井下水文地质情况怎么写

1. 矿井日常水文地质工作内容与技术要求

矿井日常水文地质工作是保证煤矿正常安全生产的一项重要技术基础工作。其基本任务包括：

1）开展矿井水文地质补充调查、补充勘探和水文地质观测；

2）为矿井采掘、开拓延伸提供水文地质资料或报告；

图1-8 系统开发工作流程图

3）在采掘工程中进行水害分析、预测和防探水。

（一）水文地质补充调查和观测

1.地面水文地质补充调查

包括气象资料搜集：降水量、蒸发量、气温、气压、相对湿度、风向、风速及其历年平均值和两极值；地貌调查：着重调查由开采引起的塌陷、人工湖等地貌变化；地质调查：第四系覆盖层、基岩露头，地质构造的形态、产状、性质、规模、破碎带等。其他还应调查的内容包括地表水体等。

2.地面水文地质观测

包括气象观测、地表水观测、地下水动态观测等。

3.井下水文地质观测

在开拓主要采区巷道时，应及时进行井下水文地质观测和编录，并绘制实测水文地质剖面图或展开图。

1）当巷道穿过含水层时，应详细描述其产状、厚度、岩性、构造、裂隙或岩溶的发育与充填情况，揭露点的位置及标高、出水形式、涌水量、水温等，并采取水样进行水质分析；

2）对断层和裂隙，应测定其产状、长度、宽度、数量、形状、尖灭情况、充填程度及充填物，观察地下水活动的痕迹，绘制裂隙玫瑰图，并选择有代表性的地段测定岩石的裂隙率；

3）对岩溶应观测其形态、发育情况、分布状况、有无充填物及充填物成分、充水状况等，并绘制岩溶素描图；

4）对褶曲应观测其形态、产状及破碎情况；

5）对突水点应详细观测记录突水的时间、地点、确切位置、出水层位、岩性、厚度、出水形式、围岩破坏情况等，并测定涌水量、水温、水质、含砂量等。同时观测附近的出水点和观测孔涌水量、水位的变化，并分析突水原因。主要突水点可作为动态观测点，并要编制卡片，附平面图和素描图。

4.矿井涌水量观测

1）矿井涌水量观测应分含水层、分采区、分主要出水点观测，每月观测不少于3次；

2）井下新的出水点在涌水量尚未稳定前应每天观测1次；

3）井下疏降孔涌水量和水压在稳定前每小时观测1次，稳定后正常观测。

（二）矿井水文地质基础资料和图纸

1.水文地质台账

矿井水文地质基础资料必须认真搜集整理、长期保存。为了使矿井水文地质基础资料系统化，应建立以下各类水文地质台账：

1）矿井涌水量观测成果台账；

2）气象资料台账；

3）地表水文观测成果台账；

4）钻孔水位及井泉动态观测台账；

5）抽（放）水试验成果台账；

6）矿井突水点卡片或台账；

7）井下水文地质钻孔台账；

8）水质分析成果台账；

9）矿区水源井（孔）台账；

10）封闭不良钻孔台账；

11）其他专门项目台账。

2.矿井必备的水文地质图纸

1）矿井充水性图；

2）矿井涌水量与各种相关因素动态曲线图；

3）矿井综合水文地质图；

4）水文地质柱状图；

5）水文地质剖面图；

6）等水位线图等。

（三）工作面水害预测与防探水

应开展水害因素分析和水害预测工作，根据采掘接续计划，结合水文地质资料，全面分析水害因素，提出水害分析预报表及水害预测图；在采掘工程中对预报表、图进行检查、补充和修订，发现险情，应及时发出水害通知单，并采取预防措施。

1）采前应编制探放水设计，并预计涌水量，涌水量较大可能影响正常生产时，应采取相应措施；

2）防探底板突水：采掘前必须具备勘探或补充勘探资料，水文地质条件基本清楚；对可能发生的水害及其预防措施提出建议；预测有突水可能的危险区；预计最大涌水量；

3）防探断层水：应核准断层产状、位置，分析断层带的富（导）水性，并在平面图和剖面图上确定断层与工作面的空间几何关系；巷道通过导水或可能导水断层前，必须超前探水，并采取相应的防水措施；对与强含水层连通的导水断层，必须按规定留设防水煤柱；

4）为防止钻孔突水，应对采掘范围内穿越煤层顶、底板强含水层的钻孔进行核查，分析判定封孔质量；对封闭不良的钻孔应分别采取相应的预防措施。

（四）其他防治水措施

为了防治矿井开采过程中发生突水淹井事故，除建立上述矿井排水系统外还应当考虑以下防治水措施：

1）采区排水系统。对设计的下一个采区，要首先预计采区涌水量，建立采区水仓、泵房和排水管道。采区水仓、泵房和排水管道的设计应符合“煤矿安全规程”的要求。

2）矿井避水灾路线。在采掘作业规程中制定突水时的避水灾路线，并在避水灾路线上设置路标，定期进行撤退演习。在井下各采掘工作面即主要硐室、大巷等有人员工作的地点安装电话，井下电机车安装载波电话，并加强对通讯系统的维护和管理，保证在发生突水灾害时，可利用通讯系统实施迅速、有效的调度指挥。矿井应安装井下人员定位系统，使地面及时了解井下人员的实际情况。

