盘县淤泥大河煤矿

矿井水文地质补充勘探报告

贵州省有色金属和核工业地质勘查局第三总队

二○##年二月

盘县淤泥大河煤矿

矿井水文地质补充勘探报告

编 写 人：

审    核：

项目负责：

总工程师：

队    长：

证书等级：

证书编号：

编制单位 ：贵州省有色金属和核工业地质勘查局第三总队

提交单位 ：盘县淤泥大河煤矿

提交时间 ：二○##年二月

正文目录

第一章 前  言.................................................................................. 1

第一节 矿井水文地质补充勘探的目的.......................................... 1

第二节 矿井水文地质补充勘探的任务.......................................... 1

第三节 矿井水文地质补充勘探的依据.......................................... 2

第二章 矿井概况.............................................................................. 3

第一节 矿界范围及位置交通......................................................... 3

第二节 自然地理............................................................................ 4

第三节 矿山开采历史与现状......................................................... 6

第四节 以往水文地质勘探情况..................................................... 7

第三章 矿井地质及水文地质.......................................................... 8

第一节 矿井地质............................................................................ 8

第二节 矿井水文地质.................................................................. 15

第三节 矿井水患评价及防治水主要问题.................................... 20

第四节 矿区水文地质复杂程度及类型........................................ 25

第四章 水文地质补充勘探工作.................................................... 25

第五章 DUK-2A高密度点法......................................................... 27

第一节 工作方法及特点.............................................................. 27

第二节 工程地球物理条件........................................................... 31

第三节 异常特征与成果分析....................................................... 32

第六章 矿坑涌水量预测................................................................ 38

第七章 矿井防治水工作的思路与方法........................................ 40

第八章 结论及建议........................................................................ 43

第一节 结  论............................................................................... 43

第二节 建  议............................................................................... 44

附图目录

1、盘县淤泥大河煤矿矿井综合水文地质图       1幅（1:2000）；

2、盘县淤泥大河煤矿矿井水文地质剖面图       1幅（1:2000）；

3、盘县淤泥大河煤矿矿井水文地质柱状图       1幅（1:500）；

4、盘县淤泥大河煤矿区域水文地质图            1幅（1:20000）；

5、盘县淤泥大河煤矿矿井充水性图             1幅（1:2000）；

附表目录

1、盘县淤泥大河煤矿20##年涌水量观测台账记录表；

附件目录

1、地质勘查资质证书（复印件）；

2、业主委托书；

3、业主承诺书；

4、编制单位承诺书；

5、采矿许可证（副本）复印件；

第一章 前  言

第一节 矿井水文地质补充勘探的目的

为加强煤矿防治水基础工作，排查整治水害隐患，推广先进适用的技术、工艺和设备，督促煤矿企业落实水害防治主体责任，认真执行《煤矿防治水规定》（国家安全监管总局令第28号）、《煤矿安全规程》、《关于开展煤矿防治水专项治理的通知》（安监总煤调〔2012〕29号）和《贵州省煤矿防治水专项治理工作方案》（黔安监煤矿[2012]67号）要求，有效防范和坚决遏制重特大水害事故的发生，结合《贵州省煤矿安全监管监察“三位一体”执法办法（试行）》，由于原水文地质调查报告勘探工程量不足，水文地质条件尚未查清，受盘县淤泥大河煤矿的委托，我公司对其矿区进行水文地质补充勘探工作，在DUK-2A高密度点法及简易抽水试验的基础上编制本报告。

通过矿井水文地质补充勘探工作，结合DUK-2A高密度点法报告，基本查明井田内水文地质条件，井田主要水害类型、分布、易发地段及危害程度，并进行综合分析评价；对矿井充水因素进行分析，预测矿井涌水量，提出有效的“探、防、堵、截、排”等综合防治措施及建议，以利于煤矿企业预防和减少水害，并对矿区范围内地表和地下水资源的利用前景做出初步评价。

第二节 矿井水文地质补充勘探的任务

1、初步查明矿区水文地质条件及矿床充水因素、充水形式，预测矿区开采地段矿坑涌水量，预测开采过程中发生突水的可能性及突水形式；

2、收集调查相邻矿井及井田内废弃老窑的分布、采空范围、开采深度、积水等情况；

3、收集矿坑涌水量记录，同时研究区域降雨分布、强度及入渗条件，分析涌水量与年降水量、雨季集中降水量、单位时间的降水量、一次连续降水量之间关系，以确定和掌握其统计规律性；

4、评价开采条件下对含水层和相对隔水层的破坏形式；

5、对矿区的主要水文地质问题及主要水患，进行矿井水害分析，提出相应有效地“探、防、堵、截、排”综合防治措施及建议；

6、提出矿井防治水工作年度计划和中长期规划的建议；

7、提交《盘县淤泥大河煤矿矿井水文地质补充勘探报告书》。

第三节 矿井水文地质补充勘探的依据

《煤矿防治水规定》（国家安全监管总局令第28号）、《煤矿安全规程》、《关于开展煤矿防治水专项治理的通知》（安监总煤调〔2012〕29号）、《贵州省煤矿防治水专项治理工作方案》（黔安监煤矿[2012]67号）、《贵州省煤矿水害防治规定》、《矿井水文地质规程》、《煤矿防治水工作条例》、《矿井水害防治技术》、《矿区水文地质、工程地质勘探规范》、《贵州省煤矿安全监管监察“三位一体”执法办法（试行）》、《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215-2002）、《煤田电法勘探规范》(MT/T 898-2000)及业主委托书。

第二章 矿井概况

第一节 矿界范围及位置交通

大河煤矿位于盘县城北东的淤泥乡，矿区距淤泥乡政府4.5km，距盘县城关镇28km，盘县至淤泥乡公路从矿区西侧通过，矿区距松河火车站20km，交通方便（详见交通位置图）。矿区地理坐标：东经104°44′25.3″～104°45′27.9″；北纬25°58′13.6″～25°58′41.7″。

 

图1-1 大河煤矿交通位置图

盘县淤泥大河煤矿为整合矿井，根据《省人民政府关于六盘水市六枝特区等四县（区）煤矿整合和调整布局方案的批复》（黔府函【2006】205号），大河煤矿由原“大河煤矿”、“说么备二煤矿”和“树香木煤矿（说么备煤矿）”整合而成。采矿权人为盘县淤泥大河煤矿（柳光怀）；地址：盘县淤泥乡；经济类型为：私营合伙企业；开采矿种为：煤；生产规模：45万吨/年；矿区面积0.9115km²，开采深度： 1700m-1050m；采矿许可证证号：C5200002010011120054131；有效期20##年3月至20##年3月。

表1-1 矿区范围拐点坐标（西安80坐标系）

第二节 自然地理

2.2.1 地形地貌

矿区属构造剥蚀低中山山地地貌，地势总体中高四低，飞仙关地层分布地段地形较陡，煤系地层分布地段地形较缓。矿区海拔最高为1965m，最低1625m，相对高差约340m。矿区冲沟发育，山脊与沟谷交替展布，植被不发育，岩石风化程度高。矿区西、北部的淤泥河最低海拔高1625m，为矿区最低侵蚀基准面。

2.2.2 气象水文

矿区内气候属亚热带温凉季风气候，气候温和，降水丰富，湿度大，年相对湿度为78％，日照少，东南风多，并有冰雹、暴雨等灾害天气。

根据盘县气象局观测资料，区内年平均降水量为1382.9mm，每年降水分  布不均，6～9月为雨季，月平均降水量在150mm以上，雨季降水量占全年降水量的77％：11月～次年3月为枯水季节，月平均降水量小于40mm，枯水季节降水量仅占年降水量的10％。年平均降大雨至暴雨12～15天，  日最大降水量达148.8毫米，时最大降水量66．4毫米。最高气温30℃，最低气温-5℃，冰冻期为每年12月、元月。年平均蒸发量为1083.6mm。灾害性天气主要有春旱、倒春寒、冰雹、夏旱、夏暴雨、秋绵雨等。

矿区位于珠江流域北盘江水系淤泥河支流，矿区外围西、北部有淤泥河自南西向北东流经矿区外围。淤泥河为山区雨源型河流，流量变化幅度大，雨季暴涨，枯季流量较小，根据以往资料，该河流最大流量68.1m³/s，最小流量0.119m³/s，河水主要受大气降水控制。

2.2.3 地震

根据国家质量技术监督局20##年颁布的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）的有关规定，矿区地震动峰值加速度值为0.10g，相应的地震基本烈度属Ⅵ度区。根据野外调查，矿区无新构造活动迹象。综合分析认为矿区属较稳定区域。

