影响

新生界底部砂岩少, 富水性较弱, 加上与基岩之间有约平均20~35m厚的基岩风化带隔水层, 对矿井一般无充水影响。

2.3.3 煤层顶底板砂岩裂隙水对矿井充水的影响

煤层顶底板砂岩裂隙水是矿井主要的直接充水水源, 但由于井田范围内砂岩富水性很弱, 渗透性差, 补给源不足, 易于疏干。通过永城其他矿井近几年实际揭露水文地质资料分析, 煤层顶底板砂岩裂隙水多为滴、淋水形式出现, 水量较小, 疏干期约4~6个月。

2.3.4 太原组上段灰岩、下段灰岩及奥陶系灰岩岩溶裂隙水对矿井充水的影响

太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水是开采二2煤层时的间接含水层, 二2煤底板下距K3 (L11) 灰岩平均约55m, 其间又有较稳定的泥岩、砂质泥岩相阻隔, 正常情况不易发生突水。但在断层影响下, 当灰岩高于煤层或者与煤层对接时, 灰岩水有可能溃入工作面。

2.3.5 断层破碎带对矿井充水的影响

根据精查地质报告及实际揭露情况来看, 矿井范围内断层多为高角度正断层发育, 断层破碎带间充填多为断层泥, 起到隔水作用, 一般情况下不会发生大的突水威胁, 建矿至今未曾发生过断层破碎带突水的事例。一般来说, 断层破碎带是造成灰岩突水的主要媒介, 只要不破坏断层的自然状态, 不易发生突水。

2.3.6 陷落柱对矿井充水的影响

尚未发现陷落柱。

2.3.7 封孔不良钻孔对矿井充水的影响

井田内施工钻孔的周期长、单位多, 尤其是普查和详查穿过太原组灰岩的钻孔, 封孔质量往往较差, 容易造成灰岩承压水沿钻孔溃入工作面, 因此在施工过程中应对类似钻孔密切注意。

2.4 井田及周边老空区分布状况

顺和煤矿北邻薛湖煤矿, 南邻陈四楼煤矿, 由于矿井煤层埋藏深, 周边没有其他小煤窑存在, 周边不存在老空区的威胁, 但今后工作面回采结束后老空区内均会存在积水。

2.5 矿井涌水量及突水情况

2.5.1 矿井涌水量

矿井涌水量主要构成为顶底板砂岩水, 建井初期矿井涌水量随着采掘接替的延伸逐渐增大, 涌水量与单位开拓长度, 关系尚不明显, 但随着工作面的回采推进, 顶板砂岩水得到了很大程度的疏放, 矿井水量有一定的增大。目前实测矿井涌水量最大为80m3/h (开拓巷道水量及工业用水占45m3/h, 回采工作面回采初期来压, 顶板跨落, 底板采动裂隙构成的顶底板砂岩水占30m3/h, 其它水占5m3/h) , 现基本稳定在75m3/h左右。

2.5.2 突水情况

顺和煤矿建设以来, 未发生一起突水事故。

2.5.3 矿井涌水量构成分析

矿井直接充水水源为二2煤层顶底板砂岩裂隙水, 间接充水水源为太原组上段灰岩裂隙水, 通常情况下在巷道掘进期间太原组上段灰岩不会发生突水 (异常地质区域进行超前探注) , 回采工作面均对太原组上段灰岩进行底板注浆加固, 故矿井涌水量的构成为二2煤层顶板至冒落带的全部砂岩含水层的水量、二2煤层底板至采动裂隙带 (按20m考虑) 的砂岩裂隙水量、底板改造后的灰岩残留水量和井下作业用水。

2.6 矿井涌水量计算

2.6.1 公式计算法

(1) 二2煤层顶板正常涌水量。按照顺和煤矿设计产量, 近10年开采面积累计约4860000m2。

二2煤层顶板砂岩水采用承压转无压“大井法”公式进行计算:

经计算涌水量Q=139.7m3/h。

(2) 二2煤层底板正常涌水量。二2煤层底板砂岩水采用承压转无压“大井法”公式进行计算:

经计算涌水量Q=131.6m3/h

(3) 工作面底板改造后灰岩残留水量。根据邻近矿井经验, 工作面底板改造后灰岩残留水量累计约30m3/h。

(4) 井下作业用水量。采掘工作面打钻降尘、冲洗巷道、钻探操作用水等井下作业用水量, 约100 m3/h。

(5) 矿井正常涌水量。故矿井正常涌水量:Q=顶板水量+底板水量+工作面底板灰岩残留水量+井下作业用水=139.7+131.6+30+100=401.3m3/h。

(6) 矿井最大涌水量。按临近矿井经验, 矿井最大涌水量Qmax一般为正常涌水量的2.0倍, 故顺和矿井最大涌水量为802.6m3/h。

2.6.2 比拟法

紧邻顺和井田北部的薛湖煤矿设计年产120Mt, 自2008年投产以来, 矿井涌水量最大值为197.8m3/h。位于顺和井田南部的陈四楼煤矿水量呈“北翼小, 南翼大”的趋势, 与顺和煤矿相邻的北十、十二采区 (均已采, 累计面积2210680㎡) , 近三年正常涌水量最大值为90.7m3/h。

顺和煤矿近10年开采面积是陈四楼北十、十二采区开采面积的2.2倍, 开采二2煤层的厚度基本相同, 根据比拟法, 顺和煤矿近10年的正常涌水量约180 m3/h。

为安全起见, 采取“就高不就低”的原则, 取矿井涌水量计算值和比拟法计算值中的最大值, 确定顺和煤矿矿井正常涌水量为401.3m3/h, 最大涌水量为802.6m3/h。

3 矿井水文地质类型划分及防治水工作建议

3.1 矿井水文地质类型划分及结论

(1) 含水层性质及补给条件:受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层, 补给条件一般, 有一定的补给水源, 属中等类型。

(2) 单位涌水量:二2煤层顶底板砂岩裂隙水0.001—0.008L·s-1·m-1, 太灰上段灰岩裂隙水0.0084—0.0058L·s-1·m-1, 属简单类型。

(4) 开采受水害影响程度:采掘工程受水害影响, 但不威胁矿井安全。

(5) 防治水工作难易程度:防治水技术成熟, 防治水工作简单或易于进行。

综合水文地质类型划分标准的各项指标, 确定顺和煤矿矿井水文地质类型为中等。

3.2 防治水工作建议

(1) 坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则, 做好采掘工作面的水害预测评价, 根据工作面评价结果采取相应的防治水措施。

(2) 充分利用先进的物探技术, 对断层、陷落柱及底板富导水性进行探查, 同时根据物探结果采用钻探手段, 对富水区域进行注浆改造, 确保矿井安全生产。

(3) 井田以前所施工的部分钻孔封孔质量存在问题。因此, 建议在今后的生产过程中, 凡采、掘工程穿越钻孔、或距钻孔较近时, 应引起充分注意, 并采取先探后采, 防止突水事故发生。

参考文献

[1]国家安全生产监督管理总局, 国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.

[2]葛亮涛.中国煤田水文地质学[M].北京:煤炭工业出版社, 2001.

[3]武强, 赵苏启, 孙文洁等.中国煤矿水文地质类型划特征分析[J].煤炭学报, 2013, 38 (06) :901—905.

[4]罗建斌, 史桃桃, 姜栋.双龙煤业矿井水文地质类型划分报告[J].华北科技学院学报, 2014, 11 (09) :27-30.

煤矿水文地质 篇5

八连城煤矿2006年12月建成投产，设计生产能力90万吨/年，服务年限74年。一对立井开拓，单一水平上下山开采，生产水平标高-420米，开采19、19-2、20、23和26等5个主要可采煤层，现已生产3年6个月。根据《煤矿防止水规定》第十三条“矿井水文地质类型应当每3年进行重新确定。当发生重大突水事故后，矿井应当在1年内重新确定本单位的水文地质类型”的规定，为确保矿井安全生产，有针对性地做好矿井防治水工作，编制本矿矿井水文地质类型划分报告。

一、矿井所在位置、范围及四邻关系，自然地理等情况

（一）位置

八连城煤矿位于吉林省珲春市境内，行政区划隶属珲春市三家子满族乡。地理坐标东经130°13′07″至130°20′37″，北纬42°46′15″至42°53′45″。

（二）范围及四邻关系

西以图们江为界、南至珲春河防洪堤，东与城西煤矿井田为邻，北部及东北部与英安煤矿井田相接。井田南北平均长8.0公里，东西平均宽4.5公里，面积36平方公里。

（三）交通

距珲春市区5公里。通过本井田的公路有珲春—西崴子乡村公路、珲春—沙陀子中朝口岸公路和正在建设中的长春—珲春高速公路；铁路有珲春煤业集团公司铁路专线与国铁相接，距图们火车站64公里；距珲春96公里的延吉机场位于延吉西南；长春—珲春客运专线铁路项目正在建设；珲春至俄罗斯边境14公里，通过珲春中俄铁路口岸可以直达俄罗斯哈桑区波谢特港和扎鲁比诺港，距波谢特港45公里，扎鲁比诺港72公里；通过珲春中朝圈河公路口岸可以直达朝鲜先锋港、罗津港和清津港。距朝先锋港86公里，罗津港93公里，清津港171公里，这些港口都是深水不冻港口，为借港出海提供了天然条件。

（四）地形地貌

八连城井田位于珲春煤田河北区西部，全井田处于图们江和珲春河冲积平原地带，标高一般在20—35米。工业广场主要建筑物有主井、副井、办公楼、联合建筑、机电厂、变电所和在建主井，其地面标高主井为31.50米、副井为31.50米、办公楼为30.62—31.00米、联合建筑为31.06—32.97米、机电厂为31.72—32.02米、变电所为30.32米、在建主井为31.5米。流经井田西部的图们江宽50—100米，河床切割较深为5—10米；流经井田南部的珲春河为一老年期河流，河床切割不深，一般在0.5—2.0米左右。珲春河由东北向西南注入图们江，其河床为第四纪沉积。

