煤矿矿井水文地质调查报告.doc

煤矿矿井水文地质调查报告

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2020年4月19日
文档仅供参考

兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿
矿井水文地质调查报告

贵州兴源煤矿科技有限责任公司
二○一二年五月
兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿
矿井水文地质调查报告

编制单位:贵州兴源煤矿科技有限责任公司

项目负责:窦启泉
编　　写:王云发
审 核:付宗元
总工程师:付宗元
总 经 理:陈金鹏

提交单位:兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿
提交日期:二○一二年五月

目 录
第一章 概 述 1
第一节 编制报告目的、任务和依据 1
第二节 矿井位置、交通和矿区范围 3
第三节 自然地理 5
第四节 以往地质工作及小煤矿开采情况 7
第五节 矿井涌水情况及排水设备、设施现状 10
第二章 本次工作及其质量评述 12
第一节 完成的工作量 12
第二节 工作方法及质量评述 12
第三节 存在的问题 13
第三章 矿井地质 14
第一节 区域地质 14
第二节 矿井地质 15
第四章 水文地质 23
第一节 区域水文地质概况 23
第二节 井田水文地质条件 25
第三节 矿井充水因素分析 29
第四节 矿井水文地质条件划分 33
第五节 矿井涌水量的估算 33
第五章 工程地质及环境地质 35
第一节 工程地质条件 35
第二节 环境地质条件 41
第三节 其它开采技术条件 44
第六章 结 论 47
第一节 工作成果 47
第二节 矿井水害的危害程度 48
第三节 矿井水害的预防控制措施及建议 48

附图目录
序号 图 名 比例尺 顺序号
1 兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿综合水文地质图 1:5000 01
2 兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿水文地质剖面图 1:5000 02
3 兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿充水性图 1:5000 03
4 兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿综合水文地质柱状图 1:2500 04
附件目录
1 兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿采矿许可证副本(复印件)
2 编制单位资质证书
3 委托书

第一章 概 述
第一节 编制报告目的、任务和依据
为搞好矿井防治水工作,兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿特委托我公司为其开展矿井水文地质调查工作,并编制<兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿矿井水文地质调查报告>。其目的是为该矿在生产过程中制定水害防治方案提供水文地质资料,从而做到有效的预防和减少矿井水害事故。本次工作的主要任务为:
1．收集矿区及该矿现有的相关水文地质资料;
2．调查矿井地面水文地质情况;
3．调查矿井井下水文地质情况;
4．分析、整理该矿现有水文地质资料和本次调查取得的水文地质资料,编制编制<兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿矿井水文地质调查报告>。
编制本报告依据的主要规程、规定和相关参考资料为:
(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>( .9);
(2)国家煤矿安全监察局<煤矿防治水规定释义>( .12);
(3)中华人民共和国煤炭工业部<矿井地质规程>(试行)(1984);
(4)中华人民共和国国家安全生产监督管理总局<煤矿安全规程>( );
(5)中华人民共和国国家煤炭工业局<建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程>( .5);
(6)<矿区水文地质工程地质勘探规范>(GB12719-1991)
(7)中华人民共和国能源部<煤矿地质测量图例>(1989);
(8)中华人民共和国能源部<煤矿地质测量图例实施补充规定>(1992);
(9)贵州金杉土地资源勘查开发有限公司 1月编制的<兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿储量核实报告>;
(11)王家寨煤矿采掘工程揭露的地质、水文地质及相关资料;
(12)矿方提供的各种地质及水文地质图件等。
(13)本次工作实地调查和测量的各种地质及水文地质资料。
接受委托后,我公司于 5月2日抽调专业技术人员组成项目组到该矿进行了实地的地质和水文地质调查、老窑开采情况调查,并收集了矿井建设和生产过程中的各种地质和水文地质资料,经过资料收集、水文地质调查及室内分析研究编制<兴仁县潘家庄镇王家寨煤矿矿井水文地质调查报告>。
第二节 矿井位置、交通和矿区范围
王家寨煤矿位于兴仁县县城西北方向约30km的潘家庄镇王家寨村,行政区划属兴仁县潘家庄镇管辖,井田地理坐标为:东经105°07′35″—105°09′01″,北纬25°34′12″—25°34′54″。
矿区距兴仁县城公路里程约30km,距南昆铁路顶效站76.0km,有简易公路通往矿区,交通方便(见交通位置图)。
根据贵州省国土资源厅 5月11日颁发的兴仁县王家寨煤矿采矿许可证(证号:C5 0 0511 2940,生产规模30万吨/年,有效期限3个月,自 5月至 8月,采矿证延续手续正在办理中,见附件)划定的矿区范围,王家寨煤矿井田范围东西倾向宽1.715～2.380km,南北走向长0.560～1.320km, 呈一规则多边形,共由8个拐点圈定,井田范围平面积2.6187km2,开采深度1850～1100m标高,其拐点坐标见表1-1。
王家寨煤矿