2.2.4 主要自然灾害

矿区主要自然灾害有顶、底板、瓦斯、粉尘、火灾、水害、冰雹、地表崩塌、滑坡、泥石流等。

《贵州省盘县大河煤矿地质灾害危险性评估说明书》对评估区内的工程建设可能引发、遭受的地质灾害危险性进行了分析和评估。并评估建设工程地质灾害危险性为三级。

该矿目前未发生过地质灾害，但随着开采范围的增大，在地下开采活动的影响下，将加速冒裂带范围内的崩塌和剥落。井田范围内坡积物等松散地层较多，且植被不发育，雨季受洪水冲刷有形成泥石流的可能。本矿必须严格按地质灾害评估报告结论和建议实施。

第三节 矿山开采历史与现状

2.3.1矿山开采历史

整合前，原大河煤矿设计生产规模为3万吨／年，采用斜井开拓，有一条主斜井（沿12煤层布置）、两条回风井，已开采了部分10、12、17、18₂煤层；其中1、3、63煤层浅部资源大部分被当地原有的小窑采乱，对其小窑采乱部分已边角煤的形式进行回收。

树香木煤矿（原说么备煤矿）生产能力6万吨/年，采用斜井开拓，已开采了部分17、18₂号煤层，生产能力6万t/a。说么备二煤矿采用斜井开拓，现已关闭。

二十世纪八十年代开始，特别是九十年代，小煤矿滥采乱挖现象较普遍。经近几年的清理、整顿，关停了部分不具备生产条件的小煤矿，情况有所好转。

2.3.2矿山开采现状

该矿自取得变更设计开采方案项目核准及备案登记证明以来,矿方已经完成工业广场征地工作,并取得部分井筒施工进度。但因矿方建设成为45万吨/年的手续不全，现已停止施工。

在工业场地1655m标高沿182煤层底板、290°方位角新建一条主斜井担负矿井煤炭的运输，兼矿井进风等任务（井口坐标为：X=2874385、Y=35474513，井筒方位角290°，倾角-9°）；沿182煤层底板1643m标高、290°方位角新建一条副平硐，担负矿井的材料、设备和矸石的运输，兼矿井进风、运送人员（井口坐标为：X=2874412、Y=35474541，井筒方位角290°）；沿182煤层底板1673m标高、290°方位角新建一条回风平硐作矿井的专用回风井（井口坐标为：X=2874370、Y=35474590，井筒方位角290°）。当主斜井在1572m标高落平掘进总运输石门贯通运输上山、副平硐掘进480m后贯通轨道上山、回风平硐掘380m后掘回风暗斜井贯通回风上山。回风上山、轨道上山、运输上山布置在182煤层底板，并在1400m标高落平，布置水泵房和水仓，形成矿井的通风系统、排水系统。

第四节 以往水文地质勘探情况

1960年2月—1965年5月，贵州省煤田地质局159队在土城向斜北翼进行普查勘探完成了1：5000地形地质图草测及10个钻孔的工作，提交了《盘县煤田土城向斜北翼西段普查报告》，本次储量核实时未收集到该报告；

1964年12月—1966年1月，原西南煤矿建设指挥部煤田地质勘探公司129队在土城三井田进行精查勘探，于1966年10月提交了《盘县煤田土城三井田地质勘探最终报告》（精查）；

20世纪70年代初，贵州省地质局一〇八队在进行1：20万盘县幅区域地质调查、矿产调查，对区内地层、构造、矿产进行了较系统的调查了解，并编制了盘县幅区域地质、矿产调查报告；

1979年4月—1982年6月，贵州省煤田地质局159队在松河井田进行补充勘探，于1982年10月提交了《贵州省盘县特区盘江矿区松河井田精查补充勘探地质报告》（贵州省六盘水地区革命委员会生产领导小组文件，六盘水生（69）148号）；

20##年8月贵州省煤矿设计研究院提交的《贵州省盘县淤泥乡大河煤矿资源/储量核实报告》；

20##年1月提供的《盘县淤泥大河煤矿富水区电法探测报告》；

以上地质工作对该区详细划分了区内地层，描述了地质构造和矿产，基本查明了矿区含煤岩系为峨眉山玄武岩组和宣威组，主要含煤岩组为宣威含煤岩组，全厚360～380米，平均377米。含煤50余层，可采及局部可采煤层11层（1、3、63、10、12、151、16、17、182、272、292煤层）。峨眉山玄武岩组区内含可采煤层一层（32煤层）。

第三章 矿井地质及水文地质

第一节 矿井地质

3.1.1 区域地层

本煤矿位于土城三井田东，区域出露地层石炭系、二叠系、三叠系及第四系，其中二叠系、三叠系地层分布较广，缺失寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、侏罗系、白垩系、古新系，晚二叠世早期发育有基性火成岩，详见区域地层见简表。

3.1.2 勘探区地层

矿区内出露的地层至下而上有二叠系上统峨眉山玄武岩组（P₃β）和宣威（P₃xn）煤组、三叠系下统飞仙关组（T₁f）及第四系（Q）。

二叠系上统峨眉山玄武岩组（P₃β）：厚度大，区内出露不全，根据岩性分为二段。

下段（P₃β¹）：灰黑～灰绿色致密坚硬的玄武岩，顶部间有1～2层不甚稳定的灰褐色砂质泥岩，区内出露不全，厚度大于300米。

上段（P₃β²）：上部为灰紫、灰绿色凝灰岩，具杏仁状结构，下部为深灰色粉砂岩、砂质泥岩夹煤层二层（31、32），31煤层区内厚度小不可采，32煤层厚1.17～2.92米，平均1.22米。该段厚45米。

二叠系上统宣威组（P₃xn）：与下伏地层为假整合接触，分布于矿区北部，出露较完整，全厚360～380米，平均377米。含煤50余层，可采及局部可采煤层12层。根据岩性和含煤情况分为三段：

第一段（P₃xn¹）:以24煤层为上界，厚80～110米，平均98米，岩性以深灰～灰黑色砂质泥岩、粉砂岩为主。多凝灰质成分，含黄铁矿结核及瘤状菱铁质结核，常见较完整的大羽羊齿、楔羊齿等类植物化石。动物化石仅分布于25号煤层顶板及30号煤层的底板两个层位中，以腕足类的戟贝、舌形贝为主。含煤14～18层，区内可采27₂及29₂两层，可采煤层分布于中下段，上部及底部的煤层多薄而不稳定。底部为灰色铝土质泥岩厚0～1米，致密性脆，具鲕状结构，沉积极不稳定。

第二段（P₃xn²）:以12煤层为顶界，厚160～180米，平均167米。下部以中厚层状中～细粒砂岩为主，在全区比较稳定，厚61米。上部岩性变化较大，以灰～浅灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥质细砂岩为主，常相互递变。本段含有中等量的大羽羊齿、芦木、鳞木等植物化石及似层状菱铁质结核，上部地层含黄铁矿极少。动物化石仅分布在下部的22、24号煤层顶板，以腕足类为主，不稳定。共含煤24～26层，12、151、16、17、18₂等可采煤层集中于上部，为本区主要含煤段。

第三段（P₃xn³）：以1号煤层顶板含动物化石的砂质泥岩为上界，厚100～120米，平均112米。本段岩性在全区比较稳定，以灰～灰绿色中厚层状、中细粒砂岩为主，夹坚脆的砂质泥岩。动物化石分布于全段岩层之中，以腕足类为主，腹足类、瓣鳃类次之。完整的植物化石仅分布在中、下部个别岩层中。本段共含煤14～16层，可采煤层1、3、6₃等煤层均分布在本段，亦为本区主要含煤段。

三叠系下统飞仙关组（T₁）：与下伏地层为整合接触，区内出露不全，按岩性可分为上、下两段：

下段(Tp):俗称绿色砂岩。上部以灰绿色厚层致密坚硬细砂岩为主，下部为粉砂岩和砂质泥岩。含较多的腕足类化石，以舌形贝为主。顶部含方解石小蠕虫状体，常出现紫、绿两色岩性的交替，厚130米。

