MT-T 773—1998 煤矿水文地质条件分类规范.pdf

中华人民共和国煤炭行业标准 MT /T7 7 31 9 9 8 煤矿水文地质条件分类规范 N o r m s f o r c l a s s i f i c a t i o n o f h y d r o g e o l o g i c a l c o n d i t i o n o f c o a l m i n e 1 9 9 8 - 1 1 - 1 0批准1 9 9 9 - 0 4 - 0 1实施 国家煤炭工业局批 准 目 次 1 范围1 2 基本要求1 3 煤矿水文地质条件分类1 4 煤矿水文地质类型的确定3 Ⅰ MT/T7 7 31 9 9 8 煤矿水文地质条件分类规范 1 范围 本标准适用于生产煤矿, 亦可在拟建、 在建煤矿时参考使用, 是煤矿水文地质条件分类的依据。 2 基本要求 2 . 1 根据煤矿水文地质条件的某一特征, 结合实际情况进行分类, 不同类型应具有显著的特点。 2 . 2 应具有普遍性和广泛的实用性。 2 . 3 本规范采用单一分类原则, 其概念明确, 能确定一个煤矿的水文地质和开采条件。 3 煤矿水文地质条件分类 具体分类方法是①根据开采煤层及与其相关的含水层的埋藏深度进行分类; ②根据煤层开采期间 的主要充水水源进行分型;③根据煤矿的富水系数 即矿井总涌水量同产煤量之比 的大小划分其亚型; ④根据潜在的水害因素作出辅助类型的划分。 3 . 1 按埋藏深度分类 3 . 1 . 1 裸露类Ⅰ类 煤矿的开采煤层全部处于当地侵蚀基准面以上。充水含水层中的水包括 上层滞水、 潜水、 无压或有压 的层间水。矿井涌水可依靠排水沟自流排放, 一般对矿井不构成威胁。矿井涌水量主要受大气降水控制。 3 . 1 . 2 半裸露类Ⅱ类 煤矿开采煤层的上部处于当地侵蚀基准面以上, 而下部则处在该面以下, 与煤层开采有关的充水含 水层中的水包括 上层滞水、 潜水、 无压或有压的层间水。侵蚀基准面以上含水层中的水基本无压, 而基 准面以下含水层中的水, 具一定压力。矿井涌水对煤层的开采, 一般均有影响, 如为岩溶水涌出, 则有严 重影响。采用自流和机械两种排水方式。矿井涌水量受降水季节影响显著。 3 . 1 . 3 浅埋类Ⅲ类 煤矿的开采煤层, 全部处于当地侵蚀基准面以下, 且埋深小于5 0 0 m。煤系地层的上部, 一般均有第 四系松散层覆盖, 个别地区还有局部的第三系伏于第四系之下。对采煤工作面而言, 含水层中的水都具 有一定的水头压力。矿井涌水量的大小, 涌水方式, 对煤层的开采皆有直接影响。矿井涌水量受降水季 节的影响比较明显。 3 . 1 . 4 深埋类Ⅳ类 煤矿的开采煤层, 全部埋藏在当地侵蚀基准面5 0 0 m以下。一般在煤系地层以上覆盖着巨厚的松 散地层或岩层。煤矿的主要充水含水层是承压的砂岩裂隙水、 薄层灰岩岩溶裂隙水, 或古岩溶系统构成 的厚层灰岩裂隙岩溶水。通常没有现代岩溶发育。煤层开采工作面的顶底板一般均承受较高的水压, 未遇导水构造时, 矿井涌水量可能不大, 且水量稳定, 基本不受降水季节的影响。 3 . 2 按直接充水水源分型 3 . 2 . 1 大气降水型 一型 该型煤矿充水水源主要来自大气降水, 矿井涌水量受大气降水量控制, 涌水量和降水量的峰值基本 一致, 或稍有迟后。干旱季节各含水层中的水一般均有大幅下降, 矿井涌水量逐渐减少。该型多存在于 Ⅰ、Ⅱ类 即裸露类和半裸露类 煤矿,Ⅲ类 即浅埋类 煤矿较为少见。