矿井水情水害分析报告
矿井水情水害分析报告
（一）、矿井位置、范围及四邻实际地理情况：
1、位置及交通
2、自然地理
矿区地势平坦，地形标高+490—+488m，地貌类型为：构造剥蚀地形，剥蚀堆积地形、侵蚀对基地型。
（1）、构造剥蚀地形
由喷发玄武岩经过强烈的剥蚀作用形成的低山台地，分布于矿区西部山顶，定西标高+600--+700m。
（2）、堆积地形
因剥蚀作用所形成的地形分布于矿区西部，主要表现为低山丘陵及黄土台地，地形标高为+500—+690m，台地上大面积积沉积着厚层状中更新统合晚更新统的风成黄土。在表流作用下，冲沟发育，多为“V”字形和“U”字形。沟深一般2—30m。
在坡积作用下，台地边缘形成坡积裙，标高+495—505m，是由黄褐色亚砂粘土组成。
（3）、侵蚀堆积地形
该地形分布于全矿区，地势较为平坦，地形标高＋485--＋500 m，表面沉积1－7 m 厚亚粘土及砂土。河漫滩为细、中、粗砂、砂砾石夹亚砂土薄层透镜体。
3、气象
（1）、气象
本区气候为中温带半干旱大陆性季风气候型，年气温变化大，冬季较长干冷，夏季炎热，春秋两季少雨多风，主要气象要素：（2）、降水量
根据气象站1951－2003年共53年气象资料，历年平均降水量371.1 m m，多集中在6－8月份，降水量为245.9 m m，占全年降水量的67.7％，历年最大降水量为564.0 m m ( 1954年)，最小为205.9 m m（1951年），降水量强度夏季最大，冬季最小，秋季比春季大，降水量的多年变化周期约十年左右。
（3）、气温
多年平均气温为6.9℃，最高气温为7月份，极值为42.5℃（1955年7月3日），最低气温1月份，极值为-31.4℃（1956年1月21日），月平均气温23.5℃。
（4）、蒸发量
多年平均蒸发量为1910.76 m m，最小为1611.70 m m。5月份平均蒸发量为321.80 m m，1月份最小为32.31 m m 。
（5）、相对湿度
多年平均相对湿度为48.7%，8月份最大为67%，3月份最小为36%。
（6）、地面温度
历年平均地面温度为8.4℃，其中1，2，11，12月份的平均地面温度在0℃以下，冻结日期为11月20日，解冻日期为4月30日，最大冻土深度为2.01 m（1977年3月29日）。
（7）、风速风向
本区处于XX多风沙地区，风速较大，风向（WN）风出现的频率最多，其次为（ESW）、（WNW）、(NNW)风，平均风速13.8 m/s,最大风速为21 m/s。
（二）、以往地质和水文地质工作评述：
XX本地区主要河流，发源于XX，流经XX，由南向北流入本区，下游与XX河相汇而成XX河，全长XX km，流域面积XX km2。矿区下游距本区20km设有XX水文站，根据该站1955-1990年资料，历年最大洪峰流量为9840m3/s。（1962年7月26日），最小流量为零，年平均流量为13.60 m3/s。XX河经本地区河床宽度为100-500m,河床比降1/900-1/1000，常年有水，夏秋雨季水量较大。根据1990年水文勘察观测资料，河水位标高一般为486.91-492.13m,年水位最大变幅为3.33m（1984年8月11日）。
1、含水岩组特征
（1）、第四系冲洪积孔隙潜水含水层
