10304运输巷掘进工作面水文地质分析报告.docx

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10304运输巷掘进工作面水文地质分析报告

10304运输巷掘进工作面水文地质分析报告

一、概况

10304运输巷位于13运输石门北帮，从10304运输巷回风联络巷0#导线点前3.7m北帮，巷道按324°方位、-8°坡度掘进75.4m，待3-2#煤层顶、底板全部揭露后再沿3-2#煤层顺层掘进，设计掘进工程量616.6m。

该巷道位于13区段，作为10304工作面运输使用。

该巷道采用未揭露煤层采用锚网+锚杆（索）+喷浆进行支护，揭露煤层后采用锚网+锚杆（索）进行支护，巷道断面为半圆拱形，掘进断面积为13.92㎡，能满足掘进期间回风、运料和出货使用。

10304运输巷对应地表为荒山陡坡地形、无民房及其他建筑物。

预计顶板标高为+1557m～+1589m，对应地表标高为+1705m～+1851m。

对应地表最大埋深约294m、最小埋深约116m。

1、水文地质情况

矿区位于六盘水煤田的比德向斜西南翼中段西北部水文地质单元的补给区，属中高山剥蚀地貌，地势陡峭，沟壑纵横，东西两侧靠近河流地带较低。

区内地下水类型主要为裂隙水，其次为碳酸盐岩岩溶水，地下水向东西两侧运移，于猫化河、抵母河谷中排泄，井田南端的小最低排泄基准面，最低海拔标高为1270m。

井田及其外围附近出露地层由老至新分别为：

P3β、P3l、P3c、T1f、Q等5个层位。

其岩性为：

峨眉山玄武岩、凝灰岩、泥岩、煤、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、灰岩、泥灰岩、风化残积物等，飞仙关组形成斜坡、冲沟和陡崖，长兴组和龙潭组形成反向坡地貌，井田总体山势走向与地层走向大体一致。

2、水文地质情况分析

（一）矿区内有五个弱含水层

1、二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3β）——极弱裂隙含水层

岩性为玄武岩，区域厚度395.67～406.24m，一般400m左右，钻孔均未完全揭穿峨嵋山玄武岩组全层。

该组出露于井田西南部边界附近，含基岩裂隙水。

井田内有多个钻孔揭露但均未揭穿该层，未发现有涌漏水现象。

该层为极弱裂隙含水层，由于厚度较大，相对隔水性能较好。

2、二叠系上统长兴组（P3c）、龙潭组（P3l）——弱裂隙含水层

长兴组以薄层黄绿色蒙脱石泥岩为顶界标志，以薄层状含动物化石泥灰岩为底界标志，中部为深灰色钙质泥岩、钙质粉砂岩夹薄层灰岩，下部以灰色粉砂岩为主，组厚50.63～56.48m，一般厚48m。

长兴组、龙潭组地层因含泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩较多，砂岩、灰岩等刚性岩石较少，接受降雨补给和越流补给能力较差，为弱裂隙含水层。

3、三叠系下统飞仙关组第一、二段（T1f1+2）——极弱裂隙～中等岩溶裂隙含水层

揭露该层的钻孔漏水部位多位于本段顶部灰岩、粉砂岩、泥质粉砂岩之中，灰岩裂隙较发育，见较多溶孔及溶蚀现象，冲洗液漏水量大。

该层顶部为中等岩溶裂隙含水层。

该段中下部为黄灰、灰绿、深灰色薄层状泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、上部夹灰岩、泥质灰岩薄层及条带，地表风化裂隙发育，为风化裂隙水，很少有钻孔漏水现象。

