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第一节水文地质一、矿井概况大沟煤矿属整合矿井，由整合前的大沟煤矿和金都煤矿整合而成。整合后的大沟煤矿于2007年9月取得了采矿许可证（证号：5200000711696），生产规模为15万t/a，有效期为1年（2007年9月～2008年9月）。矿区面积2.8944km2，批准开采深度由+1275～+850m标高。大沟煤矿于二〇〇八年十月取得了采矿许可证（证号：5200000831016），生产规模为21万t/a，有效期为10年（2008年10月～2018年10月）。矿区面积2.8944km2，批准开采深度由+1275～+850m标高。2011年7月18日大沟煤矿由贵州省国土厅换发新采矿许可证（证号：C5200002012021120122760），采矿权人、生产规模、矿区面积、开采矿种、开采方式、开采深度均不变，矿区拐点坐标由北京54坐标系变换为西安80坐标系，有效期限为七年零三个月。自2011年7月至2018年10月。矿区范围拐点坐标见表1.1。表1.1金沙县禹谟镇大沟煤矿采矿权拐点坐标(西安80坐标)序号YX13029191.99135633851.74223029381.99335633721.74133029271.99335633561.7443029581.99735632771.73753027281.98635631981.72663026781.98135633051.73矿区面积2.8944平方公里开采深度由1275米至850米标高，根据贵州黔美基础工程公司2008年12月编制的《贵州省金沙县禹谟镇大沟煤矿补充勘查地质报告》，截至2008年12月底，大沟煤矿（准采标高+1275～+850）保有资源量1177万t。其中：探明的内蕴经济资源量(331)370万t；控制的内蕴经济资源量（332）274万t；推断的内蕴经济资源量（333）533万t。本矿可采煤层六层，编号为4号、5号、8号、9号、13号和15号煤层，其中9号为全区可采，4号、5号、8号、13号和15号为局部可采。根据GB/T15224.1—2004、GB/T15224.2—2004、GB/T15224.3—2004，矿区内可采煤为低－中灰、中高硫、高－特高热值无烟煤，主要用于动力、工业锅炉、火力发电、化工、气化及民用。二、矿井位置与交通矿区内有公路至禹谟镇，里程为3km，禹谟镇有县级公路至金沙县城，里程为19km，金沙县城至黔北电厂约4km，至遵义市约78km，经马家湾至贵阳约215km，交通十分方便。（见图1-1-1）。图1-1-1大沟煤矿交通位置示意图三、水文地质概况矿区属乌江水系。矿区属乌江支流偏岩河水系。位于西牛大坡二级分水以北，总体地下水流向为北东向。矿区内沿北东、南西向发育的次级分水岭，将矿区分为二个径流系统，分水岭以东，地下水流向东至南东方向；分水岭以西，地下水径流方向为西及北西方向，矿区内无河流发育，仅在矿区中部及南西角发育三个小泉点及矿区中部矿区位置两个老窑出水，矿区内的地表水经近距离径流后渗入地下，补给地下水，地下径流汇入偏岩河集中排泄。区内雨量充沛，冬干夏湿，6～8月为雨水季节，12月到次年4月为枯水季节。煤矿区为溶蚀、侵蚀低中山地貌，地势中部高、西面及东面较低。在矿区中部沿北东南西向发育次级分水岭。矿区以西地形较缓，为缓坡及平台，以东地形为陡崖及陡坡。主要为三叠系和二叠系地层经风化、剥蚀、侵蚀形成的，地形切割较强，山体走向与构造一致，呈北东、南西向延伸，植被较发育。最高点在矿区南部，标高1418.10m，最低点在矿区南西部的瓦罐窑，标高1093.00m。最大高差325.10m，一般高差150.00～250.00m，属于浅切割山区。四、井田充水因素通过对大沟煤矿范围内地表和井下的调查分析及对区域水文地质特征分析，矿井充水水源主要有大气降水、地表溪沟水、地下水、老窑采空区积水以及第四系孔隙水。（一）大气降水区内以大气降雨补给为主，大气降雨经风化裂隙、老窑以及区内的漏斗、落水洞等渗入或突入矿井，为矿井开采的直接充水水源。