该层矿区内普遍发育，为本区主要取水层位，是矿区主要充水含水层。含水层上部覆盖2-7m厚亚粘土、亚砂土，主要由砾砂、砂砾、粗、中、细砂组成，松散，砾石直径5-15mm，呈半圆状。成份以石英岩、花岗岩、安山岩为主，分选较好。潜水位埋深4-18m，据矿区内23个钻孔统计，该层厚一般17.49-29.97m，平均厚度22.73m，（详见表2）。矿区内含水层底板标高，最高为469.66m（23孔），最低为452.73m（111孔），受采动影响的209孔第四系底板标高为
456.58m，3005孔为454.45m，112号孔为455.89m。据矿区东661孔抽水试验，钻孔单位涌水量2.8731-3.514L/s.m,平均3.193 L/s.m,平均渗透系数17.34m/d,据1990年XX煤矿水源勘察资料推算单井涌水量3000-5000 m3/d,水质为重碳酸钙型，矿化度为0.28-0.89g/1。
（2）、侏罗系6-2煤组上部孔隙、裂隙承压含水层
该含水层是矿区直接充水含水层，主要由细、中、粗粒砂岩、砂砾岩及裂隙发育的薄煤层组成，砂岩、砂砾岩成份以石英、片麻岩为主，泥沙质胶结，松散，局部夹黄铁矿结核，菱铁质和矽质胶结岩石坚硬，裂隙发育。该层最大厚度73.87m，最小7.32m ,平均37.45m,据古山一、三井精查补充勘探资料，该含水层渗透系数为0.275m/d，据矿区内72号孔和217号孔混合抽水（包括6-2底板砂岩、砂砾、砂砾岩承压含水层）试验资料，217号孔单位涌水量为0.2219-0.29 L/s.m，平均0.2365 L/s.m，渗透系数为0.297m/d,72号孔单位涌水量为0.22-0.253 L/s.m，平均0.2365 L/s.m，渗透系数为0.263m/d。该含水层在露头处直接于第四系潜水含水层接触，并接受其补给。含水层的分布规律是矿区东部较厚，西部较薄，在F1断层一线接受杏园组承压含水层侧向补给。
（4）、侏罗系6-2煤层底板砂岩、砂砾岩孔系裂系承压含水层该含水层广泛分煤系地层底部及F1断层以东，区内钻孔均未见含水层底板，在F1断层上升盘第四系潜水含水层直接不整合于该含水层之上，二者之间水力联系密切。据六家煤矿矿井间-1号孔资料，该含水层分上下两段。第Ⅰ段（上段）含水层由粗、中、细砂及砾岩组
成，岩性较为松散夹薄层泥岩，含水层厚49.85-52.02m，单位涌水量0.0143L/s.m，渗透系数为0.0221m/d。第Ⅱ段（下段）以中、粗粒砂岩、砂砾岩为主，多为泥质胶结，岩石成份以石英岩、花岗岩为主，含水层厚179.48-188.45m，据抽水试验资料其单位涌水量0.071L/s.m，渗透系数为0.033m/d。
（三）、井田水文地质条件及含水层和隔水层分布规律特征：
1、区内煤系地层没有明显的隔水层。
2、断层的导水性
XX一、三井精查补充勘探，通过第7勘探线与第8勘探线间371号孔F1断层进行了抽水试验，通过第4勘探线的372孔对XX煤矿边界断层F4进行了抽水试验，F1、F2断层抽水试验成果见表1。
371号372号孔断层抽水试验表1
除此之外通过第11勘探线317孔和第12勘探线320孔分别对F4断层和F1断层进行简易水文观测，其成果见表2
钻孔遇断层漏水情况表表2
从上述水文地质资料表明，本区断层导水性差，但F1断层抽水试验数据单位涌水量和渗透系数比其他断层要大些。从简易水文观测资料看，一般钻孔见断层没有发生涌漏水现象，320孔漏水量稍大些主要因为靠近玄武岩，岩石裂隙发育而漏水。
3、地下水补、迳、排条件
（1）、本区地下水的主要来源以大气降水补给为主，地下径流和基岩含水层侧向补给以及农田灌溉渗透补给。地下水流向由南向北，在矿区南部第四系潜水含水层为双层结构，以迳流的方式补给矿区第四系孔隙潜水层，在矿区西侧大气降水通过沟谷、突起的残丘、基岩裸漏处、裂隙发育处补给矿区第四系潜水含水层和基岩含水层。矿区东侧在旱季地下水补给老哈河，雨季河水补给地下水。总之矿区处于南部及西侧地下潜水排泄通道的位置上。
