煤矿水文地质 改好[5篇材料]

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第一篇:煤矿水文地质 改好

刍议煤矿水文地质引发事故的原因及对策

摘要:本文并结合水文地质条件进行水患综合治理,提高人们对水文地质在煤矿 开采过程中的重要性

关键词:煤矿;透水;事故;原因;对策

一、井矿水文地质引发事故的原因

矿井水文地质工作不到位,没有查明老窑、废弃巷道、采空区积水范围、水量及水头压力等水害隐患,导致透水事故。乡镇煤矿发展初期,当时的技术管理工作被忽视,矿井地质测量技术工作落后,甚至没有开展,没有完成井上下巷道控制,没有留下矿井采掘情况的原始资料,矿区浅部及上部易留下可疑积水区。在矿区深部开采过程中,没有查明浅部或上部老窑具体采掘情况,没有圈定可疑积水区范围,没有开展井下探放水工作,盲目进行矿井采掘生产活动,导致了透水事故的发生。

矿井水文地质情况不清。井巷接近充水断层、强含水层、岩溶水及老空水时,未按规定进行探放水,盲目作业,因情况不明未采取相应措施,而造成事故。

日常没有开展矿井水文地质预测预报工作,乱采乱掘破坏防水保护煤柱,导致淹井和伤亡事故发生。

雨季“三防”工作不到位,地面防洪,防水措施不当。防洪设施失效,或地面塌陷、地表裂缝未及时处理,使地面洪水由井筒、塌陷区或地裂缝进入井下造成事故。

防治水知识教育培训不到位。井下工作面透水征兆出现时,无力识别,导致透水事故发生。

没有提供第1手的水文地质基础资料,井巷设计位置不合理。设计中误将井巷布置于地质条件差或老窑采空区等充水水源的位置,导致透水事故发生。

防治水工作日常管理不到位。矿井防洪堤坝、防水闸门、水闸墙等防水设施未按设计修建,或修建时质量低劣未能起到防水作用,或年久失修、日常没有维护管理等,当井下出现水情时无法防水而导致事故发生。

从以上的水害事故案例原因剖析中,可以得出透(突)水事故频发的根源在于煤矿企业矿井水文地质工作开展不到位或者说没有开展矿井水文地质工作,导致许多透水事故的发生。从而证明了开展矿井水文地质工作的重要性,没有开展矿井水文地质工作所造成的严重后果。

二、煤矿水文地质的现状

煤矿企业对防治水工作不够重视,没有配备水文地质技术人员。水文地质条件复杂的矿井,没有配备专职的水文地质技术人员,水文地质条件简单、中等的矿井没有配备地质或水文地质人员。个别矿井配备了地质技术人员,也没有正常开展水文地质工作,防治水工作挂靠在生产技术科,机构形同虚设,人员没有配备或配备不足,矿井水文地质工作几乎“苍白无力”。

绝大部分乡镇煤矿未进行过水文地质勘查,现有水文地质资料难以满足煤矿安全生产工作的需要。近些年,煤矿虽有委托有资质的地质勘查部门编制水害调查与分析报告,但调查时间相对较短,收集的矿井原始开采资料有限,造成少数矿井水患报告内容偏简单,指导性和可操作性不够强。

煤矿矿井水文地质工作开展不力。因水文地质工作机构和人员配备不到位,导致工作无法正常开展。多数乡镇煤矿存在水文地质内业资料不健全、水文地质编录资料缺乏、矿井水文地质台帐不全或无台帐、可能发生水害的地点、水害类型和水害隐患底数不清、采掘工作面水害预测预报不及时、对有突水危险的地方监测不够或无监测、矿井水文地质图不健全、防治水措施与探防水措施不完善或无力进行探放水工作、没有保护好各类防隔水煤岩柱、没

有在巷道适当位置设置防水设施等。有的矿井即使建立了水文地质基础档案资料,但日常没有地质人员开展水文地质工作,导致资料没有及时更新,遇到上级部门检查或上报有关水文地质资料时,临时请相邻矿井地质人员或其它专业技术人员帮忙整理、凑数、应付或者凭空编制,上报资料与实际不符等现象时有发生。

三、煤田水文地质技术方法

3.1综合物探技术方法

以地震(主要是高分辨率三维地震勘探)、电法勘探相结合的综合物探法为解决煤矿开采遇到的构造与矿井水问题提供一种新的经济而便捷的勘探方法。

3.2地下水化学及同位素研究

地下水化学是水文地质学的基础学科,在与人类密切相关的生态环境领域中起着越来越重要的作用。同位素方法不仅可以探讨地下水的起源、形成、埋藏和质与量的沿时变化等地下水形成理论的问题,而且还可以判定地下水的补给来源,补给强度、各种补给来源的比例、补给区位置高度以及测定地下水年龄、流向和流速等实际应用问题。

3.3“3S”集成技术

GPS(全球定位系统)、RS(遥感)、GIS(地理信息系统)统称为“3S”技术,在地下水领域中得到了广泛的应用。它的发展基础是计算机制图,计算机技术、计量地理和遥感技术。

3.4水文地质钻探技术

无论何种现代技术方法的应用,水文钻探仍然是获取水文地质资料最直接、最有效的方法。钻探方法作为经典的地质勘查方法,在煤田水文地质勘探中也是不可替代的。

3.5模型技术

模型的目标函数除了普遍考虑经济目标外,水质、环境和社会目标也在考虑之中。煤炭系统利用模型技术在矿井突水预测和防治方面也已作了有效的尝试。下一步将加强应用先进的模型技术方法,进行水文地质立体模型的研究,提高预测评价的精度。

3.6其他水文地质勘探技术方法

煤田地质勘探工作主要策略是物探先行 钻探与物探相结合,对于煤田物探主要包括两大方面,一是地面物探,主要为三维地震勘探和电法勘探、钻孔测井 ;另一方面是矿井物探,主要有矿井地震勘探(包括瑞雷波与槽波勘探)、直流电法勘探、瞬变电磁法、无线电坑透等。

四、防治煤矿透水事故对策 设立防治水机构,配足水文地质或地质专业技术人员。矿井水文地质工作是要通过长期采集野外数据、运用地质科学理论进行室内综合分析研究,是一项非常艰苦的工作煤矿企业要提高地质技术人员待遇,提供物质生活保障,使技术人员能够在矿山留得住,充分发挥专业人才作用。

严格落实企业对水害防治的主体责任,做好矿井水文地质日常工作。煤矿企业是防治水工作的责任主体,煤矿主要负责人是水害防治工作的第一责任人,要对本单位的水害防治工作全面负责。主管技术负责人是矿井水害防治技术管理工作的主要责任人,负责对水害防治相关技术工作的日常管理。煤矿企业要建立健全各级水害防治工作责任制,明确责,任抓好日常矿井水文地质工作。日常查出的水害隐患,要落实责,任采取切实可行的防治措施。有条件的煤矿企业可适时采用符合本矿区的物探、钻探等先进的综合探测技术,查明本矿井水文地质条件及存在的水患具体情况,为水害防治工作提供真实可靠的基础资料。

进一步加强水文地质工作的监管监察,保证防治水工作取得实效。各级煤矿安全监察机构、地方监管部门、煤炭行业管理部门应加强对煤矿企业水文地质工作的监督检查。将煤矿水文地质工作作为监察监管执法的重要内容,依法开展重点监察和专项监察,推动矿井水文地质工作的开展。凡是企业没有设置防治水机构、没有配备水文地质或地质专业技术人员、矿井水文地质资料不健全、日常水文地质工作开展不到位的矿井,要停产整顿。对辖区内煤矿存在重大水害隐患要登记建档,重点跟踪,督促企业认真落实水害防治责任制、认真落实有针对性的防治水措施。对受地表水、水量大、范围广的老空水或岩溶水严重威胁、存在重大水害隐患的,要进行重点监察,指定专人跟踪并督促其认真进行整改,整改无望的,企业在人力、技术、安全设备无法保障安全开采时,对地方政府提出建议,禁止开采。

严厉打击超层(深)越界和非法开采的煤矿。超层(深)越界和非法开采是导致煤矿水害事故发生的主要原因之一,要定期组织国土资源、煤矿安全监察、监管行业管理、公安、电力等部门开展联合执法行动,严厉打击煤矿超层越界和非法开采活动,减少煤矿水害事故的发生。

