红番哨煤矿水文地质调查报告

惠水县高镇镇红番哨煤矿

水文地质调查报告

贵州省煤田地质局水源队

二○○八年八月

惠水县高镇镇红番哨煤矿

水文地质调查报告

编 写：陈佳富

审 核：张晓俊

技术负责：王 建

单位负责：刘 青

编制报告单位：贵州省煤田地质局水源队

编制报告时间：二○○八年八月十一日

目 录

第一章 概 况 .......................................................... 2

第一节 目的和任务 ..................................................... 2

第二节 煤矿交通位置与矿山范围 ......................................... 2

一、矿区交通位置 ................................................. 2

二、矿区范围 ..................................................... 2

第三节 自然地理概况 ................................................... 3

一、地形地貌 ..................................................... 3

二、气象 ......................................................... 3

三、水文 ......................................................... 3

四、地震 ......................................................... 4

五、经济概况 ..................................................... 4

第四节 矿井生产概况 ................................................... 4

第五节 以往地质工作 ................................................... 4

第六节 本次工作情况 ................................................... 5

第二章 煤矿地质 ........................................................ 6

第一节 区域地质概况 ................................................... 6

一、地层 ......................................................... 6

二、构造 ......................................................... 6

第二节 矿区地层 ....................................................... 7

第三节 矿区构造 ....................................................... 9

第四节 煤层 .......................................................... 10

第三章 水文地质特征 ................................................... 12

第一节 区域水文地质概况 .............................................. 12

一、地下水类型与含水层岩组的富水性 .............................. 13

二、区域地下水的补给、迳流、排泄条件 ............................ 15

三、地下水动态 .................................................. 15

第二节 矿区水文地质条件 .............................................. 15

一、地层富水性 .................................................. 16

二、地下水补给、迳流、排泄条件 .................................. 16

三、构造富水性 .................................................. 17

四、水文地质类型 ................................................ 17

第三节 充水因素分析 .................................................. 17

一、充水水源 .................................................... 17

二、充水通道 .................................................... 18

三、充水方式 .................................................... 19

第四节 矿井涌水量预算 ................................................ 19

第五节 工程地质条件 .................................................. 20

一、工程地质条件现状评价 ........................................ 20

二、工程地质条件预测评价 ........................................ 21

第六节 环境地质条件 .................................................. 21

一、矿区环境地质现状评价 ........................................ 21

二、矿区环境地质预测评价 ........................................ 21

第四章 矿井防治水措施 ................................................. 23

第一节 矿井防水探水 .................................................. 23

一、地面防水 .................................................... 23

二、井下防水 .................................................... 23

三、井下探（放）水 .............................................. 24

第二节 矿床疏干 ...................................................... 24

一、地表疏干 .................................................... 24

二、地下疏干 .................................................... 24

三、联合疏干 .................................................... 24

第五章 结论与建议 ..................................................... 25

第一节 结 论 ........................................................ 25

第二节 建 议 ........................................................ 25

附图目录

图 号 顺序号 图 名 比 例 尺

1 1 矿井水文地质图 1：5000

2 2 矿井水文地质剖面图 1：5000

附件目录

1. 采矿许可证（复印件）

2. 地质勘查资质证书（复印件）

3. 委托书

附照片

共2张

第一章 概 况

第一节 目的和任务

近年来，我省小煤矿水害事故时有发生，造成了一定的人员伤亡及经济损失。为加强对煤矿水害防治工作的监管，督促各矿做好水害的防治工作，有效避免煤矿水害的发生，贵州省煤炭管理局、贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局三个部门联合下发《关于加强小煤矿水害防治工作的通知》（黔煤办字［2007］37号）文件，要求在全省各地方煤矿进行水文地质调查，为矿井防治水方案提出确切的依据。惠水县高镇镇红番哨煤矿业主极积响应文件精神，委托贵州省煤田地质局水源队开展对惠水县高镇镇红番哨煤矿的水文地质调查工作，其目的是初步查明矿井的水文地质条件及矿井充水因素，预测矿井涌水量，为矿井建设和安全生产提供水文地质资料。

此次调查的主要任务是：

1．收集矿区以往勘探资料及矿井开采的有关资料。

2．调查矿区气象、水文及地形地貌等自然地理情况。

3．调查矿井井界范围内及以外100m内老窑、废弃井巷及钻孔的位置，开采范围、开采年限，并对积水情况进行预测。

4．调查界内水文地质条件，特别是含水层和隔水层特征，断层富水、导水性。

5．分析充水因素，论述充水特征。

6．划分矿井水文地质类型。

7．对矿井涌水量进行分析预算，并实地进行矿井涌水量观测，提出矿井防治水方案。

8．提交矿井水文地质调查报告及相关图件。

第二节 煤矿交通位置与矿山范围

一、矿区交通位置

惠水县高镇镇红番哨煤矿（以下简称红番哨煤矿），位于惠水县北西，直距9km，距省道101约2km，距高镇镇5km，距惠水县城约14km，有

公路通往矿山，交通方便（详见图1-2-1）。

图1-2-1 红番哨煤矿交通位置示意图

二、矿区范围

红番哨煤矿地理坐标为：东经：106°39′05″～106°40′15″；北纬： 26°13′18″～ 26°14′29″。矿界范围呈不规则的四边形，东西向最宽约0.84km，南北向长约1.13km，面积约3.9407 km2，开采深度1200m～700m。

