水文类型划分类型 - 图文

矿井水文地质类型划分报告

郑宏中鑫（新密）煤业有限公司

二0一一年元月

矿井水文地质类型划分报告

1、矿井所在位置、范围及四邻关系，自然地理等情况

1.1矿井所在位置、范围及四邻关系

新密市中鑫煤业有限公司是由原新密市岳村振中煤矿、新密市岳村鸿兴煤矿和新密市岳村新发煤矿经资源整合而成的一个矿井，位于新密市岳村镇境内，矿井设计生产能力为15万t/a，批准开采二1煤和一1煤层，服务年限4.15年。采矿许可证证号：4100000730457。

矿区东西宽约385m，东西长875m，面积0.22km2。矿区范围由以下10个坐标点的联机构成，具体拐点坐标如下表1-1-1：

表1-1矿区拐点坐标表

点号 1 2 3 4 5 X 3824935 3824997 3825031 3824950 3824958 Y 38451685 38451800 38452474 38452474 38452524 点号 6 7 8 9 10 X 3824820 3824712 3824810 3824644 3824786 Y 38452560 38452290 38452250 38451813 38451752 开采标高从+160m至+10m

1.2交通位置

新密市中鑫有限公司位于新密市东部，行政区隶属新密市岳村镇管辖，西距新密市15km，东北距郑州市约30km，矿区内有柏油马路向西可与郑（州）—登（封）公路相接，可至新密、郑州、新郑、许昌等地，交通较为便利。详见交通位置图1-2-1。

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图1-2-1 交通位置图

1.3自然地理

本矿区地表属丘陵地形，区内地势西高东低，冲沟发育。煤系地层被第四系冲积层所覆盖。地表海拔标高在269.30~260.50m之间，最大相对高差8.80m。

本区地处淮河水系春马河流域，自西北向东南汇入双烯河，在经颖河最终注入淮河，春马河属季节性河流，据数据记载，其流量为0.021—896m3/s，最高洪水为+183— +185之间。地面冲沟几乎常年干枯，只在下雨时有短暂水流，雨后即干。夏秋雨季，稍有灰水对矿区开采影响不大。

本区属典型的大陆性半干旱气候。降雨主要受季风影响，夏秋季节炎热雨多，冬春季节低温干旱。本区降水多集中在七、八、九三个月，约占年降水量的50%。最大年降雨量1102.9mm，最小年降雨量416.5mm，

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一般为614.6~765.73mm。年平均蒸发量2086.3mm，冬季以西、西北风和东、东北风为主，夏季多东南风，风力在冬春季最大，最大风速28~40m/s。近三十年，年平均气温14.6℃，七月最热，最高气温可达41.3℃，元月最冷，最低气温可达-17.8℃。最大积雪深度20cm，最大冻土深度20cm。

2、以往地质和水文地质工作评述

新密煤田的地质勘查工作始于五十年代，先后有多家地勘单位开展过不同程度的煤矿勘查工作；其中河南省地质局密县地质队于1958年12月提交了《河南省密县煤田岳村矿区地质勘探报告》，后由郑州矿务局地测处及钻探队在芦沟井田进行生产补勘，于1988年提交有《芦沟矿补充勘探地质报告》。历次勘探先后在本矿区内及周边共施工了5个钻孔，总 过程量1099.55m，其中揭露二1煤层5孔次，揭露一1煤层2孔次。

1996年9月，原新密市岳村振中煤矿委托郑州市矿业协会芦沟矿业服务处编写了《新密市岳村振中煤矿矿产储量报告》。计算二1煤层A级储量19.2万吨，全部为保有储量。新密市国土资源局审查后报河南省矿产储量委员会，河南省矿产储量委员会以“豫储字（1996）070号”储量批准证书批准。

2002年1月，原新密市岳村鸿兴煤矿委托河南省煤炭地质勘察研究院编写了《河南省新密市岳村镇岳村矿区鸿兴煤矿储量报告》。计算二

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煤层总储量44.9万吨，其中A级储量22.5万吨，B级储量22.4万吨。保有A级储量18.5万吨，B级储量22.4万吨。经郑州市国土资源局审查并报告河南省国土资源厅，河南省国土资源厅以“豫国土资储认证字

