鱼田堡水文地质类型划分报告

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1、南桐矿业有限责任公司鱼田堡煤矿重庆南桐矿业有限责任公司鱼田堡煤矿矿井水文地质类型划分报告编制单位:南桐矿业有限责任公司鱼田堡煤矿编制时间:二一四年九月重庆南桐矿业有限责任公司鱼田堡煤矿矿井水文地质类型划分报告 矿 长:总 工 程 师: 地 测 副 总: 审 核: 编 制: 单 位:南桐矿业有限责任公司鱼田堡煤矿提 交 时 间: 2014年9月目 录一、矿井及井田概况1(一)矿井及井田基本情况1(二)交通、位置1(三)地形地貌3(四)气象、水文3(五)地震7(六)矿井排水设施能力现状7二、以往地质和水文地质工作评述8三、地质概况9(一)区域地层9(二)构造13(三)岩浆岩20四、区域水文地质20

2、五、矿井水文地质24(一)井田边界及其水力性质24(二)含水层24(三)隔水层25(四)矿井充水条件25(五)井田及周边地区老窑水分布情况30(六)矿井充水状况30六、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32(一)对矿井开采受水害影响程度的评价32(二)矿井防治水工作难易程度32七、矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议33(一)矿井水文地质类型的划分33(二)对防治水工作的建议34附图:鱼田堡煤矿综合水文地质图 1:10000鱼田堡煤矿矿井充水性图 1:5000鱼田堡煤矿水文地质柱状图 1:5000鱼田堡煤矿相关水文曲线图 1:5000南桐矿业有限责任公司鱼田堡煤矿一、矿井

3、及井田概况(一)矿井及井田基本情况鱼田堡煤矿隶属南桐矿业有限责任公司,始建于1956年,1959年正式投产,设计生产能力为60万吨/年,2013年核定生产能力为39万吨/年,2013年实际产量为25.6万吨,属中型矿井。矿井开拓方式为竖井+暗副斜井,从建矿至今已开拓四个水平,分别为+150m水平、-100m水平、-350m水平和-600m水平,现实际生产水平为-350m水平,-600m水平为延深水平。-100m水平至地面为竖井提升;-100m水平-350m水平以及延深至-600水平为暗斜井提升。开采煤层为二叠系龙潭组K1(6#)、K2(5#)、K3(4#)煤层,煤种主要为SM。各煤层平均厚度为

4、: 1.4m、1.1m、2.6m。采煤方法:俯伪斜柔性掩护支架采煤法、俯伪斜分段走向密集采煤法,全面陷落法管理顶板。落煤方式:风镐落煤、放炮落煤。(二)交通、位置鱼田堡煤矿地处重庆市万盛区万东镇五里村,距万盛城区直距3km。行政区划属重庆市万盛区所辖,位于重庆市南东面,方位角152。矿区地理坐标为:东经10655251065302 ,北纬285549285504,井口坐标:X=3201224.487,Y=36393504.389,Z=+330.73m。矿井走向长约4.2km,倾斜宽约1.12km,面积约4.703km2,其矿井范围各拐点坐标见(表11)。鱼田堡煤矿有铁路和公路(川湘公路)通往重

5、庆、贵州、四川、湖北和湖南等地。矿井有专线铁路同三(江)万(盛)线铁路在万盛火车站连接,直距3.5km,运距4km。三万线铁路(30公里)与渝黔铁路相接。矿井距重庆市区130公里,汽车至重庆在1小时以内可以到达,交通极为方便(详见交通位置示意图1)。鱼田堡煤矿的东面为东林煤矿、西面为南桐煤矿,各矿之间均留有安全隔离煤柱,上部有万盛区大石板煤矿、凤凰煤矿和南桐镇新建煤矿,鱼田堡煤矿范围内上部所有小煤矿已关闭,鱼田堡煤矿与相邻矿之间不存在资源纠纷(详见鱼田堡煤矿相邻关系图)。 + + + + + 开采标高-100340m,开采K1、K3煤层开采标高-450320m,开采K1、K2、K3煤层鱼田堡煤

6、矿开采标高-450320m,开采K1、K2、K3煤层东林煤矿南桐煤矿开采标高+475+230m开采标高+475+180m开采下标高+180m开采标高+318-600m图2N 表11 鱼田堡煤矿现矿区范围拐点坐标表拐点号XY拐点号XY13199932 36391460 143200888 3639499023200024 36392051 153201329 36395034 33200341 36392003 163201880 36394796 4320036836392392 173201759 36394506 53200424 36392854 183201729 36394125 6

7、3200482 36394117 193201749 36393419 73200234 36394114 203201648 36392797 83200249 36394514 213201156 36391210 93200529 36394518 223201061 36391259 103200692 36394832 233200881 36391272 113200803 36394952 24320073536391162123200802 36395121 25320040536391276133200872 36395132 26320026036391279备注矿区面积:

8、4.7030km2,开采标高:+318m-600m,开采煤层:K1、K2和K3。(三)地形地貌鱼田堡煤矿位于南桐矿区中部,八面山向斜南段仰起端的嘉陵江槽谷地带,东以鸦雀岩向斜为界,与东林煤矿相邻,西以刘家河为界,与南桐煤矿相接。鱼田堡井田,地层大致为走向东西,走向长约4.2Km。其地势总体上东西两边高,中间低,矿区范围内最高点位于八面山,标高为+529.0m,最低点位于鱼塘角,标高为+315.0m。工业广场内主要建筑物有:煤仓及主井钢架,绞车房、井口房、变电所、矿办公室、配电室、锅炉房、瓦斯泵站、宿舍、食堂、仪器室、压风机房、生产楼、居民房等建(构)筑物,其各建筑物最高标高为+354m(生产楼

