依力煤矿水文地质类型划分报告.docx

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依力煤矿水文地质类型划分报告

依力煤矿

水文地质类型划分报告

依力煤矿水文地质类型划分报告

第一章矿井井田概况

第一节井田位置及交通情况

依力矿区依力煤矿在珲春市东南部，隶属于吉林省珲春市马川子乡红星村所辖，矿区范围西起红星村，东止东阿拉南沟；北至东阿拉村，南至依力哈达南沟。

南北长约5.5km，东西平均宽5.0km。

矿区距珲春市10km，距珲春发电厂20km，珲春市距图们市60km，距延吉市110km。

均有铁路、公路相通。

红星村至依力村乡路从本区经过并与各村之间有混凝土公路相连，交通方便。

第二节自然条件

珲春盆地为较大型山间盆地，盆地内大部分为第四系冲击平原，北、东、南三面为古老岩系组成的低山丘陵，西临图们江。

珲春河自东北贯穿盆地，流向西南，注入图们江。

珲春盆地内平均海拔标高21～80m，丘陵地带80～150m，多被南北流向溪流切割成冲沟和垄岗，山地海拔标高150～514m，呈北东方向展布。

依力矿区内东南高，西北低，主要为丘陵地貌，地形起伏不大，农作物主要为玉米、大豆和水稻等，地面植被主要为针叶、阔叶混交林。

珲春地区属于温带近海型大陆季风气候，由于临近日本海，气候变化受海洋影响十分显著，夏无酷暑，冬无严寒，气候温和、潮湿，多阴寡照，雨量充沛，但分布不均匀，春夏多东南风，秋冬多东北风。

年平均气温6℃左右，8月份最热，平均气温25℃，1月份最冷，平均-17.6℃，极端气温最高38℃，最低-32.5℃。

最大冻土深度1.54m，多年平均降雨量616.1mm，最大年降雨量1065.8mm，最低年降雨量365.4mm，多年平均蒸发量1262mm，最大蒸发量1535.4mm，无霜期128～166天，多年平均141天。

珲春盆地地下水位较浅，地表水系发育，河流、人工渠道纵横交错，井泉到处可见，珲春河为盆地主流，也是盆地主要泄洪渠道。

珲春地区处于地震强烈度Ⅵ度带，历史上仅发生两次地震，震中处于珲春市和汪清县交界地带的深源地震，对地面基本无影响。

第三节地层及构造

一、地层层序

区内地层由老至新为二叠系，侏罗系屯田营组，古进系珲春组，第四系全新统。

现叙述如下：

1、二叠系P（P）

主要为黑色板岩、变质砂岩及大理岩，出露于本区南部边缘。

2、侏罗系屯田营组（J3tt）

为一套灰紫色、褐灰色、暗红色、黑绿色中性火山碎屑岩。

成分较复杂，由安山岩、安山集块岩、凝灰岩、凝灰集块岩等组成，厚度不详。

3、古近系珲春组（Eh1-6）

1）砾岩段（Eh1）

区内没有出露，岩性以暗灰色砂砾岩、砂岩、粉砂岩为主，夹砂质泥岩及煤层，凝灰质含量较高。

所含煤层结构较复杂，灰分较高，多数煤层分布范围较小，仅32号煤层局部可采。

该段平均厚度158m。

2）下含煤段（Eh2）

主要分布于中西部，该段位于19号煤层顶板以下，30号煤层底板以上，其平均厚度为181m。

岩性以灰～浅灰色含砾砂岩、粗砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩为主，含煤30于层，其中23、26、30煤层发育较好，局部可采。

K2标志层为浅绿色凝灰岩或含凝灰岩块的粗砂岩与细～粉砂岩组成。

下含煤段确定后，寻找确定K2标志层，确定19～23煤层段煤层与基线，然后逐层对比各煤层。

3）中上含煤段（Eh3-6）

该段分布于区内北、东、南大部分区域，主要为粉砂岩及粉砂质泥岩，夹中粗砂岩，含薄煤20于层，均不可采，其中15号煤层全区发育较好，可作为分层对比辅助标志，该段平均厚度98m。

