解決方案]貴州萬海隆礦業(yè)集團(tuán)三岔溝煤業(yè)有限公司聯(lián)合試運轉(zhuǎn)方案(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 m3/s，最大洪峰流量 4660 m3/s（ ），最小流量 m3/s（ ），年水位變幅 ，多年平均 ，為煤礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面（ 1300m）。 礦床水文地質(zhì)條件 （ 1）水文氣象 三岔溝煤礦為典型的巖溶地貌和碎屑地貌，礦區(qū)內(nèi) 地勢總的趨勢是 北西 高 東低， 最高標(biāo)高 （大扁坡山頭），最低標(biāo)高 1500 .0m（河坪村溪溝）；最大高差 ，相對高差一般約 150200m， 植被 較 發(fā)育， 屬中高山丘陵地貌。 礦界范圍 位于地表分水嶺附近，地表水系 僅 發(fā)育季節(jié)性溪溝 。溪溝冬春秋季干枯，夏季 一般流量小于 5L/s， 最大洪水流量 3m3/s。區(qū)內(nèi)最低侵蝕基準(zhǔn)面為1300m，據(jù)調(diào)查觀測資料，表明溪水 與降雨關(guān)系密切，同步性強(qiáng)。 礦區(qū)屬亞熱帶季 風(fēng)溫濕氣候，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，無霜期 220天，平均年日照 1150 小時。根據(jù)水城縣氣象局資料，從 1992 年至 2020 年最高氣溫 ℃（ 1994 年 8月 5日），年最低氣溫 ℃（ 2020 年 1月 31 日），歷年平均氣溫14℃。歷年平均降水量 （ 1992 年 — 2020 年），隨著年平均氣溫的升高，年平均降雨量也隨之增加，雨季為每年的 410 月，降水量多達(dá) ，占全年的 81%，日最大降雨量 。日最大蒸發(fā)量 （ 1996 年 7 月 1 日），月最大蒸發(fā)量 （ 1992 年 8月），年蒸發(fā)總量為 ，平均相對濕度82%。 大氣降雨是地下水的主要補給來源。 （ 2）含（隔）水層特征 礦區(qū)內(nèi)出露的含（隔）水層從新到老依次為第四系（ Q）、下三疊統(tǒng)飛仙組（ T1y）、上二疊統(tǒng)長興組（ P3c）與龍?zhí)督M（ P3l）、峨眉山玄武巖（ P3β ）、中二疊統(tǒng)茅口組（ P2m）。其水文地質(zhì)特征分述如下： 1）第四系（ Q） 以粘土、含礫粘土為主，零星分布，厚度 0～ ，含孔隙水，富水性弱。 2）飛仙組（ T1f） ： 據(jù)巖性及其水文地質(zhì)特征亦可分為二段： ①二段（ T1 f 2）：灰綠色、黃綠色粘土 巖，粉砂質(zhì)粘土巖與粘土質(zhì)鈣質(zhì)粉砂貴州省萬海隆礦業(yè)集團(tuán)三岔溝煤業(yè)有限公司聯(lián)合試運轉(zhuǎn)方案 15 巖、細(xì)砂巖互層；夾少量薄層灰?guī)r。厚 450m。厚度大于 200m。地表巖溶裂隙及縫合線發(fā)育，主要發(fā)育有 70O— 250O、 360O— 180O兩組方向巖溶裂隙；常形成串珠狀溶蝕漏斗、落水洞等巖溶景觀。調(diào)查井泉點 2 個（ S S2），測流量合計 L/S，最大泉流量 2. 13 L/S，泉水出露標(biāo)高 +1500～ +1600m，泉水流量動態(tài)變化大，屬水文氣象型，為山區(qū)分散居民之主要飲用水源。