矿区交通位置图

表1-1 王家寨煤矿矿区范围拐点坐标表
拐点
北京坐标系
西安坐标系
纵坐标(X)
横坐标(Y)
纵坐标(X)
横坐标(Y)
1
2828680
35511185
2828621.197
35511105.535
2
2829340
35511185
2829281.201
35511105.537
3
2829340
35510520
2829281.203
35510440.533
4
2829900
35510520
2829841.206
35510440.535
5
2829900
35511360
2829841.203
35511280.540
6
2830000
35511360
2829941.204
35511280.540
7
2830000
35512900
2829941.199
35512820.548
8
2828680
35512900
2828821.192
35512820.544
矿区平面积2.6187km2,开采深度:1850～1100m标高
第三节 自然地理
(1)地形地貌
井田位于贵州省西南部山区,属中山地貌,地形起伏较大,沟壑纵横。总体呈中部较高,东、西两侧低,最高海拔+1972.9m,位于井田中部山顶,最低海拔位于东部小石桥河沟中,海拔+1400m(为当地最低侵蚀基准面),最大相对高差572.9m,一般海拔1300～1600m,相对高差300m左右。
(2)井田地表水
井田位于珠江流域上游的南盘江与北盘江的分水岭地带。井田中部有一南北向的分水线将井田划分为东西两部分。分水岭东部(井田东部边界外)有一常年性河流小石桥河,枯季流量约15—25L/s,自北向南径流至猪场坝一带进入溶洞成为伏流,推测往东南方向流出地面汇入麻沙河,最终注入北盘江。分水岭西部溪沟向南西径流,汇入火冲大沟,进入马岭河,最终注入南盘江。矿区地表水较稳定的为流经井田东部边界外的小石桥河,其枯季流量为15～25L/s,井田东部边界附近及边界外有数条小溪沟,均汇入小石桥河,溪沟雨季水量大,旱季小。当地侵蚀基准面标高1400m,井田有部分煤炭资源位于侵蚀基准面之下,降雨是地下水的主要补给来源。
(3)气候
本区内气候温和,属于温凉湿润的高原亚热带气候,冬夏早晚温差大,昼夜最大温差经常在十余度以上,年均气温15.2℃,日最高气温34.6℃,最低气温-7.8℃。最热为7月,月均气温22℃;最冷为1月,月均气温6.4℃。年均降雨量1327.9mm,最多年达1887.6mm;最少年仅960.4mm;5～9月为丰水期,占年降雨量的80％以上,年均蒸发量1368.1mm,年平均相对湿度81％。本县的灾害性气候多,冰雹、暴雨形成的山洪危害较大。
(4)地震
据<中国地震动参数区划图(GB18306－ ,1∶400万)>,本区地震烈度为Ⅵ度,地震动峰值加速度为0.05g,据<建筑抗震设计规范>(GB50011～ ),抗震设防烈度为6度。
(5)经济概况
区内粮食作物主要以玉米为主,其次为麦类、豆类、薯类、蔬菜。经济作物有烟叶、漆等。畜牧产品主要有牛、马、猪、羊等。
第四节 以往地质工作及小煤矿开采情况
一、以往地质工作情况
本井田先后有多个地勘单位在此开展过地质工作,现简述如下:
1、上世纪三十年代,贵州矿产勘测团曾在区内进行过踏勘。
2、上世纪五十年代以来,先后有贵州地质局平坝煤矿普查大队、黔西南地质大队、安顺专区地质大队、112地质大队、108地质大队及贵州省煤管局159地质大队等在邻区及矿区内开展过煤矿地质调查工作,其中以159队和112地质大队的工作较为系统。
3、1978～1980年贵州地质局区域地质调查大队(现贵州区调院)开展了1:20万兴仁、安龙幅区域地质及矿产调查工作,系统的调查了该区域的地质及矿产分布情况,提交了<1:20万兴仁、安龙幅区域地质调查报告>。
4、1979年～1983年贵州地质局区域地质调查大队在区内开展了1:5万幅区域地质矿产调查工作。
