矿井水文地质

一、地理概况
1、交通位置
矿区位于赫章县松林坡乡王家寨境内，行政区划属松林坡乡管辖。

矿山有简易公路至松林坡乡，经松林坡至大落地与212省道相接。

矿区距赫章县城76Km，至六盘水市约64Km，，至野马寨电厂约45 Km，直距贵昆线大湾站约25 Km，交通较方便。

矿区地理坐标为东经：104°53′16″～104°54′58″；北纬26°51′24″～26°52′14″。

矿区平面上呈四边型，面积为1.4725 km2，走向长约2300m，倾斜宽约630m。

开采深度由1850～1420m标高。

2、地形地貌
矿区位于贵州高原西北部，属中高山地貌。

山脉走向近东西向，与地层走向一致。

区内最高点为北部山顶，海拔标高2178.60m；最低点为南部河流，海拔标高约1730m，最大相对高差约448m，地形切割强烈，属高原剥蚀地貌。

飞仙关组形成单面山，山高坡陡，沟壑纵横。

含煤地层形成条带状洼地或缓坡地貌。

煤层出露标高一般在1800～1900m之间。

3、水系
区内地表水主要为冲沟水，分别为同心沟、石家沟、张家沟等。

这几条冲沟在井田西南边界外约700m汇集成喜鹊河，枯水季节流量约为38m3/h，此河流在矿界以外，对井田煤层开采基本无影响。

当地的最低侵蚀基准面标高为+1730m。

4、气象
本区属北亚热带温凉季风气候区，气候温和降水丰富，湿度大，年平均湿度83%。

年均气温14.1ºC，最冷月1月平均气温4ºC，最热月7月平均气温22.5ºC，极端最高气温33.5ºC，最低气温-12.1ºC，日照少，东南风多。

年平均降水量1000～1200毫米，最大降水量为1300mm，最小降水量为800mm，雨热同季。

三、水源条件
在井田西南边界外约700m的喜鹊河，枯水季节流量约为38m3/h，，最大流量约56m3/h。

河水水质良好，经简单处理后可作为矿井的生活用水。

设计在喜鹊河边设取水泵房取水，在工业场地附近设生产、生活用水水池向工业场地静压供水。

此外，井下排出的污水经净化处理后也可作为生产用水和消防用水。

因此，水源可靠。

一、地质构造
（一）地层及地质构造
1、区域地层
区域内出露地层主要为沉积岩，出露的地层自新而老为第四系（Q）、侏罗系中统遂宁组（J2sn）、上沙溪庙组（J2s）、下沙溪庙组（J2x），中下统自流井群（J1
—2zl）；三叠系上统二桥组（T3e），中统法郎组（T2f）、关岭组（T2g），下统永宁镇组（T1yn）、飞仙关组（T1f）；二叠系上统长兴组（P3C）、龙潭组（P3l）、峨嵋
山玄武岩组（P3β），中统茅口组（P2m）、下统栖霞组（P2q）、梁山组（P2l）；石
炭系上统马平群组（C3mp），中统黄龙组（C3h）。

本区位于扬子准地台黔北隆起遵义断拱与六盘水断陷的交界地带，其南西侧
为紫云-垭都断裂，和纳雍断裂，均为NW—SE区域性大断裂，北东向和北西向的
褶皱在此交汇和复合，区域构造形迹较为复杂。

2、矿区地层
矿区内出露地层，由老至新有二叠系中统茅口组（P2m），二叠系上统峨嵋山
玄武岩组（P3β）、龙潭组（P3l）、长兴组（P3C），三叠系下统飞仙关组（T1f）、
永宁镇组(T1yn)及第四系（Q）。

分述如下：
（1）二叠系中统（P2）茅口组(P2m)
浅—深灰色厚层状灰岩，产蜓化石。

厚度不详。

（2）二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3β）
分布于矿区南西部。

为深灰、灰绿色块状玄武岩，具气孔和杏仁状构造。

顶
为紫色凝灰岩。

与上覆龙潭组呈假整合接触，本次勘查揭穿其层位，组厚 100m
左右。

（3）二叠系上统龙潭组（P3l）
本区主要含煤地层，为一套以陆相碎屑岩为主含煤岩系，以灰、深灰色薄至
中厚层状粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩为主，夹粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及
煤层组成，底部为1～15 m浅灰色铝土质泥岩。