(2)、地下水迳流条件
本区地下水的总体流向是由南向北，水力坡度由南向北逐渐变陡，在本地区为1.5/1000-3/1000左右
(3)、地下水排泄条件
在本区内由于河谷冲积平原逐渐变窄，地下水坡度变陡，水动力条件加强，地下水主要以迳流的方式通过河床排泄，同时农灌开采地
下水及靠近老哈河河床附近潜水的蒸发，也是地下水消耗的又一途径。
（四）、矿井充水因素分析，井田及周边老空区分布规律特征：充水水源
（1）、第四系冲、洪积砂砾石孔隙水
本区第四系冲、洪积砂砾石孔隙潜水与煤系基岩及煤层呈角度不整合接触，直接补给基岩及煤层，是本矿井主要冲水水源。
(2)、煤层及其围岩中的裂隙水
在本区呈层状或带状分布，含水性及富水性分布不均，与岩性、裂隙有关。以第4与第5勘探线中间为界，界线以南含水层主要分布在煤系地层顶部，该层顶部直接与第四系含水层接触，二者有水力联系；界线以北含水层主要分布6－2煤层上下分层之间，在开采底分层时该含水位于冒落带内，是本矿井的直接充水水源。
（3）、地表水
矿区东2.5－3.0km的老哈河在丰水期雨季直接补给本区第四系含水层，是本矿的间接补给水源。
（4）、钻孔水
矿区内分布不良的钻孔，可直接导通第四系含水层，开采揭露时将造成涌水，是本矿井的直接充水水源。
（5）、大气降水及农灌水
矿区内地势平坦，大气降水和农灌水垂直渗入补给第四系含水层，是本矿井间接充水源。
(6)、断层水
本矿井断层主要为F1和F3，均为压扭性断层，断层富水性弱，但断层两侧坚硬的砂岩和砂砾岩裂隙发育且与断层走向平行呈带状分布，矿井开拓过程中井下实见裂隙富水性强，采动后是矿井直接充水源。
（五）、矿井涌水量的构成分析，主要突水点位置，突水量及处理情况：
1、井筒涌水情况
本矿井筒施工前第四系治水采用旋喷高压注浆，第四系及基岩井筒施工采用强行通过，施工过程中，井筒涌水量最大达120m3/h，施工结束后，主、副井筒采用壁后注浆，目前涌水量在10－20m3/h。
2、井底车场涌水情况
井底车场在施工主、副井联络巷过程中，由于遇到坚硬的砂砾岩裂隙，造成涌水，最大涌水量20m3/h，后经注将封闭。
3、井下大巷涌水情况
（1）、＋380总回风巷
2006年观测，最大涌水量20.93 m3/h，最小为4.38m3/h。
（2）、+400回风巷
2006年观测，最大涌水量58.75m3/h，最小为27.91m3/h
（3）、+400运输巷
2006年观测，最大涌水量28.27m3/h，最小为8.75m3/h
(4)、＋386皮带运输巷
在施工过程中，遇到过矽质胶结坚硬的砂砾岩，裂隙发育，造成涌水，最大涌水量80m3/h，对该涌水点采取注浆封堵。2006年观测，最大涌水量18.36m3/h，最小13.22m3/h。
（5）、集中泄水巷用水情况
集中泄水巷涌水主要是运输巷和回风巷遇裂隙和煤岩交界处裂隙及采空区涌水，2006年观测，最大涌水量140.22 m3/h，最小93.64m3/h。井下各处涌水情况详见表3。
（6）、煤层涌水特征
从实际揭露情况看，巷道在煤层时，会出现滴水或淋水，水量虽然不大，但持续时间长，分析原因是由于顶板砂岩、砂砾岩含水层补给所致。但在煤层中有较厚的夹矸，揭露时涌水较大，如在一采区掘进穿顶煤时，揭露6－2煤层的6－2（上）与6－2（下）中间夹矸时，夹矸层厚2－3米，岩性为砂岩、页岩构成，涌水量30 m3/h。持续时间较长。在纯煤层中掘进时，煤层裂隙也会出现涌水，但水量不大，持续时间较短，一般6－10天便无水，由此说明煤层不导水。