（五）气象、水文

1、气象

矿井、井田所属气候区为中温带季风气候区，海洋性特征较明显，温和潮湿，与同纬度内陆地区相比冬暖夏凉，雨量充沛，多阴寡照，易发生洪涝灾害和低温冷害。多年平均气温5.6度，极端最高气温为36.3度（1967、7、20），极端最低气温为-32.5度（1972、2、6）。最高气温多出现在8月份，平均21.2度；最低气温多出现在1月份，平均-11.7度。多年平均日照2322小时，多年平均活动积温为2584.4度。无霜期126—156天，初霜9月20日至10月5日，终霜5月1日至5月17日。11月初封冻，一般于翌年4月初解冻，最大冻深1.5m左右。多年平均降水量为606.8毫米，平均降雪为30毫米，6至9月多年平均降水总量为434.7毫米，占全年降水量的71%。降水集中，时空分布不均，降水量最多为842.9毫米（1959年），降水量最少为365毫米（1977年），多雨年是少雨年2.3倍。夏季多东南风，秋冬多西北风，风力一般5-6级，7级以上大风每年出现5-10次左右。

2、水文

流经本井田西部和南部的河流有图们江和珲春河

珲春河。发源于汪清县复兴镇杜荒子屯西南，海拔1356.7米。流向东南，到春化镇转向南西。流域面积为3581平方公里。一般流量为8—20立方米/秒，20年一遇洪水流量为4300立方米/秒。该河流在本井田南部由东向西注入图们江。

图们江。图们江发源于长白山脉主峰东麓，全长525公里，珲春市境内流长163.7公里，流域面积5141.95平方公里，由本井田西部流过后注入日本海。最大洪水流量2290立方米／秒，年均流量65.3立方米／秒，4月左右为春汛，7～8月为夏汛。封冻期(12月上中旬～翌年3月底)100～120天。水深一般1.3～4米。

多年来，图们江工程指挥部和珲春河工程指挥部对图们江和珲春河修建了堤防，可使防洪标准由以前的不足20年一遇提高到50年一遇。特别是2005年9月开工建设的以防洪、供水为主，结合灌溉兼顾发电的综合大型老龙口水利枢纽工程。可使防洪标准由以前的不足20年一遇提高到50年一遇。

井田地面有水田灌溉排渠，受季节控制。

（六）地震

本井田是珲春煤田的一部分，地处环太平洋地震带，东隔日本海的日本群岛是地震多发地区。据地震史料记载，1902年7月3日在珲春邻县汪清县附近发生过6.6级地震；延边朝鲜族自治州地震局提供：1998年10月8日和2001年9月10日相续发生地震，震级达7级，地面有强烈震感；2006年2月亦发生地震，震级约6级，因震源较深，地面无震感。井田所在地珲春设防抗震烈度为VI度，动峰值加速度为0.05个。

（七）矿井排水设施能力现状

井下排水设施：甲、乙水仓容积 1457立方米；水泵有3台，型号为 MD280-65＊8，每台排水能力为 280 立方米/小时。2台工作，1台备用；排水管路直径200 毫米，有 2 趟；井下最大排水能力为 840立方米/小时。

经对3.6年生产期间矿井充水性观测、收集、整理与分析，矿井充水主要为井筒淋水、含煤地层中承压含水层水和施工用水。经统计矿井涌水量最大为 80.1立方米/小时，正常涌水量为56.5～65.0立方米/小时（正常涌水量小于1000立方米/小时）。甲、乙水仓有效容量为1457 立方米，能够容纳8小时的正常涌水量；2台工作水泵的能力为560立方米/小时，能够在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。-420水泵房在井底车场，有2个安全出口，用平巷通到井底车场。在通到井底车场的出口通路内，设有易于关闭的防水防火密闭门。水泵房底板-419.3 米，甲水仓底板标高-424.3米，乙水仓标高-424.1米。以上排水设施能力现状符合《煤矿防治水规定》，具有抗灾能力和满足疏水降压的要求。

二、以往地质和水文地质工作评述

（一）地质和水文地质

1960年203地质队在原井田内进行了普查勘探，施工10个钻孔，完成工程量4600米。冲积层调查施工24个钻孔，完成工程量305.13米。1960年8月提出了八连城普查报告，共获得储量14855.7万吨（现井田内6个钻孔，工程量3139.31米）。经审查八连城普查报告评为基本合格。

1963年至1964年由新组建的203地质队在珲春煤田河北区再行详查勘探，在本井田共施工13个钻孔，完成工程量6630.73米。

1974年至1975年蛟河煤矿在珲春河北区勘探，在本井田施工30个钻孔，完成工程量15213.48米。

1975年至1976年吉林省煤田地质勘探公司112地质队在本井田施工36个钻孔，完成工程量19995.96米。冲积层调查19个钻孔，完成工程量234.15米。

1977年5月本井田转为精查勘探，吉林省煤田地质勘探公司112队再施工73个钻孔，完成工程量41037.89米，并于1978年8月提出精查地质报告。

报告主要内容 报告采用吉林省煤田地质勘探公司112队施工钻孔73个，历年施工钻孔85个，共158个钻孔，钻探工程量86017.37米，对主要含水层第四纪冲积洪积含水层含水量进行了调查和抽水。冲积层抽水群孔5号，抽水1段，冲积层调查19个孔，234.05米；利用203队60年施工的基岩抽水孔232号水文孔，抽水3段，303.39米。冲积层抽水孔群孔3，抽水1段，冲积层调查孔24个孔，305.13米；利用电测井曲线解释弱含水层厚度39个孔。

通过新旧资料的分析研究，在祥查勘探的基础上，寻找到了K1、K2标志层（凝灰岩），解决了主要可采煤层的对比问题；进一步掌握了井田内可采煤层的厚度、煤质及其变化规律，确定本井田的煤质牌号；对井田内的断层用工程量予以控制；计算了可采煤层储量；查明了本井田内含水层、隔水层及岩性特征，主要含水层间的水力联系，提出了初采区矿井预计涌水量。

报告结论

本井田历年来共施工158钻孔个，钻探工程量86017.37米。通过新旧资料的分析研究，基本解决了井田内的地质问题。

1、煤层对比：区内发育第三纪始新世至渐新世含煤沉积，平均厚度532.06米，含煤80余层，可采与局部可采16层，属簿至中厚煤层，可采煤层可采平均厚度12.19米，可采含煤系数2.32%。经过大量而细致的岩煤层综合对比工作认为：13、19、191、20、21、23、23下煤层对比基本可靠；192、22、26、26下煤层对比比较可靠；28、30、30下、31、32号煤层对比可靠性差。

2、煤质：通过采样送验和资料研究，除13号煤层属高灰、低硫、硬质褐煤外，其他各层均为长焰煤；可供发电和民用，精煤可供火车机车用煤。

3、构造：查明本区：褶曲以NE向向SW倾伏的宽缓背斜为主；伴有NWW和NNE两组不同断距之断层，断层较多，规律明显，地层平缓（倾角小于15）；乃属中等构造。

4、水文地质：该区水文地质条件比较简单，主要含水层为第四纪冲积洪积含水层（7—17.27米），单位涌水量4.23公升/秒.米，渗透系数65.917米/日；其次为风化裂隙含水带（55.00—57.00米左右），最大单位涌水量0.187公升/秒.米，渗透系数0.378米/日；此外，还有煤系层间承压含水层（77.14米），但富水性很小；煤系地层可以看作是相对隔水层。

5、储量：通过储量计算，全区共获得储量（万吨）：

可利用储量；21077.051 表 内：A＋B＋C1＋C2:17222.561 A＋B＋C1: 13602.736

0 A＋B: 3006.026 A＋B级储量占工业储量：22.09% 本井田精查自1977年5月初至1978年7月19日，历时14个月19天的时间，对勘探设计中所提出的各项任务业已完成，并在1978年8月底正式提出精查地质报告，基本能够满足矿井设计的需要。但仍存在以下问题：

1、本区钻探施工存在一定薄弱环节，其表现为：打丢、打薄煤层较多，在531个可采见煤点中，打丢20层、打薄77层，占总层次的18%（按0.80米以上统计）；封孔质量也有不足之处，1977年10月底以前所封钻孔经检查，虽然水泥柱胶结坚硬，但因封孔材料不足，100米之上可能未封住；1977年11月开始有所好转。经抽查上部30米—40米未封住；瓦斯样虽然采了6个，但大多数采取器漏气，采样方法不当而没有化验价值，仅有839号孔一个瓦斯样可供参考利用，致使缺乏评价井田瓦斯含量的准确数据。

2、区内因煤层变化较大，断层发育直接影响了高级储量的圈定；加之施工后期在井田西南部新加的841、842、843号孔扩大了算量面积；另外，煤层采取率低、煤层丙级点较多，在739个参予表内量计算点中有202个丙级点，这对高级量的圈定也有所影响；致使高级量的比例较少，仅占工业储量的22.09%。

3、从设计到报告编制的整个过程中，由于客观和主观上的原因，地质、设计、生产三结合作的不够，使我们对设计和生产部门的意图吃的不透；对水平划分、井筒位置、先期采区了解不够，这对勘探中有的放矢、重点突出的解决问题肯定是不足之处。

4、本区煤层多而薄、标志层少、对比难度大，因此，在岩煤层对比方面个别分煤层对比可能有串层现象。

5、本区全掩盖地区，在断层组合方面难免有不合理的地方。

1989年至1990年珲春矿区建设指挥部勘探队补充勘探施工10个钻孔（包括主井、副井检查孔）。

1992年3月至1992年6月由东煤公司地质局哈尔滨科学技术研究所结合《八连城煤矿首采区开发地震勘探报告》编制完成了《八连城煤矿综合地质报告》（矿井建设、生产采用此报告）。

报告主要内容

重新研究煤层对比、煤层赋存及变化规律；综合研究分析地质构造特征；在煤层对比、构造特征新认识的基础上，对资源予以重新评价和储量计算。

报告结论 本报告是在原精查报告和首采区开发地震报告的基础上编制的。充分综合利用了地质、地震成果，经过深入研究煤层对比、综合分析构造特征。对煤层赋存、变化规律、煤质特征及构造形迹和特征都有了完整较正确认识，反映了井田地质构造的客观实际，重新对煤资源进行了评价及储量计算。报告的内容、质量、及精度都达到了合同和珲春矿区建设指挥部具体要求，可作为修改矿井设计的依据。

1、提高了煤层对比的可靠程度：以测井曲线物性组合特征、岩性标志、地震标准波及构造多种综合对比方法，对本区煤层作了充分研究分析对比。12—28下号煤层对比可靠，12号煤层以上和28下号煤层以下的煤层基本可靠。