该矿为扩能矿井，根据2003年3月25日《惠水县人民政府关于将高镇镇红番哨煤矿建成农村自用煤矿的批复》（惠政复【2003】14号），矿区范围由四个拐点坐标圈定，其具体拐点坐标为：

表1-2-1 红番哨煤矿拐点坐标一览表

第三节 自然地理概况

一、地形地貌

矿区南高北低，地形切割强烈，高差悬殊，一般海拔标高1000～1200m，最高点海拔标高1264.2m，位于调查区南侧山头，最低点海拔标高1003.7m，位于调查区南侧洼地。相对高差260.5m。为溶蚀侵蚀低中山沟谷斜坡地貌。

矿区内主要由第四系和煤系形成较陡的斜坡，地形坡度28°～36°，植被较发育。

二、气象

本区属中亚热带湿润季风气候，气温变化不大，冬无严寒，夏无酷暑。区内雨量充沛，据历年气象资料：最高气温为34. 6℃，最低气温为-3.6℃，年平均气温14.8℃，无霜期278天。年平均降雨量1154mm，多集中在5～9月，降水量占全年降水量的80%以上。夏季以东南风为主，冬季以北风为主，春、秋季以东北风为主。

三、水文

地表水系不发育，无大的河流，但冲沟较发育，地表水大多为“V”型冲沟水。冲沟流程短，流量受季节性控制明显，大多在雨季时增大，旱季时减小甚至干涸，一般小于2.0l/s。根据惠水县2002年气象资料反映，日最大降水量为129mm，由于纵坡降高差大，而且又属逆向坡，不利地表水渗入，对于矿井开采影响不大。

四、地震

根据国家质量技术监督局2001年颁发的《中国地震动参数区划图》，本区地震基本烈度为Ⅵ度。

五、经济概况

当地经济较落后，工业不发达，仅有一些采矿业；农作物主要为玉米、水稻、小麦，其次为薯类等，粮食基本自给自足；经济作物主要有果树、烤烟、茶叶等，主要畜牧业有生猪、牛、马等。

第四节 矿井生产概况

贵州省惠水县高镇镇红番哨煤矿为资源整合保留矿山，该矿区开采历史久远，自上世纪七十年代就有民采小窑对煤层近地表部分进行小规模采掘，自九十年代开始发展为小窑井下开采。根据国家及省颁布的关于小煤矿关闭、整合的有关文件精神及《关于将高镇镇红番哨煤矿建成农村自用煤矿的批复》（惠政复[2003]14号文、《关于加快推进整合煤矿、技改扩能扩界煤矿和煤矿采矿权变更登记有关问题的补充通知》黔国土资发

[2007]61号文，红番哨煤矿拟扩能后生产能力为9万t/a，服务年限17.9年，为独立矿井。现主斜井仅掘进5m，主采煤层为K1、K2煤层。

开采设计方案为：矿区东部煤露头以东背斜轴部向西布置两条井筒：主井、副井，主副井掘至582m标高时，掘进主、副井石门，然后，向东分别掘进运煤大巷、行人大巷，至一采区中部时，掘进采区煤仓，开始掘进一采区轨道上山、运煤下山、专用回风石门，与风井贯通形成采区通风系统后，向北掘进K1煤层1101回采区作面顺槽、回风巷、切眼，形成1101回采工作面生产系统。

第五节 以往地质工作

1．区内主要有贵州省地矿局区调院开展过的1：20万区域地质调查和1：5万区域地质调查，以及石油普查队、煤炭管理局开展的寻找石油、煤矿等工作，区域地质资料丰富。贵州省煤田地勘公司地测大队在区内进行了1：5万的地质填图，对了解本区的地质、水文地质和煤炭资源有一

定帮助。

2．1978年贵州108地质队对惠水县进行了区域矿产地质调查，提交了《贵州省惠水县地质矿产概要》，对县内地层分布、地质构造、矿产地质特征、规模、质量及用途等作了概略叙述。为后期地质工作提供了依据。

3．2003年6月，贵州工业大学资源与环境学院对该区进行了地质简测，提交了《贵州省惠水县高镇镇红番哨煤矿地质简测报告》并对老窑进行了调查，采煤层煤样1件，未作钻探等工作。

4．2007年7月，贵州奇星资源勘查开发有限公司提交了《贵州省惠水县红番哨煤矿资源/储量核实报告》。

5．2007年8月，贵州天宝矿产资源咨询服务有限公司提交了《贵州省惠水县红番哨煤矿（变更）开发利用方案》。

6．2007年8月，贵州天宝矿产资源咨询服务有限公司提交了《贵州省惠水县红番哨煤矿区及地面工程地质灾害危险性评估说明书》(三级评估)。

本报告利用了上述成果的部分资料。

第六节 本次工作情况

我队接受委托后，组织了有关专业工程技术人员，于2008年07月23日至24日对该矿进行了矿井水文地质调查。本次调查按照《矿井水文地质规程》的具体要求进行。调查工作分为资料收集、地面调查和井下调查三个步骤。地面调查主要采用矿方提供的1：5000的地质及水文地质图作为底图，对水文地质现象进行补充调查，地面调查4.5km2；矿井处于掘进阶段，未对井下做调查。然后对收集与实际调查的资料进行汇总、分析。提交成果资料：文字报告1本，附图2张。

