平煤二矿水文地质分析设计.doc

摘 要平煤股份二矿位于平顶山矿区中部，与平顶山市区相邻地理坐标东经113°16′30″至113°19′30″，北纬33°45′00″至33°46′00″周边关系为：西部浅部与三环公司、深部与四矿相邻；北部与一矿相邻；东部与天力公司吴寨矿相邻；南部到煤层自然风化带开采己组、庚组两组四层煤开采方式为上下联合开采主井口坐标为: X：3736839.31，Y：38435325.73，Z：+120（上口），-32（下口）二矿主要开采石炭系太原组一5（庚20）煤层和山西组二2（己15）、二12(己16)、二11(己17)煤层自投产以来，井田边界与相邻矿井曾多次进行调整，西部浅部与三环公司、深部与四矿相邻；北部与一矿开采的五、四（丁、戊）煤段煤层呈压茬关系；东部与天力公司吴寨矿相邻；南部止煤层露头风氧化带，面积12.8Km2，各可采煤层控制点坐标矿井于1955年由原汉口煤矿设计院提交《中华人民共和国燃料工业部平顶山一矿初步设计》,原设计将二矿作为一矿的一个风井开采浅部-50m以上的二2(己15)、二12(己16)、二11(己17)煤层设计走向长3.5km,倾向宽0.7 km,面积2.45km 2，煤层最低可采厚度采用0.5m，煤的视密度1.338，参与设计的工业储量546.6万t。

设计年生产能力30万t，服务年限18年矿井分两个水平开采，一水平已于1977年结束，二水平1978年投产，分为两个采区，主要开采二（己）煤段的二2、二12、二11 (己15、己16、己17)煤层和一（庚）煤段的一5(庚20)煤层，各分为己一、己二与庚一和庚二两个采区开采最低标高分别为-450m和-480m，最低可采厚度分别为0.7和0.8m截止2006年底，累计已动用储量3003.7万t，采出煤量2128.8万t，保有资源/储量5585.2万t，其中，可采储量3150.8万t矿井年生产能力，由原设计的30万t增加到170万t矿井开采的一5(庚20)煤层，主要受煤层底板灰岩承压水的威胁，正常涌水量500～600m3/h左右，最大突水量达3600m3/h近年来,随着二矿开采水平的延伸, ,防治水工作越来越在矿生产中显得重要本文通过研究水文地质情况及突水规律，对指导矿井安全生产具有重要意义关键词：矿井 水文 含水层 突水规律 防治水 目 录前 言 1第1章 区域水文地质概况 11.1水文地质工作 21.2矿井水文地质工作的基本任务 21.3矿井水文地质类型的划分及其工作要求 2第2章 矿井水文地质条件 42.1 区域水文地质 42.2地表水体 42.3 地下水动态特征 112.4 水文地质单元划分 142.5 矿井充水因素 142.6 矿井充水水源及其特征 182.7 矿水充水途径及其特征 192.8 矿井开采受水害影响程度 202.9 矿井目前存在的水文地质问题 252.10 目前存在并需查明的矿井水文地质问题 262.11 矿井水的防治 272.12供水 292.13其他防治水措施 302.14疏水降压设计案例 302.15疏水降压的配套措施 32第3章 矿井防治水工作建议 36结 语 37致　谢 38前 言矿井水文地质工作是保障煤矿正常安全生产建设的一项重要技术基础工作。

为做好矿井水文地质工作，掌握矿井水文地质规律，研究和解决矿井生产建设中的水文地质问题，防治水害，保护和利用地下水资源，这就要求地质工作者所提供的地质及水文地质资料必须更加及时、系统、全面和准确 一个地区水循环的强度与频率，往往决定着地下水的补给状况因此，水文地质学与水文学、气象学、气候学有密切关系，水文学的许多方法也可应用于水文地质学地下水运动的研究，是以水力学、流体力学理论为基础的，并应用各种数学方法和计算技术2005年7月25日22点40分，平顶山煤业集团公司二矿庚三采区集中皮带巷（沿庚20煤层，又称东探巷）掘进至900m（标高-280m）处时，底板突然出水，初期最大涌水量达3200m3/h，7月26日1时淹没东探巷770m，7月26日11点58分-300m水平泵房被淹，-300m水平变电所以下停产，矿井涌水全部下泄，同时-130中央泵房无水可排截止7月30日12点，突水点水量约1000m3/h左右，8月23日以后突水点涌水量维持在500m3/h庚20煤层底板强含水层为寒武系灰岩含水层，距离庚20煤层20米，开采庚组煤层初期，地下水位比较高，原始水位在+50米左右，在-30米标高做庚组煤总回风时曾突水，涌水量为500m3/h，在-86米标高揭露庚20煤层时，涌水量达到2200m3/h。