（二）地表溪沟水溪沟水沿途接受泉水补给，雨季还有大面积大气降水汇入，水量较大。在含煤地层露头地带，溪沟、冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带直接接触。当沿溪沟一带开采煤层时，溪沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。（三）地下水根据矿区含水层的分布和煤层开采的关系，可分为直接充水含水层和间接充水含水层。矿井直接充水水源主要为龙潭组基岩裂隙水、茅口组、长兴组、夜郎组二段岩溶水。矿床直接充水含水层：为含煤地层龙潭组，该地层主要含裂隙水，其含水性与导水性差，为矿井直接充水含水层，是矿井充水的主要来源；上覆顶板长兴组距4号煤层25.34—26.89m，平均26.18m，在冒落裂隙带影响范围内，在开采条件下，冒落裂隙易沟通该含水层，使其成为直接充水含水层；下伏底板茅口组与15号煤层之间距离为5.52—8.70m，平均7.16m，在矿井采掘活动的影响下，地下岩溶水极易突破底板产生突水，对煤矿开采影响较大，开采过程中注意防止水害。矿床间接充水含水层：为上覆中等含水层夜郎组玉龙山段。虽然该组地层与煤系相距较远，但由于采空区的周期来压及开采裂隙对顶板破坏，可能沟通玉龙山含水层，造成充水。（四）第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系，富水性弱，其位于煤层上方，孔隙水垂直下渗，会沿岩石节理、层理裂隙进入矿坑，对煤矿开采有一定影响。（五）断层水本矿区目前未发现较大断层，但在节理裂隙发育地段开采时要注意防水工作。同时要注意隐伏断层对各含水层的沟通造成突水。（六）老窑水因本矿井范围内老窑“关停并转”期间被炸封，或者废弃时间较长，无法准确查清，仅通过访问调查了解其开采年限，开采深度及开采范围，估算其积水量。矿区东部煤层露头线一带分布有废弃的老窑6个，开采深度不大（一般100～200m），积储水空间为8799m3；原大沟煤矿老系统采空区和原金都煤矿积储水空间189186m3。在开采过程中，老窑及老空区积水易进入矿井而成为直接充水水源。当矿井巷道或采空区与之连通时即溃入矿井，造成突水灾害。因此，要超前探水，严密注意其变化情况，加强防水工作。（七）相邻矿井：大沟煤矿的北东面为牌方岩煤矿，南西面为立新煤矿。开采的煤层与大沟煤矿相同，具有一些采空区积水。当开采到煤矿边界时要按规范留好防水煤柱，预防矿井突水事件发生。（八）矿井涌水量井田水文地质类型较复杂，正常涌水量37.5m3/h，矿井最大涌水量为112m3/h,现有+1076水平正常涌水量5m3/h。五、主要水害及其防治本矿井水害防治措施如下：技术措施1.矿井开拓工程及层位选择矿井经过多期的技术改造，目前形成了主斜井+副斜井+回风斜井的格局。现有副斜井、主斜井、回风斜井共3个井筒。（1）、副斜井、主斜井、回风斜井均布置15号煤层底板，长446m，坡度25°，净断面8.6/5.7/8.6m2，采用半园拱形断面，砌碹和锚喷支护。井口标高+1265m，落底标高+1076m，井筒深446m。装备架空乘人装置。（2）、开拓系统现状水平划分：全井田共划分2个水平开采，+1076m水平以上为一水平，+1076m水平以下为二水平。煤炭运输系统：采煤工作面→采区运输巷→运输石门→井底煤仓→主斜井→地面。材料运输系统：地面→副斜井→1218m水平车场→1901回风巷→工作面。井下各类巷道多采用锚网喷、砌碹支护，各类巷道基本完好。（3）、采区划分及采空区现状目前，形成1901首采面和11501运输巷、11501回风巷掘进工作面。（4）、矿井其他系统及采煤方法现状目前矿井在+1076m水平井底车场设有泵房和水仓，接力排水，排水管布设在副斜井。（5）、矿井场地最低控制标高为+1265m，该工业场地各建、构筑物均在该场地最高洪水位标高之上，符合《煤炭工业矿井设计规范》要求。在工业场地内沿道路及边坡坡底修筑了矩形排水沟，排水沟总长度2600m，断面0.4m×0.4m，采用M5水泥砂浆砌MU30片石砌筑，以便尽快将雨水排出井田区域之外。