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1、水文地质勘察课程设计题目： 水 文 地 质 勘 察 设 计院 系： 地球与环境学院专业班级： 水文 11- 1 班 学 号： 2011300307 学生姓名： 项其远 指导教师： 刘启蒙 李小龙 2014年7月11日目录一、概述3二、新集二矿F10断层水文地质勘探调查42.1、矿井概述42.1.1、自然地理42.1.2、水文地质42.1.3、地层52.1.4、构造72.1.5、F10断层82.2、水文地质钻探92.2.1、设计依据92.2.2、工程概述92.2.3、钻孔施工工艺102.2.4、成孔工艺142.2.5、成果资料16三、潘北煤矿-490m水平水文地质参数及富水性分区研究173.1、
2、潘北煤矿水文地质条件分析173.1.1、自然地理状况173.1.2、潘北煤矿水文地质资料173.2、放水试验233.2.1、试验背景233.2.2、不同阶段流场变化253.3、采用aquifertest计算水文地质参数（东翼）293.3.1、 背景介绍293.3.2、 计算思路293.3.3、计算方法303.3.4、 东翼参数计算过程323.3.5、东翼部分区块水文地质参数计算结果33四、总结34五、主要参考资料34附录36附录1：E1水量36附录2：ES2水量38附录3：40附录4：42一、概述大三下学期我们开设了水文地质勘查这门课程，作为我们水文与水资源专业的核心课程，需要进行课程设计来检
3、验我们的学习成果和未来走向工作岗位的工作进行一次模拟。水文地质勘查谁研究水文地质的主要手段，需要我们运用各种不同的勘查手段（测绘、勘探、试验、观测等），经过一定的勘查程序去查明研究区基本的水文地质条件，解决专门的水文地质问题。这次我们课程设计的任务主要有两个，一个是对新集二矿的水文地质条件进行勘察，主要是对其中的贯穿矿区的F10断层进行调查，通过我们实地的观察和听讲，结合所给的资料对进行水文地质勘探调查；二是对潘北煤矿-490m水平水文地质参数进行计算，通过运用aquifertest进行水文地质参数计算和对水文地质情况进行评估。总的来说，是为了锻炼我们综合使用各类勘探方法和进行分析的的能力，是
4、为我们成为一个合格的水文地质工作者所做的必要准备。二、新集二矿F10断层水文地质勘探调查2.1、矿井概述 2.1.1、自然地理新集二矿位于安徽省淮南市毛集实验区境内。西起1勘探线，与新集一矿矿井接壤，东至013勘探线，与新集三矿毗邻；南自1#煤层与阜凤逆冲断层交面线，北到13-1煤底板-1000m高程的垂直投影线；井田东西走向长6.0km，南北倾向宽5.0km，井田面积约22km2。井田内有专用线至张集站与淮阜（淮南-阜阳）铁路线相连，张集站东至蚌埠站141km，西至阜阳站69km，分别与京沪、京九铁路相接；潘集谢桥、凤台张集两条公路在矿区中部通过，且与凤台颖上、凤台利辛、凤台蒙城等公路相接，
5、可通往周围各县市；矿井中部有西淝河流过，向东南注入淮河，常年有水，可通百吨机帆船，凤台有较大的河港，水路运输极为方便。铁路、公路、水路构成了本矿便利的交通条件。本区属于季风、暖温带半湿润气候，四季分明，具夏季炎热多雨，冬季寒冷多风的大陆性气候特征。据凤台县气象局观测资料：年平均气温15.1。年平均降雨量908mm，降雨多集中在6、7、8三个月份，约占全年降雨量的40%。年平均蒸发量1610.14mm（水面）。蒸发量大于降雨量，潮湿系数约0.5。相对湿度最大78%，最小10.14%，平均为74%。春季多东南风，夏季多东南及东风，秋季多东风，东北风，冬季多东北风，西北风，风速一般为2.83.5m/