2. 矿井水文地质资料整理要求

第24条 根据我局水文地质特点，矿井水文地质基础资料应建立以下几种台账：

1）矿井涌水量观测成果台账：分井口、分煤层、分水平、分翼、分地区、分水源建立年、月矿井涌水量观测成果台账。

2）钻孔水位动态观测台账。

3）突水点卡片：先逐项填写突水点要素和绘制平剖面图，再填写涌水量和有关钻孔水位动态变化表，绘出涌水量、水位、时间关系曲线图。

4）突水点统计表：将突水点以时间为顺序，按要求逐项进行登记。

5）井下水文地质钻孔统计表：井下水文地质钻孔主要指的是放水孔、测压孔和其他了解水文地质条件的钻孔，按要求填写。

6）封闭不良钻孔统计表。

7）矿区（井）水源井（孔）统计表：按附表7的要求每年调查登记一次。

8）气象台资料台账。

9）水井、机井观测成果表（台账）。

10）各矿根据各自情况，还应考虑编制抽（放）水试验成果统计表，水质分析成果统计表，采空体积与残存空隙统计表（每年统计一次），水温观测记录表。

第25条 矿井必备的水文地质图纸：

1）矿井充水性图，该图是综合记录井下实测水文地质资料的图纸，是分析研究矿井充水规律，开展水害预测，制定防治措施的主要依据之一。它是矿井水文地质工作的必备图纸。比例尺一般用1∶2000，主要内容有：① 井巷工程，按矿山测量1∶2000采掘工程平面图的图例和要求绘制，按井巷工程所在层位用4种颜色分别表示煤层顶板岩巷、煤巷、八灰岩巷和其他岩巷，顶板岩巷着浅黄色，煤巷不着色，八灰岩巷着浅蓝色，其他岩巷着浅灰色；② 突水点和集中淋水带均应填绘在图纸上，以不同的符号、颜色反映不同的突水类型和突水水源，涌水量＞1m³/min的突水点要标明出水时期、水量、标高、水源；③ 积水区和积水量：凡有积水的古井、废弃井巷、采空区、老塘等，均应绘出积水范围，并注明积水量和积水区底板最低标高；④ 防水设施：井下防水闸门、防水闸墙必须全部绘制在图上，防水闸门还要表示出已关闭和未关闭等状况和标高；⑤ 排水设施：主要泵房（包括采区泵房）要表示出水泵和管路的排水能力及水仓容积；⑥ 防治水工程：包括放水孔、测压孔、疏水降压用的井巷工程及注浆堵水工程（截流、堵突水点、充填含水层、含水层预注浆）等；⑦ 防水煤柱，包括断层防水煤柱（凡落差大于20m的断层均须绘出断层防水煤柱线）、冲积层防水煤柱（冲积层水对回采有影响的矿井要绘出冲积层防隔水煤柱）、井田及采区防隔水煤柱（相邻两井田之间的人为边界或自然边界的两侧均须绘出井田防隔水煤柱，凡水平或采区隔离开采的矿井，均须绘出水平或采区防隔水煤柱）及防排水设施保安煤柱（防水闸门、防水闸墙和泵房的保安煤柱均必须绘在图上）；⑧ 井下输水方向，要表示出水流方向和水沟的宽度和深度；⑨ 井下涌水量观测站；⑩ 断层及裂隙的产状要素；⑪ 井上下水位观测孔的观测层位和水位标高；⑫ 封闭不良的钻孔和封孔情况不明的钻孔，及见溶洞、大漏水钻孔；⑬ 风化带要标明；⑭ 矿井充水性图底鼓地带3个月补充填绘1次，每3～5年更新一次，老图存档备查。

2）矿区（井）综合水文地质图，是反映矿区或矿井水文地质条件的主要图纸之一，局、矿分别编制，比例尺1∶5000～1∶10000，主要内容有：① 含水层露头，隐伏露头及冲积层底部含水层（流砂、砂砾石、砾岩）的平面分布状况；② 地表水体（系）、井泉、水文观测站的分布位置；③ 抽水试验钻孔及其试验成果；④ 水文观测孔；⑤ 井下突水点；⑥ 主要断层及其对接关系（标明落差大小，下降盘的八灰与对盘二灰、奥灰的对接关系）；⑦ 隔水层厚度等值线；⑧ 揭露岩溶及漏水的钻孔；⑨ 井上下主要防治水工程，包括堵水截流工程、突水点注浆堵水工程、断层带充填堵截工程、含水层充填工程、疏水降压工程（放水钻孔，控放站）、防排水设施、防洪工程等；⑩老窑、小煤矿位置、开采范围和涌水情况；⑪ 主要含水层等水位线、开采大煤绘制八灰等水位线、开采二煤绘制二灰等水位线（也可以另外专门绘制八灰、二灰、奥灰等水位线图），等水位线图每年至少编绘一次，遇突水、淹井要根据需要加密编绘；⑫ 矿井水文地质分区；⑬ 其他有关的水文资料。矿井综合水文地质图每年补充修改1次。

3）矿井综合水文地质柱状图，本图反映含水层、隔水层及煤层之间的组合关系和含水层层数、岩性、厚度、层间距及富水性，比例尺1∶500。

4）矿井水文地质剖面图，本图主要反映含水层、隔水层、褶曲、断裂构造等和煤层之间的空间关系，沿倾斜方向选择有代表性的勘探线剖面为基础加上水文地质资料，比例尺1∶2000，主要内容有：① 含水层岩性、厚度、岩溶裂隙发育情况；② 抽水试验孔及其试验参数（q、s、k）；③ 主要井巷及突水点；④ 水文地质观测及其观测层位和水位标高；⑤ 地表水体、井、泉及其水位标高；⑥ 构造特征；⑦ 防水煤柱。

5）矿井涌水量与各种相关因素历时曲线图，包括矿井涌水量与降水量、地下水位曲线图（应分历年和年度编制，涌水量应分井筒水、煤层顶板水、煤层底板水和总涌水量进行绘制，图上还要标明主要突水点的突水日期和突水量）和矿井涌水量与开采深度关系曲线图。

6）其他水文地质专题图纸，即根据矿床水文地质条件及分析研究工作的需要，可分别编绘各含水层水文地质图、隔水层水文地质图、各时期水位等高线图、水温图、水化学图、水动态分析图、水文地质预测图、突水点剖面图、含水层等视电阻率图、水力联通试验图等。