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（2002）134号”储量评审认定证书认定。

2003年11月，原新密市岳村新发煤矿委托郑州矿务局地质勘探工程公司编写了《河南省新密市岳村新发煤矿资源储量核查报告》。该报告估算了二1煤层探明的经济基础储量（111b）39.2万吨，其中动用（111b）8.4万吨（含芦沟矿动用2.6万吨），保有（111b）30.8万吨。经河南省矿产资源储量评审中心评审并报河南省国土资源厅，河南省国土资源厅以豫国土资储备（小）字［2003］072号予以备案。

以上报告提供了较真实、可靠的地质成果，详细查明了矿区煤系地层分布、构造形态和断层展布；详细查明了矿区可采煤层的层数、层位、厚度、结构和可采范围；详细查明了二1煤层的煤质特征、煤类和煤的工业利用方向；查明了直接充水含水层的岩性、厚度、埋藏条件、含水层的空间发育和分布情况；研究了开采技术条件，为矿山建设开发提供了可靠的地质数据。

3、井田水文地质条件及含水层和隔水层分布规律区域地质特征

3.1矿区主要含水层组

区内主要含水层有寒武系~奥陶系石灰岩含水层、石炭系上统太原组下段石灰岩含水层、石炭系上统太原组上段石灰岩含水层、二叠系山西组二1煤顶板砂岩含水层、上、下石盒子组砂岩含水层。

(1)、寒武系~奥陶系石灰岩含水层

主要是指寒武系上统长山组和奥陶系中统马家沟（O2m）组地层，岩性主要由白云质灰岩和角砾状石灰岩组成。据区域资料，该含水层最厚48.5m，一般10~30m岩性为灰色厚层状砾灰岩，岩溶裂隙发育，富水性

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和导水性较强，但含水均匀。为其岩岩溶裂隙承压含水层。

该含水层距一1煤层底只有10.47m，为一1煤层底板直接充水强含水层。该含水层距二1煤层底约80m，为二1煤层底板间接充水强含水层。

(2)、太原组下段石灰岩含水层

一般上L1~4石灰岩组成，其中L1和L4石灰岩相对稳定，分布连续，含岩溶裂隙承压水，含水不均，富水性、导水性较强。钻孔揭露厚18~20m。据区域钻孔抽、放水资料，静水标高110.0m，单位涌水量q=1.17~1.651L/s·m，渗透系数K=5.802~6.35m/d，水化学类型为HCO3—SO4—Ca·Mg—K·Na型，矿化度0.238~0.283g/L，PH值7.5~7.7，水温16.5~17℃。

该含水层直接压一1煤层，为一1煤层顶板直接充水含水层，距二煤层底一般40~60m，为二1煤层底板间接充水含水层。

(3)、太原组上段石灰含水层

由L7~L8两层灰岩组成。岩性为深灰色含生物屑泥晶灰岩，含燧石团块，具裂隙和溶蚀现象，含岩深裂承压水，含水不均，富水性、导水性较强，钻孔揭露厚7~14.02m，平均10.83m，据区域钻孔抽、放水资料，静水位标高198.46m，单位涌水量q=0.108L/s·m，渗透系数K=0.895m/d，水化学类型为HCO3—Ca·Mg型，矿化度0.238~0.312g/L，PH值7.3~7.5。

该含水层距二1煤层底平均为10.08m，为二1煤层底板直接充水落石出层，对开采二1煤层有直接影响，是矿井水疏排的首要对象。

(4)、二1煤顶板砂岩含水层

二1煤层直接顶板多为砂质泥岩，而老顶多为浅灰、灰白色中~粗粒

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长石石英砂岩，厚3.95~12.50m，平均6.18m，含孔隙裂隙承压水，含水、富水性弱，透水性差。据生产矿井调查资料表明该含水层富水性普遍较弱，矿井充水形式以淋水、渗透为主，矿井涌水量多在5~20m3/h。据生产矿井资料，静水位标高196.55m，单位涌水量q=0.0026L/s·m，渗透系数K=0.0008m/d，化学类型为HCO3—（K+Na）·Ca型，水温16℃，矿化度1.87g/L，PH值6.57。

该含水层下距二1煤顶0~8.50m，平均3.52m，为二1煤层顶板直接充水含水层，但其含水、富水性弱，透水性差，对开采二1煤层影响不大。

(5)、上、下石盒子砂岩含水层

一般由6~10层浅灰、灰绿色中~粗粒砂岩组成，平均厚度约30m，岩性、岩相变化大，裂隙不甚发育，含微弱的孔隙裂隙承压水，富水性普遍较弱，区内缺乏该含水层的阻隔，正常情况下对开采二1煤层影响很小。