9、)。井口标高为+330.33m。本矿区范围内主要河流为刘家河和鱼田堡河,最低侵蚀基准面为+265m标高。(四)气象、水文鱼田堡煤矿地处四川盆地与黔北高原接壤地带,川鄂湘黔隆褶带西缘。因处构造转折部位,井田范围内,地层走向大致东西,山脉延伸与地层走向基本一致。与井田有关的河流:东部有鱼田堡河,自南而北切割井田地层,于两河口大桥处注入孝子河(蒲河上游);西部边界有刘家河,自南而北切割井田地层,于谷口河处注入蒲河,蒲河于三江处归入綦江河,属长江水系。鱼田堡河位于鱼田堡井田东翼,年最大流量为87000t/h,最小流量为600 t/h,平均为2200 t/h。历史最高水位标高为323.8m。河流贯穿井田

10、东翼,现均已铺设人工河床,对矿井生产安全无影响。刘家河位于鱼田堡井田西翼,与井田边界煤柱相邻,贯穿整个井田。年最大流量为132000 t/h,最小为4800 t/h,平均为12000 t/h,历年最高水位为313.2 m,现均已铺设人工河床,对矿井安全生产无大的影响。鱼田堡煤矿区属亚热带季风气候。温暖湿润,四季分明,气候温和,日照充足,雨量充沛,具夏秋多雨,冬春多雾的特点。据万盛区气象站资料,多年平均气温18.4,最高气温44.3(2006年8月21日),最低气温0.3(1982年12月27日);多年平均相对湿度79%。多年平均降雨量1038.50mm,历年最大降雨量1470.20mm(199

11、8年),降雨多集中在每年的59月,可占全年降雨量的66.8372.16%,其中1、2、12月份的降雨量仅占多年平均降雨量的4.235.87%。(近年降雨量见表12)表12 降 水 量 统 计 表日 期(年)降 水 量mm)月 最 大日 最 大量时间(月)量时间(月、日)19961354.0383.8788.37.119971184.1287.0799.68.819981470.2369.4888.68.719991461.0293.2863.68.2120001402.4281.9761.69.3020011004.3190.6645.96.920021454.6393.3876.48.202

12、0031345.5325.7680.76.520041421.1256.0881.88.1720051242.9267.6574.75.52006986.3149.9752.17.720071372.2379.7786.37.1720081303.8248.4869.88.620091219.1207.4658.16.920102011904.0197.01130.06.1420121090.2223.7555.19.120131090.8241.8966.29.11(五)地震根据中国地震动参数区划图(GB183062001)和建筑抗震设计规范(GB500112001),万盛区地震动峰值加速度

13、为0.05g,地震基本烈度为。2012年12月28日18时21分39秒,重庆市万盛区(纬度28.9,经度106.9)发生3.0级地震,震源深度10千米,其震中烈度为度。(六)矿井排水设施能力现状矿井现有排水系统为二级排水,即-350m-100m水平为一级排水,-100m地面为二级排水,矿井涌水通过两级排水排至地面进入鱼田堡煤矿地面水处理系统,现有150m水平直接排至地面水处理系统。三个水平主排水泵均采用无底阀排水,-100和-350水平各安装有备用真空泵和备用射流水源系统,各水平水仓容积为:+150水平2090立方米,-100水平3800立方米,-350水平6700立方米。矿井现有3个水泵房系

14、统完善,排水设备运行可靠,均满足煤矿安全规程要求。 表13 现有排水系统设备配置表泵房名称-100水泵房-350水泵房+150水泵房水泵型号MD280-658MD280-437MD450-603数量883配套电机型号YB560M2-4JBO630S2-4电抗器型号QKBG1000/6-320QKBG1000/6-320排水管趟数322规格325、426325、426273二、以往地质和水文地质工作评述本区除解放前有常隆庆、潘钟祥等老一辈地质工作者曾进行过地质调查并有论著外,系统地质工作始于1953年。1、原西南煤田地质勘探局135队于1955年提交了南桐煤田鱼田堡、桃子荡井田精查地质报告,煤炭

15、部地质勘探总局1956年2月以地常36号文批准鱼田堡井田表内A+B+C级储量4117.2万吨,表外A+B+C级240.3万吨,合计4357.5万吨。2、1989年由四川煤田地质公司136队对鱼田堡煤矿(-350-600m)和东林煤矿(-100-600m)进行了延深精查勘探,同年12月提交了四川省南桐矿区鱼田堡、东林煤矿勘探(延深)地质报告,1990年经重庆煤炭工业公司以重煤生发1990782号文批准了鱼田堡煤矿勘探(延深)地质报告,批准B+C级储量1716万吨,暂不能利用储量6万吨。勘探边界-350m-600m标高。3、2008年,成都理工大学对鱼田堡煤矿进行截流减排研究,并提交了鱼田堡煤矿截

16、流减排节耗方案研究前期报告。4、2009年重庆市南桐工程勘察有限公司提交四川省南桐矿区鱼田堡煤矿勘探(延深)地质报告补充地质说明书,水文地质类型划分为:浅部应为三类二型,深部为三类一型。目前矿井水文地质条件相对简单,矿井大部分涌水量来自于长兴含水层,地表渗透至生产水平的水量较少,对防治水工作的开展难度不大。矿井对含水层给生产带来的威胁已经消除,无突水事故的发生。三、地质概况(一)区域地层区域内除泥盆系、石炭系和第三系地层缺失外,寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第四系地层均有出露。鱼田堡煤矿井田范围内出露最早的地层为志留系中统韩家店组,最新地层为三叠系上统须家河组。第四系