第26条 新建矿井应按有关规定做好水文地质工作，将所搜集的资料进行分析、整理，并全部移交给生产单位。这些资料包括：① 水文地质观测台帐和编录成果；② 突水点卡片、记录和有关防治水的技术总结，以及注浆堵水记录和有关资料；③ 井筒及主要巷道水文地质实测剖面；④ 建井水文地质补充勘探成果；⑤ 供水水源的勘探成果和有关资料。复杂型和极复杂型矿井，在移交生产时，应根据建井过程中所进行的水文地质补充勘探工作和搜集的资料，提出建井水文地质总结报告。

第27条 采区掘进前应提出采区设计，采区设计所需的地质说明书应提前两年通知地质部门补勘和编制。地质部门应在正式设计前三个月提出，报矿总工程师审查，并报矿务局批准。采区地质说明书除按《矿井地质规程》（1984年11月）中的有关规定编制外，再补充规定如下：

1）文字部分：① 详细叙述和分析矿井或相邻区所揭露的水文地质实际资料，如含水层的分布规律和特征，涌（突）水点的位置、水源、涌水量大小、变化趋势、防治水措施等；② 阐明本采区水文地质特点、突水的威胁程度，按照《矿井地质规程》和《煤矿安全规程》要求预测采区最大涌水量和正常涌水量，提出对防隔水煤（岩）柱和探防水的要求；③ 对各种实际材料应详细叙述，不得任意取舍、分析、判断、计算时选用的各个数据，要说明选用依据、选用原则、计算方法和计算过程；④ 要有针对性地提出本采区水的隐患及防治水措施。

2）附图部分：必须编制采区（或矿井）水文地质图，编图范围必须包括相邻采区及与本区密切相关的地区（包括附近的小煤窑），编图时除按矿井充水性图的要求编制外，再增加煤层与主要含水层间的隔水层等厚线、主要含水层的水位等高线、抽水试验孔及试验成果、钻孔和井巷揭露的岩溶情况、断层两侧煤层与主要含水层的相对关系等内容；必须编制采区水文地质剖面图（或与地质剖面图合并）。

3）附表部分，包括采区及附近地区的突水点要素，隔水层厚度、岩性，含水层厚度、岩性，水位水量变化（长期观测资料），水质分析，抽水试验成果等各种水文地质实际资料均需列表说明。

第28条 根据采区地质说明书及设计情况说明掘进地区的水文地质条件，主要含水层和主要导水构造与掘进工作面的关系，预测突水的威胁程度，对防水设施、防水煤柱、探防水等提出要求和建议，预计掘进工作面的最大涌水量。分析判断要说明依据，各种数字说明来源可靠性、采用原则、计算方法和计算过程。

第29条 回采工作面掘进地质说明书，对水文地质的要求同第28条。

第30条 根据采区地质说明书和掘进中的实际资料说明本工作面的水文地质条件，根据本工作面主要含水层、隔水层、小构造情况和相邻地区生产实际情况预测本工作面突水威胁程度、最大控顶面积，预测工作面最大涌水量，对各种依据、数字要说明来源、可靠性、采用原则、计算方法和计算过程。

3. 矿井水文地质

（一）含水层

1.第四系砂、砾石孔隙含水层

本区第四系发育厚度为0～45.26m。上部为黄土或砂质粘土，厚0～45.26m，平均18.37m，对大气降水对下部各含水层的淋漓、渗漏补给起阻隔作用。下部为砂砾石（或卵石）厚0～39.8m，平均7.65m，全区发育，其厚度变化主要受古地形地貌及现代流水堆积作用控制，基本规律为矿区北部较南部发育，东部较西部发育。该含水层主要由流砂、砂（卵）石组成，呈未胶结或半固结，导（富）水性较好，富含孔隙潜水。q=0.0074L/（s·m），k=0.0406m/d。水位标高225.15m，其水位水量变化动态不稳。与二₁煤层间无稳定水力联系，对二₁煤层的开采影响不大，但在隐伏露头地段，当开采煤层后形成的冒落破碎裂隙带与该含水层沟通时，则构成直接充水水源。

2.二₁煤层顶板砂岩裂隙含水层

二₁煤层以上60m范围内，为煤层采动后的冒落破裂影响带，在该影响带内发育的中粗粒砂岩含水层的承压水，将首先充入矿坑，是二₁煤层顶板的直接充水含水层。据统计，该范围内发育的中—粗粒砂岩3～5层，主要为大占砂岩和香炭砂岩，厚0～32.87m，平均15.75m，该砂层组多为硅质胶结，致密坚硬，裂隙较发育，但多被方解石脉所充填，多以顶板淋水形式向矿坑充水。

3.太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层

主要由太原组上段灰岩组成，其中L₇和L₈灰岩较发育，层位较稳定，厚2～13.9m，平均6.32m。灰岩致密坚硬，岩溶不发育，裂隙较发育，但多被方解石脉所充填。q=0.0024～0.038L/（s·m），k=0.015～3.72m/d，水质类型为HCO₃-K·Na型。该含水层厚度小，出露及补给条件差，岩石空隙不发育，导、富水性差，且及不均一，但在断层构造作用下，使其与下部强含水层产生水力联系时，富水性则会相应增强，为二₁煤层底板直接充水含水层。

4.太原组下段灰岩含水层

即指太原组下段L_1-4灰岩，一般L_1-3灰岩较发育，层位较稳定，厚4.75～23.79m，平均厚度10.08m。L_2-4灰岩局部可相变为砂岩或与L₁合并为一层，致密坚硬，岩溶裂隙也不甚发育，且多被方解石脉或黄铁矿细脉所充填，导、富水性较差。L_1-4灰岩为一₁煤层顶板直接充水含水层。