第二章 煤矿地质

第一节 区域地质概况

一、地层

区域地层层序由老到新依次为石炭系（C）、二叠系（P）、三叠系（T）、白垩系（K）及第四系（Q），二叠系上统吴家坪组为区主要含煤岩系，见表2-1-1。

二、构造

区域大地构造位置位于黔中南北向构造体系中的贵阳—惠水褶皱带的南部。自东而西主要有畜牧农场背斜、摆金向斜、大坝—斗篷背斜、连江向斜、雅水—抵季背斜及王佑穹隆等。在这些褶皱构造的翼部尚发育有次级褶皱，区内主要构造近于南北-北东向，次级构造近于北东向。各构造形迹的展布见图2-1-1。

图2-1-1 区域地质略图

第二节 矿区地层

矿区内出露的地层主要为中二叠统茅口组，上二叠统吴家坪组、长兴组，下三叠统大冶、谷脚组，中三叠统青岩组及第四系。现对其由新至老分述如下：

1．第四系（ Q ）

由残积、坡积、冲击形成的砂、

砾及亚粘土组成，零星分布于区内缓

坡地带，不整合覆盖于各时代地层之

上，厚度 1～8m，平均5m。

2．三叠系中统青岩组（T2q）

该层分布于矿区西北部，出露面

积351525m2，占矿区总面积的8.92%。

见图2-2-1。由生物礁相灰岩、泥灰岩、角砾状灰岩和泥、页岩组成韵律层，

灰岩多呈薄层状。厚度150～

850m，平均500m。富含腕足、瓣

鳃、菊石、珊瑚等多门类化石。

3．三叠下统大冶-谷脚组

（T1d+g）

该层分布于矿区西北部，出露

面积1096950m2，占矿区总面积的

27.8%。见图2-2-2按岩性该区划分

为三段：

下部：灰绿、灰黑色砂岩、泥、

页岩，风化后多带紫红色，时夹少

量钙质粉砂岩、薄层灰岩和泥灰岩。厚37—63m；

中部：浅灰至深黑色薄层灰岩与灰黑、灰绿色页岩互层夹中层灰岩。厚25—32m；

下部：灰至深灰色薄层及片状灰岩，层间常含不规则泥质条带。偶有页岩、角砾状灰岩和竹叶状灰岩夹层。厚150m左右。

吴家坪、长兴组（P3 w + c）分布于矿区中部，呈北东向展布，出露面积1750175m2，占矿区总面积的44.4%。见图2-2-3。

4．二叠系上统长兴组（P3c）

为灰、深灰色中厚至厚层状燧石灰

岩、微晶至细品质结构，燧石团块呈瘤

状、串珠状沿层面分布，总厚度25～

75m，平均50m。与下伏P3w地层呈整

合接触。

5．二叠系上统吴家坪组(P3w)

主要为一套以海相、浅海相、过渡

相为主的沉积岩系，岩性以细碎屑岩、

硅质灰岩及燧石灰岩为主，间夹泥岩和

煤层等，为本区含煤地层。总厚度380m左右，含煤六层。根据岩性和含煤特征，全组由上至下依次分为三段。各含煤段自下而上含煤以K1、K2、K 3、K4、K5、K6示之，分别概述如下：

第一含煤段(P3w1)：以粘土岩为主夹少许硅质岩及泥灰岩等，厚120-180m，平均150m。横向展布稳定，与下伏地层呈假整合接触，含K1、K2二煤层， K1、K2煤层均系为本区主要可采煤层，厚度较稳定，K1煤层厚度0.70—0.90m，平均厚度0.8m左右，K2煤层厚度0.90—1.10m，平均厚度1.0m左右，K3煤层横向展布不稳定，厚度一般0.1—0.40m，区域范围内不可采。

第二含煤段(P3w2)：以燧石灰岩为主，厚120—150m，与第一含煤段整合接触。含K4煤层，厚度O.2—0.4m左右，区内横向展布极不稳定，为不可采煤层，距可采煤层顶界约80—100m。本段在本矿区内出露较为广泛。

第三含煤段(P3w3)：以细碎屑岩为主，厚80—110m，与第二含煤段整合接触。含K5、K6两层煤，厚度0.1～0.3m，

横向极不稳定，不可采。本段在本矿区内大

部分已被风化剥蚀掉。出露较少。

6．二叠系中统茅口组（P2m）

该层分布于矿区东南部，出露面积

741975m2，占矿区总面积的18.8%。见图

2-2-4。浅灰色厚层块状石灰岩。下部偶含

白云质斑块，中部含少量燧石结核。上部普

遍含白云质斑块及条带。总厚大于200m。

产蜓类化石。

第三节 矿区构造

矿区位于大坝—

斗篷背斜西翼，矿区总体为倾向北西的单斜地层，地

层倾向302°，倾角28°～36°，平均32°；矿区东部大坝—斗篷背斜，背斜东翼地层倾向122°，倾角26°～34°，平均30°；该背斜兼伴有次一级褶皱和次生断层，轴向北东，并呈波浪起伏。受次级构造影响，在今后的生产过程中预计会遇到小型断裂构造，对煤层一般都有破坏作用，对开采有一定影响。