3.2矿区主要隔水层组

(1)、本溪组隔水层

由鲕状铝土岩和铝土质泥岩组成，沉积连续，层位稳定，厚度平均8.50m。岩石致密，节理、裂隙不发育。正常情况下，可阻隔寒武系石灰岩水和太原组下段石灰岩水的联系，但遇到厚度较薄地段或采动、构造破坏严重时，隔水能力会降低，甚至不起隔水作用。

(2)、太原组中段隔水层

系指L4和L6石灰岩之间的泥岩、砂质泥岩和细粒砂岩，平均厚度16.28m。全区分布，层位稳定。正常情况下，可阻隔太原组上、下段石

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灰岩水的联系。

(3)、二1煤层底板隔水层

该层赋存于太原组上段石灰岩与二1煤层之间，岩性主要为泥岩。平均厚度10.52m，正常情况下，可阻止太原组上段灰岩水进入二1煤矿床，但遇厚度较薄地段或受构造破坏较严重时，隔水能力将会降低，甚至不起隔水作用。

(4)、上石盒子组上段隔水层

主要由泥岩、砂质泥岩和粉砂岩组成，由于厚度较大和岩石的不透水性，所以隔水条件3 矿区水文地质条件

4、矿井充水因素分析,井田及周边老空区分布状况 4.1二1煤层底板灰岩岩溶裂隙承压水

(1)、奥陶系灰岩水

为底板承压水，目前水位标高+110m，对一1煤层开采有较大的影响，但对二1煤层生产系统无影响。

(2)、L1-3灰岩水

该层和下部的奥陶系灰岩水水力联系密切，同样为底板承压水，但由于距二1煤层较远，中间有一定的隔水层的存在，对二1煤层开采无直接影响。

该含水层是一1煤层的直接顶板，为开采一1煤层的主要充水含水层。 (3)、L7-8灰岩水

该层含水层经长期疏放，水位已下降至-60m标高以下，水位较低，对二1煤层生产系统构不呈威胁。

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4.2二1煤层顶板砂岩裂隙承压水

为二1煤层顶板主要充水含水层，该层厚度大，裂隙发育，但富水性差，径流慢，接受补给水源不组，一般水量不大，是开采二1煤层疏排对象。

4.3大气降雨与地表水

(1)、大气降水

本矿附近无常年性地表水，雨季降水汇入沟谷中形成的临时性地表水，通过地面裂隙、断层破碎带进入地下或直接渗入地下补给矿床，为矿床充水的主要水源。

(2)、地表水

本区位于马春河流域，春马河位于本区的西部、西南部，周边矿井的排水汇入春马河形成一条小溪，流量不大，且距离本区较远，不易进入矿床。

4.4断裂构造水

本矿区位于新密煤田芦沟井田西北部，属新密复式向斜的东翼东端，从煤层底板等高线及矿区地质剖面图上可以看出，本矿区是一个向东南向倾斜的单斜构造，地层走向60~75°，倾向150~165°，倾角13~20°。本矿在送巷过程中没有遇见断层。从上述资料可以看出矿区内构造简单，因此断裂构造水对矿床开采无太大影响。

4.5老窑、老空水

本矿浅部为大面积的老空区，可能积存有老空水，在接近这些区域进行采掘活动时，必须进行探放水措施，防止老空水溃出。

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4.6井筒淋漓水

由于井筒揭露并沟通了煤层顶板各含水层，使之相互间产生了水力联系，构成了未来矿井开采对矿井充水的人为通道。井筒虽都进行过泥浆护壁，但在生产中，当回采落顶后冒落破裂与井筒沟通时，井筒即将为泄水通道向矿坑涌水。故本矿在生产中，井筒将会是二1煤层充水通道之一，特别是原小矿的报废井筒在开采过程中要时时观测。

5、矿井涌水量构成分析,主要突水点位置、突水量及处理情况

5.1预算方法及公式及基本参数的选取

根据矿井地质储量核查报告资料： 开采二1煤层矿井涌水量计算

据前述本矿水文地质条件与现生产矿井条件相似，故矿井涌水量预算采用比拟法较为合适。

Q?Q0?4FF0?SS0 S=217335㎡ 设计矿井开采面积 S0=130815㎡ 生产矿井开采面积 F=F0 设计、生产矿井水位降深 正常Q0=25m3/h 矿井正常涌水量 最大Q0=50m3/h 矿井最大涌水量 代入上述计算公式即得