5.中奥陶统石灰岩岩溶裂隙含水层

该层厚度为2.05～73.5m，单位涌水量q=0.0141～18.79L/（s·m），渗透系数k=0.0285～119.27m/d。该含水层水水质类型为HCO₃-Na·Ga或HCO₃-Ga·Mg型，pH值为7.4～7.7，矿化度为0.574g/L。目前水位标高为171m左右（观₁孔资料），岩溶裂隙发育，补给条件好，富水性强，但极不均一，为本区重要含水层，是一₁煤层底板直接充水含水层。

主采煤层和含水层关系详见图4-2。

（二）隔水层

1.石盒子组砂泥岩隔水层

自基岩风化面下至二₁煤层顶板60m之间，厚100～300m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩等碎屑岩组成，以泥岩、砂质泥岩为主，间夹数层中厚层状粗粒砂岩含水层，富存有一定的水量。但各含水层挟持于厚层泥质岩之间，且距开采煤层较远，又因含水层砂岩胶结致密坚硬，在该段中起到骨架作用，相对增强了泥质岩层的抗压强度，故该岩层段裂隙不发育，透水性差，再加上其在地表呈零星出露，补给条件不佳，岩段厚度大，抗压强度较高，故能对上部第四系砂砾石潜水含水层和下部二₁煤层顶板砂岩承压含水层之间的水力联系起到一定的阻隔作用。但在煤层露头区或煤层开采引起导水裂隙高度较大时，可能会失去阻水能力，使得地表水和第四系砂砾石潜水充入矿井。

图4-2 主采煤层与主要含水层示意图

2.二₁煤层底板砂泥岩隔水层

系指二₁煤层底板至L₈灰岩顶界之间的砂泥质岩段。据统计，厚度5.25～48.93m，平均为12.41m。岩层以泥岩、砂质泥岩、粉细粒砂岩为主，底部夹一灰岩薄层（或灰岩透镜体），分布连续、稳定，其裂隙不发育，透水性差，隔水性能良好。由于该隔水层的存在，有效地防范了二₁煤层在回采过程中太原组L_7-8灰岩水直接涌入矿井。在局部地区由于断裂构造和采动影响，其隔水性能相对降低。

3.太原组中段砂泥岩隔水层

太原组中段即自L₇灰岩底至L₄灰岩顶之岩段，平均厚46.95m，岩性以泥岩、砂质泥岩、细中粒砂岩为主。间夹灰岩层（L₅），岩石裂隙不发育，透水性差，隔水性能良好，有效地切断了太原组下部薄层灰岩与上部L_7-8灰岩之间的水力联系，使二₁煤层底板的多个薄层灰岩复合式含水层之间的整体性和连续性大大减弱。同时，该隔水层的存在也有效地阻隔了奥陶系灰岩含水层与太原组薄层灰岩含水层之间的水力联系。

4.本溪组铝土岩、泥岩隔水层

由本溪组铝土岩、铝土质泥岩组成，厚度为0.58～16.65m，平均9.36m，其岩性致密，强度中等，透水性差，具有良好的隔水性能，该隔水层的存在有效地阻隔了奥陶系灰岩水与太原组薄层灰岩含水层之间的水力联系。但在断裂破碎带和沉积薄弱地段或受到采动破坏影响，该隔水层将失去或降低其隔水性能。

（三）地下水动态特征

1.矿井涌水量逐年增加

大平煤矿1986年投产初期，年平均涌水量为134.44m³/h。1987年至1988年4月份，水量急剧增大至561.7m³/h，除因开采面积相应增加外，推断有第四系潜水和老窑水成分。之后，涌水量恢复至150m³/h，并随着回采面积的扩展，涌水量逐渐增加至2004年的424.6m³/h。大平矿历年矿井涌水量曲线见图4-3。

图4-3 大平煤矿历年矿井涌水量曲线图

2.涌水量与大气降水的关系

大平矿矿井涌水量与大气降水密切相关，据多年统计资料，每年最大降水月份为7～8月，而矿井涌水量最大月份为每年的10月份，与最大降水月相比，相应延迟约2～3个月，最小涌水量为来年的7月份，表现出集中补给逐渐消耗的补给排泄特征，大平矿月平均涌水量与降雨量关系曲线见图4-4。

3.奥陶系灰岩水位变化趋势

通过对1987～1992年13-补27孔奥陶系灰岩水位和1997年5月～2005年5月对观₁孔中奥陶统灰岩水位观测，大平矿奥陶系灰岩水位呈逐年下降趋势，降幅每年近1.5m（图4-5，图4-6）。中奥陶统灰岩水位由建井初期至今已经由199.88m下降至171.29m，表明该矿区地下水降落漏斗在逐渐扩展和形成过程中。

（四）地下水补给径流排泄

区域地下水运移规律是由西北向东南流动，荥密背斜南翼及矿区西部山区是寒武系—奥陶系及石炭系含水层出露地区，为地下水之补给区，大气降水渗入形成地下水后向东南方向运移，一部分由超化泉群及灰徐沟泉群泄出，其余均运移到新郑矿区的八千背斜轴部地带由寒武系—奥陶系含水层隐伏露头区排出泄入第三、四系冲积层中。

图4-4 大平矿月平均涌水量与降水量关系曲线图

图4-5 13-补27孔奥陶系灰岩水位变化曲线图

图4-6 观1孔奥陶系灰岩水位变化曲线图

大平井田位于新密煤田西南，井田南、北、西三面环山，组成一个向东开阔的箕形汇水盆地，周边为寒武系—奥陶系灰岩或二叠系碎屑岩组成的低山丘陵区。煤矿床隐伏于第四系冲、洪积扇堆积物之下，矿区地势西高东低。大平井田构造特征为一轴向近东西的向斜构造。矿区大致以大冶向斜为对称轴由南北中马家沟组、本溪组、太原组逐次出露，成为地下水的主要补给区，大气降水是其主要补给来源。但由于矿区内沟谷发育，地表高差大，植被稀少，排泄条件好，故不利于地下水入渗补给。二₁煤层顶板含水层与上部冲、洪积层之间有水力联系，富水性较强。