总体上，矿区地质构造复杂程度类型属简单类型。

第四节 煤层

区内含煤地层为二叠系上统吴家坪组(P3w)，厚度约380m。含煤六层，煤层总厚度1.5—3.5m，最大含煤系数0.5—1.17％。矿区范围内该套地层含可采煤层2层，即K1、K2煤层，含煤系数0.30～O.37％。K1、K2煤层厚度稳定，全区可采；煤层产状稳定：背斜西翼倾向302°左右，平均倾角32°；东翼倾向302°左右，平均倾角30°。

K1煤层：位于二叠系上统吴家坪组中下部，直接项板为浅灰、灰色薄层钙质粉砂岩、细砂岩，部分地段煤层直接与老顶接触，直接底板为灰、灰黑色薄至中厚层粉砂质粘土岩、粘土岩。煤厚0.7～0.9m，平均厚0.8m，在该煤层中部夹一层不稳定夹矸，夹矸厚5cm～20cm，该煤层在区域内属稳定可采煤层。

K2煤层：位于二叠系上统吴家坪组中下部，距K1煤层垂距约20m，煤层之上有一层厚0.50m 的粘土岩、炭质粘土岩、薄层状灰岩伪顶，顶板为灰、深灰色厚层状凝灰质粉砂岩及细砂岩，直接底板为粘土岩、炭质粘土岩，底板为深灰色中厚层状泥质粉砂岩、粉砂岩。实测露头及井下揭煤点，煤层厚度0.9～1.1m，平均1.0m，西翼煤层倾向约302°，煤层平均倾角32°，东翼煤层倾向约122°，煤层平均倾角30°，夹矸较薄。煤层展布较稳定，顶、底板均为粉砂质粘土岩，围岩界线清楚，属于稳定的可采煤层。

本矿目前主采K2煤层。可采煤层特征表见表3-4-1。

第三章 水文地质特征

第一节 区域水文地质概况

矿区地处云贵高原东南部，区内地形以中低山为主。位于珠江水系与长江水系分水岭南坡，矿区属于珠江水系的一级支流—涟江，流域内多凹地和缓坡，碳酸盐类岩石广泛分布，岩溶个体地貌如溶丘、洼地、峰丛、溶斗、伏流等分布普遍。详见图3-1-1。

图3-1-1 区域水文地质略图

出露岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类。

碳酸盐岩主要包括石炭系下统马平组至大塘组灰岩、二叠系中统栖霞组、茅口组及二叠系上统长兴组灰岩、三叠系下统谷脚组的灰岩、三叠系中统狮子山组灰岩以及惠水向斜两翼的第三系砾岩等。碳酸盐岩分布面积广，分布区多属裸露及半裸露的基岩山区，地表岩溶洼地、落水洞、溶斗、

岩溶潭、岩溶大泉等较发育，地下局部发育溶洞、暗河。地下赋存着丰富的岩溶水，富水性强。

碎屑岩分布面积相对较小，主要包括二叠系下统梁山组中的砂岩、粉砂岩及粘土岩、二叠系上统吴家坪组中的粘土岩、三叠系下统大冶组砂泥岩、三叠系中统新苑组的泥页岩、钙质页岩。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，深部发育构造裂隙地段，含构造裂隙水为主，富水性总体较弱。

一、地下水类型与含水层岩组的富水性

（一）碳酸盐岩裂隙溶洞水

1．惠水向斜两翼第三系（E）下部砾岩

该层调查泉点7个，常见流量20～25 l/s，最大流量50.4 l/s，其补给来源主要来自两翼下三叠统、上二叠统的灰岩和白云岩。富水性中等，地下水化学类型HCO3—Ca型水，总矿化度175～284 mg/l，PH值7.17～

7.59，总硬度8.5～9.4德国度。

2．三叠系中统上部含水岩组（T22）

主要为狮子山组，为分布于向斜轴部或翼部，多呈条带状分布。厚状至块状白云岩、石灰岩，顶、底部夹少量砂页岩。石灰岩中溶洞、地下河发育，地下水多以管流形式赋存，富水性不均匀。泉水流量30～100 l/s，枯季迳流模数6.33 l/s〃km2。富水性强。

地下水化学类型HCO3—Ca〃 Mg型水，总矿化度168～279 mg/l，PH

值7.35～7.41，总硬度9.22～14.43德国度。

3．三叠系下统上部含水岩组（T12）

主要为谷脚组，分布于各向斜的翼部。中至厚层状石灰岩、白云岩。岩溶发育,常形成大面积峰林溶盆、溶丘洼地地貌。常见大泉、地下河出口流量50～300 l/s，枯季迳流模数2.79～6.92 l/s〃km2。含水性不均匀，富水性强。

地下水化学类型HCO3—Ca或HCO3—Ca〃 Mg型水，总矿化度193～500

mg/l，PH值6.80～7.84，总硬度8.48～18.1德国度。

4．二叠系中、下统含水岩组（P2～P1）

分布于区内各背斜的翼部，上部茅口组为厚层灰岩，下部栖霞组为中夹厚层石灰岩，底部梁山组为页岩。石灰岩中溶洞、地下河强烈发育，地下水多以管流形式赋存，富水性不均匀。常见泉水、地下河出口流量200～500 l/s，枯季地下迳流模数4.68～16.64 l/s〃km2。富水性极强。