6、s，平均3.3m/s，最大风速22m/s (1978年8月8日，南风)。2.1.2、水文地质地表水系主要有淮河（淮河在本井田范围以外），西淝河及人工沟渠。淮河河床宽约250300m，洪水时最大宽度达800m，水深最大17m，常见水位+16+18m，洪水水位+23m左右，历史最低水位+12.36m，河床底部标高为+10m左右；1991年淮河最高水位峡山口+25.20m，鲁台孜+26.00m。西淝河最高水位24.82m，1991年闸上水位+24.03m。沿西淝河两岸有常年积水洼地，河岸以北称为花家湖，积水面积约22km（其中本井田内常年水域面积约12 km2），丰水季节与西淝河连成一片。1991年
7、夏季洪水泛滥时，井田地表的70%以上被淹。 根据已掌握的地震历史资料，淮南市属于许昌淮南地震带，从地震活动性、断裂构造、地形变化及第四纪地质、地貌等方面的情况来看，许昌淮南地震带在新构造时期活动是比较明显的。建设部以建标2001156号颁发了关于发布国家标准（建筑抗震设计规范）的通知，按设计规范有关规定淮南抗震设防烈度为7度。根据2001年8月实施的中国地震动峰参数区划图（GB18306-2001）。本矿地震动反映谱特征周期为0.40s（2区），地震动峰值加速度为0.05g（2区）相应地震基本烈度为VI度。 本井田地处淮河冲积平原，地势平坦，地面标高一般都在+18+23m，西部和南部略高，东部
8、和北部略低，沿西淝河两岸地面标高多在+19m以下，0204勘探线，地面有明显的台阶状起伏，高差23m。 本井田属地温高异常区，平均地温梯度为3.4 /百米。其中-550m水平的地温均达31以上，最高达37，属一级热害区；-800m水平的地温均高于37，属二级热害区。另据邻区新集井田13勘探线的恒温观测孔实测资料，恒温带深度为地表向下20m，温度为17.1。2.1.3、地层本井田属于淮南煤田的一部分，煤田内的地层除缺失上奥陶统、中、下石炭统及中、上三叠统和中、下侏罗统外，从下元古界到第四系均有不同程度的发育，见表3-1。 井田内基岩均被新生界所覆盖，经钻探揭露和控制的有：下元古界、寒武系、奥陶系
9、、石炭系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。其中二叠系的山西组和上、下石盒子组为主要含煤地层。现将地层由老至新叙述如下：一、下元古界(Pt1)：主要由灰灰绿色片麻岩、角闪片岩、角闪斜长片麻岩、浅红色混合花岗岩、花岗片麻岩组成。分布于本井田的中、南部，呈东西向展布，叠覆于煤系和寒武系之上，为F02逆冲断层上盘。钻探揭露最大铅垂厚度为475.52m。二、寒武系( C )：由灰褐色褐红色中厚层状灰岩、鲕状灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、白云岩、泥岩、褐色薄层状钙质粉砂岩、砂质泥岩组成；分布于本井田中、北部，呈东西向展布，位于阜凤逆冲断层与阜凤下夹片断层之间，叠覆于煤系之上。钻探揭露最大铅垂厚度853.00
10、m。三、奥陶系中下统（O12）：由浅灰灰白色中厚层状结晶灰岩、白云质灰岩、夹薄层绿色铝质泥岩组成；为煤系的沉积基底，局部地段呈夹片状分布于阜凤逆冲断层之下片麻岩和原地系统之间。井田内有2个钻孔揭露，厚度不全，据区域资料全层厚度大于270m，与下伏地层呈假整合接触。四、石炭系上统太原组（C3t）：由1013层浅灰深灰色灰岩、含泥灰岩、生物碎屑灰岩和砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，含不稳定煤层57层。其中4、12号灰岩全区稳定，12号灰岩富含蜓 科化石。该地层在原地系统中，厚130140m，夹片中也有部分残存。五、二叠系山西组(Plsh)：底部以致密的海相泥岩与太原组分界。多为砂质泥岩，内含菱铁结核，见