本组由多个“砂岩-泥岩-煤层”
沉积旋回组成，属于“分流河道、天然堤、决口扇及沼泽-泥炭沼泽”相沉积，
总体上代表以河流作用为主的上三角洲平原沉积环境。

仅近顶部，因海平面升高，而出现下三角洲平原分流间湾相沉积。

本组含煤20层左右。

其中，全区可采煤层4层（M13、M15、M16、M18），偶
有零星可采点的不可采煤层两层（M9、M11）。

本组以植物化石为主，植物化石有Gigantopteris（大羽羊齿）、Pecopteris （栉羊齿）、Compsopteris（蕉羊齿）等；上部M15煤层顶板以上产少量腕足、瓣鳃类等动物化石。

本次勘查201孔揭露组厚272.38m。

（4）二叠系上统长兴组（P3C）
为一套典型的海陆交互相碎屑岩夹碳酸盐岩沉积。

以灰、深灰色薄至中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩为主，夹灰岩、泥灰岩5-8层。

其中，底部一层灰岩较稳定，厚约0-1.78m，平均0.99m，是长兴组与龙潭组的分界，亦是
9煤层的顶板。

顶部一层灰岩，较稳定，厚0.34-2.62m，平均厚1.11m，是二叠系与三叠系的分界标志。

其下20 m左右夹一层较稳定灰岩，厚1.3～2m，为一对比标志。

本组主要为一套潮坪相沉积，由多个“灰岩-砂泥岩”或“灰岩-砂泥岩-根土岩”旋回组成，代表“碳酸盐台地相—潮坪”或“碳酸盐台地相-潮坪—沼泽或泥炭沼泽”沉积环境。

本组中部或中上部时含薄煤1～4层，煤厚0.49-1.02m，一般0.2-0.6m，不可采。

煤层极不稳定，时常尖灭。

本组盛产腕足类、瓣鳃类等动物化石，局部见有植物化石碎片。

长兴组厚86.92(202孔)-92.93(201孔)m，平均90.54m。

本组岩性、古生物特征等方面，与田宝霖命名的“汪家寨组”相似，层位亦大致相当。

（5）三叠系下统飞仙关组（T1f）
为一套灰绿、灰紫、紫红色薄至中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩，中夹数层灰岩或泥质灰岩（单层厚1～11m）。

产瓣鳃类等动物化石。

组平均厚530m，与下伏二叠系长兴组呈整合接触。

根据岩性，自下而上分为二段：
第一段(T1f1)：为灰色、灰绿色薄至中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及粉砂岩，下部水平纹理发育，层面平滑。

中上部偶夹泥质灰岩，上部常夹灰紫色条
带，与上覆第二段是逐渐过渡关系。

产瓣鳃类等动物化石。

段厚132.02(102孔)-149.54(202孔)m，平均厚140.78m。

第二段(T1f2): 为灰紫、暗紫色薄至中厚层状泥质粉砂岩及粉砂质泥岩，有时相变为粉砂岩，下部夹灰绿色条带，与第一段是渐变关系。

上部常
夹1-3层灰岩薄层，局部单层厚可达1～3m。

本组厚约410m左右。

（6）三叠系下统永宁镇组(T1yn)
分布于矿区东部区外。

为一套灰岩、泥质灰岩、白云岩，中部夹砂泥岩。

其厚度不详。

（7）第四系(Q)
零星分于缓坡、凹地及溪沟两侧，主要为坡积、残积和冲积之亚砂土、亚粘土、砂质粘土及砂砾，厚0～20m。

与下伏地层（P3、T1）呈角度不整合接触。

3、矿区地质构造
本区位于扬子准地台黔北隆起遵义断拱与六盘水断陷的交界地带，其南西侧为紫云-垭都断裂，和纳雍断裂，均为NW—SE区域性大断裂，北东向和北西向的褶皱在此交汇和复合，区域构造形迹较为复杂。

