一 矿井水文安全条件分析
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??? 一)、矿井水文地质情况
??? (一)含水层、隔水层特征及其与矿床充水的关系
??? 矿区内与开采有关的地层主要有:三叠系下统夜邮组、二叠系上统大隆组、长兴组、龙潭组、中统茅口组及第四系。各地层中主要含水岩性有灰岩、泥灰岩及砂岩,泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩以及煤层等一般具隔水作用。分述如下:
??? 1.夜郎组“Tly”岩溶裂隙含水层:分布于矿区范围东部,岩性主要为浅灰、灰色薄至中厚层状灰岩,白云质灰岩,底部为钙质粉砂岩、钙质泥岩,厚度>170m,分述如下:
??????? 该含水岩组岩溶裂隙发育,富水性强,属区域强含水层。但该组底部有泥岩、页岩、钙质粉砂岩等碎屑岩将其与下伏煤层相隔,对煤层矿井的充水影响较小。
??? 2.长兴组+大隆组含水层:呈线状分布在矿区内,出露位置较高,多位于山脊。岩性主要为深灰色中厚一厚层硅质灰岩、泥晶灰岩、燧石灰岩、生物屑灰岩央灰一深灰色钙质粉砂岩,含碳酸盐溶洞水,富水性强。但因其呈线状分布,接受大气降水补给差,富水性中等。
??? 据三甲勘探区内的ZKl43、ZK306抽水试验结果,单位涌水量为0.00445和0.0823LSm,渗透系数0.00655和0.1952m/d,两个孔试验结果相差较大,表明该组含水的不均匀性。据水质分析,地下水化学类型浅部为HC03-Ca2+型水,深部为重碳酸盐钠型或钠钙型。
??? 但采煤所产生的导水裂隙带最大高度,掘经验公式计算为51m,K6煤上距长兴组31m。因此,该岩组所含岩溶水,会成为K6煤层矿井的充水水源,成为K16、K21、K27煤层矿井充水水源的可能性小。
??? 3.龙潭组相对隔水岩组:
??? 呈线状分布于矿区中部,为矿区内含煤岩系。岩性主要山薄一中厚层粘土岩、炭质粘土岩、细一粉砂岩、粘土质粉砂岩、煤层(线)、等组成,地层厚度约250m。据三甲勘探区ZKl24钻孔抽水试验结果,单位涌水量为0.0243-0.0329L/Sm,渗透系数为O.086m/d山富水性较弱,可视为相对隔水层,浅部为重碳酸盐钙型,深部为重碳酸盐钠型或钠钙型。
??? 4.茅口组(P2m)岩溶裂隙含水层:
??? 出露矿区西部地区,由厚层状及薄层状灰岩、燧石灰岩组成,厚度大于200。溶洞、漏斗、落水洞及峰丛洼地等岩溶地貌发育。据钻孔揭露,岩芯普遍破碎,裂隙发育,常见蜂窝状晶洞。钻至该层位后,水位会大幅度下降。根据区域水文地质资料,该层中岩溶裂隙发育较强烈,含水丰富,但分布极不均匀。
??? 该岩组上距K27煤层底板53m,采矿至最低开拓水平时,底板安全隔水厚度5.98m,其值远小于实际的底扳隔水层厚度,故其所含岩溶水对矿井允水的影响小。
??????? 5.第四系(Q)孔隙含水层
??? 分布于矿区内的地势低洼地带。岩性主要为粘性土、砾、砂等,厚度一般为0~10m。本次调查过程中,未见泉水点出露。
??? 该层具有一定的透水性,其厚度变化较大,只是在局部地段具弱富水性,地下水不会对矿床的充水构成威胁。
??????? 6.地下水的补给、径流、排泄条件
??????? 根据地下水赋存、水力条件及各地层岩性组合特点,将区内的地下水分为岩溶水、碎屑岩裂隙水及孔隙水三种类型。
??????? (1)岩溶水的补给、径流、排泄条件:大气降水是本区岩溶水的主要补给来源。由于碳酸盐岩分布地区多有斜坡,总体上接受降水的补给条件差。但区内岩溶发育,大气降水、地表水体通过碳酸盐岩之间的溶蚀裂隙、溶洞、落水洞等对地下水进行补给。
??? 区内大致以夜郎组和大隆组的的界线为分水岭,可划分为两大水文地质单元。分水岭以西边为裸结河,以东边为绮陌河。受地形、裂隙、地层等因素的控制,区内岩溶水总体由分水岭地带向裸结河、绮阳河径流,以泉水形式进行排泄。
??????? (2)碎屑岩裂隙水的补给、径流、排泄条件:大气降水是本区碎屑岩裂隙水的主要补给来源。由于碎屑岩分布地区多为斜坡地带,且岩层的裂隙密度小,张开性差,其接受降水的补给条件差。区内的碎屑岩裂隙水主要赋存在风化裂隙带之中,其径流趋势主要决定地势的高低,在重力作用r,由高处向低处径流。