5、 1月贵州金杉土地资源勘查开发有限公司对王家寨煤矿开展了储量核实工作,编制了<贵州省兴仁县王家寨煤矿资源储量核实报告>。本报告包括文本一份,图件8张(地形地质图、地质剖面图、K1煤层资源量估算图、K2煤层资源量估算图、K3煤层资源量估算图、K4煤层资源量估算图、K5煤层资源量估算图、K6煤层资源量估算图)。
上述地质工作为本次工作提供了可供参考的地质资料。
二、矿山开采概况
1、王家寨煤矿属于整合矿井,由原王家寨煤矿和原鸿运煤矿整合而成,生产规模30万吨/年,矿井整合后进行了技改工作,原鸿运煤矿关闭,利用原王家寨煤矿主平硐和副平硐,关闭原王家寨煤矿回风斜井,重新施工副斜井和回风斜井。主平硐位于矿区东部中段附近,开口层位位于K3煤层底板岩层中,井口坐标为X=2829347.022,Y=35512438.442,Z=+1583.510,α=89°,β=+2.8°,掘进方位角269°,坡度为+2.8°,斜长约360m揭K2煤层,然后往同一方向沿K2煤层倾斜方向布置K2煤层运输下山,斜长约350m,然后采用斜巷(上山)进入K1煤层,然后在K1煤层中沿下山方向布置K1煤层运输下山至西南边界附近落底,在落底处施工井底车场、水泵房、变电所及水仓等,并在K1煤层中施工轨道下山及回风下山(K1运输下山和K2运输下山采用溜煤眼联络),在K1煤层运输下山两翼沿煤层走向布置回采工作面,现1101综采面已施工和安装完毕,等待验收。
在K1煤层井底车场处布置有水泵房及主、副水仓,水泵房安装有三台MD120－50×3(P)型水泵,一台工作,一台备用,一台检修,其参数为:流量140m3/h,扬程为126m,电机功率为90kw。在K1轨道下山铺设有两趟排水管路,参数为φ194×5无缝钢管,一趟工作,一趟备用。主水仓容量444m3;副水仓容量333m3,合计777m3,一个水仓清理时,另一个水仓能正常使用。
三、老窑及采空区
1、原王家寨煤矿
采用平硐和暗斜井开拓,在K2煤层中布置有轨道下山和回风下山,但未形成采面进行回采,其掘进区域内的涌水现已经过1580回风石门自流到K1煤层井底水仓,然后采用水泵排出地表,故井下巷道中无积水区域存在。
2、原鸿运煤矿
位于矿区南部边界中段附近,已关闭,采用平硐和暗斜井开拓,在K1和K2煤层中均布置有轨道下山,主要开采K1煤层,K1煤层巷道最低处已与现1101采面回风顺槽连通,其采空区域内的涌水已经过1101回风顺槽自流到K1煤层井底水仓,然后采用水泵排出地表,故K1煤层采空区域内无积水存在;K2煤层轨道下山存在巷道积水区域,面积约13500m2,矿井回采率约60%,平均煤厚1.55m,实际采空体积约为13500×60%×1.55=12555m3,充水系数取0.4,故估算积水量约0.5万m3,水头高度约35m(附图—矿井充水性图)。
另外在上世纪90年代,曾有较多小窑在各煤层露头附近进行开采,但其位置及开采情况现已无法调查,根据当时的开采技术水平,各煤层采深斜长约为煤层露头线以下100m左右,此区域可能存在积水,因此划为可能充水区域。
第五节 矿井涌水情况及排水设备、设施现状
王家寨煤矿属于整合矿井,整合前的原有系统已部分关闭,技改系统已形成,井下巷道主要包括四条井筒、K1煤层井底车场、水泵房及1101首采工作面。
现矿井正常涌水量为15m3/h,雨季时最大涌水量为30 m3/h。
在K1煤层井底车场处布置有水泵房及主、副水仓,水泵房安装有三台MD120－50×3(P)型水泵,一台工作,一台备用,一台检修,其参数为:流量140m3/h,扬程为126m,电机功率为90kw。在K1轨道下山铺设有两趟排水管路,参数为φ194×5无缝钢管,一趟工作,一趟备用。主水仓容量444m3;副水仓容量333m3,合计777m3,一个水仓清理时,另一个水仓能正常使用。
掘进工作面配备有四台MAZ-200探水钻。