17、冲积、残积层仅分布于地形低洼、冲沟及河谷两岸。含煤地层为二叠系上统龙潭组。现将该井田内地层由新至老描述如下:1、志留系中统韩家店组(S2h),厚约300米。岩性为灰绿色、黄绿色泥岩、砂质泥岩、钙质泥岩夹少量粉砂岩,含三叶虫、腕足类化石。2、二叠系下统梁山组(P11),层厚2.014.0m,平均8.0m。岩性为灰绿、灰黑、紫红色泥岩,灰白色铝质泥岩,薄煤层及鲕状、豆状赤铁矿。3、二叠系下统栖霞组(P1q),层厚218242m,平均230m。岩性为深灰、棕灰色中厚厚层状灰岩,夹黑色沥青质灰岩、泥岩,中、下部含燧石结核。4、二叠系下统茅口组(P1m),层厚98112m,平均105m。岩性为棕灰、浅棕

18、灰、深灰、黑灰及灰色厚层状石灰岩,含燧石结核,中部呈条带状分布。5、二叠系上统龙潭组(P21),层厚87.80m。岩性为深灰色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、泥质粉砂岩、硅质灰岩,底部为灰白色铝土泥岩及杂色角砾岩,含煤6层,全矿可采煤层K1(6#)、K3(4#)、和局部可采K2(5#)等3层,其余3#、2#、1#等3层煤线不可采。层厚80.7195.30m,平均87.80m。与下伏地层呈平行不整合接触。K1煤层:K1煤层位于煤系地层底部,其顶板为钙质页岩,局部为泥岩,一般厚3.2m;底板为杂色铝土角砾岩,一般厚2.4m。煤层为一简单结构的薄煤层,厚度为0.221.59m,平均为1.28 m,含0.08

19、m厚的炭质页岩夹矸,属较稳定型煤层,全区分布,局部不可采。上距K2煤层10.6819.8 m,平均16m。K2煤层:K2煤层位于P2l中下部,属薄煤层,其直接顶为钙质页岩、厚0.9m,直接底为砂质页岩、泥岩及粘土岩,厚2.33m。煤厚为0.201.51m,一般开采厚度0.70m,煤中含0.10 m的炭质页岩夹矸12层,结构复杂,属不稳定型煤层,矿井西翼边界至3勘探线附近约2000m可采。其它区域煤层薄化无开采价值,该煤层上距离K3煤层17.0128.13 m,平均22.5m。K3煤层:K3煤层位于P2l煤系地层中部,其直接顶为铁质砂岩、砂质泥岩,直接底为粘土岩、砂泥岩,含植物根部化石。煤厚为1

20、.154.40m,平均为2.40 m,煤层结构简单,矿井东翼局部含0.050.20m的炭质页岩夹矸1层,属较稳定型中厚煤层,是该矿井的主要可采煤层,区内全部可采。6、二叠系上统长兴组(P2c),厚61.39m。二段:灰、灰黑、棕灰色中厚层至厚层状灰岩、生物碎屑灰岩,厚度24.9636.39m,平均29.94m。一段:为沥青质灰岩,含沥青质重,上部燧石沿层面分布,下部偶含燧石结核。厚度27.539.52m,平均厚31.45m。7、三叠系下统飞仙关组(T1f)总厚296.72m,分七段。、第七段(T1f7)灰绿色灰质泥岩,底部有1m厚浅灰色灰岩,为T1f7与T1f6分界标志,厚27.5536.7m

21、,平均31.21m,产动物化石。、第六段(T1f6)紫色泥岩及钙质泥岩,夹25层灰岩,厚110.87133.93m,平均121.71m。、第五段(T1f5)上部为浅灰色鲕状灰岩,青灰色灰岩;中部为灰色、紫红色泥质灰岩夹砂质泥岩;下部为灰色厚层状灰岩,缝合线发育。层厚48.9375.92m,平均59.2m。、四至三段(T1f4+3)上部为紫色薄层状灰岩,下部为浅灰、青灰色叶片状灰岩,层厚35.6651.18m,平均41.69m。、二至一段(T1f2+1)上部为紫色薄层状泥灰岩,中部为灰色薄层状灰岩,下部为灰绿色钙质泥岩夹粘土岩。厚33.854.8m,平均42.91m。8、三叠系下统嘉陵江组(T1

22、j),总厚691.78m,分四段。(1)、四段(T1j4)上为灰色薄中厚层状石灰岩,碳酸盐角砾岩;下为浅灰色白云质灰岩及叶片状灰岩,厚486m570m,平均528m。(2)、三段(T1j3)紫红色泥岩,黄绿色页岩,下部夹泥质灰岩,厚30.32m41.73m,平均36.36m。(3)、二段(T1j2)黄色钙质泥岩,下部为灰色泥质灰岩,厚29.0936.92m,平均33.51m。(4)、一段(T1j1)灰色薄中厚层状灰岩,顶部有9.0m灰色鲕状灰岩,厚90.8498.63m,平均93.91m。9、三叠系中统雷口坡组(T2l),岩性为灰绿色钙质泥岩、黄色泥质灰岩、白云质灰岩、白云岩组成,厚度72.0

23、85.3m,平均77.0m。10、 三叠系上统须家河组(T3xj),在本矿西部为灰白、褐灰色薄至中厚层状中粒粒石英砂岩及深灰色泥岩、砂质泥岩、细砂岩及薄煤层或煤线组成,厚度不详,与下伏地层呈平行不整合接触。(二)构造1、区域构造矿区位于川鄂湘黔隆起褶皱带与川黔南北构造带联合、复合部位,属燕山期与喜山期新华夏构造体系。主干构造为华夏系龙骨溪背斜,其核部地层为寒武系,呈北东南西向展布,轴部被断裂组破坏。北西翼发育一组复式褶皱,本区内,从东向西依次为景星台背斜、南平向斜(南段在矿区内称丛林向斜)、鲜家坪背斜、莲花石向斜(南段称八面山向斜)和接龙场背斜(南段称乌龟山背斜)。由于本区域特殊的构造应力场的

