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一、 位置与地理概况
矿区东距乌海市乌达区8km,行政区划隶属于阿拉善左旗乌素图镇,其地理坐标为:
东经:106°33′45″~106°38′30″;北纬: 39°27′00″~ 39°33′30″。
本矿区属贺兰山北段,山体近南北向展布,为低山丘陵区。最高海拔 1335.91m,最低1194.80m,一般相对高差40-50m。地形切割中等,为宽阔的河床沟谷,多干涸,只在暴雨季节才有地表洪流。
本区属大陆性半沙漠干旱气候区。夏季炎热,冬季寒冷,气候干燥。根据历年气象资料统计,年最高气温39.4℃,年降水量54.9-357.6mm,平均143.4mm。年蒸发量1132.1-2919.3mm,平均2651.34mm。降水主要集中在7、8、9三个月,并常以暴雨突发,形成间歇洪流。春、秋、冬季多风沙。一般为西北风,平均风速16.3-17.3m/s,最大风速19.8m/s。平均湿度40%左右,最高61%,最低为17%。无霜期在156-165天之间。最大冻土深度0.88m。
二、区域水文地质概况
1、基岩裂隙水。仅测区的中部发现一例,位于苏海图马明家西300m处,基岩被残坡积物覆盖,地表风化裂隙发育,强风化带一般在3~5m,向下裂隙发育程度渐弱,地下水含量极微,其单位涌水量仅0.0023L/s•m;地下水化学类型为HCO3•Cl•SO4-Na•Mg型水,固形物为2.57g/L。
2、古河床冲洪积孔隙潜水。含水层岩性多为砂砾石层或粘土质砂砾石层,砾径3~15cm不等,磨园度差、多呈棱角、次棱角状,砂以中粗砂充填其中,水位埋深较浅,一般在1~2m左右,据民井调查资料,单位涌水量为0.6404~8.539L/s•m,水化学类型为SO4•HCO3•Cl-Ca•Mg;Cl•SO4•HCO3-Na•Mg型水,固形物0.69~3.83g/L。
三、矿床水文地质条件
矿床位于贺兰山北麓,面积约28.48km2,南西高,北东低,且呈北东倾斜的单斜构造,仅矿区南部局部有小的褶曲较发育。矿区自南而北分布四条古河床,第四系冲洪积物厚薄不均,厚度:6~43m,由于汇水面积较大,由南数第二条古河床的第四系孔隙潜水较丰富,单位涌水量2.56~6.57L/s•m,见表6-1-1、2,水质化验见表6-1-3至8。
矿床地下水主要为砂岩孔隙、裂隙水,由于强风化带仅3~5m,随着深度的延深,裂隙发育程度亦越弱,因而裂隙的含水性也越弱。除风化裂隙外,还有构造裂隙,但断层断距不大,构造裂隙亦不甚发育,故此含水层含水量较弱。由于该区属单斜构造,且页岩、泥岩较多、较厚,所以该区地下水均为承压水。
据巴彦山丹矿区煤炭详查资料,勘查区分上含煤岩段、不含煤岩段、下含煤岩段。上含煤段属基岩孔隙、裂隙水,为承压水,但水量相对下含煤岩段水量较小,例ZK601孔做了抽水试验,单位涌水量为0.0225L/s•m。而下含煤段与中寒武系张夏组呈平行不整合接触,灰岩裂隙、岩溶较发育,含水较丰富,例ZK401孔,自流量达4.444L/s,昼夜可达383.926t。由于上、下含煤段中间还有不含煤岩段,不含煤岩段岩性为页岩、泥岩且较厚,故上下含煤岩段之间无水力联系。
四、地下水的补给、径流及排泄条件
该区虽降水量不大,但区内基岩裸露,且地表风化裂隙较发育,大气降水后极易下渗,且又有贺兰山的补给,水源还是不断的。矿区地形属南西高,北东低,且又是单斜构造,向北东倾斜,矿区地下水由南西向北东运动。勘查区南部有一条古河床,由西向东流向,流经乌达红旗煤矿经乌素图北部排向黄河,其排泄方式为:蒸发、或补给黄河。
五、涌水量的预算
该矿拟定斜井采矿,故用水文地质比拟法确定设计矿坑涌水量。
Q=Q1×S/S1Q:设计矿坑涌水量(t/d)
Q=80t/d×87.70/35.30 Q1:生产矿坑涌水量(t/d)