4）第四系全新统（Q4）

覆盖于全区煤系地层之上，主要为灰色至褐色砂土、亚砂土、砂质黏土、卵石等，平均厚度12.5m。

二、构造

本区位于珲春煤田东南部，地层大致呈北东65°展布，局部地层走向北西。

构造变形的主要形式表现为断裂，其次为褶皱。

构造具有一定的方向性，主要表现为NE向，NEE及NW向。

1、褶曲

1）背斜

背斜构造位于本区东部，走向近东西，宽度约1.0km，长度约为3.0km，北翼倾角向东逐渐增大，西部倾角10°，东部倾角增至18°，南翼倾角6°。

由于背斜西端煤系基底隆起及断层抬起，造成23层煤层被剥蚀，背斜向东倾没，倾伏角5°。

2）向斜

向斜构造位于本区东部，走向近东西，宽度约2.0km，长度约为3.5km，南翼倾角向东逐渐增大，西部倾角10°，东部倾角增至18°，北翼倾角7°，向东倾没，倾伏角5°。

2、断层

区内共查出断层6条，均为高角度正断层，其中NE向2条，即F1、F3；NEE向1条F2，NW向有3条即F4、F5、F6其中F5将矿区分为东、西两部分，东、西在地层构造方面，均有差别。

第四节煤层及煤质

本区主要含煤地层为古近系珲春组下含煤段，本段总厚度0～208.15m，平均181m，单层厚度0～2.86m，平均厚度0.97m。

可采含煤系数1.76％，可采煤层分述如下：

1、23号煤层

全区发育，可采范围有两块，一块分布于本区南部，煤层走向南东～近东西，倾向南西～南，倾角一般为5～6°，东西长3.2km，南北平均宽2.0km，面积8.22km2；另一块分布于本区北部，煤层走向65°，倾向155°，倾角7°，东西长1.6km，南北平均宽0.4km，面积0.62km2。

23号煤层计量面积8.84km2，煤层厚度0.8～2.73m，平均1.07m。

平均灰分34.14％，平均发热量15.28MJ/kg。

2、26号煤层

全区发育，全区可采区域有两块，计量面积9.29km2；煤层厚度0.8～2.86m，平均厚度1.04m，平均灰分35.44％，平均发热量16.20MJ/kg。

3、30号煤层

全区发育，可采区域有三块，计量面积5.98km2，煤层厚度0.8～2.86m，平均0.88m。

平均灰分39.1％，平均发热量15.18MJ/kg。

第五节水文地质

一、矿区水文地质条件

本区大部分位于珲春河最高洪水位之上，西北部为珲春河冲积平原，煤系地层被第四系含水层所掩盖，东南部为丘陵地形，为煤系地层出露部位，区内划分四个含水层组和两个隔水层组。

1、含水层

1）、富水性强的第四系砂砾岩孔隙水层：

主要分布在珲春河一级阶地，由冲击、洪积砂砾岩组成，含水层厚度3.15～7.60m，上覆为1～3m粘土、粉土。

水位埋藏2.65～3.04m，含水层渗透性和导水性良好，渗透系数100～200m/d，单位涌水量3.21～5.58L/s.m。

水位年变化幅度1.13m。

2）富水性中等的第四系砂砾岩孔隙含水层：

主要分布在珲春河二阶地，砂砾层含泥量较多。

含水层厚度5.75～13.95m，上覆0.30～5.75m粘土、粉土，水位埋藏1～7m，渗透系数10～29m/d。

3）富水性中等的古近系碎屑岩风化裂隙含水岩组：

该层发育在煤系地层上部，厚度约60m，在本区西北部被第四系覆盖，东南部丘陵地带全部出露，钻孔单位涌水量0.126L/s.m；渗透系数0.402m/d。

与第四系含水层有密切的水力联系，且同一水位。

本含水岩组在丘陵地带水位埋藏较大，为15～30m，大部分为潜水，局部为承压水，主要补给水源是第四系行水层和丘陵地带大气降水。

4）富水性弱的古近系碎屑岩孔隙裂隙含水岩组：

Eh2孔隙裂隙承压含水岩组，为细砂岩、中砂岩、粗砂岩及砾岩组成，成层状展布在泥岩～粉砂岩之中，钻孔单位涌水量2.2×103，渗透系数1.2×103～7.0×103；Eh1空隙裂隙承压含水岩层组，主要由砾岩组成，砾石成分为花岗岩安山岩变质岩，多为凝灰质胶结，少数为泥质胶结，平均厚度20m，富水性极弱。