该层中下部为该层极弱裂隙含水层。

4．三叠系下统飞仙关组三段（T1f3）——极弱裂隙含水层

为紫灰色、灰紫色薄层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，夹浅灰色薄层状泥质灰岩。

风化裂隙发育，含浅部风化裂隙水。

揭露该层的钻孔漏水部位多位于本段灰岩、粉砂岩、泥质粉砂岩之中，灰岩裂隙较发育，局部见溶孔及溶蚀现象，该层为极弱裂隙含水层。

5、第四系（Q）——弱孔隙含水层

岩性为灰黄、黄灰色砂质土、粉质土、砾石等，为残积、坡积等松散沉积物，区内范围较小，主要分布于煤系地层上部的斜坡地带。

该层特点是孔隙度大，透水性强，受大气降雨补给明显，最后在洼地底部、斜坡前缘、冲沟旁以泉水的形式排泄地表，流量随季节流量变化大，大多在雨季时增大，旱季时减小甚至干涸。

该层为富水性弱的孔隙潜水含水层。

综上所述，井田内弱孔隙含水层有第四系（Q）,中等岩溶裂隙含水层为飞仙关组一二段（T1f1+2）顶部灰岩层，弱裂隙含水层为长兴组（P3c）和龙潭组（P3l），极弱裂隙含水层为飞仙关组三段（T1f3）、一二段（T1f1+2）中下部、峨嵋山玄武岩组（P3β），具相对隔水性能。

矿井充水因素分析

1、充水水源

（1）地表冲沟水

大气降雨形成的地表冲沟水可能沿风化裂隙、老窑及原矿井浅部采空区渗入，为矿井开采的直接充水水源。

（2）第四系孔隙水

矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。

（3）龙潭组裂隙水

该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，在构造裂隙带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）采空区积水

凤凰山煤矿经过六年的开采，已形成一定规模的采空区。

由于龙潭组以砂、页岩为主，深部风化裂隙弱，起一定的隔水作用，使采空区易形成积水。

（5）小窑水

矿井范围内无生产小井，有21个小窑，开采标高在+1620m以上，除XJ1为下山开采，积存有老窑水外，其于均为平硐开采，且基本上均无积水，对矿井充水影响较小。

但矿井在建设和生产过程中要进一步做好小窑的调查和勘察工作，严格按矿井防治水工作有关规定执行。

2、充水通道

（1）岩石天然节理裂隙

矿区内直接充水的龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化，节理、裂隙很发育，而深部发育成岩或构造节理、裂隙，它们是地下水活动的通道，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

采煤活动产生大量的采矿裂隙，四层可采煤层的顶板和底板基本上均为软弱岩组，矿井及采空区易坍塌，地压对围岩破坏严重，易诱发突水通道。

（3）断层破碎带

矿区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，可能连通地下水、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）老窑采空区

矿区内老窑采空区，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、部分地表水进入矿井的通道。

3、充水方式

由于矿井直接充水含水层接受大气降水补给不强，为弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙、断层为主，规模一般不大，少量为老窑、采空区巷道。

因此，目前矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主；但若遇断层导通原老空区，或在原老空区附近及其下开采煤层时，以及误入老采空区，存在采空区积水、突水的可能。

4、地表水、地下水动态变化

本区地表水、地下水受大气降水影响，其流量、水质变化均与降水的季节和强度相对应，雨季流量增大，矿化度减少，枯季则相反。

猫化河：

发源于井田西部外围，仅在井田西南角短距离穿过，实测河流量1424.6～9842.4m3/h，河床标高约1440m，河流经过地层为龙潭组下部地层及峨眉山玄武岩组地层，大数多位于32煤层露头以下，河水对井田下煤组煤层开采有一定影响。

综上所述，本井田小部分煤层高于当地最低侵蚀基准面，大部分煤层低于当地最低侵蚀基准面，未来矿井受长兴组、龙潭组弱裂隙水充水为主，个别地段还受冲沟水、河水、滑坡孔隙水、老窑积水、茅口组岩溶水充水可能发生突水。

三、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。

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。

四、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，可以初步得出腾庆煤矿属以顶板裂隙含水层直接进水的水文地质条件复杂程度中等的岩溶充水矿床特点，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。