第二章 本次工作及其质量评述
本次矿井水文地质调查工作分为地表和井下两部分同时进行,地形地质图采用 1月贵州金杉土地资源勘查开发有限公司编制的<贵州省兴仁县王家寨煤矿资源储量核实报告>中的资料,坐标系统为北京坐标系,黄海高程系。现就完成的工作量及工作质量评述如下:
第一节 完成的工作量
1．地面水文地质调查:1:5000水文地质调查约4.0km2。共调查地表河沟观测点1个,井(泉)点8个。
2．井下水文地质调查:调查井下巷道1500m,采空区面积约13500m2、井下出水点3个、井下水仓1个。
第二节 工作方法及质量评述
1．工作方法:地面以追索法为主辅以穿越法进行,井、泉点采用手持GPS定位,误差小于10m。对矿井充水有较大影响的泉水点定点观测了流量,填写水文点调查卡片,并重点描述了出水位置、岩层、岩性、地下水成因类型,补给、迳流、排泄形式及与大气降水的关系、洪水期的最大水量等。由于调查期间属枯水期,调查访问了矿区的地表水、地下水随大气降水的变化规律及矿区中部溪沟的最大、最小流量;实地调查了矿井涌水量、出水位置、出水形式、排水情况以及建矿以来是否发生过突水、突泥、突沙、坍塌等水害事故和人员伤亡情况等。
2．取得的成果质量:经过实地调查和访问,初步查明了地表水系的发育情况及地表水与地下水的联系,了解了井巷围岩的岩体结构面、可采煤层顶底板的稳定性、软弱夹层的分布、地面有无塌陷及地裂缝的发育情况等;了解了第四系覆盖区的水文地质情况以及本矿当前的涌水量情况。
综上所述,本次工作达到了煤矿水文地质调查的目的,精度符合矿井水文地质调查的有关规程、规范要求,资料详实,质量可靠,可作为煤矿开采过程中防止水害的指导性依据。
第三节 存在的问题
1．老窑及部分采空区已封闭,无法了解其采空区范围及涌水量情况。
2．对含、隔水层厚度及导水裂隙发育程度等水文地质情况的推断依据不够充分。
第三章 矿井地质
第一节 区域地质
一、 区域地层
区域内出露的地层由老至新有:泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、下第三系及第四系。缺失白垩系和上第三系,其中,以二叠系、三叠系地层分布较广,区域地层见表3—1。
　 表3—1　　 区域地层系统简表
系
统
组(群)
地层代号及接触关系
备　注
第四系

