【摘要】本文阐述水利工程质量检测的内涵和内容,分析质量检测的必要性,对提高质量检测水平进行了探讨。 【关键词】水利工程;质量检测 一、必须明确水利工程质量检测的内涵及主要内容 水利工程质量检测是指对工程实体的一个或多个特性进行的诸如测量、检查、试验或度量,并将结果与规定要求进行比较,以确定每项特性的合格情况而进行的活动。工程质量检测就是经过“测、比、判”活动,从而对不符合质量要求的情况作出处理,对符合质量要求的情况作出安排。 二、必须明确水利工程质量检测的必要性和重要性 水利工程质量检测是质量管理工作科学化的基本要素,是提高监督水平必不可少的条件,尤其在市场经济迅猛发展的今天,必须首要完善检测手段,保证其科学性、公正性、准确性。科学性是检测工作的基础,离开它就谈不上对工程质量评价和负责,也难以保证所建设的水利工程的正常运用与运行安全。若以检测工作赖以生存的地位来估价,公正性是检测工作的准绳和法规,否则就会失去法律效力。准确性则是科学性与公正性的先决条件,是检测工作客观评价与社会信誉的前提。促进水利工程质量不断提高,多创优质工程,采用科学而可靠的检测数据来说话,防止单纯凭主观经验来判断的做法,检测工作也就成为质量管理必不可少的基础工作。只有搞好检测工作才可能及时掌握质量的动态和规律,以便控制质量的波动范围来保证质量的稳定。 在水利建设中强调事物发展的客观规律,在市场经济发展的今天更应强化质量管理,其中质量检测工作又占有重要位置,担负着重要职责,它借助于测试手段对材料,构件及单元工程,按规范标准与要求进行检测,并做出合格与否的判断。因此,检测是保证工程质量的重要手段,在质量形成中具有重要的地位。它通过对原材料、半成品、单元工程检验和竣工检验活动严把质量关,具有预防把关和签别双重性质的职能。 三、必须着力提高水利工程质量检测的水平 水利工程施工质量极为重视关系国计民生。提高水利工程质量检测的水平对保证水利工程施工质量显得尤关重要。提高水利工程质量检测水平,应着眼于当前经济社会发展的形势,重点考虑三个因素。 1.检测机构合法是水利工程质量检测的前提 2.检测方法科学有效是水利工程质量检测的关键 3.仪器设备符合标准是水利工程质量检测的基础 【摘要】城市水利是从立足经济、社会可持续发展的角度,比较系统、全面地体现新时期的治水思路,是对传统治水观念的大发展和大解放,是一种治水观念的升华。 【关键词】城市水利;现代化建设;治水思路 伴随社会的进步以及城市化进程的不断加快,水资源及其利用活动在城市发展过程中所占据的位置已愈显重要。一个现代化的城市,需要水的支撑和保障;一个生态型的城市,需要水去保证其可持续发展;一个文明发达的城市,需要水去灵动和美化。由此看来,提倡水利进城,不仅是水利自身发展的需要,也是城市发展的必然选择,更是治水观念的硕然提升。 一、打造城市的水文化观 水是世间万物的生命线,水对社会存在的每一件事物都有着深刻的影响,城市作为万物之一,其与水的关系也是紧紧不可分割的。在我国,城市与水之间的渊源关系自古有之。早在战国时期,管子就对水资源与城市建设之间的关系作了较为深刻的说明。《管子·乘马》中记载:“凡立国都,非于大山之下,比于广川之上。高毋近旱,而水足用;下毋近水,而沟城省。因天材,就地利,故城廓不必中规矩,道路不必中准绳。”这里实际讲的是水资源对城市规划和建设所起的制约作用。 既然水与城市有着如此深厚的“情感”,那么,水文化作为整个城市文化的重要组成部分,它的内涵必将牵动整个城市的文化内涵。城市水文化是城市文化的一大亮点,人无水不生,城市无水不活,相信不会有人喜欢在干燥枯涩中生存,谁都盼望水带来的滋泽与缠绵、朝气和活力。