解决方案]贵州万海隆矿业集团三岔沟煤业有限公司联合试运转方案

解决方案]贵州万海隆矿业集团三岔沟煤业有限公司联合试运转方案内容摘要：

m3/s，最大洪峰流量 4660 m3/s（ ），最小流量 m3/s（ ），年水位变幅 ，多年平均 ，为煤矿区最低侵蚀基准面（ 1300m）。 矿床水文地质条件 （ 1）水文气象 三岔沟煤矿为典型的岩溶地貌和碎屑地貌，矿区内 地势总的趋势是 北西 高 东低， 最高标高 （大扁坡山头），最低标高 1500 .0m（河坪村溪沟）；最大高差 ，相对高差一般约 150200m， 植被 较 发育， 属中高山丘陵地貌。 矿界范围 位于地表分水岭附近，地表水系 仅 发育季节性溪沟。 溪沟冬春秋季干枯，夏季 一般流量小于 5L/s， 最大洪水流量 3m3/s。 区内最低侵蚀基准面为1300m，据调查观测资料，表明溪水 与降雨关系密切，同步性强。 矿区属亚热带季 风温湿气候，夏无酷暑，冬无严寒，无霜期 220天，平均年日照 1150 小时。 根据水城县气象局资料，从 1992 年至 2020 年最高气温 ℃（ 1994 年 8月 5日），年最低气温 ℃（ 2020 年 1月 31 日），历年平均气温14℃。 历年平均降水量 （ 1992 年 — 2020 年），随着年平均气温的升高，年平均降雨量也随之增加，雨季为每年的 410 月，降水量多达 ，占全年的 81%，日最大降雨量。 日最大蒸发量 （ 1996 年 7 月 1 日），月最大蒸发量 （ 1992 年 8月），年蒸发总量为 ，平均相对湿度82%。 大气降雨是地下水的主要补给来源。 （ 2）含（隔）水层特征 矿区内出露的含（隔）水层从新到老依次为第四系（ Q）、下三叠统飞仙组（ T1y）、上二叠统长兴组（ P3c）与龙潭组（ P3l）、峨眉山玄武岩（ P3β ）、中二叠统茅口组（ P2m）。 其水文地质特征分述如下： 1）第四系（ Q） 以粘土、含砾粘土为主，零星分布，厚度 0～ ，含孔隙水，富水性弱。 2）飞仙组（ T1f） ： 据岩性及其水文地质特征亦可分为二段： ①二段（ T1 f 2）：灰绿色、黄绿色粘土 岩，粉砂质粘土岩与粘土质钙质粉砂贵州省万海隆矿业集团三岔沟煤业有限公司联合试运转方案 15 岩、细砂岩互层；夹少量薄层灰岩。 厚 450m。 厚度大于 200m。 地表岩溶裂隙及缝合线发育，主要发育有 70O— 250O、 360O— 180O两组方向岩溶裂隙；常形成串珠状溶蚀漏斗、落水洞等岩溶景观。 调查井泉点 2 个（ S S2），测流量合计 L/S，最大泉流量 2. 13 L/S，泉水出露标高 +1500～ +1600m，泉水流量动态变化大，属水文气象型，为山区分散居民之主要饮用水源。 据 1： 20万贵阳幅区域水文资料，抽水试验结果表明：最大降深为 ，涌水量 L/s，单位涌水量为 L/s m，渗入系数为 ，地下水径流模数 6. 67 L/S. km2，水化学类型为 HCO3Ca 型。 含岩溶水，富水性强。 ②一段（ T1 f 1）：黄灰绿色、灰绿色中厚层状粉砂质粘土岩，细砂岩夹薄层泥灰岩；顶板为中厚层砂岩，厚 116m。 为基岩裂隙水，含水中等。 3）长兴组（ P3c） ： 为灰色含硅质、含燧石生物碎屑灰岩，局部夹粘土岩，燧石为疙瘩状或条带状，偶夹炭质泥岩条带，东部的顶部有 10cm厚的硅质岩。 