井田内奥陶系灰岩水流向基本以地层倾向相同，由井田南、北、西三面向中心汇集，并由井田西南部流出井田。二₁煤层顶板砂岩水及太原组灰岩岩溶裂隙地下水，主要以井下排水的形式进行人工排泄。

4. 矿井水文地质条件

一、矿区水文地质特征

焦作矿区突水频繁，涌水量大，淹井次数多，从客观上讲，主要受矿区水文地质条件制约。具体表现是区域地下水补给量大；含水层层数多，厚度大，隔水层薄；断裂构造发育，使各含水层之间水力联系密切（图4-4）。

1.区城地下水补给充沛

焦作矿区北为太行山区，海拔标高+200～+1700m，为构造剥蚀的中低山地貌，广泛出露奥陶—寒武系巨厚（800～1000m）的碳酸盐岩，地形陡峭，深山峡谷，喀斯特裂隙发育。大气降水后由地表短暂径流转入地下径流，汇水面积2000km²左右。地下水自北和西北方向向矿区内径流，在矿区南部受到武陟隆起（前震旦系地层）和断距千米以上断层（董村、朱村、耿黄等）的阻挡，使地下水在矿区内排泄。20世纪60年代前以天然泉水的形式排泄地下水，如九里山前泉群总流量达1.6m³/s，20世纪60年代后以矿井排水和工农业用水的形式排泄地下水（Q=9.9m³/s）。

2.断裂构造控水作用强

矿区内断裂构造皆为正断层，EW，NE和NW向3组断裂构造纵横交错，互相切割，形成许多条条块块，但没有破坏奥灰的连续性，使各块段〔或井田〕奥灰水力联系密切，形成统一水位。在焦作矿区59次10m³/min以上突水事故中，断层突水占58%；100m³/min以上突水7次，其中断层突水占85.71%。在14次突水淹井事故中，因断层突水淹井占85.71%。这充分说明断裂构造对地下水的富集、径流（运移）到突水起重要控制作用。

图4-4 焦作区域水文地质图

二、矿井主要含水层及其关系

与矿井充水有直接关系的含水层，自上而下分别是第四系砂砾石含水层、二叠系砂岩含水层、石炭系太原组石灰岩含水层和奥陶寒武系石灰岩含水层。

图4-5 冲积层柱状图

第四系冲积层厚29.39～200.31m，北薄南厚。北部煤层露头带附近冲积层厚75～120m，一般85m左右。由黄土、流砂砾石层、粘土和砾岩组成。上部为黄土、流砂砾石和粘土，中下部为砾岩和粘土，含砾岩5～11层，一般6～8层，且主要集中在中下部〔5～7层〕（图4-5）。砾岩总厚14.66～40.86m，占冲积层地层总厚22.21%～37.24%分布不稳定。上部和底部砾岩含水层具双层水位，均具承压水性质。底部砾岩直接覆盖在奥灰、L₂和L₈隐伏露头上。水位变化与奥灰呈同步关系，一般是奥灰水补给冲积层。所以在L₈露头附近冲积层水和奥灰水联合对L₈补给，是演马庄—九里山井田涌水量大，与其他矿井区别的重要条件之一。

二叠系砂岩含水层分上下两层，即基岩风化带裂隙孔隙含水层和二₁煤顶板砂岩含水层。基岩风化带含水层与冲积层水沟通时，富水性极强。浅部回采时，当导水裂隙带与风化带沟通时，涌水量很大。如13011工作面回采后顶板水达14.4m³/min。二₁煤顶板砂岩含水层富水性较弱，对回采影响不大。

石炭系太原组厚67.1～60.93m，距奥灰5.46～16.67m，一般10m左右，由砂岩、粉砂岩、石灰岩和煤层组成，含石灰岩6～10层（图4-6）。

石灰岩总厚27.4～41.99m，占33.62%～55.71%，以L₂和L₈厚度大分布稳定。

L₈厚4.97～13.79m，一般厚8m左右，上距二₁煤底板20.65～35.73m，西薄东厚。喀斯特以裂隙发育为主，根据勘探资料，见溶洞为20%左右。全矿现有L₈涌水量96.33m³/min，L₈水位下降极不均衡，12采区以东水位下降明显（±0m以下），西翼水位仍保持在+40～+60m。

L₂厚10.73～13.77m，一般厚12m左右，上距二₁煤底板70.8～82.14m，一般75m左右，下距奥灰10m左右。喀斯特裂隙发育，水位与奥灰呈同步变化。其他矿井L₂水位比奥灰低1～3m，而九里山矿二者水位相差不明显。

本区西部，五灰、六灰、七灰较发育，总厚6～7m，相对削弱了L₂与L₈之间隔水性质，为垂直导水形成了有利的岩性条件。

奥灰为强喀斯特含水层（图4-7），厚度大，富水性强，上距二₁煤底板91.68～102.17m，一般95m左右。在浅部露头附近，奥灰与L₂、L₈、冲积层水力联系密切；在深部通过断裂构造补给上覆含水层。

图4-6 太原统地层柱状图

图4-7 焦作矿区中奥陶系灰岩分层柱状图

奥灰水位变化与降水关系密切，丰水期水位保持在+85～+90m，枯水期+70～+75m。1988年7、8两个月集中降雨450mm后，奥灰水位大幅度上升，最大升幅16.47m，其他含水层与奥灰同步上升，但升幅均小于奥灰。L₈水位升幅最大的地段在断层带附近。1988年雨季后，全局涌水量增加102.34m³/min，其中九里山矿增加21.67m³/min，（仅12021工作面增加9.88～15m³/min）。

