《湖南恩口煤矿矿床水文地质条件及矿坑涌水量预测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南恩口煤矿矿床水文地质条件及矿坑涌水量预测（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、湖南恩口煤矿矿床水文地质条件分析及矿坑涌水量初步预测报告云南国土资源职业学院 二 0 一三年六月审查：孙由政 教授校核：余先颖编写：余先颖目录一、自然地理概况. 二、矿区地质、水文地质条件. （一）地层及其水文地质特征. 1.石炭系中上统 (c2+c3).2. 二叠系下统栖霞组（ p1q）. 3. 二叠系下统茅口组（ p1m ）. 4. 二叠系上统龙潭组（ p2l ）. 5. 二叠系上统长兴组（ p2d）. 6. 三叠系下统大冶组（ T1s）. 7. 三叠系中统麒麟山组（ T2）. 8. 第四系冲积层（ Q4）. （二） . 构造及其水文地质特征 . 1.恩口向斜 . 2.断层. 三. 矿床水
2、文地质条件.（一）含隔水层的划分 . 1.含水层 . （1）茅口组灰岩岩溶含水层（p1m ）. （2）大冶灰岩（ T1s）岩溶含水层 . 2.隔水层 . （1）p1q1-3（栖霞组） . （2）p2d（长兴组） . （二） . 矿床充水条件 . 1.充水水源 . 2.充水途径 . （1） 断层. （2）裂隙溶洞 . （3）岩溶塌陷 . 四、矿坑（井）涌水量的预测.（一）水文地质条件的概化. 1.充水层的概化 . 2.边界条件概化 . （1) 顶板边界条件 . (2)侧向边界条件 . （二）计算方法选择 . (三）计算参数的确定 . （四）计算结果评述 . 五、结论与建议. 六、附图一、自然地理
3、概况恩口煤矿位于湖南省娄底市北，属于涟邵煤田的东北部。矿区为四周高中间低的向斜汇水盆地，其边缘为由茅口组和栖霞组灰岩组成的低山，标高一般为 250350m 。盆地内由二叠系、三叠系、第三系等地层组成的丘陵，标高一般为120170m 。矿区内水系发育，壶天河和小碧河均自北西向南东流经矿区。壶天河流量为 0.008 51.57m3/s(1964 年 4 月对壶天河三个阅流点进行阅流：北部塌陷区阅流流量为 25.6 m3/s ；中部侧面虎井东的河谷流量51.0 m3/s ；南部壶天河的天字西侧河谷阅流流量为41.0 m3/s) 。小碧河流量为064.77 m3/s 。河流切割主要含水层，天然状况下排
4、泄地下水。本区矿床北温带季风气候区，旱雨季分明。区内降水充沛，多年年平均降水量为1384.3mm,并多集中在雨季（ 4-7）月。自然地理条件均有利于地下水补给。二、矿区地质、水文地质条件（一） 、地层及其水文地质特征矿区主要出露古生界石炭系、二叠系，中生界三叠系及新生界第三系和茅田系地层。矿区地层分布如附图1. 地层柱状图及水文地质特征如附图2。现将矿区地层的岩性特征及水文地质特征转述如下：1. 石炭系中上统 (c2+c3) 厚层及巨厚层状灰岩，含燧石结核，厚200m,岩溶裂隙发育、赋含岩溶水，富水性强。2. 二叠系下统栖霞组（ p1q）上部灰色、深灰色厚层灰岩，含燧石结核及条带，厚130m,
5、溶蚀裂隙发育，下部为厚层泥质灰岩夹黑色页岩，底部为砂质页岩，厚500m ，富水性较强。3. 二叠系下统茅口组（ p1m ）灰色、灰白色厚层、巨厚层致密灰岩，含燧石条带及结核、厚60m左右，溶洞及溶蚀裂隙发育，赋存溶洞岩溶水，最大泉水流量为15L/s,k=1m/d, 富水性强。4. 二叠系上统龙潭组（ p2l ）上部为黑色钙质页岩， 石英长石砂岩及粉砂岩互层， 下部为煤层， 最底部为灰白色粉土岩。粉土岩厚度变化很大， 一般 2-70m,局部起隔水作用。 厚 60m,富水性弱。5. 二叠系上统长兴组（ p2d）上部为灰黄色泥灰岩，风化后黄绿色，下部为薄层硅质泥灰岩夹页岩，厚162m ，富水性弱，区
6、域上起隔水作用。6. 三叠系下统大冶组（ T1s）上部厚约 150m为灰白色巨厚层致密块状灰岩，岩溶发育，赋存岩溶水，富水性强，最大泉流量10L/s ；下部450m,主要为黑色泥灰岩，含水微弱，渗透系数K=0.0002m/d,为隔水层。7. 三叠系中统麒麟山组（ T2）上部为灰白色石英砂岩、砂页岩；下部为灰、灰黄色砾石，含微弱裂隙水。8. 第四系冲积层（ Q4）冲积砂、砾石类粘土，含丰富孔隙水，渗透系数K=10-20m/d。（二） . 构造及其水文地质特征区内主要有恩口向斜及周家岭、横路冲、观音桥断层。1. 恩口向斜向斜轴走向北东，向斜向北东翘起，核部为三叠系，两翼为二叠系地层。向斜的北西翼陡