厚 18～ 25m。 该层常见裂隙溶洞、漏水严重。 该层岩溶较发育，富水性中等，是矿 床开发时的间接充水层。 据 1： 20 万贵阳幅区域水文资料，抽水最大降深 ，涌水量 L/s，单位涌水量为 L/s m，渗入系数为 ，枯季地下水径流模数 L/S. km2，水化学类型为 HCO3Ca 型水。 4）龙潭组 (P3l)： 岩性由细砂岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩、粘土岩、炭质粘土岩、灰岩和煤等组成，含基岩裂隙水，富水性弱 中等。 根据岩性组合特征分为三个段。 厚 326349m。 据 1： 20 万贵阳幅区域水文资料，抽水最大降深 ，涌水量 L/s，单 位涌水量为 L/s m，降水渗入系数为 ，枯季地下水径流模数 km2，水化学类型为 SO4Ca型。 ①第三段（ P3l3）、第二段（ P3l2）：由灰、深灰、灰黑色细砂岩、粉砂岩、粘土岩及燧石灰岩、煤组成。 含水微弱，为相对隔水层。 ②第一段（ P3l1）：以灰、深灰色燧石灰岩为主，灰岩中夹粉砂岩、粘土岩及煤组成。 厚 4562m。 该层常见裂隙溶洞、漏水严重，含岩溶裂隙水，富水性中等。 5）峨眉山玄武岩（ P3β ）：岩性为深灰、深灰绿色，风化后常呈浅黄、黄褐色玄武质熔岩，时夹硅质岩、粘土岩。 厚度 4560m。 富水性较弱，是区内主要的隔水层。 能有效地隔止茅口组岩溶水进入矿坑。 贵州省万海隆矿业集团三岔沟煤业有限公司联合试运转方案 16 6）茅口组 (P2m)： 该组岩层厚度大、地下水位埋藏深，岩溶裂隙较发育，不均一性明显，含岩溶水，含水性丰富。 据 1： 20 万贵阳幅区域水文资料，枯季地下水径流模数 68 L/S. km2，抽水最大降深为 ，涌水量 L/s，单位涌水量为 L/s m，降水渗入系数为。 茅口组之上的玄武岩、粘土岩等具较强的隔水作用，能有效地隔止茅口组岩溶水进入矿坑，故在正常地质构造条件下，茅口组岩溶含水层对矿床开采无充水影 响。 （ 3）地表水与地下水、含水层间水力联系 地表 发育有后寨水库（在矿井范围内 3号拐点以南）及马家屯、烂田坝、新寨、落水洞四条 季节性 充 沟。 东部矿区范围内 由于 玄武岩为 隔水层 ，在茅口组顶部间 的存在， 茅口组与各煤层 无水力联系 ，其它各含水层与各煤层都有一定的联系。 （ 4）生产 煤 井水文地质特征 三岔沟煤矿为年产 3万吨的生产矿井，其水文地质特征为：始建于 1998 年，同年投产，主井标高 1243m，以斜井方式开拓龙潭组 K14 煤层，煤厚一般 ～，开采走向长 510m，倾向宽 200280 m，巷道控制最低标高 1140m，运输大巷主要布置在 K14 煤层底板中，走向长壁后退式开采，坑木支护，抽出式通风，绞车提升。 据坑道水文地质调查，煤层开采时无淋水现象，仅局部地段有淋（滴）水现象， 实测矿坑涌水量 （ 20 6）， 调查矿井正常涌水量 m3/h、最大涌水量 m3/h， 矿坑充水主要来源于 龙潭组基岩 裂隙水， 大气降雨是引起矿井涌水量动态变化的主要因素， 建井以来 未 发生过突水淹井事故 ，一般无底鼓现象，矿井水文地质条件应属简单类型。 另外据贵州省煤田地质局水源队， 2020 年 11月在三岔沟煤矿调 查，调查矿井最小涌水量 m3/h、最大涌水量 m3/h。 