富民煤矿水文地质补充勘查报告终稿(5)

2018-11-21 23:34

4.2.2 老窑充水情况

矿区及周边老窑开采历史悠久,以斜井为主,老窑井口多沿6、8、10号煤层地表出露地带或煤层埋藏较浅部地带分布,为季节性土法开采,见煤后沿煤层掘进,开采斜长一般50~150m,垂深30~60m左右。大部分老窑有积水。井口垮塌、排水困难、瓦斯含量高、通风困难。近年来政府、国土部门加大了管理力度,滥采乱挖的小煤矿均被禁止开采。老窑对矿山煤炭资源开采有一定的影响。

4.2.3 矿井涌水情况

本次勘探工作采用井底水仓进行简易抽(放水)试验,主要在矿井内水仓处测试矿井实际涌水量,结合矿方提供的2012年涌水量观测台账数据分析,矿井内涌水量最大24.5m3/h、正常13.5m3/h,主要是深部巷道顶板淋水量和浅部老空区来水量,矿井工作面无涌水量,涌水量大小与大气降水关系密切。

4.2.4 地表水影响分析

矿区内无大的地表水体,所处地层主要为煤系地层。当大气降水到地面时,一部分水地表径流汇入溪流中,另一部分经地表水渗透进入地下;总体来说,无地表水体对矿山构成大的危害。 4.2.5 现有矿井排水系统及排水能力

富民煤矿设计生产能力15万吨/年,主采6、8、10#煤层,采用联合开采,矿井选用MD85-45×5型水泵三台,一台工作泵,一台备用泵,一台检修泵,其流量为Q=85m3/h,扬程为H=225m,配套电机N=90kw,电机转速2950r/min。

4.2.6未来矿区水文地质条件变化趋势预测

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结合矿区地质构造、地表水系、矿井充水水源及充水途径等综合分析,在未来开采活动下,矿区水文地质条件将会产生变化如下:

随着矿井的不断抽排水,矿区地下水水位将明显下降,水力坡度增加,进一步加速地下水的渗流速度。特别是矿床疏干范围的扩大可能造成地表井泉的枯竭,影响当地用水及造成地下水补给、径流、排泄条件的变化。另外,矿床的疏干排水也可进一步增大各含水层间的渗透系数,有可能导致地表溪沟水溃入深部矿床,从而使原有地下水补给溪水的现象逐渐转变为大气降水、上覆各含水层地下水及地表溪沟水都补给矿坑水的情况。

第三节 充水因素分析

由于矿区内直接充水含水层多为粉砂岩、泥岩、泥质粉砂岩,此类岩石接受大气降水补给不强,为弱~中等含水层,充水通道主要以岩石原生节理裂隙、采动裂隙、老窑采空区、构造裂隙为主,因此现阶段矿井充水途径主要以顶板渗水、滴水、淋水为主,停采后多有积水,雨季局部淋水,枯水季节仅见滴水,水量一般<0.10L/S。

根据巷道揭露情况,矿区隐伏断层及节理裂隙较发育,天然条件下这些构造破碎带成为矿区内地下水集中径流带,并成为未来开采条件,直接充水层中地下水向矿井充水的天然通道。

未来开采条件下,导致煤层上覆含水层中地下水和地表水向矿井的人工途径则为矿坑顶板冒落带、导水裂隙带、塌陷带等。

对矿区地下水流场,主要充水水源及充水途径进行综合分析,可以得出如下结论:未来矿区开采中,鬃岭镇以浅直至煤层露头线是矿床主要充水区域。 4.3.1 充水水源

通过对富民煤矿范围内地表水和井下水的调查分析及区域水文地质特征分析,矿井充水水源主要有老窑采空区积水、地下水、大气降水、地

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表河溪水、第四系孔隙水。

(1)老空积水:本矿区老窑开采历史长,多为当地村民沿煤层露头私挖滥采,开拓方式主要以斜井为主。开采斜长一般20~50m,沿走向50~150m。出水方式多为顶板及片帮渗水,少量淋水、滴水,局部为顶板进水。现矿区内老窑已全部废弃充填,多数井口垮塌,由于时间较长内部均有不同程度积水。当开采时贯通老窑或采空区积水时,老空水将成为矿井充水的直接充水水源,充水方式为矿井突水,其来势猛,时间短,破坏性大,是矿井充水的重要隐患。