2、客观评价了煤质特征：根据规范（1986）和中国煤炭分类国家标准（GB5751—86）和煤质化验成果，本区煤层均为长焰煤，可供发电和民用煤，精煤可作为火车机车用煤。

3、正确反映了井田地质构造特征：区内断裂发育，在近东西向复式背斜之上，发育了一系列平行背斜轴向的主干断裂，构成了3—4个地垒地堑相间及阶状断块和构造形迹特征。全区共有大、小断层53条，其中落差大于100米的有6条，大于50米小于100米的有13条。精查区（7—17线）地震范围内的煤层产状和大于15米的断层已查明；而南部和北部区的煤层产状和大于30米落差的断层已基本查明。普查区（1—7线）的煤层产状和断层为初步查明。

4、重新评价了煤资源和储量计算：除对原精查报告16个煤层进行了评价及计算储量外，又新增加了9个局部可采煤层的评价及计算。

精查区共获A＋B＋C级18268.2万吨 其中：表内A＋B＋C级15049.7万吨 保安煤柱 C级：619.2万吨 表 外 A＋B＋C级3218.5万吨 普查区共获 B＋C＋D级7647.5万吨 其 中： B级 ：67.4万吨 C级：3316.4万吨 D级：4263.7万吨

5、存在的问题：

(1)由于原精查报告F3断层已不存在，所以东界的北段井界只能以原F3断层作为垂直的人为边界。（2）本区含煤地层的特点是：煤层多，且变化大，岩相、岩性标志及物性特征反映不甚明显，加之构造复杂等因素，尽管我们在煤层对比上划了很大力气，煤层对比大部分可靠和基本可靠，但个别煤层点也难免存在串层问题。

（3）由于12号以上28下号煤层以下的煤层发育不稳定，且变化大，对比可靠程度差些，致使对断层的认识和判别不是十分准确，很有可能漏掉个别断点、断层。

（4）本报告编制工作量较大、时间仓促，尽管我们做出了最大努力，但图件、附表校对工作难免有误。

2006年5月吉林省煤田地质112勘探公司对本井田西部采区（1—7线）补充勘探，施工2个钻孔，钻探工程量1554.40米。

2008年2月至2008年10月，吉林省煤田地质112勘探公司对本井田西部采区（1—7线）补充勘探，施工32个钻孔，钻探工程量22294.05米，并在2008年10月末编制完毕了《八连城煤矿西部采区补充勘探报告》。

报告主要内容

在南北平均长3.113公里，东西平均宽3公里，面积9.34平方公里范围内，施工32个孔，投入钻探工程量22294.05米；施工水文孔1个652.20米，抽水1段，单6号孔孔深15.85米，抽水3次。区外232号孔，孔深478米，抽水3次；采水样2件、岩样18组、煤心煤样258个、夹矸样72个、瓦斯样13个、煤岩煤样12个，煤对CO2化学反应样7个；利用老孔12个孔8348.62米。

根据以上工程和参考《八连城煤矿综合地质报告》重新研究煤层对比、煤层赋存及变化规律；综合研究分析地质构造特征；在煤层对比、构造特征新认识的基础上，对资源予以重新评价和储量计算，确定了水文地质类型,预算了矿井涌水量，确定了地质类型。

报告结论

1、查明本区构造形态：走向近东西，向南西倾斜略有起伏的单斜构造，查出一组北东向的张扭性正断层，落差大于30米的6条，小于30米的2条。

2、查明了区内煤层赋存状况及分布规律。

3、查明了本区地层层序和岩、煤层对比标志层。

4、查明了区内7个估量煤层的分布范围和资源/储量，总的煤炭资源/储量5331.6万吨；其中：探明的（可研）经济基础储量111b为1660.8万吨；控制的经济基础储量122b为1606.1万吨；推断的内蕴经济资源量333级2064.7万吨。

5、查明本区煤质牌号为长焰煤，了解了煤质特征、煤的工艺性能及其工业用途。

6、基本查明水文地质及工程地质类型，属被第四系强含水层覆盖下的新生界第三系孔隙裂隙含水层矿床。水文地质条件简单，工程地质条件复杂。本区矿床开采地质条件定为：以工程地质问题和环境地质问题为主的复合复杂类型Ⅲ类四型。

7、查明了区内主要含、隔水层的分布及变化规律。

8、预算出本区在自然状态下正常涌水量是255.27M3/h。存在问题

1、煤层对比，是一项长期的工作，从普查一直到矿山闭坑，每个阶段都要做这项工作。对于那些煤层层数少或特厚煤层地区，这项工作就比较简单了。补充勘探区，标志层少、煤层多，分叉、合并、变薄、尖灭现象时有出现，给煤层对比带来困难。我们虽然花了很长时间，集中技术力量，采用了多种方法，尽最大大努力做这项工作，但个别钻孔对比串层现象在所难免。

2、补充勘探区是一个煤层隐伏地区，用钻孔控制了落差大于30米的断层，对于落差小的断层用钻探手段就难于控制了，今后生产过程中将会遇到这些问题。建议用三维地震解决这一难题。

3、我们钻孔中取得的瓦斯样，经检测，得出的瓦斯含量远远低于煤炭科学研究总院抚顺分院的实测结果，8.18m/t。我们分析原因是：从煤层揭露到地表装罐，时间太长，煤层瓦斯损失太多。在此，瓦斯含量应以抚顺分院测得的含量为准。以抚顺分院测算，当年产90万吨时，采区瓦斯相对涌出量24.97 m3/t；全矿瓦斯绝对涌出量为54.8 m3/min,应定为高级瓦斯矿井。

（二）地震勘探及其他物探 1、1990年11月至1991年9月东煤地质局第三物测队在井田首采区进行了开发地震勘探，并提出了《八连城煤矿首采区开发地震勘探报告》（目前矿上还没有此报告）。2、2007年4月 17日至2007年5月3日由黑龙江省煤田地质物测队在井田东部进行了三维地震勘探。勘探范围为：北起F22号断层、南到410和648号钻孔连线；东以17勘探线为界、西以工业广场为界，控制面积2.2平方公里。完成三维地震测线16束，参加时间剖面品质抽查评级的三维剖面总长84.775公里。共完成试验点2个，试验物理点19个，生产物理点1483个，总计物理点1502个。2007年11月提交了《八连城煤矿东部三维地震勘探报告》。

主要地质成果如下：

3（1）1全区共组合断层38条。按控制程度划分，控制程度可靠断层27条，较可靠断层2条，控制程度较差断层1条；按落差划分，落差大于等于3米小于5米的断层4条，落差大于等于5米小于10米的断层3条，落差大于等于10米小于30米的断层15条，落差大于等于30米的断层8条。断层均为正断层。断层的走向以近EW、NEE向为主，NW向次之。（2）查明了区内主要可采煤层（20、23、26、30号煤层）的底板起伏形态和深度。

（3）查明测区内波幅大于10米的褶皱并解释了其形态。3、2008年11月1日至2008年12月8日由吉林省煤田地质物探公司在井田（七线以西）深部区进行了三维地震勘探。勘探范围为：西至图们江，东以七勘探线为界，南至珲春河防洪堤，北以 八连城煤矿，控制面积9.1平方公里。与板石一矿深部区合并完成三维地震测线束32束，参时间剖面品质抽查评级的三维剖面总长（与板石一矿深部区合并）259.7公里（原报告没有把八连城井田单分），完成生产物理点5302个。2009年5月提交了《吉林省珲春矿业集团八连城（七线以西）深部区三维地震勘探报告》（此报告没有批复）。

主要地质成果如下：

（1）全区共组合断层109条。按控制程度划分，控制程度可靠断层98条，较可靠断层9条，控制程度较差断层2条；按落差划分，落差小于等于5米的断层39条，落差5～20米之间的断层40条，落差大于20米的断层30条，组合可疑断层22条。断层均为正断层。

（2）查明了区内主要可采煤层（19、20号煤层）的底板起伏形态和深度。对区内其他在地震时间剖面上有反映主要可采煤层（18、23、26号煤层）进行了解释。

（3）控制了区内大于10米的褶皱。

（三）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

说明：八连城煤矿在矿井建设、开拓、采掘、延伸、改扩建时期没有做水文地质补充勘探、试验等工作，在此不予评述。

三、地质概况

（一）地层

本井田含煤地层为下第三系珲春组（E2-3H）,基底为上侏统屯田营组（J3t）,上覆第四系（Q）。

自下而上分述

1、上侏统屯田营组（J3t）屯田营组（J3t）为一套火山碎屑岩系，构成了含煤地层的基底。井田内95%以上钻孔均见到这套地层。主要由火山碎屑岩、灰绿色、暗紫色凝灰岩、安山岩、安山集块岩、凝灰集块岩等构成。

2、下第三系珲春组（E2-3H）

珲春组（E2-3H）为井田含煤地层，根据岩相、岩性及含煤特征划分为上、中、下三段。上段：19号煤层以上，以灰～浅灰色粉砂岩、砂质泥岩为主，细砂岩次之，夹有4～5层细腻质純的褐色泥岩和凝灰岩（K1）标志层。本段含有9、12、13、15、18、18-2等6个局部可采煤层和20余个薄煤层。

13、17号煤层之上含有动物化石。本段厚度380—800米，一般厚度450—650米。

中段：19号煤层至28下 号煤层为中段，是主要含煤段。以灰、浅灰色粉砂岩、细砂岩为主，中粗砂岩、泥岩次之，夹有薄层钙质中粗砂岩和凝灰岩（K2）标志层。水平波状、镐状及混浊层理发育。含19、19-

1、19-2、20、23、26号等6层主要可采煤层和21、23-

1、23-

2、26下、28、28下号等6个局部可采煤层。含有丰富植物化石，20、21、28号煤层之下含动物化石。本段厚度0—130米，一般70—90米。

下段：28下号煤层至基底，以深灰色粉砂岩、中粗砂岩为主，泥岩次之，局部见有砾岩，含煤层多，但厚度及媒质变化大。含有30上、30、30下、32、32下、33、34号等7个局部可采煤层。本段特点是由上至下颜色逐渐加深，凝灰物质成分逐渐增多。本段厚度0—280米，一般厚度50—100米左右。与屯田营组呈不整合接触。

