【正文】 術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一章 區(qū)域水文地質(zhì)概況1第一章 區(qū)域水文地質(zhì)概況平頂山礦區(qū)位于沙河和汝河之間的低山丘陵地帶，四周均為平原，北高南低。井田北部有平頂山，落鳧山呈近東西向延伸，組成南北地表分水嶺，海拔標(biāo)高 100～490m，相對高差約 390m，南部為山前緩傾斜平原，山坡平緩，坡度約 3～5176。南部有湛河、沙河向東流入淮河，沙河最大流量 3000m3/s，旱季流量 ，河床寬闊，坡降較小。平煤二礦位于平頂山礦區(qū)中部，程平中路 44 號院，地理坐標(biāo)：東經(jīng) 113176。19′30″，北緯 33176。46′00″。煤礦專用鐵路通過礦內(nèi)與國鐵接軌。平煤二礦交通位置圖平頂山礦區(qū)處于低山丘陵向平原過渡的地帶，地面海拔標(biāo)高 200—500m，呈西北高、南東低的地勢，地面相應(yīng)位置為落鳧山脊及南坡，為南北分水嶺，河流屬于淮河水系，主要河流有沙河和汝河，發(fā)源于伏牛山東，自西向東分別流經(jīng)煤田的南部和北平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第一章 區(qū)域水文地質(zhì)概況2部，并于東部的馬灣附近匯合。本區(qū)屬于半干燥大陸性氣候，據(jù)平頂山氣象資料，多年平均氣溫 ℃，歷年最高氣溫 ℃，最低氣溫零下 ℃，年平均降雨量 。 水文地質(zhì)工作在礦井生產(chǎn)過程中，為減少水害的發(fā)生，一是加強水文地質(zhì)觀測工作，做到定期測定水文觀測孔和井下突水點水位水壓、水量，掌握水位動態(tài)；二是做好水文地質(zhì)方面的分析研究與防治水方案的制定，如 1975 年，針對一 5(庚 20)煤層開采底板灰?guī)r承壓水威脅問題，編制了《開采一 5(庚 20)煤層治水方案》 ，2022 年同西安煤科院合作編制了《二礦礦井防治水總體方案設(shè)計》 ，均有效的指導(dǎo)了礦井安全正常生產(chǎn)；三是嚴(yán)格按照《安全管理規(guī)程》 ，采用物探、鉆探等手段，對可能有水害威脅的區(qū)域，進行超前探測，做到先探后掘，確保生產(chǎn)安全；四是完善各水平、采區(qū)防水設(shè)施及排放水設(shè)備建設(shè)，并經(jīng)常性的檢查其運行狀態(tài)，確保安全正常運行。補充勘探和水文地質(zhì)觀測工作。采掘。改擴建提供所需的水文地質(zhì)資料或?qū)ｉT報告。4．開展礦區(qū)專門防治水工程中的水文地質(zhì)工作。生活供水，進行調(diào)查，勘探，提供水資源資料。 礦井水文地質(zhì)類型的劃分及其工作要求1. 礦井水文地質(zhì)的類型為了有針對性地做好礦井水文地質(zhì)工作，從礦區(qū)水文地質(zhì)條件，井巷充水及其相互關(guān)系出發(fā)，根據(jù)受采掘破壞或影響的含水層性質(zhì)，富水性，補給條件，單井年平均涌水量和最大涌水量，開采受水害影響程度和防治水工作難易程度等項，把礦井水文地質(zhì)劃分為簡單，中等，復(fù)雜，極復(fù)雜四個類型。（2）復(fù)雜型的礦井，應(yīng)根據(jù)本礦的開采需要，參照第一條的要求進行工作。（4）簡單型的礦井，應(yīng)根據(jù)礦井的具體情況，進行聲場的水文地質(zhì)工作。礦區(qū)中部以紅石山、龍山、擂鼓臺、落鳧山、平頂山、馬棚山組成本區(qū)的地表分水嶺，最高點擂鼓臺標(biāo)高 506m。地勢西高東低，中部的低山和殘丘之間為西窄東寬的槽形谷地，被沖積物和坡積物覆蓋，向東逐漸增厚。 地表水體井田及與其鄰區(qū)均無固定地表水體，僅在強降雨時，在發(fā)育的進南北向沖溝中有短暫洪流，由于地面坡度大，排泄條件好，地表形不成積水，歷年最高洪水位+。 