煤礦水災預防排水方案畢業(yè)設計

1、摘要橫山煤炭儲量大，分布廣，質(zhì)量高，易開采，是舉世矚目的神府特大煤田的重要組成部分。預測煤碳儲量可達500億t,已探明儲量達106億t,占陜北神府煤田探明儲量的6.6。初步統(tǒng)計，全縣15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3000平方公里的地下儲有煤。煤層為侏羅紀系,屬長焰煤、不粘結煤和弱粘結煤,低灰、低硫、中高發(fā)熱,是世界少有的優(yōu)質(zhì)動力和化工用煤。煤炭是橫山乃至陜西的支柱產(chǎn)業(yè)之一。然而,特殊的地質(zhì)地理環(huán)境,決定了我國煤礦水文地質(zhì)條件與世界其它國家相比,是極其復雜的,我國煤炭資源的開采受水災害的威脅嚴重,尤其是隨著開采深度、開采強度、開采速度、開采規(guī)模的增加和擴大,以及新煤田的大面積開發(fā),水災害威脅愈來愈嚴重。它不僅嚴重

2、破壞煤礦的正常建設和生產(chǎn),造成巨大的經(jīng)濟損失,而且還威脅人員的生命安全。據(jù)不完全統(tǒng)計,中國統(tǒng)配煤礦的100多個礦務局,600余個生產(chǎn)礦井,受到水害威脅的有225處，影響核定生產(chǎn)能力約1.4億t/a，占統(tǒng)配煤礦生產(chǎn)能力的30%:生產(chǎn)礦井現(xiàn)有儲量約400億t,但由于受水害的威脅，其中109億t不能或不敢開采，直接影響到許多礦務局的生產(chǎn)接續(xù)和服務年限。在可供建井的探明儲量有400億t,其中受水害威脅的占27%O19551990年底，曾發(fā)生各類礦井突水災害821次，造成淹井227次，直接經(jīng)濟損失達37億元，少生產(chǎn)煤炭1.2億t,造成人身傷亡1380人。由此可見煤礦突水問題是煤礦安全生產(chǎn)中急需解決的重大

3、實際問題。井筒涌水量是礦山建設和生產(chǎn)過程中單位時間內(nèi)流入井筒的水量，是礦山設計部門確定排水設備和制定防治水措施的主要依據(jù)。井筒涌水量準確的預測對于防止礦井突水、淹井等礦山惡性事故、降低生產(chǎn)成本、保障礦山安全生產(chǎn)具有重要意義。因此，在預測魏墻井田工程井筒主斜井涌水量的基礎上設計魏墻井田工程井筒主斜井的水災預防工程以保證橫山煤礦正常安全開采，對社會，經(jīng)濟有著重大意義。根據(jù)設計區(qū)已往工作成果和抽水試驗資料，采用集水廊道法和斜井法預測主斜井涌水量，并對兩種方法計算結果進行對比，最終選取合理的主斜井涌水量預測數(shù)據(jù)用于水災預防排水方案的設計。根據(jù)主斜井預計涌水量和井筒深度等資料，結合排水設備的技術性能，確

4、定為魏墻井田井筒主斜井水災預防制定的排水方案。排水系統(tǒng)設計時考慮以下原則。(1) 在井筒主斜井施工過程中安置排水泵排除井下用水預防施工過程中發(fā)生水災(2) 隨工作面的不斷推進，井底排水設備要經(jīng)常移動。(3) 由于掘進過程中需進行放炮工作，故炮前吊泵需撤離工作面，工作面要停止一段時間排水，放炮后又需將吊泵盡快放下至工作面排除積水，故排水設備的能力應大于工作面的正常涌水量。(4) 井筒主斜井施工結束后根據(jù)主斜井涌水量確定井下水倉容量(5) 井筒主斜井施工結束后根據(jù)主斜井涌水量確定排水泵型號(6) 根據(jù)主斜井涌水量確定管徑和管路趟數(shù)，避免施工期間頻繁更換和增設管路。(7) 為了保證管路拆接方便，管路

5、連接應選擇快速接頭。(8) 管路在井巷和泵房中的位置不應妨礙運輸及水泵和電機的檢修工作。(9) 由于井筒中吊掛設備較多，且提升工作繁忙，排水設備的斷面尺寸不宜太大i(10)將礦井水在井下進行預處理后除去主要懸浮顆粒再排入井下水倉，以解決I井下水倉的淤堵問題。Ii(11)排入井下水倉的礦井水，一部分再在井下深度處理后直接回用于井下生產(chǎn)i 及消防用水，其余的由井下排水泵排至地面礦井水處理站進一步處理，達標后回用ii 于地面生產(chǎn)或排放。i 設計方案為在主斜井施工過程中隨著打井穿越含水層的改變，從潛水含水層的ii 基巖風化裂隙帶安定組到承壓水含水層的直羅組砂巖含水段和延安組第四段含水段i分別配備與各含