含煤地层中的可采与局部可采煤层储量（能利用储量）见附表1。

3、第四系（Q）

全井田被第四系覆盖，上部为腐殖土、砂质粘土、亚粘土。中部为砂砾及中、细沙。底部为砾石及含砾沙质粘土。厚度7—28米。

（二）构造

本井田构造比较复杂，与东邻的城西立井井田的构特征基本一致。可以看作是城西立井井田主体构造向西的延续，以断裂为主，褶皱宽缓起伏，略向西平缓起伏，地层走向总体为近EW～NEE,倾角小于15°。

1、褶皱

本井田为一轴向近东西、向西倾伏的宽缓背斜。背斜轴位于在F13～F21断层之间。背斜两翼平缓，并有次一级波状起伏，组成一个宽缓复式背斜。

2、断裂 本井田断裂构造发育，以近东西向走向断层为主，伴有北东、北西向两组断层，均为正断层。近东西向走向断层（主干断层）发育在复式背斜之上，由一系列倾向相反近似平行背斜轴的断层，如F7、F52、F13、F58、F55、F21等断层，构成与背斜轴向近平行的地堑和地垒及伴有阶状断层，为本井田只要构造形迹和特征。

（详见：八连城煤矿19号煤层底板等高线图、主要断层一览表2）

3、岩浆岩

本井田岩浆岩是以岩墙和岩床的形态存在，岩性为辉绿岩。

（1）岩墙。岩墙位于井田西部邻近0515和0503号钻孔，延伸长约1100米，宽度100—170米，走向北北西，倾向北东东，倾角58°—90°，该岩墙穿过所有目的煤层，没有到地面。虽然穿过风化裂隙含水层，但不导水。

（2）岩床。岩床位于岩墙的东部区域，FD159和FD162号断层以北，0515、0503、784、504、、0713、74—22号钻孔均有揭示，厚度分别为 26.85米、5.6米、16.65米、15.30米、5.95米、2.90米。分布约1平方公里。岩床倾向西南，倾角15°—30°。该岩床由岩墙与下含煤段的上部侵入，向远处（东北方向）变薄、变浅，岩床侵蚀部分目的煤层和附近煤层因受到强烈烘烤变质程度显著增加。

[祥见：吉林省珲春矿业集团八连城（七线以西）深部区19号煤层底板构造图]

四、井田水文地质条件及含水层和隔水层分布规律和特征

（一）井田水文地质条件

本井田虽然有西部图们江，东部有珲春河，北部有英安河，煤系地层之上全部覆盖有富水性强的的第四纪冲积层，由于可采煤层埋藏较深，开采煤层不受主要含水层水危害，精查地质报告确定本井田水文地质条件为简单型。

（二）含水层

本井田按岩性、地下水类型、裂隙发育程度和埋藏条件，含水层可以划分为第四纪冲积洪积含水层、风化裂隙带含水层和煤系层间承压含水层及隔水层。第四纪冲积洪积含水层、风化裂隙含水层是本井田的主要含水层，与河流的关系是地下水补给河流。

1、第四纪冲积洪积含水层

该含水层是本井田全区发育的主要含水层，中部厚度17米左右，靠近图们江及珲春河变薄10左右，有的只7米。岩性以砂砾为主，局部夹有薄层细沙，向北部逐渐变细，且泥质增多。砾石成分主要为花岗岩、安山岩和少量的变质岩砾，磨圆度较好，分选不佳，砾径2～4厘米。向深部砂砾石内，粘土逐渐增多，局部则有薄层粘土含砾。所含砾石为次棱角状，因此该层的富水性也有随深度变小的趋势。中部群3号孔的单位涌水量1.90公升/秒米，渗透系数53.30米/日；南部群5号孔的单位涌水量平均4.23公升/秒米，渗透系数平均65.917米/日，补给来源主要是城西及英安的冲积层水。其上虽广布水田，但有1～3米厚的粘土层不利于大气降水及水田水的渗透，只局部没有粘土层的旱田地，接受降雨的补给。水位平均标高24米。水质为重碳酸钙镁水，总矿化度小于0.05克/升。

2、风化裂隙带含水层

第四纪含水层之下是风化裂隙含水带，风化裂隙戴深度为60米。富水性由于本井田为疏松半胶结的岩层，而岩性多为泥岩、粉砂质泥砚、粉砂岩及泥质胶结的细砂岩、中砂岩、粗砂岩，所以本井田风化裂隙含水带富水性很小。由于风化裂隙随着深度的增加逐渐变小，其富水性也随着深度的增加而变小。根据232号孔的抽水资料，单位涌水量仅0.187公升/秒米，渗透系数0.378米/日，补给来源为第四纪冲积洪积层水补给。水质为重碳酸钙镁水，总矿化度小于0.5克/升。

3、煤系层间承压含水层

风化裂隙含水带以下整个煤系地层中，岩性多为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩，其中夹有透镜状分布的细砂岩、中砂岩、粗砂岩，属弱含水层。厚度0～10米，成份以长石石英为主，有少量的安山岩及变质岩碎屑。分选性不好。而19号煤层以下的砂岩中大部为凝灰质胶结，不含水。弱含水层大部在19号煤层之上。根据39个孔的统计资料，19号煤层至风化裂隙带底板，弱含水层厚度平均65.46米。19号煤层至基底弱含水层厚度平均11.68米，富水性很小，各含水层之间及风化裂隙含水带之间的水力联系不好。根据232号孔的抽水资料，单位涌水量0.0069～0.0127公升/秒米。渗透系数0.021～0.046米/日，水位标高22.47米。水质为重碳酸钠水，总矿化度小于0.5克/升。

（三）隔水层

本井田风化裂隙带以下，主要为泥岩、粉砂质泥岩及粉砂岩等良好隔水层，其中没有主要含水层，只有透镜状分布的富水性极弱的层间承压含水层。渗透系数很小，与风化裂隙带渗透系数相比，相差16倍，与冲积层的渗透系数相比，相差2000多倍。所以风化裂隙含水带以下全可定为相对隔水层。19号煤层以上到风化裂隙含水带底板，相对隔水层厚度大部分为240～400米，局部为200～220米。本井田大面积开采，冒落和裂隙高度也不至于破坏该层的隔水作用。靠近图们江和珲春河此层厚度增大。

（四）断层 本井田为老第三纪含煤地层，属于疏松半胶结的岩层，而且泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩较多。虽然有细砂岩、中砂岩及粗砂岩，但煤层发育部分的粗砂岩多为凝灰质胶结不含水，上部虽然有第四纪冲积洪积及风化裂隙含水带主要含水层，但距可采煤层较深。断层又都是张扭性，勘探中所见断层点多为泥岩，其中挤压所造成的滑面明显。通过井巷实见断层虽有破碎带，但都为泥质岩、粉砂质泥岩，不导水。

五、矿井充水因素分析，井田及周边老控区分布状况

（一）矿井充水因素分析

按矿井的充水水源和充水方式可划分为：顶板透水、底板涌水、井筒涌水和施工充水四种类型。

1、顶板透水。有的煤层老顶局部为透镜状分布的细砂岩、中砂岩、粗砂岩，既煤系层间承压含水层，由采动影响下形成的冒落裂隙移动带“三带高度”沟通含水层引发透水，含水层水直接补给矿井。

2、巷道涌水。开拓、掘进巷道有的局部直接顶底板为煤系层间承压含水层，巷道揭露含水层水直接补给矿井。

3、井筒涌水。由于井筒壁后封闭不好沟通风化裂隙带含水层水和第四纪冲积洪积含水层水，流入井下。

4、施工充水。在井巷施工和工作面回采过程中，机械用水和降尘用水通过管线把地面水倒入井下。

（二）充水通道

1、井筒导水。由于井筒壁后封闭不好沟通风化裂隙含水带水和第四纪冲积洪积含水层水，成为矿井充水重要通道。

2、有可能导水钻孔

历史上封闭不良和的废弃钻孔往往成为含水层的导水通道，这样的例子很多。本井田精查阶段施工的73个钻孔和祥查阶段的36个钻孔，均采用国产500号水泥和细沙成1：1之比例配制砂浆予以封闭。其中有796、810、514、631号孔封孔之材料数量不明；777号孔封孔所采用水泥有变质现象；764、815、504号孔封孔之水泥数量不足；510号孔在封孔时因天气寒冷，钻杆冬塞，二次下钻具封孔，封孔质量较差。在精查阶段对祥查时所施工的钻孔封孔质量进行了抽查。抽查了569、609和560号孔。569号孔钻具下入孔深71.07米开始扫孔见水泥柱，透至至90米上来水泥柱6米，水泥柱凝固较好且坚硬；609号孔从71.07米至82.67米上来水泥柱，凝固硬度大于围岩硬度；560号孔在71米见到水泥柱水泥柱亦很坚硬。抽查钻孔的封孔质量对于本井田1977年10月26日以前所施工钻孔的封闭质量具有代表性，百米以上可能未封住，有可能导水。

从掘进工作面和工作面回采实见钻孔封孔质量良好，不导水。特别是11915工作面在回采中实见777号孔，不导水。

3、巷道导水。采掘工程揭露煤系地层中透镜状分布的富水性极弱的层间承压含水层水。

4、施工管线导水。在井巷施工和工作面回采过程中，机械用水和降尘用水通过管线把地面水导入井下。

5、探访水钻孔导水。井下探放水钻孔导采空区积水。

（三）井田及周边老空区分布状况

本井田北部及东北部为英安矿井，东部为城西矿井（停产），相隔至远。井田内没有老空区、小煤窑采空区废弃的老空积水，仅个别采空区有积水，井巷工程已控制。

六、矿井涌水量的构成分析，主要突水点的位置、突水量及处理情况

1、矿井涌水量的构成分析

①风化裂隙含水带水和第四纪冲积洪积含水层水 %以上； ②煤系层间承压含水层水（顶板透水、巷道涌水）%； ③工程用水排泄水 %；

2、矿井涌水量

据统计矿井涌水量：最大涌水量为80.1立方米/小时，正常涌水量为56.5～65.0立方米/小时

3、主要突水点的位置、突水量及处理情况 无

七、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

（一）对矿井开采受水害影响程度的评价

1、风化裂隙带含水层和第四纪冲积洪积含水层水。由于本井田的煤层埋藏较深，煤层开采后形成的顶板冒落带和导水裂隙带不能导通风化裂隙带含水层和第四纪冲积洪积含水层，因此不受风化裂隙带含水层和第四纪冲积洪积含水层主要含水层水的威胁。