(2)地下水:矿区煤系地层主要由粘土岩夹硅质岩、粉砂岩、泥灰岩、煤等组成,该组地层浅部含风化裂隙水,深部含基岩裂隙水,富水性弱,是矿床直接充水含水层。煤系地层下伏地层茅口组为强含水层;上覆地层长兴组、飞仙关组第二段为中等含水层。当矿山开采时顶板采动裂隙一旦与其贯通,将会导致岩溶水突入矿井,造成淹井事故。目前矿井以淋、滴形式出现,裂隙发育地段矿井充水有所增加,随开采深度增加,水量逐渐减小。

(3)大气降水:采动裂隙可能引发地面塌陷、地裂缝等,大气降水可能通过其渗入地下而进入矿井,其充水强度与降水强度及持续时间有着密切联系。

(4)地表溪水:采动裂隙可能引发地面塌陷、地裂缝等,地表河溪水可能通过其渗入地下而进入矿井,其充水强度与降水强度及持续时间有着密切联系。

(5)第四系孔隙水:由于分布范围小,蓄水量有限,对煤矿开采影响较小。 4.3.2 充水通道

1、岩石天然节理裂隙

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矿山内的龙潭组含煤地层在接近地表附近,岩石风化节理、裂隙较发育,而深部则发育成岩或构造节理、裂隙,尤其是内部细砂岩等脆性岩石更为发育,它们是地下水活动的良好通道,并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。

2、人为采矿冒落裂隙

采煤活动将产生大量的采矿裂隙,这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系,成为地下水活动的良好通道。

3、断层破碎带

矿区内及周边共有断层数条,其中对煤层赋存情况,开采条件有影响的断层有1条,这些断层的存在,对本区地下水补给、排泄、流向均有一定影响,断层的切割造成地层富水性不均匀性的原因之一。矿区内的断层发育在煤系地层中,由于断层对口部位以粉、泥岩为主,富水性弱,地下水补给有限,故断层带含水性弱,导水性不好,自然状态下表为隔水的。但矿山开采有可能破坏断层原有的阻水性,造成断层在局部地带导水。

4、原小煤矿采空区及老窑采空区

矿山内原小煤矿及老窑废的弃采面、巷道会形成采空区积水,当开采煤层至采空区时,巷道勾通采空区会成为充水充道。 4.3.3 充水方式

富民煤矿矿井直接充水含水层富水性弱-中等,充水通道主要以岩石原生节理裂隙为主,规模一般不大;其次为采动裂隙、老窑采空区、构造裂隙;进水通道有老窑采空区、溶蚀裂隙、采掘巷道,规模一般较大。因此目前矿井充水方式主要以老空水、顶板进水、渗水、滴水为主;但是矿井采空区面积较大,一旦揭露浅部老窑采空区,将会发生透水事故。上部老窑采空区积水及沟通上下部含水层承压水及地表水,矿井将透水事故。 4.3.4 老空水积水量动态分析

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矿区老空水的补给主要来自大气降水、龙潭组、长兴组、飞仙关组中的基岩裂隙水。补给方式主要有大气降水、龙潭组、长兴组、飞仙关组中的裂隙水渗入补给上部老空水;如果一旦茅口组强含水层承压水突破峨眉山玄武岩组隔水层与老窑采空区沟通,茅口组岩溶水将大量涌入老窑采空区。

矿区老空水积水量大小受季节控制明显,并随季节变化,雨季积水量变大,从老窑溢出,枯季积水量减少。

第四节 矿井水患评价及防治水主要问题

4.4.1矿井水患类型

通过矿井充水因素、充水途径及矿井涌水量等综合分析,矿区范围内存在的水患类型主要为:

1)老空区透水造成的矿井充水。位于煤层浅埋区采煤时,采动裂隙有可能与老窑积水区沟通,造成老窑积水溃入坑道。老窑水、采空区积水、邻近矿井积水是矿山主要水害。

2)地表水通过构造破碎带、构造裂隙通道对矿井进行充水。 3)大气降水充水。在雨季由于地表积水较多,沿风化裂隙渗入井下的水量较大,在枯雨季节由于地表积水较少,沿风化裂隙渗入井下的水量较小,因此,雨季时水患对矿井的威胁程度较大,枯季时水患对矿井的威胁程度较小。

4)随着开采深度的增加及开采扰动,上覆地层裂隙水及地表溪沟水有可能通过断层破碎带及采动裂隙渗入矿井。

5)断层水水。

矿区内其它隐伏断层造成强含水层与煤层拉近或对接而造成矿井突水的可能性较大,对矿井充水影响较大,当井巷穿越或接近断层时,由于周围岩层的风化节理裂隙较发育,有利于大气降水的渗入,井巷可能发生

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