6、水段井筒涌水量相應的排水泵，將主斜井打井過程中的井筒涌水及i時排出井外，以確保主斜井施工過程的安全，達到水災預防的目的。當主斜井施工I裝完成后，為了保障主斜井成井功能，在主斜井下方設計開挖井下水倉，將礦井涌水i 排入其中。井下水倉中的礦井水部分回用于井下生產(chǎn)和消防，其余的部分由排水泵ii 排出井外進行深度處理后，可作為當?shù)氐纳a(chǎn)生活用水。通過此排水方案，既可預i防井下涌水引起的水災，又將處理后的礦井水重新利用于生產(chǎn)生活，安全而環(huán)保，i具有可行性。i關鍵詞：井田主斜井、涌水量、抽水試驗、水災預防ABSTRACTHengShanCoalhaslargereservesandhighquality,

7、whichiswidelydistributedandeasytoexploit.ItistheimportantpartofShenFuCoal.Theexpectedfingureofcoalis500hundredmilliont,thedemonstractedreservesis106hundredmilliont,accountingfor6.6%ShenFuCoal.demonstractedreserves.Accordingtoestimates,thereiscoalundergroundin15villagesandtowns.DepartmentoftheJurassi

8、ccoal,longflamecoalisnotcakingcoalandweaklycakingcoal,lowash,lowsulfur,highfever,whichistheworld'sfewhigh-qualitypowerandcoalchemicalindustry.CoalisoneofthepillarindustriesinHengshanandeveninShaanxi.However,thespecialgeologicalgeographyinourcountrydeterminethehydrogeologicalconditionsofcoalisext

9、remelycomplexwhencomparedwithothercountriesintheworldandtheexploitationofcoalresourcesinChinabythethreatofseriouswater-relateddisasters,especiallywiththeminingdepth,miningstrength,productionrate,theincreaseinthesizeandexpansionofmining.Becauseofthelargeareaofnewcoaldevelopment,waterdisastersisbecomi

10、ngincreasingserious.Itisnotonlyseriousdamagetothenormalcoalmineconstructionandproduction,resultinginhugeeconomiclossesbutalsothreatenthesafetyofpersonnel.Accordingtoincompletestatistics,China'scoalmineshavemorethan100BureauofMines,themineproducedmorethan600bythethreatofwaterdamageare225,oftheapp

11、rovedproductioncapacityofabout140milliont/a,productioncapacityofcoalminesaccountedfor30%.Productionofmineexistingreservesofabout40billiont,butbecauseofthethreatofwaterdamage,ofwhich10.9billionminingtcannotordarenot,directlyaffectingtheproductionofmanyBureauofMinescontinueandlengthofservice.Forconstr

12、uctionofwellsinprovenreservesare40billiont,ofwhichthethreatofwaterdamageby27%.1955-1990year,hadallkindsofminewaterinrushoccurred821times,227timesFloodingcauseddirecteconomiclossesof3.7billion,lessproductionofcoal120000000t,1380causingpersonalinjury.Thisshowsthatinrushofwaterincoalmineproductionsafet

13、yissueisanurgentneedtoaddressthemajorpracticalproblems.Shaftinflowistheamountofwaterintotheshaftunitoftimeintheprocessofmineconstructionandproduction,isthemainbasisoftheminedesigndepartmentdeterminethedrainagedeviceandpreventionandcontrolmeasuresofwater.Accuratepredictionofwaterinflowshafttopreventt

14、heinrushofwater,floodedmineshaftsoseriousaccident,reduceproductioncosts,mineproductionsafetyprotectionisimportant.Therefore,inpredictingthemaininclinedshaftWeiqiangprojectdesignedonthebasisofwaterinflowintotheWeiqiangmainshaftmineworksforfloodpreventionworkstoensurenormalandsafeofHengshancoalmining,

15、onthesocial,economic,isofgreatsignificance.Accordingtothedesignpreviousworkinthisareaandpumpingtestdata,theuseofcatchmentcorridormethodandthemethodtopredictthemaininclinedshaftwaterinflow,thentheresultswerecomparedtwomethods,andultimatelyselectthemainshaftreasonableuseofwaterinflowforecastsDrainagei

16、nfloodpreventionprogramdesign.Accordingtothemainshaftandtheshaftisexpectedtodischargedepthofinformation,combinedwiththetechnicalperformanceofdrainage,identifiedasWeiqiangmainshaftfloodwalltopreventthedevelopmentofthedrainageprogram.Drainagesystemdesigntotakeintoaccountthefollowingprinciples.（1）Thema

17、inshaftduringconstructionexcludeundergroundwaterdrainagepumpplacementtopreventfloodingduringconstruction（2）Withthefaceofthecontinuousprogressofthebottomdrainageshouldalwaysmove.（3）Sinceblastingexcavationprocessinneedofwork,sothepumpguntobeevacuatedbeforethehangingface,faceaperiodoftimetostopthedrain

18、age,blastingandthentakedownthehangingassoonaspossibletofaceexclusionpumpwater,sothedrainagecapacityshouldbelargeInthefaceofnormaldischarge.（4）Constructionofmaininclinedshaftafterthecloseofthemainmineshaftdischargeofwaterstoragecapacitytodetermine（5）Afterthemaininclinedshaftconstructionofthemainshaft

19、dischargeunderthedrainpumpmodelstodetermine（6）Accordingtothemainshaftdiameterandthedischargepipetodeterminethenumberoflaps,duringtheconstructionperiodtoavoidfrequentreplacementandadditionalpiping.（7）Inordertoensureeasydisconnectpipe,pipejointsshouldbeselectedquickly（8）Pipelinepumpingstationsintheroa

