2012年泰山隆安水情水害預報說明
2012年泰山隆安水情水害預報說明
編 制：
審 核：
地質副總：
總 工：
編制單位：泰山隆安地測科
編制日期：二○一二年元月十日
水情水害年預報
一、采掘范圍
根據保德縣國土資源局批準我礦《煤礦企業(yè)塊段開采設計書》采掘范圍坐標圈定如下：
8101回采工作面： 1.X=4314920.586 Y=19512126.853
2.X=4314915.586 Y=19513096.590
3.X=4314711.086 Y=19512124.103
4.X=4314716.590 Y=19513128.590
8103預回采工作面：1.X=4315155.090 Y=19512079.442
2.X=4315155.090 Y=19513211.470
3.X=4314920.586 Y=19512079.442
4.X=4314920.586 Y=19513211.470
8115掘進工作面： 1.X=4316795.212 Y=19512063.666
2.X=4316796.462 Y=19513211.470
3.X=4316558.264 Y=19512063.978
4.X=4316556.762 Y=19513211.470
8113準備掘進工作面： 1.X=4316524.264 Y=19512057.121
2.X=4316524.264 Y=19513282.090
3.X=4316276.064 Y=19512057.121
4.X=4316276.064 Y=19513282.090
二、預報依據
1、山西省地質勘查局二一二地質隊提供《礦井地質報告》。
2、山西省煤炭地質物探測繪院提供《首采區(qū)三維地質勘探報告》。
3、山西省地質勘查局二一七地質隊提供《水文地質圖》。
4、《泰山隆安礦井水文地質類型劃分報告》。
5、泰山隆安煤業(yè)公司2012年度采掘接續(xù)計劃。
三、地質構造
1、褶曲：預報區(qū)內受黃河地塹構造的控制，地層總體為一單斜構造。受南北向大地構造的影響，在傾斜方向上有小的起伏變化。
2、斷層：據《三維地質勘探報告》分析，預報區(qū)內有1-3條近南北向小斷層，其斷層落差較小，不會對回采和掘進產生造成大的影響。8101、8103順槽在距集中回風巷85-130m處揭露的一條走向近南北向，向西傾斜，落差1.3-1.8m的小斷層。
3、裂隙：根據已掘巷道揭露的資料，預報區(qū)內煤巖層受黃河地塹構造的影響，而造成張性裂隙較發(fā)育，煤層中每隔150m左右發(fā)育一組裂隙，每組有裂隙3—5條，但裂隙破碎帶寬度不大，不會對采掘造成大的影響。
四、水文地質
1、地表水體
1)井田內有朱家川河、代家溝-腰莊河、冀家溝腰莊河，但均不在首采區(qū)內，且沒有發(fā)現大的導水構造，預報區(qū)采掘不會受這幾條河流的影響。
2)老婆溝中型壩水塘位于井田西部邊緣，首采區(qū)匯水范圍包括馬鋪頭村東，言家茆黃土山梁兩側大部分區(qū)域，匯水面積約3km2。塘內水體主要來源是季節(jié)性雨水，地表洪流沿黃土河谷松散層向下游逕流，匯集于老婆溝中型壩水塘。老婆溝中型壩壩高約10 m，寬5 m，長90 m，季節(jié)性積水面積100m×100m，水深約2-4 m。居于首采區(qū)計劃掘進的8105工作面切眼正上方處，8103與8105相鄰，回采8103時需加大觀察力度，做到先排水，先治理后開采，確保免除水患。