为此,城市水文化应该尽可能蕴涵到城市的每一个角落,城市旅游不能少水,城市人居不能少水,城市运行不能少水,只有水才能保证城市的发展,只有水才能提升城市的文化品位,也只有水才能给城市以灵气。因此,从工程规划、设计到建设与管理等方方面面打造城市水利,体现水的内涵与底蕴,不仅是水利自身的工作需要,也是城市发展的必然趋势和经济社会发展的必然要求,更是一种治水观念的提升。 二、与时俱进的发展观 当前,经济社会在不断发展,社会各行各业对水利的要求不断提高,为了更好的适应这一形势,水利人在治水的思想和观念上取得了超越式发展和明显的转变。在完善现代水利理论体系的时候,首先立足于对一种与时俱进的治水观念打造“遵循人与自然的和谐相处”是一种思想境界的高度展现;水市场的逐步推广与渗透,虽然是一种水之本质属性的延伸,但更是一种思想上的超脱、一种发展观的体现;还有水文化丰厚的底蕴,人们对高质量水环境的追求,都是一种需求欲的自然流露,是一种不断发展着的、超越时空的治水观的体现。 21世纪以来,城市化进程不断加快,城市人口逐年增加,作为现代水利重要组成部分的城市水利必须考虑到人的因素,体现“以人为本“的思想,体现人与自然的和谐统一,为都市人们创造一片安静、优美、自然的人居环境,这不单是水质问题,而是兼顾到园林、绿化、美学在内的大水环境概念。 “城不在大,有水则灵“,城市水利作为现代治水观的一种发展,在水利实现工程水利向资源水利,传统水利向现代水利、可持续发展水利转变过程中,固然要为城市的发展防洪保安全,但城市水利又不能是单纯的蓄、挡、排、引、灌等,而应该考虑其环境作用和美学价值,应该与城市的美化、绿化、亮化有机结合起来,与城市景观结合起来。在城市水利建设规划中,要让城市河道给市民一种“郁郁葱葱两岸堤,悠悠碧水中间行”的曲径通幽的自然流畅之美感;要有令人胸襟开阔的碧水青山式的亲水平台;要有“水字号”的、体现水特色的地理、人文、历史景观;要有令市民因水而居的广场、园林。总之,打造城市水环境就 是要打造富有都市灵气的碧水长廊,达到人与水的自然融合。 人类择水而居好的就是水的那份清净,古代文人墨客喜好游山赏水,就是喜欢水的那份自然、恬淡和灵气。作为钢筋混凝土味较浓的现代都市,除了绿化可以缓解一点烦躁之外,水便成了净化人们心灵的一种很好的调节剂了。因为优美的水环境着实拉近了人与自然的距离,水清、水净人自欢。 三、“农水”“城水”的辩证观 曾经有人现象的比喻:水利走的是“农村包围城市”的路子,这里很鲜明地指出了水利正在实现由传统水利向现代水利的转变。的确,在当前一个全面建设社会主义新农村,奔小康社会的年代,水利怎样才能发挥其“命脉”作用,为全面奔小康做出更大贡献?必须转变视角。“跳出农业干水利,跳出水利看水利”的远见卓识,是“农村包围城市”阶段性成果。当然,这种阶段性的成果又并非无本之木、无源之水,更不是对农村水利的否定与排斥,相反,它是农村水利基础上的一种飞跃和突破。 多年来,围绕做好农村工作,调整农业结构、改善农业生产条件和生存环境,解决好“三农”问题,水利人坚持不懈地开展农田水利基本建设,并广泛发动群众因地制宜地进行集雨蓄水工程建设,加快了节水改造步伐,农村水利的基础已经相当雄厚。只有在这样的背景下,水利才能挺着腰板进城,体现水利的进步和发展。从农村到城市,再到城市兼顾农村,水利进城了,是对农村水利的一种超越,是水利自身发展的必然,是现代水利的理念的体现,是水利现代化的重要标志。城市水利正在实践着由工程水利向资源水利、可持续发展水利的转变,着重在水资源、水环境、水市场、水管理、水文化上做文章。