上段（T₁f）：按岩性分为五小段，区内出露一到三段：

第一段（T₁f¹）：紫红色砂质泥岩，粉砂岩，上部间有一、二层砂岩。厚120米。

第二段（T₁f²）：紫灰～暗紫色中厚层细砂岩，斜层理发育，间夹砂质泥岩。含瓣鳃类和舌形贝化石。厚50米。

第三段（T₁f³）：暗紫色薄层状砂岩、砂质泥岩互层，偶夹薄凸镜状的灰岩。区内出露不全，厚度180米。

第四系（Q）：主要为坡残积粘性土，局部见坡洪积土，区内大部分地段均有分布，厚度小于0～20米，一般为3米，与下伏地层为不整合接触。

3.1.3 区域构造

大地构造单元属扬子准地台（Ⅰ级）黔北台隆（Ⅱ级）六盘水断陷（Ⅲ级）普安旋扭构造变形区（Ⅳ级）之土城向斜的北翼中段，区内褶皱及断裂构造较发育。

表3-1 区域地层简表

3.1.4 勘探区构造

矿山位于土城向斜北翼东段，区内构造复杂，矿区总体为单斜地层，因构造而略成S状，岩层产状较为稳定，走向东南105°左右，倾向南西185°左右，倾角为26°左右。

断层：

大寨倾向逆断层（10）：位于矿区东～东南～南，区内出露长2400余米。走向北东60°，断层在飞仙关地层一带出露明显，在地貌上侵蚀成较大的深沟，破碎带较大，一般在3～5米，两盘岩层由于岩层性质及受力不均，部分地段在50米内均有揉褶现象，伴生小断层多，地面断层倾角不一，由64°～85°，断距25～35米。由于位于矿界外，对本矿煤层开采影响小。

博嘎寨倾向正断层（12）：由北东～南西斜切过矿区中部，区内出露长约2700米，走向北东55°，倾向南东，断层迹象在地面出露极为明显，破碎带宽窄不一，从0.5米～5米，断层倾角45°～77°，断层落差由北至南逐渐增大，6001号钻孔断层落差40米，6003钻孔断层落差增加至60米深部则加大至130米。

由于断层较大，地面所见在其旁侧百米内形成较多的平行附生小断裂，组成了一个宽200米构造带，地层走向在这里也出现急剧变化。钻孔所见更甚，6001孔、6003孔均在其下部见有一规模较大的隐伏伴生正断层（24），24正断层与本断层倾向相反而组成一个小地垒，夹于中间凸起上抬部分的煤层及地层均遭受严重构造破坏，而少开采价值。本断层经地面和钻孔严密控制，勘探程度较高。切断矿区内所有煤层，对矿区内煤层开采影响大。

倾向正断层（14）：位于矿区西部，出露长约300米，断层走向近北，倾向近西，倾角64°断距5～10米，对矿区内煤层开采有一定影响。

茨嘎斜交正断层（15）：位于矿区西、西北部，区内出露长约1300米，走向上略成S形弯曲，倾向南西，基本沿地层走向分布断距10～25米。地面出露明显，破碎带较窄在1米左右，断面较平整，两盘岩层整齐无挤压现象。切断矿区内部分可采煤层，对矿区内煤层开采影响较大。

3.1.5 含煤地层及可采煤层特征

矿区含煤岩系为峨眉山玄武岩组和宣威组，主要含煤岩组为宣威含煤岩组，宣威组分布于矿区北部，出露较完整，全厚360～380米，平均377米。含煤50余层，可采及局部可采煤层11层（1、3、6₃、10、12、15₁、16、17、18₂、27₂、29₂煤层）。峨眉山玄武岩组区内含可采煤层一层（32煤层）。

1煤层：位于宣威组第三段顶部，为宣威组与飞仙关组分界标志层。煤层总体倾向南西，倾角平均25°，为缓倾斜。煤层厚1.29～1.72米，平均厚1.48m，厚度稳定，煤层中部含二层夹矸。属稳定型煤层。

3煤层：位于宣威组第三段上部，上距1煤层13.2米。煤层总体倾向南西，倾角平均27°，为倾斜煤层。煤层厚0.60～1.37米，平均厚1.03m，厚度较稳定，无夹矸。属较稳定型煤层。

6₃煤层：位于宣威组第三段中部，上距3煤层37米。煤层总体倾向南西，倾角平均27°，为倾斜煤层。煤层厚0.80～5.46米，平均厚1.70m，厚度较稳定，煤层中部含一层夹矸。属稳定型煤层。

10煤层：位于宣威组第三段下部，上距6₃煤层32.65米。煤层总体倾向南西，倾角平均26°，为倾斜煤层。煤层厚1.35～2.55米，平均厚1.65m，厚度稳定，煤层中部含一至二层夹矸。属稳定型煤层。

12煤层：位于宣威组第三段底部，上距10煤层20.36米，为宣威组第二段与第三段分层标志层。煤层总体倾向南西，倾角平均28°，为倾斜煤层。煤层厚1.26～2.50米，平均厚1.55m，厚度稳定，局部煤层中部含一至四层夹矸。属稳定型煤层。

15₁煤层：位于宣威组第二段上部，上距12煤层31.36米。煤层总体倾向南西，倾角平均26°，为倾斜煤层。煤层厚0.79～3.51米，平均厚2.36m，厚度较稳定，通常煤层下部含一层夹矸，上部含一至三层夹矸。属稳定型煤层。

16煤层：位于宣威组第二段中上部，上距15₁煤层6.7米。煤层总体倾向南西，倾角平均26°，为缓倾斜煤层。煤层厚0.66～1.61米，平均厚1.15m，厚度较稳定，无夹矸。属稳定型煤层。

17煤层：位于宣威组第二段中上部，上距15₁煤层13.3米。煤层总体倾向南西，倾角平均26°，为缓倾斜层。煤层厚1.70～3.43米，平均厚2.76m，厚度较稳定，煤层中部含一至三层夹矸。属稳定型煤层。

18₂煤层：位于宣威组第二段中部，上距17煤层11.02米，下距宣威组第二段底界110米。煤层总体倾向南西，倾角平均27°，为倾斜煤层。煤层厚2.19～5.99米，平均厚2.86m，厚度较稳定，煤层含一至五层夹矸。属稳定型煤层。

27₂煤层：位于宣威组第一段中下部，上距宣威组第二段顶界50米。煤层总体倾向南西，倾角平均23°，为缓倾斜煤层。煤层厚0.55～1.36米，平均厚1.00m，厚度较稳定，煤层含一至三层夹矸。属较稳定型煤层。

29₂煤层：位于宣威组第一段下部，上距27₂煤层15米，下距宣威组第一段底界32米。煤层总体倾向南西，倾角平均23°，为缓倾斜煤层。煤层厚1.03～3.85米，平均厚2.10m，厚度较稳定，煤层含一至四层夹矸。属稳定型煤层。

32煤层：位于峨眉山玄武岩组第二段底部，上距27₂煤层52.65米,宣威组底界40米。煤层总体倾向南西，倾角平均23°，为缓倾斜煤层。煤层厚1.17～2.92米，平均厚1.22m，厚度较稳定，煤层含一至四层夹矸。属较稳定型煤层。

第二节 矿井水文地质

3.2.1地下水类型

地下水赋存于岩溶裂隙及基岩风化裂隙、构造裂隙中，按地层岩性及含水介质组合特征、水动力条件，区域地下水类型分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶水三类，沿岩层走向或倾向径流，在地势低洼及压力减少处以泉点形式排泄。

（1）松散岩类孔隙水：赋存于第四系（Q）残坡积、冲积、洪积层孔隙内，不整合覆于各地层之上，区域厚度不均。

含水微弱，透水性强，受大气降雨影响，季节变化大。富水性贫乏—中等。

（2）碎屑岩类基岩裂隙水：分布于二叠系上统宣威组及三叠系下统飞仙关组的粉砂岩、粘土岩、炭质页岩及碎屑砂岩，碎屑岩靠近地表时风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水，深部裂隙构造发育地段，含构造裂隙水为主，碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受地势影响，一般为近源补给、就近排泄。

强风化层厚度较大，节理裂隙发育，岩体破碎，含风化裂隙水、基岩裂隙水。富水性贫乏—中等。

（3）碳酸盐岩岩溶水：分布于二叠系中统栖霞茅口组、三叠系下统飞仙关组上段、三叠系下统永宁镇组灰岩、燧石灰岩中，分布区多属裸露及半裸露的基岩山区，大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙之中，岩层中赋存着丰富的岩溶水，富水性强，这些岩溶水长途径流，最后以岩溶泉、岩溶泉群等形式集中在矿区北部的淤泥河河谷中。淤泥河谷为当地最低侵蚀基准面，最低侵蚀基准面标高+1625m。