3)井、泉：本次勘探在井田內及周邊共計調查泉、井27眼，分布在各村莊及其附近，泉、井底部出露多為砂巖裂隙含水巖層，井深1-15m，出水量0.1-10噸/日，泉流量為0.02-5.24L/s，為當地村民飲用水水源?？拷?a href=http://cltuan.cn target=_blank class=infotextkey>煤礦采空區(qū)地段原有的井、泉均已干枯，村民靠從外地拉水生活飲用。故不會對采掘有大的影響。
2、主要含水層
預報區(qū)位于黃河地塹東緣，地層呈單斜構造，但局部受南北向大地構造影響，傾斜方向上的小型起伏區(qū)含水層為集水區(qū)。
天橋泉域逕流區(qū)，主要含水層有：
1)新生界松散巖類孔隙水含水層
第四系黃土廣泛分布，厚0-114.15m，平均厚45.37m，主要接受大氣降水補給，蓄水條件差，富水性弱，為不含水透水層，與基巖或與古土壤接觸處有泉水出露，流量不大，泉流量為0.01-1.0L/s。
第三系上部為棕紅色亞粘土，含鈣質結核及灰?guī)r礫石。下部一般為鈣質膠結的礫巖層，礫巖成份以石灰?guī)r為主，其次為石英巖。本組厚度0-90.89m，平均厚27.65m。卵礫石孔隙水屬上層滯水，泉水流量小于1L/s。
2)石炭系砂巖含水層
石炭系太原組含水層：鉆孔揭露含砂巖2-3層，泥灰?guī)r1-2層。發(fā)育穩(wěn)定的有二層弱含水砂巖層，即底部為灰白色、厚層狀中粗砂巖、含礫粗砂巖(晉祠砂巖又K2砂巖)，厚3.33-17.10m，平均8.07m。13號煤之上發(fā)育一層穩(wěn)定的含礫砂巖，最厚達49.77m，平均35m，稱為橋頭砂巖。9號煤與10煤層間的灰?guī)r(L2) 厚度2.2-14.83m，平均5.89m。該砂巖含水層不影響8﹟煤層的開采。
3)二疊系山西組含水層：鉆孔揭露有砂巖1-2層，灰?guī)r1-2層，砂巖厚2.00-27.84m，平均11.69m，底部的粗粒長石石英砂巖(K3)，膠結較致密，節(jié)理裂隙發(fā)育程度低, 厚0.80-13.42m，平均4.92m。該砂巖含水層不影響8﹟煤層的開采。
二疊系石盒子組含水層：鉆孔揭露砂巖厚8.95-54.19m，含砂巖2-3層。底部的灰白色中粗粒砂巖(K4)，厚2.00-27.84m，平均11.69m，以泥質膠結為主，為弱含水層，但集水區(qū)及節(jié)理裂隙發(fā)育處，會出現錨索眼或錨桿眼滴淋水現象。在預報區(qū)內雖對采掘生產影響不大，但采掘生產時要準備好排水設施。
水文孔石炭、二疊系含水層水文地質特征表
孔 號孔 深
(m)含水層
時代含水層
厚度
(m)水位
埋深
(m)水位
標高
(m)抽水試驗
單位涌水量(L/s?m)滲透系數
(m/d)
Zk 1004269.83 C3t-P1s 17.94219.08922.1120.00541 0.2825
Zk 1402219 C3t- P1s 17.0087.22903.559 0.0628 4.3125
采取水樣分析結果，地下水水質類型HCO3-SO42- - Na+Ca2+Mg2+型為主，礦化度0.68-0.79g/L，總硬度368.03-379.39mg/L，PH值7.8-8.0，水質中等。
4)奧陶系石灰?guī)r巖溶水含水層
井田位于天橋巖溶水泉域逕流區(qū)，主要含水層為奧陶系下馬家溝組及上馬家溝組第一段，巖溶水富水性不均一，存在層間富水帶。
