【文章內容簡介】 較大。 水源及電源 礦井生活用水水源取自處理后的淺層地表水；工業(yè)用水取自處理后的井下排水。 全礦目前生活工業(yè)耗水量為 ,井上礦內生活及工業(yè)耗水為 ，工房生活耗水為 ，其他村莊為 。 地面建有一座變電站，三條 35KV 的高壓電源分別從賈安子、后屯輸入，總長度 29Km，主變共有三臺，總容量為 6300 KVA3 ， 其中兩臺變壓器并聯(lián)運行，一臺備用。 氣象 本區(qū)大氣降水一般集中在七、八、九月份。據(jù) 1979～ 1998 年氣象資料統(tǒng)計：年降水量最大值為 (1987 年 )，最小值為 (1997 年 )，平均值為 。 井田地質特征 井田地質構造 林南倉 井田隸屬于開平煤田，位于開平向斜的西北側。開平煤田位于燕山南麓，是一個北東向的大型復式含煤向斜構造，其東側與山海關臺拱 (Ⅲ 級構造單元 )為鄰；南部則伸入華北斷坳 (Ⅱ 級構造單元 )之中。地質力學體系上處于天山 陰山緯向構造 帶、新華夏系構造帶和祁呂～賀蘭山山字形的三個巨型構造體系的交匯部位。 林南倉四礦 井田位于開平向斜的西北側，中隔鳳山 缸窯背斜自成一盆狀向斜。南華北科技學院 2020 屆畢業(yè)設計（ 論文） 第 3頁 共 145頁 北長約 km，東西寬約 km，面積約 84km2。斷裂構造和褶曲是井田內的主要構造形式，并由此造成含煤地層的產狀起伏變化、節(jié)理裂隙縱橫發(fā)育。 地層： 林南倉 煤系地層由石炭系中統(tǒng)唐山組，上統(tǒng)開平組、趙各莊組及下二疊系大苗莊組、唐家莊組等組成，煤系地層的形成時代屬于石炭紀和二疊紀。巖性以砂巖、泥巖為主，基底地層為中奧陶系馬家溝組石灰?guī)r，分布于煤田周 邊地帶，與煤系地層呈不整合接觸。本井田與開平煤田其它構造單元的地層特征基本相似，下面按著由老至新的地層順序描述如下： (1)奧陶系中統(tǒng)馬家溝組 (O2) 本組為巖性單一、質純的碳酸鹽巖相沉積，以厚層狀灰褐色 ––淡玫瑰色的豹皮狀灰?guī)r為主，夾薄層狀白云質灰?guī)r。后種巖石多賦存于本組地層上部。其頂部大約 50m以上部分屬古風化帶，最頂部 20m風化程度甚強，常呈土黃色，向下漸弱，巖石呈黃灰斑狀雜色。在風化殼中，溶孔溶洞發(fā)育，部分層段呈蜂窩狀。含水性甚強，裂隙及孔 洞 內有淺灰 ––淺黃色鋁土巖充填物。 (2)石 炭系 (C) 下界為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r頂面，兩者為平行不整合接觸。上界為煤 11 頂板含海相動物化石之泥巖頂面。該層與上覆的二疊系地層呈整合接觸。本組一般厚度為210m。 ① 石炭系中統(tǒng) ––唐山組 (C2) 直接覆蓋于奧陶系石灰?guī)r之上，上至 K3 唐山灰?guī)r頂界面，一般厚度 75m。 本統(tǒng)地層以粘土巖和粉砂巖為主 ,各種巖石大致百分比如下 :粘土巖占 ％，粉砂巖占 ％，砂巖占 ％，石灰?guī)r占 ％。 ② 石炭系上統(tǒng) (C3) 分上下兩組，下組稱開平組 C31 ，上組稱趙各莊組 C32 。上組是 林南倉四礦 井田重要的含煤地層，本統(tǒng)地層一般厚度為 135m。 C31：下限為唐山灰?guī)r K3 頂板，呈整合接觸，上限為趙各莊灰?guī)r K6 之頂板，亦是整合接觸。本組地層一般厚度 ，以粉砂巖為主，粘土巖含量減少。 