24、复杂作用,致使以上构造轴向大致南北,并微向西凸,南端往往呈现轴向东偏的“弯头构造”,局部呈南北向“S”型展布。本区域褶皱构造,以向斜宽缓而背斜紧密为其明显特征,组成隔挡式褶皱形式。以次级褶皱和断裂构造为主的挤压构造带,主要产生于紧密背斜的轴部附近,走向多以北北东向展布,并与轴线以1020、一般15夹角复合于南北向主构造之上。在区域范围内,如果把龙骨溪背斜定为一级构造,其北西翼的景星台背斜、南平向斜、鲜家坪背斜、莲花石向斜和接龙场背斜等褶皱系列,则为二级构造。2、井田地质构造、褶皱鱼田堡矿区位于八面山向斜南段仰起端,刘家河鱼田堡河之间,走向长4.2Km。其东邻鲜家坪背斜,西连乌龟山背斜。即其东翼

25、是鲜家坪背斜西翼,其西翼为乌龟山背斜东翼。在井田范围内,八面山向斜为一级控制构造,八面山向斜东西两翼所发育的次级构造,可称二级构造。八面山向斜:八面山向斜轴向北倾,倾伏角约1015,向斜向南抬起,南端与地表相交,形成地层(包括煤层)露头线。八面山向斜东翼与鲜家坪背斜的转折过渡部位形成了由甘家坪向斜、猫岩背斜和鸦雀岩向斜组成的扭褶带,是八面山向斜即鱼田堡井田东翼的次级构造形态,其轴线向北北西北西方向倾伏延伸。在矿业公司最新划定鱼田堡煤矿范围内,仅存鸦雀岩向斜,而甘家坪向斜和猫岩背斜划为东林井田内。鸦雀岩向斜临近鱼田堡井田东边界,对矿井采掘工程布置影响不大。八面山向斜西翼与乌龟山背斜的转折过渡部位

26、形成了王家坝向斜扭褶带,是八面山向斜即鱼田堡井田西翼次级向斜构造形态。鱼田堡井田所处的八面山向斜南段仰起端,其地层走向线大致东西,倾向北,中部倾角缓,倾角2535,井田两侧边部分别向鲜家坪背斜西翼和乌龟山背斜东翼方向的倾角逐渐转陡。井田范围内,大致为一缓倾斜的单斜构造,由于两翼次级构造的影响,井田内中部微向北突出,在平面上略呈“W”型。往深部(向北)地层因受隐伏断层影响,产生引曲,局部倾角增大为5060。井田范围内,八面山向斜轴部出露最新地层为三叠系下统雷口坡组,其下依次为三叠系下统嘉陵江组、飞仙关组、玉龙山组、二叠系上统长兴组、龙潭组(煤系),核部出露最老地层为二叠系下统茅口组、栖霞组及梁山

27、组。鸦雀岩向斜:鸦雀岩向斜是猫岩背斜扭褶带的组成部分,位于45号勘探线间,南起鸦雀岩,轴向以N40W向北倾伏延伸,倾伏角3040,长约1300米,倾没于嘉陵江组地层。向斜向南抬起,消失于煤系地层中。向斜轴面东倾,倾角6570,向斜核部地层走向N85E,向东北方向逐渐转为N5E,两翼倾角东陡西缓,东翼倾角变化大, 浅部(南东段)4070,深部(北西段)3340,西翼倾角3040,为一不对称向斜。由于该向斜的存在,致使煤层底板等高线形态在局部范围内发生较大变化,给工作面布置带来一定影响。、断层地表未见较大的断层,但在勘探及生产中揭露有隐伏断层,其中对生产有较大影响的有:F1隐伏构造带、F2同向逆断

28、层及鱼塘角扭褶轴,f2断层和f3断层。F1隐伏构造带:上世纪60年代初,始见F1隐伏构造带于矿井西翼+315m水平2103采区,为一个小型褶皱,煤层底板等高线在平面上呈“S”形弯曲,向北东方向延深发育。上世纪60年代末,在+150m水平西四石门附近又揭露F1构造,为一个地垒复合构造带,造成6#煤层重复出现,仍向北东方向延深发育,影响采区的划分与开采,并在构造带附近的4#煤层中,因应力集中而诱发“68.1.20”煤与瓦斯重大突出事故,给矿井毁灭性影响。上世纪80年代至今,矿井在100m和350m水平茅口灰岩至4#煤层中又相继揭露F1构造带。茅口灰岩和6#煤层表现为反斜逆断层,倾向135,倾角50

29、,落差16.8m,影响带宽1022m。断失了6#煤层,采掘中先后发生过数次瓦斯突出,严重影响采区划分和工作面开采。4#煤层表现为反斜逆断层,倾向135,倾角50,落差23m,影响带宽58m。未断失4#煤层,但使煤层和煤层顶底板遭受严重破坏,煤层薄化严重,影响矿井储量,仍向北东方向延深展布。预计将影响350600m采区划分和工作面开采。F2同向逆断层及鱼塘角扭转轴:F2高角度同向逆断层及鱼塘角扭转轴最初在矿井西翼的-100米水平的2604W1段工作面(+160米标高)出现,表现为煤岩层产状变化大,扭转轴下煤层倾角4055,轴上煤层倾角3040,煤层连续,展布方向为N4249E,平均46。发育长度

30、1100米,并且影响100米水平,横跨井田西翼,扭转轴平面分布呈雁行右排列,剖面图上呈膝状,扭折6#2#煤层间煤岩层,在4#煤层中表现为F2高角度同向逆断层。该逆断层的倾向310,倾角54,落差25 m,影响带宽46m。该断层最初在矿井西翼-100m水平2404采区掘进K4煤层抽放道中揭露,同向逆断层,造成3#煤层和2#煤层重复。在+25m西四石门掘进出现两次4#煤层,在4#煤层采掘过程中,煤层顶板遭受严重破坏,煤层发生塑性流动,局部煤厚达5m,对开采有一定影响。该断层在6#和5#煤层中表现为煤岩层产状急剧变化。f2逆断层:f2逆断层位于八面山向斜仰起端2勘探线(42区、44区),在ZK6号孔