含水層（組）特征依據(jù)巖性組合特征與富水性，以及煤層與含水層之間的關(guān)系，按地層由老至新的順序共分為以下 7 個含水層（組）：（組）該含水組為含煤地層之基底，主要由中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r，中夾泥巖和砂質(zhì)泥巖組成。井田內(nèi)埋藏深平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 礦井水文地質(zhì)條件2度 20～800m，由南至北逐漸增大，淺部煤層露頭線以南，直接被第四系覆蓋。(1)巖溶裂隙發(fā)育特征淺部：據(jù)鉆探與不同標(biāo)高泄水巷實際揭露，巖溶裂隙極為發(fā)育，32’－1 孔，見最大溶洞高度達(dá) 8m；28－1 孔在孔深 140m，標(biāo)高－32m 及孔深 258m，標(biāo)高－15m 處，分別見溶洞高 m 和 m；多數(shù)淺部鉆孔見及有巖芯破碎和漏水現(xiàn)象。深部：由于受斷裂構(gòu)造與風(fēng)化裂隙及水動力條件影響，巖溶裂隙發(fā)育程度向深部逐漸減弱，據(jù) 125 隊深部擴勘期間對 34 個簡易水文地質(zhì)孔觀測，其中，沖洗液全部漏失的僅有 3 孔，嚴(yán)重消耗的 1 孔，其余 30 孔沖洗液消耗量小于 1m3/h。m，滲透系數(shù)為 ∕d；30’－1 與 32－11 孔，張夏組鮞狀灰?guī)r，單位涌水量 ～∕s深部：29－5 孔（－200m 以下）崮山組白云質(zhì)灰?guī)r，單位涌水量q=～ L/，滲透系數(shù) 。地下水化學(xué)類型：主要為 HCO3—Ca、HCO 3—CaMg 和 HCO3—CaNa 型，礦化度～ g/L。含水層主要由 4～11 層灰?guī)r組成，常見 7 層，厚 25～35m，平均 ，自上而下為 L1～L 7，其中 LL 6 及 L7 灰?guī)r，層位穩(wěn)定，厚度相對較大，構(gòu)成太原組主要含水層位含水層厚度統(tǒng)計匯總表灰?guī)r編號L1 L2 L3 L4 L5 L6+7兩極 0～ ～ 0～1 0 ～1 ～平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 礦井水文地質(zhì)條件3值（m） ～ 平均（m） 太原組灰?guī)r含水層，區(qū)內(nèi)全被第四系和上伏煤系地層所覆蓋，埋藏深度70～800m。平 均 值最 小 最 大 水 文 特 征 標(biāo) 志 層柱 狀厚 度地 層..含 水 層 主 要 由 大 占 砂 巖 和 香 炭 砂 巖 兩 層 砂 巖 組 成 。 據(jù) 抽 水 試 驗 ， 單 位 涌水 量 為 ∕ sK2大 占 砂 巖K3香 炭 砂 巖己 1 17己 15己 14波 浪 帶 砂 巖L23K1L7L6庚 原組山西組 含 水 組 從 底 部 鋁 土 質(zhì) 泥 巖 底 面 至 L1灰 巖 頂 面 ， 主 要由 生 物 碎 屑 灰 巖 、 砂 質(zhì) 泥 巖 與 煤 層 、 煤 線 組 成 ，厚 ～ ， 平 均 70m。 單 位 涌 水量 ～ ， 滲 透 系 數(shù) 為 ～ 189m/d。含 水 層 主 要 為 中 統(tǒng) 張 夏 組 鮞 狀 灰 巖 和 上 統(tǒng) 崮 山 組 白 云質(zhì) 灰 巖 ， 總 厚 度 20m左 右 ， 是 庚 201煤 層 底 板 直 接 充水 含 水 層 和 己 157煤 層 底 板 間 接 充 水 含 水 層 。m， 滲 透 系 數(shù) ～ .9m∕ d； 水 化 學(xué) 類 型 ： 主 要 為 HCO3Ca、 HCO3aMg和 HCO3aN型 ， 礦 化 度 0.～ g/L。?構(gòu)造、尤其是斷裂構(gòu)造、埋藏深度分別是構(gòu)造裂隙與風(fēng)化裂隙形成的基本條件，水動力條件是裂隙擴展與巖溶形成的根本因素。深部構(gòu)造簡單，風(fēng)化裂隙不發(fā)育，水循環(huán)遲緩，巖溶裂隙及富水性較弱。