四川煤矿水灾防治(总工培训).ppt
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1、,四川煤矿总工培训班的全体领导,您 们 好,四川师范大学工学院孙金德13881866393,四川师范大学工学院,矿井水文地质与水害防治,第一节 矿井基础地质 第二节 区域地质及水文地质 第三节 矿井水害防治,四川师范大学工学院,第一节 矿井基础地质,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,一、地球及地壳运动,(一)椭球状地球的尺寸 采用航磁、地磁及地震勘探等手段得知:赤道半径:6378.140Km 表面积:5.1108Km2 两极半径:6356.755Km 体 积:1.0831012Km3,四川师范大学工学院,(二)地球表面形态,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,(三)地球的圈层结构,四
2、川师范大学工学院,四川师范大学工学院,(四)银河系中的地球,太阳所在的星系叫银河系,它由1500-2000亿颗恒星和无数星际物质组成。太阳周围有八大行星,视与太阳的距离,由近而远是:水星金星地球火星木星天王星海王星。人类生存在地球,仰望星空、俯视大海,触摸金、木、水、火、土。月球是地球的行星。,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,(五)地壳运动,在地球自转、公转及各星体间的相互作用下,圈层结构、质地极不均质的地球内部物质一直处在运动状态。当前,人类能看到的是地壳的应变状态,能监测的是地震,能逐步深入了解的是地壳运动。地壳运动表现为以地震纵波为载体的上下振荡运动和以横波为载体的水平运动。其物
3、理含义是地应力经地震波传递,使地壳发生应变,形成海、陆变迁,发生褶皱、剪断等形变。当地应力发生瞬间强烈释放时,形成地震、地震海啸、火山喷发。,四川师范大学工学院,(六)地质发展简史,在46亿年的地壳演化过程中(见表)1、经历地质时代有:元古代古生代中生代新生代 2、发生构造运动有:元古期加里东期华力西期印支期燕山期喜山期 3、生物演变过程是:细菌无脊椎动物植物爬行动物(恐龙)兽类鸟类人类时代,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,二、地质构造,地质构造指地质体在地壳运动中发生的应变状态。主要包括褶皱、裂隙和断层。,四川师范大学工学院,褶皱与断层,在水平挤压作用下,地质体首先发生塑变与开裂,形
4、成褶皱。同时,由于地质体不均质、不同部位应力大小有差异、不同地质体抗屈服变形能力不一样等原因,地质体会发生剪断、错位形成断层。,四川师范大学工学院,(一)、褶皱构造,褶皱构造中岩层的任何一个弯曲叫褶曲。褶曲是组成褶皱的基本单位。褶曲有两种基本形态:背斜和向斜。,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,(二)裂隙与断层,裂隙是断裂面两侧岩层(岩石)没有发生明显位移的断裂构造。他是在成岩及成岩之后的漫长地质历史中,内外地质作用使岩体产生的各种裂隙,主要有纵张、横张、剪切及层间裂隙。根据裂隙形成的原因可分为如下三类:(1)原生裂隙:在成岩作
5、用阶段形成,煤层中都有原生裂隙。(2)构造裂隙:受构造变动作用力所形成,也叫外生裂隙。(3)压力裂隙:由矿山压力作用而产生,又叫地压裂隙。压力裂隙与埋藏深度关系密切,深度越大,裂隙分布越广泛。,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,断层是断裂面两侧的岩层产生明显位移的构造变动。断层部位岩层的完整性和连续性遭到了破坏,是一种常见的重要地质构造现象。,四川师范大学工学院,(1)正断层:上盘相对下降,下盘相对上升,两盘在垂直及水平面上的投影呈分开状态的断层。断层面倾角一般大于45。(2)逆断层:上盘相对上升,下盘相对下降,两盘在垂直及水平面上的投影呈重叠状态的断层。(3)平移断层:断层两盘沿着断层