31、井深830.32m,长兴组二段地层中揭露,破碎带假厚度3.40米,含角砾岩,造成长兴组地层重复,真厚约15米。断层走向N50E,倾向NW,倾角80,切煤落差20米,延长约450米,将对-400 -600m标高煤层造成影响。f3逆断层:f3逆断层位于八面山向斜仰起端2号勘探线(42区、44区)。在701孔井深912.71m处,龙潭组地层中揭露,破碎带含角砾岩,假厚4.45米,断层上、下盘岩层倾角变化大,具牵引挠曲,1#2#煤层层间距增大、重复,真厚达8.48m。断层走向N50E,倾向NW,倾角80,切煤落差25m,延长约650m,将破坏-450m-600m标高煤层。该断层与f2断层呈平行产出。综

32、上所述,矿井地质构造较复杂。表31 断层一览表断层编号断层性质分布范围延伸长度(米)产状落差(米)断层迹象对煤层影响程度走向倾向倾角f1逆断层1勘探线401-3号孔N40ENE7015角砾岩明显,使长兴组地层增厚10米左右对煤层无影响f4逆断层3勘探线702号孔N6015岩芯较破碎,使长兴组一段地层增厚10米左右。对煤层无影响f5逆断层4勘探线703号孔N6010角砾岩明显,有水蚀痕迹,使嘉陵江组一段灰岩增厚10米左右对煤层无影响f6逆断层3勘探线703号孔N6035断层从K3煤层中穿过,造成K3煤层重复,但其上盘煤层不全,重复地层厚度2.18米。对-600米标高煤层有小的影响f7正断层5勘探

33、线705号孔NNE2510具角砾岩,使飞仙关一段地层厚度发生变化。对煤层无影响f8逆断层5勘探线705号孔NNE3015具角砾岩,使飞仙关一段地层厚度发生变化。对煤层无影响f9逆断层5勘探线705号孔NNE605具角砾岩,使K4K3煤层层间距增大,重复地层增厚3.5米对煤层影响不大(三)岩浆岩该区域内无岩浆岩侵入。四、区域水文地质南桐矿区北起南坪镇木渡河,南至藻渡河,南北长约40Km,东西宽约29Km,面积约240Km2。矿区地势东、南高,最高处为丛林沟井田之犬岩顶,标高1085.77米;北、西低,最低处为蛇涝子附近,标高256米,多属中低山丘陵地貌。区内可溶性石灰岩大面积出露,呈南北向展布全

34、区,特别是二叠系下统栖霞组、茅口组石灰岩,厚度大,质纯,横向沟谷深切,有利于岩溶地貌的形成及发育。溶洞、漏斗、落水洞等各类形态的岩溶遍布全区,地下暗河亦较发育,由此构成了本区特殊的岩溶地貌景观。矿区内发育有河流十余条,规模较大者有木渡河、丛林沟河、蒲河、板辽河、藻渡河等,其中木渡河为矿区北界,与南川苏家湾井田相邻,藻渡河为矿区南界,与綦江松藻井田相接。蒲河为矿区中部之主干河流。蒲河横贯矿区中部,其上游为孝子河以及支流腰子河和刘家河,汇集区内大部分地表水及地下水,蒲河与藻渡河都注入綦江,木渡河向北流,汇于文凤河注入乌江。(见南桐矿区水文地质单元划分示意图)表4-1 河 流 流 域 情 况 表 河

35、流 名称流 量(L /S)流 向流域长度 (Km)流 域 狀 况孝子河3.090由北向南15.0由南坪镇进入矿区,由北向南穿过丛林沟、红岩、砚石台井田,于两河口与腰子河汇合后称蒲河。丛林河由南向北转南西9.5发源于矿区东部老地层、由南向北再转南穿越砚石台井田及鲜家坪背斜诸地层后,向西流入孝子河。鱼田堡河0.058向北向南5.0源头在矿区东南部老地层。于石门坎流进矿区,由南向北穿过鱼田堡井田,在新民桥汇入蒲河。刘家河0.3481.320由南向北8.0发源于大桥乡,在刘家坝进入矿区,由南向北穿越王家坝向斜两翼诸地层,于谷口河汇入蒲河。洗布河04271958由南向北16.0从青年镇进入矿区,沿南向北

36、流经T1f、T1j、T2l,地层,于温塘附近汇入蒲河。麻板河14000由北东向 南西63发源于矿区东侧T3xj地层,由何家嘴进入矿区。沿北东向南西蜿蜒穿越乌龟山背斜,于温塘附近汇入蒲河。蒲 河6000080000由东向转北西200矿区主干河流。汇集区内河、溪及地表径流,由东向西转向北西穿越甘家坪向斜、八面山向斜、猫岩背斜、乌龟山背斜后于温塘附近流出矿区。矿区内地下水补给:矿区内主要发育有两条地下水径流带。(1)、羊角脑至鱼田堡河地下水径流带:起于羊角脑附近的栖霞组石灰岩中的B96漏斗,经黄秧嘴之K24落水洞由东向西发育,并串连B102、B103等落水洞,沿途吸纳溪沟地表水渗入补给,由鱼田堡河西