據(jù)對 54 個鉆孔統(tǒng)計，見巖溶孔 29 孔，其中，有 50％的孔分布于二礦逆斷層兩側(cè)。+0 以上，巖溶率為 100％，+0～150 m，巖溶率為 ％，150～250 m，巖溶率為 ％，250～400 m，巖溶率為 ％。礦井生產(chǎn)實際揭露，東西翼突水現(xiàn)象與涌水量顯著的差異，已突出表現(xiàn)了這一特點。在開采一 5（庚 20）煤層過程中，底部石炭系太原組 L7 灰?guī)r水同寒武系灰?guī)r水溝通，其涌水量較大。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 礦井水文地質(zhì)條件5深部：巖溶裂隙發(fā)育程度相對較弱，據(jù) 29－5 孔（標(biāo)高150 以下）抽水試驗資料，單位涌水量 ～，滲透系數(shù) ～。水質(zhì)類型為 HCO3—Ca、HCO 3SO4—CaMg，礦化度 ～ g/L。下部灰?guī)r段，在 14 個觀測孔中，沖洗液消耗量大于 1m3/h 的僅 2 孔，占 ％，其余各孔沖洗液消耗量均小于 1m3/h。（3）二疊系二（己）煤段頂板砂巖裂隙含水層位于二 2（己 15）煤層之上，自 L1 灰?guī)r頂面至四（戊 8－10 ）煤段底面，主要由砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤層組成。大占砂巖：下距二 2（己 15）煤層 5～15m，平均 7m。香炭砂巖：下距二 2（己 15）煤層 5～30m，平均 20m。據(jù) 4014 孔和 338 孔抽水試驗，單位涌水量分別為 和 ∕s據(jù)礦井開采揭露，僅見頂板滴淋水，屬砂巖孔隙裂隙弱含水層。含水層主要由中、細(xì)粒長石石英砂巖組成，厚～，平均 ，孔隙裂隙不甚發(fā)育。m，滲透系數(shù) m∕d，水化學(xué)類型主要為 HCO3～Na、Mg 型，據(jù)礦井開采揭露，涌水量一般在 50m3/h 以下，屬砂巖裂隙弱含水層。含水層主要由中、細(xì)粒砂巖組成，厚～，平均 27m，孔隙裂隙不甚發(fā)育。m，滲透系數(shù)為 ～ ∕d，水質(zhì)類型主要為平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 礦井水文地質(zhì)條件6HCO3～NaMg 型，屬砂巖裂隙弱含水層。巖性穩(wěn)定，厚度大，垂直裂隙發(fā)育。m，滲透系數(shù) ～ ∕d，水質(zhì)類型主要為HCO3～ Ca 型，屬砂巖孔隙裂隙弱－中等含水層。據(jù)淺井抽水試驗，單位涌水量 － L∕s 隔水層各含水層之間均有砂質(zhì)泥巖或泥巖隔水層，在正常情況下可起到一定的隔水作用，自下而上主要可分為：位于太原組底部，主要為鋁土質(zhì)泥巖或鋁土礦層，厚 ～ ，平均 ，層位穩(wěn)定，分布廣，但受古風(fēng)化殼的影響，沉積厚度變化較大。位于太原組中部 L3 和 L5 灰?guī)r之間，主要為砂質(zhì)泥巖、泥巖和薄層灰?guī)r，一般厚19m，層位較穩(wěn)定，是下部 L7 與上部 L2 兩灰?guī)r含水層間的良好隔水層。4 .煤層間砂質(zhì)泥巖和泥巖隔水層山西組、下石盒子組各煤段煤層間，均有泥巖、砂質(zhì)泥巖，該類巖石透水性差，透水性強，具有良好的隔水性能。 系 統(tǒng) (群 )組地 層 單 位 分 層層 厚 柱 狀1: 上石炭統(tǒng)炭系 3上統(tǒng) 崮山組寒武系 煤 組 及 煤 層 編 號煤組號可采層號標(biāo)志層 度 (m)最 大 ～ 最 小一 般 單 位 涌 水 量 (L/s由于寒武系灰?guī)r含水層隱伏露頭區(qū)位于平頂山市區(qū)一帶，除有較厚的第四系覆蓋層外，市區(qū)建筑物和硬化路面，不同程度的對大氣降水的滲漏產(chǎn)生影響，因此，直接補給條件相對較弱，見圖 57。