防治水系统风险评估

防治水系统风险评估

一、矿井防治水系统基本情况

1、区域水文地质概况

矿区位于陕北黄土高原南部，据地表出露和钻孔揭露，区域地层岩性主要有中生代碎屑岩、粘土岩及新生代松散沉积物组成。岩石粒度粗、细相间成层分布，使区域地下水的赋存与运移也具一定的成层特征。区域构造总的特点为由南东向北西缓倾斜的单斜褶皱，在此基础上发育着次级轴向东西至北东向的宽缓褶曲，地层产状平缓，构造简单。

区域主要含水层划分为：第四系松散孔隙、裂隙含水层，下白垩统洛河组砂岩裂隙含水层，直罗组下段砂岩裂隙含水层。

2、井田水文地质

1.地表水体

本井田内主要河流为七里川河，自东北向西南流入泾河，其上游为七里川水库。七里川河水流量甚微，其流量受七里川水库截流影响，一般情况处于无水状态。七里川水库的库容量为326万m3。

2.含（隔）水层

（1）第四系全新统冲、洪积潜水含水层（Q4al）

主要分布七里川河谷及大的沟谷之中，岩性为冲、洪积砂砾石层，砾石成分以灰岩为主，一般厚度在11m左右，无泉水出露。在河谷部分地区，地下水以明流变潜流。该层透水性能好，与地表水及基岩风化裂隙有密切联系，属中等富水岩层。

（2）第四系上层更新统黄土裂隙、孔隙潜水含水层（Q3m）

井田内分布面积较大，厚度30.85～89.08m ，一般在41.83m。岩性为浅黄色亚粘土、亚砂土，垂直裂隙发育，含透镜状钙质结核层。

钻孔涌水量0.59L/s，单位涌水量0.0128L/ s·m，矿化度0.265g/l，水质HCO3－Ca.Mg型水，属弱富水岩层。

（3）白垩系下统洛河组砂岩裂隙含水层（K1l）

井田内均有分布，最大厚度308.67m，平均厚度192.23m。岩性为上部棕红色砾岩，下部中粗粒砂岩。成分以石英、长石为主。泥质胶结，分选较差，具大型交错层理夹透镜状砂石层。井田内该层无泉水出露，区域内泉水出露甚多，最大流量0.78L/s。钻孔涌水量0.31～14.32L/s，单位涌水量0.0099～0.68L/s·m，矿化度0.52g/l，水质为HCO3－Na.Mg和CO3－Ca.Mg型水。属中等富水岩层。

（4）白垩系下统宜君组隔水层（K1y）

井田内均有分布，最大厚度19.00m，平均厚度13.03m。岩性为棕红色、杂色砾岩，砾石由灰岩、石英岩等组成，次圆状，分选差，泥钙质胶结，砂质充填，胶结致密。区内该层有个别泉点出露，但流量甚微，可作为井田内的隔水层之一。

（5）侏罗系中统直罗组上段隔水层（J2z）

该段井田内未出露，最大厚度71.00m，平均厚度40.07m。岩性以灰紫、紫红及灰绿色粉砂岩、砂质泥岩为主，泥质胶结。本段地层分布稳定，厚度大，可作为上、下含水层的隔水层。

（6）侏罗系中统直罗组及延安组砂岩裂隙含水层（J2z +J1－2y）该组地层未见出露，井田内均有分布，上部直罗组下段砂岩平均厚度28.02m，岩性以灰绿、灰紫、灰白色中粗粒砂岩为主，下部延安组砂岩平均厚度21.11m，岩性主要由灰白色细砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩及煤层组成，井田内均无泉出露，钻孔未发现漏水与涌水现象。该组合层为弱富水含水层。

（7）侏罗系下统富县组隔水层（J1f）

该层在井田内分布不均，最大厚度18.40m，平均7.11m，岩性以

灰紫、紫红、黄褐色泥岩为主。局部地段为灰色铝质泥岩，为井田局部隔水层。

（8）三叠系中统铜川组砂岩裂隙含水层（T2t）

该层厚度不详，最大厚度89.83m。岩性以灰色、灰绿色粉砂岩，灰色泥岩为主，夹薄层灰绿色细粒砂岩。该组地层在矿区有泉水出露。流量0.01～2.98L/s，水质为HCO3.SO4－Ca.Mg型水。属中等富水岩层。