地下水化学类型一般为HCO3—Ca型，总矿化度158～288 mg/l，PH值

7.44～8.10，总硬度8.19～9.24德国度。

4．石炭系含水岩组（C1d～C3）

主要包括马平群、黄龙群、摆佐组及大塘组，中至厚层状石灰岩、白云岩、白云质灰岩。。岩溶发育，常形成大面积峰丛地貌。常见大泉、地下河出口流量100～200 l/s，枯季减至50～100 l/s，枯季地下迳流模数

4.47～8.54 l/s〃km2。富水性强。

地下水化学类型一般为HCO3—Ca型，少数为HCO3—Ca〃Mg型，总矿

化度149～495 mg/l，PH值7.20～8.01，总硬度7.30～21.24德国度。

（二）碳酸盐岩与碎屑岩互层溶洞裂隙水

1．三叠系下统（T11）

本区出露主要为大冶组，中厚至薄层片状石灰岩，时夹泥灰岩、页岩，底部有38m至63m的黄绿色页岩。岩溶发育，常形成溶丘洼地地貌。常见大泉流量20～200 l/s，枯季减至10～30 l/s，枯季地下迳流模数2.72～

4.45 l/s〃km2。富水性弱至中等。

地下水化学类型为HCO3—Ca或HCO3—Ca〃Mg型，总矿化度185～290

mg/l，PH值7.20～7.78，总硬度7.57～14.72德国度。

2．二叠系下统（P2）

包括长兴组、吴家坪组。以黑灰色厚层至块状燧石灰岩为主，夹泥质页岩和硅质岩，含煤多层。地表岩溶不发育，地貌以剥蚀低中、山丘陵为主。

常见流量10～200 l/s，枯季减至5～100 l/s，枯季地下迳流模数

2.46～4.12 l/s〃km2。富水性弱至中等。

地下水化学类型有两种：自灰岩中出露的地下水，一般为低矿化度，弱酸性，HCO3—Ca或HCO3—Ca〃Mg型水，自煤层或砂岩中出露的地下水，

一般为低矿化度，弱酸性，HCO3〃SO4—Ca型水。

（三）基岩裂隙水

三叠系中统（T2）

包括新苑组，上部以砂岩为主，下部以页岩为主，常见流量0.1～0.5 l/s，枯季地下迳流模数1.14 l/s〃km2。富水性弱。

地下水化学类型为HCO3—Ca〃Mg型，总矿化度1225 mg/l，PH值7.68，

总硬度10.08德国度。

二、区域地下水的补给、迳流、排泄条件

区内地下水的补给来源以大气降水为主，地表水补给为辅。在非可溶岩分布区，部份降水沿地面的孔隙及裂隙渗入地下，补给地下水；在可溶岩分部区，大气降水多沿落水洞、漏斗等岩溶负地形集中惯入式补给地下。补给强度随降雨时间、强度及岩性的不同而不同，一般降雨时间长、强度大补给量亦大，可溶岩分布区补给强度大于非可溶岩分布区。

地下水的迳流排泄在可溶岩地层中，以管道流为主，脉状流为辅，大部份沿地下溶洞、暗河经长途迳流，最后以溶蚀泉形式排泄于河谷中；在非可溶岩地层中，以隙流为主，受地形、地貌、岩性、构造控制，经短距离迳流在地形适宜处排出地表，为近源排泄。

三、地下水动态

区域内岩溶水和碎屑岩裂隙水均以大气降水作为主要补给来源，地下水动态随季节变化明显，一般每年3月地下水流量、水位开始回升，8～9月为最高值，其间出现1～3次峰值，10～12月份进入平水期，水位、流量开始逐渐递减，到次年三、四月份降为最低值。

（以上根据1/20万贵阳幅《区域水文地质普查报告》）

第二节 矿区水文地质条件

矿区内出露地层有第四系，三叠系中统青岩组，三叠系下统大冶-谷脚组，二叠系上统长兴组、吴家坪组及二叠系中统茅口组。现将各地层富水性分述如下：

一、地层富水性

1．第四系（Q）

由残坡积、冲积的砂砾、粘土及亚粘土等组成，厚0—5m左右。富水性弱，表现为季节性含(透)水。

2．二叠系中统青岩组（T2q）

由生物礁相灰岩、泥灰岩、角砾状灰岩和泥、页岩组成韵律层，灰岩多呈薄层状。厚度150～850m，平均500m。富水性强，以岩溶水为主。

3．三叠下统大冶-谷脚组（T1d+g）

上部：灰绿、灰黑色砂岩、泥、页岩，风化后多带紫红色，时夹少量钙质粉砂岩、薄层灰岩和泥灰岩。厚37—63m；

中部：浅灰至深黑色薄层灰岩与灰黑、灰绿色页岩互层夹中层灰岩。厚25—32m；

下部：灰至深灰色薄层及片状灰岩，层间常含不规则泥质条带。偶有页岩、角砾状灰岩和竹叶状灰岩夹层。厚150m左右。

三叠下统大冶-谷脚组总体以裂隙水为主，水力联系较差，含水性弱。

4．二叠系上统长兴组（P3c）

由灰、深灰色中厚至厚层状燧石灰岩组成，总厚度25～75m，平均50m，该层为矿区主要含水层，以岩溶水为主，富水性强。

5．二叠系上统吴家坪组（P3w）

为区内主要含煤岩系。由粘土岩、炭质粘土岩、粉砂质粘土岩、粉砂岩及灰岩和煤层交互组成。含碎屑岩裂隙水。地下水径流模数0.167～1.14 L／s.km2，为相对隔水层。

