三井煤矿中长期防治水规划11七一.docx
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三井煤矿中长期防治水规划11七一
蛟河市三井煤矿
中长期防治水规划
（2014年—2017年）
蛟河市三井煤矿
2014年1月
目录
一、概况：
、矿井边界及位置：
、交通
二、矿井水文地质条件：
1、气象、水文：
2、地震：
3、矿井排水设施能力现状：
4、以往地质和水文地质工作平述
三、地质概况：
1、地层：
2、构造：
3、岩浆岩：
蛟河市三井煤矿中长期防治水规划
一、概况：
（一）矿井边界及位置
矿井行政区划分隶属蛟河市奶子山街管辖。
个体私营煤矿。
2003年正式投产，设计生产能力为6万吨/年，2013年矿井设计生产能力为9万吨/年，井田地理坐标北纬43º41'52＂-43º42'48＂，东经127º25'02＂-127º25'41＂。
具体范围由下列16个矿界坐标点圈定（西安80坐标系）。
1、X=4842731.43Y=42614172.09
2、X=4842911.64Y=42615032.56
3、X=4842818.64Y=42615052.56
4、X=4842751.64Y=42614732.56
5、X=4841944.14Y=42614753.56
6、X=4842026.64Y=42615332.56
7、X=4841946.64Y=42615327.56
8、X=4841867.98Y=42614779.22
9、X=4841801.64Y=42614801.56
10、X=4841606.64Y=42614457.56
11、X=4841346.64Y=42614547.56
12、X=4841216.64Y=42614287.56
13、X=4841250.64Y=42613781.56
14、X=4842053.14Y=42613781.56
15、X=4843231.64Y=42613197.56
16、X=4843191.64Y=42613957.56
井田平均走向长1.5km，倾向宽2.03km，井田面积2.4588km2。
本矿东部有原运宏煤矿、鑫源煤矿和原蛟河煤矿七井，南部有原宏生煤矿一井、原蛟河煤矿三马路井、老下盘煤矿和奶子山立井煤矿，西部为原蛟河煤矿三井旧采迹，北部有原蛟河煤矿五井和太保利得胜煤矿，其中运宏煤矿、宏生煤矿一井、蛟河煤矿五井、七井、三马路井和太保利得胜煤矿均已报废关闭。
（二）交通
蛟河至奶子山街至蛟前公路由矿区东南侧通过，距蛟河市区公路为10公里，交通十分便利。
二、矿井水文地质条件：
1气象、水文
矿区的气候属大陆性季风气候，四季分明，夏季最高气温达37℃，冬季最低气温-38℃，无霜期120—130d，土壤冻结深度为1.6m—1.7m。
降水量集中在7、8、9月份，全年降雨量500—1000mm，平均降雨量720mm。
每年11月初至次年3月末为降雪期，年降雪量80—100mm,进入4月份为春汛桃花水期。
风向多为西及西南风，最大风力7—8级。
2地震
根据《中国地震裂化图》和吉林省地震资料记载，吉林地区一带有地震影响的纪录仅为几次，均未对本区造成经济损失和人员伤害。
本区属地震少发地带，防震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。
3矿井排水设施能力现状
矿井现主要排水设施，见表二。
矿井2013年涌水量为：
矿井最小涌水量45m3/h，最大涌水量为60m3/h（9月），平均涌水量52.5m3/h左右，矿井现有排水设施的实际最大排水能力为380m3/h，可以满足矿井的排水需要。
为确保水泵、排水管路的正常运行及水仓容积的蓄水量，本矿加强了对排水设施的维修、维护及水仓淤泥的清理，具备了抗灾能力，满足疏水降压的要求。