=80 t/d×2.484S:设计矿坑降深值(m)
=198.72 t/dS1:生产矿坑降深值(m)
根据钻孔ZK601、BZK3-1、BZK4-1抽水实验资料,ZK601水量较大,计算时采用ZK601孔的资料。开采21煤(上含煤段)设计斜井最深为750 m,最大排水降深值为87.70m,含水层厚度为35,15m。主巷道向两侧延深各100m,那么影响半径可达250m。由于斜井与垂线夹角大于45°,斜井可按 750m 计算,选用下列公式计算斜井最大排水量:
Q=BK(2S-M)M/R
=750.00×0.191×(2×87.70-35.13)
×35.13/250.00=143.25×19.722
=2823.564 t/d
B:设计井深(m)
K:渗透系数(m/d)
S:井深最大降深值(m)
M:含水层厚度(m)
R:影响半径(m)
以上为上含煤岩段开采时矿坑涌水量的计算,我们认为用水文地质比拟法确定矿坑涌水量,符合该勘查区的水文地质条件,矿坑涌水量预测较可靠。而用水平坑道法计算的涌水量,只能代表个别地段,另外ZK601孔涌水量大的主要原因是孔深已接近奥陶系石灰岩地层,不能代表勘查区的水文地质情况。
六、矿床主要充水因素
1、勘查区虽属典型的大陆性沙漠气候(雨季降雨量最高357mm/年,平均150 mm/年,个别年份70 mm/日(2007年6月18日)区内基岩裸露,地表风化裂隙较发育,大气降水极易下渗,是主要充水因素之一;贺兰山的补给,水源不断,且南西高(贺兰山主脉)北东低,勘察区是单斜构造,北东倾向,是地下经流的必由之路,还有构造水,承压水等等,构成矿床的主要充水因素。
2、水文地质勘查类型的划分。勘查地层属石炭系上统太原组下段第三亚段(C2t13 )地层为一套以砂泥岩、泥岩、粉砂岩为主的海陆交互相含煤地层,地质构造简单,断层不发育,为一倾向东南-东北的单斜构造。大气降水较少,水文地质条件单一,故水文地质勘查类型为简单型。
矿区东距乌海市乌达区8km,行政区划隶属于阿拉善左旗乌素图镇,其地理坐标为:
东经:106°33′45″~106°38′30″;北纬: 39°27′00″~ 39°33′30″。
本矿区属贺兰山北段,山体近南北向展布,为低山丘陵区。最高海拔 1335.91m,最低1194.80m,一般相对高差40-50m。地形切割中等,为宽阔的河床沟谷,多干涸,只在暴雨季节才有地表洪流。
本区属大陆性半沙漠干旱气候区。夏季炎热,冬季寒冷,气候干燥。根据历年气象资料统计,年最高气温39.4℃,年降水量54.9-357.6mm,平均143.4mm。年蒸发量1132.1-2919.3mm,平均2651.34mm。降水主要集中在7、8、9三个月,并常以暴雨突发,形成间歇洪流。春、秋、冬季多风沙。一般为西北风,平均风速16.3-17.3m/s,最大风速19.8m/s。平均湿度40%左右,最高61%,最低为17%。无霜期在156-165天之间。最大冻土深度0.88m。
二、区域水文地质概况
1、基岩裂隙水。仅测区的中部发现一例,位于苏海图马明家西300m处,基岩被残坡积物覆盖,地表风化裂隙发育,强风化带一般在3~5m,向下裂隙发育程度渐弱,地下水含量极微,其单位涌水量仅0.0023L/s•m;地下水化学类型为HCO3•Cl•SO4-Na•Mg型水,固形物为2.57g/L。
2、古河床冲洪积孔隙潜水。含水层岩性多为砂砾石层或粘土质砂砾石层,砾径3~15cm不等,磨园度差、多呈棱角、次棱角状,砂以中粗砂充填其中,水位埋深较浅,一般在1~2m左右,据民井调查资料,单位涌水量为0.6404~8.539L/s•m,水化学类型为SO4•HCO3•Cl-Ca•Mg;Cl•SO4•HCO3-Na•Mg型水,固形物0.69~3.83g/L。
三、矿床水文地质条件
