中国地质大学地下水防治技术与方法课程设计

中国地质大学(武汉)环境学院《地下水防治方法与技术》课程设计地下水防治方法与技术课程设计课程名称：地下水防治方法与技术具体任务：华北某煤田矿坑充水条件分析学生姓名：学生学院：学生班级：学生学号：指导老师：中国地质大学（武汉）2014年1月中国地质大学(武汉)环境学院《地下水防治方法与技术》课程设计-1-正文目录1、矿区水文地质条件分析.....................................................................................-2-1.1矿区自然地理条件....................................................................................-2-1.1.1地形..................................................................................................-2-1.1.2水文..................................................................................................-2-1.1.3气候..................................................................................................-2-1.2区域地质条件............................................................................................-3-1.2.1地层..................................................................................................-3-1.2.2构造..................................................................................................-4-1.3岩石含水性................................................................................................-4-1.4地表水与地下水之间的水力联系............................................................-5-1.5各含水层之间的水力联系及断层的导水性............................................-5-1.5.1各含水层之间的水力联系..............................................................-5-1.5.2断层的导水性分析..........................................................................-6-1.6矿区地下水的补给、径流和排泄条件....................................................-7-2、矿坑充水条件分析.............................................................................................-8-2.1各含水层对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号煤层开采的充水意义....................................-8-2.2断层对矿坑充水的作用............................................................................-9-2.3二号矿Ⅰ号煤层底板的稳定性................................................................-9-2.4河下采煤条件..........................................................................................-10-3、初步预测二矿的矿坑涌水量...........................................................................-11-3.1C3薄层灰岩涌水量初步预测.................................................................-11-3.2预测开采-50m水平一号煤时需对奥陶纪灰岩地下水降压的排水量。-12-3.2.1根据A1孔抽水CK1观测孔的观测资料，用特定条件标准曲线对比法计算奥陶纪灰岩含水层的参数T、a。........................................-12-3.2.2初步预测开采－50m水平一号煤时所需对奥陶系灰岩地下水压降的排水量及相应排水时间。.............................................................-14-参考文献.................................................................................................................-16-附表（图）.............................................................................................................-16-图（表）目录1.图1.多年月平均降水量及蒸发度......................................................................-3-2.表1.各断层的导水性..........................................................................................-7-3.图2.lgS-lgt曲线................................................................................................-13-4.图3.lgWm(u)-lg(1/u)标准曲线.........................................................................-13-5.图4.模型概化简图............................................................................................-14-6.图5.不同疏干流量下降深(s)—疏干时间(t)曲线图........................................-15-中国地质大学(武汉)环境学院《地下水防治方法与技术》课程设计-2-1、矿区水文地质条件分析1.1矿区自然地理条件1.1.1地形该矿区地形较为简单，是一四面为正地形，中间为负地形的盆地，西北面为区内最高海拔，约500米，最低海拔处于洺河河谷，约300米。洺河位于矿区中部，流向从北向南。1.1.2水文矿区内发育的主要水系为洺河，由五条主干支流汇集而成，在奥陶系岩溶发育地段有河水漏失现象。据当地测水站统计，上游流量为3000m3／d，下游流量为85000m3／d（二者均为1978年8月3日统计数据）。区内下降泉有11处，主要出露于东侧的侵入岩中，流量0.01-0.5m3／d；上升泉有1处，出露于南部的第四系内，从剖面图上可知此泉与F4断层的导水性有关，流量为80000m3／d。1.1.3气候华北为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，降水偏少，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。年平均气温5-20摄氏度。根据已知气象观测资料绘制气象要素（降水量、蒸发量）变化统计图(图1)可知，全区年均降雨量64.6mm，一般集中在6—9月，占全年降雨量84.5%；该地区蒸发量大，年均蒸发量84.6mm，主要集中在3—7月，占全年80.8%。中国地质大学(武汉)环境学院《地下水防治方法与技术》课程设计-3-图1气象要素统计图050100150200250300月份降雨量/蒸发量(mm)降水量mm515101530150185205115201015蒸发度mm20501502002501507025352515251234567891011121.图1.多年月平均降水量及蒸发度1.2区域地质条件1.2.1地层本区主要出露前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、白垩系、第四系地层。主要含煤地层为石炭、二叠系砂页岩。地层自上而下描述如下：①第四系（alQ4）：厚0-50米，位于区域中部，沿洺河流域分布，岩性主要为砂砾互层。②白垩系（K）：厚80-140米，分布于中部，南北向条状展布，岩性为凝灰质砂页岩。③二叠系（P）：厚约250米，分布于图区中部，南北向条状展布，岩性为砂页岩。岩层中夹可开采煤层6米左右。④石炭系（C）：厚200-250米，分布于图区中部，南北向条状展布，岩性为砂页岩、页岩夹铝土层，铝土层厚35-40米。岩层中可开采煤层3-5米。上石炭统砂页岩煤层顶部含有5-8米灰岩。⑤奥陶系（O）：厚800-1000米，分布于图区西北部、西部，沿西北向条状展布，岩性主要为结晶灰岩及白云岩。岩溶发育强烈，河流流经区域发生河水中国地质大学(武汉)环境学院《地下水防治方法与技术》课程设计-4-漏失现象。从剖面图可看出，与上覆地层之间缺失泥盆系及志留系地层，但是新老顺序未变，可知与上覆石炭系地层为平行不整合接触关系。⑥寒武系（∈）：分布于图区西北部、西部，沿西北向条状展布，岩性为灰岩、页岩。⑦震旦系（Z）：厚约300米，分布于图区西南角，岩性为石英砂岩。⑧前震旦系（Al）：分布于图区东部、东南部，出露面积较大，岩性为片岩、片麻岩。1.2.2构造本区受燕山运动的影响，使东西向断层被南北向断层切割，形成“棋盘格”状的构造格局。区内主要发育4条断层，均为正断层。其中F1断层沿南北向延伸，贯通整个区域；F2、F3、F4为东西走向断层。断层使地层有一定的错动，对区内地表水、地下水分布及流动有一定影响。1.3岩石含水性由煤田水文地质图可知本区含水层主要有：第四系松散堆积层、石炭系及二叠系砂页岩、奥陶系及寒武系灰岩、震旦系石英砂岩、前震旦系片麻岩。隔水层主要有：白垩系凝灰质砂页岩、二叠系及石炭系页岩。①第四系松散堆积层中地下水为孔隙水，主要接受大气降雨及地表水补给，含水性较好。②前震旦系片麻岩及震旦系石英砂岩中地下水为基岩裂隙水，主要接受大气降雨补给。由出露的泉来看，其流量为0.01-0.5m3／d，可知其含水性一般。③石炭系及二叠系砂页岩中地下水为砂岩裂隙水，由钻孔资料可知，此层单位降深较大，故其含水性较差，矿化度0.6—1.0g/L。④奥陶系及寒武系灰岩中地下水为岩溶裂隙水及岩溶水，含水性较好,矿化度0.25—0.5g/L。⑤石炭系砂页岩夹灰岩层中存在岩溶裂隙水，含水性较好,矿化度0.6—0.9g/L。⑥白垩系凝灰质砂页岩、二叠系及石炭系页岩为隔水层，在矿