地下水防治方法与技术课程设计

地下水防治方法与技术

课程设计

学号：

班级：

姓名：

中国地质大学（武汉）环境学院

2012年12月

目录

（一）矿区水文地质条件分析 (4)

1.矿区自然地理条件 (4)

（1）地形 (4)

（2)水文 (4)

(3)气候 (4)

2. 区域地质 (5)

（1）地层 (5)

(2) 构造 (6)

3. 岩石含水性 (7)

4. 分析地表水与地下水之间的水力联系 (7)

5. 分析各含水层之间的水力联系及断层的导水性 (8)

（1）各含水层之间的水力联系 (8)

（2）断层的导水性 (9)

6. 分析矿区地下水补给、径流、排泄 (10)

（二）矿坑充水条件分析 (11)

1. 分析不同含水层对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号煤层开采的充水意义 (11)

2.分析断层对矿坑充水的作用 (12)

3.分析二号矿Ⅰ号煤层底板的稳定性 (13)

4. 分析河下采煤条件 (13)

（三）初步预测二矿的矿坑涌水量 (14)

1. C3薄层灰岩涌水量初步预测 (14)

2. 初步预测开采-50m水平一号煤时需对奥陶纪灰岩地下水降压的排水量15

（一）矿区水文地质条件分析

1.矿区自然地理条件

（1）地形

矿区面积大约90km2，地形整体较为平坦，其中北部和西部地势较高，平均标高约500m，东部次之，平均海拔400m左右，最低海拔位于南部洺河河谷，约300m，整体上看是洼地地形。洺河位于矿区中部，由北向南流淌。

（2)水文

矿区内发育的主要水系为洺河，流向由北向南，其伴随有5条主要支流，其中河道东部为奥陶系岩溶发育地段，降雨主要入渗到地下，仅有一条支流，河道西部发育有前震旦系变质岩，降雨主要形成地表径流支流较为发育，有4条。据测水站记录知，上游流量为3000d

m3。区内出露12个

m3,下游流量为85000d

泉，其中下降泉11处，主要位于东部的前震旦系片岩片麻岩中，流量0.01-0.5d

m3 m3；上升泉有一处，位于矿区南部第四系内，流量为80000d (3).气候

根据华北煤田有关气象资料，绘制了气象要素（降雨量、蒸发度）变化曲线图（图一）。

图一

据图可知月平均降雨量约65mm，6月至9月降雨量占全年降雨量的84.5%，最大月降雨量为8月的205mm；月平均蒸发度为85mm，主要集中在3月到7月占全年的80.8%，最大月蒸发度为5月的250mm。

2.区域地质

（1）地层

矿区主要有前震旦系（Al）、震旦系（Z)、寒武系（∈）、奥陶系（O）、石炭系（C）、石炭二叠系（Pc）、白垩系（K）、第四系(Q)等地层。主要含煤地层为石炭、二叠系砂页岩。制成表一如下：

表一

厚度（m）描述

年代单位年代

符号

第四系Q 0-50 位于区域中部，沿洺河流域分布，岩性主要为砂

砾互层

白垩系K 80-140 位于区域中部，南北向条状展布，岩性为凝灰质

(2)构造

区内主要发育4条断层，均为正断层，其中F2、F3、F4为东西走向断层，F1南北向延伸贯通整个区域，使东西向断层被南北向断层切割，形成“棋盘格”状的构造格局。从整体上看，该地区为向斜的一部分。

走向断层。

3.岩石含水性

由A2孔制成表二如下：

第四系松散堆积层中地下水为孔隙水，主要接受大气降雨及地表水补给；奥陶系(O)及寒武系（∈）灰岩中地下水为岩溶裂隙水及岩溶水，含水性较好，都为为含水层；

前震旦系片麻岩（Al）及震旦系（Z)石英砂岩中地下水为基岩裂隙水，主要接受大气降雨补给，但裂隙大多都比较闭合，由出露的泉来看，其流量为0.01-0.5d

m3，可知其含水性一般，为相对含水层;

石炭系及二叠系砂页岩中地下水为砂岩裂隙水，由表二可知，其单位降深抽水量远小于奥陶系灰岩，故其含水性较差，为相对隔水层；

白垩系凝灰质砂页岩、二叠系及石炭系页岩含水性很差,为隔水层。

4.分析地表水与地下水之间的水力联系

由华北某煤田水文地质图可知，矿区内西北部形成的地表径流较少，降雨主要入渗到地下，为地表水补给地下水。矿区中部第四系潜水分布区，地表水与地下水联系紧密，丰水季节地表水补给地下水，枯水季节地下水补给地表水。区内

东南部发育有12个泉，其中1号泉为上升泉，流量80000d

m3，其余的为下降泉，流量0.01-0.5m3，为地下水补给地表水。

从当地的三个测水站记录数值可知：1号测水站流量为85000m3，而其余两处源流的测水站的流量之和仅为4000d

m3，加上2-11号泉的流量，远小于85000d

m3，所以其补给主要是1号泉的矿区地下水补给，故得出结论图区内总体的补给关系是地下水补给地表水。

5.分析各含水层之间的水力联系及断层的导水性

（1）各含水层之间的水力联系

中下奥陶统（O)结晶灰岩及白云岩岩溶水较发育，其与第四系(Q)砂砾含水层接触，第四系内的地下水与岩溶水之间存在着互补关系，所以中下奥陶系含水层与第四系的水力联系很好。

由A1、A2、A3、A4四个水文地质孔的数据可知，石炭二叠系（Pc）砂岩含水层与上石炭统（C3）砂岩含水层的水位标高、矿化度及裂隙率相差不大，故两含水层之间存在一定的水力联系。

由剖面图Ⅱ―Ⅱ′可知，由于F4断层垂向导水，使得前震旦系片岩片麻岩含水层与震旦系石英岩含水层之间有一定的水力联系。

水文地质孔A1、A2、A3的数据表明中下奥陶统（O）灰岩含水层与上石炭统（C3）砂岩含水层的水位标高、矿化度及裂隙率相差较大，说明两含水层之间的水力联系微弱。

由剖面图Ⅱ―Ⅱ′知，第四系（Q）下面为白垩系（K）凝灰质砂页岩隔水层，阻断了它们之间的水力联系。