2023年矿井水情水害调查分析报告.doc

神达栖凤煤业 矿井水情水害调查 分 析 报 告 2023年3月 矿井水情水害调查分析报告 第一章 矿井概况及水文地质情况 一、 目的与任务 根据煤矿安全规程和煤矿防治水规定要求，进一步查清本矿区范围内的水害情况，为矿井防治水工作提供可靠的资料，为探放水设计提供科学依据，确保我矿采掘活动的安全。经矿委研究决定组织技术人员对矿区范围内的水害情况进行一次全面的摸底。本季度通过对水文地质资料的搜集、我矿老井采空区清查，与历史老窑调查，相邻矿井的采掘情况进行整理上图，特编制本报告。 二、 矿井概况 1、地理及交通位置 山西忻州神达栖凤煤业位于宁武县城西北直距约3km处，行政区划属宁武县凤凰镇管辖，西南与石碣上煤矿相接，东部有宁苛、朔黄铁路通过。井田东部有水泥路通往宁武县城，交通较为方便。 北纬：39°00′18″─39°02′01″，东经：112°14′57″─112°16′53″。 2、地形地貌 井田地处宁武轩岗矿区〔北部〕，井田内地形起伏较大，总体地形为西高东低。井田最高处位于井田西北部，海拔为1798m，最低处位于井田内东部的沟中，海拔为1447m，最大相对高差351m，属中高山区。区内局部地段被黄土覆盖层受到强烈的侵蚀、切割、多形成土梁、峁地形，一般呈南北向展布，同时发育近东西向冲沟，冲沟两侧分支沟谷发育，沟谷底大局部比拟开阔，多呈“U〞字型，局部地段狭窄，呈“V〞字型出现。 3、地表水 区内无大的河流。矿区内无地表水体，有季节性溪沟，但对矿床充水性影响较小。 4、气象 井田属于暖温带大陆性气候。气候枯燥，昼夜温差较大，四季清楚。全年气温最低在1月份，为-27.2℃；最高34.8℃，在7月份，年平均气温6.2℃。春季干旱多风，冬季寒冷少雪，年平均降水量为468.1mm，降水量最少在1月份，平均为15mm，年平均蒸发量为1902.3mm，最大在5、6月份，最小在1月份。霜冻期为11月上旬至次年3月上旬，无霜期约189天。 5、矿井范围与相邻关系 本矿矿界范围为7.2336平方公里，南翼与衡腾煤业相邻，其它为空井田。 6、矿区范围内小窑、老窑情况 矿区内煤质较好，因此曾有小煤窑开采。多分布在煤层露头一带，根据这段时间对当地人的调查走访，小煤窑开采范围和深度很小。 由于矿区内因存在过去采煤时形成的采空区，由此，本矿必须立即弄清小窑积水情况，要注意探放水工作，特别是在采空区附近采煤时，防止采空区积水及老硐积水的突然涌出。另外，还要注意在巷道中尚未查清的断层可能切穿上下含水层对开采的影响。 a) 矿井开采情况 我矿1957年建矿，历年均为上山开采，1520水平以上有较大范围的采空区。 2、 矿井水文地质情况 1、地表水 本矿范围内地表水不发育，有季节性河流通过。 2、矿区水文地质条件 1〕地下水埋藏条件及动态变化特征 区内地下水类型以岩溶裂隙水为主，地下水补给主要靠大气降水。大气降水经地表岩溶孔洞〔如岩溶漏斗、溶蚀裂隙等〕渗入地下形成岩溶水，由北西向南东汇入附近的溪沟中，或运动到低洼处以泉〔井〕形式涌出地表。区域内泉点常见流量为50—300L/s，枯季地下迳流模数为2.68—7.25L/s.m2，含水较丰富，但不均匀。 区内的碳酸盐岩系在地表水和地下水的长期作用下，不仅形成复杂的岩溶地貌，而且在岩石中存在许多岩溶孔隙，大气降水经地表岩溶构造〔如岩溶漏斗、溶蚀裂隙等〕渗入地下形成岩溶水，并在其中运动到低洼处以泉〔井〕形式涌出地表或排入河流中。 1） 含隔水岩层 1. 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层 2. 石炭系太原组砂岩含水层 3. 二叠系下统山西组与下石盒子组砂岩裂隙含水层 4. 二叠系上统上石盒子组和石千峰组砂岩裂隙含水层 5. 第四系孔隙含水层 6.隔水层：多由煤系地层的炭质页岩或粘土岩组成。含水层和隔水层相间分布，在构造的影响下，形成一个较为复杂的地下水系统。 