某煤矿矿井水文地质调查报告(DOC 41页)
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
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3?５
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4?７
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
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》（2009.9）;
（2)国家煤矿安全监察局《煤矿防治水规定释义》(2０09.1２）;
（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》（２０11)；
（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》（20０0．5)；
（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20０5年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2012年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,通过资料收集、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２０11年５月１1日颁发的兴仁县王家寨煤矿采矿许可证(证号：C５200002０１1051120112940,生产规模30万吨/年,有效期限3个月,自２01１年5月至２01１年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0.560～1．３２０ｋ
m, 呈一规则多边形，共由8个拐点圈定，井田范围平面积2.61８7k ｍ2,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
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(ＧＢ1830６－2０01,1∶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》(ＧB500１１~2010）,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、2００5年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K １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通过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通过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2０05年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：通过实地调查和访问,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目前的涌水量情况。
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。
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
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（Ｍa
ｄ):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（A d):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(S t,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Qg ｒ,d(MJ/kg) 一般在32.８2~３5.９9MＪ/kg之间，为特高热值煤。
）:K１、K６煤层为低挥发分煤，K３、Ｋ3、K4、
⑤挥发分(V d
ａf
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
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