碳酸盐岩抗风化能力较强，地表地势陡峻，不利于大气降水补给，排泄条件也较差，大气降水通过垂直岩溶裂隙补给含水层，并通过岩溶裂隙、溶洞汇集、径流、排泄，节理裂隙发育，岩体破碎，含岩溶水。富水性中等—丰富。

3.2.2 地下水补、径、排条件

1、各含水层之间水力联系

由于矿区内地形起伏较大，有利于大气降水排泄，各冲沟流量差异明显。

煤系地层上覆飞仙关组地下水、地表水二者之间水力联系极为密切。飞仙关组露头区灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙较发育，含较丰富的岩溶裂隙水，为中等含水层。在煤层采动条件下，上覆地层将产生采动裂隙，飞仙关组岩溶水将通过这些裂隙带与宣威组地下水发生水力联系。

煤系地层下伏峨眉山玄武岩组，区内呈隐伏状产出，与上覆宣威组呈假整合接触。深部岩体完整，地表柱状节理一般较发育，含节理裂隙水。该段具有良好的相对隔水性能，使煤系地层与二叠系中统茅口组强含水层不发生水力联系。

宣威组煤系地层，出露于矿区大部，岩性以细碎屑岩为主，其中细砂岩、粉砂岩是煤系的主要含水层，泉水流量较小，煤层未采动前，各含水小分层之间的水力联系较差。

2、地下水补给、径流、排泄条件

①.补给

区内地下水来源主要由大气降水补给，降水量及降水强度对地下水资源的补给起主要作用，含隔水层的岩性，厚度和分布及地形地貌、岩层的节理裂隙发育程度、风化溶蚀强度、植被等影响着大气降水对地下水的补给。地表水是区域内地下水的补给来源之一。

②.径流

由于岩性的差异及断层裂隙的控制作用，区内地下水的径流也存在着明显的差异性。非可溶岩地段，地下水主要赋存于基岩裂隙及孔隙中，并沿地形自然斜坡作用渗流运动于侵蚀沟谷排出地表。

③.排泄

区内地下水的排泄，主要为可溶岩与非可溶岩，较强含水层与隔水层接触带排泄。可溶岩中的地下水在运移中受非可溶岩的阻隔以泉的形式排泄。地下水的流向受岩性、构造的控制，其总体流向为西、北向。

3、断层含、导水特征

由于矿区内无大的落差断层，一般不会造成强含水层与煤层拉近或对接而造成矿井突水；在煤矿生产中发现有断距小于5m的断层，小断层仅具有较弱的含水、导水性能，对矿井充水影响较小。但是当井巷穿越地下浅部发育的小断层时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，有利于大气降水的渗入，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象。

3.2.3矿井充水条件

（1）充水水源

1）大气降水：矿井最主要充水水源，一般沿地表风化裂隙、构造裂隙渗入矿井。

2）宣威组碎屑岩基岩裂隙水：矿井直接充水水源，以渗、滴形式出现，裂隙发育地段矿井充水有所增加，但也有可能采动条件下，形成的采动裂隙沟通了强含水层的联系，从而造成了含水层及相对隔水层的破坏，加大含水层的渗透系数。

3）老空积水：重要充水因素之一，在煤层露头线浅部，历史上造成的乱采烂挖留下的老窑均有不同程度的积水，当煤矿开采上山煤层接近露头附近地带，同时在采动影响情况下，老窑水也会沿采动裂隙进入矿井。巷道如果揭穿老窑，老窑水会溃入矿井，对开采产生影响。

4）上覆地层岩溶水及地表溪沟水：在采动条件下，上覆地层将产生采动裂隙，地表溪沟水、飞仙关组、飞仙关组灰岩段等上覆地层岩溶水将通过这些裂隙带与宣威组地下水发生水力联系，有可能通过采动裂隙及断层破碎带渗入或突入矿井，对开采产生影响。

综上所述，矿井充水水源主要为大气降水、老空积水、地表溪沟水、煤系及上覆地层岩溶水。

（2）充水途径

矿井充水途径主要为岩石原生和采矿节理、裂隙，还有老窑、采空区巷道、构造裂隙导水。另外，煤矿开采形成的采动裂隙，特别是上覆地层厚度小于安全厚度的情况下，覆岩移动变形形成的裂隙都将成为重要导水途径。现阶段矿井充水形式主要以顶板渗水、滴水、淋水为主，停采后多有积水，雨季局部淋水，枯水季节仅见滴水，水量一般＜0.10L/S。

根据巷道揭露情况，矿区隐伏断层及节理裂隙不甚发育，天然条件下这些构造破碎带成为矿区内地下水集中径流带，并成为未来开采条件，直接充水层中地下水向矿井充水的天然通道。

 未来开采条件下，导致煤层上覆含水层中地下水和地表水向矿井的人工途径则为矿坑顶板冒落带、导水裂隙带、塌陷带等。

 对矿区地下水流场，主要充水水源及充水途径进行综合分析，可以得出如下结论：未来矿区开采中，29₂号煤层+1600m标高以浅至煤层露头线一带是矿床主要充水部位，是未来开采设计和开采中应高度重视和注意的部位。

（3）未来矿区水文地质条件变化趋势预测

结合矿区地质构造、地表水系、矿井充水水源及充水途径等综合分析，在未来开采活动下，矿区水文地质条件将会产生变化如下：

随着矿井的不断抽排水，矿区地下水水位将明显下降，水力坡度增加，进一步加速地下水的渗流速度。特别是矿床疏干范围的扩大可能造成地表井泉的枯竭，影响当地用水及造成地下水补给、径流、排泄条件的变化。另外，矿床的疏干排水也可进一步增大各含水层间的渗透系数，有可能导致地表溪沟水溃入深部矿床，从而使原有地下水补给河溪水的现象逐渐转变为大气降水、上覆各含水层地下水及地表溪沟水都补给矿坑水的情况。

3.2.4 矿井充水情况                                                     

（1）老窑积水情况调查

引用矿方20##年老窑水文调查情况,20##年1月复核，部分老窑垮塌，不能进行编录。老窑主要分布在矿区中北部地区。

（2）邻近矿井采空区积水情况调查

盘县淤泥乡昌兴煤矿，位于大河煤矿南东，与大河煤矿沿地层走向平行布置，地下水大致沿走向由南东向北西径流，采空区距离大河煤矿近，其采煤活动对大河煤矿有一定影响。

综上所述，目前矿区内的老窑开采年限较长，开采凌乱，老窑积水情况不明，给矿井开采带来很大威胁；整合前矿井开采规模较大，开采煤层较多，采空区分布范围较广，积水量较大，给矿井开采带来很大威胁；邻近矿井距离大河煤矿近，其采煤活动对大河煤矿有一定影响。矿山应作好探、排水工作，避免透水事故发生。

3.2.5 矿井涌水情况

本次勘探工作采用井底水仓进行简易抽（放水）试验，主要在矿井内水仓处测试矿井实际涌水量，结合矿方提供的20##年涌水量观测台账数据分析，矿井内涌水量最大29.7m³/h、正常18.5m³/h，主要是深部巷道顶板淋水量和浅部老空区来水量，矿井工作面无涌水量，涌水量大小与大气降水关系密切。

3.2.6 地表水影响分析

主要地表水源为矿区北部淤泥河，切割地层为宣威组煤系地层。河流弯曲多呈“U”型，平均坡降9.81‰，流量变化幅度68.1～0.119m³/s。区内发育有若干条季节性溪沟，由于距离煤层垂高较大，对煤矿开采影响不大。

矿区大部分主要可采煤层位于其最低河床标高（1625m）以下，由于矿区离河流有一定距离，西部最小距离68m，北部最小距离75m，加之边界煤柱，在开采过程中，淤泥河对矿井进行充水的可能性较小。

3.2.7 现有矿井排水系统及排水能力

该矿井选用MD85—45×7离心泵3台，水泵流量85m³/h，扬程315m，防爆电机功率为132kw。正常涌水量时1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水量时2台同时工作，1台备用，满足排水要求。

第三节 矿井水患评价及防治水主要问题

3.3.1矿井水患类型

通过矿井充水因素、充水途径及矿井涌水量等综合分析，矿区范围内存在的水患类型主要为：

1）老空区透水造成的矿井充水。位于煤层浅埋区采煤时，采动裂隙有可能与老窑积水区沟通，造成老窑积水溃入坑道。老窑、采空区、邻近矿井积水是矿山主要水害。

2）地表水通过构造破碎带、构造裂隙通道对矿井进行充水。

3）大气降水充水。在雨季由于地表积水较多，沿风化裂隙渗入井下的水量较大，在枯雨季节由于地表积水较少，沿风化裂隙渗入井下的水量较小，因此，雨季时水患对矿井的威胁程度较大，枯季时水患对矿井的威胁程度较小。