多年来，由于矿井排水，地下水位下降，-30米标高和-86米标高水量逐年下降，并干涸，出水点集中在-130标高，近年来-130标高由于深部开采而水量进一步下降，2004年平均为359m3/h，这说明深部开采出水，对浅部涌水袭夺；2005年7月25日庚三采区东翼探巷突水后，-240米标高以上各出水点全部干涸二矿防排水现状：1975年前开采一水平己组煤，排水系统主要在-32m标高，1975年后开采庚组煤，在-86m标高建有排水基地，排水能力按正常涌水量1700m3/h，最大涌水量3400m3/h设计的1980年前后在-130m标高建有排水基地，排水能力按正常涌水量1100m3/h近年来开采-130m标高以下庚组煤涌水点进一步下移2005年-130m标高以上涌水量为350m3/h，-130m标高以下有270m3/h左右水量，7月25日突水后仅一天，-130标高泄水巷各出水点全部干涸因-130标高以下二矿没有独立的排水系统，必须通过-240大巷由一矿排出，因一矿排水能力有限，造成-300泵房和庚20-22140风机巷淹没近年来，由于生产的发展，开拓水平的不断延深，开采强度增大，煤层底板水压增大，三水平煤层底板标高在-300～-450m之间，煤层底板带水压在1.5～3Mpa之间，属于高水压下开采，承压水的威胁越来越严重，一旦发生突水，势必造成灾难性后果。

因此制定矿井开采的防治水总体方案，有计划、有步骤地进行防治水工作，对安全生产、避免重大水害的发生具有重要的意义第一章 区域水文地质概况平顶山矿区位于沙河和汝河之间的低山丘陵地带，四周均为平原，北高南低二矿位于煤田中段南部井田北部有平顶山，落凫山呈近东西向延伸，组成南北地表分水岭，海拔标高100～490m，相对高差约390m，南部为山前缓倾斜平原，山坡平缓，坡度约3～5°井田内无常年性地表水体，受地形的影响，近南北向冲沟发育，夏季多雨季节有少量水流汇入井田南缘湛河南部有湛河、沙河向东流入淮河，沙河最大流量3000m3/s，旱季流量0.8m3/s，河床宽阔，坡降较小区内历年最高洪水位83.79m平煤二矿位于平顶山矿区中部，程平中路44号院，地理坐标：东经113°16′30″至113°19′30″，北纬33°45′00″至33°46′00″二矿南距平顶山市火车站约4公里，由该站往东至孟庙火车站约70公里与京广线相接，向西至宝丰火车站约28公里与焦枝线相接煤矿专用铁路通过矿内与国铁接轨矿区公路公路网与河南省主要公路连接，交通十分便利平煤二矿交通位置图平顶山矿区处于低山丘陵向平原过渡的地带，地面海拔标高200—500m，呈西北高、南东低的地势，地面相应位置为落凫山脊及南坡，为南北分水岭，河流属于淮河水系，主要河流有沙河和汝河，发源于伏牛山东，自西向东分别流经煤田的南部和北部，并于东部的马湾附近汇合。

