《《金矿矿井水文地质研究》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《金矿矿井水文地质研究》-公开DOC·毕业论文（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1绪论1.1研究目的 水文地质对煤矿生产有很大影响，搞清楚矿井水文地质条件，掌握矿井充水的客观规律，根据矿井具体条件，采取防治矿井水的措施，对于煤矿的安全生产有至关重要的作用。1.2研究意义煤矿在开采和开拓过程中，常会遇到地下水渗入巷道，或者引起一部分大气降水和地表水流入井下，成为阻碍采掘工作的不利因素。如，引起巷道积水，增加井下运输的困难；破坏巷道顶底板岩石的稳定性，使支护工作复杂化；酸性地下水腐蚀井下机械设备，缩短采矿机械的寿命等。地下水不仅会增加采矿过程中的排水投资，而且还对采矿的劳动生产率和矿工的身体健康带来不良的影响。此外，在地下水突然涌入巷道时，则有淹没巷道和矿井的危险，常常给矿井
2、建设和生产带来不同程度的危害。因此进行矿井水文地质研究，对采矿工作来说，有着总要的实际意义1。1.3国内外研究状况本区曾于20世纪70年代作过1:20万区域地质调查（盘县幅）和1987年云南省地矿局物探大队在进行1:20万盘县幅（云南部分）水系沉积物化探扫面时，对该区金、锑、汞、砷等元素异常区进行了圈定，并提交了相应报告和图表资料。本区由云南省一四三煤田地质勘探队等地勘单位进行了远景调查及部分普查工作，并提交了云南省富源县海扎、宽塘煤矿普查地质报告（以下简称普查报告）及相应的成果和资料。该普查报告曾对该区的水文地质条件有一定的分析。1.4研究工作及任务 调查研究区域水文地质条件，查明直接充水含
3、水层的岩性、厚度、埋藏条件、含水空间的发育程度及其分布情况，查明地下水的水位、水质、富水性、导水性及其变化情况，地下水的补给、排泄条件；详细了解间接充水含水层的岩性、厚度、埋藏条件、富水性、含水空间的发育程度及其分布状况。查明直接充水含水层与可采煤层之间的隔水层的厚度、岩性组合及其物理力学性质，直接充水含水层与间接充水含水层的水力联系。详细了解有水文地质意义断裂带的水文地质特征。调查生产矿井、老窑的分布及开采情况，确定煤矿的采空区，了解老窑的积水情况及生产矿井的涌水量、水质及其动态变化。分析、确定矿床主要充水因素、充水方式和途径，确定水文地质条件的复杂程度、预测矿坑涌水量。对矿区内可供利用的供
4、水水源的水量、水质作出初步评价。2区域地质概况2.1地质背景大场金矿位于松潘一甘孜印支褶皱系北巴颜喀拉山冒地槽褶皱带(三级构造单元)中西段，板块构造划入华南亚板块西北边缘区属可可西里一巴颜喀拉地块。北边是南昆仑地块，且与博卡雷克塔格-阿尼玛卿断裂带及阿尼玛卿优槽相邻;南边是羌塘地块，与麻多南活动深大断裂和中巴颜喀拉山冒地槽相接。矿床属巴颜喀拉山造山活动中后期产物。2.2地层区内出露地层以三叠系巴颜喀拉山群为主(TB )，二叠系马尔争组(P1m2)少量，构成沉积盆地的基底。三叠系巴颜喀拉山群板岩夹砂岩组(TB1,)、砂岩组(TB2)地层中，成矿元素Au呈现高背景，与成矿可能有间接关系。2.3岩浆
5、活动区内岩浆活动相对微弱，未见侵入岩出露，仅在二叠系马尔争组(P1m2)地层中见有基性火山岩。但区内广泛分布石英脉，多产于断裂破碎带中，并与其它岩石构成碎裂蚀变岩，往往含有自然金及金的载金矿物黄铁矿、毒砂、辉锑矿等，属热液成矿作用的产物。据此分析，本区热液主要来自深源岩浆期后，其热液成矿作用不容忽视。2.4构造构造以甘德玛多深大断裂为依托，伴有次级断裂和规模不等的褶皱构造为格架。甘德玛多深大断裂呈北西西向横贯全区，次级褶皱发育，断裂构造以近北西西向为主，其次为北东向，具多期次活动特点。该断裂为深源的含矿热液提供了有利的通道，是导矿构造。次级断裂为含矿热液的沉淀和富集提供了理想的容矿空间，是容矿