據(jù) 1： 20萬貴陽幅區(qū)域水文資料，抽水試驗結(jié)果表明：最大降深為 ，涌水量 L/s，單位涌水量為 L/s m，滲入系數(shù)為 ，地下水徑流模數(shù) 6. 67 L/S. km2，水化學(xué)類型為 HCO3Ca 型。含巖溶水，富水性強(qiáng)。 ②一段（ T1 f 1）：黃灰綠色、灰綠色中厚層狀粉砂質(zhì)粘土巖，細(xì)砂巖夾薄層泥灰?guī)r；頂板為中厚層砂巖，厚 116m。為基巖裂隙水，含水中等。 3）長興組（ P3c） ： 為灰色含硅質(zhì)、含燧石生物碎屑灰?guī)r，局部夾粘土巖，燧石為疙瘩狀或條帶狀，偶夾炭質(zhì)泥巖條帶，東部的頂部有 10cm厚的硅質(zhì)巖。厚 18～ 25m。該層常見裂隙溶洞、漏水嚴(yán)重。該層巖溶較發(fā)育，富水性中等，是礦 床開發(fā)時的間接充水層。據(jù) 1： 20 萬貴陽幅區(qū)域水文資料，抽水最大降深 ，涌水量 L/s，單位涌水量為 L/s m，滲入系數(shù)為 ，枯季地下水徑流模數(shù) L/S. km2，水化學(xué)類型為 HCO3Ca 型水。 4）龍?zhí)督M (P3l)： 巖性由細(xì)砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖、粘土巖、炭質(zhì)粘土巖、灰?guī)r和煤等組成，含基巖裂隙水，富水性弱 中等。根據(jù)巖性組合特征分為三個段。厚 326349m。據(jù) 1： 20 萬貴陽幅區(qū)域水文資料，抽水最大降深 ，涌水量 L/s，單 位涌水量為 L/s m，降水滲入系數(shù)為 ，枯季地下水徑流模數(shù) km2，水化學(xué)類型為 SO4Ca型。 ①第三段（ P3l3）、第二段（ P3l2）：由灰、深灰、灰黑色細(xì)砂巖、粉砂巖、粘土巖及燧石灰?guī)r、煤組成。含水微弱，為相對隔水層。 ②第一段（ P3l1）：以灰、深灰色燧石灰?guī)r為主，灰?guī)r中夾粉砂巖、粘土巖及煤組成。厚 4562m。該層常見裂隙溶洞、漏水嚴(yán)重，含巖溶裂隙水，富水性中等。 5）峨眉山玄武巖（ P3β ）：巖性為深灰、深灰綠色，風(fēng)化后常呈淺黃、黃褐色玄武質(zhì)熔巖，時夾硅質(zhì)巖、粘土巖。厚度 4560m。富水性較弱，是區(qū)內(nèi)主要的隔水層。能有效地隔止茅口組巖溶水進(jìn)入礦坑。 貴州省萬海隆礦業(yè)集團(tuán)三岔溝煤業(yè)有限公司聯(lián)合試運轉(zhuǎn)方案 16 6）茅口組 (P2m)： 該組巖層厚度大、地下水位埋藏深，巖溶裂隙較發(fā)育，不均一性明顯，含巖溶水，含水性豐富。據(jù) 1： 20 萬貴陽幅區(qū)域水文資料，枯季地下水徑流模數(shù) 68 L/S. km2，抽水最大降深為 ，涌水量 L/s，單位涌水量為 L/s m，降水滲入系數(shù)為 。茅口組之上的玄武巖、粘土巖等具較強(qiáng)的隔水作用，能有效地隔止茅口組巖溶水進(jìn)入礦坑，故在正常地質(zhì)構(gòu)造條件下，茅口組巖溶含水層對礦床開采無充水影 響。 （ 3）地表水與地下水、含水層間水力聯(lián)系 地表 發(fā)育有后寨水庫（在礦井范圍內(nèi) 3號拐點以南）及馬家屯、爛田壩、新寨、落水洞四條 季節(jié)性 充 溝。 東部礦區(qū)范圍內(nèi) 由于 玄武巖為 隔水層 ，在茅口組頂部間 的存在， 茅口組與各煤層 無水力聯(lián)系 ，其它各含水層與各煤層都有一定的聯(lián)系。 （ 4）生產(chǎn) 煤 井水文地質(zhì)特征 三岔溝煤礦為年產(chǎn) 3萬噸的生產(chǎn)礦井，其水文地質(zhì)特征為：始建于 1998 年，同年投產(chǎn)，主井標(biāo)高 1243m，以斜井方式開拓龍?zhí)督M K14 煤層，煤厚一般 ～，開采走向長 510m，傾向?qū)?200280 m，巷道控制最低標(biāo)高 1140m，運輸大巷主要布置在 K14 煤層底板中，走向長壁后退式開采，坑木支護(hù)，抽出式通風(fēng)，絞車提升。據(jù)坑道水文地質(zhì)調(diào)查，煤層開采時無淋水現(xiàn)象，僅局部地段有淋（滴）水現(xiàn)象， 實測礦坑涌水量 （ 20 6）， 調(diào)查礦井正常涌水量 m3/h、最大涌水量 m3/h， 礦坑充水主要來源于 龍?zhí)督M基巖 裂隙水， 大氣降雨是引起礦井涌水量動態(tài)變化的主要因素， 建井以來 未 發(fā)生過突水淹井事故 ，一般無底鼓現(xiàn)象，礦井水文地質(zhì)條件應(yīng)屬簡單類型。 另外據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局水源隊， 2020 年 11月在三岔溝煤礦調(diào) 查，調(diào)查礦井最小涌水量 m3/h、最大涌水量 m3/h。 原有民采老硐 LD LD4，始建時間已無從查證，老硐標(biāo)高為 1600 m、 1650m，以平井、斜井方式開拓龍?zhí)督M 17 號煤層，煤厚一般 ～ m、 ～ m，開采走向長 200m、 180m，傾向高 60、 55m，巷道控制最低標(biāo)高 、 ，現(xiàn)在已經(jīng)停產(chǎn)。 實測礦坑涌水量 、 L/S.（ 2020 年 5 月 7 月 ） 。礦坑充水主要來源于 龍?zhí)督M砂巖 裂隙水 、老窯水 ， 大氣降雨是引起礦井涌水量動態(tài) 變化的主要因素，礦井水文地質(zhì)條件亦應(yīng)屬簡單類型。 （ 5）地下水的補給、逕流、排泄條件 貴州省萬海隆礦業(yè)集團(tuán)三岔溝煤業(yè)有限公司聯(lián)合試運轉(zhuǎn)方案 17 區(qū) 內(nèi)的地形地貌特征、巖性及其巖溶發(fā)育程度控制了地下水的補給、逕流、排泄條件。區(qū)內(nèi)地勢較高， 煤層位于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面以上，飛仙組二段、長興組、龍?zhí)督M一段灰?guī)r 分布面積寬廣，巖層裸露， 第四系覆蓋層薄， 巖溶發(fā)育，大氣降雨難以形成 地表逕流 。礦區(qū)附近有 井泉 4個 ， 地下水天窗 2個，落水洞 5個，形成各自相互獨立的地下水補、逕、排系統(tǒng)，但總體有向東低洼處集中排泄的特點。各巖層 地下水主要接受大氣降雨垂向滲入補給，沿巖溶通道、溶蝕裂隙及 斷層 等途 徑由勢能高向勢能低的方向運動， 本區(qū)為 地下水的補給逕流區(qū)， 地下水總體是由西向東 逕流 ， 地下水以管道流集中排泄為特征； 長興 組、 龍?zhí)?組、 飛仙組等 含水層多 沿落水洞、溶蝕裂隙等 滲入，經(jīng)短距離地下逕流后排出地表 。 礦區(qū)南東溪溝 為 煤礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面，是礦區(qū) 地表水 與地下水 集中排泄區(qū) ，在該地區(qū)開采煤礦應(yīng)高度重視突水事故的發(fā)生。 