通过降水量资料、 开采引起的地 表沉降或塌陷, 以及地裂缝的情况, 可大致确定降水量同矿井涌水量之间的关系。 3 . 2 . 2 地表水型 二型 1 MT/T7 7 31 9 9 8 该型煤矿多见于Ⅲ类 即浅埋类 矿井。矿井多位于地表水体附近, 或直接位于地表水体以下。采 后产生的地表塌陷区、 沉降大裂缝, 多成为矿井充水的主要途径。我国南方岩溶区煤矿, 雨季常见现坡 立谷、 暗河及塌陷区的洪水涌入矿井, 甚至造成淹井事故。地表水型煤矿的涌水, 一般形成定水头补给, 其矿井涌水量的大小取决于导水通道的过水能力, 水力梯度的大小, 以及水源的充沛程度。 3 . 2 . 3 孔隙水型 三型 赋存于松散层孔隙中的地下水为孔隙水。一般指第四系和第三系含水层水, 亦有未成岩的古地层 含水层水。除少数以上层滞水的形式存在外, 主要以潜水和承压水存在。其主要补给源为大气降水、 地 表水的渗入补给。裂隙水和岩溶水也可成为补给水源。当矿井的直接充水水源为孔隙水时, 称为孔隙 水型煤矿。该型多见于浅埋类Ⅲ类 煤矿, 或在松散层较厚地区建井时遇到。往往以泥砂含量很高的 混浊水涌入矿井, 造成严重损失。在煤矿隐伏露头区, 上覆有较厚的松散地层, 当开采煤层时, 要根据松 散层底部隔水层的情况, 留设足够的防水煤岩柱。 3 . 2 . 4 裂隙水型 四型 赋存于基岩裂隙系统中的地下水, 称裂隙水, 以潜水、 层间无压或承压水形式存在。煤层顶底板中 的砂岩裂隙水, 涌水量一般都不大, 绝大多数可以疏干, 不足为患。但在构造发育地段, 亦可形成较大突 水, 且伴有大面积涌水现象。 3 . 2 . 5 岩溶水型 五型 赋存于可溶性地层中的地下水统称为岩溶水。我国大多数煤矿开采石炭、 二叠系煤层。北方奥陶 系灰岩水 以下简称奥灰水 , 南方茅口灰岩水对煤层开采构成威胁。在北方煤系地层中的薄层灰岩水 以下简称薄灰水 多为直接突水水源, 且多有奥灰水补给。其突水量的大小取决于薄灰水同奥灰水的 连通性, 以及奥灰水的富水程度。薄灰岩溶水在地质构造和水文地质单元的控制下, 具极大的非均质 性、 区段性和地域性。 厚层灰岩岩溶水, 由于接受降水和其他含水系统补给的面积大, 水源丰富, 所以水量充沛。厚层灰 岩岩溶发育程度具更大的不均一性和极强的地区性, 随埋深增加岩溶发育程度具有一定的规律性。在 我南方, 以现代岩溶为主, 随埋深加大岩溶发育变弱的规律性极为明显; 而在北方, 则以古岩溶为主体, 在古岩溶上又发育了现代岩溶, 随深度增加岩溶发育减弱的规律性不甚明显。 3 . 3 根据富水系数F 划分亚型 富水系数 F 系指煤矿的总排水量和产煤量之比值。对生产煤矿, 可按开采期内的总排水量和总产 煤量计算; 对设计和基建煤矿, 可按设计产量和年排水总量进行计算。 3 . 3 . 1 贫水亚型1亚型 煤矿开采煤层的充水含水层水量贫乏, 矿井涌水量小, 即F≤5。此亚型煤矿多分布于干旱或半干 旱地区。当F≤1时, 一般均严重缺水, 难于在附近找到水源地, 开发前需进行供水源地的论证; 当F 1 时, 亦需根据水源的充沛程度确定煤矿规模。 3 . 3 . 2 较贫水亚型2亚型 煤矿开采煤层的充水含水层水量较贫乏, 矿井涌水量不大, 其F值介于51 0之间。该亚型煤矿投 入的防治水费用一般不高, 又能找到很好的供水水源地。 3 . 3 . 3 较富水亚型3亚型 煤矿开采煤层的充水含水层较富水, 矿井涌水量较大, 其F值介于1 02 0之间。该亚型煤矿的直 接充水水源多为薄灰岩溶水。 3 . 3 . 