20、dwayandthelocationshouldnotpreventthetransportandmaintenanceofpumpsandmotorswork（9）Asmoredeviceshangingwellbore,andenhancethebusy,drainageshouldnotbetoolarge.（10）Undergroundminewaterwillbepretreatedtoremovesuspendedparticlesandthendischargedintothemainundergroundwaterstorage,undergroundwaterstoraget

21、osolvethecloggingproblem.（11）Theundergroundwaterstorageintheminewater,partofthedepthoftreatmentandthenintheundergroundmineproductionanddirectlybacktothefirewaterfortherestofthedrainagepumpfromtheundergroundminewaterdischargetothegroundstationforfurtherprocessing,standardsforgroundafterthereturntopro

22、ductionoremissions.DesignfortheconstructionprocessinthemainshaftdrillingthroughtheaquiferasachangefromtheweatheredbedrockaquifergrouptothestabilityoffracturedzoneconfinedwateraquiferZhiluoYan'anFormationsandstoneandthefourthparagraphSectionwereequippedwithwatersectionWaterdischargeshaftsectionof

23、thecorrespondingrowofpumps,wellsthemainshaftoftheMineShaftinatimelymannerduringthedischargeofwells,theconstructionprocesstoensurethesafetyofthemainshafttoachievethepurposeoffloodprevention.Whenthemainshaftconstructioniscompleted,inordertoprotectthemainshaftaswellfeatureinthemainshaftexcavationofunde

24、rgroundwaterstoragebelowthedesign,theminewatergushingintoit.Undergroundwaterstorageinthebackpartoftheminewaterusedforundergroundproductionandfire,therestofthedischargebythedrainagepumpdeepwellsoutsidethetreatmentcanbeusedasthelocalproductionandlivingwater.Drainagethroughthisprogram,bothtopreventfloo

25、dingcausedbyundergroundwaterinflow,inturntreatedminewaterre-useintheproductionoflife,safetyandenvironmentalprotection,isfeasible.Keywords:maininclinedshaft,waterinflow,pumpingtest,floodprevention線IIIIIIIIII目錄IIII!第一章前言6Ii1.1設計目的與任務6I1.2設計區(qū)自然地理概況7II1.3技術路線8I1.4已往工作成果9III第二章地質(zhì)、水文地質(zhì)概況112.1地質(zhì)概況112.1.1 地

26、層112.1.2 構造13共頁第頁2.2 水文地質(zhì)概況132.2.1 井筒水文地質(zhì)條件132.2.2 井筒充水因素分析19第三章主斜井水災預防設計203.1 主斜井涌水量預測203.1.1 涌水量內(nèi)涵及其影響因素203.1.2 水文地質(zhì)參數(shù)分析223.1.3 主斜井涌水量預測273.2主斜井水災預防323.2.1 工程概況323.2.2 水災預防與排水方案設計原則323.2.3 施工排水方案設計333.2.4 主斜井功能保障排水方案設計34第四章工作部署384.1工作重點和部署原則384.2 工作部署394.3 人員組織、技術裝備40第五章經(jīng)費預算425.1編制說明425.2經(jīng)費預算43第六章

27、質(zhì)量保障與安全措施43參考文獻45致謝錯誤!未定義書簽。第一章前言1.1 設計目的與任務煤炭是我國社會主義現(xiàn)代化建設和人民日常生活所需的重要資源，煤炭工業(yè)是我國的基礎工業(yè)。然而，特殊的地質(zhì)地理環(huán)境，決定了我國煤礦水文地質(zhì)條件與世界其它國家相比，是極其復雜的，我國煤炭資源的開采受水災害的威脅嚴重，尤其是隨著開采深度、開采強度、開采速度、開采規(guī)模的增加和擴大，以及新煤田的大面積開發(fā)，水災害威脅愈來愈嚴重。它不僅嚴重破壞煤礦的正常建設和生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟損失，而且還威脅人員的生命安全。據(jù)不完全統(tǒng)計，中國統(tǒng)配煤礦的100多個礦務局，600余個生產(chǎn)礦井，受到水害威脅的有225處，影響核定生產(chǎn)能力約1.

28、4億t/a,占統(tǒng)配煤礦生產(chǎn)能力的30%:生產(chǎn)礦井現(xiàn)有儲量約400億t,但由于受水害的威脅，其中109億t不能或不敢開采,直接影響到許多礦務局的生產(chǎn)接續(xù)和服務年限。在可供建井的探明儲量有400億t，其中受水害威脅的占27%。19551990年底，曾發(fā)生各類礦井突水災害821次，造成淹井227次，直接經(jīng)濟損失達37億元，少生產(chǎn)煤炭1.2億t,造成人身傷亡1380人。由此可見煤礦突水問題是煤礦安全生產(chǎn)中急需解決的重大實際問題。煤礦水來源于地表水和地下水。地表水主要是指礦區(qū)附近地面的江河、湖泊、池沼、水庫、廢棄的露天礦井和塌陷坑積水以及雨水和冰雪融化后匯集的水。地下水主要是指含水層，斷層裂縫水和老空積