矿区即位于其中NE向的金盆向斜之北西翼西端。

矿区基本为一单斜构造。

地层倾角30°～60°；含煤地层靠近F2断层附近倾角较陡，一般75°～80°局部近直立。

至三叠系逐渐变缓，岩层倾角一般35°～40°，平均37°。

F1逆断层：位于矿区西南部边缘。

两端延伸出区外，走向NW—SE，倾向SW，倾角60°～78°。

地表显示为茅口组中部与峨嵋山玄武岩组上部或龙潭组接触，南西盘上升，北东盘下降，造成地层缺失，落差大于300m。

F2逆断层：位于矿区西南部。

走向NW—SE,倾向SW,倾角85°左右。

东南端交F1断层，北西端延伸出区外，区内可见长2500m。

南西盘上升，北东盘下降，地面显示龙潭组中上部地层缺失，落差大于80m。

1、资料来源
徐州长城基础工程有限公司2009年8月编制的《贵州省赫章县松林坡乡黄家寨拱桥煤矿资源储量/核实报告》。

当地的最低侵蚀基准面标高为+1730m。

2、区域水文地质概况
本区域主要含水层为二叠系中统茅口、栖霞组(P2m+q)，厚632m，暗河、溶洞、洼地等岩溶发育，富水性强，区域地层富水性见表6-1。

二叠系中统的茅口、栖霞组(P2m+q)地层在勘探区西北侧的兴发、砂石一带大面积出露，是地下水的补给区域。

矿区西侧为阿勒河，连山河位于其西南侧，南侧为三岔河，均为地下水主要排泄通道，属乌江水系。

阿勒河距勘探区约3km，由西北流向东南，在出水洞附近汇入三岔河；连山河距矿区约20km，流向为东南向。

区内地表水主要为冲沟水，分别为同心沟、石家沟、张家沟等。

这几条冲沟在井田西南边界外约700m汇集成喜鹊河，枯水季节流量约为38m3/h，此河流在矿界以外，对井田煤层开采基本无影响。

当地的最低侵蚀基准面标高为+1730m。

2、矿区水文地质
（1）地层的富水性
1）第四系(Q)
零星分于缓坡、凹地及溪沟两侧，为坡、残积物，其成分为亚砂土、亚粘土、砂质土及砂砾等，厚0～20m，一般厚5m左右。

其孔隙度大，透水性好，受降水补给后形成孔隙型地下水，其流经途径短，于地形低凹处流出成泉。

泉水受大气降水严格控制，雨季流量大，旱季流量小。

地层富水性弱，其补给量有限。

2）永宁镇组(T1yn)
为灰色、浅灰色中厚层状隐晶质灰岩、泥灰岩，平均厚220m。

岩溶十分发育，溶蚀作用强烈，部分严重坍塌。

该地层中泉水流量呈季节性变化，雨大时水流微浑，水质为HCO3-Ca型，PH值大致为6.98，矿化度为178.3mg/L。

该段调查的泉点均为下降泉，其浅部地下水类型属溶隙溶洞型潜水，往深部则以管道岩溶水为主，次为溶隙水。

该段地层厚度大，岩溶发育，连通性好，地层富水性强。

3）飞仙关组(T1)
①第二段（T1f 2）
为暗紫色夹紫红、灰绿色薄至中厚层状粉砂质泥岩及泥质粉砂岩，紫红色层一般发育于中上部，段厚410.00m左右。

浅部地层风化裂隙发育，接受大气降水补给，于地形低凹处或边坡流出成泉，泉水流量受大气降水的控制，呈季节性变化，浅部为风化裂隙型潜水。

该段地层透水性差，富水性弱。

②第一段（T1f 1）
为灰色、灰绿色薄至中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及粉砂岩。

该段厚约140m。

调查泉点1个，为下降泉，流量1.58L/s(S4)。

该段主要为风化裂隙水及少量溶隙水，富水性弱。

总体而言，飞仙关组主要为一套砂泥岩，以含风化裂隙水为主，局部含少量溶隙水，总体上含水性弱，可视为一个隔水层。

4）长兴组(P3c)
为灰色粉砂质泥岩、粉砂岩夹灰岩薄层及薄煤层1-4层，厚度75.4(202孔)-86.43(201孔)m。

地表调查未发现泉点。

长兴组主要为裂隙水及少量溶隙水，富水性弱。

5）龙潭组（P3l）
以灰～深灰色，薄～中厚层状粉砂岩、细砂岩及泥质粉砂岩为主，夹粉砂质泥岩、炭质泥岩、泥灰岩及煤层，底部为一层铝土质泥岩，与下伏峨嵋山玄武岩呈假整合接触，为矿区主要含煤地层，厚260m左右。

龙潭组主要含裂隙水，富水性弱。

6）峨嵋山玄武岩组（P3β）
为暗绿色块状玄武岩，柱状节理发育，具气孔、杏仁状构造。

在中部和下部夹两层凝灰岩。

组厚100m。

该组含节理裂隙水，浅部还含风化裂隙水，富水性弱。

7）茅口组(P2m)
为浅灰色厚层状灰岩，茅口组位于矿区南部区外，无钻探资料。

据区域水文地质资料，茅口组为岩溶含水层，富水性强。

综上所述，根据岩性组合及地下水赋存条件， T1yn1、P2m地层富水性强，为强含水层， T1f、P3c、P3l、P3β地层富水性弱，为相对隔水层。

地下水可分为孔隙水、裂隙水和溶隙水三大类。

各地层水文地质特征详见表3－3－2。

地层富水性及勘探区地下水类型简表表3－3－2
3、断层带水文地质特征
区内及周边地表较大的断层有F1及F2逆断层。

F1断层位于矿界南侧外缘，发育于茅口灰岩地层，倾向南西，倾角60°～78°；F2断层发育于区内西南部倾向南西，倾角约85°，切割龙潭组下部、峨嵋山玄武岩组及茅口组地层。