原有民采老硐 LD LD4，始建时间已无从查证，老硐标高为 1600 m、 1650m，以平井、斜井方式开拓龙潭组 17 号煤层，煤厚一般 ～ m、 ～ m，开采走向长 200m、 180m，倾向高 60、 55m，巷道控制最低标高 、 ，现在已经停产。 实测矿坑涌水量 、 L/S.（ 2020 年 5 月 7 月 ）。 矿坑充水主要来源于 龙潭组砂岩 裂隙水 、老窑水 ， 大气降雨是引起矿井涌水量动态 变化的主要因素，矿井水文地质条件亦应属简单类型。 （ 5）地下水的补给、迳流、排泄条件 贵州省万海隆矿业集团三岔沟煤业有限公司联合试运转方案 17 区 内的地形地貌特征、岩性及其岩溶发育程度控制了地下水的补给、迳流、排泄条件。 区内地势较高， 煤层位于当地最低侵蚀基准面以上，飞仙组二段、长兴组、龙潭组一段灰岩 分布面积宽广，岩层裸露， 第四系覆盖层薄， 岩溶发育，大气降雨难以形成 地表迳流。 矿区附近有 井泉 4个 ， 地下水天窗 2个，落水洞 5个，形成各自相互独立的地下水补、迳、排系统，但总体有向东低洼处集中排泄的特点。 各岩层 地下水主要接受大气降雨垂向渗入补给，沿岩溶通道、溶蚀裂隙及 断层 等途 径由势能高向势能低的方向运动， 本区为 地下水的补给迳流区， 地下水总体是由西向东 迳流 ， 地下水以管道流集中排泄为特征； 长兴 组、 龙潭 组、 飞仙组等 含水层多 沿落水洞、溶蚀裂隙等 渗入，经短距离地下迳流后排出地表。 矿区南东溪沟 为 煤矿区最低侵蚀基准面，是矿区 地表水 与地下水 集中排泄区 ，在该地区开采煤矿应高度重视突水事故的发生。 综上所述， 本区 矿床 西部 赋存于当地最低侵蚀基准面 之上 ， 东部 赋存于当地最低侵蚀基准面 之下， 矿床直接充水含水层为富水性 较弱的龙潭 组 碎屑岩 裂隙含水层 ， 间接充水含水层为富水性 强 之 长兴 组岩溶裂隙 、飞仙组岩溶溶洞 含 水层；节理、裂隙等 造成各含水层间产生水力联系，推测断层的导水性和富水性较强；大气降雨是引起矿坑涌水量动态变化的主要因素。 故 本区属裂隙充水 矿床 ，矿区水文地质条件属 中等 类型。 矿坑涌水量预算 （ 1）矿坑充水因素分析 ： 煤层 赋存于 龙潭组二、三段中 ， 煤层 回采后的导水裂隙带 最大 高度 多已波及至上覆的飞仙组岩层中，未来开采条件下煤层 直接充水含水层为富水性 较弱的龙潭 组 碎屑 岩裂隙含水层 、 间接充水含水层为富水性 较强 之 长兴 组岩 、飞仙组溶 裂隙含水层 ， 断层的导水性和富水性较强 ，大气降雨是引起矿坑涌水量动态变化的主要因素。 煤层的具体 充水条件可以从如下几个方面进行评述。 1）大气降水 ： 矿区内大气降水是地下水的主要补给来源，泉水涌水量的变化与大气降雨有着非常密切的联系，一般情况下，雨季时涌水量增大，枯季时涌水量变小。 可以预料，坑道内不同季节的涌水量的变化或多或少都与大气降雨有关。 若开采过程中，采空塌陷范围延伸至地表，大气降雨会通过导水裂隙带直接进入矿坑使矿井的涌水量增大。 矿区东部地区间接底板含水层茅口组以上有 4560m厚的玄武岩隔水层相阻，一般情况下，其内地下水不贵州省万海隆矿业集团三岔沟煤业有限公司联合试运转方案 18 会进入矿坑，大气降水渗透是主要的补给来源。 2）老窑积水 ： 矿区内煤层露头线 一带有大量老窑分布，采深不是很清楚，其坑道内有大量积水。 将来矿山的开采过程中，可能遇老窑，产生突水，对开采造成影响。 