Q

下第三系

E

三叠系
上 统
二桥组
T3e

火把冲组
T3h
煤
把南组
T3b
煤
中 统
法郎组
T2f

关岭组
T2g

下 统
永宁镇组
T1yn

飞仙关组
T1f

二叠系
上 统
长兴组
P3c

龙 潭 组
P3l
煤
峨眉山玄武岩组
P3β

中 统
茅 口 组
P2m

栖 霞 组
P2q

梁 山 组
P2l
煤
石炭至二叠过渡层

C-P

石炭系
上 统
马 平 群
C3mp

中 统
达 拉 组
C2d

滑石板组
C2h

下 统
摆 佐 组
C1b

大 塘 组
C1d

岩 关 组
C1y

泥盆系
上 统
代 化 组
D3d

响水洞组
D3x

中 统
火 烘 组
D2h

罐子窑组
D2g

二、区域构造
本井田位于扬子准地台(一级单元)黔北台隆(二级单元)六盘水断陷(三级单元)普安旋扭构造变形区(四级单元),属北东南西向的放马坪背斜北西翼。
第二节 矿井地质
一、矿井地层
井田内及其附近由老到新出露地层有:中二叠统茅口组(P2m),上二叠统龙潭煤组(P3l)、长兴组(P3c);下三叠统飞仙关组(T1f)及第四系(Q)。现由老到新分述如下:
1、中二叠统茅口组(P2m)
出露于井田东部边界约1km以外,井田内及附近无出露,岩性为灰色中厚层灰岩、生物屑灰岩及白云质条带灰岩。出露不全,厚度不详,与上覆龙潭煤组地层呈假整合接触。
2、上二叠统龙潭煤组(P3l)
出露于井田东部及东部边界外,为海陆交互相和冲积相含煤沉积组合,由粉砂岩、粘土岩、炭质粘土岩及煤层(线)组成多个沉积旋回,与下伏地层茅口组为假整合接触,厚310～450m,一般400m。按岩性划分为三个段,各段之间为连续沉积。井田内及附近仅出露第二段及第三段。
第二段(P3l2):岩性为灰、褐灰色薄至中厚层粘土岩、粉砂质粘土岩,夹少量薄至中厚层砂岩、粉砂岩及深灰色中厚层灰岩、燧石灰岩、泥灰岩等。本段厚120～140m,一般130m。为区内主要含煤层段,含煤3～5层,含可采煤层3层,由上至下编号为K4、K5、K6煤层。
第三段(P3l3):岩性为灰、灰黄色薄至中厚层粘土岩、砂质粘土岩夹灰、深灰色中厚层粉砂质粘土岩、钙质砂岩、粉砂岩、粘土岩及炭质页岩、煤层等。本段厚150～170m,一般160m。为区内主要含煤层段,含可采煤层3层,由上至下编号为K1、K2、K3煤层。
3、上二叠统长兴组(P3c)
出露于井田中东部,上部为深灰、灰绿色薄至中厚层粘土岩、砂质钙质粘土岩,夹较多灰、深灰色中厚层泥灰岩、灰岩、燧石灰岩及少量钙质粉砂岩、硅质岩。下部为灰、黄灰色薄至中厚层粘土岩、粉砂质粘土岩,夹较多钙质砂岩、粉砂岩。底部7～25m为黄绿、褐黄色中厚层岩屑砂岩夹粘土岩,本组是较稳定的区域标志层。厚度55～70m,一般60m。
4、下三叠统飞仙关组(T1f)
出露于井田中部及西部大部分区域,按岩性自下而上分为两段。
下段(T1f1)
岩性为灰绿色、灰色薄至中厚层泥质粉砂岩组成,厚90～110m,一般100m。
上段(T1f2)
为紫红、灰绿色薄至中厚层砂岩、泥质粉砂岩、砂质粘土岩及少量薄至中厚层粘土岩、钙质粘土岩、粘土质粉砂岩、钙质砂岩、灰岩、泥灰岩组成,厚度>200m。
5、第四系(Q)
主要为坡积风化土壤砂砾,分布在山坡、洼地、沟谷,厚度0～13米。范围较小,不整合于其它地层之上。
二、矿井构造
矿区位于放马坪背斜北西翼的鸡场坪－王家寨断层F1与张家坡断层F2(位于矿区西部边界外)之间的断块中。
地层总体走向为北北东～南南西向,倾向北西西,倾角一般5°～11°,浅部缓,深部增大。局部揉皱发育地段达13°～15°。
矿区东部边界附近存在一条逆断层F1,断层走向为北西～南东向,倾向南西,倾角60°,落差约28m,走向延伸长达5km,断层地表多被第四系坡积物掩盖,露头不清。
综上所述,矿区构造复杂程度为中等。
三、煤层
本井田龙潭煤系为为海陆交互相和冲积相含煤沉积组合,由粉砂岩、粘土岩、炭质粘土岩及煤层(线)组成多个沉积旋回,与下伏地层茅口组为假整合接触,厚310～450m,一般400m。含煤层及煤线40余层,其中较稳定可采煤层6层,由上至下编号为为K1、K2、K3、K4、K5、K6煤层,现分述如下:
1、K1煤层
产于龙潭组第三段中上部,上距长兴组底界约50m,下距K2煤层约22m,煤厚2.10～2.40m,平均厚2.31m,煤层结构简单,属较稳定的可采煤层。顶板为粘土质粉砂岩,底板为薄～中厚层粘土岩。
2、K2煤层
产于龙潭组第三段中部,下距K3煤层约24m,煤厚1.50～1.62m,平均厚1.55m,煤层结构简单,属较稳定的可采煤层。顶板为粘土质粉砂岩,底板为薄～中厚层粘土岩。
3、K3煤层
产于龙潭组第三段中下部,下距K4煤层约80m,煤厚1.30～1.60m,平均厚1.42m,煤层结构简单,属较稳定的可采煤层。顶板为粘土质粉砂岩,底板为薄～中厚层粘土岩。
4、K4煤层
产于龙潭组第二段上部,下距K5煤层约27m,煤层厚2.25～2.40m,平均厚2.31m,煤层结构简单,属较稳定的可采煤层。顶板为粘土质粉砂岩,底板为薄～中厚层粘土岩。
5、K5煤层
产于龙潭组第二段中上部,下距K6煤层约35m,煤层厚1.74～1.82m,平均厚1.76m,煤层结构简单,属较稳定的可采煤层。顶板为粘土质粉砂岩,底板为薄～中厚层粘土岩。
6、K6煤层
产于龙潭组第二段中下部,下距茅口组(P2m)灰岩顶界约160m,煤层厚1.86～2.00m,平均厚1.93m,煤层结构简单,属较稳定的可采煤层。顶板为粘土质粉砂岩,底板为薄～中厚层粘土岩。
主要可采煤层特征见表3-2-1。
表3－2－1 可采煤层特征表
煤层
编号
煤层平均厚度
(m)
煤层
间距
(m)
煤层
倾角
(°)
煤层
结构
煤层
稳定性
顶底板岩性
顶板
底板
K1
2.31
22
5～11
9
简单
较稳定
粘土质粉砂岩
粘土岩
K2
1.55
简单
较稳定
粘土质粉砂岩
粘土岩
24
K3
1.42
简单
较稳定
粘土质粉砂岩
粘土岩
80
K4
2.31
简单
较稳定
粘土质粉砂岩
粘土岩
27
K5
1.76
简单
较稳定
粘土质粉砂岩
粘土岩
35
K6
1.93
简单
较稳定
粘土质粉砂岩
粘土岩