表二矿井排水设施能力现状表
地点
标高
（米）
泵型
数量
（台）
排水
管路
单泵额定排水能力（m3/h）
电机
功率
（KW）
最大
排水能力（m3/h）
最大开泵数量
（台）
水仓
容积
（m33）
中央泵房
+14
200D-43×9
2
ф200mm
1趟
ф150mm
1趟
288
350
380
2
主副水仓：
1400m3
-213米水泵房
-213
150D-43×6
200D-43×6
各1
ф200mm
1趟
ф150mm
1趟
288
155
350
180
245
1
空区排水
4以往地质及水文地质工作评述
4.1以往地质勘探工作
原蛟河煤矿三井为日伪时期遗留下来的旧井，没有进行过正规地质勘探工作。
早在日伪时期日本人对该区进行了勘探，1975至1979年蛟河煤矿地质勘探队又进行了生产补充勘探，该区共施工钻孔71个，其中伪孔12个，生产补充勘探孔38个，井内钻孔21个，钻探总工程量20836m。
1978年蛟河煤矿地质勘探队提交了《蛟河煤矿三井生产补充勘探地质报告》，提交可利用储量2413.5万吨。
2003年12月，本矿委托蛟河市地质勘测大队提交了《吉林省蛟河市三井煤矿煤炭资源储量核实报告》，经吉林市国土资源部门审查批准，省国土厅备案，批准资源储量为42.13万吨。
2008年2月，本矿委托吉林省国土资源勘测设计研究院进行矿井资源储量核实工作，提交了《吉林省蛟河市三井煤矿资源储量核实报告》。
2008年7月，经吉林省矿产资源储量评审中心审核，提交了《吉林省蛟河市三井煤矿资源储量核实报告评审意见书》（吉储核字[2008]39号）。
2008年7月，吉林省国土资源厅以吉国土资储备字[2008]74号对本矿核实储量评审备案，批准本矿资源储量（控制的经济基础储量（111b））为53.0万吨。
矿山按6万吨/年生产能力计算可开采3.6年。
2011年重新进行了储量核实，2012年11月21日重新办理新的采矿证，服务年限10年，可采储量182万吨。
4.2勘探工程质量
经对区域内伪孔与生产补勘钻孔统计分析，伪满时期施工的钻孔，所见煤层在深度和厚度上可靠性较差。
20世纪70年代之后施工钻孔，配有视电阻率与伽马测井验证。
不同阶段施工的钻孔，尽管工程质量存在一定的缺陷，但对查明煤层层数，煤层赋存特征，煤厚及其变化规律，煤质特征，构造分布特征及开采技术条件起到了主导作用。
经巷探与生产补勘工作，井田区内工程密度已达到了矿井生产要求，构造位置与基本特征、煤层厚度及变化规律控制较严密，煤质与开采技术条件已基本查明，所确定的煤层层数、煤层厚度、结构及煤质特征可靠，煤层对比清楚，达到了勘探报告的要求。
4.3矿井水文地质工作
本矿没有进行过专门的水文地质勘探和抽水试验工作，仅在1975至1979年蛟河煤矿地质勘探队进行的生产补充勘探阶段做过勘探区地表水调查和钻探工作中的简易水文观测。
这些简易水文地质工作资料可作为此次报告编制的参考。
1948年原蛟河煤矿三井恢复生产至今，原蛟河煤矿三井地质人员和本矿技术人员对矿井井下进行了大量的涌水量观测工作，积累了原蛟河煤矿三井和目前本矿涌水量观测资料和数据。
对查明区域内含水层富水性、含水层间的水力联系起到了一定作用。
以上简易水文地质工作和井下涌水量观测数据成果，可做为本矿分析研究地下水的充水因素、补径流条件及采取有效的防治措施的依据。
进入2009年以来，本矿组织工程技术人员通过近一年的时间，收集整理本矿水文地质及邻区报废矿井水文地质资料，通过研究分析矿区与矿井水文地质特征，含水层富水性与含水层之间的水力联系、断层的导水性及地下水的补径排条件和对矿井涌水量与变化情况的确定，2009年12月，本矿提交了《蛟河市三井煤矿水害调查报告》。
为本矿制定矿井水防治措施奠定了良好的基础。