4）随着开采深度的增加及开采扰动，上覆地层岩溶水及地表溪沟水有可能通过断层破碎带及采动裂隙渗入矿井。

5）断层水及陷落柱水

矿区内其它隐伏断层造成强含水层与煤层拉近或对接而造成矿井突水的可能性较大，对矿井充水影响较大，当井巷穿越或接近断层时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，有利于大气降水的渗入，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象，应采取切实有效的过断防治措施。

6）顶板裂隙水造成的顶板充水。

3.3.2矿井水患威胁程度

表3-2 水患威胁程度分析表

综上所述，老窑水、采空区积水、顶底板裂隙水、断层构造水、地表河溪水是该矿井主要水患，矿井防治水仍是该矿井灾害防治重点，必须引起高度重视，切不可大意。

3.3.3矿井突水淹井危险性分析

矿井突水水源是飞仙关组岩溶水和老窑积水、断层水构造，飞仙关组岩溶水以顶板突水方式进入井下淹井，老窑以巷道穿透采空区方式进入井下淹井，断层通过切穿上下含水层而导致淹井。

1）煤层底板含水层突水淹井危险性分析

矿区开采煤层大部分位于淤泥河最低侵蚀基准面+1625m标高以下，茅口组（P₂m）与上覆含煤地层宣威组（P₃xn）之间有345m厚的相对隔水层峨眉山玄武岩组（P₃β），故矿井无茅口组底板突水水患威胁。

2）煤层顶板含水层突水淹井危险性分析

（1）矿区内第四系（Q）孔隙含水层

厚0～20m。主要为砂粘土夹碎石，大部分较密实，少部分结构松散，含少量孔隙水。矿区内未见泉水点，该层厚度不稳定，富水性弱，局部具隔水作用，对矿坑充水无影响。

（2）飞仙关组（T₁f）岩溶裂隙含水层

分布于矿区南部，该含水岩组总体为岩溶裂隙含水层，主要含岩溶裂隙管道水，富水性中等，但不均一。浅部（露头区）为潜水区，顺走向地下水由潜水转为承压水。属碳酸钙型水，可作为饮用水。。由于下伏隔水层的阻隔，该含水层对矿坑充水无直接影响。与主要可采煤层无导水断层沟通，采动前对矿坑充水影响较小。为矿区间接充水含水层。

综上所述，该矿煤层顶板岩性富水性弱，煤层顶板不存在高承压含水层，发生顶板突水的可能性较小。

该矿采用走向长壁后退式采煤法开采，开采煤层层间距较小，在煤层开采时，采、掘工作面均受老窑水威胁。故而，本设计要求在采掘过程中严格执行探放水措施，并疏干老空水，确保采掘工作安全进行。因此，严格执行探放水及疏排水措施后，矿井不存在老空水突水淹井危险。

矿井在采掘过程中严格执行探放水措施，如遇导水（含水）断层时，须按规定留足保护煤层，并且严禁开采保护煤柱。因此，严格执行探放水及疏排水措施后，矿井不存在断层水突水淹井危险。

因此，矿井在采掘过程中要坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”，以及“有疑必停”的原则，防治突水事故的发生。

3.3.4目前采取的防治水措施及存在的主要问题

通过计算，矿坑涌水量较大，矿坑地表河溪水补给充水，针对不同的水患类型，需采取相应的防治措施。

1、针对老窑、采空区积水造成的矿井充水，建议矿方在老窑可能积水区域附近留设足够防水煤柱，根据实际涌水量的大小，井上配备相应能力的抽排水设备及备用的抽排水设备；当巷道掘进至采空区附近时，建议先探后采，先确定采空区内是否有水、水量大小、是否需要进行抽排水等，一定要先探明，再确定是否开采。

2、针对大气降水，在地表主要径流地带修建排水沟、防洪沟，将地表水引出矿区排泄，从源头上减少大气降水及地表水的入渗。

3、疏水降压是指煤层顶板或煤层含水层的疏干，以及煤层底板含水层的降压，使底板含水层水压降低至采煤安全时的水压。根据该矿井的水文地质条件，矿井一采区基建时期和投产初期巷道不过强含水层，因此现阶段暂不采取疏水降压措施。后期要根据实际情况，采取针对性措施。

4、对主要含水层建立地下水动态监测系统，进行地下水动态观测、水害预报。

5、配备足够的探放水设备及注浆堵水设备。

6、对矿井采掘所影响到的各含水层、节理裂隙带，必须做出水文地质评价，进行提前预报，以便采取相应的防治水措施。

7、主要巷道尽量布置在相对隔水层或弱含水层中，设计合理的过断措施。

8、加强水患排查，建立水患排查制度，积极落实整改措施，确实做到预测预报、超前探放，及时消除隐患。

9、做好天气预报和气象观测记录，尤其是雷雨季节。在雷雨天气发生前，必须在三条井筒处设置防洪黄土袋，防止地表泄水溃入井下。

10、加强排水设施检查维修，确保水泵能够正常运转，并配备备用水泵，以防坏泵。

11、加大地面巡查和井下排查，加强井下排水能力监测，发现排水量增加时，及时分析出原因，采取针对性措施。

12、加强井口防滑坡、防崩塌治理，及时打设挡土墙，保证井口安全。

总之，矿井防治水工作应当坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”原则，采取“防、堵、疏、排、截”的防治措施。

第四节 矿区水文地质复杂程度及类型

矿区地表水体主要为矿区北部淤泥河，地形起伏较大，沟谷纵横，地形有利于地表水排泄，地表水排泄条件较好，地下采空区面积较大且有不确定性，矿区内主要可采煤层大部分位于当地最低侵蚀基准面之下，矿床直接充水含水层宣威组富水性弱，间接充水含水层飞仙关组等富水性中等～强，矿区应属以顶板基岩裂隙水直接充水和上覆岩溶水间接充水的裂隙～岩溶充水矿床，水文地质条件复杂程度为中等类型，水文地质勘探类型属Ⅱ类2型。

第四章 水文地质补充勘探工作

根据矿井水文地质类型和具体条件，结合以往水文地质工作，本次矿井水文地质补充勘探工作综合运用水文地质补充调查、地球物理勘探、简易抽（放）水试验、地下水动态观测、采样测试等各种勘查技术手段，积极采用最新的DUK-2A高密度点法，完成勘探工作。本次矿井水文地质补充勘探工作包括勘探矿区在内的区域地下水系统进行整体分析研究。矿区以外区域以水文地质测绘调查为主，以内以DUK-2A高密度点法、简易抽（放）水试验等为主。本次矿井水文地质补充勘探工程量布置，基本满足防治水工作要求和相应的工作程度要求。

接受委托后，我公司立即组织技术人员成立项目组，于20##年2月1～5日开展野外水文地质勘探，包括该矿井所处的水文地质单元区域范围内的水文地质调查、老窑调查、井巷调查、泉井调查等；20##年2月6日转入室内资料综合整理、编制，20##年2月9日完成水文地质补充勘探报告编制工作。本次工作共投入以下工作量：

1）完成1：2000矿区水文地质调查约1.362km²；

2）收集勘探区降水量、蒸发量、气温、气压、相对湿度、风向、风速、历年月平均值、两极值等气象资料；

3）调查由于开采活动或地下水诱发的地面塌陷、地裂缝、水位下降、井泉干涸、水质恶化、崩塌、滑坡等地质灾害；

4）调查地表水体情况、井泉情况、老窑情况、生产矿井情况、周边矿井情况；

5）编制矿井综合水文地质图1幅（1:2000）；

6）编制矿井水文地质剖面图1幅（1:2000）；

7）编制矿井水文地质柱状图1幅（1:500）；

8）编制矿井区域水文地质图1幅（1:20000）；

9）编制矿井充水性图1幅（1:2000）；

10）编制矿区水文地质补充勘探报告书1份。

第五章 DUK-2A高密度点法

本次物探勘察范围由业主方圈定，范围为矿界范围。勘察目的是在详细收集矿区已有地质资料的基础上，开展物探工作，为矿山生产提供参考依据：

1）探测勘察范围内采空区的垂向及平面分布情况；

2）进一步了解矿区布设的测线范围内隐伏的不明岩溶构造，如隐伏断裂、地下暗河、岩溶空洞或溶蚀破碎带；

3）大致查明矿区含水层、隔水层的分布及厚度变化特征；

4）并了解含水断裂构造的分布特征。

针对上述探测目的，本阶段采用世界上先进的DUK-2A高密度点法进行探测，外业工作于20##年1月13日进场，20##年1月20结束，共完成了矿区范围内7条控制性物探测线的测试工作，物探工作布置详见附图《大河煤矿物探成果及平面布置图》，主要完成外业工作量见表5-1：

