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水文论文范文精选

水文论文

水文论文范文第1篇

1.1矿区含水层(1)第四系松散沉积物中的孔隙潜水含水层:本区第四系松散沉积物中含弱孔隙潜水,据邻区陈家1#、6#民井抽水结果,其涌水量为0.044~0.059L/s,为弱含水层,接受大气降水补给,其富水性随季节变化。(2)长兴灰岩岩溶裂隙含水层:该含水层主要分布在矿区南部,据原地质报告抽水资料,水位降低值为2.367m,流量为0.0872L/s.m,渗透系数0.00651m/d。正常情况该含水层为含煤地层基底灰岩,棠浦第六煤矿所主采的1#、3#、4#、5#、9#煤层距该含水层较远,中间相隔约200m余米隔水层;受F9、F9-1断层影响,使其逆推到上含煤段之上,但本含水层至1#煤层至少相隔150m厚的上含煤段隔水层。因此,对棠浦第六煤矿开采构成威胁的可能性小。(3)老窑积水:棠浦第六煤矿区范围内煤层露头附;应对措施

近老窑较多,据钻孔控制,开采垂深32.55m,一般为30~40m,个别点100.52m(405孔),棠浦一、二井老窑采空区下限划在垂深70m,结合日前现场调查资料,老窑采空区下限为垂深90~110m(标高为-20m)。老窑采空区聚集了大量地下水,是本区矿井充水的主要来源,对矿井开采影响大。(4)采空区积水:2010年度11月江西省工程物探新技术公司对棠浦第六煤矿矿区含水体进行了探测,查明5#煤采空区标高在-300m水平以上有一含水体,其范围:东经115°02′02″~115°02′05″;北纬28°25′54″~28°25′58″,标高在-55.5m~-146.2m之间。

1.2存在问题(1)矿区老窿多,特别是开采矿区西部,有2006年已关闭的棠枫煤矿,其采空区及巷道积水多,老窑水受季节调节。(2)由于种种原因,矿井勘探工程量不足,投入水文地质工程未达相关规范要求。(3)2010年通过物探手段,查明在5#煤采空区-300m水平以上有一含水体。开采各煤层前必须查明其准确位置。(4)在-250m水平一号石门及二号石门180m处己探明了F5断层位置,并形成水力联系。断层裂隙水,顺着断层面下流,经测定涌水量0.2~0.3m3/h。(5)-100m水平以上,原各矿所预留的保安煤柱不明确,上世纪90年代,有相互争夺资源现象,水力相互联系,对开采-100m水平以下煤层有较大影响。

2矿井工程地质及存在问题

1)工程地质特征:矿井可采煤层顶、底板岩性均为粉砂岩和细砂岩,顶板属中等冒落顶板,采煤采用全部垮落法管理顶板,巷道较稳定。矿井工程地质条件为中等。

2)存在问题:随着开采水平延深,巷道不断增多,开拓破坏围岩的完整性及稳定性,降低围岩的力学强度,增加冒落带的高度,扩大垮塌陷落区范围,容易形成水源通道。同时采空区面积逐步扩大,与地表水力联系不断加强;垮塌面积越大,裂隙带越多,渗透进入矿井水机会越强,涌水风险更大。

3矿井充水因素分析

(1)大气降水:矿区内各含水层地下水主要受大气降水补给,矿井充水因素主要是大气降水通过岩石风化裂隙带渗透进入矿井。

(2)老窑采空区积水:本区以往老窑开采较盛,据井巷工程揭露,本区老窑采空区深度下限一般在-20m标高附近,采空中有积水,对浅部煤层开采威胁较大,以往邻近矿井在开采浅部煤层时,发生过突水事故。矿井目前开采深度为-280m,1#、3#、4#、5#、9#煤层-20m标高以上为老窑采空,加上新近采空区,采空区范围较大,采空区中的一些石门、废弃巷道多有积水,因受采动影响,采空区(老塘)积水会通过裂隙渗漏进入矿井。