加强对煤矿防治水知识培训教育工作。对透水征兆识别正确与否,是防止事故发生的最后一道防线,出现征兆没有识别出来,最终将导致事故发生。因此,防治水知识教育特别是采掘一线工人识别透水征兆的培训教育尤为重要,煤矿企业要安排水文地质或地质人员定期对职工灌输透水征兆等防治水知识。采取不同形式的教育培训方式,使职工熟练掌握透水前的征兆和规律,做到发现透水征兆,能立即停止作业,发出警报,撤出受威胁区域的所有人员,报告矿部,采取有效措施治理,阻止透水事故发生。

加强水害防治技术指导工作。针对目前乡镇煤矿水文地质工作开展不到位、防治水力量较薄弱的特点,通过加强技术指导,弥补不足,遏制突水事故的发生。可以建立防治水专家数据库,发挥专家技术特长,为煤矿水害应急救援、事故调查、技术服务等提供技术支持。可以组织一支由技术水平高、业务能力强的水文地质或地质专业技术人员组成的队伍。

第二篇:煤矿地质水文地质预报2011年

巴里坤银鑫矿业投资有限公司黑眼泉煤矿

2011地质水情水害预报

编制单位:安全生产技术科 编制人: 审核人: 总 工:

签收单位(人):

二0一0年十二月

一、预报编制依据:

1、<<煤矿安全规程>>

2、<<矿井地质规程>>

3、<<矿井水文地质规程>>

4、<<煤矿防治水规定>>

5、<<黑眼泉井田地质勘探报告>>

6、黑眼泉煤矿2011年矿井基建计划

二、预报范围

根据2011年基建计划,井巷工程主要包括主斜井掘进、副斜井掘进、风井维修、+1200水平井底车场、首采工作面准备、首采区中车场、首采区煤仓等工程;地面工程包括地面生产、运输、洗选系统等工业广场设施。

三、地表概况

井巷工程开拓、准备区域地表位于黑眼泉煤矿工业广场东北、博大公路西南。地表以荒漠、低山丘陵为主,有冲沟。除有一户哈萨克牧民外,无建筑物,无河流,井筒排水经沟渠向东北渗流经本区地表。

三、煤岩层情况

年内井巷掘进工程中,首采区掘进巷道主要为煤巷,其它工程均为岩巷。

(一)煤层

1、厚度 本组地层共含煤1层(A1煤层),煤层厚度平均值为3.26米。煤层于三井筒附近受M1向斜南翼转折影响,煤层急剧变薄到0.5米以内;煤层于首采工作面北部受到局部断层(F1)影响,煤层加厚至6.92米。

2、硬度

硬度在1.5—2.5之间。硬度受构造裂隙影响,在M1褶皱附近、F1断层附近硬度较低,其它大部分煤层稳定区域内硬度在2.5左右。

3、煤质

A1煤层的煤属低变质阶段煤,煤类以44—45#气煤为主。主要指标为:原煤水分(Mad)含量0.73—7.69%,平均1.98%;灰分(Ad)16.38—33.93%,平均21.15%;全硫含量为0.22-1.55%;磷含量0.012-0.253%;发热量(Qgr,d)为16.51-30.27MJ/kg;挥发分(Vdaf)产率为29.61-41.90%,平均37.47%。

4、煤的自燃

井田内A1煤层ΔT为15~58℃,煤层氧化程度1.8~43.8%,属易自燃煤层。

5、瓦斯

矿井为低瓦斯矿井,钻孔瓦斯含量计算为0-3.005m3/t,属二氧化碳-氮气带、氮气-沼气带。风井至井底(+1200水平)实测井筒瓦斯最大绝对涌出量为0.25m3/Min,故首采区瓦斯含量很低。

6、煤尘

井田内A1煤层的火焰长度总体为200~300mm,岩粉量为55~80%,有煤尘爆炸危险。

7、地温 本区属地温正常区,平均地温梯度1.1~1.2℃/hm,区内无地温异常。

8、地压

大地静力场型。首采区北部断裂构造、中部褶皱构造发育区,应力集中。

(二)岩层

1、煤层顶板:直接顶板主要为灰色泥岩与粉砂质泥岩,厚0.5—11米,老顶以砂岩、砂砾岩为主,厚度巨大;自然块体密度2.14-2.68g/cm3,含水率0.16-2.54%,饱和状态下单轴抗压强度平均1.7-42.2Mpa,饱和状态下抗剪强度0.7-16.30Mpa,抗拉强度0.3-7.4Mpa,软化系数0.06-0.70,为不稳定型顶板,遇水软化性强。

2、底板:煤层底板以粉砂质泥岩—砂岩—粗砂岩序列向深部发展,煤层底板砂岩类:自然块体密度2.33-2.58g/cm3,自然含水率0.38-1.80%,饱和状态下单轴抗压强度平均2.9-54.4Mpa,饱和状态下抗剪强度1.5-6.8Mpa,抗拉强度0.4-3.6Mpa,软化系数0.08-0.70,显示其底板为不稳定型底板,遇水软化性强。总体评价底板岩石为稳定性较差的底板。

内井巷岩石掘进工程均在煤层底板中。

四、地质构造

1、断层

年内掘进区域内,由三维地震资料,首采工作面北部边界有F1大断层及次生小断层产出。F1断层性质为正,断距80—120米,断层走向1100,倾向2000,倾角450;该断层与工作面切眼留有断层煤柱。总体评价首采区断裂构造发育程度简单。

2、褶皱

年内掘进区域,褶皱构造不发育,除井筒掘进产出M1向斜外,无其它褶皱构造。M1向斜走向650,褶皱系数0.04,属宽缓型向斜。轴部附近煤、岩体裂隙很发育,煤层变薄,煤、岩体相对破碎。

3、产状

煤、岩层产状近南北向,倾向东,倾角总体在7--120,其中井筒掘进区域受M1向斜影响,局部倾角最大达330。

五、水文地质

1、地下水渗流模型

井田位于山间盆地之中,盆地四周为石炭、二叠系地层,构成沉积盆地的基底。在盆地西南部发育有一系列山区,地下水除地面降水渗入补给外,主要由山间融水补给。地面地形呈现西南高、北东低的形态,地下水由西南向北东经过砂岩、砂砾岩含水层流动并向井巷渗流。

2、地表水体

本区及附近无常年性地表水体,地表水体主要为春季季节性融雪径流,工业广场已构筑成排水沟,对地面及井筒的威胁性很小。

另外,现三井筒排水由管路排至工业广场东部后沿沟渠向东北方向渗流,为常年流水,水量约30m3/h。由于掘进区域上覆岩层中有隔水层,且无采空塌陷区等,对井巷掘进的影响不大。

3、首采区及掘进区域含、隔水层

区内分布地层,从上到下,可划分为六个含、隔水层。(1)地表透水不含水层(Ht),由松散状亚砂土,底部含有卵、砾石,平均厚12.85米;

(2)中侏罗统西山窑组相对隔水层组(G1),岩性由粉砂岩夹薄层泥岩构成,平均厚度243.45米;

(3)下侏罗统三工河组裂隙承压含水层组(H1),岩性以褐红色、杂色砂砾岩为主,含水层平均厚度167.35米。含水层平均单位涌水量为0.0398升/秒·米,平均渗透系数0.0086米/天,性质为弱富水性含水层,具承压性。水化学类型为SO42-.Cl-Na型;

(4)下侏罗统三工河组下部相对隔水层(G2),以泥岩、粉砂岩为主,平均厚29.19米,为相对隔水层;

(5)下侏罗统八道湾组含水层组(H2)含水层,由粗砂岩、砂砾岩构成,平均厚度15.12米。含水层单位涌水量q=0.0017升/秒·米,平均渗透系数0.003米/天,为弱富水性含水层。水化学类型SO4.Cl-Na型;

(6)下侏罗统八道湾组A1号煤层顶、底板相对隔水层(G3),煤层顶板为粉砂岩夹有薄层泥岩、底板为粉砂岩及泥岩互层产出,相对隔水层厚度20米;(7)下侏罗统八道湾组A1号煤层老底含水层(H3),岩层由粗砂岩、砾岩组成,厚度不详;本层位于A1号煤层老底,与煤层间距在8—16米,由现掘进主、副井来看,为弱富水性含水层。

六、重点工程地质预报

1、车场开拓掘进:

2011年计划回风斜井维修到底后开拓掘进+1200水平车场及水仓,开拓掘进+1200水平车场及水仓时由煤层穿过底板泥质粉砂岩,进入砂岩,围岩性质有所好转,施工时要按《作业规程》做好前探支护。

2、主、副井开拓掘进:

主、副井2011年掘进过程中,受M1向斜影响,自斜长900米后,岩层倾角变大,裂隙较发育,且可能遇到风井已揭露的两条小断层,岩体破碎,施工中要做好短掘短支、短掘短喷。

3、NA1103首采工作面三条顺槽的掘进:

辅顺、皮顺、回风三条顺槽均沿煤层掘进,总体倾角0—5,巷道有起伏,大体沿煤层缓上坡掘进。其中辅顺、轨顺到位前将接近F1断层,预计煤层及顶底板将不稳定,施工时要制定专项安全措施。

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七、重点工程水情水害预报

1、车场开拓掘进的防治水工程:

2011年计划开拓掘进+1200水平车场及水仓,设计对砂岩段及进入砂岩段前进行探放水,采用钻探方式,超前安全距离不小于20米。

2、主、副井防治水工程: 主副井2011年掘进过程中,可能遇到风井已揭露的两条小断层,对此进行探放水,采用钻探方式,超前安全距离不小于15米。

3、NA1103首采工作面三条顺槽的掘进工程:

顺槽掘进到360米、1400米左右时,巷道沿煤层局部出现低点,巷道积水,自流排水有一定困难,届时根据积水量的大小可考虑设计中转小水仓。

皮顺掘进至2150米时,要对F1断层进行探放水,采用钻探方式,超前安全距离不小于60米。

4、各施工方要高度重视防治水工作,完善排水系统,主、备用泵要满足排水量、扬程的需要,同时要做好排水记录工作。

八、附图

1、黑眼泉煤矿首采区地质地形图

2、黑眼泉煤矿首采区构造及煤层底板等高线图

3、黑眼泉煤矿主、副、风井预测及实测剖面图

4、黑眼泉煤矿煤层综合柱状图

5、黑眼泉煤矿综合水文地质柱状图

6、黑眼泉煤矿首采区水文地质剖面图 7、1200水仓预测剖面图

第三篇:2010年煤矿地质及水文地质工作总结

2010年山西XXXXXXXX有限公司

大宁煤矿防治水(水害防治)工作总结

编制:

审核:

总工办经理:

总工办水文地质组

2010年12月26日

大宁煤矿2010年防治水及水害防治工作总结

本年初制定的防治水工作计划包括,在70区巷道进行探白沟煤矿采空区,是否存在水害威胁巷道掘进及后期一〇六工作面回采;南大巷、西大巷和二三采区集中回风巷继续施钻探水,查清前方地质及水文地质情况,为各掘进队提供更加详细的资料。310区继续向北掘进并探水,保证安全生产。

本矿井生产在矿党政领导的正确领导及总工办全体同事的共同配合下,总工办地质组圆满的完成了2010矿井防治水的各项工作内容,为了及时总结经验,吸取教训,扬长避短,鼓足信心做好2011大宁煤矿井上下防治水工作,现将今年防治水工作总结如下:

1、70区探水

由总工程师组织牵头,由总工办联合抽放部设计了70区探放白沟煤矿采空区积水的设计,并经过安全部、质量办、生产部共同监督参与,抽放队施工,并顺利完成探水工作,探清了白沟煤矿的情况,为70区巷道掘进和后期一〇六工作面回采提供了充足的资料。

2、雨季三防及防治水制度

由总工办牵头编制矿井防治水制度汇编,并成立专门的矿井防治水机构,并以公司文件下发。根据人事、组织关系变化,及时下发了今年“雨季三防”文件,重新划定了工作职责范围,进一步明确了各自的责任,提前储备抢险物资,组建了抢险队伍;对“雨季三防”前期准备工作组织了多次检查,对检查出来的问题责成有关单位迅速进行了整改,将事故隐患消灭在萌芽状态。通过认真细致地工作,保证了我矿汛期安全生产的正常进行,保障了国家财产免受损失。

3、完成了106工作面的坑透工作

采用坑透仪,对106工作面进行井下电磁波透视工作,提前为106工作面的回采做好准备,对工作面内可能存在的构造进行分析,为综采工作面的防治水工作提供了可靠的依据。

3、310区工作面,掘进过程中瓦斯较大,经相关部门研究确定,对310区巷道进行工作面补打钻孔,不仅降低了该区域煤层瓦斯浓度,也对工作面的防治水工作提供了依据,保证了该区的掘进工作正常进行。

4、继续正常进行南大巷、西大巷、二三采区集中回风巷的探水工作

抽放队继续施工南大巷、西大巷、二三采区集中回风巷区域的探水钻孔,为这三个面的安全掘进提供了准确的地质资料。

5、每周二的大检查及雨季三防检查中,发现地面均存在不同程度的大裂缝、沉陷,均是井下回采工作面的影响。由环保办牵头对地面较大裂缝进行黄泥填堵,保证雨水不会通过地面裂隙渗入井底,保证井下各工作面的正常工作。在以后的检查中,要严格执行矿井水害防治制度,在检查中做到不留死角,面面俱到,为矿井的安全生产提供最大的保证。

6、每月都对各回采工作面及异常掘进工作面进行了地质及水文地质预报

2010年全年共下发12份地质及水文地质预报,临时性地质预报(地质联系卡)共54份,同时对各回采工作面和掘进工作面编制和提交了掘进地质说明书,并预测预报了正常涌水量及最大涌水量,指导了安全生产的正常进行。

7、每月月初对本月采掘计划内的工作面进行了防治水隐患排查分析;月底对本月的水情水害情况进行了总结;对每个季度的水情水害情况进行了预报和总结;在年底对本的水情水害情况进行了总结并对下的水情水害情况进行了预报。

8、每月不定时的对全矿各个涌水点进行水情观测,及时观测涌水点水量变化,建立完善了涌水台帐,并分析变化的原因,及时为矿井的水害防治提供准确的依据。

9、为了及时准确的判断矿井部分采掘工作面出水水源,105工作面502/5003巷、105工作面603/6021巷、702/7039巷、西大7/W14、106工作面603/6047巷共取水样4份,并经晋城市环境保护监测站

进行水质化验,对比分析化验结果,为以后的防治水方案的制定及排水设施合理配置提供有效依据。

10、对于西区大巷和南大巷未掘进区域的地质异常区分析,及106工作面靠近白沟煤矿采空区附近的区域观测,在以后的工作中要继续关注,研究做新的方案,可以及时探清前方地质及水文情况,为矿井的掘进和回采提供详尽的资料,保证矿井安全生产的正常进行。

11、建立与周围煤矿预警预报机制,每月对周围煤矿进行采掘调查、水患分析,交换防治水经验;2010年共与周边四个煤矿进行了采掘图纸的交换,交换周围煤矿调查表48月次,有效地杜绝了周边煤矿的水害威胁。

总结2010年的防治水工作,我们也暴露一些不足,主要有地面钻孔水位观测不足、水文地质人员的不足、业务素质有待提高等。

整体来说,2010年的地质及防治水工作整体完成较好,应该继续发扬过去一年工作的积极细致的优点,克服人员不足的实际,努力学习,积极提高业务素质,恪心职守,尽心履职把大宁煤矿的防治水工作提升到一个新的台阶。

大宁煤矿总工办水文地质组

2010年12月26日

第四篇:用水文地质技术优势服务煤矿生产安全

用水文地质技术优势服务煤矿生产安全

2014-11-02 | 作者: 何先涛 | 来源: 中国矿业报

在煤矿生产安全过程中,水文地质工作起着举足轻重的作用,一直贯穿于矿井建设、生产的全过程。中国煤炭地质总局水文地质局作为为煤矿生产安全服务的专业局,自成立之初,就肩负着国家煤炭基地建设先行军的重任,栉风沐雨40年,始终把为煤矿提供优质的地勘服务作为发展的主要方向,以遏制煤矿重特大水害事故、保证煤矿安全生产为己任,用水文地质技术优势支持煤矿生产安全。

上世纪70年代初,邯邢地区47%的煤炭资源由于受深部岩溶地下水的威胁而不易开采,中国煤炭地质总局水文地质局(以下简称水文地质局)变水害为水利,在 6400平方千米范围内开展了大面积水文地质勘查试验工作,在峰峰矿区探明并建成煤矿建设急需的水源地,同时解决了百万城区人口的供水问题,被誉为“润泽一方、福荫万众”的壮举,由此确立了水文地质局利用水文地质专业优势为煤矿生产安全提供服务的主业方向。比外,水文地质局通过积极参与煤矿防治水害的水文地质勘查工作,先后在河北峰峰,内蒙古宝日希勒、大雁,山西霍州、潞安等煤矿区开展矿床水文地质勘探,为解放下组煤资源进行专门的水文地质勘查,为安全开发受水害威胁的数十亿吨煤炭资源提供了可靠的水文地质资料。