3、地下水的补给、径流、排泄条件

井田基本为黄土覆盖，仅沿大沟内有洛河砂岩出露。地下水主要以大气降水补给为主，基岩地下水接受黄土地下水的间接补给。据塬区水井水位资料反映，在梁区分布的井1、井3、井4水井水位高，高程分别为+1484.06m、+1491.48m、+1481.09m，在残塬边部布置的水井水位急剧降低。由于沟谷的切割，地下水以泉的形式泄出。总之，黄土地下水接受降雨补给，残塬地下水流动与地形基本一致，在含水层被切割时，便以泉的形式泄出地表，各主要沟谷为其排泄通道。

4、水文地质类型

本井田地质构造简单，地层产状平缓，为一轴向呈北东东向延伸的七里川向斜。井田内地表水体少，泉水出露流量小。煤层直接充水含水层为直罗组下段砂岩裂隙含水层及延安组裂隙含水层。该含水地层富水性弱，补给来源差。故本井田水文地质类型为以裂隙充水为主的简单型即二类一型。

5、充水因素分析

七里川河河谷最低侵蚀基准面标高为+1315m，煤层底板标高

+1180m，煤层埋深140m以下。白垩系下统宜君组隔水层（K1y）和侏罗系中统直罗组上段隔水层（J2z），两个隔水层可作为上、下含水层的隔水层。矿井在侵蚀基准面以下开采，矿井充水主要为煤层顶板砂

岩水。在向斜的轴部煤层厚，延安组的厚度也相应增厚，而在向斜翼部及转折端，煤层厚度逐渐变小，以致尖灭，延安组的厚度也相应变薄。从地形上看，安子洼煤矿处于几个沟的源头，有利于降水的排泄，而不利于降水的补给。与安子洼煤层相比，姜家河煤层的底板较低。加上有较大的地表水体七里川水库的存在，又增加了矿井充水因素分析的难度。

6、矿井涌水量

矿井可采煤层为4－2煤层，直接充水含水层位于直罗组下段砂岩及延安组砂岩。含水层接受大气降水补给，也同时接受地下水侧向迳流补给。由于矿区对该层无定性、定量的资料。因此采用邻近矿井水文资料进行矿井涌水量计算。

矿井涌水量计算采用姜家河东南端的安子洼煤矿及相邻的七里

川煤矿2006年涌水量资料利用比拟法计算。

矿井正常涌水系数取1.34，最大涌水系数取2.8。计算结果：未来矿井正常涌水量40m3/h，最大涌水量85m3/h。

二、矿井排水系统

在七里川河道建立一处供水泵站，为矿井生产主要供水水源，经处理后的井下排出水为矿井生产补给水源。生活用水水源采用矿区东沟的供水水源，七里川河道供水泵站水泵采用200QJ20-283/21型。

在矿井地面工业场地建两个200m3的蓄水池，通过管道向地面工业场地和井下用水地点供水（井下供水和防尘管路共用）。井下主供水管道经副斜井、井底车场、辅助运输巷等敷设DN150无缝钢管，运输大巷及总回风巷敷设DN50无缝钢管经联络巷与主供水管路接通，采掘工作面巷口与主管路分别设三通及阀门向采掘作业地点供水，敷设DN50无缝钢管。

副斜井井底设主水仓，分为主、副水仓（总容积750m3），水泵

房安装四台D46-50×8型矿用多级离心式主水泵，水泵扬程400m，流量Q=46m3/h,配YB2-280M-2型隔爆电机，功率为90kw；沿副井筒敷设两趟φ159×5无缝钢管，该井下水由副井排出，经管道流至地面井下水处理沉淀水池。采、掘工作面分别配备5.5kw潜水泵将积水排入盘区水仓，盘区水仓采用125-50×8型离心式水泵、DN89钢管经辅助运输大巷排入主水仓，根据陕西全安煤矿安全技术服务有限公司提交的水文地质类型划分报告显示，矿井正常涌水量40m3/h，最大涌水量85m3/h，水文地质类型为中等型。

陕西煤矿安全装备检测中心对矿井在用主排水泵（D46-50×8）、备用泵（D46-50×8）和检修泵（D46-50×8）进行了检验，检验项目均为合格。

三、防治水系统评估

1、评价结论

矿井水文地质情况简单，当前我矿不受水害威胁。矿井底主排水系统基本完善，水泵排水能力、水仓容积能满足矿井正常涌水量和最大涌水量的要求。

2、意见和建议

1）由于矿井开采深度较浅，开采后顶板冒落也易形成导水裂隙将地表水引入井下，增大矿井涌水量。建议在以后的采掘过程中，应及时对主排水系统设施进行增设，即加大矿井排水能力，加大井底水仓容积和主排水管路的流量。

2）三盘区地质构造复杂，在掘进过程中要做好物探、钻探等地质工作，确保掘进施工安全。

3）在雨季做好井口防洪工作。