2、煤系层间承压含水层水。井巷工程和工作面回采随然可以导通部分煤系层间承压含水层，其含水量极小，从生产实践中看不对煤层开采构成威胁。

3、采空区积水。采空区积水虽然动储量不大，但其巨大的静储量和突水时的瞬时水量，透水时往往是灾难性的。但采掘工程已控制。

4、断层。断层是薄弱的地质体，它往往成为地下水进入矿井的通道，但本矿断层由钻探和物探已控制，钻探、采掘工程实见断层具有不导水性。

5、煤系层间承压含水层。富水性很小，各含水层之间及风化裂隙含水带之间不具水力联系。

6、钻孔封闭。本井田1977年10月26日以前所施工钻孔百米以上可能未封住。这个深度也基本上是第四纪冲积洪积层和风化裂隙带的厚度，不对煤层开采工程构成威胁。

7、矿井涌水量。正常涌水量和最大用水量（Q1、Q2）均小于180m3·h-

18、突水量。无。

（二）防治水工作难易程度的评价

八连城煤矿防治水的重点工作有两项，一是采空区积水，二是井筒壁后封闭切断导水通道。

采空区积水。采掘工程已控制，待掘送采空区下伏煤层回采工作面时，用钻探工程予以疏放。工程简单、容易、经济。

井筒壁后封闭切断导水通道。从技术和经济都是可行的，这涉及到停产施工，所以这项工作是比较难的。即使不封闭采掘工程也不会受水害影响。

八、矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议

根据以上所述，本矿井受采掘破坏或影响的空隙、裂隙不会同风化裂隙带含水层和第四纪冲积洪积含水层建立水力联系，也只能沟通部分煤系层间承压含水层，补给条件差，补给来源极少。矿井正常涌水量和最大用水量（Q1、Q2）均小于180m·h，没有突水和老空积水，采掘工程不受水害影响，防治水工作相对简单。与《煤矿防治谁规定》（国家安全生产监督管理总局2009年9月21日第28号令）表2-1矿井水文地质类型所列内容相比较，确定八连城煤矿矿井水文地质类型为简单型。

八连城煤矿根据现有煤炭储量再建设一对立井，把生产能力由90万吨/年提升到300万吨 /年。为了矿井安全生产和减耗增效，有针对性地做好矿井防治水工作，在新井筒建设中建议对井筒100米深之内的壁后全面封闭，切断风化裂隙带含水层水和第四纪冲积洪积含水层水流入井下通道。

珲春矿业集团八连城煤矿

矿井水文地质类型划分报告

煤矿水文地质 篇6

【关键词】水文地质；煤矿；防治水

依据矿井充水水源及水源进入矿井的途径和方式，矿井水害可划分为五种，即地表水水害、老窑水水害、孔隙水水害、裂隙水水害及岩溶水水害。矿井水进入矿井的方式有渗水、滴水、淋水、突水（涌水、溃水）。其中因井巷或工作面与含水层、被淹巷道、地表水体或含水的裂隙带、岩溶带、顶板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而产生的涌水或溃水事故，由于来势猛、时间短、水量大，故称突水。突水灾害的突发性强，人身伤亡大。

1.矿井生产阶段煤矿防治水工作基本任务

（1）有计划、有针对性地进行矿井水文地质调查、勘探和观测工作，查明矿井的各种充水因素，分析研究地下水的规律，写出水文地质情况分析报告，为防治水工作提供技术依据，并根据生产计划安排的需要，不间断地提供水情资料和年、季、月水害情况预报。

（2）查清矿井及附近地面水流系统的汇水情况、疏水能力和有关水利工程的情况，掌握当地历年降雨量和最高洪水位的资料，以便结合矿井具体条件建立疏水、防水和排水系统。

（3）建立健全地下水动态观测系统，在受水害威胁的地区，必须坚持“有疑必探、先探后掘”的原则。

（4）建立健全井下防排水设施，根据矿井可能发生水害事故实施水害防治工程和增加排水能力。

（5）根据地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、开采时围岩性质及岩层移动特征等因素，合理留设各种防水煤柱。

2.煤矿水文地质资料对矿井生产的影响

（1）对矿井安全的影响。水文地质资料准确与否直接影响到矿井的生产安全。如矿井充水性图是综合记录井下实测水文地质资料的图纸，是分析矿井充水规律、开展水害预测、制定防治水措施的重要依据，其资料的准确性将对矿井的安全生产产生重要的影响。2008年12月26日某矿32100工作面，由于对工作面西侧F913断层的导水性估计不足，在工作面采至其附近时突然出水，出水量达到500-4090m3/h。造成矿井淹井，2个月后才恢复生产。

（2）对水文地质调查工作的影响。矿井须搜集、调查和核对其范围内正在开采的小煤矿和废弃老窑情况，并在矿图上标出其井口位置、开采范围、开采年限、积水情况、出水地点的水情变化等。做好一切预防透水的准备工作，确保矿井安全。如某矿2006年11月26日，其井田内一小煤矿因采断层煤柱突发02水，最大突水量达700m3/h。该矿立即采取防治水应急预案，由于防范得当，才避免了淹井事故。

（3）对采区、采掘巷道及工作面布置的影响。水文地质资料直接影响到采区设计、采掘巷道布置，并对生产造成重大影响。如某矿2001工作面，原设计走向长880m，切眼位于矿界煤柱线上。由于临界小煤矿采掘情况不详，所以运输巷掘至距原设计切眼140m处便打钻探测，当打到70m时探到老空并有积水涌出，随即留设防水煤柱并重新布置开切眼。减少储量10多万t，对生产造成重大影响。

（4）对地质储量的影响。地质储量是否准确，不但对采区、采掘巷道布置产生影响，还对采掘接替、设备选型等产生重要影响。如果实际储量比提供的储量小，那么将会缩短工作面的生产周期，造成采掘接替紧张，并造成设计巷道和所选设备的浪费；如果提供的地质储量比实际储量小，则实际情况与上述情况相反，必将带来巨大的资源浪费。如某矿2005工作面，在未摸清其南侧F916断层的位置及导水性的情况下，便留设了防水煤柱。后在开采三分层时在运输巷打钻70余米尚未揭露该断层。由于接替紧张，也为了避免资源更大的损失，工作面运输巷在钻孔处扩大了45m，增加储量6万t。但是后来的小煤矿开采证实，该断层还向南偏移100余米，且断层不导水。由于地质资料不清留设防水煤柱过大，造成20多万t的储量损失。

（5）对水文预报的影响。水文预测预报是指导煤矿井巷施工和生产的一种重要手段，主要表现在：可避免重大透水事故的发生；为制定安全技术措施提供依据，指导安全生产。如某矿在2502工作面回采期间，对其上部的2202工作面老空水进行疏放。

在对老空区的开采及范围等各原始资料不清的情况下，盲目对老空区积水作出估计，预计老空积水8000m3，而在实际放出了25000m3后，积水仍未放完，不得不又掘一条1500m长的专用泄水巷来缓解工作面排水压力，累计共疏放老空积水431553m3，造成工作面2个月不能正常生产。

3.加强煤矿防治水工作的建议

矿井水文地质工作是防治水工作的基础，是保证煤矿正常安全生产建设的一项重要基础工作。在地质勘探及防治水工作方面，应该采取一系列措施，来保证安全高效生产。

随着科学技术的进步，煤矿生产与建设过程中的装备、工艺、技术都有了极大的提高，可是矿井开采越来越深，受矿井水害的危险越来越大，煤矿突水事故频繁发生。针对我国目前煤矿水害及其防治技术现状，应该提高新条件下煤矿水害防治技术与装备，形成适合新的地质与生产条件的水害安全保障技术体系和监控体系，以改变目前煤矿水害频繁发生的局面。

（1）组织专业矿山水害防治技术队伍，对我国近几年以来所发生的重点水害全面调查、分析和研究总结，找出新条件下煤矿水害频繁发生的原因、特点、趋势、规律及主要问题，做出矿井水害论证报告和水害隐患评估报告，编写今后矿区防治水工作的基本纲领性文件，为矿区水害安全工作提供决策基础资料。

（2）结合目前矿区采矿模式及采矿特点，重新评估矿区水害特点、水害类型、水害模式和水害威胁程度，重新形成新条件下矿区水害调查和评估研究报告；并针对不同水害类型的矿井，提出具有操作性的水害安全保障技术规程和操作规范，用以指导矿区煤矿水害防治工作，为矿区水害安全工作提供决策技术支持。

（3）建立矿区水害防治技术研究中心。这一中心将适时分析研究水害问题，不断创新煤矿水害防治技术和相关手段与装备。依托各高等院校，将出现的问题作为研究课题，共同解决疑难问题。

（4）加强在下列方面的煤矿水害防治基础理论与技术研究工作：①新的采矿条件下矿井突水机理研究。随着开采的不断延伸，多年来沿用的突水系数理论已不足以适应新形式的要求。②新的采矿条件下煤层隔水底板的防突水效应研究。过去的研究成果主要集中于水量和水源，而对突水通道，尤其是煤层底板隔水层的防突水效应研究工作很少。随着深部开采疏降难度的加大，深入研究煤层底板隔水层的防突水效应，进而充分有效地利用隔水层的自然防突水能力。

（5）建立由技术专家、抢险和特种救护人员共同组成信息化和专业化的矿山水害快速反应队伍，以应对矿山水害发生后的抢险救灾工作。 [科]

【参考文献】

[1]种义锋.浅议水文地质对煤矿防治水工作的重要性[J].矿山机械，2007，（11）.

[2]李新云.王河煤矿突水规律分析及矿井防治水对策[J].中州煤炭，2008，（01）.