钻孔单位涌水量4×103渗透系数1.46×103；为空隙裂隙承压含水组，是Eh2间接充水含水层。

主要由老盘古风化裂隙，构造裂隙含水带以及断层带水补给。

2、隔水层

1）古近系碎屑岩Eh3-6相对隔水组：

位于Eh2之上，由泥岩粉砂岩组成，砂岩百分率小于25％。

平均厚度76m，遇水膨胀，具有良好的隔水作用。

2）古今系碎屑岩Eh2相对隔水组：

主要由泥岩粉砂岩组成，单一隔水层厚度小于20m，分布连续，较稳定。

在23号层上，30号层下部及23、26、30层间均有分布。

各隔水层组富水性极弱，平均膨胀量大于40％，局部为10％，遇水更加膨胀，具有良好的隔水作用。

二、矿井涌水量

依据地质报告中单孔涌水量0.1266L/s.m，渗透系数0.402m/d计算，并参照相邻矿井涌水量数据，综合涌水量为50m3/h。

表1-1矿井水文地质类型对比

分类依据

类型

受采掘破坏或影响的含水层及水体

含水层性质

及补给条件

简单

中等

复杂

依力煤矿

单位涌水量q/（L·s-1·m-1）

q≤0.1

0.1＜q≤1.0

1.0＜q≤5.0

2.2×10-3L/s·m

矿井及周边老空水分布情况

无老空水

存在少量老孔积水，位置、范围、积水量清楚

存在少量老孔积水，位置、范围、积水量不清楚

无老空水

矿井涌水量/

（m3·h-1）

正常Q1

最大Q2

Q1≤180

Q2≤300

180＜Q1≤600

300＜Q2≤1200

600＜Q1≤2100

1200＜Q2≤3000

Q1≤80

Q2≤150

突水量Q3（m3·h-1）

无

Q3≤600

600＜Q3≤1800

无

开采受水害影响程度

采掘工程不受水害影响

矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全

矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁

采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全

防治水工作难易程度

防治水工作中等

防治水工作中等或易于进行

防治水工程量较大，难度较高

防治水工作中等

综上所述，本矿区上部虽被第四系含水层覆盖，裂隙、断层较多，但隔水层隔水作用良好，断层、裂隙导水能力较弱，所以依力煤矿水文地质类型为中等。

第六节开采自燃条件

瓦斯、煤尘和煤的自燃

（1）瓦斯：

据相邻矿井资料，在F5西南煤层埋藏较浅，煤层瓦斯含量为低级，绝对瓦斯涌出量为0.01-0.13m3\min；在F5东北煤层埋藏最大深度460m，瓦斯赋存条件较好，瓦斯含量待进一步证实。

（2）煤尘：

据相邻矿井资料，煤层的煤尘爆炸指数45％，具有爆炸性。

（3）煤的自燃：

煤的自燃发火期为12个月，在生产过程中宜加强通风、降瓦斯，采取洒水降尘，定期清扫等措施减少煤尘，确保安全。

第七节气象资料

珲春地区属于温带近海型大陆季风气候，由于临近日本海，气候变化受海洋影响十分显著，夏无酷暑，冬无严寒，气候温和、潮湿，多阴寡照，雨量充沛，但分布不均匀，春夏多东南风，秋冬多东北风。

年平均气温6℃左右，8月份最热，平均气温25℃，1月份最冷，平均-17.6℃，极端气温最高38℃，最低-32.5℃。

最大冻土深度1.54m，多年平均降雨量616.1mm，最大年降雨量1065.8mm，最低年降雨量365.4mm，多年平均蒸发量1262mm，最大蒸发量1535.4mm，无霜期128～166天，多年平均141天。

