原***煤矿老井:根据现场访问与调查,***煤矿兴建于2000年,开采24、25煤层,2007年—2008年曾进行过15万t/a生产规模的技改,2011年矿山再次技改为30万t/a生产规模。由于技改扩能为30万t/a生产规模,老井于2009年底已闭坑停产,目前在矿区北西面一带及北东面分别形成面积约0.3286km2(含老窑开采破坏区)及0.01275km2的采空区,预测采空区积水量分别为95850m3及3825m2。
3、地质构造的导水性
本井田处于扬子准地台黔北台隆六盘水断陷普安旋扭构造变形区,具体构造部位为盘南背斜南东翼,主要由P3l,P2β组成,地层完整,层序正常,产状平缓,走向北东-南西,倾向南东,倾角一般16~40°,平均24°,断裂构造不发育。
矿山虽无大落差断层,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,加之未来矿床开采中,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.封闭不良钻孔水
地质报告中未有不良钻孔的情况。不受封闭不良钻孔水影响。 5.断层水
工作面回风、运输顺槽在掘进期间未发现断层及次一级褶曲或大
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的裂隙。因此1485回风巷掘进工作面不受断层水影响。
6、主要隔水层充水因素分析
在含水层之间广泛分布着隔水岩层或弱透水岩层,它们都具有一定的阻水性能,其阻水能力取决于岩性、岩层结构、厚度及稳定性,在后期构造作用的破坏下,可大大削弱隔水层的阻水性能,甚至使其起不到隔水作用,从矿井防治水的角度出发,对本矿区主要隔水岩层叙述如下:
峨嵋山玄武岩组 (P3β)—隔水层
二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β):岩性为玄武岩,顶部为凝灰岩。呈条带状出露于矿区北部。浅部含风化裂隙水。该组为相对隔水层。
一般情况下能隔离各砂岩含水层,避免其砂岩水连通并进入C25煤层涌入矿井。但在构造破坏情况下将失去隔水作用。
7、矿井充水因素分析 (1)充水水源
A、大气降水:是主要的充水水源。含煤地层裸露,直接接受大气降水补给,其充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系。
B、地表水:区内冲沟发育,切割较深。有些冲沟常年有水,枯季流量较小,雨季暴涨。因此,在上述地表水体下采煤应注意地表水灌入。
C、老窑水:区内老窑和小煤矿分布广泛,且开采历史悠久,大部分被关闭。老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷,致使地表水及降雨
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由裂隙渗入老窑积蓄。因此,老窑大多有积水。矿井开采或靠近浅部煤层,应预防老窑水涌入。
D、第四系孔隙水:岩石破碎,透水性较强,特别在雨季期间,第四系松散土层含水饱和度增大。
E、矿井直接充水含水层:含煤地层为矿井直接充水含水层,虽富水性弱,但具一定的承压性,当煤层采空后,顶板岩层发生变形或开裂,则含水层的水沿裂隙进入井下,应做好排水准备。
(2)充水通道 A、岩石天然节理裂隙
煤矿内的龙潭组含煤地层在接近地表附近,岩石风化节理、裂隙较发育,而深部则发育成岩或构造节理、裂隙,尤其是内部细砂岩等脆性岩石更为发育,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。
B、人为采矿冒落裂隙
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。
C、原***煤矿采空区
原煤矿内废弃采面或巷道会成为采空区积水,当开采煤层至采空区时,巷道勾通采空区会成为超成突水。
(3)充水方式
由于矿井直接充水含水层为龙潭组,接受大气降水补给不强,富水性弱,为弱含水层,充水方式以裂隙为主,规模一般不大,少量为
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断层、采空巷道充水。因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主,局部可能发生突水。
8、老空水:本矿山浅部和深部均为采空区,推测积存有大量老空、老塘水,是威胁矿井后期生产的潜在危险因素,生产当中,当井巷接近上述区段时,应打超前探、放水钻,并留设足够的防水保安煤柱,以防突水造成淹井事故发生。
9、 影响和控制矿井水害的主要因素
根据对矿井水文地质条件和矿井水害特征的分析研究,可以得出影响和控制本矿井水害的主要因素有:
大气降水:大气降水作为本区矿井各个充水含水层的最终补给水源,控制和维持着各含水层长期稳定的充水水量。如果没有大气降水的补给,随着矿井的生产排水,含水层水会逐渐趋于疏干,矿井的涌水量会逐渐减少。但应该明确的是大气降水是一个不可控因素,很难通过人为因素减少和控制。
含水层的埋藏条件和构造开启性条件:由于主要充水含水层受大气降水的直接或间接补给,而大气降水的补给强度和补给速度主要受含水层的埋藏条件、构造裂隙发育条件和水循环开启性条件控制。目前的资料已经显现出随着含水层埋藏深度的增加,其富水性具有减弱的趋势。我们要充分研究和利用这一基本规律。
构造发育情况特别是导水裂隙的发育与分布规律:裂隙储水、裂隙导水和裂隙突水已成为矿井水害的明显特征,裂隙的发育与否决定了矿井是否具有突水的条件,裂隙的导水性能及其空间联通网络的
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大小、网络之间水力联系的密切程度决定了单个出水点水量的大小。研究和探查导水裂隙的发育规律、空间展布规律和控制因素对有效预测和防范矿井水害具有重要意义。
矿井采掘扰动:从采掘层位与含水层的空间结构关系可知,C24煤层底板岩性:直接底板为粉砂泥质岩,间接底板为粉砂岩,含水层与C25煤层之间的相对隔水层厚度大多大于15m,1485回风巷道全部在煤层中布置,故不存在含量水层水直接涌入巷道。
10、矿井水量及受水害威胁程度
综合分析矿井水文地质条件、矿井水害的影响和控制因素、矿井目前的水害现状和水害特征,可以初步得出***煤矿无典型的裂隙型出水为特点,且充水含水层与主采煤层之间隔水层不发育,含水层的富水性属偏弱,所以矿井充水的特点将会是突水频率低、单点突水量相对小、突水后水量会很快衰减直至稳定于一定的值、不同出水点之间会有一定的水量相互干扰,特别是发生于同一含水层的突水点。只要矿井具备一定的排水能力和地下水疏导系统,一次突水一般不会造成淹井事故,但矿井水害会给生产带来严重影响。
四、矿井水害特征及需要查明的主要水文地质问题
一般情况下,矿井水文地质工作需要查清的重点任务有: 1、查明和控制矿区区域水文地质条件,确定矿区所处的水文地质单元的位置,详细查明矿区发育的主要含水层及其各个含水层地下水的补给、径流、排泄条件,区域地下水对矿区充水含水层的补给关系,矿区地表水系及气象因素与地下水的相互关系及其相互影响。
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