6、构造。说明断裂构造是区内最重要的成矿条件之一。2.5区域地球物理特征根据区内1: 50万重力测量异常图，异常特点总体上是南低北高，在东西方向上又有明显的区域性不同特征出现，在昆中和昆南断裂带出现明显重力梯级带，梯级带南部大致经库赛湖北岸，昆仑山口，扎日加山峰一线，出现一条清晰平直的北西向重力等值线相对密集带。航磁异常总体呈现宽缓的负异常，强度在-1030r之间;重力基本无异常显示。2.6区域地球化学特征区域地球化学高背景元素有Au, AS,Sb,Hg,Ag,W,Sn,Mo,Cu,Pb,Ca,等，其中Au,As,Sb丰度较高以异常众多为特征。(1)微量元素的平均含量:对本区二叠、三叠系三个岩组岩
7、石地球化学特征参数进行统计，各元素在三个岩组中有不同的表现形式。Au,Sb,Ag,Cu等元素含量明显高于北巴颜喀拉山背景值，而Ag,Hg则明显低于北巴背景值;Pb,Zn在较新地层中含量有所增高，而W,Sn,Mo在各时代地层岩组中比较稳定。这些元素所表现出的不同含量特征，特别是Au,Sb的高背景为区内的热液活动提供了部分成矿物质，但不是主要的物质来源。这一点从Au,Sb的变化系数就可以看出，即变化系数为各元素之首，易富集成矿，但已有的矿体不受地层控制，而是完全由断层破碎带控制就是佐证。(2)异常元素组合与分布:受甘德玛多深大断裂带控制，异常主要沿甘德玛多深大断裂及其南侧有利于浊积岩型金矿成矿的三
8、叠系巴颜喀拉山群砂板岩地层中分布，并相对集中分布于大场、扎曲河以东琼走一盖寺由池、错尼等地区。异常元素组合特征是以扎曲河为中心，异常元素由高一中温热液相关的Mo,W,Sn，Cu，Pb，Zn，Hg，As，Sb，Au组合，往东西两端逐渐变为中一温异常元素Cu，Pb，Zn，Au，Hg，As，Sb的组合。重矿物也有类似的分布特点，以扎曲河为中心往东西方向出现由白钨矿、锡石、毒砂、黄金等重砂组合异常递变为黄金、重晶石等重砂矿物组合。3矿区水文地质3.1矿区地表水本区地处分水岭地带，地形切割有利于地表水排泄，区内无大的地表水体，只有季节性山间小溪。区外主要有大坪小溪。大坪小溪位于煤矿区北部边缘，流量6.4
9、8534.81l/s，流量不均匀系数83，河流纵坡比2%；大坪小溪位于煤矿区边缘且在主要可采煤层露头区以下，矿区地表季节性溪沟虽发育于煤系地层中，发育长度小，再加之地形极有利于地表水的排泄，故对矿井充水影响不大。3.2含水层和隔水层本区出露含、隔水层由老到新有：下二叠统茅口组、上二叠统峨嵋山玄武岩组、宣威组、下三叠统卡以头组、飞仙关组一段以及第四系。根据岩性组合、富水性强弱等分述如下：3.2.1下二叠统茅口组（P1m）灰岩强岩溶含水层分布于煤矿区东部，岩性为灰岩，厚层状，厚度大于200m。溶沟、溶斗、落水洞发育，在断层破碎带附近尤为强烈，为岩溶不均匀含水层。据老厂总体报告该层钻孔单位涌水量q=
10、0.1130.264/s.m3，由于含水性极不均一，煤矿开采留有安全的开采边界，顶部又有巨厚玄武岩相对隔水层相隔，故对矿井充水无直接影响。3.2.2上二叠统峨嵋山玄武岩组（P2）相对隔水层分布于煤矿区南部外围（F8与F1断层之间的三角地带），岩性主要为灰绿色玄武岩及灰紫色凝灰岩，区域厚404558m。露头区风化裂隙发育，裂隙率1.26%，故浅部含风化裂隙水，泉流量0.1140.349 /s.m3，水质为HCO3-Ca2+，Mg2+型水。根据普查报告中的钻探资料，深部裂隙不发育，钻孔岩芯较完整，节理裂隙多被方解石充填，赋水性较弱。该含水层由浅而深富水性变弱，在煤系底部有一层铝土质泥岩隔水层相隔，
11、故对矿井充水影响不大。3.2.3上二叠统宣威组（P2x）弱裂隙含水层岩性以灰至深灰色粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤，间夹菱铁岩，薄至中厚层状，厚271.01m。浅部风化裂隙发育，裂隙率1.482.84%，含风化裂隙水。泉流量0.00250.1403 l/s，水质为HCO-3K+Na+，Ca2+，Mg2+型水，水温1415，随深度增加裂隙减少。邻区宏星煤矿钻孔单位涌水量q=0.0037/s.m3，富源补木煤矿单位涌水量q=0.0486/s.m3，富源纳佐煤矿该层渗透系数0.0174m/d。原生节理裂隙多被钙泥质充填，钻孔岩芯深部较浅部完整。底部为一层厚约1m的灰白色铝土质泥岩，该组为砂、泥岩及煤相