第二章矿井生产概况

第一节矿井开拓方式及概况

依力煤矿于2010年9月建井，属私有企业，设计生产能力30万吨/年，该井采用双斜井开拓方式，主副井均按-22°下山坡度掘进，现已按设计要求完成主副井井筒及-2联络巷的掘进，目前有四个工作面正在施工，分别是井底车场、-50运输石门、-50回风石门和-50采区变电所。

第二节矿井通风方式

一、矿井通风系统和通风方式

根据矿井开拓布置，矿井通风系统为中央并列式，通风方式为抽出式。

二、风井数目、位置、服务范围及时间

矿井初期开采为两条井筒，其中主井为入风井，副井为回风井。

两条井筒大致位于煤层浅部井田西南部，服务范围为一、二、三采区，待三个采区开采结束后，四、五采区设立安全出口及专用回风井，其中主井和副井入风，专用回风井回风。

三、掘进通风及硐室通风

该矿井掘进通过局部通风机压入式通风，主要机电硐室设单独回风道，通过矿井负压独立供风。

第三节提升运输

该矿井开拓布置方式为两条斜井开拓，主斜井装备胶带输送机，担负全矿井的煤炭提升任务。

副斜井为辅助提升井，采用串车提升，担负全矿井人员、矸石、设备、材料等升降任务。

主、副井均为一段提升，主井由井下-150m水平提升至地面+79m，选用DTL80/10/132型大倾角带式输送机，主井安装带式输送机检修绞车,选用JTP-1.6×1.2型提升机一台，配套电动机功率132KW，钢丝绳选用18NAT6×7+FC-1670ZS180114GB8918-2006型。

副井由井下-50m水平提升至地面+65m，部分人员送至-150m水平，选用JTPB-1.6×1.5型提升机一台，配套电动机功率132KW，钢丝绳选用20NAT6×7+FC-1670ZS222140GB8918-2006型，串车组成由三辆矸石车或两辆人车组成。

第四节矿井供电

一、供电电源

本矿区为一级用电负荷，设两回路10kv电源，一回路引自珲春市开发区变电所，一回路引自马川子乡变电所，新建供电线路全长17km，两回路10kv输电线路全部采用LGJ-120铁芯铝绞线。

二、电力负荷

本矿井设备总台数127台，工作设备台数为116台，设备装机总容量为3935.8kw，工作设备容量为3501.3kw，计算有功功率为2200.47kw，计算无功功率为1754.29kVar，自然功率因数为0.77，无功补偿电容器容量750kVar，补偿后无功功率为1004.29kVar，功率因数为0.93。

视在容量为2418.81kVA。

吨煤耗电33.80度。

三、输变电

为供应本矿井用电，在工业场地内建10/0.4kv变电所，经负荷统计计算后，决定选用两台S11-1600/1010/0.4kv1600kVA变压器为本矿井供电，变压器采用一台工作，一台备用方式，变压器负荷率为0.75，保证系数为100％。

矿井地面高压供电电压等级为10kv，低压供电等级为0.4kv，接地方式为中性点直接接地。

矿井井下高压供电电压等级为10kv，低压供电等级为1.2kv和0.69kv，照明和手持式电动工具的供电电压为127v，井下采用中性点不接地系统。

变电所10kv侧采用单母线分段式。

10kv配电设备采用KYN28A-12型高压柜，操作方式采用电动，变电所二次保护采用微机综合自动化保护系统，用于所内电力设备和线路的保护，以及电量数据的实时采集和设备运行状态的监控，10kv侧装有线路保护测控，母联保护测控、备自投等单元，引入井下的电缆线路装设光纤纵差保护单元。