(3)断层导水因素:在矿区南部有F5、F9-1、F9等断层发育,在地质勘探过中对这些断层的导水性能未作专门抽水试验,钻孔穿过该断层时,未发现明显变化,其导水性微弱。F9、F9—1断层开采的1#、3#、4#、5#、9#煤层相隔有200余米的上含煤段,F5断层在-250m水平一号石门探掘过程中己遇到断层裂隙水,顺着断层面下流,经测定每小时有0.2~0.3m3流量进入水仓。

(4)未封堵或封堵质量差钻孔:查明矿区所有未封堵好钻孔,逐个钻孔进行摸底,上到井上下对照图上。

4矿井水患及应对措施

4.1水患危害

(1)开采-250m水平5#煤层西部时,应坚持“有疑必探,先探后掘”的原则,避免发生淹井事故。

(2)主井-280m水平水仑容量及排水能力未达规定要求,会造成矿井被淹,迫使矿井停产。

(3)未查明老空区水、未封填好钻孔及合理留设保安矿柱时,有可能造成伤害事故。

(4)雨季来临前,井上下未做好“雨季三防”准备工作,有可能造成人员伤亡事故。

4.2应对措施

(1)建立水文地质调查小组、配备人员及设备。矿部成立了以矿长为组长,水文地质工程师为副组长的水文地质调查小组,配备了一台ZLJ-150型探水钻,到高坑煤矿聘请专业队伍进行探放水。

(2)进一步做好水文地质技术基础工作。按照“水文地质规定”要求,结合本矿区水文地质条件及日前调查所收集资料,全面整理,分析,形成本矿区水文地质原始资料。同时在此基础上编制了矿井充水性图、涌水相关曲线图、综合水文地质图、剖面图、综合柱状图等图件,建立了涌水量观测台帐等16种基础水文地质台帐。其主要工作有:①收集矿井历年勘探成果,棠浦矿区共进行了5次普查勘探,每次对矿区涌水水源及通道进行分析整理,并标注在水文地质图上;②对封孔不良钻孔进行重新治理并登记注册,形成台帐;③对F5断层裂隙水流量进行全面观测并做好台帐;④收集矿井涌水量及排水量基础资料,进一步核定其排水能力;⑤全面调查矿井西部原棠枫煤矿关闭时开采深度、范围、煤层及采空区的面积;⑥对工程地质影响形成范围进行预测估算,划定采空区可能影响范围及高度;⑦对水害影响范围必须及时上图,在图上标注其“三线”范围;⑧对井下所有的巷道必须及时测量上图,并严格计算其巷道面积及今后垮塌将影响的高度范围;⑨收集每年气候变化资料,及时调查并总结雨季与旱季地下水及采空区水源补给变化;⑩探水工必须做好探水原始记录;瑡瑏严格计算并落实好井下各防隔水煤柱的留设,并与上级主管监察部门建立图纸交换制度,防止相邻矿井开采保安矿柱;瑏瑢明确矿区水文地质类型,为年初采掘巷道布置工作提供技术保障。

(3)落实好矿井防、排、探水工作。①地面防排水:雨季来临前,必须对矿区范围内的地面塌陷、裂隙、小井及排水工程进行一次全面调查,及时掌握水文动态变化规律。发现塌陷及时封堵。同时加强井口地面排水清理,保证雨季时洪水能直接排出矿区。②井下排水:大气降水下渗是矿井主要补给水源。根椐近来年排水记录,每年4~8月,井下涌水量是平时的3倍。因此,雨季前,必须对各种排水设备、设施做好检修维护工作,确保供电系统及排水系运转正常。③井下探放水:矿井在做好充水条件分析和水害评价预报工作后,必须有针对性地进行井下探放水工作。当工作面接近积水井巷、老空、含水层、导水断层、相邻矿井、隔离煤柱或接近水文地质不明区域时,必须进行探放水。探放水工程必须有设计书,并附老空及积水区与现采区的关系图、探放水孔布置的平面图和剖面图等。