2） 充水水源 (1) 地表冲沟水 冲沟水沿途接受大气降水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层，冲沟成网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带直接接触时，冲沟水可能将沿风化裂隙或煤层底板渗入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。 (2) 第四系孔隙水 第四系上更新统地层广泛分布于井田内，主要接受大气降水的补给，储水条件差，富水性极弱，对开采影响较小。 〔3〕二叠系上统上石盒子组和石千峰组砂岩裂隙含水层 该组主要含砾粗砂岩、中粗砂岩，富水性总体较弱，在构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量相对会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。 〔4〕二叠系下统山西组与下石盒子组砂岩裂隙含水层 该地层在井田西部见有出露，含水层主要为含砾粗砂岩，中～粗粒砂岩，是2号煤层的主要充水含水层。 〔5〕石炭系太原组砂岩含水层 本组地层在井田西部边界处见有出露，含水层岩性为含砾粗砂岩、中粗粒砂岩，隔水层为泥岩、砂质泥岩，它将砂岩含水层分隔成层状分布近似独立的含水体，相互间水力联系较弱，是5号煤层的主要充水来源。 〔6〕老窑采空区积水 老窑内存在着一定的积水，是矿井开采的重要充水因素，在开采煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。 3） 充水通道 (1) 岩石天然节理裂隙 矿区内的含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部那么发育成岩或构造节理、裂隙，尤其是内部粗、细砂岩等脆性岩石更为发育，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。 (2) 人为采矿冒落裂隙 未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。 (3) 断层破碎带 矿区虽无大落差断层，但也发育小落差断层，这些断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度，塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水，加之矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水更可能沿断裂带进入矿井。 (4) 小煤矿和老窑采空区 矿区内小煤矿和老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、局部地表水进入矿井的通道。 4） 充水方式 由于矿井直接充水含水层露头分布不广，接受大气降水补给不强，为中等～弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为断层、老窑巷道、岩溶管道导水，因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主。 5） 老窑及采空区积水 采空区积水 在本矿浅部范围内存在以前老窑留下的采空区，上覆含水岩层的水将沿着导水裂隙进入采空区形成采空区积水，但均为上山开采，积水沿煤层底板向下渗漏，在开采时要防止采空区积水漏入矿井。 老窑积水 矿区内煤质较好，因此曾有小煤窑开采。多分布在煤层露头一带，根据这段时间的调查走访，该小窑只进行了巷道式开采，经过多年未进行采掘活动，已垮塌并堵实。但在井田边界及小窑周围留设足够的防水煤柱，且坚决不能破坏保护煤柱。 6） 矿井涌水量 根据地质报告：最大涌水量为20 m3/h，最小涌水量为12 m3/h。根据这段时间的观测矿井涌水量如下。 