6．二叠系中统茅口组（P2m）

浅灰色厚层块状石灰岩。下部偶含白云质斑块，中部含少量燧石结核。上部普遍含白云质斑块及条带。总厚大于200m。富水性强，以岩溶水为主。

二、地下水补给、迳流、排泄条件

大气降水是区内地下水的主要补给来源。大气降水通过第四系地层孔

隙及、基岩构造及风化裂隙以及岩溶管道渗入地下，沿层间裂隙、构造裂隙和风化溶蚀裂隙及岩溶管道运移，向地势低洼的沟谷以泉的形式排泄。

三、构造富水性

矿区位于大坝—斗篷背斜西翼，矿区总体为倾向北西的单斜地层，矿界内无大的断裂构造。因此，总体上构造富水性弱、导水性差。但局部地段节理、裂隙较发育，赋水性局部相对较强。

四、水文地质类型

储量计算标高在+1200m～+700m之间，矿山预计最低开采水平部份位于当地侵蚀基准面以下，地形坡度相对较陡，不利于地表水的渗入，直接充水水源主要为碳酸盐岩岩溶水和老窑、采空区积水。故本矿属以顶板充水为主的碳酸盐岩裂隙水充水矿床，水文地质条件复杂程度为简单类型。

第三节 充水因素分析

矿井充水因素既决定于水文地质条件，又决定于开拓方式。充水强度受充水水源、通道以及方式的影响。

一、充水水源

通过对红番哨煤矿范围内地表和井下的调查分析及对区域水文地质特征分析，矿井充水水源主要为大气降水、地下水和老空积水。

（一）大气降水

大气降水是矿区主要充水因素之一。大气降水通过落水洞、漏斗等岩溶负地形惯入地下及裂隙、孔隙渗入地下成为井巷的充水水源。在雨季需加强防水排水措施。

（二）地下水

矿区内的主要含水层有P2m、P3w、P3c+d、T2q的灰岩、含燧石灰岩及硅质岩。

P2m强岩溶含水层由于受P3w底部粘土岩的隔挡，厚度大于150m以上，天然条件下，与煤系发生水力联系微弱，对煤矿床开采影响较小，只有当导水断层或其它导水通道沟通下伏含水层与矿床水力联系时，下伏含

水层才会成为矿井的充水水源，从而威胁到煤矿床的开采。

P3w中等岩溶含水层，是矿床开采的直接充水水源。

区内K1煤层浅部已有开采，K1煤层距K2约20m，矿井开采过程中，必须注意K1放顶引起的老空水下灌，K2邻近采空区的开采，也必须探放水，K1老空水将直接威胁到K2煤层的开采安全，预防上层老空突水将是今后矿井水危害处理的重中之重。

P3c+d中等岩溶含水层位于煤层上部，距离k1煤层大于200m，对采矿的影响较小。但在今后的采矿活动中，顶板冒落裂隙带将沟通该含水层，成为直接充水水源。

T2q中等岩溶含水层位于煤层上部，下部间隔大冶-谷脚组弱含水层，与煤层之间的水力联系较弱。是矿井开采的间接充水水源。

（三）老空区积水

在煤层露头带上分布有大量的废弃煤窑，主要是在浅部开采K1、K2号煤层时遗留，沿煤层露头线已形成了带状的采空区，估算采空区面积约95135m2，储水空间约30443m3（储水空间按采空面积的40%、厚度按煤层的平均厚度0.8m计算），由于为斜井易产生大量的积水。在接近老窑采空区时，更应加强防水工作，确保矿井生产安全。

（四）地表水及冲沟水

矿区无大的地表水体。矿区内的冲沟仅为季节性溪沟，仅在雨季时有水，溪沟水对矿井冲水基本无影响。

二、充水通道

1．岩石天然节理裂隙岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育构造节理、裂隙，它们是地下水活动的良好通道。

2．人为采矿冒落裂隙

未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。另外，开采煤层时，矿坑底板在茅口组中承压地下水头作用下产生破裂，成为茅口组中地下水向矿井充（突）水的通道。

3．老空区

废弃采面或巷道以及老空区会成为集蓄地下水的埸所，一但与矿井沟通会成为充水通道。

三、充水方式

由于矿井直接充水含水层露头分布广，但接受大气降水补给不强，为弱裂隙含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大。因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部连通老空区导水时，可能发生突水。

第四节 矿井涌水量预算

根据《贵州省惠水县高镇镇红番哨煤矿水文地质调查报告(2004年11月)》(中化地质矿山总局贵州地质勘查院)，矿山开采过程中的实际测量，矿井涌水量较大，矿井正常涌水量10m3／h，最大涌水量30 m3／h。由于该矿的水文地质研究程度较低，矿井正处于掘进阶段，矿井涌水量估算资料缺乏，因此本次采用渗入系数法对矿井涌水量进行预算。