4．4矿井以往生产情况
本矿井田范围为原蛟河煤矿三井井田区域，属蛟河煤田中岗区，矿井始建于1944年（日伪遗留矿井），1948年恢复生产，设计能力为17万t/a，于1995年末报废。
原蛟河煤矿三井开拓方式为斜井多水平上、下山开采，开采方法为走向长壁后退及部分非正规，局部厚煤层为人工分层金属网假顶，落煤方式人工爆破及采煤机落煤，顶板管理全陷垮落及部分留煤柱，支护形式木戴帽点柱、微增阻式磨擦支柱戴帽点柱和单体液压支柱铰接顶梁，开采9个煤层，11个可采层，开采煤层最大总厚度为34.2m，平均厚度为17m，开采标高+260—-240m，开采深度为50—550m，开采面积5.3km2。
三、地质概况
3.1地层
井田区域的煤系地层有古生界石炭二迭系地层、中生界侏罗系和白垩系地层、新生界第四系地层，详见表三：
表三煤田地层特征简表
界
系
统
组
岩性
厚度（m）
接触关系
新生界
第四系
更新统
Q
冲积层、洪积层
0-15
不整合
不整合
中生界
白垩系
下统
磨石砬子组K1m
砂岩、砂质页岩
35-61
乌林组
K1W
页岩、砂页岩、砂岩、含砾砂岩，可采煤层1层（1层煤）
156-255
侏罗系
上统
奶子山组
J3n
砂页岩、砂岩、砾岩、页岩、基底角砾岩和煤层，可采煤层9层（2、3、4、5、6、71、72、8、9层）
124-256
古生界
二迭系
庙岭组
P
玢岩
古生界是本区煤层基底，厚度不清，主要为玢岩。
中生界侏罗系地层位于石炭二迭系地层之上，与石炭二迭系地层呈不整合接触，是以粗碎屑岩为主的含煤地层。
主要为基底角砾岩、砂岩、砂页岩及页岩等，该层在本区厚124—256m。
本区含有8个煤层，即二、三、四、五、六、七、八、九号煤层，9个可采层，即二、三、四、五、六、七1、七2、八、九号煤层，煤层平均总厚度15.5m。
中生界白垩系地层位于侏罗系地层之上，主要为页岩、砂页岩、砂岩、含砾砂岩等，地层厚191—316m，其中乌林组地层厚156—255m，磨石砬子组地层厚35—61m，。
乌林组地层中含有1个煤层，即一号煤层。
新生界第四系地层位于白垩系地层之上，与白垩系地层呈不整合接触，地层厚0—15m，主要为洪积层和冲积层组成。
一号煤层：
乌林组，煤层走向近南北，倾向西，煤层厚度为0—3.5m，平均煤厚1.45m。
煤层中夹多层夹石，煤层较稳定，层理发育，煤层顶板为页岩，底板为砂岩，煤层倾角15°-20°。
距第四系含水层42-118m。
二号煤层：
奶子山组，煤层走向近南北，倾向西，煤层厚度为0—2.0m，平均煤厚1.0m。
煤层较稳定，层理发育，煤层顶底板均为细砂岩，煤层倾角12°-20°，二号煤层距一号煤层层间距118—168m。
三号煤层：
奶子山组，煤层走向近南北，倾向西，煤层厚度为0—2.5m，平均煤厚1.25m。
煤层厚度较稳定，层理发育。
三号煤层顶底板均为粗砂岩，煤层倾角11°-20°。
三号煤层与二号煤层层间距为8—10m。
四号煤层：
奶子山组，煤层走向近南北，倾向西，煤层厚度为0—1.8m，平均煤厚0.9m。
煤层厚度较稳定，层理发育，顶底板均为砂岩，煤层倾角12°-20°。
四号煤层与三号煤层层间距为25—35m。
五号煤层：
奶子山组，煤层走向近南北，倾向西。
五号煤层厚度为0—2.0m，平均煤厚1.0m。
夹有多层页岩、炭页夹层，局部可分为四个分层，煤层顶底板为砂岩，煤层厚度不稳定，层理发育，煤层倾角12°-21°。
五号煤层与四号煤层层间距为27—47m。
六号煤层：
奶子山组，煤层走向近南北，倾向西，厚度为0.8—1.5m，平均煤厚1.4m。
煤层厚度较稳定，层理发育，煤层倾角11～20°，顶底板均为砂岩。
六号煤层与五号煤层层间距为37—52m。
七号煤层：
奶子山组，煤层走向近南北，倾向西。