11、有个体较小的瓣鳃类和腕足类动物化石及虫迹（见图版0707孔、0302孔），中下部含煤两层。中部为中、粗粒石英砂岩（见图版0402孔、0302孔），含泥岩及粉砂岩包体。上部为浅灰色砂质泥岩、粉砂岩。山西组为二叠系第一含煤段，主要分布在原地系统内。本组厚36.8486.06m，平均57.53m。 六、二叠系下石盒子组(P1X)：由灰深灰色泥岩、砂质泥岩、砂泥岩互层、粉砂岩、浅灰色铝质泥岩或鲕状花斑铝质泥岩、灰白色富含菱铁质团粒的细、中、粗砂岩和石英砂岩组成（见图版0402孔）。中上部含煤812层。5号煤顶板为砂泥岩互层，具混浊层理和虫迹。4-2煤层下部20m左右的鲕状花斑铝质泥岩或铝质泥岩为全井田
12、的标志层，底部以 “骆驼脖子” 中、细粒砂岩与山西组分界。本组为二叠系第二含煤段，本组厚76.77172.35m，平均146.33m。七、二叠系上石盒子组(P2S)：本组地层仅北部保存尚全。根据邻区资料，本组厚度为546m。由深灰色砂岩、泥岩及浅灰灰绿色砂岩组成，含煤2129层，根据沉积特征、岩性组合和含煤情况，本组自下而上分为三、四、五、六、七，共五个含煤段。与下伏地层为整合接触。八、二叠系石千峰组(P2sh)：为非含煤地层。主要由灰绿、紫红色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、紫红色中、细砂岩、含砾石英砂岩及数层花斑状泥岩等组成。底部以灰白浅紫红色中粗粒砂岩或含砾石英砂岩与下石盒子组分界。厚度大于20
13、0m。九、三叠系下统(T1)：三叠系下统分布于井田东北缘，仅有凤09孔揭露，控制不全，厚度不详。据区域资料主要由褐红紫红色泥岩、砂质泥岩，夹中、细粒砂岩、含砾石英砂岩组成。 与下伏地层整合接触。十、下第三系(E)：分布于寿县老人仓断层以南，下部以紫红色砾岩、砂砾岩为主，中夹粉砂岩、砂质泥岩、泥岩薄层。砾石成份以片麻岩、石灰岩砾为主，分选磨圆不佳。上部以紫红色浅紫红色的粉、细砂岩，砂砾岩，砂泥岩互层为主，夹有砂质泥岩及泥岩薄层。在泥岩中偶见腹足类口盖化石。全层固结程度低，疏松易碎，控制最大厚度747.71m。 与下伏地层不整合接触。十一、上第三系(N)：井田内新生界松散层底部，普遍发育有钙质粘土
14、，夹数层不稳定中、细砂，局部见12层泥灰岩。直接覆盖于基岩之上。未作专门工作，地层划分依据不够充分，厚度不详。十二、第四系(Q)：下部为上第三系，岩性变化较大，以灰绿、浅黄、褐红等杂色厚层状粘土、钙质粘土为主，夹有数层中砂、细砂、粘土质砂薄层。下部以中、细砂和粘土质砂为主，夹数层不稳定粘土。上部以细砂、粘土质砂为主，夹不稳定的粘土。近地表处含较多的砂礓。揭露厚度48.40203.20m，平均113.94m。2.1.4、构造淮南煤田位于华北板块东南缘，北邻蚌埠隆起，南靠合肥坳陷，东起郯庐断裂，西止商丘府城断裂，东西长180km，南北宽1525km，面积约3200km2。煤田呈复向斜形态，轴向北西
15、西东西。复向斜两翼低山残丘出露前震旦系变质岩、震旦、寒武系、奥陶系石灰岩。轴部地面平坦开阔，石炭、二叠系地层掩盖在新生界松散层之下，地层倾角平缓，一般为520，由一系列宽缓褶曲组成，谢桥古沟向斜、陈桥背斜、潘集背斜为其主要构造单元。北北东向区域性断层大致平行于郯庐断裂，总体构成一组向西倾斜的阶梯式构造。本区位于华北板块东南部，东西向构造和北北东向构造组成了本区的基本构造格局。这种格局与华北古板块的边缘构造带有关，东西向构造归古板块南部边缘的北淮阳构造系；北北东向构造属东部边缘的郯庐系。谢桥古沟向斜地处淮南复向斜南部，东起新城口断层，西至江口集断层，长约80km。西段40km为谢桥向斜，形态清楚，两翼完整，研究程度较高；东段古沟向斜开阔、埋藏深，情况不详。谢桥向斜两翼均由石炭、二叠系组成，轴部仅西段有三叠系，枢纽时有起伏。北翼地层平缓，一般为