计算公式：Q aAF/365

式中，Q—预算惠水县岗度煤矿在完全开采后最大涌水量（m3/d）；

a—渗入系数；

A—年平均降雨量（m2）；

F—矿区面积（m2）。

惠水县岗度煤矿渗入系数根据1/20贵阳幅《区域水文地质普查报告》中的长田地区的经验数据，该矿区的渗入系数采用0.2，年平均降雨量取

1.154m，矿区面积为3940700m2。

即Q=2491m3/d

以上涌水量是在正常情况下预算得出，没有考虑矿井开采后水文地质条件的改变及裂隙扩张、降雨极值的影响等。因此，矿山在今后开采过程中应坚持有疑必探，先探后掘的原则，及时修正涌水量值，合理选择排水设备。

第五节 工程地质条件

一、工程地质条件现状评价

（一）工程地质岩类划分

矿区及外围岩浆岩、碎屑岩皆有出露，第四系松散堆积物零星分布。根据岩土的坚硬程度、结构以及物理力学性质，将本区岩石分为坚硬、半坚硬和松散三种岩类。

1．坚硬岩类

青岩组、长兴组、茅口组岩性以灰岩为主、吴家坪组的岩性以砂岩为主。岩石坚硬性脆，抗压强度高，在深切峡谷地区之陡坡仍然较稳定，可满足一般建筑物对地基的要求。

2．半坚硬岩类

大冶-谷脚组、吴家坪组的泥岩、砂质泥岩、粘土岩，泥质砂岩次之，抗压强度较低，透水性弱，能起到阻水作用，岩质软硬相间分布，岩层强度差。

3．松散岩类

为第四系粘土、亚粘土、砂砾石堆积层，局部有淤泥层，分布于河谷阶地、洼地，力学强度极低。

（二）岩土体工程地质条件

1．各岩、土体的工程地质性质

普查区内主要存在如下二类工程地质岩组

碎屑岩类工程地质岩组：主要为吴家坪组砂、泥岩等碎屑岩组成，此类岩组新鲜岩石强度大，稳固性较好，但耐风化力差，风化后多变为碎块及砂粒，其强度及稳固性迅速降低，极易垮塌。

松散岩类工程地质岩组：由第四系（Q）残坡积的碎石、砂、泥等组成，厚度0～30m，分布于洼地中，面积小,强度及稳固性均较差，水充盈后，强度及稳固性更差，常产生小面积的崩落、垮塌及形成泥石流而造成危害。

2．煤层顶、底板稳固性

煤层直接顶板为浅灰、灰黑色薄层粘土岩，总体稳定性较好，但在小断层发育地段，顶板稳定性稍差，有局部产生冒顶脱落的可能。直接底板为灰、灰黑色薄至中厚层粉砂质粘土岩、粘土岩，有可能产生底鼓，但据以往开采情况调查，底板底鼓作用不明显。

综上所述，矿山工程地质条件复杂程度属于简单至中等类型。

二、工程地质条件预测评价

煤层顶底板特征：

井田内煤层顶底板条件较好，顶板多为粉砂岩、泥质灰岩较稳定，但直接顶板为粘土质粉砂岩，应加固顶板管理和支护；底板为粉砂质粘上岩吸水性较强，局部地段存在泥化和膨胀现象(俗称“底鼓”)，在底板管理中应采取相应措施，消除底板软岩危害。地区内地下潜水位较高，煤层分布于潜水面以下，地下水以岩溶裂隙水为主，基岩裂隙水次之，补给来源以大气降水为主，次为小型溪沟水及老窑积水。老窑积水是矿井充水的主要因素，对矿井浅部开采影响最大，应充分重视与避免水害。

第六节 环境地质条件

一、矿区环境地质现状评价

根据《中国地震的参数区划图》（GB18306—2001）提供的地震烈度资料，普查区地震属基本烈度VI度分布区，同时历史上未记载有大于VI度的地震，区内构造简单，区域稳定性良好。

矿区内冲沟较为发育，加上碎屑岩类地质岩组风化层及松散岩类工程地质岩组大片分布，其强度及稳固性一般。根据实地调查，该区未发生过滑坡、崩塌等地质灾害。因此，区内环境地质条件属于简单至中等类型。

建议矿山在今后的开采过程中应采取切实可靠的防范处理措施，避免矿井发生老窖透水和冒顶等安全事故的发生。预防因井下采煤而引发的地裂缝、地面沉降等地质灾害。

二、矿区环境地质预测评价

根据贵州省地矿局105地质大队2003年9月提交的《贵州省惠水县

高镇镇红番哨煤矿地质灾害危险性评估报告书》，惠水县高镇镇红番哨煤矿安全深度为312m，矿区开采煤层上覆岩土厚度均小于此安全深度。当矿区开采形成采空区后，引发地面塌陷、山体开裂、崩塌、滑坡等地质灾害的可能性大。

为了预先防治上述可能出现的地质灾害，提出如下防治措施：

1．采煤时采空区整体面积不能过大，应适当增加保安煤柱，以缩小单个采空区面积；

2．在发现有地裂缝等灾害地质先兆时，应加以处理，如在地表填补裂缝，地表修建排水沟等，以减少地表水下灌，降低崩塌、垮落坡积物中水的充盈度等；

3．在地表有居民聚居区及重要建筑物地段，留足保安煤柱。

第四章 矿井防治水措施

第一节 矿井防水探水

地面防水是指在地面修筑排水工程和隔水防渗措施，以限制大气降水、地表水和浅部地下水补给矿井充水岩层或直接渗入地下。

一、地面防水

1．填堵通道

为防止大气降水渗入矿井，每年雨季来临前，应对矿井范围及周边地表进行调查，对能引起地表水入渗井下的各种通道，如地裂缝、废弃小窑、井筒及各种塌陷等，用粘土石块或水泥砂浆石块进行堵填，防止地表水的渗入。