随着国家经济社会的发展和经济形势的风云变幻,水文地质局无论在煤矿生产的“黄金十年”,还是在当前煤炭企业发展面临困难的时期,始终坚守企业发展理念,长期承担各大煤田矿井水文地质勘查、水害治理与研究、矿井水害防治任务,与煤矿水害进行着反复较量,形成了以煤矿防治水为突出特色的专业优势。

水文地质局提升水文地质工作水平,以优质的地质成果支持煤矿生产安全:一是确保煤矿地质资料的完整性、准确性、真实性,在20余省市区承担了国家重点能源基地的矿区供水、矿床水文地质、矿山环境评价与治理等大中型项目800多项,提交大、中型水文地质勘探报告等550余项件,拥有重点科研成果100余项,为避免因地质资料不详尽导致煤矿安全事故的发生发挥了关键性作用;二是积极开展新技术、新工艺、新理论的开发研究工作,已完成国家级重大项目41项,正在积极推进重大科研项目40项,支撑了煤矿的科学发展和安全发展;三是在广域的更高层次发挥专业局的优势,先后独立或合作参与了《煤矿床水文地质勘查工程质量标准》、《煤矿防治水规定》、《煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》等多个国家规范、标准的编制工作,用多年取得的技术理论成果和积累的实践经验,指导了煤矿的安全生产。

水文地质局加强专业特色队伍建设,以核心技术优势支持煤矿生产安全:一是通过大量工程实践,在矿床水文地质勘查方面,形成了基于地下水系统理论的矿床水文地质勘查方法和思路、基于综合水文地质物探的综合勘查技术、基于地下水资源评价的煤矿床水文地质评价方法等一系列核心理论技术,有效地服务了煤矿安全生产;二是水文地质理论研究与应用成果为煤矿安全生产提供了强有力的技术支撑,通过长期的地质工作实践,在北方岩溶研究课题中提出的奥陶系中统“三组八段”及“强径流带”理论被业界广泛应用,并首次将多源地学信息复合叠加原理和地质信息系统技术耦合,建立了矿山地质环境综合评价模型,同时依据煤矿床充水条件,提出了多充水水源煤矿床水文地质勘查类型划分方案,这对于煤矿床水文地质勘查实践具有理论指导作用,此外,研发出的“地-井-巷”精细探测技术也被广泛应用于小构造、多层含水层、多层采空区、陷落柱的精细探测,并且,根据鄂尔多斯煤田赋存特征和环境特点,首次提出了“保水采煤”的概念,同时实施了“保水采煤”的水工环技术方案,为煤炭战略西移提供了保障。

资料显示,在近年来煤矿发生的重大灾害事故中,与地质条件有关的各类重大事故占90%,而煤矿水害是煤矿生产的重大灾害之一,已成为仅次于瓦斯事故的“第二杀手”。这一严酷现实更加强了水文地质局进一步提升综合能力、用水文地质技术优势支持煤矿生产安全的危机感和紧迫感。《煤矿防治水规定》的出台为水文地质局发挥专业优势开辟了更加广阔的发展空间,由水文地质局承担的大量煤矿水文地质补充勘探项目为推进煤矿水害防治工作、防范和遏止重特大事故发生、促进煤矿安全生产形势持续稳定好转做出了努力。近年来,由于国家加大了对煤矿水害问题的研究力度、加强了对煤矿防治水的行政监管,矿井水害发生次数明显下降。

与此同时,全国受水害威胁无法开采的煤炭资源量高达1270亿吨,随着煤矿开采深度加大和下组煤的大规模开发,煤矿水文地质条件更加复杂、开采环境更加恶劣的特点也显现了出来,新的安全隐患日益突显,水害问题不断出现,防治水工作难度增大,这些不仅直接威胁矿井安全、致使矿区环境生态恶化,而且会导致煤炭资源的严重浪费。

水文地质工作是各项煤矿防治水工作的基础和依据,预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采是保证矿井建设和安全生产所必须坚持的原则,与之相关联的防、堵、疏、排、截的综合治理措施都与水文地质局的专业特色密不可分。因此,水文地质局力求在提升自身综合能力和拓宽煤矿安全服务领域做出一系列有效探索:一是搭建勘探成果推广和研究成果转化的平台,满足国家对矿井水害防治科技攻关的需求和对提高煤炭资源保障程度的要求,通过与高等院校、煤炭企业建立联合、共同开发煤矿水害勘查与防治新机制,促进煤矿生产安全实用技术取得新突破;二是推广应用浅层地热能的地源热泵技术,利用地下浅层地温能资源,把“煤矿应用回风源(水源)热泵技术进行废热回收利用”作为主业方向,先后承揽多个煤矿矿井回风源热泵系统,实现矿山绿色环保建设;三是在大口径特种钻孔施工方面,利用探索出的独特工艺方法和形成的自身特色技术,施工煤层气孔、紧急避险孔、矸石回填孔,最大孔径达1550毫米,一次性下入管材重达300吨。同时,水文地质局不断提升水文地质钻探技术,通过PDC复合片钻头、空气(泡沫)潜孔锤钻进、深孔绳索取芯钻进等钻探技术的推广应用,大幅度提升生产效率,以优质高效的地质成果支撑煤矿生产安全;四是在绿色矿山建设方面,利用自身专业优势提交地质成果,在服务绿色矿山建设中不断发挥着积极作用。未来,随着专业特色能力的不断提升,水文地质局将进一步发挥地质工作先行军作用,积极开展矿山地质环境治理恢复工作,利用自身的特色技术成果为煤矿生产安全做好服务保障。

(作者系中国煤炭地质总局水文地质局局长)

第五篇:八连城煤矿矿井水文地质类型划分报告

八连城煤矿矿井水文地质类型划分报告

八连城煤矿2006年12月建成投产,设计生产能力90万吨/年,服务年限74年。一对立井开拓,单一水平上下山开采,生产水平标高-420米,开采19、19-2、20、23和26等5个主要可采煤层,现已生产3年6个月。根据《煤矿防止水规定》第十三条“矿井水文地质类型应当每3年进行重新确定。当发生重大突水事故后,矿井应当在1年内重新确定本单位的水文地质类型”的规定,为确保矿井安全生产,有针对性地做好矿井防治水工作,编制本矿矿井水文地质类型划分报告。

一、矿井所在位置、范围及四邻关系,自然地理等情况

(一)位置

八连城煤矿位于吉林省珲春市境内,行政区划隶属珲春市三家子满族乡。地理坐标东经130°13′07″至130°20′37″,北纬42°46′15″至42°53′45″。

(二)范围及四邻关系

西以图们江为界、南至珲春河防洪堤,东与城西煤矿井田为邻,北部及东北部与英安煤矿井田相接。井田南北平均长8.0公里,东西平均宽4.5公里,面积36平方公里。

(三)交通

距珲春市区5公里。通过本井田的公路有珲春—西崴子乡村公路、珲春—沙陀子中朝口岸公路和正在建设中的长春—珲春高速公路;铁路有珲春煤业集团公司铁路专线与国铁相接,距图们火车站64公里;距珲春96公里的延吉机场位于延吉西南;长春—珲春客运专线铁路项目正在建设;珲春至俄罗斯边境14公里,通过珲春中俄铁路口岸可以直达俄罗斯哈桑区波谢特港和扎鲁比诺港,距波谢特港45公里,扎鲁比诺港72公里;通过珲春中朝圈河公路口岸可以直达朝鲜先锋港、罗津港和清津港。距朝先锋港86公里,罗津港93公里,清津港171公里,这些港口都是深水不冻港口,为借港出海提供了天然条件。

(四)地形地貌

八连城井田位于珲春煤田河北区西部,全井田处于图们江和珲春河冲积平原地带,标高一般在20—35米。工业广场主要建筑物有主井、副井、办公楼、联合建筑、机电厂、变电所和在建主井,其地面标高主井为31.50米、副井为31.50米、办公楼为30.62—31.00米、联合建筑为31.06—32.97米、机电厂为31.72—32.02米、变电所为30.32米、在建主井为31.5米。流经井田西部的图们江宽50—100米,河床切割较深为5—10米;流经井田南部的珲春河为一老年期河流,河床切割不深,一般在0.5—2.0米左右。珲春河由东北向西南注入图们江,其河床为第四纪沉积。