第五节排水系统

一、工业场地排水系统

工业场地最大是排水量为23.92m3/h，平均时排水量为7.84m3/h，地面建50m3的化粪池，达到排放标准才可排放。

二、井下排水系统

排水量为54m3/h，1641.6m3/d。

井下污水经过地面井下水沉淀池的处理后，达到排放标准才可排放。

第六节通讯系统

本矿井装设生产调度电话和行政电话，用以对外界进行通信联络，安装位置设在矿长办公室，调度室、绞车房、变电所、通风机房及日用消防泵房，其他地点均安装生产调度电话。

地面通信电缆采用HYV22型，直接埋地敷设和钢索架空敷设。

装设两条入井通信电缆，其型号为MHYA32-30×2×0.8,分别经副井井筒敷设至井下，通信电缆与电力电缆要保持足够的间距。

井下通信电缆分线箱采用隔爆型。

人车装设对讲机，保证跟车人在运行途中的任何地点都能向绞车司机发出紧急停车指令。

提升信号采用经井口装发的声光兼备信号，提升信号与绞车电控设备连锁，不发信号，绞车不能开。

第七节采掘工作面

本矿井现有三个掘进工作面，分别为井底车场、-50回风石门和-50采区变电所。

第八节图纸、规程、记录

本矿井图纸齐全，有矿井地质和水文地质图，井上下对照图、采掘工程平面图、巷道布置图、通风系统图、井下运输系统图、安全检测装备布置图、排水、防尘、防灭火管路系统图、井上下配电系统图、井下电气设备布置图、井下避灾路线图。

比例1:

2000。

第九节防治水措施

珲春瑞丰矿业为加强煤矿防治水工作，做到防患于未然，提高从业人员的整体素质，减少、控制煤矿重特大水害事故的发生。

为确保防治水工作顺利实施，矿井制定了以下防治水措施：

1、坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则；

2、施工前做好地表水源的调查统计工作；

3、对井下安全开采有威胁的地表积水坑及时进行排干或回填；

4、对井下开采采区和主要大巷、水仓口每旬实测一次，对所测涌水量与以往测出的涌水量进行比较，并进行分析总结，查找原因；

5、巷道掘进施工前认真分析地质资料，并备有探、放水所需的器具；

第三章矿井水害因素识别与分析

第一节水害因素识别与分析

本矿区大部分位于珲春河最高洪水位之上，西北部为珲春河冲积平原，煤系地层被第四系含水层所掩盖，东南部为丘陵地形，为煤系地层出露部位，区内划分四个含水层组和两个隔水层组。

含水层

富水性强的第四系砂砾岩孔隙含水层：

由冲击、洪积砂砾岩组成，含水层厚度3.15～7.60m，水位埋藏2.65～3.04m，含水层渗透性和导水性良好，单位涌水量3.21～5.58L/s.m。

水位年变化幅度为1.13m。

富水性中等的第四系砂砾岩孔隙含水层：

砂砾层含泥量较多，含水层厚度5.75～13.95m，水位埋藏1～7m。

富水性中等的古近系碎屑岩风化裂隙含水岩组：

该层发育在煤系地层上部，厚度约60m，在本区西北部被第四系覆盖，本含水岩组在丘陵地带水位埋藏较大，为15～30m，大部分为潜水，局部为承压水。

富水性弱的古近系碎屑岩孔隙裂隙含水岩组：

Eh2孔隙裂隙承压含水岩组，为细砂岩、中砂岩、粗砂岩及砾岩组成，成层状展布在泥岩～粉砂岩之中，Eh1空隙裂隙承压含水岩层组，主要由砾岩组成，砾石成分为花岗岩安山岩变质岩，平均厚度20m，富水性极弱。