刘庄煤矿矿井水文地质条件分析 篇7

淮南煤田位于华北平原南缘, 为近东西向的复向斜构造盆地。东接郯庐断裂, 西连周口坳陷, 北靠蚌埠隆起, 南邻合肥坳陷。水文地质条件受区域构造及新构造运动的控制, 深、浅层地下水存在明显的差异。

区内现代地貌景观, 由东南端基岩裸露的低山、丘陵向西北过渡到厚松散层覆盖的黄淮冲积平原, 地势呈现西北高而东南略低。地表水系发育, 淮河流经煤田的东南缘, 其支流主要有颍河、西淝河, 自西北流向东南, 最后注入淮河, 流量受季节控制, 起排洪蓄水兼顾, 对浅层地下水起补给作用。

在东南高西北低的古地貌形态基础上, 自新生界以来, 区内新构造运动表现为振荡性升降运动, 由于升降运动的差异性, 沉积了西厚东薄的上第三系和第四系松散层, 从丘陵边缘向西增厚达800m以上, 新城口断层以东不足100m。

2 矿井水文地质条件

2.1 地形、地貌及地表水系

刘庄矿井位于淮南煤田西部, 为淮河冲积平原, 标高24m~26m左右, 微向东南倾斜, 河流流向与地形基本一致, 由西北流向东南。济河流经矿区东北部, 流向东南, 在东部设有调节闸, 关闸时水深约4m, 属排泄洪水与浇灌农田之季节性河流。

2.2 新生界松散层含、隔水层 (组)

古地形起伏变化较大, 总体是南部薄, 北部厚, 古地形呈缓坡向东西两侧倾斜, 其地层厚度变化主要受古地形控制, 根据区域水文地质资料与钻探取芯、测井资料分析对比, 按其岩性组合特征, 可以自上而下划分出四个含水层 (组) 和三个隔水层 (组) 。现分述如下:

1) 第一含水层 (组)

该含水层 (组) 为一多层结构的复合含水层, 分布稳定, 上部为潜水, 下部为弱承压水, 受大气降水及地表水体渗入补给, 富水性较弱。

2) 第一隔水层 (组)

该隔水层 (组) 分布较稳定, 可塑性强, 具有隔水性能。

3) 第二含水层 (组)

据水源主孔、1号水文孔及刘水1孔3次抽水试验资料, 该含水层水位标高为18.11m~24.88m, 富水性中等~强, 为矿区主要供水含水层之一, 在古地形隆起处直接与古近系地层接触。

4) 第二隔水层 (组)

该隔水层 (组) 分布稳定, 一般情况下能起隔水作用, 但在局部地段由于粘土变薄或缺失后, 失去隔水作用, 将产生上部含水层对下部含水层的越流补给影响。

5) 第三含水层 (组)

该含水层分为上下两部分:上部砂层一般含泥量低, 较松散, 水质较好, 富水性中等~强, 也是矿区主要供水含水层之一;下部砂层含泥量较高, 水质较上部差。该含水层 (组) 在古地形隆起处缺失, 由于该含水层地下水水量充沛, 将产生对其下部含水层的越流补给。

6) 第三隔水层 (组)

除在深部古地形隆起处变薄或缺失外, 该隔水层 (组) 一般分布较稳定, 为良好的隔水层。据水11QⅢ下孔长观资料, 近2年的时间累计下降3.43m, 可以看出该含水层的地下水在三隔较薄和缺失处已经少量进入矿坑。

7) 第四含水层 (组)

由于该含水组的沉积环境导致其结构复杂, 上部又有第三隔水层 (组) 覆盖, 兼之基岩风化带的渗透性差, 因此, 形成了以储存量为主、侧向径流补给量微弱的承压条件, 垂直渗透小于水平渗透, 富水性不均一, 并处于停滞的特征。

2.3 二叠系砂岩裂隙含水层 (段)

该含水层组分布于主要可采煤层及泥岩之间, 除1煤顶板砂岩较稳定外, 其余均属不稳定型。裂隙发育分布不均匀, 一般在构造复杂地段裂隙较发育。Q=f (s) 曲线均呈对数型, 水位恢复缓慢, 说明以储存量为主, 补给水源贫乏。

2.4 太原组灰岩岩溶裂隙含水层 (段)

Q=f (s) 曲线均呈对数型, 水位恢复缓慢, 表明补给水源贫乏的储存量消耗型特征。根据5个长观孔资料, 经过0.6年~3年多观测, 水位分别下降0.07m~14.47m, 可以看出该含水层的地下水通过煤层“对口”或断层破碎带处已经进入矿坑。

2.5 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层 (段)

该含水层中岩性致密, 以厚层状白云质灰岩为主夹泥岩及泥灰岩薄层, 局部裂隙, 具有溶蚀现象, 偶见小溶洞。从区域范围看, 奥灰岩溶在中下部比较发育, 因岩溶裂隙发育的不均一性, 各处富水性相差悬殊, 奥灰富水性表现为弱~中等。

3 各含水层之间的水力联系

松散层第一含水层 (组) 地下水以大气降水和地表水补给为主, 季节性变化明显, 为第二含水层 (组) 的越流补给水源;第二含水层 (组) 与第三含水层 (组) 之间一般无直接水力联系;第三含水层 (组) 与主要可采煤层间砂岩裂隙含水层及灰岩岩溶裂隙含水层之间, 仅在第三隔水层 (组) 缺失区内直接接触, 二者之间关系并不密切;第四含水层 (组) 地下水与基岩各含水层均有水力联系, 特别是在浅部与煤系砂岩裂隙含水层段有着密切的水力联系;太原组1~4层灰岩岩溶裂隙含水层和第三含水层 (组) 孔隙含水层下段, 经长期地下水位动态观测, 有同步下降的趋势, 但下降幅度有所区别, 主要是受矿井排水影响所致;太原组灰岩含水层与二叠系煤系砂岩含水层之间无明显水力联系。但据淮南各生产矿井的实践, 二者之间在自然状态下无直接水力联系, 一旦1煤层开采时, 破坏了地下水的动力平衡, 必然产生底板突水的危害, 尤其是煤层与灰岩对口断层部位更要注意;奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层 (段) 地下水, 与二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层 (段) 之间的地下水, 在正常情况下无水力联系, 因构造影响, 它们之间将发生水力联系, 生产中应该注意与煤层“对口”部位。

4 矿井水文地质类型

目前矿井主要开采上石盒子组煤层, 在正常情况下不受底板灰岩水的威胁。综合分析现有资料, 同时对照《煤矿防治水规定》 (国家安全生产监督管理局令第28号) 之十一条矿井水文地质类型划分标准, 刘庄煤矿开采上、下石盒子组煤层矿井水文地质类型为中等类型。

摘要：刘庄矿井位于淮南煤田西部, 古地形起伏变化较大, 总体是南部薄, 北部厚, 古地形呈缓坡向东西两侧倾斜, 其地层厚度变化主要受古地形控制。根据区域水文地质资料与钻探取芯、测井资料分析对比, 刘庄煤矿开采上、下石盒子组煤层矿井水文地质类型为中等类型。

关键词：矿井水文,刘庄,水力联系,水文地质类型

参考文献

[1]吴玉华, 张文泉.矿井水害综合防治技术研究[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2008.

林南仓煤矿矿井水文地质类型划分 篇8

开滦 (集团) 有限责任公司林南仓矿业分公司 (以下简称林南仓矿) 位于蓟玉煤田东北部, 河北省唐山市玉田县城西南约12.5km处林南仓镇附近, 地理坐标为东经117°35'04″~117°40'28″, 北纬39°48'57″~39°51'41″。井田范围:东起白庄子, 西至甫庄黄庄子一带;南起李三庄, 北至后湖定府、岳庄附近。走向长7km, 倾向宽3.5km, 矿区总面积24.951km2。

林南仓矿1970年4月由天津筹备处筹建, 1972年由河北省煤矿设计院设计, 设计生产能力1.2Mt/a, 服务年限91a, 1973年1月开工建设, 1978年8月转交开滦矿务局管理。1985年11月正式投产, 现在达到设计生产能力1.2Mt/a。

林南仓矿开拓方式采用中央一对竖井和边界风井, 采煤方式为走向长壁后退式, 采煤方法为综采放顶煤, 通风方式为中央边界式, 中央的主、副井井筒是矿井通风的进风井, 边界风井是回风井。

2 林南仓矿井水文地质条件

2.1 受采掘破坏或影响的含水层

林南仓井田为一冲积层覆盖下的石炭二叠纪含煤构造盆地, 含水层补给水源主要为冲积层底部卵砾石层含水层和煤系基底奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层。

第四纪冲积层各含水层间均有较好的隔水层, 特别是层位稳定的第三隔水层总厚度达20m~50m, 致使上下两相邻含水层的水位差达8m以上, 隔水性能良好, 各含水层间基本上无水力联系。

第四纪第三承压含水层虽直接覆于煤系地层之上, 由于普遍有厚为0.80m~16.0m的风化带, 在强烈风化带内, 黏土岩风化成粘土状, 砂岩风化成砂块, 岩石松软、裂隙弥合, 下部弱风化带的裂隙亦有溶蚀淤塞的情况, 风化带起了明显的阻滞作用, 大大降低了二者之间的水力联系。

奥陶纪岩溶石灰岩伏于煤系地层之下, 最下可采煤层距此灰岩达120m, 特别是最下70m~80m的范围内以黏土岩和粉砂岩为主, 与奥陶纪灰岩直接接触处均有黏土岩赋存, 所以在构造正常的情况下, 二者之间的水力联系将是极微弱的, 但是, 由于林南仓井田地质构造比较发育, 造成奥灰含水层通过断层、侵入岩体等构造越流补给煤系含水层。

根据31年的统计资料, 林南仓矿井历史最大涌水量为19.53m3/min (1981年10月) , 2012年平均涌水量8.75m3/min。直接充水含水层单位涌水量在0.077~0.896L/s·m范围内[1], 随着深部延伸, 含水层富水性逐渐减弱。

林南仓矿区受采掘破坏或影响的直接充水含水层补给条件一般, 单位涌水量在1.0L/s·m以下, 可以确定受采掘破坏或影响的含水层为中等型。

2.2 矿井及周边老空水分布状况

林南仓矿井为一独立井田, 矿井采空区主要分布在-400水平西一采区、西二采区和东一采区;-650水平东二小采区。由于煤层顶底板岩性较软, 多为黏土质胶结, 所以采空区多被压实而不含水。采空区边界确定是依据工作面结束时, 工作面收尺时测量的工作面位置、采高、工作面长度等确定的。林南仓矿存在少量老空积水, 位置、范围、积水量清楚, 可以确定矿井及周边老空水分布状况为中等型。