(4)运用物探新技术,加强地面及井下物探工作。

水文论文范文第2篇

孔径152mm开孔,见基岩后下入146mm井口管,将松散岩层挡住,钻进孔深350m左右,再换110mm钻穿过含水层至终孔。

二造壁止水步骤

(1)先把所要抽水的含水层、隔水层

岩层深度及岩石性质,依据实际钻进岩芯鉴定分层表及测井解释资料了解清楚,将所用套管丈量准确,备好其长度要超过止水层的深度3.0~5.0m,调好井口上余1.0~1.3m。

(2)架桥造壁

根据测井解释孔径资料,用一根岩芯管4.5~6.0m,顶端事前放入一块与岩芯管内径一样垫子,从下端装入粘土做成的泥柱、碎石及麦秸杆做成草把,岩芯管下口放入废钢丝绳5~6根,长度要比钻孔直径大些,堵住下端。然后下入孔内到预定隔水层深度后,用泥浆泵将岩芯管内所装物憋出管外,并提起钻具,而后下钻具试探一下所架桥位置能否托住钻具,如能托住,即达到目的,再下钻具其下端连接一个实心接头,轻轻将粘土泥柱子墩实。

(3)止水方法与步骤

架桥工作完成后,,进行封孔造壁,依据钻孔直径及所封厚度,计算所需水泥量,为增加水泥凝固强度,配入适量中粒砂,灰砂比1∶0.65~1∶0.7,灰浆搅拌均匀后,动作要快,立即用泥浆泵注入,在注入前一定要计算准确顶替水量,防止灰浆在高压胶管及钻具中凝结堵塞,灌注灰浆完毕后注入顶替水,即可提出钻具,待72~96h后完全凝固。即可透小眼,透小眼时,先用110mm岩芯管导向,下接异径接头变89mm岩芯管(2.0m长左右),钻出小孔后,拆掉导向管,用89mm岩芯管钻透所封厚度段,以便下入套管止水。下入套管,其下采用108mm×89mm的异径接头,下端接一根89mm的岩芯管,长1.5~2.0m左右,并用止水橡胶带在管外四周缠绕,其缠长度1.2~1.5m,用18号铁丝捆绑,上部套管四周抹上铅油,慢慢将套管下入孔内,当套管下到距封闭止水位置上时,用套管自重下压到造壁止水位,形成很好的密封。

三下管注意事项

(1)详细了解煤田地质钻探、电测井资料,根据井孔结构、地层柱状、孔径、孔斜情况,合理选定止水位置。现场地质人员要划出并提供地质柱状、井孔结构、孔径等资料的示意柱状。

(2)准确丈量孔深,并做好记录,做到准确无误。

(3)根据地层柱状及孔井结构资料,合理配置井管,丈量各孔段的井管,并对井管的长度计算准确,并划出简易孔径结构图,以备检查和核查。

(4)下管前要搞好冲孔换浆及顺孔工作,保证下管时畅通无阻。冲洗液的更换时,先在原泥浆的基础上,计算孔内所需新泥浆量,进行配制双聚泥浆,其中粘土粉25kg/m3,腐植酸钾25kg/m3,配制聚丙烯晴、聚丙烯酰胺泥浆的水解度30%~50%,皂化油180kg/桶,泥浆性能指标采用粘度28~30s,比重1.20~1.30,失水量小于20cm3/min。泥浆pH值不小于8~9。

(5)套管落底后,要准确丈量套管地面的高度,确定止水物所处位置,并做好记录。

(6)止水质量检查。洗井前在管外投放萤光红溶液,洗井期间认真观察井内是否有红颜色水出现及管内外水位差变化(指管外水位处于地面时判定),确定止水质量。若洗井及将来抽水时管内有红颜色水出现,可认为止水质量不合格,需重新进行止水。再者可以用泥浆泵加压,使泥浆泵压力达到40~80Pa保持24h,观察泥浆泵压力是否变化,若无变化即可。当压力逐渐变小时,需返工重新止水。当止水效果好后,孔口必须封闭严。