3）地下水 ： 将来矿山的开采过程中，大部可采或局部可采煤层以上含水层虽然富水性弱，但其内的地下水可直接进入矿坑，而成为煤层充水的直接因素，若采空塌陷影响到“飞仙组、长兴组”间接顶板含水层，其内地下水也将进入矿坑，届时该层中出露的大部分泉水点将可能被疏干而成为煤层充水的主要因素。 节理、裂隙发育带及飞仙组灰岩都是导水性与富水性强，是本区地下水主要储存空间和运移通道，将是西部采煤区主要的冲水因素。 4）地表水 ： 矿区内的主要地表水体为 季节性 冲 沟 ，冲沟沿煤层分布区展布，部份高出煤矿开采标高，将有可能对矿床的充水产生影响。 综上所述，矿区主要充水源为地表水（特别是后寨水库）、岩溶水、断层水、老窑及整合前矿井采空区积水。 （ 2）计算方法 的 选择 ： 煤 矿 区 位于地表分水岭附近，根据矿床水文地质条件及其 开采 矿坑充水因素分析 ，选择水文地质比拟法 ，预测其 矿区 正常 与最大 涌水量。 三岔沟煤矿主要开采区，其最低开采煤层为 K29 煤层（在矿区范围内煤层最低标高为 1470m），故本次主要对东部矿区的 K29 进行涌水量估算。 根据该区地质 特征，矿山主要采取井下开采，故以现有煤矿之开采资料预测煤矿 +1470m标高以上矿井涌水量，其公式如下： Q = Q0ooSFFS 式中： Q 正常 、 Q 最大 — 预 测矿井 涌水量（ m3/h） Q0、 Q 最大 — 已知正常、最大涌水量（ m3/h） SO—— 矿区现生产矿井开拓投影面积（ m2） S—— 矿区煤层最低点生产矿井开拓投影面积（ m2） 贵州省万海隆矿业集团三岔沟煤业有限公司联合试运转方案 19 FO—— 矿区现阶段水头降低值（ m） F— 预测水位降深（ m） 根据前述生产矿井及相关结果，预测出矿区矿坑最大涌水量为 ，一般涌水量为。 （ 3）预算结果评价 根据三岔沟煤矿已有开采面积及涌水量的估算结果，与实际观测的涌水量进行对比，估算结果较为接近，故计算方法和计算参数选择基本合理，与矿区水文地质条件基本相吻合。 其估算的一般涌水量、最大涌水量可 做为 煤矿 +1470m 水平拟定排水方案 和设备选型 时 的依据 （未包括井筒涌水量、突水时的瞬时最大突水量及 断层 导入水）。 但煤矿在今后的开拓中，应采取相应的措施防止岩溶水、断层水及地表水通过断层带溃入矿坑，使矿井水文地质条件尽可能地趋向简单。 七 、 瓦斯、煤与瓦斯突出 瓦斯 ： 在开采过 程中应加强通风及瓦斯检测记录，防止局部瓦斯积聚，必须关注瓦斯涌情况，根据情况采取措施。 矿井在建设及生产期间必须进行瓦斯含量、瓦斯涌出量发测定，并定期进行瓦斯等级鉴定。 根据 贵州省 能源 局文件：黔 能源发 〔 2020〕 252 号文《对 六盘水煤炭管理局〈关于 煤矿瓦斯等级 及二氧化碳涌出量 鉴定 结果的 报告 〉 的批复》 ； 根据 贵州省能源 局文件：黔 能源发 〔 2020〕 802 号文 《 关于六盘水市 煤矿 2020 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》； 根据 贵州省 能源 局文件：黔 能源发 〔 2020〕 833 号文《 关于六盘水市 煤矿 2020年度矿井瓦斯等级鉴定报 告的批复》。 见表 1－ 11 三岔沟煤矿涌水量估算 矿井名称 项目 生产矿井 原大寨煤矿。