??????? (3)孔隙水的补给、径流、排泄条件:本区孔隙水的补给来源为大气降水,在松散堆积物中下渗,无明显排泄点。
??? (二)构造断裂及其对矿床充水的影响
??? 矿区仅在矿界边界发育F28和F32两条断层。断层分布在矿界的外围,且深部远离矿界,加之断层为逆断层,隔水性较好,对矿床的充水影响较小。
??? (三)地表水及其对矿床充水的影响
??????? 区内无地表水体,仅有季节性溪流。故地表水对矿床充水的影响小。
??????? (四)生产坑道水文地质
??????? 矿区内仅有民问小煤窑,通过访问了解,一般老窑的开采深度都小于80m,开采规模不大,巷道基本上都在风氧化带内掘进,大多数坑道内涌水量较小。据调查,巷道内的主要出水方式为渗水、浸水及淋水,未出现老窑突水现象。
??????? (五)充水因素分析
??????? 1.地下水
??????? 将来矿山的开采过程中,直接充水含水层(P21)虽然富水性弱,大面积开采揭露后,其地下水将直接进入矿坑:Tly、P2d、P2c间接顶扳含水层,补给条件好,富水性强,采空塌陷形成的导水和裂隙带将导致该层地下水进入矿坑,它将成为矿床充水主要因素。
??????? 2.老窑积水
??????? 根据调查,煤层露头线附近有老窑存在,开采斜深大多在35-80m以内,矿井必须进一步对煤层露头线附近的老窑进行详细调查,并全部测量上图,留足保安煤柱,生产中如遇到邻近老窑采空区时,应注意老窑积水情况,做到“有疑必探、先探后掘”,严防水害发生。
??????? 3.大气降水
??????? 区内大气降水是地下水的唯一补给源。矿区东部大面积出露的T1y含水层是矿床顶扳间接充水含水层,补给条件好。当采空塌陷产生的导水裂隙带触及到该层时,其地下水将进入矿坑,而大气降水特别是雨季对含水层的补给量增大,且具有突发性,此时,大气降水就成为矿坑充水的重要因素。
??????? 4.地表水
??????? 区内无地表水体,仅有季节性溪流,故地表水对矿床充水的影响小。
??????? (六)矿床水文地质勘查类型的划分
??????? 根据现行《煤、泥炭地质勘台规范》,矿床位于当地最低侵蚀基准面以上,无地表水体,矿床水文地质勘查类型划分为水文地质条件简单的岩溶充水矿床。
??????? 但矿床顶板间接充水含水层(Tly+P2c),岩溶发育,富水性中等~强,在采空塌作用下,其地下水将间接进入矿井,对矿床充水造成较大影响。若考虑间接充水含水层的影响,水文地质条件可划为中等。
????? (七)矿井涌水量预测
??????? 兴荣矿井正常涌水量为15m3/h,最大涌水量为50m3/h。
?????? (二)、水患类型及威胁程度
?????? 1、矿井水害类型
?????? 根据绮陌兴荣煤矿水文地质条件为简单类型,矿井水害类型主要有采空区和老巷积
??? 水、顶板裂隙水、地表水。
?????? 2、突水水源与地下水导水通道
?????? 1)突水水源
?????? 突水水源主要为采空区和老巷积水。
?????? 2)地下水导水通道
?????? 绮陌兴荣煤矿各含水层之间一般无水联系。如出现断层时,含水层会通过断层裂隙导入井下。在生产过程中应留中隔水煤柱,避免因开采隔离煤柱,造成采动影响,使地
????? 面水及各含水层水通过采动裂隙窜入井下。
??? 二? 井下防治水安全设施
??????? 一)、排水设施
??????? 兴荣煤矿正常涌水量15m3/h,最大涌水量为50m3/h,排水垂高52m,按设计在+1322底K21煤层底板布水泵房,在+1316设正、副水仓。选用DF25-30X3型高心泵3台,
??? 其中:1台工作,1台备用,1台检修,配置15KW防爆电机,沿主斜安装两趟中=80mm排水管,其中:一趟备用,待最大涌水量两趟同时使用,为便于水仓清理,设置内、外水仓其容量为172m3。
??????? 二)、防水设施
??????? 1、在煤层风氧化带、小窑采空区、断裂破碎带周围留设防水安全煤柱;
??????? 2、巷道掘进时必须探水前进;
??????? 3、采、掘工作面或其它地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时,必须停止作业,采取措施,立即报告矿调度室,发出警报,撤出所有受水威胁地点
???? 的人员。
??????? 4、矿井必须随时保证井下主要排水通道的畅通,防止排水沟其它巷道受阻。