（7）、通过回采工作面的试生产的涌水量来看，据矿介绍观察，最大为7米，最小为1.5米，认为是初采与回采高度不均造成的，采空区涌水量最大60m3/h，最小30m3/h，分析原因是煤层顶板砂岩、砂砾岩补给所致，涌水量较大时因工作面过裂隙破碎带所致。说明采空区的裂隙高度没波及第四系含水层。
XX煤矿井下涌水情况单位：m3/h 表3
根据XX煤矿井下测水点统计矿井最大涌水量231.95m3/h、最小194.74m3/h、平均涌水量213.34m3/h。
（六）、结论、建议及措施
1、结论
（1）、矿区内第四系冲洪积孔隙潜水含水层，厚度17-29m,该含水层与煤系地层呈不整合接触，且在煤层露头出与煤层直接接触，而本区煤系地层没有稳定的隔水层，因此，该含水层为矿区主要冲水水源。
（2）、通过矿井建设及首采工作面试生产，矿井煤层底板砂岩层涌水主要以裂隙充水为主，掘进过程中遇有坚硬的矽质胶结砂岩往往裂隙发育，涌水较大，大裂隙地下水补给充足，水量较大，小裂隙补给差，揭露初期水涌出，但很快被疏干。
（3）、本区煤层从实际揭露情况看，较厚煤层含水较小，但煤岩交界处和较薄煤层及煤层中有较厚夹矸时，裂隙发育，涌水较大。
（4）、通过试采实践证明，设计确立的首采区防水煤岩柱高度及开采上限为+400标高是合理的。
2、建议及措施
（1）、由于本矿井水文地质条件复杂，矿井回采过程中在井下车场或大巷内建立涌水量观测站，定期观测并建立观测台帐。同时对主要含水层及第四系孔隙潜水强含水层补打3-4个水文观测孔，建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测，水害预测分析，并制定相应的防治措施。
（2）、井行出水点的位置及其水量，有积水的井巷及采空区的积水范围，必须填绘在采掘工程平面图上，矿井必须做好水害分析预报，建立矿井水害排查制度，每月要进行一次水害排查。井下生产要坚持有掘必探，先探后掘的探放水原则。
（3）、每次降大到暴雨时降雨后，应及时观测井下水文变化情况，并向调度室汇报。
（4）、矿井开拓延深过程中遇有坚硬且裂隙发育的砂岩、砂砾岩和过断层时，要超前预注浆封堵加固。
（5）、井下遇见的涌水裂隙，要观测裂隙的长度、产状、水量，对于裂隙带要观测裂隙率。
（6）、厚煤层分幅要严格控制采高，不得超过2.3m。
（7）、采掘过程中前方遇钻孔，要超前打钻探水，超前距不得小于30m。
（8）、采掘遇到F1断层及其他断层附近，距断煤交线不小于20m 处，要采用钻探的方法查明断层的位置、富水情况，并按规定留设防水煤柱。
（9）、开采过程中导水裂隙带将波及到煤层顶板含水层，要观测“三带”发育高度，并在地表建立岩移观测系统。
（10）、对于井筒及大巷涌水，要进行注浆堵水，使井筒涌水量控制到6m3/h以下，井下大巷涌水量控制到20m3/h以下。全井涌水量控制在200m3/h以下。
（11）、本矿井井筒施工前未进行井检钻施工，缺少必要的岩石力学性质指标，开采过程中应采取煤层顶板砂岩、砂砾岩岩样和煤层煤样，做必要的力学实验，以便附合本矿井实际预计导水裂隙带高度并合理留设断层煤柱。
(12)、井下各种防治水设施必须设专人管理，经常检查维修，落实责任制，井下避水灾路线标注清晰醒目，所有井下作业人员必须熟知避水灾路线和透水预兆，每年必须至少进行一次防水灾演习，提高每个员工的防水意识。