因此，在導(dǎo)水?dāng)嗔褬?gòu)造和巖溶裂隙導(dǎo)水通道發(fā)育的淺部，地下水徑流條件好，水量豐富，突水頻率高，礦井涌水量大，同大氣降水量相關(guān)關(guān)系較明顯。由于礦井開采煤層過程中長期強排地下水，形成以出水點為中心的降水漏斗，隨著開采深度的加深，漏斗中心不斷下移，目前中心水位標(biāo)高－250m。主要出露和分布于山前坡地和沖溝兩側(cè)，可直接接受大氣降水的垂向撲給，受地形的影響，補給區(qū)和徑流區(qū)基本一致，即由南至北徑流和排泄，由于地形起伏變化大，排泄條件較好。近年來，由于加大了煤炭資源的開發(fā)，使得地下水位變化幅度較大，02 年～03 年的變化幅度為 ，地下水位多年來持續(xù)下降，為典型礦坑排水疏干型。水位的變化受降雨的影響比較大，年內(nèi)的變化較為明顯：105104103102101100990 2 4 6 8 10 12月 份水位(m) 3620 孔 2022 年水位變化曲線平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第二章 礦井水文地質(zhì)條件9710 2 4 6 8 102022年水位(m) 2210 孔 2022 年水位變化曲線從圖中可以看出：3620 孔由于位于二礦逆斷層的北部，受降雨的影響已經(jīng)趨于平緩，02 ，變化幅度為 ；而位于二礦逆斷層南部的 2210 孔水位變化幾乎和降雨同步。補給條件補給區(qū)主要位于礦區(qū)西南部西水文地質(zhì)單元內(nèi)寒武系灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r出露區(qū)，以及被第三、四系覆蓋的淺部，大致可分為兩部分：一是位于礦區(qū)西南部，洛葉公路兩側(cè)、姚孟電廠附近，面積約 2～3km 2，由于受構(gòu)造和風(fēng)化剝蝕的影響，裸露的寒武系灰?guī)r，并沿地表形成大小不等的丘陵地貌，其巖溶裂隙較發(fā)育，易于接受大氣降水的入滲；二是位于礦區(qū)西南部地形低洼處及湛河上游兩岸，由于新進系泥灰?guī)r裸露或隱伏于第四系之下，巖溶裂隙較發(fā)育，大氣降水入滲后通過新進系泥灰?guī)r巖溶裂隙直接或間接補給下伏石炭系和寒武系灰?guī)r含水層，見圖 54 。在東部徑流系統(tǒng)內(nèi)，天然狀態(tài)下，一部分向東南偏東至八礦向東北徑流，一部分隨地層傾向由南向北徑流、先經(jīng)淺部二礦、三礦，逐漸向深部一礦、四礦、六礦。當(dāng)巖溶裂隙地下水接受降水和地表水體入滲補給后，大部分由礦井疏水排泄，少部分被人工開采作為供水水源。 水文地質(zhì)單元劃分平頂山礦區(qū)位于李口向斜西南翼，北東以李口向斜、南西以九里山斷層為界，總體為一向北東向傾斜的單斜構(gòu)造。依據(jù)構(gòu)造的導(dǎo)水與隔水性、水文地質(zhì)特征、地下水的補徑排條件，以鍋底山斷層為界，將平頂山礦區(qū)劃分為東、西兩個大的水文地質(zhì)單元，見圖 51，其主要依據(jù)：鍋底山正斷層位于礦區(qū)西南部，走向 NWSE，傾向 SW，斷距 60～270m，是礦區(qū)內(nèi)延伸最大的斷裂構(gòu)造，該斷層將李口向斜西南翼分割成兩部分，使走向連續(xù)的寒武系灰?guī)r被分隔，斷層上盤（北東側(cè)）的寒武系灰?guī)r與下盤（南西側(cè)）的二疊系砂巖、泥巖對接，從而使兩側(cè)的水力聯(lián)系中斷及水文地質(zhì)條件產(chǎn)生較大的差異。尤其在 31線以西，由于斷層落差和斷層帶寬度較大，并經(jīng)五礦實際揭露，該斷層不僅斷層帶內(nèi)無水，而且為一阻水?dāng)鄬?，根?jù)鉆孔地下水位長期觀測資料以及礦井生產(chǎn)揭示，斷層兩側(cè)水位相差懸殊，充水條件差異較大，據(jù)寒武系灰?guī)r水位觀測資料，斷層北東盤3620 孔，（） ；斷層南西盤 3524 孔水位標(biāo)高（