37、岸茅口组石灰岩中的W17流出。 (2)、桐子林至刘家坝地下水径流带:进口为刘家坝东面冒包一带栖霞组底部,岩溶裂隙由东向西发育,沿途串连B12、B13、B14岩溶点至刘家坝W21泉(标高322.46m)流出。茅口组石灰岩水性受侵蚀基准面控制。在侵蚀基准面以上含水性强,而在侵蚀基准面以下含水性则较弱。由此可知,含水性及岩溶发育程度均随含水层埋藏深度的递增而减弱,属岩溶裂隙含水层富水性强。由于茅口组石灰岩与6#仅有56m厚,生产系统亦建于此层上部,是矿井底板直接充水含水层。长兴组石灰岩由于地表岩溶、溶洞密布,在煤层开采后受采动影响,大量地表水、岩溶水经采动裂隙进入矿井,成为矿井水主要补给源。35南桐

38、矿业有限责任公司鱼田堡煤矿图4南桐矿区水文地质单元划分示意图南桐矿业有限责任公司鱼田堡煤矿五、矿井水文地质(一)井田边界及其水力性质矿井主要构成是东以鸦雀岩向斜为界,西以刘家河为界,上为煤层露头线,下为-600m标高。井田内上部采空区为两小煤矿,有少量积水通过采空区渗漏至我矿,对我矿安全生产无威胁。东鱼田堡河与大石板河、刘家河均已修建人工河床,现无河水渗漏至矿井。(二)含水层1、二叠系下统茅口组(Plm):灰及棕灰色厚层状石灰岩,上部有一燧石结核层,厚度105m,为煤系下伏地层。与可采煤层仅有56m的铝土和角砾岩相隔。出露面积广,标高+310+960m。地表岩溶、溶斗及裂隙较为发育,因此富含岩

39、溶裂隙水,为强含水层。地下水沿暗河畅通,并从溶洞流出成泉。本井田以大洞口一带为地下水分水岭。沿走向向腰子河和鱼田堡河发育多条暗河。鱼田堡河水系有大石板枫岩至97号泉、枫岩顶至大石板2号溶洞暗河,其水量丰富,溶道畅通,水流速高。东8号上山开凿中曾三次揭露了与暗河系统相连通的构造裂隙,施工期四次发生溃水。调查证明连通了暗河系统,改变了暗河流向。使洞2号溶洞水位下降。97号泉断流,证明了这些在当地侵蚀基准面以上的茅口灰岩暗河的发育程度,且有明显的季节性。东8号上山就曾一度干枯,说明发育受矿区侵蚀基准面+265米控制。2、二叠系上统长兴组(P2c):该层覆盖于龙潭煤组之上,真厚61.39m,为深灰、灰

40、色厚层状石灰岩,含燧石团块。由于裸露地表,其岩溶裂隙发育,因此岩层含水性及导水性较强,为强含水层。出露标高+310620m。含水丰富,岩溶发育。溶洞、溶斗沿露头分布。顺层面发育有地下暗河,沿暗河排泄区有泉水出露。由于开拓和不断延深,多数泉水干枯,由井下出水点代替。该含水层受当地侵蚀基准面+265m控制,本层在当地侵蚀基准面以上岩溶较发育,含水性强, +265m标高以下含水减弱,且岩溶减少。含水性随含水层埋藏深度的增加而减弱。亦反应出属浅部富水性强,深部弱的岩溶裂隙含水层,是矿井顶板直接充水含水层。由于采煤后,顶板冒落裂隙带高度已波及此层,大部分泉水已沿裂隙注入矿井。如圣水寺附近,塌陷裂隙将面积

41、约200平方米的农田裂变为高低相差约0.5米的两块稻田,田里蓄水及附近地表水沿裂隙下渗。该含水层受采动影响破坏,故对开采有重要影响。3、 三叠系下统嘉陵江组(T1j):岩性为灰色,深灰色薄至中厚层状石灰岩及白云质灰岩,该含水层对煤层开采有一定影响。(三)隔水层1、三叠系飞仙关组(T1f):该层覆盖于含水层长兴组之上,厚度为152.9米,岩性为灰色、浅灰色薄至中厚层状泥质砂岩及泥岩,为矿井间接隔水层。2、二叠系上统龙潭组(P2l):该层覆盖于含水层茅口组之上,厚度为87.8米,岩性为灰色、浅灰色薄至中厚层状泥质砂岩、泥岩及燧石灰岩;含煤67层,其中可采煤层2层,局部可采煤层1层,为矿井主要隔水层

42、。(四)矿井充水条件据勘探和生产矿井所揭露出的水文地质资料分析:茅口组、长兴组及老窑水为矿井充水的主要水源,但它们又受侵蚀基准面控制。在侵蚀基准面以上岩溶裂隙发育,地表溶洞、落水洞、漏斗分布甚密,地下水以垂直运动为主。在侵蚀基准面以下,岩溶、裂隙逐渐减少,地下岩溶裂隙发育规模亦随之减弱。矿井总涌水量及各水平的涌水量在开采初期除受大气降雨影响外,并随开采深度和面积的增加而增大,随后就逐渐趋于平稳而只随降雨量变化。矿井自投产以来,共发生大的突水事故近30次,其中最大的一次为“2403”西段风巷4#煤巷突水,初突水时流量达521m3/h(一九八七年八月二十日),停产60余天,平稳后水量为50m3/h

43、。从突水次数来看,老窑及顶板长兴组灰岩突水占全矿突水的80%,且突水量大。底板茅口组灰岩突水仅6次。突水稳定后,这些常年性涌水就成为矿井水的重要组成部分。从突水地段分析,以矿井东部边界和中部“0181”、“0182”采区最集中,余为鱼田堡附近零星分布几个点。中部“0181”、“0182”采区附近有突水点8个,其中突水量最大为20号点,其突水量为157m3/h(一九六一年七月九日)。此段对应于地表大湾子、杜纪坪、蒋家湾一带,原因是:此带处于边角地带,矿山压力容易集中,加之地面岩溶裂隙十分发育,为突水创造了有利条件。矿井东部边界处于鸦雀岩扭褶轴一带,在构造应力和矿山压力作用下,以及地表岩溶裂隙之影