(五)气象、水文

1、气象

矿井、井田所属气候区为中温带季风气候区,海洋性特征较明显,温和潮湿,与同纬度内陆地区相比冬暖夏凉,雨量充沛,多阴寡照,易发生洪涝灾害和低温冷害。多年平均气温5.6度,极端最高气温为36.3度(1967、7、20),极端最低气温为-32.5度(1972、2、6)。最高气温多出现在8月份,平均21.2度;最低气温多出现在1月份,平均-11.7度。多年平均日照2322小时,多年平均活动积温为2584.4度。无霜期126—156天,初霜9月20日至10月5日,终霜5月1日至5月17日。11月初封冻,一般于翌年4月初解冻,最大冻深1.5m左右。多年平均降水量为606.8毫米,平均降雪为30毫米,6至9月多年平均降水总量为434.7毫米,占全年降水量的71%。降水集中,时空分布不均,降水量最多为842.9毫米(1959年),降水量最少为365毫米(1977年),多雨年是少雨年2.3倍。夏季多东南风,秋冬多西北风,风力一般5-6级,7级以上大风每年出现5-10次左右。

2、水文

流经本井田西部和南部的河流有图们江和珲春河

珲春河。发源于汪清县复兴镇杜荒子屯西南,海拔1356.7米。流向东南,到春化镇转向南西。流域面积为3581平方公里。一般流量为8—20立方米/秒,20年一遇洪水流量为4300立方米/秒。该河流在本井田南部由东向西注入图们江。

图们江。图们江发源于长白山脉主峰东麓,全长525公里,珲春市境内流长163.7公里,流域面积5141.95平方公里,由本井田西部流过后注入日本海。最大洪水流量2290立方米/秒,年均流量65.3立方米/秒,4月左右为春汛,7~8月为夏汛。封冻期(12月上中旬~翌年3月底)100~120天。水深一般1.3~4米。

多年来,图们江工程指挥部和珲春河工程指挥部对图们江和珲春河修建了堤防,可使防洪标准由以前的不足20年一遇提高到50年一遇。特别是2005年9月开工建设的以防洪、供水为主,结合灌溉兼顾发电的综合大型老龙口水利枢纽工程。可使防洪标准由以前的不足20年一遇提高到50年一遇。

井田地面有水田灌溉排渠,受季节控制。

(六)地震

本井田是珲春煤田的一部分,地处环太平洋地震带,东隔日本海的日本群岛是地震多发地区。据地震史料记载,1902年7月3日在珲春邻县汪清县附近发生过6.6级地震;延边朝鲜族自治州地震局提供:1998年10月8日和2001年9月10日相续发生地震,震级达7级,地面有强烈震感;2006年2月亦发生地震,震级约6级,因震源较深,地面无震感。井田所在地珲春设防抗震烈度为VI度,动峰值加速度为0.05个。

(七)矿井排水设施能力现状

井下排水设施:甲、乙水仓容积 1457立方米;水泵有3台,型号为 MD280-65*8,每台排水能力为 280 立方米/小时。2台工作,1台备用;排水管路直径200 毫米,有 2 趟;井下最大排水能力为 840立方米/小时。

经对3.6年生产期间矿井充水性观测、收集、整理与分析,矿井充水主要为井筒淋水、含煤地层中承压含水层水和施工用水。经统计矿井涌水量最大为 80.1立方米/小时,正常涌水量为56.5~65.0立方米/小时(正常涌水量小于1000立方米/小时)。甲、乙水仓有效容量为1457 立方米,能够容纳8小时的正常涌水量;2台工作水泵的能力为560立方米/小时,能够在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。-420水泵房在井底车场,有2个安全出口,用平巷通到井底车场。在通到井底车场的出口通路内,设有易于关闭的防水防火密闭门。水泵房底板-419.3 米,甲水仓底板标高-424.3米,乙水仓标高-424.1米。以上排水设施能力现状符合《煤矿防治水规定》,具有抗灾能力和满足疏水降压的要求。

二、以往地质和水文地质工作评述

(一)地质和水文地质

1960年203地质队在原井田内进行了普查勘探,施工10个钻孔,完成工程量4600米。冲积层调查施工24个钻孔,完成工程量305.13米。1960年8月提出了八连城普查报告,共获得储量14855.7万吨(现井田内6个钻孔,工程量3139.31米)。经审查八连城普查报告评为基本合格。

1963年至1964年由新组建的203地质队在珲春煤田河北区再行详查勘探,在本井田共施工13个钻孔,完成工程量6630.73米。

1974年至1975年蛟河煤矿在珲春河北区勘探,在本井田施工30个钻孔,完成工程量15213.48米。

1975年至1976年吉林省煤田地质勘探公司112地质队在本井田施工36个钻孔,完成工程量19995.96米。冲积层调查19个钻孔,完成工程量234.15米。

1977年5月本井田转为精查勘探,吉林省煤田地质勘探公司112队再施工73个钻孔,完成工程量41037.89米,并于1978年8月提出精查地质报告。

报告主要内容 报告采用吉林省煤田地质勘探公司112队施工钻孔73个,历年施工钻孔85个,共158个钻孔,钻探工程量86017.37米,对主要含水层第四纪冲积洪积含水层含水量进行了调查和抽水。冲积层抽水群孔5号,抽水1段,冲积层调查19个孔,234.05米;利用203队60年施工的基岩抽水孔232号水文孔,抽水3段,303.39米。冲积层抽水孔群孔3,抽水1段,冲积层调查孔24个孔,305.13米;利用电测井曲线解释弱含水层厚度39个孔。

通过新旧资料的分析研究,在祥查勘探的基础上,寻找到了K1、K2标志层(凝灰岩),解决了主要可采煤层的对比问题;进一步掌握了井田内可采煤层的厚度、煤质及其变化规律,确定本井田的煤质牌号;对井田内的断层用工程量予以控制;计算了可采煤层储量;查明了本井田内含水层、隔水层及岩性特征,主要含水层间的水力联系,提出了初采区矿井预计涌水量。

报告结论

本井田历年来共施工158钻孔个,钻探工程量86017.37米。通过新旧资料的分析研究,基本解决了井田内的地质问题。

1、煤层对比:区内发育第三纪始新世至渐新世含煤沉积,平均厚度532.06米,含煤80余层,可采与局部可采16层,属簿至中厚煤层,可采煤层可采平均厚度12.19米,可采含煤系数2.32%。经过大量而细致的岩煤层综合对比工作认为:13、19、191、20、21、23、23下煤层对比基本可靠;192、22、26、26下煤层对比比较可靠;28、30、30下、31、32号煤层对比可靠性差。

2、煤质:通过采样送验和资料研究,除13号煤层属高灰、低硫、硬质褐煤外,其他各层均为长焰煤;可供发电和民用,精煤可供火车机车用煤。

3、构造:查明本区:褶曲以NE向向SW倾伏的宽缓背斜为主;伴有NWW和NNE两组不同断距之断层,断层较多,规律明显,地层平缓(倾角小于15);乃属中等构造。

4、水文地质:该区水文地质条件比较简单,主要含水层为第四纪冲积洪积含水层(7—17.27米),单位涌水量4.23公升/秒.米,渗透系数65.917米/日;其次为风化裂隙含水带(55.00—57.00米左右),最大单位涌水量0.187公升/秒.米,渗透系数0.378米/日;此外,还有煤系层间承压含水层(77.14米),但富水性很小;煤系地层可以看作是相对隔水层。

5、储量:通过储量计算,全区共获得储量(万吨):

可利用储量;21077.051 表 内:A+B+C1+C2:17222.561 A+B+C1: 13602.736

0 A+B: 3006.026 A+B级储量占工业储量:22.09% 本井田精查自1977年5月初至1978年7月19日,历时14个月19天的时间,对勘探设计中所提出的各项任务业已完成,并在1978年8月底正式提出精查地质报告,基本能够满足矿井设计的需要。但仍存在以下问题:

1、本区钻探施工存在一定薄弱环节,其表现为:打丢、打薄煤层较多,在531个可采见煤点中,打丢20层、打薄77层,占总层次的18%(按0.80米以上统计);封孔质量也有不足之处,1977年10月底以前所封钻孔经检查,虽然水泥柱胶结坚硬,但因封孔材料不足,100米之上可能未封住;1977年11月开始有所好转。经抽查上部30米—40米未封住;瓦斯样虽然采了6个,但大多数采取器漏气,采样方法不当而没有化验价值,仅有839号孔一个瓦斯样可供参考利用,致使缺乏评价井田瓦斯含量的准确数据。