矿区发育有季节性冲沟，无常年流水本区属于半干燥大陆性气候，据平顶山气象资料，多年平均气温14.9℃，历年最高气温42.6℃，最低气温零下18.8℃，年平均降雨量794.6mm地面重要建筑物有平顶山电视台落凫山转播塔、油库、村庄等1.1水文地质工作在矿井生产过程中，为减少水害的发生，一是加强水文地质观测工作，做到定期测定水文观测孔和井下突水点水位水压、水量，掌握水位动态；二是做好水文地质方面的分析研究与防治水方案的制定，如1975年，针对一5(庚20)煤层开采底板灰岩承压水威胁问题，编制了《开采一5(庚20)煤层治水方案》，2005年同西安煤科院合作编制了《二矿矿井防治水总体方案设计》，均有效的指导了矿井安全正常生产；三是严格按照《安全管理规程》，采用物探、钻探等手段，对可能有水害威胁的区域，进行超前探测，做到先探后掘，确保生产安全；四是完善各水平、采区防水设施及排放水设备建设，并经常性的检查其运行状态，确保安全正常运行1.2矿井水文地质工作的基本任务1.开展矿区水文地质补充调查补充勘探和水文地质观测工作2.为矿井建设开拓延伸改扩建提供所需的水文地质资料或专门报告3.在采掘过程中进行水害分析，预测和防探水。

4．开展矿区专门防治水工程中的水文地质工作5.为补充和改善矿区生产生活供水，进行调查，勘探，提供水资源资料6.根据需要开展老矿区环境水文地质调查和研究1.3矿井水文地质类型的划分及其工作要求1. 矿井水文地质的类型为了有针对性地做好矿井水文地质工作，从矿区水文地质条件，井巷充水及其相互关系出发，根据受采掘破坏或影响的含水层性质，富水性，补给条件，单井年平均涌水量和最大涌水量，开采受水害影响程度和防治水工作难易程度等项，把矿井水文地质划分为简单，中等，复杂，极复杂四个类型2.矿井水文地质类型的工作要求（1）极复杂型矿井，除必须按照水文地质特点和开采需要进行补充调查，勘探和专门试验，建立井上下水动态观测网，坚持长期观测，以及健全观测资料台帐和历时曲线2）复杂型的矿井，应根据本矿的开采需要，参照第一条的要求进行工作3）中等型矿井，应根据开采需要，进行一些单项的水文地质补充调查，勘探，试验，动态观测和正常的井下水文地质工作4）简单型的矿井，应根据矿井的具体情况，进行声场的水文地质工作第二章 矿井水文地质条件2.1 区域水文地质平顶山煤田位于河南省西部，伏牛山区以北，西临宝丰、郏县山间盆地，向东逐步过渡为平原，为一地垒形构造，其北西、南东、北东和南部边界受数千米以上的郏县断层、洛岗断层、襄郏断层和鲁叶断层的切割，形成相对独立的水文地质单元，煤田四周为数百米的第四系沉积物。

矿区中部以红石山、龙山、擂鼓台、落凫山、平顶山、马棚山组成本区的地表分水岭，最高点擂鼓台标高506m北东部首山，灵武山以三叠系砂岩和平顶山砂岩组成弧山，西南部寒武系灰岩零星出露，组成残丘，岩溶裂隙发育，为大气降水的渗入提供了有利条件地势西高东低，中部的低山和残丘之间为西窄东宽的槽形谷地，被冲积物和坡积物覆盖，向东逐渐增厚2.2地表水体沙河和汝河流经矿区的南部和北部边缘，沙河距矿区最近3.2Km，最大洪峰流量3000m3/s，旱季流量0.8m3/s；汝河流经煤系之上，最大流量3000m3/s，旱季流量0.28m3/s，矿区既是两河的分水岭，两河又是本区的泄水带，河床下部为数百米的第四系沉积物，河水与煤系地层无水力联系 地表水体井田及与其邻区均无固定地表水体，仅在强降雨时，在发育的进南北向冲沟中有短暂洪流，由于地面坡度大，排泄条件好，地表形不成积水，历年最高洪水位+107.0m位于井田南部煤层露头以外的湛河，为常年性河流，河流流经寒武系地层发育区，在七矿一带可直接和间接补给寒武系灰岩含水层，东段市区一带，因河床底部有较厚的第四系和泥质沉积物，河水下渗条件较差 含水层（组）特征依据岩性组合特征与富水性，以及煤。