29、水。這些水源可能從各種通道和巖層裂縫滲透進入礦井。當進入煤礦的水超過正常排水能力時，就會釀成水災。每次煤礦水災害的發(fā)生都會造成巨大的損失，主要包括經(jīng)濟損失，煤礦工作日損失以及人員傷亡。由于我國煤礦在運營機制與管理技術上尚處于初始階段、煤礦生產(chǎn)又具有著隨機性和突發(fā)性的特點，所以人們無法確定地預測煤礦水災害會于何時何地或何種條件下發(fā)生，而水災害發(fā)生后如缺乏有效地應急救援體系又將會導致事故的進一步擴大。這一切均警示了煤礦安全生產(chǎn)的嚴峻形勢和完善煤礦水災害應急救援預案水平的迫切性和必要性。橫山煤炭儲量大，分布廣，質(zhì)量高，易開采，是舉世矚目的神府特大煤田的重要組成部分。預測煤碳儲量可達500億t,已探明

30、儲量達106億t,占陜北神府煤田探明儲量的6.6。初步統(tǒng)計，全縣15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3000平方公里的地下儲有煤。煤層為侏羅紀系,屬長焰煤、不粘結煤和弱粘結煤,低灰、低硫、中高發(fā)熱,是世界少有的優(yōu)質(zhì)動力和化工用煤。煤炭是橫山乃至陜西的支柱產(chǎn)業(yè)之一,因此,設計魏墻井田工程井筒主斜井的水災預防工程以保證煤炭正常安全開采,對社會,經(jīng)濟有著重大意義。1.2 設計區(qū)自然地理概況魏墻井田位于橫山縣縣城以北,行政區(qū)劃隸屬于橫山縣波羅鎮(zhèn)和橫山鎮(zhèn)管轄。橫山縣位于陜西省北部，榆林市中部，無定河中游，東西最寬處為97km，南北最長處約102km，總面積4333km2。處陜北黃土高原、風沙高原過度區(qū)，地勢西南高,東北低。以南

31、部丘陵溝壑為主，約占總面積70%。北部為沙漠草灘區(qū)。全縣地勢大致為西高東低，平均海拔900-1500m。交通運輸方面：東部與神延鐵路、210國道相連，中部有204省道穿越，北部與榆靖高速公路相接，南部有GZ35高速公路和正在建設的中太鐵路通過，境內(nèi)高速公路通行里程達71kn，鐵路涉境里程達70km，等級以上公路達到300km；全縣公路總里程達2368km，縣境內(nèi)有國、省道2條，全長146.7km，基本實現(xiàn)了鄉(xiāng)鄉(xiāng)、村村通公路；通江達海、北上南下的外運通道基本形成。電信方面：程控電話、移動電話、數(shù)據(jù)通信全部開通，信息傳輸及時快捷，縣城建成110kv變電站，鄉(xiāng)村電網(wǎng)改造即將完成。資源方面：煤炭、石油

32、、天然氣、巖鹽等多種重要資源組合匹配一身。煤炭預測儲量500億t,探明儲量106億t；天然氣預測儲量1.56萬億m3；石油預測儲量2億多t,探明儲量4500萬t；巖鹽儲量1.3萬億t；高嶺土儲量達10億m3。水資源比較豐富,有無定河、蘆河、大理河、黑木頭河等大小河流115條,年徑流量5.85億m3,地下水可開采量7277萬m3。地貌方面：以無定河、蘆河為界,北部為風沙草灘區(qū),南部為丘陵溝壑區(qū),分別約占總面積的三分之一和三分之二。氣候方面：由于受極地大陸冷空氣團控制的時間長,受熱帶海洋暖氣團影響短所以一年里寒季長,熱天短,溫差大,富日照,降水少,風沙多,季風氣候特別明顯。常年日平均氣溫8.6&#

33、176;C，最高氣溫在七八月份，曾達38.4°C；最低氣溫在一二月份，曾降至零下36.5C。年平均大于30C的高溫日42天左右，低于20C的低溫日為7天左右。無霜期146天。年平均降水量397.8mm，降水日76天。降水年際變化大，一年中冬干、春旱、夏秋多雨。晴天多，陰天少，日照豐富，光能資源居于全省前列。平均海拔1250m,年均氣溫8.6C，降水量399mm，屬溫帶干旱、半干旱大陸性季風氣候。魏強井田附近地區(qū)交通、水系圖見圖1。劉梁/旋溝孫石岳石刪田糾昴廠r'趙石畔林場焦好能羅窠7/filZ/10雷龍灣西楊卻梁家畔I十鈔則波嚳鎮(zhèn)：薛家溝0沙家灣-1五龍山酒房摯橫甬縣小王地、

34、李希莊卩上張山殿齋鎮(zhèn)蔥地梁心頁芒*灣'高應華渠圖1魏墻井田附近交通、水系圖1.3 技術路線本設計通過收集資料，包括地質(zhì)、水文地質(zhì)資料、鉆孔資料、抽水試驗資料【3】分析研究區(qū)水文地質(zhì)條件，地下水的補給、徑流、排泄條件，篩選水文地質(zhì)參數(shù)【2】統(tǒng)計數(shù)據(jù)并計算井筒涌水量水文地質(zhì)參數(shù)，預測計算涌水量。設計為魏墻井田工程井筒主斜井水災預防工作的排水系統(tǒng)，并作出工作部署和預算工程經(jīng)費。詳細技術路線見圖2圖2技術路線框架圖1.4 已往工作成果(1) 測量1) 作業(yè)依據(jù)a. 全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范(GB/T18314-2001)b. 測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定(CH1002-95)c. 測繪產(chǎn)品質(zhì)量評