三、突水简述

1.突水概述

从建井至今发生1m³/min以上突水22次（表4-3）。其中5m³/min以上11次，10m³/min以上6次，30m³/min以上两次（表4-4），由表4-4可知矿井西部突水次数多，突水量大，因突水频繁，涌水量大，给矿井安全生产带来巨大的威胁；特别是矿井两翼涌水量达85m³/min以上，造成停产状态。

表4-3 九里山矿井下突水点基本情况一览表

续表

表4-4 矿井东西部突水情况统计表

2.突水原因分析

（1）突水与采掘关系：按采掘对22次1m³/min以上突水统计出掘进、回采与突水的关系（表4-5）。

表4-5 突水按采掘统计表

由表4-5可知，突水主要发生在工作面回采中，占80.95%，掘进突水全是发生在底板岩巷中，工作面突水都发生在大顶来压过程中。突水时，虽有底鼓，但大多数底鼓幅度不大，且持续时间很短就发生突水。

（2）突水与构造的关系：在22次1m³/min以上突水中，因断裂构造造成直接突水3次，在小背斜上6次。

（3）突水与含水层的关系：在11次5m³/min以上突水中，除顶板水1次外，全为L₈直接突水。突水后各含水层水位都有不同程度的变化（表4-6）。

表4-6 主要突水点水位升降统计表

由表4-6可知，L₈突水后各含水层水位都有不同程度的下降，值得注意的是突水也引起L₂、奥灰、冲积层水位下降，这可能是L₈接受浅部混合水补给的依据。

3.12031突水简况

12031工作面位于12采区东翼。工作面东西走向长435m，南北倾斜宽92.5～130m，回采标高-78～-112.4m（图4-8）。

煤层走向N5°～50°E，倾向SE，倾角7°～19°。二₁煤层厚4.9～7.1m，平均厚6.4m。

二₁煤伪顶为炭质泥岩，厚0.2～1.5m，直接顶板为粉砂岩厚7.1m，老顶为砂岩厚12.3m，直接顶板为炭质泥岩和粉砂岩，厚12.3m。

（1）突水简述：该工作面自1983年6月回采至今已发生4次突水，每次突水都造成工作面停产。

图4-8 12031工作面平面图

第一次是1983年7月6日突水。12031工作面1983年4月30日开采，由于伪顶较厚和生产系统不健全，推进速度比较慢。7月6日当工作面推进 26m 时，采空面积达2444m²，工作面在放顶期间，在上安全口处发生底板突水，最大水量27m³/min，稳定水量15～18m³/min。工作面停采后，一方面开掘泄水岩巷，建防水闸门一座，另一方面修复下运输巷和进行改造工作。

1982年8月13日12皮带巷突水前，在12采区L₈、L₂和奥灰三者水位基本一致（+80m左右），突水后L₈与L₂奥灰水位明显“拉开”，12031工作面突水前，L₈水位+78.05m（底板承受水压1.9MPa）L₂+85.28m，奥灰+85.54m，水位差7m左右。突水后L₈、L₂、奥灰水位差更大，L₈水位下降了8.36m，L₂水位下降了0.88m，奥灰水位下降了0.94m（图4-9）。

图4-9 12031突水点动态曲线（一）

第二次是1987年9月25日突水。第一次突水后由原开切眼向外80m处另开切眼，于1987年8月完成工作面改造工作恢复生产。1987年9月25日工作面推进23m，采空面积2645m²时，在工作面下风道附近突水，最大水量6.77m³/min，稳定水量5.3m³/min，该工作面总水量由11.9m³/min增至17.23m³/min，12采区总水量已达65.1m³/min。

突水后L₈水位下降6.46m，L₂下降0.46m，奥灰下降0.41m（图4-10）。

图4-10 12031突水点动态曲线（二）

第三次是1988年10月28日突水。第二次突水后因下风道流不出来水，重新掘进一条下风道距第二停采线18m，掘进开切眼使工作面斜长由130m缩小为90m。

1988年9月开采，10月28日当工作面推进25m，采空面积2250m²时，在上安全口和下风道附近两处发生突水，最大涌水量9.76m³/min，稳定水量7.00m³/min，该工作面总水量由10m³/min增至16.9m³/min。

此次突水正逢雨季，L₈水位下降了6.77m，L₂下降了0.64m，奥灰下降了0.8m（图4-11）。

图4-11 12031突水点动态曲线（三）

第四次是1993年3月30日突水。第三次突水后一二采区处于停产状态，但防治水工作仍在积极进行，1991年3月开始对12021和12041集中巷突水点进行地面注浆堵水工作，到1992年5月12021突水点已封堵结束。为扭转长期停产局面，采取综合治水与生产相结合，吸取外地经验，缩小工作面，减少矿压对底板破坏深度。1992年5月开始对12031工作面进行改造，重新掘进一条上风道，距第三停采线24m处掘进切眼，使工作面斜长由90m缩小为30m。

1993年3月10日回采前打开12皮带突水点放水降低水压。3月25日工作面推进21.5m，采空面积731m²时，老塘出水0.05m³/min，3月29日8：00推进29m，采空面积1015m²时，水量增加至0.54m³/min，工作面停产两班。3月30日又开始回采，当推进31m，采空面积1085m²时，大顶突然来压，16：20水量增加，水色发黄，17：30水量达20.88m³/min，19：58上风道槽尾外3m处上帮出水7.02m³/min，总水量达27.9m³/min。3月31日1：30水量增至32.21m³/min，4月2日3：00水量增至39.05m³/min，4月3日4：50涌水量增至44.74m³/min，最大时47.51m³/min。突水点水量明显发生四次跳跃式上升。该工作面总水量稳定在41.72～47.35m³/min。