表5-1 主要完成外业工作量表

工作中严格按照《煤田电法勘测规范》（MT/T898－2000）以及相关技术与质量要求进行。本次勘察所用的地形图、设计图及测量使用的控制点资料均由大河煤矿提供。

第一节 工作方法及特点

（1）基本原理及仪器设备

该项工作进行了高密度电法测量系统，其实质为高密度直流电阻率测量，一个排列最多可打120根电极。根据不同的需要，可布设90根、60根、45根和30根。讫今为止，根据该区工作实际情况，我们选择了温纳、微分、施贝、偶极四种实验，结果发现温纳装置效果是最好的，其它装置受地表不均匀、旁侧干扰等因素影响较大，效果不甚理想。

温纳装置是不同深度的对称四极剖面装置，设备允许的最大隔离系数为32，点距可根据勘探深度和密度需要自由选取，一般选10m。

在野外工作中，高密度电法具有快速、高效、经济的特点，一般情况下，一个工作日可完成2～3个排列的野外测量工作，采集1000～1500个数据。

数据处理工作采用专门的软件完成，先进行突变点剔除工作，再根据需要，进行数据圆滑处理和地形改正，最后通过剖面反演，绘制出电阻率成像剖面图。如下图5-1：

   A  　　　　 M     　　　　N    　　　　　B

     ．．．．．．      ．．．．．．        ．．．．．．           ．．．．．．             

  １      17           33            49                        60

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．．．．．．

　　　　　．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　．　．．．．．．．．．．．．．．．．．

　　　　　　　　　 ．．．．．．．．．．．．．．．．．

 

图5-1电测深法工作原理图

在电测深法中，最常采用的是对称四极装置。AB为供电电极、MN为测量电极，它们对称于观测点O布置。工作时，AB/MN按某一固定比值变化，即从最小电极距变化至最大电极距，每改变一次AB，相应观测一次和，计算出视电阻率值。根据每个测点观测结果，可绘制出以为横坐标，为纵坐标（采用双对数坐标系）的电测深曲线。通过两个水平电性层的地电断面为例，来说明电测深法的物理实质。首先设厚度为、电阻率为的第一电性层之下为电阻率为的基底岩层，且，层相对于层的厚度视为无限大。当用较小的供电电极距测量时，根据勘探体积概念，认为该装置是处于均匀介质中（相对电极距大小来说，下部高阻基底岩层埋藏较深，此时电流不受高阻层的影响。根据视电阻微分形式关系可得：

=（曲线1段）

式中，；。

当增大供电电极距时，电流向下穿透深度开始增加，即勘探深度加深，高阻层开始影响电场的分布。由于高阻对电流的排斥作用，使增大，，则>。随着的继续增大，介质的影响愈加明显，也愈来愈大（曲线2段）。

 当，相应的勘探体积主要为第二层介质充满，而第一层介质在整个勘探体积中仅占很小比例，所以介质在影响场的分布问题上起主导作用。可以证明，此时得到的视电阻率值趋于第二层真电阻率，即→（曲线3段）。

 值随变化的关系曲线称电测深曲线。曲线的变化规律反映了垂直深度上断面的变化，利用曲线可确定层厚和层电阻率值。当地电断面类型不同时，曲线形状也不相同。

本次工作采用断面测深技术，其与常规测深技术的最大区别在于，断面测深技术是把整条测线的数据当成一个整体进行分析，即二维层析成像分析。

（2）野外工作方法

本次高密度电法测量前，测量中对导线的绝缘性和完好程度进行了严格检查，施工中按要求对导线长度和完好度定期进行检查，确保供电和测量导线满足规范要求。

野外观测时，每点观测始末检查供电电流的稳定性及漏电与否，发现问题，及时处理。对观测中出现误差较大的点或极距，均在现场查明原因，对于因地形变化而造成的畸变点，在原始纪录上注明，供资料处理和分析时参考，并结合实际情况进行修正。

测量采用高精度GPS进行放点，各测点均按施工坐标进行定点。接地条件不良地段均采用浇水或敷泥的方式进行改善接地条件测量。

工作中确保相邻测点距限差＜4%、实测剖面方向差＜5°，方进行观测；

对有疑问的观测数据进行检查和重复观测，保正观测数据准确、可靠。

（3）干扰及消除

由于受外界的干扰也比较大，高压电线、民用电线、工业生产活动、交通活动、天气的强烈变化等一系列影响着大地天然磁场的现象都会影响到电导率成像系统的使用效果。

勘查区域交通基本无干扰，民用电线离测线不远，这些是本次勘查的主要人文干扰。在测试时段内，气候复杂多变，天气以阴雨为主，给测试工作带来了一定的难度，同时在一定程度上影响了数据的采集质量。

由于以上干扰都是客观存在，不能排除的，只能采取增加测量叠代次数的方法来减少系统误差。

（4）测点布置

由于地形起伏对高密度测量数据的影响也非常大，所以根据协议要求，结合矿区实际地形起伏情况，本次物探工作在地形起伏较小、坡度较缓处共布置了7条剖面，剖面起伏点是采用高精度eTrex手持GPS卫星定位仪导航定点，点位误差为±5m。

第二节 工程地球物理条件

地球物理条件是指应用物探手段解决地质问题的各种充要条件。地球物理勘探的前提或依据是被探测体的物性差异，常表现为岩体的电、磁、弹性波速等物性参数。本次勘探目的主要是初步查明煤矿矿区布设的测线范围内隐伏断裂及采空区情况，如隐伏断裂、构造破碎带、充水老硐等异常。本次物探采用的物性参数为视电阻率值，通过对矿区内岩（矿）石和部分异常体的电性参数进行测试，根据以往相同地层电性资料和现场测试资料统计，测区内各岩、土体电性参数如下表5-2：

根据地层岩性及水文地质条件分折：

（1）矿区内的地层岩性较为复杂，根据电阻率的高低，将其归并为三类：石灰岩、硅质岩，电阻率高；粘土岩、煤层电阻率相对较低；含水节理裂隙、破碎带，含水岩溶裂隙发育带电阻率最低。

（2）裂隙发育带是地下水富集、运移的场所，相对完整基岩为低电阻率区。

根据上述电性差异使用以电阻率差异为物理前提的电法物探查明含水裂隙发育带的位置及大致埋深是可行的。

表5-2 岩（矿）石电性参数

第三节 异常特征与成果分析

5.3.1资料分析解释方法

资料整理是依据实测数据经Geogiga RTomo软件计算为各测点电阻率值。再经二维电阻率成像生成拟视电阻率断面图。在资料的处理过程中，对信号值低、干扰大的晚期测道数据进行了适当修改，但深部仍有相当一部份数据质量相对较差，因此，本次只对埋深0～250 m的异常进行了划分和解释。

（1）定性解释

在电阻率成像剖面图绘制完成后，即可在剖面上圈出异常区和正常区。如上所述，研究富水区，主要是研究低阻异常。所以一但发现低阻异常出现时，就应该对其加以分析、鉴别和解释，以便将非岩溶所致的低阻异常加以排除。在此过程中，进行认真的地质调查和研究，在有钻孔资料的情况下，仔细对照钻孔资料。如果发现非常明显的高阻异常，则建议钻孔揭露验证，以便确定是大型空洞还是完整基岩。

对已确定的低阻异常，根据其形态，结合地质调查和分析，对其类别、形态和发育规律作出定性描述。

（2）定量解释

高密度电法资料最大的缺点就是定量解释的困难，尤其对于岩溶勘察来说，更是如此。

但是，在确定的岩溶异常位置，再布置适量的常规电测深工作之后，对岩溶的埋深及发育规模进行定量～半定量解释是可行的。同样，定量解释工作也不应脱离钻孔资料、地质调查和分析而孤立进行。

同时，应该说明的是，地面电法工作，包括过去的常规电法，其定量、半定量解释，对于岩溶对象而言，通常只是一种宏观解释，而不是对具体的某个“溶洞”或“落水洞”的解释。

5.3.2异常区划分及特征

异常的划分主要依据测线的视电阻率断面图。视电阻率等值线图的高值区为正常背境值区，低值区为异常区。根据上述视电阻率值的大小及异常在剖面上的深度，将测区的异常划分为二类：