35、定標準(CH1003-95)d. 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測量規(guī)范(GB/T18341-2001)e. 陜西延長石油集團魏墻礦井井筒檢查鉆孔布置及資料要求2) 采用成果a.地形圖來源及質(zhì)量本次工作采用的地形圖為陜西省測繪局1982年調(diào)繪，1984年出版的1:10000地形圖。該圖采用1974年版圖式，1980年西安坐標系，1985年國家高程基準，基本等高距為5m。圖上地形、地物、地貌清晰易讀，符號表示正確，經(jīng)展點驗證，與實地誤差小于0.01m，其精度滿足規(guī)范的精度要求。最終成圖系利用中國地質(zhì)大學MAPGIS制圖軟件將1:10000地形圖矢量化，作為地形地質(zhì)圖地理底圖。成圖比例尺為1:10000。其精度完全

36、滿足規(guī)范要求。b.控制點成果及利用情況魏墻勘查區(qū)詳查階段，共收集1個一等三角點（墩梁）、2個二等三角點（波羅堡、廟梁）3個已知三角點，作為該階段E級GPS控制點的起算依據(jù)。在此基礎上魏墻井田共聯(lián)測40個E級GPS控制點，經(jīng)網(wǎng)中驗證，可用于工程測量平面坐標起算依據(jù)。3）工程量與質(zhì)量本次共完成定測井筒檢查孔11個（詳見附表2）,鉆孔平面中誤差為0.0110.025m，高程中誤差0.0390.044m，各項限差符合“規(guī)范”、“設計”要求。（2）鉆探1）鉆探施工設備及鉆進工藝勘探由DPP-4E型汽車鉆1臺，XY-4型3臺，XY-2型1臺及200型1臺共6臺鉆機完成鉆探施工。鉆探施工工藝為：采用正循環(huán)回

37、轉方法鉆進。鉆頭根據(jù)不同巖性和目的層分別選用©98mm硬質(zhì)合金肋骨和復合片鉆頭、©113mm硬質(zhì)合金平口、復合片和肋骨鉆頭。泥漿主要選用不分散低固相泥漿。對第四系松散層選用粘土粉加純堿、NaCMC纖維素配制的細分散泥漿體系護壁鉆進；風化巖層及漏水孔段采用高粘度、高切力體系泥漿加惰性材料護壁鉆進；其它地層采用鉀基泥漿或不分散低固相泥漿鉆進。井筒檢查孔全孔取心鉆進。黃土物理力學樣采用©114毫米雙套取土器采取，巖石物理力學樣從鉆孔巖心中采取，其直徑完全滿足實驗室對尺寸的要求。對于水文孔，第四系松散層抽水層段因無水，未進行抽水試驗；各基巖抽水試段最小孔徑©11

38、3mm。鉆進過程中及時進行鉆具丈量工作，巖心編錄工作。日報記錄齊全、準確。巖心采取率滿足設計要求。鉆探判層準確，經(jīng)與測井比對，誤差均在允許范圍之內(nèi)。2）工程量本次井筒檢查共施工鉆孔11個，總進尺1593.61m（其中水文孔4個，進尺738.41m）。（3）水文鉆探及抽水試驗本次共施工水文孔4個，進尺738.41m,分別對第四系離石組黃土、基巖風化裂隙帶、安定組、直羅組、3號煤層頂板（延安組第四段）及安定組和直羅組混合段進行了抽水試驗。水文孔結構：對于黃土層，孔徑©350mm，下入©180mm塑料過濾管，管外填礫，厚度約70100mm。填礫后進行嚴格洗孔，洗至水清砂凈。抽水設

39、備為10m3/h,7m3/h潛水泵，流量觀測采用三角堰箱，讀數(shù)精度至毫米，水位觀測方法用電極法，讀數(shù)至厘米。抽水試驗方法為穩(wěn)定流方法，抽水試驗分兩個階段進行，第一階段為試驗抽水，盡機械最大能力進行試驗抽水，其目的一是進一步洗孔，二是了解其最大降深，為正式抽水試驗劃分落程。第二階段為正式抽水，每個試段均安排三個落程的穩(wěn)定流抽水，每個落程穩(wěn)定時間不少于8小時，降深不小于3m。各抽水試段結束前按要求共頁第頁均采集了全分析水樣。抽水試驗按鉆孔抽水試驗質(zhì)量標準進行評定：所有水文鉆孔除J9號孔無水外，其余3個水文鉆孔共5個試段，最大降深均18.00m,每次降距±6m，評為優(yōu)級。裝III第二章地質(zhì)

40、、水文地質(zhì)概況2.1地質(zhì)概況2.1.1地層根據(jù)井筒檢查孔區(qū)內(nèi)的地表分布及鉆孔揭露，其地層由新到老依次為：第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代風積沙（Q2eo1）、全新統(tǒng)沖洪積層（Q2al+Pl）»第四系中更新統(tǒng)離石黃土（Q1）、442侏羅系安定組（Ja）、直羅組（Jz）及延安組（Jy），各層巖石（土）特征分述如下：222第四系（Q）1）第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代風積沙（Q2eol）4全新統(tǒng)風積沙呈沙丘、沙地出露于地表，厚413.00m。受西北季風的影響，新月型沙丘多呈北西南東向展布，地形較為平緩。巖性以粉細沙為主，分選性好，磨園度中等。其上植被多為沙柳、沙蒿。2）第四系全新統(tǒng)沖洪積層（QzaHp】）4僅分布于老貫