突水后各含水层都有不同程度的下降，冲积层水位下降了644m，L₈下降了20.68m，五灰下降了8.1m，L₂下降了1.8m，奥灰下降了1.9m（图4-12）。

图4-12 12031突水点动态曲线（四）

12031突水后，12021集中巷和12041集中巷两突水点水量明显减少，分别减少2m³/min和1.2m³/min。其他突水点水量变化不明显。

（2）突水原因分析：与水源和水压的关系密切。突水后在出水点附近施工两个L₈孔，水位+23.75～+26.87m。在标高-100m以上涌水已达55m³/min以上，L₈水位仍保持如此的高水位，单位水压涌水量达3.24m³/min，单位涌水量（m³/min）降深小于1m。说明L₈受L₂、奥灰和冲积层水补给量大，才会发生如此大的突水。

一二采区位于L₈强喀斯特裂隙富水带上，特别是12031工作面处于一个背斜构造上，北西向和北东向裂隙十分发育，底板岩石破碎，L₈喀斯特裂隙更加发育，加上采动矿压影响极易引起突水。因此造成低水压突水量大。

一二采区各突水点之间水量消长不明显，但突水后L₂和奥灰水位都有不同程度的下降，说明补给通道各异，补给量大。

（3）治理意见：从突水后水位水量变化可知，12031突水水源与L₂、奥灰有明显关系，并且L₈水位上升一次井下涌水量上升一个台阶，为防止水量增大，应切断L₂和奥灰补给通道，减少矿井涌水量。因此应对突水点进行注浆堵水。一方面达到减少矿井涌水量，保证矿井安全生产，另一方面可切断补给通道为根治水害奠定基础。

四、水化学资料的几点结论

1990年西安地勘分院应用水化学及环境同位素研究方法，对焦作矿区不同层位地下水源进行采样、室内分析和测试工作。共采水样81个，其中冲积层15个，顶板砂岩11个，大原组石灰岩水样38个，奥灰17个。主要进行水质、微量元素和环境同位素（T.D）3项测定分析其结论如下：

（1）焦作矿区各含水层（Q、C₃灰岩、P砂岩、O₂）都是由大气降水补给形成的，不存在古生水源问题。各含水层水中均有一定氚（T）含量被测出，说明本地区地下水30年以前的水体存在很少，以第四系冲积层水和砂岩水贮留时间较长。

（2）L₈水受冲积层下渗水影响形成混合水，矿区东部较西部有较大的混合比率。如九里山矿12皮带突水点冲积层水混入占31.50%，2^＃放水孔（L₈水）占53.8%；演马庄矿东四半突水点，占84%。

（3）第四系冲积层水矿区东西部水质化学特征有较大差异。从东向西，从北向南矿化度及硬度增大，说明与奥灰水补给有关。

（4）奥灰水中冲积层水混入率，矿区东部九里山工人村至演马庄矿一带占23%～86%；西部除焦西三水厂、耐火二厂一带大于30%外，其他地区均小于20%。

（5）九里山矿13011工作面顶板出水14.4m³/min，按其Na⁺降低、Ca²⁺，Mg²⁺增高，ph下降rNa/rCl比值等接近冲积层水质类型，说明冲积层水混入量较大。

五、补给与通道

九里山矿L₈水主要接受奥灰L₂和冲积层水补给，其补给途径主要是来自北部（浅部）和井田内隐伏构造。

北部在煤层露头附近，奥灰、L₂、L₈含水层被第四系冲积层覆盖，通过基岩风化裂隙或构造破裂带使其互相沟通共同对L₈补给。

1.补给

浅部补给，依据连通试验和突水后各含水层水位变化即可说明来自北部的补给是存在的。

多元示踪剂连通试验资料（表4-7），即可说明浅部补给明显（图4-13）。①浅部冲积层水有明显补给，最大流速为155m/h。②浅部L₈水与井下突水点联系密切，最大流速533m/h，而南部联系不明显。③浅部补给范围集中在13～15勘探线间。

图4-13 九里山矿多元水力连通试验图

表4-7 多元示踪连通试验成果表

注：分子为时间（小时），分母为直线流速（m/h）。空格为未取样，“-”为未见到示踪剂。

浅部含水层（O₂～L₂）补给问题，未做连通试验，但根据突水后各含水层水位变化（表4-6）和升压试验资料（见下述）均表明浅部12～15勘探线间，为一强径流带，补给明显。另外有下列地段值得注意：

（1）12皮带巷突水点以西L₈水位存在一个很陡的“陡坎”水力坡度733.3‰；

（2）12031突水点（-93m）附近L₈水位仍高达+27m（注1孔）；

（3）马坊泉断层南北两侧L₈观侧孔水位差达20多m，突水后，断层两盘水位都有不同程度的下降（S＞5m）。

上述地段即可怀疑深部含水层补给的可能性。

2.导水通道探讨

通过突水资料分析奥灰、L₂和冲积层水进入L₈的途径有以下几种情况。

（1）浅部冲积层水通过L₈露头直接补给；L₂、奥灰水一方面补给冲积层，另一方面通过基岩风化带或构造破裂带垂直向上补给L₈。

（2）马坊泉断层南北两盘L₈水位差明显（达20m），北盘高、南盘低，而且突水后两盘L₈水位下降都十分明显，说明L₂奥灰补给L₈明显。

（3）根据一二采区1m³/min以上突水点平面分布和连通试验资料结合矿井地质构造特征，认为一二采区L₈存在明显的两个径流带（或称喀斯特裂隙破碎带），大致呈近东西向自浅部向深部延展，预计深部富水性较差。

（4）在井田内施工的L₂奥灰孔，因封孔质量问题，造成人为的补给通道。如13-2孔，在施工中L₂水曾喷出地面10多米，后因套管拔断而至今未处理。全井田内怀疑有12个L₂和奥灰孔封孔质量有问题，其中奥灰3个孔，徐灰29个孔。若按平均每孔导水3～5m³/min，其补给量也是十分可观的。