4 富水亚型4亚型 煤矿开采煤层的充水含水层水量丰富, 矿井涌水量很大, 其F 2 0。该亚型煤矿均有厚层灰岩岩溶 水构成间接或直接充水水源。当F 4 0时, 应对煤矿开发前景进行论证; 当F8 0时, 一般难于开发。 3 . 4 根据潜在水患划分辅助类型 潜在水患是指需要进行专门水文地质探查才能确定的煤矿突水因素。一个煤矿可能存在多种潜在 2 MT/T7 7 31 9 9 8 水患因素。当煤矿水文地质条件类型确定之后, 还应按潜在水患划分辅助类型。 3 . 4 . 1 老空水型1型 老空水指人类采掘活动留下的地下空间中集存的地下水。老空水突水的危害性甚大, 由于大量积 水在短时间内涌入煤矿, 不但瞬时流量大、 速度快, 而且多夹带有煤泥、 石块和瓦斯气味。 3 . 4 . 2 导水陷落柱型2型 开采煤层下伏厚层灰岩, 在采掘中可能遇到岩溶陷落柱。当陷落柱具导水性时, 岩溶系统内积存大量 的水、 泥沙和石块, 瞬时突入矿井造成严重危害。须进行专门的水文地质探查, 采取防治水措施, 防患于未然。 3 . 4 . 3 导水断裂带型3型 我国煤系地层中, 普遍发育规模、 性质各异的断裂带, 有的以断层形式, 有的以节理裂隙密集带形式 存在, 往往构成煤层的突水通道。在岩溶水型煤矿中, 导水断层构成的突水通道集中; 而裂隙水型构成 的则较分散, 但都对生产造成严重影响。在非岩溶型煤矿中, 其突水量较小, 一般不构成严重威胁。 3 . 4 . 4 孔隙水天窗型4型 当开采煤层处于隐伏露头区时, 其上覆的孔隙水含水层直接与煤系地层接触, 形成天窗型潜在水 患, 其涌水特点是泥砂俱下, 对煤矿生产危害很大。应查清这种水文地质条件的分布范围, 及其孔隙含 水层的性质和富水性, 采取经济合理的防治水措施。 4 煤矿水文地质类型的确定 4 . 1 确定原则 4 . 1 . 1 以主采水平的深度进行分类, 对有两个主采水平以上的煤矿, 可根据各水平的深度范围进行分 类。如开采水平埋深多数小于5 0 0 m, 归入Ⅲ类, 而多数大于5 0 0 m时, 归为Ⅳ类。 4 . 1 . 2 以煤矿主要的充水水源分型, 对两个以上的主要充水水源, 应根据充水量的大小和充水时间的 长短, 选水量大和充水时间长的定型。 4 . 1 . 3 根据富水系数即F值大小划分亚型。 4 . 1 . 4 根据煤矿水文地质勘探和生产中发现的问题, 在类型划分后进行辅助类型注示。 4 . 2 表述方法 以华北某煤矿为例 4 . 2 . 1 该矿地表的最低侵蚀基准面标高约8 0 m。现分三个水平采煤, 分别为-1 0 0 m;-3 0 0 m; -5 0 0 m。现主要开采一、 二水平的煤层, 三水平产量较少。据此, 可定为Ⅲ类 浅埋类 。 4 . 2 . 2 该矿共有三个主采煤层, 目前主采大煤煤层, 矿井主要充水水源为砂岩裂隙水。下部的大青和 下架煤层, 尚未进行开采。所以, 可定为四型 裂隙水型 。 4 . 2 . 3 该矿井涌水量约6 0 0 m 3/ h, 年排水总量约为5 0 0万t, 年产煤量约1 3 0万t。计算出F值为4, 应 定为2亚型。 4 . 2 . 4 该矿的水文地质条件类型, 可表述为Ⅲ类四型2亚型。可简化为Ⅲ四2类型。 4 . 2 . 5 根据地质资料, 井下曾揭露岩溶导水陷落柱并伴有老空水突出, 因此按潜在水患划分辅助类型 应为1、 2型。 4 . 2 . 6 该煤矿水文地质条件类型的划分, 应表述为Ⅲ四2类型。且存在1、2两种类型潜在水患。 3 MT/T7 7 31 9 9 8