41、溝底部，寬3050m，厚2-23m。巖性由灰黃色、灰色細砂，粉砂夾淺灰色粉砂質(zhì)粘土及粘土質(zhì)粉砂等組成，具水平層理。與下伏地層呈角度不整合接觸。3）第四系中更新統(tǒng)離石組黃土（Q1）2除老貫溝底部外，其余地帶均有分布，多隱伏于第四系風積沙下。厚度為17.6055.00m，平均厚度41.40m。巖性以土黃色、棕黃色粉土為主，含大小不一、形狀各異的鈣質(zhì)結核，多以零散狀分布，局部成層狀，偶見淺棕紅色古土壤層，較致密。與下伏基巖面呈角度不整合接觸。（2）侏羅系中統(tǒng)1）安定組（Ja）2全區(qū)分布，為一套在干旱氣候條件下形成的內(nèi)陸湖泊、河流相沉積的紅色巖系。巖性下部為淺紫紅色中厚層狀中細粒長石砂巖，發(fā)育水平層理

42、及波紋層理。上部為紫、暗紫紅色中細粒長石砂巖夾紫紅、灰綠色粉砂巖和泥巖韻律層，頂部常夾有泥灰?guī)r薄層。本次施工鉆孔中，除J9號鉆孔未揭露該地層外，其余鉆孔均有不同程度揭露，其中J1、J5、J6、J7、J8、J11揭穿該地層，地層厚度20.4557.91m，平均厚35.60m。與下伏直羅組為整合接觸。2）直羅組（Jz）2全區(qū)分布，為一套半干旱氣候條件下形成的河流相沉積。底部為灰白色中厚層塊狀中粗粒長石砂巖，發(fā)育大型板狀、槽狀、楔狀交錯層理，富含煤屑、煤條帶及灰色泥礫，裂隙充填物中常含有較多的蛋白石、白云母、石膏等干旱氣候條件下的沉積礦物。中部為灰白色厚層狀細中粒長石砂巖，灰色、蘭灰色厚層狀泥巖及粉

43、砂巖。上部為黃綠色、蘭灰色薄至厚層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及褐黃色細粒長石石英砂巖。本組底部的灰白色中粗粒長石砂巖相當于區(qū)域上的“七里鎮(zhèn)砂巖”，分布穩(wěn)定，以含較多煤屑、泥礫與上覆砂體區(qū)分，以顏色、特征礦物及粒度與下伏延安組砂體區(qū)分，是劃分延安組與直羅組界線的重要標志層。井筒檢查鉆孔中，J1、J5、J6、J7、J8、J11鉆孔揭露該地層，揭露厚度57.90139.95m，平均厚度120.72m。與下伏延安組為整合接觸。3）延安組（Jy）2本區(qū)含煤地層為侏羅系中統(tǒng)延安組（Jy）,系一套河湖交替相含煤沉積，根據(jù)巖2石組合、含煤特征、旋回結構等特征，進一步劃分為四個段。本次井筒檢查鉆孔有2個孔揭

44、露了第四段及第三段上部，將其特征敘述如下：a.延安組第四段（Jy4）2|全區(qū)分布，為一套河流相沉積，由23個下粗上細的次級旋回組成，每個次級I旋回的下部為灰白色細一中粒長石砂巖，中部為淺灰色、灰色粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖，II上部為灰色、深灰色泥巖夾少量含炭泥巖。底部的灰白色中粒長石砂巖（局部相變I為細砂巖、粉砂巖）分布較穩(wěn)定，以其含大量的泥礫、煤紋、煤條帶和植物化石碎I片為特征，在勘查區(qū)內(nèi)較為穩(wěn)定，厚度一般1520m，最厚達25m以上，為本區(qū)地層I 對比標志層之一，相當于區(qū)域上的“真武洞砂巖”（K3）,也是3號煤層的頂板和直井筒西側羊圈梁的邊坡上，高程1141.5m，最低點位于老貫溝溝口，高程10

45、06.3m，II相對高差135mI魏墻井田位于橫山縣縣城以北，行政區(qū)劃隸屬于橫山縣波羅鎮(zhèn)和橫山鎮(zhèn)管轄，I!其北以無定河為界，南與蘆河井田相鄰，井田東西長11.4km，南北寬7.510.3km,面積約103.26km2，礦井及選煤廠工程井筒地形地質(zhì)圖見圖3。魏墻礦井建設規(guī)模3.0Mt/a。礦井采用斜井開拓方式，工業(yè)場地位于井田中部的老貫溝北側；確定開鑿三個井筒，分別為主斜井、副斜井及回風斜井，其中主斜井I 接充水含水層。IIb.延安組第三段（J2y3）1全區(qū)均有分布，本次僅鉆進至主采3號煤層以下10m。煤層頂板除局部地段有I裝0.26m粉砂質(zhì)泥巖外，一般多為第四段底砂巖（3號煤層基本頂板）。煤層