四、煤质
1、物理性质及煤岩特征
各可采煤层均为黑色,呈玻璃或金刚光泽,条带状构造,阶梯状断口,节理发育,常见黄铁矿结核及细脉,各可采煤层均属丝炭亮煤及角质亮煤,具条带状显微结构。显微组份中凝胶化基质83～85％,丝质化基质8～12％,黄铁矿(粒度30～120μ)约1.5％,粘土矿物(粒度5μ)约15％,充填于裂隙之中,石英0.5～2％。
2、化学性质
①水分(Mad):区内各煤层原煤水分在0.53%～2.05%之间,属特低全水分煤(SLM)。
②灰分(Ad):K3、K4煤层原煤灰分为7.68％及6.04％,属低灰分煤;K5煤层原煤灰分为18.31％,属低中灰分煤;K1、K2、K6煤层原煤分别为23.59％、21.42％和24.87％,均属中灰分煤。
③硫分(St, d):K3煤层为属中硫分煤,其余煤层均为中高硫分煤。
④发热量(Qgr,d):矿井各开采煤层原煤干燥基高位发热量Qgr,d(MJ/kg) 一般在32.82～35.99MJ/kg之间,为特高热值煤。
⑤挥发分(Vdaf):K1、K6煤层为低挥发分煤,K3、K3、K4、K5煤层为特低挥发分煤。
各可采煤层原煤煤质特征见表3－2－2。
表3－2－2 各可采煤层的煤质化验结果表
煤层编号
煤类
Mad
(%)
Ad
(%)
Vdaf
(%)
St,d
(%)
Qgr,d
(MJ/kg)
煤种
K1
原煤
1.33
23.59
10.24
2.52
35.05
无烟煤
K2
原煤
1．56
21．42
9.36
2.16
34.18
无烟煤
K3
原煤
2.05
7.68
5.01
1.89
32.82
无烟煤
K4
原煤
0.53
6.04
6.22
2.63
35.99
无烟煤
K5
原煤
1.00
18.31
9.21
2.32
34.63
无烟煤
K6
原煤
0.91
24.87
10.61
2.46
35.21
无烟煤

3、煤类及工业用途
井田内开采煤层均属无烟煤,煤种单一,原煤属低～中高灰、中硫～中高硫、低挥发分、特高热值等特征。在层状炼焦炉中不结焦,是煤化程度最高的煤种。可作动力用煤、化工用煤及民用,,矿井生产原煤主要供电厂用煤及民用等。
五、岩浆岩
矿区及其附近无岩浆岩侵入。
第四章 水文地质
第一节 区域水文地质概况
井田位于贵州省西南部山区,属中山地貌,地形起伏较大,区域水文位于珠江流域上游的南盘江与北盘江的分水岭地带。各地层水文地质特征见表4-1。
表4-1-1 区域水文地质特征表
系
统
组(群)
地层代号及接触关系
备　注
第四系

Q
弱含水层
下第三系

E
弱含水层
三叠系
上 统
二桥组
T3e
弱含水层
火把冲组
T3h
弱含水层
把南组
T3b
弱含水层
中 统
法郎组
T2f
弱含水层
关岭组
T2g
中等含水层
下 统
永宁镇组
T1yn
强含水层
飞仙关组
T1f
弱含水层
二叠系
上 统
长兴组
P3c
中等含水层
龙 潭 组
P3l
弱含水层
峨眉山玄武岩组
P3β
弱含水层
中 统
茅 口 组
P2m
强含水层
栖 霞 组
P2q
强含水层
梁 山 组
P2l
弱含水层
石炭至二叠过渡层

C-P
中等含水层
石炭系
上 统
马 平 群
C3mp
强含水层
中 统
达 拉 组
C2d
强含水层
滑石板组
C2h
强含水层
下 统
摆 佐 组
C1b
中等含水层
大 塘 组
C1d
强含水层
岩 关 组
C1y
强含水层
泥盆系
上 统
代 化 组
D3d
强含水层
响水洞组
D3x
弱含水层
中 统
火 烘 组
D2h
强含水层
罐子窑组
D2g
中等含水层