2．挖沟排（截）洪

矿井口位于地势相对较低处，雨季山洪暴发时有可能会灌入井口和工业广场，造成对矿井的危害。可在井口的上方，沿着垂直来水方向修建排洪沟，拦截洪水和浅部地下水。

二、井下防水

井下防水是根据井巷等岩石的水文和工程地质特征，留设防水煤柱和建筑防水闸、防水墙。

（一）防水煤（岩）柱

1．与相邻矿井开采同一煤层时，在矿井边界处留设保安煤柱，严禁破坏煤柱和越界开采。

2．在矿井及周围老空分布区及原煤矿采空区，应外推60m圈出积水老空区警戒线，并留设防水煤柱。

3．煤层接近导水断层时，应预留煤柱。

4．在村寨比较集中的下面开采，应按规定留布设安全煤柱。

（二）防水闸门和防水墙

为预防采掘过程中发生突水淹井事故，在相对隔水层地段，设置防水闸门和防水墙，便于突水时隔离巷道和封闭采区，保证矿井的安全。

三、井下探（放）水

探水是指采矿中用超前钻探方法，查明工作面“顶底板”“侧帮”“前方”的含水构造、含水层、积水老窑水体的具体位置。采掘过程中，必须坚持执行“有疑必探，先探后掘，先探后采”的原则。遇到下列情况时皆应进行探水.

1．接近有积水威胁的老窑和导水断层时，应按规定布设探水线探水。

2．开拓“石门”接近含水层或含水构造时要探放水。

3．矿层受顶底板含水层威胁时要探放水。

4．工作面潮湿、淋水和有出水预兆时都应布设探水线探水。

第二节 矿床疏干

矿床疏干是为了减少矿坑涌水量、防止突水、保证采矿安全的一种措施。疏干方式有三种：地表式、地下式和联合式。

一、地表疏干

地表疏干主要应用于预先疏干阶段，其次用于开采阶段，在地表打钻到预先疏干含水层或老窑内，用深井泵或潜水泵从相互干扰的孔组中把水抽出地表，使开采地段处于疏干降落漏斗之上。

二、地下疏干

地下疏干主要应用于开采阶段，对矿井在掘进或回采过程中，顶板局部出现滴水、渗水现象，在井下修建临时水仓，沿巷道边沟流入临时水仓；用深井泵或潜水泵抽至二级水仓，再抽至地面沉淀池，经过污水处理站进行净化处理。

三、联合疏干

矿井同时采用地表与地下两种疏干方式，能在最短的时间内降低剩余水压，又能有效地疏干强含水层和充水老窑。

第五章 结论与建议

第一节 结 论

1．通过此次的水文地质调查，初步查清了矿井的水文地质条件、地表水、地下水对矿井的影响程度及矿井充水因素，估算了矿井涌水量，对矿井的防治水提出了具体的防治措施，基本达到了本次水文地质调查的目的。

2．矿井充水水源主要为大气降水、地下水、老空积水及地表水。据本次实地调查，矿山属于顶以岩溶裂隙充水为主的矿床，地下水补给条件差，故水文地质条件类型为简单。

3．矿井的实测正常涌水量为240～720m3/d，矿井的预计涌水量为2491m3/d。矿井开采煤层部份位于当地侵蚀基准面以下，主要补给来源为大气降水与岩溶裂隙水，有一定的补给源，当矿井开采煤层位于侵蚀基准面以下时，采掘工程一般不受水害影响，防治水工作简单。

4．矿界内的老窑储水空间约为30443m3，由于老窑采深多在煤层露头沿线斜深50m～100m之间，开采时应避免在这一地带布置采区，以防止小窑突水造成水害。

第二节 建 议

1．随着生产、采掘的进展矿井水文地质条件随之改变，应根据情况变化定期开展矿井水文地质调查工作，做好文字记录，编制好年度或中长期防治水方案，以便正确指导矿井的防水、治水工作，并定期绘制符合矿井生产的充水性图。

2．在井下出水点附近设流量观测站，定期收集气象观测资料，建立矿井涌水量与产煤量关系曲线图；矿井涌水量与主巷道开掘长度关系曲线图；矿井涌水量与采空面积关系曲线图；矿井涌水量与降水量关系曲线图，综合反映矿井充水变化规律。

3．矿井在今后的采掘过程中，特别是矿井采空区分布处及邻近煤矿

的采空区，为预防老空区积水突然溃入矿井，应采取永久封闭小窑井口的措施，并加强探、放水的工作和留设防水煤柱，采掘时必须遵循“有疑必探，先探后掘”的原则，避免突水灾害的发生。

4．在矿井较低的位置，建议安装与涌水量相匹配的排水设备及相关的排水管线，保证矿井的生产安全。

5．建议在老空积水区外缘，外推60m圈出积水老空区的警戒线，在掘进工作面进入积水警戒线后，必须超前探放水，并在距积水实际边界30m处停止掘进，进行打钻放水，在确证积水已被基本放净后，才允许继续掘进。

惠水县高镇镇红番哨煤矿水文地质调查报告

照片1 正在施工中的主斜井

照片2 红番哨煤矿工业广场一角

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