46、底板為6I8m的中-細粒長石砂巖。IIII I2.1.2構造IIIII訂據(jù)魏墻井田勘探資料，本區(qū)構造簡單，整體為一走向南西北東，傾向北西或I北西西，平均傾角小于1度的單斜構造。區(qū)內(nèi)的基巖基本為簡單的層狀疊置地層，I 無斷裂及褶皺，局部地段發(fā)育有寬緩的短軸狀向斜、背斜及鼻狀隆起等次級構造。I I2.2水文地質(zhì)概況線I2.2.1井筒水文地質(zhì)條件IIIIIII（1）地形地貌II魏墻井田的三個井筒處于于魏墻井田中北部蘆河西岸的梁崗邊坡地帶。該區(qū)域II南北長約1500m，東西寬約700m，表層多被第四系風積沙覆蓋，地形上北部和南部I較高，中部較低。老貫溝近東西方向從井筒區(qū)中部穿過。井筒周邊地形最高點位于

47、I井筒特征見表1。表1主斜井井筒特征表井筒名稱井口坐標（m）井口標咼（m）井底標咼（m）井筒傾角（度）方位角（度）緯距（X）經(jīng)距（Y）主斜井4211288.00036612800.000+1079.6+792.0160備注：54坐標系根據(jù)井筒布設方案，參照礦山井巷工程及驗收規(guī)范（GBJ213-90）中“關于井筒檢查孔”施工及相關規(guī)定，確定在主、副、回風斜井井筒軸線方向，向東或向西偏移15m左右共布置了11個井筒檢查鉆孔，井筒地質(zhì)地形圖見圖2,其中J6、J7、J8及J9又兼做水文鉆孔，井筒特征及坐標見表2。,叫viji£v/x圖場一，*1卅丘帕冊嘲貝哦能總紀I時,I舟I臥屯就升鼠某純彌

48、軌確滋廉丹吿幣菲'就曲飢卿iw-mifr±,鶻巒踴於飜刪牡即甌#鱗氓盲蛭報土.列土甜出蘇職星稱也中n誹右般卻汕粗n胡郵髀二“捋祁湍嵌n恵伽|I軸議躺瓏建圖3魏強礦井及選煤廠工程井筒地形地質(zhì)圖表2水文孔井筒特征及坐標表鉆孔號坐標系緯距X(m)經(jīng)距Y(m)孔口標咼（m）孔底標咼Z（m）孔深（m）備注804210328.936612568.2J6號檢查孔544211288.036612800.0+1085.0+860（副斜井底板標咼以下10m）225主斜井井口水文孔804211237.436612723.2J7號檢查孔544210887.536612800.0+1032.0+826

49、（副斜井底板標咼以下10m）189水文孔804210827.036612723.2J8號檢查孔544210377.536612800.0+1077.0+782（3號煤層底板標咼以下10m）295水文孔804210326.936612723.29J9號檢查孔（淺鉆）544211141.436612990.0+1071.0+1050（回風斜井底板標高以下10m）21回風斜井井口水文孔804211090.836612912.78804210367.936612785.3二）、地表水系井筒區(qū)主要水系為蘆河及其支流老貫溝。老貫溝溝深50余m,年中絕大多數(shù)時間干涸，僅在雨季有水流過，流量較小。蘆河年平均流

50、量2.51m3/s，年平均最大流量3.82ms/s，年平均最小流量1.99ms/s。豐、枯水季節(jié)流量懸殊。（三）、地下含水層根據(jù)研究區(qū)內(nèi)地下水的賦存條件及水力特征，將區(qū)內(nèi)地下水劃分為兩種類型：即第四系松散巖類孔隙及裂隙潛水和中生界碎屑巖類裂隙水；四個含水巖層（組）：第四系全新統(tǒng)河谷洪沖積層孔隙潛水、第四系中更新統(tǒng)黃土裂隙孔隙潛水；侏羅系中統(tǒng)碎屑巖類風化殼裂隙水，侏羅系碎屑巖類裂隙承壓水，主斜井穿越研究區(qū)地層見圖4。從井筒檢查鉆孔的資料來看，各斜井所要穿越的含水層為第四系中更新統(tǒng)黃土含水層（Q2l）、侏羅系中統(tǒng)碎屑巖類風化殼裂隙水（主要為安定組砂巖含水巖組（J2a）、侏羅系碎屑巖類裂隙承壓水（直

51、羅組砂巖含水巖組（J2z）及延安組砂巖裂隙含水層（J2y）。富水性等級的劃分原則主要以鉆孔的單孔抽水資料，依據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范中含水層富水性分級標準，按鉆孔統(tǒng)降涌水量，即鉆孔單位涌水量（q）以口徑91mm、抽水水位降深10m為準。弱富水性：qV0.1L/sm；中等富水性:0.1L/smVqW1.0L/sm;當qV0.001L/sm時可將巖層視為隔水層。圖4主斜井預想穿越地質(zhì)剖面圖1）第四系松散巖類孔隙潛水1）全新統(tǒng)沖洪積層孔隙潛水：分布于老貫溝溝底，寬約3050m,厚度由孔向溝口逐漸增厚，厚度為223m。巖性為淺灰色粉砂質(zhì)粘土與灰黃色粉細砂不等厚互層。含水層以粉細沙層為主。據(jù)鉆孔資