这一治水思路是在传统水利基础上的延续和发展,是站在时代的前沿,从经济、政治、科技、文化等方方面面,立足经济社会可持续发展的全局而形成的系统的水利发展理论体系。与传统水利相比,它以水资源的管理开发、利用、节约、保护和优化配置为重,突出了水资源与人口、经济发展和生态环境之间的协调关系,是在辩证唯物主义和历史唯物主义基础上的大融合。 总之,新时期发展城市水利是大势所趋,必须抓紧、抓好、抓实。同时,农村水利也是重点,必须抓出新成果。两手抓,两手都要有新举措。只有农村水利、城市水利同时发展、相互促进的水利才是现代化的水利,厚此薄彼就不叫现代化。我们要在矛盾的对立统一中辩证的理解两者的关系。 四、“城乡一体”的联系观 城乡一体化主要指城乡人民的精神风貌,生产生活方式,观念趋于一致,在处理城乡之间的事务时尽量做到统筹兼顾、全盘考虑。从当前经济社会发展的形势分析,要想早日实现城乡一体化、城乡统筹,农村城镇化是不可缺少的重要环节。只有城市现代化了,农村城镇化了,最终才能真正实现城乡一体化。 城乡一体化除了表现在城乡人民的精神风貌,生产生活方式等方面的相似之外,还表现在一种直觉上的雷同,主要包括城市建筑设计风格、城市美化绿化和亮化等等。城市水利作为城市建筑设计风格的一种,作为美化亮化城市的一部分,它的协调与否,将是城乡真正实现一体化的重要因素之一。在我国,大多数城市和乡村之间都有河道相连,因此,城乡结合部的河道便成了城乡一体化的重要纽带之一,其清淤和美化便是城市水利的一项内容,治理的好坏,直观体现了城乡之间的距离。因此,农村城镇化,首先必须从水利工程做起,在感性上找到一种城市间的默契。我们知道,城市化的重要一步是发展城市水利,既如此,农村城镇化就必须搞好以水利为标志的各项工作,这样一来,作为城市现代化重要标志的城市水利也必然为农村城镇化增色许多,城市水利自然成了农村城镇化的一条重要途径。城市水利通过相关措施美化城市结合部的河道,使得水清河畅,一方面方便城乡之间的交流,另一方面促进城乡之间风格上的自然衔接,成为城乡一体化的重要纽带。 当前,农村城镇化的步伐不断加快,城镇人口逐渐增加,城镇的崛起,相当于添了几座大城市,这种态势对城镇防洪排涝、供水治污等提出了新的要求,迫切需要加快城镇水利基础设施建设,为城镇经济和社会发展提供必要的保障。目前,我国小城镇还比较缺乏全面系统的城镇水利规划,城镇水利属于“初生牛犊”。而城市水利有尊重规律的治水理念,有科学合理的理论体系,有比较全面的治水规划,有现代先进的治水模式。因此,城市水利的发展,必将更好地为推进农村城镇化,为早日实现城乡一体化做出更大贡献。 五、信息时代的科学观 21世纪是信息时代,水利信息化是现代水利的重要内容,更是经济发展的要求。随着经济社会的不断发展,对防洪减灾、水资源供给和水环境保护提出了新的更高的要求。在提高工程防洪标准的同时,必须加强防洪减灾的非工程措施建设,进一步提高综合抗灾减灾能力。作为担当了城市防洪、城市美化等功能的城市水利,则必须实施水利科技创新计划,加强基础研究和应用基础研究,重视高新技术的研究开发和新技术、新成果的推广转化工作,坚持不懈的用新技术对水利行业进行技术改造。进一步加强水利政策研究和决策咨询工作,建设水利数据中心、水利政务信息系统、水资源监测信息系统等应用系统。积极开发和利用各种水利信息资源,为城市发展提供准确、及时、有效的水利基础信息服务。加快制定和完善水利信息化的政策和技术标准,逐步建立和不断完善水利信息化体系,以水利信息化带动水利现代化。 水利进城了,以其先进的理念立足城市之中,为此,城市水利必须注重打造信息时代的精品,水利人必须勇于探索、大胆实践,运用先进的科学技术,树立科学的治水观念,把握定位,谋求发展。作为生长在信息化聚集地的城市水利,要想充分发挥其应有的作用,必须充分利用现代信息化技术和科学技术,在打造城市精品、提升城市文化品味上表现自我。 总之,城市水利立足经济、社会可持续发展的角度,比较系统、全面地体现了新时期的治水思路,是对传统治水观念的大发展和大解放,是一种治水观念的升华。为了使水利更好地对经济社会的发展作出贡献,必须大胆创新,运用新的观念发展好城市水利,更好地展示新时期的治水观念。