（1）近地表（埋深小于50m）零星分布的低值异常：该类异常一般宽度大于其下延深度。

（2）有一定埋深（顶部埋深大于50m）且向下延伸较大的低值异常。

5.3.3异常区圈定原则

根据一般规律，在高阻地质体上，视电阻率等值线呈现圈闭的高值异常，如果高阻地质体埋藏较浅，或规模较大，等值线圈闭明显，圈闭范围较大，等值线浓密；反之，埋藏越深，或是规模较小，等值线圈闭明显，圈闭范围较小，等值线稀疏。高阻地质体异常一般由致密坚硬的灰岩、溶蚀空洞所引起。在等轴状或似等轴状低阻地质体上，视电阻率等值线往往呈现圈闭的低值电阻异常，如果埋藏较浅，或规模较大，等值线圈闭明显，圈闭范围较大，等值线浓密；反之，若埋藏较深，或规模较小，等值线圈闭不明显权比范围较小，等值线稀疏。对直立的或倾角较大的板状低阻地质体，视电阻率等值线往往曾向上凸起的低值异常，如节理裂隙异常等。低阻异常一般有节理裂隙、地下水、硅质岩及煤层底板粘土岩层引起。异常下限没有固定的数值，它是根据物探观测数据在异常体上的变化特征，结合地质规律和工作经验综合分析后确定，只是反应了地质体分部的大致位置和形状，不能确定地质体的具体边界。

5.3.4异常区分类

根据异常的不同特征，将矿区的物探异常分为以下几类：

①节理裂隙异常；

②含地下水岩溶管道异常；

③岩溶空洞异常；

④采空区异常。

5.3.5异常特征及推断解释

根据本次物探工作的目的，其中节理裂隙、含地下水岩溶管道、岩溶空洞是异常推断解释的重点。

1、含水地下岩溶管道异常

在该矿区7条物探剖面上有地下水岩溶管道异常13个。岩溶管道异常特征为节理裂隙异常中有低阻圈闭的异常存在，视电阻率值较低。岩溶管道异常产生的原因是岩溶管道中存在地下水。各岩溶管道异常特征详见表5-3所示。

     表5-3含地下水岩溶管道异常统计表

第四节 水患预测区的划分及分布

5.4.1水患预测区

水患预测区是指有可能对采矿作业人员、场所构成威胁的地下水相对富集的区域或地段。一般来说，地下水主要赋存于断裂带、岩溶管道、含水岩层以及采矿老窑中。这些地下水相对富集的区域就称为水患预测区。水患预测区的物探异常特征，主要表现在以下几个方面：

1、断裂带异常多，且分布密集。

2、岩溶管道异常多，且呈管网状分布。

3、个别低电阻率异常分布无地质规律可循，但与采矿老窑位置基本吻合，推测引起异常的原因为已废弃的采矿老窑中积蓄了大量的水。

5.4.2水患预测区危险性程度的划分

按水患预测区的危险性程度划分为三个级别，即轻度水患预测区、中度水患预测区和重度水患预测区。

1、中度水患预测区的特征

物探测量结果显示出老窑采空区较集中、含地下水岩溶管道异常明显，裂隙异常带明显（多数为层间节理、裂隙），下切深度有限，少数节理、裂隙切穿煤系地层，地下水异常位于煤层的上覆或下伏灰岩地层中，距煤层有较大的距离，上覆、下伏地下水异常没有穿越煤系地层，上下不沟通。岩层结构正常，煤层顶底板（直接隔水层）厚度走向上变化较小，煤系地层中节理、裂隙结构不发育，在该区域进行采煤作业时发生突水事故的可能性较大。

2、重度水患预测区的特征

①物探测量显示出有大量的含地下水岩溶管道异常，裂隙异常带存在，而且裂隙异常带切穿煤层向茅口组灰岩中延伸，使煤层上覆与下伏地层中的地下水上下沟通成为可能；

②岩层结构不正常，煤层顶底板（直接隔水层）厚度走向上变化较大，煤系地层中节理、裂隙发育，采矿坑道掘进到此区域，其顶板易出现漏水、坍塌等现象；           

③其部分区域的煤层大部分低于当地潜水面100米标高之下，静水压力增大，在结构薄弱地带发生突水的可能性增大。在该区域进行采煤作业时发生突水事故的可能性大。

5.4.3矿区不同程度水患预测区的分布

根据上述划分原则，结合物探异常特征、水文地质勘查情况，将矿区勘察范围内分为轻度水患预测区、中度水患预测区和重度水患预测区。根据矿区煤层顶、底板岩性及地层结构，物探低阻异常的分布位置，推测的地下水位高程，初步划分为三个区域：

1）轻度水患区（标高1692ｍ以上区域）

该区位于推测的地下水位（标高1692ｍ左右）之上，物探发现明显的低阻异常区域为3个，但这些水患区域面积不大，剖面深度不深，含水量不大，推测存在的主要水患为地表水及采空区积水沿局部发育节理裂隙渗入。

2）中度水患区（标高1692ｍ以下区域）

该区位于推测的地下水位（标高1692ｍ左右）之下，由于地表水可沿该地段大量渗入地下，形成富水区域。此标高以下，为中度水患区域，含水量大；煤层底板下茅口灰岩中有岩溶地下水的主要运移通道，岩溶顶板受破坏后有突水危险。

3）高度水患区域

该区域位于剖面3、6的中部和7右下部区域，中部岩溶构造、岩溶空洞和老空区，断裂构造发育，且为强含水性，上部地表水与下部富水区域具有贯通现象，形成岩溶管道，使上部地表水能经岩溶管道补给到下部的岩溶空洞和采空区，此区域属水害重点防治区域。建议在此段应进行重点防范，做好探水、防水、排水等工作。

第六章 矿坑涌水量预测

矿井各含水层与地表水体之间水力联系较弱，故比拟法所预测的矿井涌水量具有一定代表性。本次实地调查主要在矿井内水仓处测试矿井实际涌水量，并做简易抽水试验，主要是深部巷道顶板淋水量和浅部老空区来水量，矿井工作面无涌水量，涌水量大小与大气降水关系密切。

矿井目前采空区面积F₁264588m²，预测矿井最大采空区面积F680000m²；实际矿井水位降低S₁111m，预测矿井水位降低S240m，实际矿井正常涌水量18.5m³/h，实际矿井最大涌水量29.7m³/h。

根据附近同类型矿床，采用比拟法进行估算未开采区域的矿井涌水量：

式中：Q—预测矿井涌水量（m³/h）

Q₁—矿井现状实测涌水量（m³/h）

F—矿区开采面积（km²）

F₁—现状矿井实际采区面积（km²）

S—预测未来地下水位下降值（m）

S₁—矿区现状水位降深值（m）

表6-1 大河煤矿矿井涌水量估算成果表

根据计算结果，预测矿井未来正常涌水量为43.61m³/h，最大涌水量为70.01m³/h。此矿井涌水量预算是在正常情况下计算得出，未考虑矿井承压水突水、上部采空区充水及今后开采时岩石裂隙的扩张与上（覆）含水层或地表溪沟水沟通及降雨极值等引起的流量变化。因此，矿井疏排水设计时应充分考虑上述因素的影响，并在今后生产中及时修正涌水量值，合理选择排水设备。

第七章 矿井防治水工作的思路与方法

1、坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，采取“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。

2、定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图上标出其位置、开采范围、开采年限、积水情况等。

3、针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报。

4、井巷在掘进过程中必须先探后掘，掌握前方及上方采空区的水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确定安全后再向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程图上。井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。

5、在采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

6、井下和地面排水设施保证完好，井下主、副水仓、沉淀池、水沟要及时进行清理，每年雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。

7、应加强对地面小窑、老窑的调查并标注在实测的采掘工程图中，划定其探放水红线，在接近探放水线时，必须采取探放水措施。

8、必须先查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立疏水、防水和排水系统。

9、工业场地内建筑物，必须修筑防洪沟渠或采取其它防、排水措施。

10、留设采区及井田边界隔离防水煤柱；在断层两侧，必须按规定留设足够的断层煤柱，在条件不具备时，不得进入防水煤柱采煤；以煤层导水裂缝带高度为基础参数，加上一定安全系数，留设“三砂”防水（防砂）煤岩柱。