2、区内因煤层变化较大,断层发育直接影响了高级储量的圈定;加之施工后期在井田西南部新加的841、842、843号孔扩大了算量面积;另外,煤层采取率低、煤层丙级点较多,在739个参予表内量计算点中有202个丙级点,这对高级量的圈定也有所影响;致使高级量的比例较少,仅占工业储量的22.09%。

3、从设计到报告编制的整个过程中,由于客观和主观上的原因,地质、设计、生产三结合作的不够,使我们对设计和生产部门的意图吃的不透;对水平划分、井筒位置、先期采区了解不够,这对勘探中有的放矢、重点突出的解决问题肯定是不足之处。

4、本区煤层多而薄、标志层少、对比难度大,因此,在岩煤层对比方面个别分煤层对比可能有串层现象。

5、本区全掩盖地区,在断层组合方面难免有不合理的地方。

1989年至1990年珲春矿区建设指挥部勘探队补充勘探施工10个钻孔(包括主井、副井检查孔)。

1992年3月至1992年6月由东煤公司地质局哈尔滨科学技术研究所结合《八连城煤矿首采区开发地震勘探报告》编制完成了《八连城煤矿综合地质报告》(矿井建设、生产采用此报告)。

报告主要内容

重新研究煤层对比、煤层赋存及变化规律;综合研究分析地质构造特征;在煤层对比、构造特征新认识的基础上,对资源予以重新评价和储量计算。

报告结论 本报告是在原精查报告和首采区开发地震报告的基础上编制的。充分综合利用了地质、地震成果,经过深入研究煤层对比、综合分析构造特征。对煤层赋存、变化规律、煤质特征及构造形迹和特征都有了完整较正确认识,反映了井田地质构造的客观实际,重新对煤资源进行了评价及储量计算。报告的内容、质量、及精度都达到了合同和珲春矿区建设指挥部具体要求,可作为修改矿井设计的依据。

1、提高了煤层对比的可靠程度:以测井曲线物性组合特征、岩性标志、地震标准波及构造多种综合对比方法,对本区煤层作了充分研究分析对比。12—28下号煤层对比可靠,12号煤层以上和28下号煤层以下的煤层基本可靠。

2、客观评价了煤质特征:根据规范(1986)和中国煤炭分类国家标准(GB5751—86)和煤质化验成果,本区煤层均为长焰煤,可供发电和民用煤,精煤可作为火车机车用煤。

3、正确反映了井田地质构造特征:区内断裂发育,在近东西向复式背斜之上,发育了一系列平行背斜轴向的主干断裂,构成了3—4个地垒地堑相间及阶状断块和构造形迹特征。全区共有大、小断层53条,其中落差大于100米的有6条,大于50米小于100米的有13条。精查区(7—17线)地震范围内的煤层产状和大于15米的断层已查明;而南部和北部区的煤层产状和大于30米落差的断层已基本查明。普查区(1—7线)的煤层产状和断层为初步查明。

4、重新评价了煤资源和储量计算:除对原精查报告16个煤层进行了评价及计算储量外,又新增加了9个局部可采煤层的评价及计算。

精查区共获A+B+C级18268.2万吨 其中:表内A+B+C级15049.7万吨 保安煤柱 C级:619.2万吨 表 外 A+B+C级3218.5万吨 普查区共获 B+C+D级7647.5万吨 其 中: B级 :67.4万吨 C级:3316.4万吨 D级:4263.7万吨

5、存在的问题:

(1)由于原精查报告F3断层已不存在,所以东界的北段井界只能以原F3断层作为垂直的人为边界。(2)本区含煤地层的特点是:煤层多,且变化大,岩相、岩性标志及物性特征反映不甚明显,加之构造复杂等因素,尽管我们在煤层对比上划了很大力气,煤层对比大部分可靠和基本可靠,但个别煤层点也难免存在串层问题。

(3)由于12号以上28下号煤层以下的煤层发育不稳定,且变化大,对比可靠程度差些,致使对断层的认识和判别不是十分准确,很有可能漏掉个别断点、断层。

(4)本报告编制工作量较大、时间仓促,尽管我们做出了最大努力,但图件、附表校对工作难免有误。

2006年5月吉林省煤田地质112勘探公司对本井田西部采区(1—7线)补充勘探,施工2个钻孔,钻探工程量1554.40米。

2008年2月至2008年10月,吉林省煤田地质112勘探公司对本井田西部采区(1—7线)补充勘探,施工32个钻孔,钻探工程量22294.05米,并在2008年10月末编制完毕了《八连城煤矿西部采区补充勘探报告》。

报告主要内容

在南北平均长3.113公里,东西平均宽3公里,面积9.34平方公里范围内,施工32个孔,投入钻探工程量22294.05米;施工水文孔1个652.20米,抽水1段,单6号孔孔深15.85米,抽水3次。区外232号孔,孔深478米,抽水3次;采水样2件、岩样18组、煤心煤样258个、夹矸样72个、瓦斯样13个、煤岩煤样12个,煤对CO2化学反应样7个;利用老孔12个孔8348.62米。

根据以上工程和参考《八连城煤矿综合地质报告》重新研究煤层对比、煤层赋存及变化规律;综合研究分析地质构造特征;在煤层对比、构造特征新认识的基础上,对资源予以重新评价和储量计算,确定了水文地质类型,预算了矿井涌水量,确定了地质类型。

报告结论

1、查明本区构造形态:走向近东西,向南西倾斜略有起伏的单斜构造,查出一组北东向的张扭性正断层,落差大于30米的6条,小于30米的2条。

2、查明了区内煤层赋存状况及分布规律。

3、查明了本区地层层序和岩、煤层对比标志层。

4、查明了区内7个估量煤层的分布范围和资源/储量,总的煤炭资源/储量5331.6万吨;其中:探明的(可研)经济基础储量111b为1660.8万吨;控制的经济基础储量122b为1606.1万吨;推断的内蕴经济资源量333级2064.7万吨。

5、查明本区煤质牌号为长焰煤,了解了煤质特征、煤的工艺性能及其工业用途。

6、基本查明水文地质及工程地质类型,属被第四系强含水层覆盖下的新生界第三系孔隙裂隙含水层矿床。水文地质条件简单,工程地质条件复杂。本区矿床开采地质条件定为:以工程地质问题和环境地质问题为主的复合复杂类型Ⅲ类四型。

7、查明了区内主要含、隔水层的分布及变化规律。

8、预算出本区在自然状态下正常涌水量是255.27M3/h。存在问题

1、煤层对比,是一项长期的工作,从普查一直到矿山闭坑,每个阶段都要做这项工作。对于那些煤层层数少或特厚煤层地区,这项工作就比较简单了。补充勘探区,标志层少、煤层多,分叉、合并、变薄、尖灭现象时有出现,给煤层对比带来困难。我们虽然花了很长时间,集中技术力量,采用了多种方法,尽最大大努力做这项工作,但个别钻孔对比串层现象在所难免。

2、补充勘探区是一个煤层隐伏地区,用钻孔控制了落差大于30米的断层,对于落差小的断层用钻探手段就难于控制了,今后生产过程中将会遇到这些问题。建议用三维地震解决这一难题。

3、我们钻孔中取得的瓦斯样,经检测,得出的瓦斯含量远远低于煤炭科学研究总院抚顺分院的实测结果,8.18m/t。我们分析原因是:从煤层揭露到地表装罐,时间太长,煤层瓦斯损失太多。在此,瓦斯含量应以抚顺分院测得的含量为准。以抚顺分院测算,当年产90万吨时,采区瓦斯相对涌出量24.97 m3/t;全矿瓦斯绝对涌出量为54.8 m3/min,应定为高级瓦斯矿井。

(二)地震勘探及其他物探 1、1990年11月至1991年9月东煤地质局第三物测队在井田首采区进行了开发地震勘探,并提出了《八连城煤矿首采区开发地震勘探报告》(目前矿上还没有此报告)。2、2007年4月 17日至2007年5月3日由黑龙江省煤田地质物测队在井田东部进行了三维地震勘探。勘探范围为:北起F22号断层、南到410和648号钻孔连线;东以17勘探线为界、西以工业广场为界,控制面积2.2平方公里。完成三维地震测线16束,参加时间剖面品质抽查评级的三维剖面总长84.775公里。共完成试验点2个,试验物理点19个,生产物理点1483个,总计物理点1502个。2007年11月提交了《八连城煤矿东部三维地震勘探报告》。

主要地质成果如下:

3(1)1全区共组合断层38条。按控制程度划分,控制程度可靠断层27条,较可靠断层2条,控制程度较差断层1条;按落差划分,落差大于等于3米小于5米的断层4条,落差大于等于5米小于10米的断层3条,落差大于等于10米小于30米的断层15条,落差大于等于30米的断层8条。断层均为正断层。断层的走向以近EW、NEE向为主,NW向次之。(2)查明了区内主要可采煤层(20、23、26、30号煤层)的底板起伏形态和深度。

(3)查明测区内波幅大于10米的褶皱并解释了其形态。3、2008年11月1日至2008年12月8日由吉林省煤田地质物探公司在井田(七线以西)深部区进行了三维地震勘探。勘探范围为:西至图们江,东以七勘探线为界,南至珲春河防洪堤,北以 八连城煤矿,控制面积9.1平方公里。与板石一矿深部区合并完成三维地震测线束32束,参时间剖面品质抽查评级的三维剖面总长(与板石一矿深部区合并)259.7公里(原报告没有把八连城井田单分),完成生产物理点5302个。2009年5月提交了《吉林省珲春矿业集团八连城(七线以西)深部区三维地震勘探报告》(此报告没有批复)。

主要地质成果如下:

(1)全区共组合断层109条。按控制程度划分,控制程度可靠断层98条,较可靠断层9条,控制程度较差断层2条;按落差划分,落差小于等于5米的断层39条,落差5~20米之间的断层40条,落差大于20米的断层30条,组合可疑断层22条。断层均为正断层。

(2)查明了区内主要可采煤层(19、20号煤层)的底板起伏形态和深度。对区内其他在地震时间剖面上有反映主要可采煤层(18、23、26号煤层)进行了解释。

(3)控制了区内大于10米的褶皱。

(三)矿井建设、开拓、采掘、延伸、改扩建时期的水文地质补充勘探、试验、研究资料或专门报告评述

说明:八连城煤矿在矿井建设、开拓、采掘、延伸、改扩建时期没有做水文地质补充勘探、试验等工作,在此不予评述。

三、地质概况

(一)地层

本井田含煤地层为下第三系珲春组(E2-3H),基底为上侏统屯田营组(J3t),上覆第四系(Q)。

自下而上分述

1、上侏统屯田营组(J3t)屯田营组(J3t)为一套火山碎屑岩系,构成了含煤地层的基底。井田内95%以上钻孔均见到这套地层。主要由火山碎屑岩、灰绿色、暗紫色凝灰岩、安山岩、安山集块岩、凝灰集块岩等构成。

2、下第三系珲春组(E2-3H)

珲春组(E2-3H)为井田含煤地层,根据岩相、岩性及含煤特征划分为上、中、下三段。上段:19号煤层以上,以灰~浅灰色粉砂岩、砂质泥岩为主,细砂岩次之,夹有4~5层细腻质純的褐色泥岩和凝灰岩(K1)标志层。本段含有9、12、13、15、18、18-2等6个局部可采煤层和20余个薄煤层。

13、17号煤层之上含有动物化石。本段厚度380—800米,一般厚度450—650米。

中段:19号煤层至28下 号煤层为中段,是主要含煤段。以灰、浅灰色粉砂岩、细砂岩为主,中粗砂岩、泥岩次之,夹有薄层钙质中粗砂岩和凝灰岩(K2)标志层。水平波状、镐状及混浊层理发育。含19、19-

1、19-2、20、23、26号等6层主要可采煤层和21、23-

1、23-

2、26下、28、28下号等6个局部可采煤层。含有丰富植物化石,20、21、28号煤层之下含动物化石。本段厚度0—130米,一般70—90米。

下段:28下号煤层至基底,以深灰色粉砂岩、中粗砂岩为主,泥岩次之,局部见有砾岩,含煤层多,但厚度及媒质变化大。含有30上、30、30下、32、32下、33、34号等7个局部可采煤层。本段特点是由上至下颜色逐渐加深,凝灰物质成分逐渐增多。本段厚度0—280米,一般厚度50—100米左右。与屯田营组呈不整合接触。

含煤地层中的可采与局部可采煤层储量(能利用储量)见附表1。

3、第四系(Q)

全井田被第四系覆盖,上部为腐殖土、砂质粘土、亚粘土。中部为砂砾及中、细沙。底部为砾石及含砾沙质粘土。厚度7—28米。

(二)构造

本井田构造比较复杂,与东邻的城西立井井田的构特征基本一致。可以看作是城西立井井田主体构造向西的延续,以断裂为主,褶皱宽缓起伏,略向西平缓起伏,地层走向总体为近EW~NEE,倾角小于15°。

1、褶皱

本井田为一轴向近东西、向西倾伏的宽缓背斜。背斜轴位于在F13~F21断层之间。背斜两翼平缓,并有次一级波状起伏,组成一个宽缓复式背斜。

2、断裂 本井田断裂构造发育,以近东西向走向断层为主,伴有北东、北西向两组断层,均为正断层。近东西向走向断层(主干断层)发育在复式背斜之上,由一系列倾向相反近似平行背斜轴的断层,如F7、F52、F13、F58、F55、F21等断层,构成与背斜轴向近平行的地堑和地垒及伴有阶状断层,为本井田只要构造形迹和特征。

(详见:八连城煤矿19号煤层底板等高线图、主要断层一览表2)

3、岩浆岩

本井田岩浆岩是以岩墙和岩床的形态存在,岩性为辉绿岩。

(1)岩墙。岩墙位于井田西部邻近0515和0503号钻孔,延伸长约1100米,宽度100—170米,走向北北西,倾向北东东,倾角58°—90°,该岩墙穿过所有目的煤层,没有到地面。虽然穿过风化裂隙含水层,但不导水。

(2)岩床。岩床位于岩墙的东部区域,FD159和FD162号断层以北,0515、0503、784、504、、0713、74—22号钻孔均有揭示,厚度分别为 26.85米、5.6米、16.65米、15.30米、5.95米、2.90米。分布约1平方公里。岩床倾向西南,倾角15°—30°。该岩床由岩墙与下含煤段的上部侵入,向远处(东北方向)变薄、变浅,岩床侵蚀部分目的煤层和附近煤层因受到强烈烘烤变质程度显著增加。

[祥见:吉林省珲春矿业集团八连城(七线以西)深部区19号煤层底板构造图]

四、井田水文地质条件及含水层和隔水层分布规律和特征

(一)井田水文地质条件

本井田虽然有西部图们江,东部有珲春河,北部有英安河,煤系地层之上全部覆盖有富水性强的的第四纪冲积层,由于可采煤层埋藏较深,开采煤层不受主要含水层水危害,精查地质报告确定本井田水文地质条件为简单型。

(二)含水层

本井田按岩性、地下水类型、裂隙发育程度和埋藏条件,含水层可以划分为第四纪冲积洪积含水层、风化裂隙带含水层和煤系层间承压含水层及隔水层。第四纪冲积洪积含水层、风化裂隙含水层是本井田的主要含水层,与河流的关系是地下水补给河流。

1、第四纪冲积洪积含水层

该含水层是本井田全区发育的主要含水层,中部厚度17米左右,靠近图们江及珲春河变薄10左右,有的只7米。岩性以砂砾为主,局部夹有薄层细沙,向北部逐渐变细,且泥质增多。砾石成分主要为花岗岩、安山岩和少量的变质岩砾,磨圆度较好,分选不佳,砾径2~4厘米。向深部砂砾石内,粘土逐渐增多,局部则有薄层粘土含砾。所含砾石为次棱角状,因此该层的富水性也有随深度变小的趋势。中部群3号孔的单位涌水量1.90公升/秒米,渗透系数53.30米/日;南部群5号孔的单位涌水量平均4.23公升/秒米,渗透系数平均65.917米/日,补给来源主要是城西及英安的冲积层水。其上虽广布水田,但有1~3米厚的粘土层不利于大气降水及水田水的渗透,只局部没有粘土层的旱田地,接受降雨的补给。水位平均标高24米。水质为重碳酸钙镁水,总矿化度小于0.05克/升。

2、风化裂隙带含水层

第四纪含水层之下是风化裂隙含水带,风化裂隙戴深度为60米。富水性由于本井田为疏松半胶结的岩层,而岩性多为泥岩、粉砂质泥砚、粉砂岩及泥质胶结的细砂岩、中砂岩、粗砂岩,所以本井田风化裂隙含水带富水性很小。由于风化裂隙随着深度的增加逐渐变小,其富水性也随着深度的增加而变小。根据232号孔的抽水资料,单位涌水量仅0.187公升/秒米,渗透系数0.378米/日,补给来源为第四纪冲积洪积层水补给。水质为重碳酸钙镁水,总矿化度小于0.5克/升。