根據勘探鉆孔揭露，含水層為奧陶系上馬家溝組，巖性以白云巖、白云質灰?guī)r與石灰?guī)r為主，巖層層面平緩，傾角小于5°, ZK1402鉆孔在石灰?guī)r地層段鉆進時，上部沒有明顯的泥漿滲漏現象，裂隙及溶蝕裂隙不發(fā)育，下部鉆進到315-326m處發(fā)生沖洗液消耗量嚴重，孔口不返水，巖心中見溶蝕孔洞。鉆孔揭露石灰?guī)r厚度126m, 水位埋深為149.84m，水位標高840.931m,據抽水試驗資料，該段含水層單位涌水量為0.0928 L/s·m，含水層富水性弱。ZK1004勘探鉆孔揭露石灰?guī)r厚度為150 m，水位埋深為299.60m，水位標高841.592。
預報區(qū)內奧陶系石灰?guī)r巖溶水靜水位標高在8﹟煤層之下60—100m處，故不會對預報區(qū)內8﹟煤層的采掘造成影響。
ZK1004鉆孔采取石灰?guī)r中地下水水樣地下水水化學類型為HCO3-- Ca2+Na+型，礦化度0.58-0.60g/L，總硬度321.79-326.82mg/L，PH值7.65-7.70，耗氧量4.14mg/L，呈弱堿性，水質良好。
3、主要隔水層
井田內較穩(wěn)定的隔水層主要為石炭系本溪組鐵鋁質泥巖，其次為各含水層間泥巖及第三系紅粘土隔水層。
1)石炭系本溪組鐵鋁質泥巖隔水層：上部為灰色粉砂巖、粘土質泥巖，偶加一層煤線。下部為深灰色粉砂巖、細砂巖，偶見一層深灰色生物碎屑灰?guī)r(K1標志層)，底部為鋁土質泥巖，局部見蜂巢狀褐鐵礦層。本組厚11.90-28.98m，平均24.22m。該層空間分布穩(wěn)定，厚度變化不大，巖石膠結致密完整，質地細膩，裂隙很不發(fā)育，是良好的區(qū)域性隔水層。
2)二疊系山西組和石炭系太原組地層中的層間泥巖隔水層：分布于不同時代地層中的泥巖和砂質泥巖，往往與砂巖、煤層呈穩(wěn)定的互層產出，泥巖和砂質泥巖單層厚 0.5-14.93m，巖石完整，結構致密，巖性單一，常在一定范圍內形成相對良好的隔水層，在開采煤礦中由于有層間隔水層存在，不會形成區(qū)域內各含水層間的直接水力聯系。
3)第三系上新統(tǒng)紅粘土隔水層：賦存于第四系松散層底部以下，一般被黃土覆蓋，多出露于溝底及坡腳，分布穩(wěn)定，含鈣質結核，本組厚度0-90.89m，平均厚27.65m，該隔水層的存在可阻止第四系淺層潛水的下滲。
4、地下水的補、徑、排條件
1)奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水
井田位于天橋泉域的西南部，煤系地層以東廣大地區(qū)出露奧陶系灰?guī)r，巖溶水在此區(qū)域接受大氣降水和地表水的滲透補給，是奧陶系巖溶水的主要補給區(qū)。奧陶系石灰?guī)r下伏于煤系地層，井田處于巖溶水逕流區(qū)，逕流方向為由東南向西北，匯集于天橋泉區(qū)排泄，排向黃河,同時在區(qū)域流場范圍，有部分水井開采石灰?guī)r地下水。
2)石炭、二疊系砂巖裂隙水
礦區(qū)內石炭二疊系地層大部為第四系黃土覆蓋，石炭、二疊系地層出露在朱家川河、腰莊河河谷中，砂巖層間裂隙水其裸露區(qū)除接受大氣降水補給外，還接受河流補給。排泄方式以人工開采周邊生產礦井的礦坑排水為主，部分沿破碎帶下滲補給奧陶系石灰?guī)r溶水，亦有部分在溝谷低洼處呈泉水溢出。由于層間泥質巖的隔水作用及單斜構造地層的影響，具承壓性，逕流方向沿地層傾向由東北向西南運移，經本區(qū)排向下游。近年來，受煤礦開采影響，地下水逕流條件發(fā)生了改變。
3)新生界松散巖類孔隙水
第四系黃土和第三系卵礫石孔隙水靠當地的大氣降水滲透補給，并就地排泄于河道與溝谷，形成泉水。由高向低運移，同時向下伏基巖滲漏，主要排泄方式為人工開采。