Q正常=28.4m3/h≈30m3/h Q最大=56.8m3/h≈60m3/h 需要说明的是：本次涌水量预算仅预算正常涌水量和雨季可能发生

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的最大涌水量，井田内有采空区，采空区积水情况不清，故此次预算的矿井涌水量不包括断层、采空区等瞬间涌水量，且区内无钻孔抽水试验数据，因此，本次预算涌水量结果仅供参考。建议矿方在实际开采过程中注意井下涌水量的动态变化，坚持有疑必探的原则进行生产，以防突水淹井。

5.2矿井充水分析

通过上述对该矿井水文地质的分析，归纳本矿井充水因素大致可分为以下几项：

1）大气降水及地表水本矿附近无常年性地表水，雨季降水汇入沟谷中形成的临时性地表水，通过地面裂隙、断层破碎带进入地下或直接渗入地下补给矿床，为矿床充水的主要水源。本区位于马春河流域，春马河位于本区的西部、西南部，周边矿井的排水汇入春马河形成一条小溪，流量不大，且距离本区较远，不易进入矿床。

2）老窑及老空水：该区二1煤层开采时间较长，矿区内老窑较多，井田内存在有采空区，有的采空区推测积存有积水，尤其是顶板老空水，当顶板冒落时，破碎带与二1煤层顶板相沟通时，将会危及矿井安全生产，因此要特别防范本矿井的老窑及采空区水。

3）底板灰岩水：本区内底板灰岩水有a、奥陶系灰岩水,为底板承压水，目前水位标高+110m，对一1煤层开采有较大的影响，但对二1煤层生产系统无影响。b、L1-3灰岩水，该层和下部的奥陶系灰岩水水力联系密切，同样为底板承压水，但由于距二1煤层较远，中间有一定的隔水层的存在，对二1煤层开采无直接影响。该含水层是一1煤层的直接顶板，

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为开采一1煤层的主要充水含水层。c、L7-8灰岩水，该层含水层经长期疏放，水位已下降至-60m标高以下，水位较低，对二1煤层生产系统构不呈威胁。

4）、顶板砂岩裂隙承压水：为二1煤层顶板主要充水含水层，该层厚度大，裂隙发育，但富水性差，径流慢，接受补给水源不组，一般水量不大，是开采二1煤层疏排对象。

6、对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价

煤矿防治水工作是多方面，在人员组织配备、组织机构和规章制度的建立，到资金保障、预测预报和防治水工程、监察管理等方面应予以重视，矿井防治水难易程度评价如下：

1、地表防治水难易程度评价

由于煤层的开采，浅部形成的裂隙可能达到地表，在下沉盆地的边缘，会生产地表裂缝，地表裂缝可能将雨水导入井下。因此，每年雨季前应对防治水工作进行全面检查，雨季每次降大到暴雨时或降雨后，应派专人检查矿区及其地面有无裂缝、老窑陷落和地表塌陷等现象，发现漏水情况应及时处理。并将地表塌陷的裂隙进行充填，防止雨季时地表水沿裂隙浸入井下。

为了作好雨季防洪排涝工作，矿井应采取以下措施：

1）、掌握当地历史降水量和最大洪水位数据，结合本矿具体条件建立疏水、防水和排水系统。

2）、雨季必须加强对矿区内季节性河的管理，对引起的地面裂缝必须及时进行充填及防渗处理，河道应定期进行疏通清理，但严禁破坏河

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床底部隔水；特别要重点加强雨季三防工作，若出现暴雨或洪水时，及时巡查并撤出井下人员，必须制定相应的防洪措施并严格执行。防止地表水渗人到井下发生淹井事故。

3）、定期检查泄洪沟、排水沟等设施完好情况，发现淤积排水通道时，及时进行清理，保证地表水通畅下泄。

4）、定期检查地面废弃井筒及塌陷裂隙并应及时充填轧实，对于废弃的井筒，必须进行密闭，浇注一个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土混凝土盖板减少大气降水对矿坑的补给。

5）、对于容易积水的地方应修筑沟渠，排泄积水。修筑沟渠时，应避开煤层露头、沟缝和透水岩层。特别低洼地点不能修筑沟渠排水时，应填平压实。

6）、矿井在雨季前必须对防洪防水工作进行全面检查，组织抢险队伍，储备足够的抢险物资。

2、老窑及老空水防治难易程度评价

矿井在生产过程中，要做好小窑和老空区水害的防治，避免或减少事故的发生，必须采用“教育引导”与“严格管理”双重措施，具体如下：

1）、教育职工熟悉突水征兆，即牢记：煤层发潮、变软、色暗无光彩、挂汗、工作面气温降低，或出现雾气或有硫化氢（俗称臭鸡蛋味）气味等，这些都是可能出水的征兆。

2）、对已经探明的积水区，采掘工程接近时，要事先划定警戒范围，并安排好应急水仓、排水设备等，制定好安全措施后、再进行探放，待彻底排空积水后，才允许掘进或回采。

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3）、对未知积水区，要严格执行“有掘必探，先探后掘”的原则，坚持探放水制度，绝不能“未探先掘”。