本組內賦存三層石灰?guī)r，由下而上命名為 K K K6，其中 K5 石灰?guī)r為深灰色泥質生物碎屑巖，時而接近鈣質粘土巖 ,厚度薄但比較穩(wěn)定，一般為 ～ ，平均。在 K5 石灰?guī)r底板，賦存三個煤層即：煤 14 一般厚度為 ～ ,平均 。開灤集團林南倉四礦 第 4頁 共 145頁 煤 15 甲一般厚度 為 ～ 。煤 15 乙一般厚度為 ～ ,平均 ，局部達到可采。本組比較突出的特點是出現(xiàn)了含煤沉積，是典型的海陸交互相沉積序列。 C32：下限為趙各莊灰?guī)r K6 頂板，上限為煤 11 頂板泥巖之頂界面。一般厚度為 60m，本組為重要的含煤地層，其中 11 煤層位于本組上部， 11 煤層位于本組下部，都作為主要可采煤層。 本組地層以粉砂巖為主，其次為砂巖，各種巖石所占百分比如下：粉砂巖類 ％，砂巖類 ％，煤層 ％，粘土巖 ％。本組含煤層 5 層，即：煤 1煤 12煤 121 上煤線、煤 11。 ③ 二疊系下統(tǒng)Ｐ 1 下界為煤 11 頂板之泥巖頂面，為整合接觸。上界為Ａ層礬土質粘土巖之頂板，井田內該層大部分被沖蝕掉。本統(tǒng)地層一般厚度為 ，分上下兩組，上組稱唐家莊組，下組稱大苗莊組，其中大苗莊組是重要的含煤地層。 11 上限為煤 5 頂板的中粗粒砂巖底界面，下限為煤 11 頂板粘土巖之頂界面。本組一般厚度為 ，最小厚度為 65m(灣水 2)。 本地層由粉砂巖、砂巖、粘土巖、 510 號煤層組成。 12 下限為煤 5 頂部的粗砂巖底板，與 下伏大苗莊組呈不整合接觸。上限為Ａ層鋁土質粘土巖之頂板。 林南倉四礦 井田范圍內Ａ層及其以上地層全部剝蝕。本組一般厚度為。 本組巖性組合主要是中、粗砂巖和粉砂巖，夾有少量的泥巖。本組地層大致可分三段，反映出三次較大的河流活動周期。 ④ 風化殼 巖石特點： ，粘土巖和砂巖均變成淺黃色、灰白色或其它雜色。 b.巖石硬度降低，產生風化裂隙，疏松易碎，裂隙中有黃色充填物。 分解作用。 在垂直方向上，區(qū)內風化殼具有分帶性： ：巖石受到強烈的風化作用，致使巖 石發(fā)生了明顯的變化，粘土巖和粉砂巖大部分變成了淡黃色，質軟易碎，砂巖多呈褐黃色疏松狀。石灰?guī)r呈多孔狀，該帶含水性較弱，界于第四紀底部卵石層和下伏裂隙砂巖含水層之間，對上部卵石層水華北科技學院 2020 屆畢業(yè)設計（ 論文） 第 5頁 共 145頁 向下導入礦床起到一定的阻塞作用。 ：巖石受到風化作用后產生風化裂隙，但巖體還比較完整，向下過渡到正常巖石。物理化學風化較弱，在裂隙兩側可見有區(qū)別于本巖層顏色的薄帶，風化裂隙中飽含地下水，充水性較強。 ⑤ 第四系松散沉積物 第四系地層不整合于各時期基巖之上，在井田范圍內，厚度由北部 100m向南逐漸增厚，至井田南端厚度 達到 ，等厚線方向大致東西延伸，其巖性由下而上大致可分為四層。 ：本層主要是由卵礫石、泥礫和粘土層所構成的多層結構層組。卵礫石成分主要是石英和燧石，含量占 80％以上，其次為條帶狀燧石灰?guī)r，有稀少的花崗片麻巖，偶見紫色頁巖，未曾見有火山巖礫。本層厚度分布不均， 0～ 95m，一般為 41m。 ：灰色、褐色和黃灰色粘土巖，可塑性強，局部夾薄層砂質粘土，偶見 透鏡狀砂層，粘土層內含豐富的動物介殼，層位穩(wěn)定，是沖積層內的重要標志層。本層一般厚度 20～ 90m，平均 。 ：卵礫石成分主要是火山角礫巖，含量占 70％以上，其次為花崗片麻巖和石英巖，礫石多為火山巖礫，是區(qū)別于其它礫石層的重要標志。本層厚度為 13～37m，平均 。 ：由中厚層狀或厚層狀粘土、亞粘土、粉砂和砂類松散沉積物交替組成，地層延續(xù)不很穩(wěn)定，多呈透鏡體形式賦存。