矿床位于贺兰山北麓,面积约28.48km2,南西高,北东低,且呈北东倾斜的单斜构造,仅矿区南部局部有小的褶曲较发育。矿区自南而北分布四条古河床,第四系冲洪积物厚薄不均,厚度:6~43m,由于汇水面积较大,由南数第二条古河床的第四系孔隙潜水较丰富,单位涌水量2.56~6.57L/s•m,见表6-1-1、2,水质化验见表6-1-3至8。
矿床地下水主要为砂岩孔隙、裂隙水,由于强风化带仅3~5m,随着深度的延深,裂隙发育程度亦越弱,因而裂隙的含水性也越弱。除风化裂隙外,还有构造裂隙,但断层断距不大,构造裂隙亦不甚发育,故此含水层含水量较弱。由于该区属单斜构造,且页岩、泥岩较多、较厚,所以该区地下水均为承压水。
据巴彦山丹矿区煤炭详查资料,勘查区分上含煤岩段、不含煤岩段、下含煤岩段。上含煤段属基岩孔隙、裂隙水,为承压水,但水量相对下含煤岩段水量较小,例ZK601孔做了抽水试验,单位涌水量为0.0225L/s•m。而下含煤段与中寒武系张夏组呈平行不整合接触,灰岩裂隙、岩溶较发育,含水较丰富,例ZK401孔,自流量达4.444L/s,昼夜可达383.926t。由于上、下含煤段中间还有不含煤岩段,不含煤岩段岩性为页岩、泥岩且较厚,故上下含煤岩段之间无水力联系。
四、地下水的补给、径流及排泄条件
该区虽降水量不大,但区内基岩裸露,且地表风化裂隙较发育,大气降水后极易下渗,且又有贺兰山的补给,水源还是不断的。矿区地形属南西高,北东低,且又是单斜构造,向北东倾斜,矿区地下水由南西向北东运动。勘查区南部有一条古河床,由西向东流向,流经乌达红旗煤矿经乌素图北部排向黄河,其排泄方式为:蒸发、或补给黄河。
五、涌水量的预算
该矿拟定斜井采矿,故用水文地质比拟法确定设计矿坑涌水量。
Q=Q1×S/S1Q:设计矿坑涌水量(t/d)
Q=80t/d×87.70/35.30 Q1:生产矿坑涌水量(t/d)
=80 t/d×2.484S:设计矿坑降深值(m)
=198.72 t/dS1:生产矿坑降深值(m)
根据钻孔ZK601、BZK3-1、BZK4-1抽水实验资料,ZK601水量较大,计算时采用ZK601孔的资料。开采21煤(上含煤段)设计斜井最深为750 m,最大排水降深值为87.70m,含水层厚度为35,15m。主巷道向两侧延深各100m,那么影响半径可达250m。由于斜井与垂线夹角大于45°,斜井可按 750m 计算,选用下列公式计算斜井最大排水量:
Q=BK(2S-M)M/R
=750.00×0.191×(2×87.70-35.13)
×35.13/250.00=143.25×19.722
=2823.564 t/d
B:设计井深(m)
K:渗透系数(m/d)
S:井深最大降深值(m)
M:含水层厚度(m)
R:影响半径(m)
以上为上含煤岩段开采时矿坑涌水量的计算,我们认为用水文地质比拟法确定矿坑涌水量,符合该勘查区的水文地质条件,矿坑涌水量预测较可靠。而用水平坑道法计算的涌水量,只能代表个别地段,另外ZK601孔涌水量大的主要原因是孔深已接近奥陶系石灰岩地层,不能代表勘查区的水文地质情况。
六、矿床主要充水因素
1、勘查区虽属典型的大陆性沙漠气候(雨季降雨量最高357mm/年,平均150 mm/年,个别年份70 mm/日(2007年6月18日)区内基岩裸露,地表风化裂隙较发育,大气降水极易下渗,是主要充水因素之一;贺兰山的补给,水源不断,且南西高(贺兰山主脉)北东低,勘察区是单斜构造,北东倾向,是地下经流的必由之路,还有构造水,承压水等等,构成矿床的主要充水因素。
2、水文地质勘查类型的划分。勘查地层属石炭系上统太原组下段第三亚段(C2t13 )地层为一套以砂泥岩、泥岩、粉砂岩为主的海陆交互相含煤地层,地质构造简单,断层不发育,为一倾向东南-东北的单斜构造。大气降水较少,水文地质条件单一,故水文地质勘查类型为简单型。