(7)抽水结束后,将原泥浆重新在孔内进行循环,并将孔内清水全部顶替完后,开始起套管。

四效果

水文论文范文第3篇

(1)水透性

该性质指流水在重力影响下对岩石的穿透能力。岩土层渗透能力的强弱主要和岩土层大大小小的缝隙相关。越松散的岩土层缝隙越多越大,所以水透性比较强。坚硬的岩土层通常缝隙很少,所以水透性通常很差。

(2)持水性

该性质强调在分子层面上,岩土层的颗粒和分子依靠分子力和万有引力能够在重力影响下保持水分子能力的强弱。

(3)给水性

该性质同样受重力影响,指在重力影响下水含量很大的岩土层能够从缝隙中释放的水量大小,称为给水度。给水度是水文地质中非常重要的参数和性质,该性质不单单对土地的疏干时间长短有较大影响,还很大程度上决定了基坑的涌水量。

(4)胀缩性

该性质指岩土层在试水或者得水之后体积变化的特性,该特性是诱发裂缝和基坑的主要因素。

(5)崩解性

该性质指岩土在被水侵蚀以后,岩土颗粒的分子之间作用力遭到破坏,连接性变差,岩土主体崩坏阶梯,使岩土层的强度变差。

二、水文地质的重要性凸显

1水动压的强大破坏力

地下水动压对岩土层勘察有很大的影响,这种影响在自然情况下很难发生,通常受到人为因素影响,而起因往往是地下水的平衡遭到破坏,地下水的平衡遭到破坏以后会不正常流动,从而产生较大的水动压,阻碍勘查工作的正常运行,严重的甚至会影响地表或者爆发大自然的愤怒,严重威胁工作人员的生命安全。

2水位对工作的影响

地下水位在自然条件下一年间也会有很大的波动,地下水在正常的时候受到季节、降雨量的影响,会周期性的区域性的渐变,但是变化幅度不是很明显。但是人为因素对地下水位的影响往往很大,这种影响在小范围内出现的几率比较高,而且其影响和危害也是非常大的。

(1)水位上升

水位上升通常受到很多不同因素的影响,这些因素包括地质因素、水文气象因素、人为因素等。详细来说,地质因素主要包括区域岩石的整体性质、地下含水层的总体结构等,水文气象因素包括温度、降水量大小等等,而人为因素则包括灌溉、开垦农田等等很多。这些因素在影响地下水位的时候效果往往是有叠加性质的。地下水位上升的时候,岩土层会被流动的地下水所侵蚀从而结构变得松散,岩土层整体的结构也会遭到不同程度的破坏,强度和稳定性等性质自然而然变差,致使岩土层比较容易发生滑坡等现象,影响勘查作业。另一方面,地下水还原到以前的水位后,已经被侵蚀过的岩体暴漏出来,但是其强度、结构和承重能力都已经遭到破坏,这种破坏并不容易复原。水位上升还会是水动压力变大,在地表反映出不利于人勘查工作进行的现象如小规模的自然灾害等。在人类建筑上,水位上升的影响表现得尤为明显,较高的楼盘都需要非常稳定的地基,而地下水位的上升会极大损害地基的稳定性,地基受到影响还会使强度变差,地面建筑的承重能力变差。而且尤其需要注意的是,无论什么特性的岩土层都会受到上升的水位的影响从而破坏其原来的强度和稳定性,对地表建筑的地基都会有很大的影响,所以不能在地下水位的关注上掉以轻心。严重的时候,地基会遭到毁灭性的侵蚀,而地表建筑则会崩塌。