上部一般為粘土層，而下部多為砂層，呈淺黃色，粘土為土黃色或灰黃色，淺部為灰色或褐灰色。本層厚度 70～ 90m，平均為。綜合地質柱狀圖如圖 12 所示。 林南倉四礦 井田自身即為一個盆狀向斜，向斜軸線偏居西側 ，近南北延伸，中部略向西呈弧形彎曲，并向南偏東傾伏，傾伏角約 5～ 6176。向斜軸線西側地層產狀急陡，而東側則較為舒緩，同時向斜邊緣較之中部地層產狀陡。這種構造特征直接影響了井田不同區(qū)域斷裂構造的性質和發(fā)育程度。 斷層 (1) F1 正斷層：位于井田 西南 部，是井田內極為重要的斷層。斷層走向近 南北 ，傾角 55176?！?78176。，最大落差 35m，延伸長度達 1100 余米，該斷層不僅落差大，而且斷層破碎帶寬，局部達 ～ ，因此曾一度具有很強的充水性， F16 斷層是西一采區(qū)與西二采區(qū)、東一采區(qū)與東二采區(qū)的天然界線。 開灤集團林南倉四礦 第 6頁 共 145頁 水文地質 林南倉四礦 的水文地質條件屬復雜型，共有八個含水層，自下而上分別為：奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層 (Ⅰ) 、 K2～ K6 砂巖裂隙承壓含水層 (Ⅱ) 、 K6～ 12 煤砂巖裂隙承壓含水層 (Ⅲ) 、 9煤～ 7煤砂巖裂隙承壓含水層 (Ⅳ) 、 5煤以上砂巖裂隙承壓含水層(Ⅴ) 、風化帶裂隙、孔隙承壓含水層 (Ⅵ) 、第四系底部卵石孔隙承壓含水層 (Ⅶ) 、第四系中上部砂卵礫孔隙承壓和孔隙潛水含水層 (Ⅷ) 。其中與礦井生產較密切的為 Ⅰ 、 Ⅱ 、Ⅲ 、 Ⅴ 、 Ⅶ 。其中礦井直接充水含水層有 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅴ ；礦井間接充水含水層有沖積層含水層、 Ⅰ 。各含水 層分述如下： (1)奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層 (Ⅰ) 本含水層為含水豐富的含水層，該含水層厚度大于 600m。巖性由質純的豹皮狀灰?guī)r和白云質灰?guī)r組成，據(jù)勘探資料表明，施工的 13 個孔穿過灰?guī)r總長度 ，因溶洞或巨大裂隙造成鉆具驟然下陷的有 10個孔 25 個段落，溶洞最大直徑為 ，沖洗液失去循環(huán)。 該含水層單位涌水量為 ～ ，平均為 ，滲透系數(shù)為 ～ ，平均為 ，其水質特征為： HCO3一 Ca2+型，硬度為～ 德國度，總礦化度為 131～ 216mg/l， PH=～ 。 奧陶系石灰?guī)r至最下可采煤層煤 11 之間距 158m,其間有兩個含水層 ,即 K2～ K6 及K6～煤 12巖裂隙含水層，其厚度分別為 100m、 20m。其下為隔水巖層，即 G層鋁土～ K2，厚 40～ 68m，其巖性從上而下分別為鮞狀粘土巖、粉砂巖、鈣質粘土巖， K1石灰?guī)r、石英砂巖、粉砂巖、 G 層鋁土，這套巖層隔水性能較好。 (2)K2～ K6砂巖裂隙承壓含水層 該含水層位于石炭系中統(tǒng)唐山組的 K2灰?guī)r和石炭系上統(tǒng)趙各莊組的 K6灰?guī)r之間 ，厚度 100m，巖性以粉砂巖和細砂巖為主。巖石膠結物多為鈣泥質。本層巖石裂隙非常發(fā)育，且以傾向裂隙為主，寬度較大，多呈直立密集分布。該含水層在垂向上以 K6 灰?guī)r、煤 15 底板、煤 16底板含水較豐富。 