7、倾、 南东翼侧。 它控制了含隔水层的分布和埋藏条件，各部位的构造裂隙的发育特征又控制了地下水的富集特征。向斜构造与地形的配合又控制了地下水的补给、径流和排泄条件。2. 断层区内断层不发育， 主要有北部的周家岭正断层， 中部的横路冲平移断层和南部的观音桥平移断层。 经长期观测及试验资料表明，周家岭和横路冲断层的导水性强。特别是周家岭的断层的下盘， 地下径流畅通， 是矿区的围岩溶水补给矿井的主要通道之一。观音桥断层是一条隔水断层。三. 矿床水文地质条件二叠系上统乐平组（ p2L）煤系地层沿恩口向斜两翼及扬起端出露，煤层产于下部，层位不稳定，其底部为白色粘土岩，厚2.0-70m, 局部起隔水作用，部
8、分地段粘土岩仅厚 2cm 。（一）. 含隔水层的划分1.含水层（1）茅口组灰岩岩溶含水层（p1m ）本岩溶含水层包括茅口组 （p1m ）灰岩及栖霞组上部 (p1q4) 的灰岩，总厚（p 1m+ p1q4)即 600+130=730 。出露于矿区西北、东南及南部边缘，构成向斜两翼及转折端。出露面积约17.6km2, 其中东侧出露宽度达1.5 km2，面积为 12 km2，。岩性为灰色、灰白色厚层状、巨厚层状致密灰岩，含燧石条带及结核。与下伏栖霞组（p1q）为整合接触，与上覆的龙潭组（p2L）为平行不整合接触。p1m灰岩在北西边以较大倾角向南东倾斜、南边倾向北， 而南东侧产状平缓成侧转，地层向南东
9、斜倾斜。本组灰岩岩溶十分发育，地表岩溶主要有洼地、漏斗、岩溶塌陷等。地下主要为溶蚀裂隙及溶洞。 地下岩溶发育程度有随埋深逐渐减弱的趋势（附图 4、5、6） 。p1m岩溶含水层中最大泉流量15L/s, 渗透系数 K=1m/d 、富水性强。本层岩溶水主要是大气降水流及地表水渗漏补给。补给区主要位于地势较高的北部出露区， 向 SSW 方向径流，南侧成为岩溶水的集中排泄区。尤其温塘一带泉点多、流量大，如10 号泉月均流量 10.6418.08m3/h 。此外，壶天河（天然状态下）也起到排泄地下水的作用。由于向斜构造中p1m厚度大，分布面积广，岩溶十分发育、降水丰富，所以无论是补给量还是储存量都很大，而
10、且水头压力很高。 因此，本含水层是矿坑（井）涌水或突水的主要充水层。（2）. 大冶灰岩（ T1s）岩溶含水层上部约 150m为灰白色巨厚层致密块状灰岩，岩溶发育，主要为溶蚀裂隙，泉流量 10L/s, 含丰富的岩溶水，下伏长兴组构成巨厚的隔水层，下部450m为黑色泥灰岩。渗透系数为K=0.0002m/d。该岩溶含水层分布于向斜核部，面积约27 km2，小碧河垂直于地层走向流过，长约 5 km。本层岩溶水主要接受大气降水渗入补给，由地形高处向地势低处径流，以泉水形式或向小碧河排泄。 也可通过断层或岩溶塌陷补给其它含水层（如p1m ） 。绝大多数矿井都布置在该层的边缘，所以在开拓阶段本层岩溶水是矿井
11、的充水层。2， 隔水层（1） p1q1-3（栖霞组）p1q1-3为厚层泥质灰岩、黑色页岩，底部砂质页岩，厚500m,隔水性能好，是以隔挡石炭系岩溶水，致使石英系岩溶水不能影响p1m越流。（2） p2d（长兴组）上部为泥灰岩，下部为薄层硅质泥灰岩及页岩，厚162m,加上 T1s 底部厚 450m的黑色泥灰岩，总厚 611m的隔水层，足以阻挡T1s 岩溶水直接进入矿坑，同时，由于隔水顶板厚度大，稳定性好，有利于采矿的安全。综上所述，恩口煤矿床底板直接进水或底板突水，水文地质条件复杂的以溶洞为主的岩溶充水矿床。（二） . 矿床充水条件1. 充水水源恩口煤矿在天然状态下，矿床充水水源主要为茅口灰岩的岩溶水，但由于采矿等人为活动造成地面开裂、岩溶塌陷等现象致使大气降水和地表（河水）水也成为矿坑（井）的充水水源。 （附图 9） 。3. 充水途径恩口煤矿充水通道主要有断层、裂隙溶洞、岩溶塌陷、填窗等。（1） 断层断层主要有周家岭、横路冲及观音桥三条断层。其中周家岭正断层、横路冲平移断层为导水断层。特别是周家岭正断层的下盘为p1m 、p2L 地层，沿断层带地下水径流畅通，成为矿区外围岩溶水补给矿井的主要通道。（2） 裂隙溶洞矿区充水层溶