矿井涌水量观测表 序号 观测日期 涌水量 m3/h 观测地点 备 注 观测人 1 12.11.15 2.84 1# 采区变电室外 赵兵 2 12.11.15 2.61 2# 中采区闭墙处 赵兵 3 12.11.15 2.11 3# 副井落平处 赵兵 1 12.11.15 2.95 4# 主井管子道 赵兵 2 12.12.05 2.79 1# 采区变电室外 赵兵 3 12.12.05 2.65 2# 中采区闭墙处 赵兵 1 12.12.05 2.32 3# 副井落平处 赵兵 2 12.12.05 2.82 4# 主井管子道 赵兵 以上观测数据为现场观测及根据水泵排水量估算。 7） 水文地质类型 本矿区大局部矿床位于最低侵蚀基准面以下，直接充水水源主要为煤层顶板二叠统砂岩含水层和老窑采空区积水，故本矿区属于以顶底板充水和采空积水为主矿床，水文地质条件属中等类型。 第二章 矿井水情水害调查情况 一、调查时间：2023年3月15日—3月20日 参加调查人员：王润林 王芳林 温 进 朱建国 调查路线： 工业广场 地面矿区各老窑 沿煤层露头 原工业广场井口附近 受小窑、老窑采动影响的地表 回到矿里 二、调查方式 对原调查发现老窑的井口位置、封闭情况、方向、深度及井下巷道和存水情况，进行全面的复查，询问当地老百姓及知情人员，并对各老窑及采空区〔老巷〕相对应的地表进行踏查。本次调查范围为矿井一采区首采工作面范围及掘进工作面范围。 三、调查情况 一） 小煤窑情况 矿区内小窑主要为露头线附近伪倾斜沿煤层掘进。据对当地的农民口头询问发现以可采2#、5#的煤层为主，开采年限不清，但现在都已经停止开采具体开采深度均未超过50米。一般是沿倾向掘进20m—40m后，再沿煤层走向掘进，采用巷道式采煤法，巷道有些采用坑木支护，大局部未进行支护，开采规模小，均分布在浅部。 由于小煤窑无法进入取得确切真实的情况，对小煤窑充水面积情况不祥，在今后的开采过程中必须严格坚持“有掘必探〞工作，并在浅部留有足够距离的保安煤柱。 二） 老窑积水情况： 本矿前身为岭沟煤矿，曾有四个井口，现均以关闭，井口坐标分别为：报废井1、X=4320233.29 Y=19608746.01；2、X=4321221.06 Y=19609.69.6；3、X=4321.144.46 Y=19609419.19； 4、X=4322171.2 Y=19609661.4； 关闭向阳煤矿其井口坐标为：主井 X=4322649.36 Y=19609469.5；副井、X=4322551.46 Y=19609367.5；由于停采井口封闭情况等原因存在不同程度的积水，其积水大局部来源于岩层地下水渗透常年积聚而成，但其积水量不会太大，因其受煤层倾角影响，沿煤层底板向下渗漏，随开采深度一直向下。 地面塌陷情况： 通过对上述老窑大概位置和我矿前身老窑采煤工作面采空区相对应的地表进行勘查，前期已经充填完毕，现在无明显裂缝、塌洞存在。 四） 地面水体调查观测情况 本矿采区范围内无大的河流、湖泊、山塘、涌泉等水体，根据地质地形图调查发现矿区煤层深部对应地表位置有局部洼地分布，是否形成地面漏斗还需进一步调查，但洼地分布在矿井煤层深部对应地表部位，对矿井建设及一采区采矿不构成影响。 本次调查观测发现在井田的东北侧有一条沟谷，沟内有小溪，枯水季节根本无水，自5月份几次大的降水以后小溪开始有水流经，流向为自西向东南流向〔大致平行于948县道，位于县道以西30--100米〕，最宽过水宽度为4.5米，最窄处约为1.2米，水量最大约15 m3/h。6月以来该水体流经水量一般在10 m3/h—20 m3/h左右。 矿工业场地内有一条约700余米长的排水涵洞，由上段到下有一定的坡度，水沟内无积水。 井下水害隐患排查、及水量观测情况 我矿目前处于基建期间，据实测1#观察点涌水量为：2.84 m3/h；2#观测点涌水量为：2.61 m3/h；3#观测点涌水量为2.11m3/h；4#观测点涌水量为2.95m3/h。经过2023年全年的观测，经过几次大的降水以后涌水会逐渐增大，最大涌水量峰值为16m3