2.3 矿井涌水量

林南仓矿井涌水量主要为-400m、-650m和-850m水平出水量, 其次为-240m、和-500m水平。全矿区矿井涌水量基本维持在一个比较稳定的小波浪式水平, 一般为5.58m3/min~9.9m3/min左右。但各水平涌水量趋势有所不同, -240m、-500m、-850m水平趋于平稳, -400m水平逐渐下降, -650m水平的涌水量呈逐年上升趋势。据1985年至2016, 31年矿井涌水量统计资料:林南仓矿矿井年平均涌水量最大为881.4m3/h (1993年) , 最小为343.8m3/h (2009年) 。目前, 矿井正常涌水量在180m3/h~600m3/h范围内, 涌水量最大值在300m3/h~1200m3/h范围内[2], 可以确定为矿井涌水量为中等型。

2.4 突水量

从建井至今, 林南仓矿涌水量大于1m3/min的涌水点共32个, 最大突水量事故发生在1991年2月, 西二采区-240m西翼回风巷由于受F2断层影响发生突水, 水量达到555m3/h, 最大突水水量小于600m3/h, 可以确定矿井突水量为中等型。

2.5 开采受水害影响程度

林南仓矿在北部发育有卵砾石层, 含水丰富, 煤系地层覆于奥陶系灰岩之上, 含煤段下部和煤系井开采水害有地表水、老窑水、断层水、煤系含水层水、冲积层水和奥灰水, 其中煤田赋存于一个不对称的构造盆地之中, 伏于第四纪冲积层之下, 冲积层第三承压含水层底部有薄层灰岩4~5层, 在断层发育的西部有火成岩侵入, 水文地质条件较为复杂, 以断层水和煤系含水层水为主, 矿井偶有突水, 采掘工程受水害影响, 但威胁不大, 可以确定开采受水害影响程度为中等型。

2.6 防治水工作难易程度

防治水工作在技术方面主要包括:安装排水设备、留设防水煤柱、注浆加固、疏水降压、超前探放水、物探等技术, 技术工作易于实现, 经济方面投入不大, 总体来说, 防治水工作简单。从建井至今, 林南仓矿涌水量大于1m3/min的涌水点共32个, 最大突水量事故发生在1991年2月, 西二采区-240m西翼回风巷由于受F2断层影响发生突水, 量达到555m3/h, 最大突水水量小于600m3/h, 可以确定矿井突水量为中等型。

3 结论

根据受采掘破坏或影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度[3], 将林南仓矿井水文地质类型划分为中等型。如表1。

综上, 可以确定林南仓矿水文地质条件为中等型。

摘要：根据《煤矿防治水规定》第十三条规定, 结合林南仓煤矿31年的实际勘探及相关资料, 重新划分矿井水文地质类型, 得出了林南仓煤矿水文地质类型为中等的结论, 从而为煤矿的经济合理开采及安全生产提供了基础资料。

关键词：水文地质类型划分,林南仓煤矿

参考文献

[1]贾红旭, 丁立锋.林南仓水文地质报告[R].唐山:开滦 (集团) 有限责任公司林南仓矿业分公司, 2014.

[2]刘超, 刘永刚.林南仓矿井涌水量观测成果台账[R].唐山:开滦 (集团) 有限责任公司林南仓矿业分公司, 2014.

煤矿水文地质 篇9

平沟煤矿1958年建矿至今已有56年的开采历史。矿井建井之初设计生产能力为45万t/a, 1984年经国家发改委批准改扩建, 至1991年设计能力达到120万t/a, 2008年核定生产能力为180万t/a。从建井至2014年底累计开采和损耗资源储量3209.7万t。

平沟煤矿目前主要的地质环境问题是采矿活动产生的地面沉陷、矸石堆放及矿坑水的排放等。所以, 平沟煤矿矿山地质环境治理将成为矿井生产活动中的重点工作。

1 矿山概况及地质环境背景

1.1 矿山概况

平沟煤矿位于内蒙古自治区乌海市境内的桌子山煤田卡布其矿区, 行政区划隶属于乌海市海勃湾区管辖。地理坐标:东经:106°50'00″~106°57'00″;北纬:39°31'00″~39°37'00″, 东西最宽约2.52km, 南北长约6.4km, 面积15.6451km2。

矿区位于乌海市海勃湾区东南约13km, 乌拉公路、乌拉铁路、临乌高速从矿区西侧通过, 距包兰铁路11km, 乌拉铁路支线为本矿铁路外运专线, 且有公路通至矿区, 交通十分方便。

1.2 矿山地质环境背景

1.2.1 自然地理

1.2.1. 1 气象

矿区属半沙漠半干旱高原大陆性气候。阳光辐射强烈, 日照丰富, 春季多风少雨, 夏季炎热短暂, 秋季多雨凉爽, 冬季寒冷漫长。一年四季干燥多风, 昼夜温差大, 最高气温达39.4℃, 最低气温-32.6℃ (一月份) , 年平均降水量247.7mm, 且多集中在7、8、9三个月份, 约占全年降雨量的60%~80%, 最大降雨量357.6mm, 常以暴雨形式出现。年蒸发量3132.1mm~3919.3mm, 平均3486.1mm。常年以西北风为主, 平均风速3.2m/s, 最大风速24m/s, 最大冻土深度1.50m。

1.2.1. 2 土壤和土地利用现状

矿区所在区域受气候因素的影响, 地表多砂质化、砾石化和有龟裂结皮, 土壤p H值在9.0-10.0左右, 呈强碱性反应, 土壤类型主要有棕钙土、栗钙土、风沙土等。土壤层土质较粗, 多为砂土、沙壤土, 地表多沙砾化, 部分地段表层为较薄的吹砂覆盖, 土壤肥力差。

平沟煤矿土地利用现状以其他草地、裸地和采矿用地为主。

1.2.2 地形地貌

矿区地貌类型主要为低中山和沟谷, 总体地势呈东高西低。低中山主要分布于矿区的Ⅰ盘区和Ⅲ盘区, 地势陡峻;Ⅱ盘区以宽缓的沟谷为主, 地势相对较为平缓。

2 矿山采动造成地质环境灾害的评价

2.1 地面沉陷、地裂缝

平沟煤矿建矿至今分别开采9-1#、10#、14#、16-1#煤层, 开采顺序自上而下分层开采。矿井采煤顶板管理方法为自然垮落法, 采空区面积较大 (目前形成采空区面积340hm2) , 采空高度约2.5m~5.0m, 呈不规则状。

除发生地面塌陷外, 矿区主要地质灾害形态以地裂缝形式显现, 地裂缝长度一般在20m~70m之间, 宽3cm~50cm。

2.2 矿区荒漠化

平沟煤矿由于大面积和多煤层开采, 沟通或破坏了矿井主要含水层, 在矿井采掘中曾发生过2次突水事故, 分别为1986年3月29日和1986年6月21日, 均为底部奥灰出水, 初始水量分别为88.2m3/h、123m3/h。上述情况造成地面沉陷、地裂缝外, 加之矸石渣堆堆放及矿山“三废”的排放, 已经危害到矿区内及周边的植被, 导致植被枯萎、死亡。地表原有的生态系统遭受破坏, 水土流失加剧, 形成矿区土地荒漠化。

3 矿山地质环境灾害的治理措施

3.1 治理原则

矿山地质环境保护与治理工作贯穿矿山开采的整个过程, 特别对于开采历史较长的矿山, 由于早期开采过程中, 忽视了对矿山地质环境的保护, 因而存在的矿山地质环境问题类型较多, 且影响和破坏程度较严重, 因此, 在未来的接续生产阶段, 必须加强对被破坏的矿山地质环境的恢复治理工作。

(1) 坚持以人为本, 突出重点, 预防为主的原则。

(2) 执行以谁开发谁保护、谁破坏谁治理的原则。

(3) 严格控制矿山采掘接续阶段对矿山地质环境的扰动和破坏, 最大限度地维持或减弱矿区的地质环境破坏程度, 建设绿色矿业的原则。

(4) 充分考虑当地自然环境特点, 对矿山破坏区及权属不明或灭失的采矿用地制定切实可行的恢复治理方案, 不同的地段、不同的矿山地质环境问题采取不同的恢复治理措施, 以最少投资实现高效的恢复治理效果为原则。

(5) 边开采边治理, 先设计后施工的原则, 坚持安全第一原则, 确保施工人员和矿山生产人员的安全。

3.2 治理措施

3.2.1 目标

(1) 保护与恢复矿山地质环境, 使地质灾害隐患得到有效防治, 避免造成不必要的经济损失和人员伤亡, 降低矿山地质灾害的危害程度; (2) 加强后续矸石的合理堆放, 对已存在的矸石进行规范化管理与设计, 避免造成次生地质灾害; (3) 努力减少采矿活动对土地资源的影响和破坏, 减轻对地形地貌景观的影响, 最大限度地保护和修复生态环境; (4) 努力创建绿色矿山, 促进煤炭资源的合理开发利用和社会经济、资源环境的协调发展。

3.2.2 治理工程及治理方法

3.2.2. 1 地面塌陷、地裂缝治理

地面塌陷、地面裂缝是煤矿开采过程中产生的不可避免的地质灾害。因矿区地形复杂, 高差变化大, 地表变形区常表现为错动型地面裂缝或塌陷台阶。

对于矿区地面塌陷、地裂缝治理宜采用浅层平整法和排矸充填法进行处理。回填材料充分利用平沟煤矿排矸场风化稳定的矸石。

浅层平整法就是在塌陷不深或积水不多的地方 (3m以下) , 采取平整土地、修缮排灌系统的方法, 改善耕作条件, 恢复作物种植。

对沟谷出现的塌陷、裂缝, 当塌陷深度小于3m, 地裂缝宽度小于300mm的, 可就近取矸填埋、夯实。对出现的局部洼地, 因地势平整, 疏导过水通道。对损坏的草地, 适时补栽 (种) 。

3.2.2. 2 矸石堆治理

矸石是煤矿生产中产生的废弃物, 由于历史原因, 平沟煤矿一直采用地面堆放的排放方法。随着资源开采量的加大, 平沟煤矿今后还会产生更多的煤矸石, 如果继续采用地面堆放的处理方式, 势必加剧对环境的污染和对土地资源的压覆、破坏。