12、间互层的弱裂隙承压含水层。3.2.4下三叠统卡以头组（P2x）砂岩弱裂隙含水层分布于煤矿区中部山脊一带，岩性以中厚层状灰紫色、灰绿色粉砂岩、细砂岩及泥质粉砂岩，厚105m。地面风化裂隙发育，裂隙率1.292.09%，据普查报告中的1803孔资料，随深度增加节理裂隙被方解石充填，裂隙率较浅部减少。受地形地貌控制，地面泉点出露极少，流量微。老厂总体地质报告钻孔单位涌水量q=0.000740.0607/s.m3，平均为0.01596/s.m3。富源纳佐煤矿该层钻孔单位涌水量q=0.0035/s.m3，渗透系数K=0.0032m/d。为矿井充水的间接来源。3.2.5下三叠统飞仙关组（T1f）砂泥岩相对
13、隔水层岩性以紫红色薄至中厚层状泥岩、泥质粉砂岩为主，本煤矿区内出露不全，仅见于ZK1702孔以西及北西山脊顶部，分布面积狭小，厚度40m(为T1f1)。岩层裂隙不发育，未见泉点出露，在雨季沿该段底部有个别季节性出水点，流量小，对其下部含水层起隔水作用。3.2.6第四系（Q）松散孔隙含水层分布在沟谷缓坡地带，厚043.13m。由冲、洪积及残、坡积的砂砾、粘土组成，泉水随着季节的变化而变化，且变化较大，流量0.0011.05 l/s，水质为HCO3-Ca2+，Mg2+，NO3-K+Na+型水。3.3断层富水性及导水性煤矿区内小断层较发育，主要发育近南北向和近东西向两组断层。近南北向的断层多为逆断层
14、，对整个矿区起到控制作用；近东西向的断层多为正断层，两组断层把整个矿区切成断块。根据地面调查，煤矿区的西部外围的F2逆断层上盘玄武岩有泉点出露（流量0.1140.349/s.m3）外，其余断层附近地面均无泉点出露；另据钻孔资料，钻孔穿越的断层，钻孔简易水文观测均无井液渗漏和涌水现象，与正常岩层差异小，说明断层的富水性及导水性与正常岩层相近。F1逆断层：分布于矿区的东部，南、北延出区外，走向N10W，倾向NE，倾角6075。表现为上盘（东盘）的P1m地层与下盘（西盘）的的P2、P2x、T1k等地层接触。断层落差大于300m。地表断层破碎带岩性由细砂岩、粉砂岩、灰岩角砾组成，钙、泥质胶结，胶结紧密
15、，含水性差，因深部无工程控制，其含水性不清楚。F7正断层：分布于煤矿区的中部，走向N80左右，倾向SW，倾角6070。表现为：地面上地层重复出现，1702号孔南侧的P2x、T1k地层大部或部分重复，在煤矿区外围原施工的1707号钻孔中18、19两层煤缺失。断层破碎带由粉砂岩、细砂岩角砾组成，泥质、钙质胶结，胶结较紧密，含水性差，为相对隔水断层。落差20-30m，由西向东变大，由浅向深变小。现巷道所揭露的F7断层情况：巷道穿过该断层时，有少量滴水、淋水现象，但水量较少，呈点状及线状沿巷道壁流出。F10正断层：位于矿区的中西部,走向N30W左右，倾向SW，倾角50-60。西北端交于F7断层，东南端
16、消失在19线之南，全长约2000m，表现为地面6、7、9、12等煤层露头被错开，深部1804号孔中断层破碎带由泥岩、粉砂岩、细砂岩碎块构成，泥质胶结，胶结紧密，钻孔揭露时未发生水文地质异常，说明此断层为相对隔水断层。F17正断层：位于矿区的中西部F10断层北侧，走向N30W左右，倾向SW，倾角50-60。西北在F7断层附近消失，东南消失于煤矿区内的纵1勘查线及原普查报告的19勘查线之间，全长约520m。据现场调查：原宽塘煤矿一号井穿过此断层时，有少量的滴水、淋水现象，但水量较小，说明该断层有微弱的导水性。F15正断层：位于矿区西部边缘，南、北延出矿区外，走向南北向，倾向东，倾角60，落差2030m，对矿区煤层的开采无影响。F18正断层：分布于矿区的北部外围，东部交于F1断层，走向北西