52、料，水位埋深6m左右，含水層厚度較薄,且兩側均為水量較貧乏的黃土梁峁區(qū)，側向補給條件較差，分布范圍有限，富水性弱。2）中更新統(tǒng)離石組黃土孔隙裂隙潛水：除老貫溝底部外，黃土基本上全區(qū)分布，其上部多有風積沙覆蓋。黃土巖性以粉砂質(zhì)粘土為主，粉土次之。黃土柱狀節(jié)理較發(fā)育，局部夾有粉細砂薄層。J9鉆孔對該層進行抽水試驗，終孔深度21.60m（未見底），全孔無水。根據(jù)鉆孔揭露黃土層厚度及底部標高與蘆河最低侵蝕基準面標高比較，黃土底部標高均高于侵蝕基準面標高5070m。由此看來，黃土中孔隙裂隙潛水在該區(qū)均被疏干，為透水而不含水的地層。（2）侏羅系各含水巖組1）風化裂隙帶裂隙水：全區(qū)分布，安定組為其主體，在J

53、I、J4、J5、J6、J7、J8及J11鉆孔中揭露，其揭穿厚度為20.4557.91m。含水層巖性主要為紫紅色中厚層狀中、細粒長石砂巖，主要為孔隙裂隙含水。據(jù)J6鉆孔對安定組和直羅組混合水抽水試驗結果，水位埋深55.52m，含水層厚51.35m，當降深24.15m時，涌水量9.85m3/d，單位涌水量0.005L/sm,滲透系數(shù)0.008m/d；J7鉆孔對風化裂隙帶含水層抽水試驗結果，當降深為36.46m時,涌水量10.97m3/d，單位涌水量0.004L/sm滲透系數(shù)0.01m/d，由上知，qV0.1L/sm,故其富水性弱。2）直羅組砂巖段裂隙承壓水：全區(qū)分布，井筒檢查鉆孔中J1、J5、J6

54、、J7、J8、J11鉆孔揭露該地層，厚度57.90139.95m,含水層主要為直羅組中、粗粒長石砂巖，尤以底部砂巖含水性最好。據(jù)J7、J8孔對該層抽水試驗，水位埋深11.8252.78m,含水層厚度25.9569.95m,當降深20.7320.96m時，涌水量6.9141.73m3/d，單位涌水量0.0040.023L/sm,滲透系數(shù)0.0040.086m/d,由上知，qV0.1L/sm,富水性弱。3）延安組第四段砂巖裂隙承壓水：全區(qū)分布，在J8、J11鉆孔中揭露。厚50.6054.08m。含水層主要為該段中、粗粒長石砂巖。該層巖石較完整，裂隙不甚發(fā)育，富水性較弱。據(jù)J8鉆孔抽水試驗，水位埋深

55、45.35m，含水層厚度21.75m，當降深19.71m時，涌水量16.07m3/d，單位涌水量0.009L/sm,滲透系數(shù)0.039m/d，由上知，qV0.1L/sm,富水性弱。（3）隔水層：井筒位置的隔水層，主要為分布于侏羅系安定組較為穩(wěn)定的中厚層泥巖類，它們是基巖風化裂隙帶潛水與承壓水之間較好的隔水層。（4）地下水補給、徑流及排泄條件1）沖洪積層孔隙潛水：以大氣降水補給為主，部分為沙漠凝結水補給，另外還接受側向補給。地下水流向為由溝腦向溝口方向徑流。排泄主要是向地勢較低的蘆河以泄流的形式補給地表水，次為蒸發(fā)消耗、垂向滲漏等。2）侏羅系碎屑巖孔隙裂隙水a(chǎn).基巖風化裂隙帶潛水：除在基巖裸露處

56、得到大氣降水的直接補給外，其余地段均為大氣降水通過沙層或黃土下滲補給。地下水流向為從西南向東北徑流，在蘆河亦以泄流的方式向補給地表水。次為垂向涌漏及人工開發(fā)等。b基巖裂隙承壓水：承壓水除基巖裸露區(qū)通過風化裂隙帶間接得到大氣降水補給外，還接受上游地段潛水滲入補給，徑流方向基本沿巖層傾向由東向西或西南方：向運移。由于受向西微傾的單斜構造的影響，基本形成了較為封閉的儲水空間，故!水量較小，水質(zhì)差。IIII!2.2.2井筒充水因素分析IIIIII(1)充水水源及其強度II通過井筒檢查鉆孔及抽水試驗資料，井筒的充水水源為基巖風化裂隙帶潛水及I 其下部正常基巖層間承壓水。由于本區(qū)基巖裂隙不發(fā)育，砂巖多以細粒為主，含水I I及導水條件較差。通過抽水試驗資料，各段含水巖組富水性均弱。故井筒開挖時對I其充水強度較小。節(jié)(2)充水途徑及方式II當在基巖風化裂隙帶開拓井筒時，地下水主要是通過基巖風化裂隙向井筒運移，I在井筒頂?shù)装寮皟杀诙嘁詽B流的形式向井筒充水；在正?；鶐r段中，地下水主要是II通過砂巖孔隙向井筒運移，并沿井筒兩壁及頂?shù)装逡缘嗡男问交驖B流