对于平沟煤矿矸石堆的治理宜采用矸石综合利用和矸石堆覆土绿化的方法进行处理。

我国很多煤矿企业在矸石综合利用上已经总结出一系列科学、合理可行的路子, 例如矸石发电、矸石制砖等等。

矸石堆覆土绿化主要是针对历史上已经产生的矸石堆而采用的方法。对于已经稳固的矸石堆, 在其表面覆土压盖, 一是可以封堵有害气体外泄, 二是在覆土面可以种植草木绿化, 达到改善矿区环境的目的。

另外, 也要重视矸石堆边坡的处理。首先将矸石堆边坡按原有的台阶面进行削减, 削减坡度不大于40°, 并在台阶面上留设一定宽度 (一般不小于2m) 马道。马道内侧设置一条排水沟, 用以排除矸石堆的雨水, 马道平台之间设置竖向排水沟连通, 保证上部雨水顺利引至山底, 矸石场底部建浆砌片石环形排水沟, 将雨水引至沟谷排水系统中。其次, 在矸石堆坡面上也要覆土, 待稳固后植草, 可以起到加固边坡的作用。

3.2.2. 3 矿山荒漠化治理

在矿井开采过程中含水层遭到不同程度的破坏, 造成矿区水土流失, 植被受损, 形成土地荒漠化。

治理主要以黄土填坑植树的方法进行治理。当然, 林木成活需要水源, 这里矿井的废水即可发挥作用。在矿井废水排出井下后经污水处理厂处理后可浇灌林木。

4 结束语

随着清洁能源和可再生能源的开发, 21世纪的能源结构将逐渐改变, 到本世纪中叶有可能发生重大变化, 但煤炭的绝对消费量有增无减。为了可持续发展, 要把能源有效利用和保护环境紧密结合起来。煤炭作为能源的利用方式必须改变, 必须大力开发推广先进的洁净煤技术和煤炭转化技术, 煤炭要通过洁净转化和定向转化变成优质能源和宝贵的化工产品, 煤化工将取代石油化工在21世纪得到蓬勃发展。煤炭的综合利用及其共 (伴) 生矿物、煤层气的开发利用大有可为。煤炭综合利用包括两个方面的内容, 即煤转化和煤伴生矿物的利用。因此, 应大力发展煤气化、煤液化, 并加强石煤、煤矸石、煤共 (伴) 生矿物的利用。

陈四楼煤矿水文地质条件分析及评价 篇10

陈四楼煤矿的矿井1997年投入生产, 至今已经出现了多次突水现象, 突水量最大时可达到1046m3/h, 造成其突水的原因大多是由于断层构造导通太原组灰岩导致的出水现象, 此原因达到5次之多。对矿井的生产安全带来了严重威胁。在煤层开采不断进行的情况下, 开采深度也随着不断增加, 使煤层底板所能承受的充水压力不断减小, 甚至不堪重负, 这样恶性循环, 使水害发生的可能性大大增加。

1.井田周围水文地质条件

在井田的西部和南部大多都以正断层为边界, 使边界有隔水的作用。在其东部分布着面积不大的煤层露头的外灰岩, 其上部覆盖着厚层黏土, 对该区域灰岩水所对井田补给路径造成了限制;和煤系地层所接触的唯有北部F11断层以北局部的石炭系底层, 但是水力补给很少, 仅供边界的微弱补给。总体上来讲, 该地质结构决定了该矿井为一个半封闭的水文地质单元, 对矿床的开采有益。由含水层和隔水层的沉积层序以及岩性, 我们可以把井田从上到下分成四个含水组为:第三、四系孔隙的含水组;二叠系裂隙孔隙含水组;石炭系太原组溶洞裂隙承压含水组;奥陶系溶洞裂隙强含水组。

2.对于控水构造水文地质的相关评价

在井田内出现了不同程度、落差不同的断层, 共1008条。其中有34条可作为对井田边界和采取划分的大中型断层。在进行矿井生产工作时, 出现了密度大的小断层, 每个工作面所造成的断层的数量不同。泥质碎块把破碎的断层带都充填上了, 导致固结的程度非常差。在工作人员对暴露的断层进行勘探时, 大部分没有出现漏水现象, 而那些在断层上进行的钻孔却出现了不同程度的漏水现象, 在漏水的勘探工作中占有不少比重。之后工作人员对边界断层进行了抽水试验, 得出详细的数据并对其进行分析。

部分断层发生了涌水现象, 其出现在巷道掘进以及对工作面进行回采的过程中 (表1) , 涌水出现的断层落差不等, 最高可达95m, 最大涌水量可达860m3/h;太原组上段的灰岩水是涌水现象的水的主要来源;在涌水点周围伴随着裂隙小断层的出现, 并且不断扩充, 使得煤层底板遭受破坏、降低了其抗压强度, 并且由于高压太原组灰岩水的参与, 使得涌水更易发生;对于导水断层的走向一般都有一定的方向, 在断层发生涌水现象后, 不同断层出现不同程度的落差, 出现断层的伴生构造, 使得涌水处位置发生改变甚至扩大。

3.矿井主要水害及防治

3.1矿井主要水害

1) 砂岩裂隙水

陈四楼井田内下石盒子组三煤组及太原组二2煤层顶板砂岩裂隙一般不发育, 属于富水性弱的含水层。砂岩水径流滞缓, 以静储量为主。在正常地层块段内砂岩出水一般水量较小或无水, 涌水持续时间短, 对生产影响较小;在新区, 巷道揭露时砂岩水一般较大, 例如内外水仓初次揭露二2煤顶板砂岩时涌水量一度达到37.4m3/h;采区首采工作面涌水量一般也比后期回采工作面涌水量大, 例如南一采区, 2001工作面于1997年10月24出现砂岩出水, 水量一度达到96m3/h, 此后开采的2001、2002、2003工作面涌水量均小于30m3/h。

在采区褶曲构造发育处, 砂岩裂隙发育, 富水性明显增加, 巷道掘进与工作面回采时涌水量均比正常地层块段处大。如北十采区, 21201与21204工作面两巷道在小背斜发育处单巷涌水量达到25m3/h, 正常块段处巷道没有出水现象。

二2煤工作面回采后, 涌水量在短期内一般稳定在5～40m3/h, 待四周工作面回采后便逐渐枯竭。

2) 灰岩岩溶裂隙水

矿井太原组最上层灰岩L11灰岩距离可采煤层二2煤32.14～72.58m, 一般51m左右。在构造发育处, 二2煤底板完整性被破坏, 强度降低, 在工作面回采时可造成太原组上段灰岩突水。矿井从建矿至今已发生太原组突水6次, 其中以2002年3月15日2301首采工作面突水量最大, 为1046m3/h;工作面太原组上段灰岩突水, 最小涌水量也达到80m3/h。太原组灰岩一旦突水, 涌水量一般较砂岩涌水大, 且水量衰减缓慢 (图1) , 治理困难, 往往造成工作面停产、跳面搬家回采。就矿井初期的突水案例来说, 太原组灰岩水对矿井安全生产影响最大, 是重点治理的含水层。

3) 老空水

井田范围内向背斜及断层构造发育造成地层起伏, 工作面回采后, 老塘低洼处往往储存一定量的积水。例如南五采区2502与2504工作面两个老塘相连通, 积水面积达到114570m2, 积水量达到82490m3, 至2008年3月底矿井累计已有积水区17处, 单个积水区最大积水量达到100000m3, 累计老空积水量达到490286m3。老空积水在后期巷道施工中对生产影响较大, 若麻痹大意容易引起溃水事故, 因此矿井在巷道掘进过程应严格按规程施工探放水钻孔。

4) 钻孔水

自1957年安徽地质局三二五地质队开展皖北～豫东找煤工作以来, 先后有5队 (次) 在本井田范围内开展过钻探工作, 累计施工钻孔283个, 其中封闭不良钻孔20个。矿井生产过程中已揭露钻孔29个, 其中Y4钻孔出现太原组上段灰岩出水, 其余均安全回采通过。

3.2矿井水害防治

陈四楼煤矿严格执行《煤矿安全规程》、《水文地质规程》、《永煤集团水害防治工程总体规划》、《永煤集团防治水工作实施细则》, 落实永煤集团公司确定的 “立足采面、探查先行、以堵为主、疏堵结合、分类治理、综合防治”的24字防治水方针, 并制定严格的安全技术措施予以实施, 确保矿井安全生产。矿井现已建立健全了水文观测网, 地面有太原组上段灰岩、太原组下段灰岩及奥陶系灰岩水文长观孔, 共计7个, 定期进行水位观测;井下也施工了太原组灰岩水位观测孔, 并建立水压观测系统, 对水压进行不间断观测。

工作面回采之前进行电法勘探, 探明工作面底板异常富水区。编制专门防治水设计, 实施工作面底板注浆改造工程, 提高二2煤层底板地层的抗剪切能力。在工作面回采结束后, 及时圈定积水范围, 计算积水面积、积水量等参数。巷道施工到防水危险区警戒线处开始边探便掘, 在距离实际积水线20m出停止施工, 进行探放水, 确保积水不影响安全施工后方可进行采掘活动。

对于掘进或回采即将揭露的封闭良好的钻孔, 提前发放水害通知单, 要求生产单位编写过断层措施, 施工探查钻孔, 边探边掘 (采) ;对于揭露太原组及其他灰岩含水层的钻孔, 提前对灰岩含水层进行注浆充填。

4.结论

通过对陈四楼煤矿水文地质工程地质及开采条件的分析研究, 对矿井涌水量进行了预测, 并对矿井主要水害进行了分析, 陈四楼煤矿自从2003年实施工作面底板改造工程以来, 应用技术革新, 加大创新力度, 提高矿井防治水技术水平;加强对矿井防治水工作的管理, 提高了矿井防治水工作管理水平, 基本控制了采掘工作面底板突水, 有效控制了太原组灰岩水对生产造成的不利影响。实现了矿井长治久安。

摘要：通过对陈四楼煤矿水文地质工程地质及开采条件的分析研究, 对矿井涌水量进行了预测, 并对矿井主要水害进行了分析, 提出了多种水害防治措施, 基本控制了采掘工作面底板突水, 有效控制了太原组灰岩水对生产造成的不利影响。