(2)水位下降

和水位上升相比,水位下降同样会影响到岩土的勘查工作,而严重的时候水位下降会比水位上升更糟糕,因为水位下降不仅仅会威胁到地面的整体平整性和安全性,严重的还会引发水质恶化或者地下水枯竭的严重自然生态问题,这时影响的就不仅仅是人类的勘查工作了,还会影响到人类自身的生命安全问题。随着城市的大规模建设,地下水经过肆无忌惮的抽取,地下水位不可避免的下降,所以很多城市低下都有岩土层结构遭到破坏的情况,岩土层中的岩土颗粒黏连性变差,岩土层接近地表的部分不能支撑过大的重量而出现一定规模的崩塌现象,建筑物的地基也会随之遭到破坏,威胁到城市中常住居民的安全问题。从另一个角度讲,地下水位的下降会导致某些矿床枯干,地下水的恢复能力变差,大量的抽取会导致某些有害物质侵蚀水质,使只受到严重污染。

(3)水位多变的影响

而岩土层在多次遭受地下水位涨涨落落的不同影响后,胀缩性较为明显的岩土结构会经过多次膨胀收缩的影响,使之出现很多不正常不规则的膨胀收缩变形,这些变形如果幅度较大的话甚至会影响到地表的完整性,使之出现开裂等问题。而且,地下水频繁的升降同样会导致水动压的不正常,地下水失去平衡状态,水体流动速度变快,从而影响到整个岩土层的稳定性和结构。

三、水文地质的评估

水文论文范文第4篇

1受采掘破坏或影响的含水层

1.1大井受采掘破坏或影响的含水层

四含:补给条件较差,q91=0.0005943(22B4孔)~0.4025(4-54孔)L/s•m,富水性弱—中等。煤系砂岩裂隙水:补给条件差,以净储量为主,q91=0.00044(南6B2孔)~0.06004(4-518孔)L/s•m,富水性弱。太灰岩溶含水层:其补给条件差,补给水源不充沛,q91=0.00033(南2B5孔)~0.2477(设4孔)L/s•m,富水性弱—中等。

1.2西部井受采掘破坏或影响的含水层

四含:补给条件较差,据09-S1和06-观1孔抽水资料q=0.0064~0.008L/s•m,富水性弱。煤系砂岩裂隙水:补给条件差,以净储量为主,据南6B2孔抽水资料,q91=0.00044L/s•m,富水性弱。太灰岩溶含水层:其补给条件差,补给水源不充沛,据南26B5和设4孔抽水资料,q91=0.00033~0.2477L/s•m,富水性弱—中等。

2矿井及周边老空水

本矿大井和西部井均有老空水分布。大井3个采区共有9处积水,积水面积6491m2,积水量5227m3。西部井13采区共有10处积水,积水面积49075m2,积水量59625m3。相邻煤矿有童亭煤矿、临涣煤矿、青东煤矿,均为大型生产矿井,无古井、小窑,有一定的采空区积水存在,积水位置、范围、积水量一般比较清楚,且有边界煤柱或断层防水煤柱的存在,不会对本矿造成大的影响。

3矿井涌水量

1988年1月~2013年12月实测大井矿井涌水量250~531.4m3/h,1992~2013年12月平均涌水量374.5m3/h。2010年1月至2013年12月,实测西部井矿井涌水量8.2~16.6m3/h,平均14m3/h。近3年矿井实测涌水量平均值381.6m3/h,最大涌水量395.6m3/h。

4突水量

据不完全统计,1980~2012年共发生突水46次。除745工作面离层积水瞬间溃水量为3887m3/h外,其余突水量0.3~211m3/h。2009年以来,矿井大于10m3/h的突4次,最大突水量25m3/h,均为砂岩水。

5开采受水害影响程度

虽然745工作面离层积水瞬间溃水量较大,但经过745工作面的水害查治,海孜煤矿对离层积水水害的治理已经形成一套完整的治理方案,效果良好;因此矿井采掘工程和安全生产受中煤组顶板离层水害威胁,但不威胁矿井安全。总体来看,矿井偶有突水,但突水量一般较小,采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全。