另外，根据现有突水点分析，L₈水进入巷道只是构造裂隙和矿压作用产生的破坏裂隙互相沟通而引起突水的。

六、涌水量预计

（1）全矿涌水量：依据突水资料用比拟法和有限单元法计算标高-225m以上涌水量为184.64～187.5m³/min；标高-450m以上涌水量244.8m³/min。

（2）浅部补给量：根据连通试验流速资料和有限单元法计算补给量33.86～54.7m³/min。

（3）东部涌水量：西部关闭后成为直线补给边界时，东部涌水量将会大幅度增加，标高-225m以上将达到48.4～58.4m³/min；标高-450m时为94.4～104.4m³/min。

如果西部一二采区补给水源及通道封堵后，东部涌水量将会大大减少，维持现状。

5. 矿井水文地质类型划分报告怎么做

需要有水文勘探及报告编制资质的单位进行编制。
主要内容如下：
前 言
一、专矿井及井田概况
（一属）矿井及井田基本情况
（二）位置与交通
（三）地形、地貌
（四）气象、水文
（五）地震
（六）矿井排水设施能力现状
二、以往地质和水文地质工作评述
（一）不同勘探阶段地质和水文地质工作成果评述
（二）矿井地质及水文地质工作
三、地质概况
（一）地层
（二）构造
（三）含水地层
（四）岩浆岩
四、区域水文地质
（一）区域含水岩组的划分及其水文地质特征
（二）区域地下水的补给、径流、排泄条件
五、矿井水文地质
（一）井田边界及其水力性质
（二）含水层
（三）隔水层
（四）矿井充水条件
（五）井田及周边地区老窑水分布状况
（六）矿井充水状况
六、对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价
（一）对矿井开采受水害影响程度的评价
（二）对矿井防治水工作难易程度的评价
七、矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议
（一）矿井水文地质类型的划分
（二）对防治水工作的建议

6. 井下水文地质观测

顶板淋滴水，突水点，涌水点出水的变化情况。

7. 井下水文地质勘探

第20条 井下水文地质勘探主要包括放（关）水试验、连通试验、疏水降压工程、测压孔等。

第21条 井下水文地质勘探的主要技术要求：

1）必须有矿总工程师批准的钻孔施工设计，内容应包括对钻孔的各项技术要求和安全措施。

2）钻机必须安装牢固。

3）钻进至设计套管位置时，必须先下好套管，用水泥浆或其他有效方法将套管固定好，将上部含水层完全隔离，再向下钻进。

4）钻进揭露含水层之前，孔口应安装好截水门，水压超过20kg/cm²时，孔口必须安装防喷装置。

5）必须按设计施工，并严格执行施工安全措施。

6）停用或报废的钻孔，要及时封堵，并提出封孔报告。

7）测压孔必须使用高精度压力计。

第22条 放水试验：

1）在试放水的基础上，编制放水试验设计，规定试验方法，各次降深值和放水量。

2）做好放水试验前的准备工作，固定人员，检验校正观测仪器和工具，检查排水设备能力和放水路线。

3）放水前，必须以同一时间对上下观测孔和出水点进行一次水位、水压、涌水量、水温、水质的观测（测定）。

4）放水试验延续时间，可根据具体情况确定；涌水量、水位难以稳定时，试验延续时间一般不少于10天，选取观测时间间隔要考虑到非稳定流计算的需要；中心水位或水压必须与涌水量同步观测。

5）观测数据应及时登入台账，并绘制涌水量、水位历时曲线。

6）放水试验结束后，必须及时进行资料整理。

第23条 疏水降压试验，在用通常水文地质勘探方法难以进行开采评价时，可根据条件采用穿层石门或专门凿井进行疏水降压试验，其主要要求是：

1）必须有专门的施工设计。

2）预计最大涌水量。

3）建筑能保证排出最大涌水量的排水系统，或选择适当位置建筑防水闸门，留设防水煤柱，形成安全防水系统。

4）做好超前探水工作和疏水降压工作。

5）做好井上下水位、水压、涌水量的观测工作。

8. 井下水文地质观测记录本应如何编写

利用勘探坑抄道描述和观测坑道出水、积水的状态、位置、水量、水温、水的物理性质；观察描述软弱夹层、风化带、构造破碎带、蚀变带、岩溶发育带的特征、分布、产状、溶蚀现象；统计节理裂隙；描述地下水活动对井巷围岩稳固性的影响及水文地质、工程地质问题（如突水、冒顶、片帮、坑壁变形等）发生的位置，不稳定地段掘进与支护方法。编制坑道水文地质工程地质素描图。

9. 矿山水文地质怎么写

你好，在阐述矿山的水文地质时主要分水文地质条件、水文地质问题、水资源利用三内个方面。

水文地质条件：容

1.矿山区域地形地貌、土壤、植被；

2.岩层构造、矿产资源；

3.包气带结构、厚度、防护性能

4.含水层厚度、结构、渗透系数、富水程度

5.隔水层厚度、结构、渗透系数

6.地下水类型、水质、水温

7.地下水补给、径流、排泄条件

8.泉域分布、成因、形成条件

9.地下水开采状况

10.地下水监测井位设置情况

水文地质问题：

1. 天然劣质水分布和引发的地方病问题

2. 人工开采地下水造成的环境水文地质问题和范围

3. 其他造成的地下水流场、水位变化问题。

矿山区域地下水、矿井输干水的开采、综合利用情况，利用率。

此外，涉及到由于矿山开发引起的地下水漏失、地下水漏斗、地面沉降等次生地质灾害影响的程度和范围等等。还要求涉及到矿山区域是否存在突水事故对地表水和地下水的袭夺现象。

10. 地质报告怎么写

用以前的模板格式写