区内可溶岩(碳酸盐岩)所属地层主要包括二叠系上统长兴组(P3c)、二叠系中统茅口组(P2m)等,岩性为灰岩、泥质灰岩及燧石灰岩为主,地貌常表现为侵蚀(剥蚀)峰丛、溶丘、溶蚀洼地。这些碳酸盐岩内赋存着较丰富的岩溶裂隙水或岩溶管道水,富水性中等—强,地下水常经过岩溶裂隙、岩溶管道等形式长途径流,最后以岩溶大泉、泉群、暗河出口等形式集中排泄于较大的北盘江河床附近。
区内非可溶岩(碎屑岩)呈带状及盖帽状分布,常形成斜坡地貌,主要包括三叠系下统飞仙关组(T1f)、二叠系上统龙潭组(P3l),岩性多为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等,地貌上常表现为中山、斜坡、谷地地貌。仅在浅部风化带或构造破碎带内含风化裂隙水或构造裂隙水,地下水接受大气降水补给能力弱,普遍含水性、透水性弱,地下水径流短,就近以小泉、小煤矿老窑水及坡面流等形式排泄。属区内的弱含水层。
区内碳酸盐岩和碎屑岩地层互层分布,碎屑岩地层隔水性好。各含水层为相对独立的含水系统,有各自的补给、径流、排泄途径,相互之间水力联系弱,天然条件下含水性中等—强的碳酸盐岩岩溶水对煤矿床充水弱。
区内地下水的补给来源主要是大气降水,地下水径流受局部侵蚀基准面、地质构造及隔水层的控制,地下水排泄于北盘江河床,最终汇入珠江。根据区域资料,地下水动态随季节变化,与降雨量关系密切,一般每年5月中下旬地下水流量、水位开始回升,6～9月为最高值,其间出现3～5次峰值,10～12月进入平水期,流量、水位逐渐递减,到次年1～4月降为最低值。
第二节 井田水文地质条件
一、地形地貌
井田位于贵州省西南部山区,属中山地貌,地形起伏较大,沟壑纵横。总体呈中部较高,东、西两侧低,最高海拔+1972.9m,位于井田中部山顶,最低海拔位于东部小石桥河沟中,海拔+1400m(为当地最低侵蚀基准面),最大相对高差572.9m,一般海拔1300～1600m,相对高差300m左右。煤系地层分布于井田东部一般标高1450m～1725m。
井田中部为南北向连绵起伏山峰组成,山脊总体南高北低,为矿区内的地表水分水岭。山脊东侧主要为下三叠统飞仙关组下段(T1f1)砂泥岩、上二叠统长兴组(P3c)灰岩及龙潭组(P3l)砂泥岩组成,为斜坡地形,地形坡度在10～40°之间,有利于地表水排泄;山脊西侧主要为下三叠统飞仙关组上段(T1f2)砂泥岩,冲沟总体呈东西向展布,属顺向坡和切向坡,坡度在10～20°之间,有利于地表水排泄。
二、地表水
井田位于珠江流域上游的南盘江与北盘江的分水岭地带。井田中部有一南北向的分水线将井田划分为东西两部分。分水岭东部(井田东部边界外)有一常年性河流小石桥河,枯季流量约15—25L/s,自北向南径流至猪场坝一带进入溶洞成为伏流,推测往东南方向流出地面汇入麻沙河,最终注入北盘江。分水岭西部溪沟向南西径流,汇入火冲大沟,进入马岭河,最终注入南盘江。矿区地表水较稳定的为流经井田东部边界外的小石桥河,其枯季流量为15～25L/s,井田东部边界附近及边界外有数条小溪沟,均汇入小石桥河,溪沟雨季水量大,旱季小。当地侵蚀基准面标高1400m,井田有部分煤炭资源位于侵蚀基准面之下,降雨是地下水的主要补给来源。
井田总体上属剥蚀中山地貌类型,井田东部边界约1km以外为茅口组灰岩,属典型的溶蚀地貌,井田东部边界外有一常年性河流小石桥河,枯季流量约15—25L/s,自北向南径流至猪场坝一带进入溶洞成为伏流,推测往东南方向流出地面汇入麻沙河,最终注入北盘江。可采煤层露头均远离河流且高于河流标高,因此河流对矿井充水影响较小。
由于受地形、构造及地层富水性的限制,各含水层中的地下水自成系统运动。富水性强的碳酸盐地层与碎屑地层相间分布,各含水层之间没有水力联系。
三、各地层富水性
1、中二叠统茅口组(P2m)—强含水层
分布井田东部边界约1km以外,为中厚层状灰岩,其中溶洞、落水洞及溶隙发育。矿区内于此岩组中未见有大泉出露。该含水层主要接受大气降水和张家坡溪流,楮皮田溪流补给,为岩溶裂隙及岩溶管道含水层,富水性强。上距K6煤层约160m,中间被砂泥岩所隔,正常情况下对矿井充水没有影响,但如果存在隐伏导水断层与煤层连通时,也可能产生底板突水。
2、上二叠统龙潭组(P3l)—弱含水层