本含水層單位涌水量為 ～ m3/，平均為 ，滲透系數(shù)為 ～ ，平均為 ，屬于含水豐富的含水層。水質類型為HCO3―Ca2+ – Mg2+型淡水，總硬度為 德國度， PH=。 (3)K6～煤 12砂巖裂隙承壓含水層 華北科技學院 2020 屆畢業(yè)設計（ 論文） 第 7頁 共 145頁 該含水層位于石炭系上統(tǒng)趙各莊組的 K6 至煤 11 底板之間，厚度 20m，巖性以砂巖和粉砂巖為主，巖石膠結物多為硅質，垂直層面的構造裂隙很發(fā)育，裂隙充填物多為鈣質。從水平方向看，含水層厚度由西向東呈遞增趨勢，導水裂隙發(fā)育率東部較西部高。該含水層在垂向上，以煤 12 底板、煤 121/2 底板、 K6灰?guī)r含水較豐富。 本含水層單位涌水量為 ～ m3/，平均為 ，滲透系數(shù)為 ～ ，平均為 ，屬于含水豐富的含水層。水質類型為HCO3— Ca2+— Mg2+型淡水，總硬度為 德國度，固型物含量為 241mg/l， PH=。 (4)煤 5以上砂巖裂隙承壓含水層 該含水層位于二疊系下統(tǒng)的大苗莊組的煤 5～唐家莊組上界。巖性以粉砂巖及砂巖為主。砂巖膠結物多為鈣、硅、泥質。本層巖石裂隙非常發(fā)育，且以傾向裂隙為主，寬度較大，多呈直立密集分布。 本含水層可分為下段 (ⅤA) 、上段 (ⅤB) 。 ① 下段 (ⅤA) ：在煤 5 以上 60m 厚，為一河床相砂巖，與下伏地層呈沖刷接觸，在井田西部和中部直接沖刷至煤 5 或煤 6，甚至沖刷至煤 7 或煤 8，本段單位涌水量為～ m3/，平均為 ，滲透系數(shù)為 ～ ，平均為 ，其水質特征為： HCO3一 Na+一 Ca2+型淡水，硬度為 ～ 德國度，固形物含量 234～ 297mg/l， PH=～ 。 ② 上段 (ⅤB) ：位于煤 5 以上 60～ 100m 即厚度 40m，本段頂板直接與基巖風化帶連接。本段單位涌水量為 ～ ，平均為 m3/，滲透系數(shù)為～ ，平均為 ，其水質與下段同。 (5)沖積層含水層 該含水層厚 100～ m。它本身為一礦井間接充水含水層，補給上述三個直接充水含水層。其中底部卵礫石孔隙承壓含水層對基巖含水層補給關系最密切。 (6)底部卵礫石孔隙承壓含水層 (Ⅶ) 位于沖積層下部。含水層由不等粒的砂礫、卵石、粘土顆粒組成，總的方面看，本層是個比較均質的含水層。根據(jù)含水層的厚度和抽水試驗的結果可知，該含水層由北向南逐漸變厚，滲透系數(shù) K 由北向南逐漸變小，富水性由西向東逐漸增強。本含水層單位涌水量為 ～ L/sm， 平均為 L/sm，滲透系數(shù)為 ～ m/d，平均為 m/d，為含水豐富的含水層。 (7)區(qū)域巖溶地下水的補給、徑流和排泄 開灤集團林南倉四礦 第 8頁 共 145頁 林南倉四礦 區(qū)為一平坦的沖積平原，東南面沿陡河東岸是由奧陶紀石灰?guī)r構成的東北 ––西南方向起伏伸展的低山丘陵。礦井的巖溶較發(fā)育，含水層水通過巖溶裂隙進入礦井。地下徑流以擴散流為主，動態(tài)變化相對穩(wěn)定，年變幅小，常具多年周期性變化，局部發(fā)育溶孔溶隙及小管道共同組成的強含水段或強徑流帶。巖溶地下水的排泄通過地下徑流的的方式流入河流，另外礦上的疏排水使 礦井的排泄能力得到很大的提高。 (8)礦井涌水量 依觀測結果，全礦總涌水量最大為 m3/ min，最小涌水量為 m3/ min，一般為 m3/ min，其中清水 m3/ min，混水 m3/ min。一水平涌水量為 m3/ min，其中東翼 m3/ m