因此，井口及场地均不受洪水威胁。井下配备了小水泵，用以排除巷道积水，确保良好的劳动环境。2.采掘工程采取的防治水措施根据井田地质水文资料和开采煤层的赋存状况，矿井开拓巷道沿煤层顶板或底板布置，一般不受含水层威胁，但井田内断层教为发育，有可能受断层和陷落柱导水的威胁，因此在这些区域掘进时，必须打超前钻孔探水，做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”，并采取其它防治水措施。（1）巷道过采空区和断层或在其附近开采时，要采取探放水措施，探清其范围及水力联系，并留有足够的安全煤柱，采取“探、放、堵、截、排”综合防治措施。1）必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则；2）采用瞬变电勘探查明采空区积水情况；3）开采5号煤层时首先对SA3号煤层采空区进行探放水，严格执行“有掘必探，先探后掘”的防治水方针。4）发现疑似积水区域，严格按规定对积水区域进行探放。5）相邻矿井的分界处，必须留防水煤柱，在断层两侧留防水煤柱；6）采掘到探水线位置时，必须探水前进；7）每次降雨后，应及时观测井下水文变化情况；8）采掘工作面或其他地点有突水预兆时，必须停止作业，采取措施，撤出所有受水威胁的人员；9）矿井必须做好采区、工作面水文地质探查工作；10）探放水工作必须有专人负责；11）生产中对小型突水采用强排的方式进行排放，但也应建立对较大突水情况的封堵措施，以预防较大突水事故的发生。12）加强地面塌陷区的监测工作，对地面塌陷坑及时进行黄土覆盖和回填，塌陷坑周围要修筑防、排水沟，防止地表水倒灌井下。13）采区巷道沿煤层顶底板布置，受煤层起伏影响较大，巷道中会出现积水现象，在生产期间应根据实际情况，在巷道适当位置设置水窝，用小水泵将水排至采区水仓，保障采区巷道运输畅通。14）为了防止钻孔沟通各含水层，在回采（掘进）工作面接近钻孔前，应严格检查封孔质量。对于未完全封闭或封闭不合格钻孔，应采取相应措施防止通过钻孔导水，涌入井下。15）针对采区周围小窑老空区较多的情况，生产单位必须采取先进的手段，查清其分布范围，留设安全煤柱。16）及时清理巷道水沟，保持其畅通与清洁。17）井底主排水泵房和主、副水仓水仓容量满足矿井8小时正常涌水量的要求。水仓总长度180m，水仓总容量约960m3，可以容纳矿井8h正常涌水量，保证规定的有效容量，水仓清理方式采用人工清理，调度绞车提升。在主排水泵房和变电所硐室通道内设有密闭门，要保证开闭正常使用。18）对于落差较大的断层要严加控制，开采时留足煤柱，对于设计确定的断层煤柱尺寸，在矿井建设与生产中，应视断层和陷落柱导水性及具体水文条件相应调整，以策安全。当掘进工作面接近断层和陷落柱时，必须打超前钻孔探水，做到有掘必探，先探后掘，并采取其它防治水措施。19）采掘工作面掘进过程中要采用物探、化探和钻探的方法，探测采空区积水及构造的导水性。20）建议进一步查明井田及周边矿井实际开采情况，积水积气情况，有针对性地制定防治水措施。采用多种手段探查井田内构造分布，构造富水性、导水性，防止构造导水造成水害事故。21）开拓至设计水平时，只有在防排水系统建成后，才能向其它区域开拓掘进，矿上必须建立专门的防治水队伍。（二）管理措施平时加强防汛宣传，建立探放水管理制度；做好防水计划；成立“雨季”三防指挥部，组织雨季前“三防”大检查；加强职工培训，保证安全生产。（三）物质措施拨出专项资金，专款专用，保证防治水物资供应。六、矿井涌水量预测该矿井所有涌水汇入+1076m井底水仓，然后排出矿井。重组整合后，矿井生产能力将达到21万t/d。以每年300个生产工作日计，日产量将达到700t。采用富水系数比拟法对21万t/d矿井涌水量预算如下。Q=Kp·P=Q0·P/P0。式中：Q—设计矿坑涌水量(m3/d)；Q0—现采矿井实际排水量(m3/h)；P0—实际生产能力(万t/a)；P—设计生产能力(万t/a)。矿井正常涌水量37.5m3/h，矿井最大涌水量为112m3/h