七号煤层可分为七层1和七层2两个分层，七层1厚度为0.85—1.6m，平均煤厚1.2m。
七层2厚度为1.0—1.4m，平均煤厚1.2m。
两煤层层间距0.2—1.8m。
在三段绞车道以西合层，煤层厚度稳定，层理发育，煤层倾角15～23°，顶底板均为砂岩。
七号煤层与六号煤层层间距为8—28m。
八号煤层：
奶子山组，煤层走向近南北，倾向西，煤层厚度为0.7—5.63m，平均煤厚3.0m。
煤层厚度不稳定，层理发育，煤层倾角15～23°，顶底板均为砂岩。
八号煤层与七号煤层层间距为0.2—28m。
九号煤层：
奶子山组，煤层走向近南北，倾向西，煤层厚度为1.0—2.3m，平均煤厚1.5m。
煤层厚度不稳定，层理发育，煤层倾角15～25°，顶底板均为砂岩。
九号煤层与八号煤层层间距为6—20m。
煤层与标志层见图二。
图二煤层与标志层柱状图
3.2构造
矿区地层主要呈单斜构造，煤层产状平缓，沿走向和倾向均发育宽缓褶曲，伴有一定数量的断层（正断层），构造复杂程度简单。
矿区内主要断层有二条，从矿区西、东两侧通过，简要叙述如下：
F1号断层：
位于矿区西侧边缘，断层走向40°-50°，倾向310°-320°，倾角50°—60°，落差120-260m，断层延展长度12000m，有井巷工程控制，性质已查明。
F2号断层：
位于矿区东侧边缘，为本矿与鑫源煤矿分界断层，断层走向25°-37°，倾向115°-127°，倾角50°—60°，落差120m，断层上盘为蛟河市鑫源煤矿二至六号煤层采区，断层延展长度3900m，有井巷工程控制，性质已查明。
井田区由于受大断层带的影响，派生的次一级断层在井田区内比较发育，但是，一般落差较小，延长和延深均不大，多为封闭性断层，贯穿上下煤层，纵贯全区的大断层少见，断层往往与断层带成人字型，断层走向与煤层走向斜交，均为斜交正断层，往往两条倾向大致相同的正断层形成了台阶式构造，这里就不做叙述。
表四主要断层一览表
编号
断层
性质
产状（度）
延展
长度
（m）
断层主要
依据
落差
（m）
控制
程度
走向
倾向
倾角（°）
F1
正断层
40-50
310-320
40-50
12000
钻孔及采矿工程控制
120-260
可靠
F2
正断层
25-37
115-127
50-60
3900
钻孔及采矿工程控制
120
可靠
井田发育的均为正断层，断层面倾角较大，一般在40°-65°之间，沿断层面倾向倾角变化不大。
由于受构造运动的影响，在断层面表现有顺层滑动现象。
受张力作用的影响，表现在断层面形态上，形成宽度不等的断层破碎带，断层破碎带充填物多数为断层泥，少数为断层角砾岩。
由于受断层的影响，不仅破坏了煤层沿倾向、走向的连续性，而且使煤层厚度变簿或缺失，同时使煤层产状变陡。
本矿因两条主要大断层位于矿区东西两个边界，对矿井生产没有产生影响。
有两条大断层派生出来的小断层主要分布在两条大断层附近，严重影响了该区域采面布置，制约了开拓方式与开采方法，相应降低了生产效率，增加了生产成本。
3.3岩浆岩
井田及相邻矿井尚未见岩浆岩存在。
四、区域水文地质
1地表水体
矿区东部为平缓起伏不平的丘陵，标高在+317m—+330m，矿区内较为平坦，标高在+307m—+315m。
地表为厂房、住宅和农田（旱田），仅有一条泄洪沟在矿区中部由南向北通过，担负中岗区大部分区域受水面积的泄洪，对矿井充水有一定的影响，但影响较小。
矿区范围内无塌陷坑，地表水系不发育。
2水文地质单元划分
本矿地处蛟河煤田中岗区域，地表为平缓起伏不平的丘陵地形，井田边界北部与五井区水文地质单元接触，东部与大兴区水文地质单元接触，南部与奶子山区水文地质单元接触，西部以F1号大断裂为本水文地质单元界线，水文地质单元总体为一向西南向倾斜的单斜构造。