二矿井防治水工作难易程度

1大井防治水工作难易程度

大井防治水有一定的工程量,但各类水害的防治均形成一套完善的方案,防治水工作易于进行,这在745工作面查治和762工作面防治水中都有所体现。大井防治水工作难易程度属中等类型。

2西部井防治水工作难易程度

西部井自投产以来发生突水一次,水量为5.0m3/h“,四含”及煤系地层裂隙水对矿井安全生产威胁小,太原组灰岩富水性弱到中等,防治水工作简单或易于进行,属中等型。

三原水文地质类型划分情况及采探对比分析

1原水文地质类型划情况

原水文地质类型划分报告,是最近一次也是第一次划分报告,由海孜煤电公司在2010年6月编制。根据《煤矿防治水规定》表2-1的规定,将海孜煤电公司大井水文地质类型划分为极复杂型(主要考虑到745离层积水溃水3887m3/h),西部井水文地质类型划分为中等型。

2采探对比分析

通过3年来的开采,受采掘破坏或影响的含水层性质及补给条件、富水性没有改变。采空区及其积水量有所增加。大井矿井涌水量由360m3/h增加到390m3/h左右,现已基本稳定;西部井矿井涌水量略有增加,但仍较小,在15m3/h左右。全矿井增加了5次突水,除1次K3砂岩出水外,均为3煤顶板砂岩水,最大25m3/h。整体来看,矿井偶有突水,采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全;防治水工作简单或易于进行。海孜煤矿历年生产都做了大量水文地质工作,并开展了科学研究,实施了工程钻孔,找出了离层积水的原因,提出了可靠的离层积水防治方案和措施。实践证明745工作面顶板离层积水的查治工作是非常成功的,844、845、846和762等4个工作面开展了相应的成功治理。工程实践证明防治水效果可靠,矿井主要水害已由离层积水转为灰岩水。海孜煤矿下一步仍将继续开展防冲击、离层积水、煤与瓦斯突出等的一体化治理。可见原报告中大井水文地质类型划分为极复杂型对现有开采现状来说有点偏高,而西部井水文地质类型划分为中等型是合适的。

四矿井水文地质类型的划分

通过对海孜煤矿主采煤层开采过程中,受采掘破坏或影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量、突水量,开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的系统分析和总结,并根据《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理总局令第28号)表2-1的规定,综合评价本矿大井矿井水文地质类型属中等、西部井矿井水文地质类型属中等、海孜煤矿矿井水文地质类型属中等。

五结束语

水文论文范文第5篇

根据以往在二盘区补勘的水文地质工作,按地下水赋存条件及水力特征,将二盘区含(隔)水层划分为新生界松散层孔隙潜水含水层和中生界直罗组风化基岩孔隙-裂隙含水层、延安组基岩承压含水层及新近系土层隔水层。

(一)新生界松散层孔隙潜水含水层。该含水层在二盘区主要包括风积层、冲积层,风积层广泛分布盘区地表,为粉细砂,厚度变化大,沙丘地区透水不含水或含水微弱,靠近沟谷地区含水较强,滩地区与下伏萨拉乌苏组构成统一含水层。冲积层分布于沟谷、漫滩及阶地,与下伏基岩风化带形成统一含水层,沿河谷呈片状或带状分布。含水层以细砂、中粗砂为主,部分为粉砂和亚砂土,局部地带底部为砂砾石,结构松散,孔隙大,透水性强,补给条件优越,赋存条件佳。据以往水文地质补勘工作,其中二盘区北部古冲沟范围内整体较厚,含水性好,水位埋深在0~45m范围变化,含水层厚度0~64m之间,变化较大。据J1307号钻孔对沙层与风化基岩混合抽水试验显示,单位涌水量0.2238~0.4819l/s.m,平均单位涌水量为0.3349l/s.m;渗透系数0.5246~0.8879l/s.m,平均渗透系数为0.682/s.m。矿化度一般小于0.4g/L,为HCO3~Ca•Mg或HCO3~Ca型水,富水性中等极强。二盘区南部松散层整体薄,含水性较弱。