4）、严格保护各类煤柱，尤其是边界防水煤柱、断层和采空区煤柱。 5）、要定期进行检查地面废弃井筒、及小窑及塌陷裂隙情况，并应及时充填轧实，对于井田内废弃的井筒，必须进行密闭，浇注一个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土混凝土盖板减少大气降水对矿坑的补给。

6）、探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准打钻孔探放水;探放水时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。

钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其它有害气体浓度超过本规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。

3、顶、底板水的防治难易程度评价

对本矿来说，二1煤层顶板直接含水层为顶板砂岩裂隙承压水，该层厚度大，裂隙发育，但富水性差，径流慢，接受补给水源不组，一般水量不大，是开采二1煤层疏排对象。

通过对煤层底板各含水层的突水性进行分析，针对本矿实际情况，由于煤层底板隔水层能有效的阻止底板隔水层进入到矿坑，二1煤层距L2灰和奥灰之间的距离远，L2灰和奥灰水矿井开采影响不大，但矿井防治水工作仍不可忽视，在矿井生产过程中，要做好防治水工作，坚持“预测

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预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原则，严禁越界开采。

7、矿井水文地质类型划分及防治水工作建议 7.1矿井水文地质类型划分

本矿二1煤层充水水源主要是顶板砂岩裂隙水，因此将本矿二1煤层水文地质类型定为第二类一型，即以顶板砂岩裂隙水为主、水文地质条件简单的充水矿床。

根据比拟法算出该矿正常涌水量为30m3/h，最大涌水量为60m3/h。需要说明的是：本次涌水量预算仅预算正常涌水量和雨季可能发生的最大涌水量，井田内有采空区，采空区积水情况不清，故此次预算的矿井涌水量不包括断层、采空区等瞬间涌水量，且区内无钻孔抽水试验数据，因此，本次预算涌水量结果仅供参考。在实际开采过程中注意井下涌水量的动态变化，坚持有疑必探的原则进行生产，以防突水淹井

7.2防治水工作建议

1、进一步作好本区水文地质工作，得出准确的水文地质参数，计算各含水层的具体水量及采空区积水量，从定性描述到定量掌握，确保矿井不出现水患。

2、加强全员职工的防治水教育，提高全员职工的防治水患意识； 3、本矿有采空区、顶板砂岩裂隙水、底板灰岩承压水的存在，要特别注意这些突水因素，采取切实可行的预防措施。此外要根据原矿井和相邻矿井涌水情况配足排水设施，在采掘时坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原则，在进行超前探放水时，要求严格制定和执行探放水措施。

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4、为准确确定矿区采空区的分布范围和位置，建议我矿进行地面电法勘探，准确计算采空区积水量，合理布置采掘巷道，降低生产成本和采空区水患风险。

5、对于井田内废弃的井筒，必须进行密闭，浇注一个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土混凝土盖板减少大气降水对矿坑的补给。

6、必须加强对矿区内季节性河的管理，对引起的地面裂缝必须及时进行充填及防渗处理。特别要重点加强雨季三防工作，若出现暴雨或洪水时，及时巡查并撤出井下人员，必须制定相应的防洪措施并严格执行。防止地表水渗人到井下发生淹井事故。

7、设立水文长期观测站，加强对采空区、断层带的监测预报工作。

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4、为准确确定矿区采空区的分布范围和位置，建议我矿进行地面电法勘探，准确计算采空区积水量，合理布置采掘巷道，降低生产成本和采空区水患风险。

5、对于井田内废弃的井筒，必须进行密闭，浇注一个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土混凝土盖板减少大气降水对矿坑的补给。

6、必须加强对矿区内季节性河的管理，对引起的地面裂缝必须及时进行充填及防渗处理。特别要重点加强雨季三防工作，若出现暴雨或洪水时，及时巡查并撤出井下人员，必须制定相应的防洪措施并严格执行。防止地表水渗人到井下发生淹井事故。

7、设立水文长期观测站，加强对采空区、断层带的监测预报工作。

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