断层带附近均未见泉水出露点。

F1及F2断层具一定的富水性及导水性，因其远离可采煤层，对煤矿床影响不大。

综上所述，在自然状态下，区内断层导水性弱，对矿床的开采影响不大。

但是，随着矿井的不断开采，由于冒落带的形成，自然状态被打破，有可能激发该断层的导水性能，应予以充分注意，预防其连通含水层或地表水，而引发矿井透水事故。

4、矿区充水因素分析
（1）充水水源
1）大气降水：大气降水是本矿井各个地层的主要补给水源。

导水裂隙沟通地表时，雨水可直接灌入井下。

若没有大气降水渗入补给，各个地层的地下水被矿井疏干，矿井涌水量将逐渐减少。

2）地表水：矿区内发育的有些冲沟常年有水，枯季流量较小，降雨时暴涨。

因隔煤层较近，导水裂隙沟通时，这些冲沟水容易灌入矿井，顶板形成淋水、成股出水，成为矿井充水的水源。

3）老窑水：区内含煤地层浅部有开采历史悠久的已被关闭的老窑和小煤矿。

现在无法进入查明其采空范围和积水规模。

这些老窑和小煤矿大多有积水。

开采浅部煤层与其发生沟通时，形成临时性的来势凶猛的突水、突泥，会导致透水事故。

4）第四系孔隙水：主要为滑坡、崩塌堆积物和其它第四系松散物的孔隙水，因其覆盖在含煤地层浅部，开采煤矿产生的导水裂隙容易与其沟通，使孔隙水落
入井下，顶板形成淋水、成股出水，成为矿井充水的水源。

5）上、下含水层的影响
含煤地层龙潭组下伏地层峨嵋山玄武岩（P3β）厚100m，富水性弱，为相对隔水层，其顶界至可采煤层18号煤的厚度为140m。

故在未被构造破坏的前提下，茅口灰岩岩溶水，对未来煤矿开采不会造成影响。

区内含煤地层长兴组（P3C）、龙潭组（P3l）主要含成岩裂隙水及风化裂隙水，富水性弱。

含煤地层上覆地层飞仙关组砂泥岩厚550 m，富水性弱，为相对隔水层，永宁镇组(T1yn)含水层对矿床开采影响不大。

6）断层导水因素
本区为一单斜构造，F2断层贯穿全区，构造较简单。

矿床赋存地带的断层上下盘均为泥质和粉砂质碎屑岩。

在自然状态下，断层的富水、导水性弱。

随着矿井的采掘，其采空塌陷形成的裂隙带可能受F2断层影响，地表水则有可能沿断层进入矿井，应引起注意。

本区强含水层为茅口灰岩组，虽然局部受到断层切割，但茅口组未与煤系地层接触。

茅口组含水层与可采煤层矿床最小距离大于100米，对煤矿床开采无影响。

（2）充水方式
由于矿井直接充水含水层露头分布不广，接受大气降水补给不强，为中等～弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为断层、老窑巷道、岩溶管道导水，因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。

（3）水文地质类型
根据徐州长城基础工程有限公司2009年8月编制的《贵州省赫章县松林坡乡黄家寨拱桥煤矿资源储量/核实报告》，矿井属于以大气降水补给为主的裂隙充水矿床。

水文地质条件复杂程度为简单类型。

5、矿井充水条件
1)大气降水沿裂隙经径流补给矿井，矿井涌水量随大气降雨增大而增大。

2）矿区范围内小窑密布，垂深5-50米，个别小煤窑沿走向长度达400米左右，采空区面积6000平方米。

其中经矿方调查的小煤窑39处、主采煤层3#、9# 13#，个别采18#。

小煤窑内大量积水，是矿井的主要充水来源之一
6、矿井涌水量预测
本设计采用采用大气降水渗入法进行计算。

大气降水渗入法计算公式
Q=2.74×α×F×H
=2.74×0.1×1.4725×1200=484.2m3/d=20.2m3/h。

式中：Q—大气降水渗入量（t/d）；α—降水渗入系数，碎屑岩地区，植被发育，地形坡度，取值为0.1；F—汇水面积（km2），
以矿区面积为汇水面积，取值为1.4725；H—平均年降雨
量（mm），采用当地气象站年平均隆雨量1200mm；2.74—
计算单位换算系数。

预测矿井的正常涌水量为20.2m3/h，矿井的最大涌水量为矿井的正常涌水量的2～3倍，即60m3/h。

通过上述计算，并考虑一定的富余系数,设计采用矿井的正常涌水量为30m3/h，矿井的最大涌水量为90m3/h。