(二)土层隔水层。二盘区内,土层主要是保德组红土,及离石组黄土,分布不均,变化较大,厚度0~73.03m,一般厚度20m左右,土层在二盘区北部河则沟及青草界两侧由于受古直罗河冲刷剥蚀,土层残存厚度很小,分布不均,甚至完全被剥蚀构成天窗,总体上主要分布在古冲沟范围以外,土层沿井田分水岭向河则沟、青草界沟厚度逐步减小,岩性为一套土黄、棕红、浅紫红色粘土及亚粘土,含钙质结核,富水性极差。

(三)直罗组风化基岩孔隙-裂隙含水层。该含水层在该区广泛分布。上部为灰黄-土黄色粗粒砂岩;下部为土黄色含砾粗砂岩,局部见底砾岩,岩性孔隙流通性好,加之风化强烈,裂隙发育,导水通道发育,富水性好,钻探施工至此段漏水,且漏失量较大。在河则沟及青草界沟流域古冲沟冲刷剥蚀去,残存厚度0-45m,变化大,土层缺失地段与上覆松散层潜水构成统一含水层。根据以往钻孔的单孔抽水试验资料综合显示,平均单位涌水量0.1284~0.3318l/s.m,渗透系数0.186~0.6478l/s.m,平均渗透系数为0.3670l/s.m;大部分区段为中等富水性,只在J1004孔附近显示弱富水性。在土层分布区,具有承压性。地下水水化学类型为HCO3—Na•Ca及HCO3•SO4—Na型,矿化度0.20~0.56g/l,属淡水类型。J806钻孔、J808钻孔矿化度偏高,为0.52~0.56g/l,SO42+离子含量偏高。

(四)延安组正常基岩承压含水层。二盘区延安组基岩承压含水层主要为延安组含煤岩系承压含水层,为一套浅灰色中细粒砂岩与砂质泥岩互层。节理裂隙不发育,富水性极差。由于古冲沟冲刷剥蚀,安组顶部局部受到风化作用影响,岩性较松散,风化裂隙发育。据勘探报告,以往抽水资料该含水层富水性差,渗透系数变小,延安组各主要可采煤层上部均有15m左右的灰白色中、细粒砂岩,局部粗粒砂岩,是各主要可采煤层的直接充水含水层。

(五)烧变岩孔隙、裂隙含水层。该含水层主要分布于本区西南及南部3-1煤火烧区,烧变部位为3-1煤上部,岩性显示为浅红、褐灰色粉砂岩,成份以石英、长石为主,泥质胶结,结构较疏松,富水性强。据以往水文地质工作,该含水层在J1303孔的揭示厚度5.35m。根据本次J1303单孔抽水试验资料显示,平均单位涌水量3.3140l/s.m,平均渗透系数74.103l/s.m,属强富水性含水层。该层地下水水化学类型为HCO3—Na•Ca,矿化度0.25g/l,属淡水类型。

二、盘区矿井充水因素分析

补勘区矿井充水方式有直接和间接两种,它们分别受大气降水、地表水和地下水等因素的控制,且具有一定的水力联系,对未来矿井生产有不同程度的影响。

(一)充水水源。区内充水水源主要有大气降水、地表水、地下水。矿区年平均降水量仅435.7mm,且降水集中在7~9月,矿井涌水量随季节有不同的变化,故降水为矿井充水的间接水源。补勘区内地表水体主要为青草界沟(长年流水),河则沟,沟谷地段3-1煤上覆基岩很薄,冒落带高度大于基岩厚度,顶板冒落后,冒落带裂隙必将沟通地表水体,使其成为直接充水水源,并可导致溃沙危害。补勘区北部古冲沟发育区、南部青草界沟两侧,3-1煤层上覆基岩厚度小于导水裂隙带高度,故直罗组风化岩孔隙裂隙承压水和煤系裂隙承压水为直接充水水源;松散层潜水。