以反向坡出露于井田东部及东部边界外,为海陆交互相和冲积相含煤沉积组合,由粉砂岩、粘土岩、炭质粘土岩及煤层(线)组成多个沉积旋回,厚310～450m,一般400m。为基岩裂隙含水层,地下水主要靠大气降水补给,由于地形坡度较大(10～40°),故补给条件差,具当地补给当地排泄特点,富水性弱,是矿井主要充水含水层,对矿井充水影响较大。
水文地质测绘见泉点3个,老窑4个,泉点流量1.39～1.63L/s,一般小于2.00L/s。
3、上二叠统长兴组(P3c)—中等含水层
以反向坡出露于井田中东部,上部为粘土岩夹较多灰岩、燧石灰岩等;下部为灰、黄灰色薄至中厚层粘土岩、粉砂质粘土岩,夹较多钙质砂岩、粉砂岩;底部7～25m为黄绿、褐黄色中厚层岩屑砂岩夹粘土岩,厚度55～70m,一般60m。为岩溶裂隙含水层,节理、溶隙较发育,一般泉水流量0.38～0.73l/s, 地下水主要靠大气降水补给,枯水季节迳流模数2～3l/s.km2,由于地形坡度较大(10～40°),故补给条件差,具当地补给当地排泄特点,富水性中等,上距K1煤层约50m,煤层开采后形成的冒裂带可能会切入此层,对矿井充水影响较大。
4、下三叠统飞仙关组(T1f)—弱含水层
出露于井田中部及西部大部分区域,岩性为薄至中厚层泥质粉砂岩、砂质粘土岩及少量薄至中厚层粘土岩、钙质粘土岩、粘土质粉砂岩、钙质砂岩、灰岩、泥灰岩等,厚度>300m。为基岩裂隙含水层,地下水主要靠大气降水补给,富水性弱,对矿井充水影响不大。
5、第四系(Q)—弱含水层
主要为坡积风化土壤砂砾,分布在山坡、洼地、沟谷,厚度0～13米。范围较小,不整合于其它地层之上。地下水动态与大气降水密切相关。此层透水性较强,含较弱的孔隙水,经与周边对比,泉水流量一般小于0.00l/s～0.14l/s,为富水性较弱的孔隙含水层。
第三节 矿井充水因素分析
(一)充水水源
1、地表冲沟水
冲沟水沿途接受泉水及煤窑水补给,雨季还有较大面积大气降水汇入,雨季水量较大,这些冲沟多位于含煤地层露头地带,冲沟附近由于风化作用形成的网状、脉状裂隙密集,它们与煤层风化、氧化带直接接触,将来沿沟溪一带开采煤层时,冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井,为矿井浅部开采的直接充水水源。
2、第四系孔隙水
矿区内覆盖的第四系,厚度不大,分布不广,蓄水量有限,含水性弱,对煤矿开采影响不大。
3、长兴组灰岩岩溶裂隙水
其地下水主要靠大气降水补给,富水性中等,该含水层下距K1煤层约50m,根据<煤矿防治水规定>,防隔水岩柱的厚度不得小于导水裂缝带最大高度与保护带高度之和,即:
Hf≥HL+Hb;
式中: Hf--防隔水岩柱的厚度(m);
HL--导水裂缝带最大高度(m);
Hb--保护带高度。
根据<三下采煤规程>:
HL=20M0.5+10=20×2.40.5+10=35.3m
式中: M—K1煤层最大厚度(m),为2.40m;
Hb=4M=4×2.4=9.6。
故Hf≥HL+Hb≥41+9.6=50.6m
由于K1煤层距长兴灰岩的最小距离50m<所需防隔水岩柱50.6m,因此,煤层开采后形成的导水裂缝带会进入长兴灰岩,长兴灰岩岩溶水对矿井充水影响较大,长兴灰岩是矿井直接充水含水层。
5、龙潭组本身的基岩裂隙水
该组主要为碎屑岩,富水性总体微弱,如在岩芯破碎、节理裂隙强发育、受构造断裂及应力破坏影响的地段,含水量会增加,开采到这些地段时,矿井涌水量会比正常出水量增大若干倍。为开采煤层的直接充水水源。
6、茅口组岩溶管道水
其地下水主要靠大气降水补给,总体富水性强, K6煤层下距茅口灰岩顶界约160m,中间被砂泥岩所隔,正常情况下对矿井充水没有影响,但如果存在隐伏导水断层与煤层连通时,也可能产生底板突水
7、老窑采空区积水
由于在井田的煤层露头一带,老窑分布较多,开采历史悠久。老窑内多有积水,是矿井浅部开采时的重要充水因素。
(二)充水通道
1、天然节理裂隙
井田内的长兴组、龙潭组含煤地层在接近地表附近,岩石风化节理、裂隙很发育,而深部则发育成岩或构造节理、裂隙,特别是内部一些灰岩、燧石灰岩、菱铁质灰岩、菱铁质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、采矿冒落裂隙
因采煤活动的范围不断加大,将产生大量的采矿裂隙,这些裂隙会沟通上