11、如在勘探中发现有陷落柱，则必须查明陷落柱的水文地质要素（包括陷落柱顶面到达的岩（煤）层高度、陷落柱定位、对煤层开采的影响程度，陷落柱的导水性、水压、预计的涌水量等），据此经技术经济比较采取留设防水煤柱、井下或地面注浆堵水、井下探放水等措施。

12、矿井在建设和生产过程中，要特别注意未探明的断裂构造构成含水层与开采层的水力联系引起水灾事故。

13、如果井口附近及塌陷区内的地表水体有可能溃入井下，应遵守下列规定：

①严禁开采煤层露头线的防水煤柱。

②容易积水的地点应修筑沟渠排泄积水。修筑沟渠时，应避开露头、裂隙和导水岩层，特别是低洼地点不能修筑沟渠排水时，应填平压实，防止积水进入井下。

③排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再次渗入井下。

④对漏水的排洪沟，应及时堵漏，地面裂缝和塌陷必须填塞，填塞工作必须有安全措施，防止人员陷入塌陷坑内。

14、配备EM-3瞬变电磁仪2台，用于井下全方位探测水（既可用于掘进头前方，也可以用于巷道侧帮，煤层顶底板探测）。

①探明水文情况后，根据水文情况的复杂程度，确定是否掘进和回采。当探明存在承压水或地下暗河的区域，并对煤层掘进和回采构成威胁的区域，严禁掘进和回采。

②当顶板、前方、侧帮有水体存在，并影响安全掘进和回采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。

③当底板有水存在并影响安全掘进和回采时，需采用注浆堵水的措施。

第八章 结论及建议

第一节 结  论

1、通过本次工作，初步确定了盘县淤泥大河煤矿为以顶板裂隙水直接进水和岩溶水间接进水的裂隙～岩溶充水矿床。矿区水文地质条件复杂程度为中等类型。矿区水文地质勘探类型属Ⅱ类2型。

2、初步确定矿井充水水源为：大气降水、宣威组碎屑岩基岩裂隙水和上覆飞仙关组岩溶水、老空积水、断层破碎带水及地表河溪水。

3、初步确定矿井充水主要途径为：直接充水含水层的岩石原生节理裂隙、采动裂隙、老窑采空区巷道、构造裂隙。

4、初步确定矿区主要水患类型为：大气降水充水、地表水通过构造裂隙及采动裂隙通道对矿井进行充水、老窑采空区积水造成的矿井充水、上覆基岩裂隙水和岩溶水造成的顶板裂隙～岩溶充水。

5、矿区总体为单斜构造，预测矿井正常涌水量Q_正常≈43.61m³/h，, 矿井最大涌水量Q_最大≈70.01m³/h。

6、根据物探成果将矿区分为轻度水患预测区、中度水患预测区和重度水患预测区。

7、根据物探勘测成果，针对不同的异常所反映的地质现象，在采煤过程需要采取一定的安全措施，以降低水患的危险：

1）裂隙异常带含水，水量较小，但其延伸较深，在煤矿开采至此地段应加强雨季的防水工作。

2）煤层条带中出现的相对低阻闭合圈异常，推测为老窑采空区含水，水量中等，建议在此段进行煤矿开采过程中做好防、探水措施。

3）剖面中出现的相对高阻闭合圈异常，推测为无积水采空洞，建议在此段进行煤矿开采过程中做好抽、排水措施，以防后期积水。

4）该煤层上部灰岩发育有含地下水岩溶管道，因此在采掘过程中尽量不要击穿灰岩，做好防、探放水措施。

5）采掘巷道尽量不要布置在物探积水边界线内。

第二节 建  议

1、因矿井水患具有突发性、危害程度大等特点，建议矿山应当按照本矿井的水害情况，配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍。

2、矿山在生产中应加强矿井水监测，一旦发现异常，应及时分析，弄清问题后再开采，切忌盲目开采。

3、矿井作探水工程时，必须编制专门的探放水安全技术措施，并落实到现场。

4、大河煤矿属顶板裂隙水直接进水和岩溶水间接进水的裂隙～岩溶充水矿床，在开采过程中除要注意顶板裂隙带，还需注意断层影响的部位，在采掘过程中要探水，防止水患发生。此外，因老窑开采历史悠久，采空区规模较大，老窑积水情况不明，建议矿山开采时，对老窑是否需要进行抽排水等，一定要先探水，再确定相应防治措施，并留足防水煤柱。

5、为防患于未然，该矿山在开采煤层之前，必须做好顶、底板突水勘查，详细探明矿坑突水的突水量，避免突水危害。

6、矿山必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施。

7、由于矿山采空区面积较大，煤层地表露头附近老窑破坏严重，且老空区对该矿有充水作用，建议煤层露头位置按风氧化带向深部推50m、老窑采空区按采空区边缘向深部推50—100m范围划为可能充水区,再留设防水煤柱，并编制《矿井水文地质类型划分报告》、《防治水专项整治实施方案》、《矿井雨季“三防”应急预案》，对采空区面积、范围、积水量及岩层富水性有进一步掌握。

8、制定水害避灾路线，并让每个矿工所熟悉。

9、鉴于矿区内隐伏断层较多，建议矿方采用经济合理的开拓方式开采，以提高安全性。

10、继续做好地面防治水工作，尤其是每次大雨、暴雨期间和雨后，必须派专人检查矿区范围内溪沟水位、有无裂缝、塌陷、沉陷和积水、漏水，发现问题，及时处理。

11、本次补充勘探仅针对现有矿区范围及准采标高范围进行。若今后扩大矿区范围、延深准采标高，必须补充开展水文地质调查工作。

12、建立防治水机构，完善水害防治技术管理制度。

13、认真做好16种矿井防治水基础台账，按时向有关部门提交煤矿防治水专项治理情况表。

14、因物探方法作为一种从地表间接探测地下的手段，存在一定的多解性与局限性，再加上物探测量为剖面式测量，探测成果不能完全覆盖整个矿区，只能示意性的对水患区进行圈定，因此在生产前，需加强矿山采空区及构造富水性的钻探验证，生产过程中需加强矿山水文地质监测工作，以便指导矿山的安全生产。

15、根据物探测试，在矿区煤层露头线附近，老煤窑或采空区积水点较多，井下开采可采煤层时，老窑水或采空区积水对矿井产生涌水或突水的可能性大，导致灾害性的破坏；因此，生产过程中必须采取相应的疏水降压措施：

1）疏水降压地点、方法的确定

由于各积水点或含水层含水的不均匀性，增加了开采煤层时突水的危险性，因此矿井生产期间应加强水文地质工作，对具突水危险性区域，应及时进行探放水，以保证矿井生产安全。

疏水降压地点主要是在煤层开采时从采区巷道底板及顶板打疏放水孔放水降压，采用探水钻机进行探水，具体布置应在专门的疏放水方案中确定。

2）疏水降压设备选择

疏水降压设备与井下探放水设备共用，不铺设专门管道，井下疏水通过水沟自流至工业场地矿井水处理站。

3）疏水降压的措施

a）疏水降压利用疏水钻孔降低水头压力。

在工作面巷道掘进期间，在适当位置施工疏水降压钻孔。钻孔一般施工在设计疏放安全水压线与设计的疏水巷道中间部位。贯穿整个含水层，钻孔施工完毕后即可对承压含水层进行疏水降压，同时定期进行涌水量、水压的观测，检查验证疏水降压效果。直到把水位降至安全水头值以下。

b）施工专门疏水巷道。

对于水压大、含水丰富的承压含水层，只通过疏水降压钻孔难以达到疏水降压效果。为了保证疏水达到降压之目的，需要在工作面切眼下方施工专门疏水巷道。

4)不能疏水降压时防止淹井的措施

本井田开采初期是以大气降水和弱含水层为主要充水水源，水文地质条件为中等矿床。后期随着巷道的延伸，雨季地表水渗透较大，需预备足够的排水设施，以减少充水水源对井巷的危害。

16、井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水；对主要含水层建立地下水动态观察系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。

17、在施工过程中，加强对作业面的监测，一旦发现采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突出预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

18、在开采过程中如遇下列特殊地质现象，应引起高度重视，必须先探明水文情况，并根据水文情况的复杂程度，确定能否开采：

①煤层被错动地段；

②煤层顶板节理、裂隙发育地段；

③煤层顶板遇溶洞地段；

④煤层遇底板灰岩喀斯特突起地段；

⑤煤层整体破碎，完整性差的地段。

19、掌握相邻矿区的开采情况及其井下水文地质情况，预防矿区及周边矿区采空区老窑积水，以利于指导本矿的安全生产。