(二)防沙、防水煤岩柱界线修定说明。根据2011年至2013年锦界矿二盘区的补勘钻孔情况,在2010年9月6日编制的锦界煤矿3-1煤开采防沙、防水煤岩柱界线图的基础上,对二盘区3-1煤上覆基岩等厚线图及防沙、防水煤岩柱界线进行了局部修改。见锦界煤矿3-1煤开采防沙、防水煤岩柱界线图。

(三)充水强度分析。工作面充水强度主要决定于所揭露的含水层富水性。充水量一般是由大渐渐变小,其历时受充水水源的储水量大小控制。当揭露至风化岩时水量较大,而揭露至正常基岩时,充水量较小。

三、盘区工作面涌水量预算

(一)计算条件分析

1.煤系岩层为含水微弱岩层,对工作面涌水影响微小,计算工作面涌水量时不作考虑。

2.不考虑意外性的大裂隙沟通地表水所造成的突水,仅以正常导水裂隙导通直罗组风化岩含水层形成的地下水渗流场为模式。

3.二盘区在编写本总结时31201面、31202面、31203面已采掘完,分别对这三个工作面的疏放水涌水量及工作面回采时涌水量数据进行了统计,从涌水量变化的趋势及二盘区生产能力已基本稳定的情况分析,二盘区工作面涌水量高峰期已过,并在今后将处于缓慢平稳下降的趋势。

4.二盘区31204面在编写本总结时已回采961m,只按目前工作面平均涌水量预计。

5.31205面在编写本总结时正在进行疏放水工作,正处于富水阶段,按相邻31204工作面的涌水量资料,结合地表水文观测孔内含水层水位的变化,预计工作面最大涌水量和正常涌水量。

(二)涌水量预算二盘区在编写本总结时31201面、31202面、31203面已采掘完,分别对这三个工作面的疏放水涌水量及工作面回采时涌水量的数据进行了统计分析,并作出了三个面的最大涌水量和正常涌水量变化的趋势线,根据趋势线得出了31204、31205、31206工作面的的最大涌水量和正常涌水量的初步分

1.31204工作面涌水量预计截至编写本总结时,31204工作面已回采961m,剩余3628m。该工作面初采期涌水量平均134m3/h,最大涌水量达到208m3/h。预计31204工作面剩余回采段正常涌水量为280m3/h,最大涌水量360m3/h。

2.31205工作面涌水量预计截至编写本总结时,31205工作面正在疏放水工作。该工作面疏放水初期涌水量最大达到755m3/h,平均612.5m3/h。现正处于此工作面疏放水涌水量的高峰。预计31205工作面回采时正常涌水量为210m3/h,最大涌水量270m3/h。

3.预计31206工作面回采时正常涌水量为160m3/h,最大涌水量210m3/h。

4.二盘区31204、31205、31206设计工作面涌水量计算预计

4.1计算参数的确定

4.1.1二盘区31204、31205、31206工作面3-1煤层正常基岩平均厚30m,岩性主要为粉细砂岩。含水性弱,对工作面涌水量影响甚微,不参与涌水量计算。

4.1.2直罗组风化基岩是工作面直接充水水源。该含水层厚40-75m,考虑工作面疏放水后含水层厚度减小,取20m。

4.1.3直罗组风化基岩含水层给水度取0.05。

4.1.4直罗组风化基岩(J2z)孔隙裂隙承压水计算参数按以往钻孔抽水试验成果,渗透系数取0.48m/d。

4.1.531204、31205、31206工作面老顶初次垮落步距按60m计算,工作面顶板正常垮落步距按15m计算。

4.2正常涌水量预计计算公式利用锦界煤矿已采工作面的涌水量观测数据,采用“水文地质条件比拟法”进行工作面正常涌水量预计。