6、面走向方向相对移动,以及两盘升降位移量相对于水平位移量小很多的断层。,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,第二节 区域地质、水文地质,四川师范大学工学院,一、自然地理,(一)地形地貌及水系 四川省位于我国西南,地处长江上游,介于东经92o21-108o12和北纬26o03-34o19之间,东西长1075余千米,南北宽900多千米,省域面积48.5万平方千米,仅次于新疆、西藏、内蒙和青海,居全国第五位。东连重庆市,南邻滇、黔,西接西藏,北靠青、甘、陕三省。四川省地跨四川盆地、青藏高原、横断山区和云贵高原四大地理单元,地形复杂多样,东
7、西两部分有明显差异。大致以龙门山大凉山为界,东部为四川盆地,西部为川西山地和高原。,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,四川省地处长江水系(仅若尔盖草原等地位于长江与黄河水系分水岭附近),是长江源头的主要汇水区域。分布于长江上游的级分支河流主要有金沙江、雅砻江、大渡河、岷江、沱江、嘉陵江等,还有上万条、级次级河溪、冲沟,它们共同组成密布的树枝状水系,成为我国地表水资源最丰富的省份。,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,(二)气候,1.气象要素 全省年均气温-1.5-20.3,其中盆地为14.1-18.2,川西南山地10.1-20.3,川西北高原-1.5-15.4。年均最高气温在攀枝花市
8、(20.3),年均最低气温在甘孜州石渠县(-1.5);极端最高气温在巴中市平昌县(41.9),极端最低气温在甘孜州石渠县(-37.7)。季平均气温:夏季高、秋季次高、春季次低、冬季低。全省年降水量315.7(甘孜州得荣县)-1732.4毫米(雅安市),总体自东南向西北递减,全省年均日照时数为782(雅安市宝兴县)-2692小时(甘孜州理塘县),并以四川盆地、川西南山地、川西北高原为序递增。四川省主要气象指标以气温中等-偏高、降水量较丰富-丰富、日照时数较少-中等和主要气象指标在不同区域变幅较大为特色。,四川师范大学工学院,2.气候特征,四川省地处中纬度亚热带地区,总体显示亚热带季风气候特点。由
9、于全省地貌类型多,受太阳辐射、大气环流等的综合影响程度有差异,我省具有如下四大气候特征。季风气候明显。季风气候区域特色明显。盆地四季分明,川西山地高原雨、旱两季差异明显。山地区气候分带明显。随着海拔高度的增加,气温逐渐下降,俗称“一山有四季,十里不同天”。气候类型多。全省气候有南亚热带、中亚热带、山地北亚热带、暖温带、中温带、寒温带、亚寒带、寒带、高山永冰带等九种类型。,四川师范大学工学院,二、含煤地层,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,四川省成煤时期,四川省范围内共有5个成煤时期,形成了5套不同时代的含煤地层,即早二迭世成煤期梁山组煤系;晚二迭世成煤期龙潭组煤系;晚三迭早侏罗世成煤期须
10、家河及白田坝组含煤系;第三纪成煤期;第四纪成煤期。四川主要煤田有:川南煤田、渡口煤田、华蓥山煤田、广旺煤田、永荣煤田、资威含煤区、乐犍含煤区、龙门山含煤区、西昌含煤区。,四川师范大学工学院,1、东部盆地区晚三叠世(T3)含煤地层,盆地区T3含煤地层有:须家河组(T3xj)、小塘子组(T3x)垮洪洞组(T3k)、马鞍山塘组(T3m)其上覆为珍珠冲组(J1zh)或白田坝组(J1b),下伏为雷口坡组(T2l)或巴东组(T2b)或白山组(T2bs)。,三叠系在四川分布广泛,发育齐全,沉积类型多样,化石丰富,赋存有多种矿产。晚三叠世含煤地层主要为小塘子组和须家河组,为一套陆相含煤地层,主要为碎屑岩与泥质