44、响,为矿井突水提供了有利条件。从矿井涌水层位看:其顶板长兴组含水层水及老窑水占全矿涌水量的大部分(约占83%);茅口组含水层仅占小部分(约占17%)。现将对矿井充水有影响的因素分述于下:、老窑水及含水层的影响1、老窑水:由于矿井前期开采的老巷及采空塌陷洼地(如蒋家湾洼地,汇水面积为15600m2)的存在,使部分地表水汇于洼地内以及老巷中的水存于老巷中得不到及时疏排或被堵塞造成高压水体,一旦条件有利,它就会向矿井突然溃入。如一九八七年八月二十日“2403”西段工作面突水,就是由于“2401”西段排水不畅而积水造成高压水击穿阶段煤柱所致。初溃入瞬时流量达521m3/h,平稳后亦有50m3/h。已关

45、闭的部分小煤矿存在积水,如原炭口湾煤矿于2007年关闭,据调查其巷道内存在一定量的积水,小于500m3。说明本矿及关闭小窑老空水本矿井突水的主要水源。2、长兴组石灰岩:长兴组石灰岩直覆于龙潭组之上,距4#煤层平均只有41.79m,其采矿引起的冒落裂隙带(冒落裂隙带高度为64.96m)已直接波及此层。如大湾子一带,采矿冒落裂隙将农村房屋、地坝等拉裂。据40119孔在标高203.49411.49m井段抽水试验,单位涌水量为为0.447lsm,表明此层地面岩溶裂隙十分发育,浅部含水性强。因此,长兴组含水层是矿井主要充水源之一,其充水形式为水经冒落裂隙直接进入巷道。3、茅口组石灰岩:茅口组石灰岩位于龙

46、潭组之下,上距6#煤层仅“一板之隔”。地表与煤系地层界线处,溶洞、漏斗、落水洞随处可见,井田中部有羊角至鱼田堡河地下水迳流带及西端桐子林至刘家坝地下水迳流带的威胁。在这些地段由于受构造之影响,岩溶裂隙较发育。如大石板区东八号上山(标高285294m)开拓时,揭穿了茅口组石灰岩中构造裂隙而将水引入矿坑,其最大涌水量达520m3/h,险遭淹井之灾。因此茅口组石灰岩地下水亦是矿井不可忽视的充水水源。其充水途径主要为茅口组石灰岩中的构造裂隙。、地表水的影响流经本矿的地表水体主要有鱼田堡河及刘家河,它们均切割了栖霞组、茅口组、龙潭组、长兴组、飞仙关组、嘉陵江组诸地层,为河水通过含水层裂隙进入矿井创造了条

47、件。当矿井开拓及采煤至河床下方时,若采煤方法、防水措施不当,将可能造成河水沿塌陷裂隙进入矿坑成为水害。、断层影响井田内对煤层有影响的断层多属压扭性的逆断层,它本身富水性及导水性均较弱.但随着矿井不断开拓、延深及采动裂隙影响,可能会导致断层破碎带在地下水淋滤作用下疏通其裂隙使其导水,因此,在工作中仍须采取必要防范措施。南桐矿业有限责任公司鱼田堡煤矿表5-1 鱼 田 堡 煤 矿 突 水 情 况 统 计 表时 间水平名称 层 位具体地点突水性质始 突 量m3/h稳定流量m3/h水 源突 水 情 况1966 +294mP1 m2东八号上山溶洞水80暗河不详.+291m为枯水季节潜水面1986.9.2-

48、9.9 二水平4号煤层2403西段风巷天板来水 老塘水30.7采空区水天板来水,比较稳定1987.7.9二水平4号煤层2403西段风巷突水1537105.7老塘水 长兴灰岩水 地表渗透水7日8日晚9:20时穿水,之前近7天大雨,判定属顶板周期来压,煤柱稳定状态被破坏,距切割35米1994.7二水平4#层2401W段周期来压438200长兴水风巷推进44m,机巷推进44m,老顶出现初次来压而突水1995.12二水平4#层2402W4顶板突水45.020.0顶板离层裂隙水风巷推进30m,机巷推进34m,老顶出现初次来压而突水1996.6二水平4#层2404W2段顶板突水2710顶板离层裂隙水风巷推

49、进40m,机巷推进42m,老顶出现初次来压而突水1997.5.20三水平4#层3401W段长兴灰岩水200100采空水工作面推至55m时,老顶来压,顶板水进入机巷2004.7.23三水平4#层3401E3段长兴水165采空水工作面风巷推至200m时,提高机巷推进42m,工作面来水备注:矿井在2004年后未发生过突水事故。南桐矿业有限责任公司鱼田堡煤矿(五)井田及周边地区老窑水分布情况现鱼田堡采空区主要为-100m水平以上,其相邻的东西两矿,即东林、南桐煤矿采空区均有隔离煤柱保护,两矿渗透至我矿的水量极为有限。鱼田堡煤矿上部有两个已关闭的小煤矿,分别是:光焱煤矿(2013年关闭)、凤凰煤矿(20

50、10年关闭)。原关闭的炭口湾煤矿范围已增划入大石板煤矿,原炭口湾煤矿区域与鱼田堡煤矿留有安全隔离煤柱,积水量清楚,目前大石板煤矿已于2013年关闭,且鱼田堡煤矿在深部开采,其影响较小。综上所述鱼田堡煤矿范围内老窑水分布清楚,且不存在突水威胁。(六)矿井充水状况目前我矿水源主要来源于长兴裂隙水、老窑水和茅口含水层的水,其井下现无大的突水点。最大水源主要为4#煤层工作面在回采过程中的长兴裂隙水,涌水量的大小与4#煤层的位置和采区有关,水量最小为10t/h,最大为120t/h;对其采用的办法主要为,在4#煤层工作面形成之后和回采之前对其工作面的影响范围设计长兴疏放水钻孔, 使工作面在回采过程中工作面