3、煤系层间承压含水层

风化裂隙含水带以下整个煤系地层中,岩性多为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩,其中夹有透镜状分布的细砂岩、中砂岩、粗砂岩,属弱含水层。厚度0~10米,成份以长石石英为主,有少量的安山岩及变质岩碎屑。分选性不好。而19号煤层以下的砂岩中大部为凝灰质胶结,不含水。弱含水层大部在19号煤层之上。根据39个孔的统计资料,19号煤层至风化裂隙带底板,弱含水层厚度平均65.46米。19号煤层至基底弱含水层厚度平均11.68米,富水性很小,各含水层之间及风化裂隙含水带之间的水力联系不好。根据232号孔的抽水资料,单位涌水量0.0069~0.0127公升/秒米。渗透系数0.021~0.046米/日,水位标高22.47米。水质为重碳酸钠水,总矿化度小于0.5克/升。

(三)隔水层

本井田风化裂隙带以下,主要为泥岩、粉砂质泥岩及粉砂岩等良好隔水层,其中没有主要含水层,只有透镜状分布的富水性极弱的层间承压含水层。渗透系数很小,与风化裂隙带渗透系数相比,相差16倍,与冲积层的渗透系数相比,相差2000多倍。所以风化裂隙含水带以下全可定为相对隔水层。19号煤层以上到风化裂隙含水带底板,相对隔水层厚度大部分为240~400米,局部为200~220米。本井田大面积开采,冒落和裂隙高度也不至于破坏该层的隔水作用。靠近图们江和珲春河此层厚度增大。

(四)断层 本井田为老第三纪含煤地层,属于疏松半胶结的岩层,而且泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩较多。虽然有细砂岩、中砂岩及粗砂岩,但煤层发育部分的粗砂岩多为凝灰质胶结不含水,上部虽然有第四纪冲积洪积及风化裂隙含水带主要含水层,但距可采煤层较深。断层又都是张扭性,勘探中所见断层点多为泥岩,其中挤压所造成的滑面明显。通过井巷实见断层虽有破碎带,但都为泥质岩、粉砂质泥岩,不导水。

五、矿井充水因素分析,井田及周边老控区分布状况

(一)矿井充水因素分析

按矿井的充水水源和充水方式可划分为:顶板透水、底板涌水、井筒涌水和施工充水四种类型。

1、顶板透水。有的煤层老顶局部为透镜状分布的细砂岩、中砂岩、粗砂岩,既煤系层间承压含水层,由采动影响下形成的冒落裂隙移动带“三带高度”沟通含水层引发透水,含水层水直接补给矿井。

2、巷道涌水。开拓、掘进巷道有的局部直接顶底板为煤系层间承压含水层,巷道揭露含水层水直接补给矿井。

3、井筒涌水。由于井筒壁后封闭不好沟通风化裂隙带含水层水和第四纪冲积洪积含水层水,流入井下。

4、施工充水。在井巷施工和工作面回采过程中,机械用水和降尘用水通过管线把地面水倒入井下。

(二)充水通道

1、井筒导水。由于井筒壁后封闭不好沟通风化裂隙含水带水和第四纪冲积洪积含水层水,成为矿井充水重要通道。

2、有可能导水钻孔

历史上封闭不良和的废弃钻孔往往成为含水层的导水通道,这样的例子很多。本井田精查阶段施工的73个钻孔和祥查阶段的36个钻孔,均采用国产500号水泥和细沙成1:1之比例配制砂浆予以封闭。其中有796、810、514、631号孔封孔之材料数量不明;777号孔封孔所采用水泥有变质现象;764、815、504号孔封孔之水泥数量不足;510号孔在封孔时因天气寒冷,钻杆冬塞,二次下钻具封孔,封孔质量较差。在精查阶段对祥查时所施工的钻孔封孔质量进行了抽查。抽查了569、609和560号孔。569号孔钻具下入孔深71.07米开始扫孔见水泥柱,透至至90米上来水泥柱6米,水泥柱凝固较好且坚硬;609号孔从71.07米至82.67米上来水泥柱,凝固硬度大于围岩硬度;560号孔在71米见到水泥柱水泥柱亦很坚硬。抽查钻孔的封孔质量对于本井田1977年10月26日以前所施工钻孔的封闭质量具有代表性,百米以上可能未封住,有可能导水。

从掘进工作面和工作面回采实见钻孔封孔质量良好,不导水。特别是11915工作面在回采中实见777号孔,不导水。

3、巷道导水。采掘工程揭露煤系地层中透镜状分布的富水性极弱的层间承压含水层水。

4、施工管线导水。在井巷施工和工作面回采过程中,机械用水和降尘用水通过管线把地面水导入井下。

5、探访水钻孔导水。井下探放水钻孔导采空区积水。

(三)井田及周边老空区分布状况

本井田北部及东北部为英安矿井,东部为城西矿井(停产),相隔至远。井田内没有老空区、小煤窑采空区废弃的老空积水,仅个别采空区有积水,井巷工程已控制。

六、矿井涌水量的构成分析,主要突水点的位置、突水量及处理情况

1、矿井涌水量的构成分析

①风化裂隙含水带水和第四纪冲积洪积含水层水 %以上; ②煤系层间承压含水层水(顶板透水、巷道涌水)%; ③工程用水排泄水 %;

2、矿井涌水量

据统计矿井涌水量:最大涌水量为80.1立方米/小时,正常涌水量为56.5~65.0立方米/小时

3、主要突水点的位置、突水量及处理情况 无

七、对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价

(一)对矿井开采受水害影响程度的评价

1、风化裂隙带含水层和第四纪冲积洪积含水层水。由于本井田的煤层埋藏较深,煤层开采后形成的顶板冒落带和导水裂隙带不能导通风化裂隙带含水层和第四纪冲积洪积含水层,因此不受风化裂隙带含水层和第四纪冲积洪积含水层主要含水层水的威胁。

2、煤系层间承压含水层水。井巷工程和工作面回采随然可以导通部分煤系层间承压含水层,其含水量极小,从生产实践中看不对煤层开采构成威胁。

3、采空区积水。采空区积水虽然动储量不大,但其巨大的静储量和突水时的瞬时水量,透水时往往是灾难性的。但采掘工程已控制。

4、断层。断层是薄弱的地质体,它往往成为地下水进入矿井的通道,但本矿断层由钻探和物探已控制,钻探、采掘工程实见断层具有不导水性。

5、煤系层间承压含水层。富水性很小,各含水层之间及风化裂隙含水带之间不具水力联系。

6、钻孔封闭。本井田1977年10月26日以前所施工钻孔百米以上可能未封住。这个深度也基本上是第四纪冲积洪积层和风化裂隙带的厚度,不对煤层开采工程构成威胁。

7、矿井涌水量。正常涌水量和最大用水量(Q1、Q2)均小于180m3·h-

18、突水量。无。

(二)防治水工作难易程度的评价

八连城煤矿防治水的重点工作有两项,一是采空区积水,二是井筒壁后封闭切断导水通道。

采空区积水。采掘工程已控制,待掘送采空区下伏煤层回采工作面时,用钻探工程予以疏放。工程简单、容易、经济。

井筒壁后封闭切断导水通道。从技术和经济都是可行的,这涉及到停产施工,所以这项工作是比较难的。即使不封闭采掘工程也不会受水害影响。

八、矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议

根据以上所述,本矿井受采掘破坏或影响的空隙、裂隙不会同风化裂隙带含水层和第四纪冲积洪积含水层建立水力联系,也只能沟通部分煤系层间承压含水层,补给条件差,补给来源极少。矿井正常涌水量和最大用水量(Q1、Q2)均小于180m·h,没有突水和老空积水,采掘工程不受水害影响,防治水工作相对简单。与《煤矿防治谁规定》(国家安全生产监督管理总局2009年9月21日第28号令)表2-1矿井水文地质类型所列内容相比较,确定八连城煤矿矿井水文地质类型为简单型。

八连城煤矿根据现有煤炭储量再建设一对立井,把生产能力由90万吨/年提升到300万吨 /年。为了矿井安全生产和减耗增效,有针对性地做好矿井防治水工作,在新井筒建设中建议对井筒100米深之内的壁后全面封闭,切断风化裂隙带含水层水和第四纪冲积洪积含水层水流入井下通道。

珲春矿业集团八连城煤矿

矿井水文地质类型划分报告

八 连 城 煤 矿 2010年7月

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