11、岩互层夹煤层。,四川师范大学工学院,2、东部攀西亚区晚三叠世(T3)含煤地层,系山间构造盆地陆相含煤岩系,由宝鼎组、大荞地组、丙南组组成。在攀西亚区会理、越西、甘洛、汉源一线称白果湾组,在盐源亚区称东瓜岭组、博大组、舍木笼组。其中,宝鼎组、大荞地组、白果湾组、东瓜岭组为主要可采、局部可采煤层赋存地层。,位于扬子准地台西缘的宝鼎盆地在晚三叠世早期为一内陆断陷含煤盆地,其沉积地层近2000m,含煤120余层,四川师范大学工学院,3、晚二叠世(P2)含煤岩系,晚二叠世(P2),四川西部区为海相环境,未形成可采或局部可采煤层;而四川东部区则为海陆交互相或陆相环境,形成了我省主要含煤岩系。晚二叠世(P2
12、),四川东部区自南西而北东,沉积环境由陆相(P2x)-海陆交互相(P2l)-浅海相(P2w1)逐渐变化,变化分界在宝兴-乐山-叙永一线和绵阳-达州-涪陵一线附近。,筠连地区的二叠系及三叠系地层分布很广,上二叠统是区内重要的含煤层位。过去以”宣威煤系“称之,或划入龙组潭。,四川师范大学工学院,三、区域水文地质,图3-1-1 煤矿常见的水源,四川师范大学工学院,(一)地下水,四川煤炭资源主要赋存于三叠系上统和二叠系上统,采煤活动涉及第四系松散地质体孔隙水、红层基岩裂隙水、砂岩裂隙水和岩溶水。第四纪时期,地质体受内外地质营力改造(风化、剥蚀、水力搬运、重力作用、地震等),在地表形成了不同成因、类型、
13、结构的松散地质体。它们的共同特征:一是不大范围连续产出,相对孤立,有一定限度的体积;二是松散体的基底为基岩;三是松散体尚未充分压实,大小颗粒尚未胶结或完全胶结;四是孔隙率较高,孔隙充水为主;五是孔隙水直接受降水补给或裂(溶)隙水补给;六是含水性随季节变化大,在同一水文年中,可多次出现饱水、半饱和、潮湿、干燥无水状态;七是对矿井充水的影响,主要起到过水通道作用。,四川师范大学工学院,自然界中水的循环,四川师范大学工学院,1、孔隙水 在我省,就矿井充水水源而言,主要有河流冲洪积孔隙水、滑坡孔隙水和崩坡、坡残积孔隙水,四川师范大学工学院,2.红层基岩裂隙水 三叠系上统的上覆侏罗系广泛分布于四川东部区
14、的盆地区腹地,由一套紫红色泥质岩类为主夹砂岩的红色地层组成,俗称“红层”。受其泥质岩水理性质及构造作用相对不够强烈的控制,岩体中的构造裂隙不发育。地下水主要赋存于表层风氧化裂隙之中。泉(井)少、流量小,地下水不丰富,一般对矿井充水不会产生明显影响。,四川师范大学工学院,3.砂岩裂隙水,(1)盆地区砂岩裂隙水 盆地区中部、东部砂岩裂隙水主要赋存于须家河组二、四、六砂岩段,次为五段二亚段,广泛出露于背斜翼部单斜构造部位。砂岩裂隙含水层总厚度约7002000m,层间及构造纵张、横张裂隙发育,裂隙含水层富水性中等较强。(2)攀西区砂岩裂隙水 攀西区宝鼎组(厚8601900m)、大荞地组(厚563215
15、6m)、白果湾组(厚201000m)、东瓜岭组(厚490800m),由砂岩、砂砾岩与含煤泥质岩段不等厚互层组成,广泛出露于背、向斜。,四川师范大学工学院,4.岩溶水,地表形态:溶痕、溶沟(槽)、地面溶隙、地面溶缝、石芽、石林(笋)(如古蔺复陶、习水岩寨、华蓥山宝顶)、石柱(古蔺复陶和洛表、叙永两河、筠连巡司和鼓楼坝、兴文白沙)、峰丛、岩溶丘包、干溶斗、充填溶斗、陷落溶斗、岩溶洼地、坡立谷(筠连巡司)、岩溶嶂谷(珙县大村水边、威信高田沙坝)、岩溶泉、岩溶湖(华蓥山天池、龙门山(汉旺)天池、大竹欧家大堰塘、筠连鼓楼坝)等。过渡形态:连接地表和地下岩溶的通道(汉旺有)。有落水洞、地下河进口、地下河出
16、口、有水岩溶、干溶洞、岩溶竖井、岩溶天窗等。地下形态:岩溶水地下迳流带,岩溶泉泉域的主体部分,岩溶区广泛分布,已知沐爱向斜镇州大鱼洞迳流带规模最大;岩溶地下河,岩溶水主体运移于岩溶洞穴,岩溶区广泛分布,如叙永长秧P1岩溶地下河;岩溶地下河伏流段(古蔺石鹅、白沙,叙永枧槽、两河);岩溶地下干河。,四川师范大学工学院,四川师范大学工学院,(二)老空积水,人类采掘煤炭资源形成的地下积水体称老空积水。在煤矿水害事故中,老空透水占63.9%,是我省煤矿最为突出的水害类型。老空积水可分为三种类型:已知本矿老空积水 本矿老空积水情况不明 相邻闭坑积水矿井。,四川师范大学工学院,1.已知本矿老空积水:因煤层薄
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