4、構造對開采的影響
預報區(qū)內主要為向斜構造，地下水順層運移后在傾斜方向上起伏變化的低洼處富集，可使錨索或錨桿眼滴淋增大。另外，由于在斷層或裂隙發(fā)育，不同程度上破壞了隔水層的隔水性能，增強了上、下含水層的水力聯系，故在遇到斷層或裂隙時可使煤層頂板滴淋水加大，但根據已掘巷道及綜采工作面的推采情況分析，構造對礦井充水性影響不大，不會造成水害事故。
5、充水因素分析
1)預報區(qū)內8號煤層直接充水含水層為頂板砂巖裂隙含水層，隨著煤層開采而產生的塌陷裂隙，局部受K4 砂巖裂隙含水層的影響，但其含水性弱，對礦井生產不至于構成威脅。由于開采而產生的導水裂隙帶發(fā)育至基巖風化帶裂隙含水層或第四系含水層底部時，該兩含水層的水將導入井下對煤層開采生產較大的影響。因此要對回采塌陷區(qū)高度關注，記錄其帶來的涌水量大小，以免已回采工作面采空區(qū)積蓄大量的積水，對相鄰工作面的開采工作造成水患問題，必要時必須制定嚴格的放水方案，對采空積水區(qū)執(zhí)行先放水，后開采的開采措施。
2)8103工作面西部為神華集團報的煤礦，但其標高遠低于本區(qū)開采的底板最低標高911m，故不存在保德煤礦帶來的老空積水隱患，北部、東部均為實體煤，對相鄰的8101回采工作面采空區(qū)，應密切關注其滲水情況，尤其雨季期間更需密切關注，同時8103工作面回采前必須制定對8101采空區(qū)的放水設計，以免出現水害事故。8115工作面西部為神華保德煤礦，其標高遠低于此處切眼底板最低標高，北部相鄰的為望天煤業(yè)廟塔煤礦，據交換的資料顯示及進行的測量聯測工作表明：距8115膠運順槽26.5m有神達望田煤礦的北上山大巷，未發(fā)現老孔積水區(qū)域。東部、南部為實體煤。8113掘進工作面除西部為神華保德煤礦，其標高遠低于此處切眼底板最低標高，其四周均為實體煤。
3)現8103工作面無滴淋水現象。8113、8115工作面順槽掘進中遇到裂隙時會有滴淋水現象，預計正常涌水量為1—3m3/h;最大涌水量為5m3/h。
4)回采和掘進區(qū)域地表溝谷樅橫發(fā)育，地形切割嚴重，起伏變化較大;地表無水庫、水壩，但在雨季洪水可能通過地表塌陷裂縫潰入井下造成水害事故，洪水為礦井的主要充水性因素之一，所以必須對地表塌陷裂縫回填與治理，8101回采工作面塌陷區(qū)域的治理工作尤為重要。
五、存在的主要問題與建議
1預報區(qū)域內為單斜構造，只是在傾斜方向上的起伏位置和裂隙破碎帶中有蓄水，會出現錨索或錨桿眼滴淋水現象;同時，必須注意本礦及鄰礦采空區(qū)積水，所以在預報區(qū)進行采掘工程施工時，應進行超前探放水。采掘中必須堅持“先探后掘、有疑必探”的原則，密切注意井下涌水量的變化，并定時觀測記錄，以杜絕各類水患事故的發(fā)生。
2以往地質勘探工作簡單，內容不詳細，對生產的指導性不強，在采掘施工中揭露的地質構造、水文地質變化情況應及時認真的調查分析。
3定期對揭露的水文地質情況進行整理、分析、總結，以便指導以后生產工作。
4)本礦為資源整合礦井，相鄰礦井較多，開采歷史較長，在生產和建設中應加強相鄰礦區(qū)采空區(qū)、關閉井采空區(qū)積水探測工作，避免因相鄰礦區(qū)采空區(qū)或關閉井采空區(qū)積水而發(fā)生的突水事故。
5)雨季到來前，盡快完善工業(yè)廣場的主排洪系統(tǒng)，治理要害場所的排水系統(tǒng)，做好塌陷區(qū)域的回填，采取相應的防治水措施，切實做好“雨季三防”工作，確保礦井不受水害的威脅。