五、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。

（2）详细查明矿区含（隔）水层的岩性、厚度、产状，分布范围、边界条件、埋藏条件，含水层的富水性，矿床与顶底板含水层之间隔水层的厚度及稳定性。

着重查明矿区主要充水含水层的富水性、渗透性、水位、水质、水温、动态变化以及地下水径流场的基本特征，特别是主采煤层顶底板隔水层所承受的静水头压力，确定矿区水文地质边界位置及其水文地质性质。

（3）详细查明矿区或附近对矿坑充水有较大影响的构造破碎带的位置、规模、性质、产状、充填与胶结程度、风化及溶蚀特征、富水性和导水性及其变化、沟通各含水层以及地表水之间相互补给关系的程度，分析构造破碎带及其可能诱发的引起突水的地段，提出开采中对构造水的防治方案原则性建议。

（4）详细查明对煤层开采有影响的地表水的汇水面积、分布范围、水位、流量、流速及其季节性动态变化规律、历史上出现的最高洪水位、洪峰流量及淹没范围。

详细查明地表水对井巷可能的充水方式、地段和强度，并分析论证其对煤层开采的影响，提出开采过程中对地表水的防治方案原则性建议。

（5）对于煤层与含（隔）水层多层相间的矿床，应详细查明开采煤层顶、底板主要充水含水层的水文地质特征和隔水层的岩性、厚度、稳定性和隔水性，不同含水层之间的水力联系情况，断裂与裂隙发育程度、位置、导水性以及沟通各含水层的情况，分析不同的采矿方式对隔水层的可能造成的破坏情况。

当深部有强含水层或采区地表有水体时，应查明主要充水的中间含水层从底部或地表获得补给的途径和部位。

（6）对已有多年开采历史的老矿区或老窑，应重点调查废弃矿井、周边地区小煤窑、已经采掘的老空区的分布位置、范围、埋藏深度、积水和塌陷情况，与地表及其它富含水的含水层之间的水力联系情况，大致圈定采空区，估算积水量，提出开采中对老空水的防治措施建议。

（7）在水文地质条件勘探的基础上，应根据矿井采掘条件和矿井采掘规划，建立矿井涌水量预测预报模型，选择适合矿井水文地质条件的涌水量预测和计算方法，对全矿井涌水量、分水平涌水量、分采区涌水量进行计算预测。

在条件许可的条件下还应对矿井可能形成的突水水量进行分析评估，为矿井防排水系统和能力设计提供基础资料。

（8）对于深部开采的矿井，应详细查明主要充水含水层的富水性及导水断裂破碎带向深部的变化规律。

对矿井采掘过程中可能出现的有毒气体等问题等进行勘探和分析，初步查明成因、分布及其对掘进可能带来的的危害。

六、掘进工作面水文地质分析结论

10304运输巷开门中位于10304运输巷回风联络巷0#导线点前3.7m北帮，巷道按324°方位、-8°坡度掘进75.4m，待3-2#煤层顶、底板全部揭露后再沿3-2#煤层顺层掘进，预计巷道掘616.6m到达设计位置。

10304运输巷东南方向为10304运输巷回风联络巷、13运输石门（二段）；东北、西北方向为井田未开采区域；西南方向为10302运输顺槽、10304回风巷；正上方为10204采空区。

10204采空区积水在10206回风巷掘进期间已通过四次放水后，10204运输巷最低点+1576.536m标高以上的静态积水已有效放出。

加之10206工作面回采，10204采空区内积水通过钻孔和裂隙流至10206回风巷经10206采空区流淌至10206运输巷排出，所以10204采空区不会对10304运输巷掘进构成水害威胁。

10304运输巷按照设计方位、倾角进行掘进，揭露3-2#煤层后顺煤层掘进，掘进期间局部地段顶板会有淋、滴水现象；水源主要来源于大气降雨、顶板裂隙水等，预计水量为2～5m³/h；该巷施工过程中一般不受水害威胁，水文地质条件比较简单。

因该巷道前方为未开采区域，巷道掘进时，必须执行“物探先行，钻探验证”的原则，严禁超掘。

在实际工作中，应采用钻探的方法进行验证，做到预防为主。