51、无裂隙水的出现。在对其他突水点采取的措施就是堵、截、排的方式将水引入水沟至水仓,最后排出地面。表52 鱼田堡煤矿历年平均涌水量表水 平时间(年)+150水平涌水量(m3/h)100m水平涌水量(m3/h)350m水平涌水量(m3/h)全矿涌水量(m3/h)1982251332583198313814622719848519928419858219227419867518626119878521630119887123330419896425031419906124630719916939439319927641348919935246251419946245852019955441847219

52、965633038619973474271379199869166312546199992953825702000811025317222001619549264920024657517616200336945596892004391046468142005768648165920068556415555200715513530759720082101203006302009190693205792010145155247547201165207277549201253189428670201352170499721六、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

53、响程度的评价鱼田堡煤矿现属深部开采,井下受采掘破坏和影响,裂隙水发育,且有一定的补给水源,主要为长兴含水层和茅口含水层。目前生产水平以上为采空区,范围和水量均清楚。偶有少量突水,但对矿井安全生产无影响。(二)矿井防治水工作难易程度鱼田煤矿井下突水点主要集中在4#煤层,主要原因为该矿所开采的4#煤层距离长兴含水层距离较近,且在开采前由于受保护层开采的影响,裂隙水较为发育。通过我矿多年开采4#煤层的经验和矿井水文地质条件,在4#煤层开采之前对其实施采前疏放,即根据采动影响范围对其工作面实施疏放水钻孔,将有可能引起工作面突的水源通过钻孔排出,减少工作面的突水隐患,保证工作面顺利安全的回采。另外为减少

54、下水平的水量,该矿在一水平(+150m水平)实施长兴截流,即在长兴灰岩类布置泄水巷,对其进行堵、排、截的方式将上部长兴水从一水平排出,并取得了不错的成效,减少了下水平的涌水量。鱼田堡矿地表所对应的河流有刘家河、鱼田堡河、大石板河,且均已铺设人工河床,地表防洪沟也均已修建完毕,这些地表河床和防洪沟的修建在很大程度上也减少了井下涌水量。综上所述,鱼田堡煤矿防治水工程量较小、投入费用少,防治难度低。七、矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议(一)矿井水文地质类型的划分鱼田堡煤矿受采掘破坏的含水层主要是长兴灰岩,长兴灰岩为岩溶裂隙含水,浅部岩溶裂隙发育,随埋深增加岩溶发育程度减弱。长兴灰岩地表出露

55、广,并有多处被河流切割,但鱼田堡煤矿矿区范围内三条河流均已铺设人工河床,阻断了河流补给长兴灰岩,在矿井深部主要为采动裂隙水补给,补给条件一般;根据历年对矿井及周边老空区分布调查,老空区积水较少,水量清楚;根据2000年2013年矿井涌水量统计,年平均涌水量为:Q1=721(m3/h)、最大涌水量为:Q2=1022(m3/h);由于在矿井中部受F1断层影响,矿井以F1断层为界主要分为东西两个水文地质单元,在历年矿井东翼K3煤层开采后工作面易发生突水,由于近几年矿井在地表及井下实施了大量防治水工程,近5年矿井没有发生过突水事故;在防治水治理难度方面:主要治理方式有地面人工河床,修筑防排水沟,减少地

56、表水补给,井下采用钻孔疏水降压开采,治理难度较小,根据国家煤矿安全监察局2009年12月施行的煤矿防治水规定释义表21的相关标准,将鱼田堡煤矿划分为“水文地质条件复杂型矿井”。鱼田堡煤矿矿井水文地质类型划分表分类依据类别内 容 类别水文类型受采掘破坏或影响的含水层及水体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,有一定的补给水源中等复杂单位涌水量q(L.s-1.m-1)q:0.447中等矿井及周遍老空区水分布状况存在少量老空积水,位置、范围、积水量清楚中等矿井涌水量/(m3,h-1)正常Q1最大Q2Q1:721(2013年)Q2:1022(2013年)复杂突水量

57、Q3/(m3,h-1)Q3600中等开采受水害影响程度矿井偶有突水,采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全中等防治水工作难易程度防治水工作简单或易于进行中等依据以上表中对比得出:鱼田堡煤矿水文地质类型为复杂。(二)对防治水工作的建议根据该矿水文地质条件及成都理工大学对鱼田堡煤矿截流减排节耗方案研究,对矿井在今后的防治水工作提出以下建议。一、补充防治水规定中复杂矿井管理制度及水闸墙等等。二、地表水的治理1、鱼田堡煤矿矿井充水主要来自顶板。地表汇水洼地大部分已修了防洪沟将水引出汇水区外,但还应对陆朝湾修筑防洪沟、截水漕;对采空区地表塌陷填充夯实。2、对已修防洪工程进行检查及清理该矿虽在地面修筑了很多

58、防洪工程,但因山洪将部分防洪工程冲毁,仍需在每年洪水季节到来之前对各防洪工程进行全面检查,发现有毁坏或存在隐患的地方加以及时修复,确保矿井安全,特别是对刘家河人工河床加强修复。三、井下防治水工作1、本矿应对各水平的水做好隔离工作,尽量不让其下流至下水平,以减轻矿井排水负担。尤其应做好各水平排水沟的清理,保持水流畅通无阻。建议矿上定期对其进行检查和清理。2、在采矿过程中做到“预测预报,有疑必探,先探后掘”。巷道在过断层带附近或接近有积水威胁的老窑及岩溶地下水径流带附近,采取有效方法,防止突水事故的发生。根据矿上多年的实践经验,采取“地表排、洼地圈、平硐导、井下堵”的防治水措施是适宜有效的,应推广使用。

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