依据第四系含水层的富水性、构造的导水性、水文地质特征、地下水的补径排条件与相邻区域的不同，我们将该区划分为一个水文地质单元（中岗区水文地质单元）。
3地下水补、径、排条件
大气降雨的渗入和其它报废矿井采空区自然涌水的流入是矿井地下水的主要补给来源。
矿区东部页岩隔水层的出露所形成的风化裂隙带，造成地表水直接补给第四系含水层。
第四系含水层中的地下水在重力作用下垂向运动，直接补给一号煤层。
根据含水层的分布特点，以及与矿层围岩的关系，矿井开采时第四系含水层是一号煤层直接充水因素。
原运红煤矿、宏升煤矿一井、蛟河煤矿五井、三马路井和太保利得胜煤矿井下自然涌水推断是三井煤矿目前开采煤层的直接充水因素，矿井内地下水排泄则以井下排水为主。
五、矿井水文地质
1井田边界及其水力性质
本矿矿区范围东以原运红、鑫源煤矿为界，西至F1号断层为界，南以原蛟河煤矿三井-150m开采标高为界，北至原蛟河煤矿五井、太保利得胜煤矿。
本矿位于中岗区水文地质单元内，矿区表土层整个覆盖在沙土砾石层上部，其成分为腐植土、砂质粘土及沙砾组成，厚度在0m—15左右。
由于矿区东部页岩隔水层的出露所形成的风化裂隙带，造成地表水直接补给第四系含水层。
原运红煤矿、宏升煤矿一井、蛟河煤矿五井、三马路井和太保利得胜煤矿井下自然涌水是三井煤矿目前开采煤层的直接充水因素。
上述煤矿井下自然涌水主要来自大气降水，但上述矿井均已关闭，对本矿井涌水量影响不大。
2含水层
一、第四系风化裂隙带含水层
第四系风化裂隙带含水层在矿区西部较薄，在矿区东部76-197号孔附近被页岩隔水层出露而缺失，该含水层渗透系数为4.95m/d（沿用大兴区钻孔抽水试验结果），与风化基岩共同组成潜水层，矿区表土层尚未遭到破坏，该层与表土层合在一起的厚度为30m—62m。
对该含水层补给的水源来自大气降雨。
二、中间砾岩含水层
中间砾岩含水层位于乌林含煤组底部，由含砾砂岩组成，上部粒径小，下部粒径大，厚度为70m—90m，全部掩盖在其它岩层之下。
该含水层为弱含水层，其渗透系数为0.2m/d，透水性、富水性较弱。
矿区东部中间砾岩裸露，造成地表水直接补给中间砾岩含水层。
该含水层与下含煤组各煤层关系最为密切，二号煤层开采后，其冒落带及导水裂隙带将波及该含水层，是井下涌水的来源之一。
5.3隔水层
页岩隔水层位于一号煤层顶部，厚度为38m—87m。
隔水层对一号煤层起到较好的隔水作用，在76-197号孔风化带附近其隔水作用减弱，对全矿区隔水作用弱。
5.4矿井充水条件
5.4.1矿井充水水源
大气降水是井田地下水的主要补给水源之一，矿井涌水量与大气降水量有同步迟后一个多月左右升高和降低的变化。
经统计分析，最大与最小矿井涌水量相差约1.5倍（见涌水量与降雨量关系图表）。
矿井开采时第四系含水层是一号煤层直接充水因素。
矿区东部中间砾岩裸露，造成地表水直接补给中间砾岩含水层和二、三、四、五、六、七、八、九号煤层的直接充水因素。
一、涌水量与降雨量关系
根据2009年矿井实测涌水量资料，雨季期间矿井最大涌水量为60m3/h（8—9月份），枯水期间矿井最小涌水量为45m3/h（1-4月份）。
本区降雨量与矿井涌水量关系密切，降雨量最多的时期，也是矿井涌水量最大的时期，枯水期也是矿井涌水量最小时期，每年降雨期的矿井涌水量为枯水期矿井涌水量的1.5倍。
矿井涌水量和降雨量关系（详见表五和图三）。
表五矿井涌水量和降雨量关系表
时间（月）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
降水量（mm）
10.78
15.65
22.86
31.43
70.91
116.33
179.8
156.9
82.3
37.02
12.34
9.00
745.35
涌水量（m3/h）
42
42
42.5
42
44
44
55
58
58
57
48