綜上所述， 本區(qū) 礦床 西部 賦存于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面 之上 ， 東部 賦存于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面 之下， 礦床直接充水含水層為富水性 較弱的龍?zhí)?組 碎屑巖 裂隙含水層 ， 間接充水含水層為富水性 強(qiáng) 之 長興 組巖溶裂隙 、飛仙組巖溶溶洞 含 水層；節(jié)理、裂隙等 造成各含水層間產(chǎn)生水力聯(lián)系，推測斷層的導(dǎo)水性和富水性較強(qiáng)；大氣降雨是引起礦坑涌水量動態(tài)變化的主要因素。 故 本區(qū)屬裂隙充水 礦床 ，礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬 中等 類型。 礦坑涌水量預(yù)算 （ 1）礦坑充水因素分析 ： 煤層 賦存于 龍?zhí)督M二、三段中 ， 煤層 回采后的導(dǎo)水裂隙帶 最大 高度 多已波及至上覆的飛仙組巖層中，未來開采條件下煤層 直接充水含水層為富水性 較弱的龍?zhí)?組 碎屑 巖裂隙含水層 、 間接充水含水層為富水性 較強(qiáng) 之 長興 組巖 、飛仙組溶 裂隙含水層 ， 斷層的導(dǎo)水性和富水性較強(qiáng) ，大氣降雨是引起礦坑涌水量動態(tài)變化的主要因素 。 煤層的具體 充水條件可以從如下幾個方面進(jìn)行評述。 1）大氣降水 ： 礦區(qū)內(nèi)大氣降水是地下水的主要補給來源，泉水涌水量的變化與大氣降雨有著非常密切的聯(lián)系，一般情況下，雨季時涌水量增大，枯季時涌水量變小。可以預(yù)料，坑道內(nèi)不同季節(jié)的涌水量的變化或多或少都與大氣降雨有關(guān)。若開采過程中，采空塌陷范圍延伸至地表，大氣降雨會通過導(dǎo)水裂隙帶直接進(jìn)入礦坑使礦井的涌水量增大。礦區(qū)東部地區(qū)間接底板含水層茅口組以上有 4560m厚的玄武巖隔水層相阻，一般情況下，其內(nèi)地下水不貴州省萬海隆礦業(yè)集團(tuán)三岔溝煤業(yè)有限公司聯(lián)合試運轉(zhuǎn)方案 18 會進(jìn)入礦坑，大氣降水滲透是主要的補給來源。 2）老窯積水 ： 礦區(qū)內(nèi)煤層露頭線 一帶有大量老窯分布，采深不是很清楚，其坑道內(nèi)有大量積水。將來礦山的開采過程中，可能遇老窯，產(chǎn)生突水，對開采造成影響。 3）地下水 ： 將來礦山的開采過程中，大部可采或局部可采煤層以上含水層雖然富水性弱，但其內(nèi)的地下水可直接進(jìn)入礦坑，而成為煤層充水的直接因素，若采空塌陷影響到“飛仙組、長興組”間接頂板含水層，其內(nèi)地下水也將進(jìn)入礦坑，屆時該層中出露的大部分泉水點將可能被疏干而成為煤層充水的主要因素。節(jié)理、裂隙發(fā)育帶及飛仙組灰?guī)r都是導(dǎo)水性與富水性強(qiáng)，是本區(qū)地下水主要儲存空間和運移通道，將是西部采煤區(qū)主要的沖水因素。 4）地表水 ： 礦區(qū)內(nèi)的主要地表水體為 季節(jié)性 沖 溝 ，沖溝沿煤層分布區(qū)展布，部份高出煤礦開采標(biāo)高，將有可能對礦床的充水產(chǎn)生影響。 綜上所述，礦區(qū)主要充水源為地表水（特別是后寨水庫）、巖溶水、斷層水、老窯及整合前礦井采空區(qū)積水。 （ 2）計算方法 的 選擇 ： 煤 礦 區(qū) 位于地表分水嶺附近，根據(jù)礦床水文地質(zhì)條件及其 開采 礦坑充水因素分析 ，選擇水文地質(zhì)比擬法 ，預(yù)測其 礦區(qū) 正常 與最大 涌水量 。 三岔溝煤礦主要開采區(qū)，其最低開采煤層為 K29 煤層（在礦區(qū)范圍內(nèi)煤層最低標(biāo)高為 1470m），故本次主要對東部礦區(qū)的 K29 進(jìn)行涌水量估算。根據(jù)該區(qū)地質(zhì) 特征，礦山主要采取井下開采，故以現(xiàn)有煤礦之開采資料預(yù)測煤礦 +1470m標(biāo)高以上礦井涌水量，其公式如下： Q = Q0ooSFFS 式中： Q 正常 、 Q 最大 — 預(yù) 測礦井 涌水量（ m3/h） Q0、 Q 最大 — 已知正常、最大涌水量（ m3/h） SO—— 礦區(qū)現(xiàn)生產(chǎn)礦井開拓投影面積（ m2） S—— 礦區(qū)煤層最低點生產(chǎn)礦井開拓投影面積（ m2） 貴州省萬海隆礦業(yè)集團(tuán)三岔溝煤業(yè)有限公司聯(lián)合試運轉(zhuǎn)方案 19 FO—— 礦區(qū)現(xiàn)階段水頭降低值（ m） F— 預(yù)測水位降深（ m） 根據(jù)前述生產(chǎn)礦井及相關(guān)結(jié)果，預(yù)測出礦區(qū)礦坑最大涌水量為 ，一般涌水量為 。 （ 3）預(yù)算結(jié)果評價 根據(jù)三岔溝煤礦已有開采面積及涌水量的估算結(jié)果，與實際觀測的涌水量進(jìn)行對比，估算結(jié)果較為接近，故計算方法和計算參數(shù)選擇基本合理，與礦區(qū)水文地質(zhì)條件基本相吻合。其估算的一般涌水量、最大涌水量可 做為 煤礦 +1470m 水平擬定排水方案 和設(shè)備選型 時 的依據(jù) （未包括井筒涌水量、突水時的瞬時最大突水量及 斷層 導(dǎo)入水）。 但煤礦在今后的開拓中，應(yīng)采取相應(yīng)的措施防止巖溶水、斷層水及地表水通過斷層帶潰入礦坑，使礦井水文地質(zhì)條件盡可能地趨向簡單。 七 、 瓦斯、煤與瓦斯突出 瓦斯 ： 在開采過 程中應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)及瓦斯檢測記錄，防止局部瓦斯積聚，必須關(guān)注瓦斯涌情況，根據(jù)情況采取措施。礦井在建設(shè)及生產(chǎn)期間必須進(jìn)行瓦斯含量、瓦斯涌出量發(fā)測定，并定期進(jìn)行瓦斯等級鑒定。 根據(jù) 貴州省 能源 局文件：黔 能源發(fā) 〔 2020〕 252 號文《對 六盤水煤炭管理局〈關(guān)于 煤礦瓦斯等級 及二氧化碳涌出量 鑒定 結(jié)果的 報告 〉 的批復(fù)》 ； 根據(jù) 貴州省能源 局文件：黔 能源發(fā) 〔 2020〕 802 號文 《 關(guān)于六盤水市 煤礦 2020 年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復(fù)》； 根據(jù) 貴州省 能源 局文件：黔 能源發(fā) 〔 2020〕 833 號文《 關(guān)于六盤水市 煤礦 2020年度礦井瓦斯等級鑒定報 告的批復(fù)》 。 見表 1－ 11 三岔溝煤礦涌水量估算 礦井名稱 項目 生產(chǎn)礦井 原大寨煤礦