隔水层

古近系碎屑岩Eh3-6相对隔水组：

由泥岩粉砂岩组成，平均厚度76m，遇水膨胀，具有良好的隔水作用。

古今系碎屑岩Eh2相对隔水组：

主要由泥岩粉砂岩组成，单一隔水层厚度小于20m，分布连续，较稳定。

在23号层上，30号层下部及23、26、30层间均有分布。

各隔水层组富水性极弱，遇水更加膨胀，具有良好的隔水作用。

断层

本矿区内断层较多，均为高角度正断层，断层可能成为导水通道，会使井下涌水量增大。

第二节水害产生的原因及后果

原因：

1、采掘过程中没有探放水或探放水工艺不合理，采掘过程中突然遇到含水的地质构造，爆破时揭露水体；

2、过钻孔时揭露水体；

3、排水设施、设备设计不合理，排水设施、设备安装、使用不合理，排水设备供电系统出现故障；

4、采掘过程中违章作业；没有及时发现突水征兆；出现征兆没有及时采取有效防治措施；没有防水闸门，或防水闸门设计不合理，防水煤（岩）柱留设不符合要求；

5、采掘过程中没有采取合理的疏水、导水措施，使采区巷道积水；

6、地面水体和采区巷道的意外连通，降水量突然增大，造成井下涌水量突然增大；

7、其他原因。

后果：

1、造成人员伤亡和财产损失；

2、造成设备设施的破坏，造成矿井全部或局部被淹；

3、其他后果。

第四章安全措施

煤矿安全生产是关系到国家财产和从业人员人身安全的大事，因此在矿井生产过程中，必须坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，严格执行《安全生产法》、《矿山安全法》以及现行的《煤矿安全规程》和行业技术规范。

加强煤矿安全管理工作，建立健全安全管理制度，改善矿井劳动环境，针对矿井存在的危险、有害因素采取有效的安全对策措施，是保证矿井安全生产的前提条件。

通过查阅大量图纸资料，同有关技术人员分析研究后，为保证安全生产，防止和减少水害事故的发生，提出以下安全措施：

1、由于第四纪含水层砂砾层含水丰富，对井田浅部开采有影响，在开采浅部煤层时，建议采取疏、排水措施，安全后方可开采，在深部开采时，为了避免或减少冒顶区形成水泥浆集中洞室，威胁安全生产，在采煤方法上要采取适当措施。

2、由于断层较多，在采掘经过断层时，应制定安全措施。

3、井下主要排水泵房必须有检修水泵。

矿井每年雨季前，必须对井下的水泵、水管、阀门、排水用的电气设备和供电线路等全面检修，并对全部水泵进行一次排水实验，要及时清理水仓，发现问题要立即解决。

4、矿井必须做好水害分析预报，坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则。

探水或接近积水地区掘进前必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。

探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。

5、当煤系底部有承压含水层并有突水危险的工作面时，在开采前，必须编制探放水设计，明确安全措施。

6、采掘布置巷道时，在接近相邻矿井的采空区时，要按设计留设合理的防水煤柱。

7、煤矿要制定矿井水害应急预案。

8、在井下应设立观察点，观察涌水情况，作好记录，当涌水量发生变化时要及时汇报并采取有效措施。

9、矿井必须针对主要含水层建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预测分析，并制定想听的“探、防、堵、截、排、疏、导”等综合防治措施。

10、每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查，制定雨季防治水措施，并应组织抢险队伍，储备足够的防洪抢险物质。

11、必须查明矿井及其附近地面水流的渗透情况，疏水能力和有关水利工程情况，掌握当地的历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排水系统。

12、井口附近的地表水体可能流入井下时，必须采取措施，并按照《煤矿安全规程》的有关规定执行。

13、井田内的河流、含水层等有水利联系的导水断层、裂隙带时，必须查出其确切位置，并按规定留设防水煤（岩）柱。

巷道必须穿过上述构造时，必须探水前进。

如果前方有水，应超前预注浆封堵加固，必要时预先建筑防水闸门或采取其他防治水措施。

14、采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告，发出警报，撤出所有受水威胁地点人员。

第五章安全评价结论

根据现场调查结合水文地质报告分析，我矿受水害威胁的可能性较小，我矿虽无采空区、老空区和地表塌陷，但断层、裂隙较多，为了防止水害的发生，我矿制定了有效的防治水安全措施和水害应急预案，所以在采掘过程中遇断层裂隙时必须采取有效的安全措施，防止水害事故发生。

由上述资料分析，我矿水文地质类型为中等水文地质类型。

按照评价提出的及矿井制定的安全措施，在生产实践中认真贯彻执行，可以实现安全生产。