43
图三矿井涌水量与降雨关系曲线图
二、涌水量与开采深度关系
从下面的开采深度与涌水量关系曲线图看，矿井涌水量的大小与开采深度有一定关系，实际是随着开采深度的增加，与之相连通的报废矿井自然涌水量流入本矿井，致使本矿井涌水量也随之增加。
因此，本矿其矿井涌水量与开采深度关系不大（详见表六和图四）。
表六矿井涌水量与开采深度关系表
开采深度（m）
50
100
200
300
400
500
550
平均涌水量（m3/h）
30
36
45
44
58
58
58
图四开采深度与涌水量关系曲线图
三、涌水量与开采面积关系
随着开采面积的增大，煤层上覆岩层导水裂隙会增加，含水层中的水渗透量也会增加，从而通过裂隙导水量会增加，矿井涌水量会加大，但本矿井在枯水期涌水量不会有大的变化，在雨季涌水量会相对有所增加但变化不大（详见表七和图五）。
表七涌水量与开采面积关系表
开采面积（万m2）
100
200
300
400
530
平均涌水量（m/3h）
50
60
60
75
75
2
图五开采面积与涌水量关系曲线图
综上所述，矿井水补给水源主要为大气降水，尤其是强降水或连续的大气降水及泄洪产生的地表水，导致矿井涌水量相对有所增加，矿井涌水量与大气降水和地表水量大小呈同步迟后一个多月增大或减小的变化规律。
5.4.2导水通道
通过对矿井涌水量变化情况及其相关因素分析研究，矿区内矿井水与含水层之间，含水层与大气降水之间，均存在密切的相互关系，其导水形式主要通过以下途经：
一、采空区连通关系（详见矿井充水性图）
本矿（原蛟河煤矿三井）经过六十余年的开采，与四邻的报废矿井存在连通关系。
经多年来的调查、走访和整理资料分析，本矿采空区连通关系如下：
（一）一号煤层采空区
本矿上部一号煤层采区为原蛟河煤矿三马路井采区，与本矿新零片采区存在连通关系，为防止三马路井一层采空积水流入原蛟河煤矿三井，原蛟河煤矿三井在新零片运输和回风巷+140.5m和+140.6m标高处各建造了一座防水闸墙，由于受新零片区域下部煤层开采形成导水裂隙带的影响，防水闸墙内侧来自三马路井一层部分积水渗透到深部现采区。
（二）二、三、四、五、六号煤层采空区（见矿井充水性图中各层连通关系图）
1、本矿二层采空区在-17m标高处与奶子山立井煤矿和老下盘煤矿二层采空区连通。
2、本矿三层采空区分别在+87m和+120m标高处与原太保利得胜煤矿三层采空区连通。
3、本矿四层采空区分别在+222m和+227m标高处与原蛟河煤矿五井和原运红煤矿四层采空区连通。
4、本矿五层采空区分别在+164m和+158m标高处与原蛟河煤矿五井和原运红煤矿五层采空区连通。
5、本矿六层采空区分别在+143m、+153m和+178m标高处与原蛟河煤矿五井和原运红煤矿六层采空区连通。
6、本矿二至六层采空区与原宏升煤矿一井二至六层采空区均为原蛟河煤矿三井采区，存在连通关系。
由于宏升煤矿一井一层采空区与原联谊煤矿一层采空区在+147m标高处存在连通关系，因此，本矿与联谊煤矿存在连通关系（既与原蛟河煤矿七井存在连通关系）。
二、未封钻孔与采空区连通关系
本矿矿区范围内自伪满时期至七十年代共计施工27个钻孔，其中生产孔11个，伪满钻孔4个，井内孔12个，根据现掌握封孔资料尚未发现未封钻孔，实际开采过程中也未发现导水钻孔。
三、断层与采空区连通关系
F2断层是一条南北走向、在本矿矿区东侧边缘通过的大断层，在其它与之有关的矿井均未发现该断层导水。
1990年原蛟河煤矿三井发现近些年来矿井涌水量由原来的110m3/h增大到216m3/h，为查明矿井涌水增大的原因，查找了大量资料进行研究分析，并在原蛟河煤矿七井一层采空区靠近F2断层附近施工了一个
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