谈谈水利工程中工程地质和水文地质研究
地下水对水利工程建设的稳定性及耐用性有着重大影响,因为地下水是岩土体的核心组成部分,会对水利工程基坝质量的好坏造成影响。
摘要: 工程地质与水文地质两者有着紧密的联系,在水利工程中,二者相辅相成,地下水是水利工程建设的基础环境,同时也对建筑地及周围的岩土体性质有重大影响,岩土体中最重要的构成部分便是地下水,对建设物稳定性与耐用性带来一定影响,为了对水文地质进行一定程度的加强,为了对工程调查的质量带来提高,在进行水利工程地质勘察时,需要对建设地及其周围岩土体的性质进行严格勘察,此外,还要对地下水进行勘察,以此为基础,对预防与治理提出相关意见,并提前准备好设计规划与工程开展所需要的资料,从而对工程的危害进行减少。文章对常见工程地质与水文地质等问题进行了研究与分析。
关键词:水利工程;水文地质;工程地质;地质勘察
0引言
地下水对水利工程建设的稳定性及耐用性有着重大影响,因为地下水是岩土体的核心组成部分,会对水利工程基坝质量的好坏造成影响。不管建设什么项目,必须要进行观察、实验、探索,还需要经过详细调查该地区水文面积、水文地质条件、地下水的形成、运动的特点与水质量、数量是否变化等。但是,在实际勘察中,对一些水文条件较为错综复杂的山地,若是忽略了工程勘察,对工程地地质情况不了解,在工程规划中也没有在意水文条件对工程的影响,往往会造成一些不必要的工程问题的发生。并且,人们很少注意到这些,知识简单的通过报告进行了解与评价。所以,为了对工程质量带来提高,必须要加强对水文地质的研究。
1水利工程中对水文地质的评价
在进行工程勘察时对水文地质的评价需要注意以下3点:1)重视地下水对土壤、岩石以及建筑物的影响,进行重点研究,从而有效的预测岩土工程会带来怎样的危害,并且对此做出防范措施。2)根据建筑物的地基基础,对水文地质问题进行分析研究,并提供水文地质所需要的必要材料。3)从工程建设的视角来看,针对地下水对工程的不同影响,提出可能出现的地质问题:①处于地下水中的建筑物,其钢筋可能会被地下水腐蚀;②建筑工程的基坝土质的选择有限,只能考虑土质不好的风化岩、软岩等,对可能会发生的崩解、岩石与土壤软化等进行对地下水的评估;③应该对地基挤压问题进行预测,观察是否会有流砂与潜在侵蚀发生的可能性;④在对水利工程进行设计与施工中,由于水位变化产生地基浮动等问题;⑤随着工程施工的开展,会造成土壤与岩石的变化,甚至会对建筑物与环境造成一定影响。
2测试与研究岩土的水理性质
土壤中的水分与地下水会发生一定的相互作用,从而显示不同的属性,这就是土壤物理性质,其主要有水分保持能力、土壤透气性、水分含量等特点,这些方面导致了地下水、气态水与液态水的联系。岩层是岩土体贮藏地下水的地方,会产生不同形式的水,如潜水、承压水等。含水层空隙性质的不同,使地下水可分为岩溶水、裂隙水。土壤与地下水的相互作用,使岩土体的存在方式与地下水有所不同,不同的地下水形式会给岩土体带来不同程度的影响。砂黏土中有极少的地下水这是结合水存在的主要方式。当结合水与黏土显示属性为可塑性、收缩为黏土、膨胀等形式时,就是弱结合水,它是由于受到物理作用与机械作用的制约,活动范围受到限制,受到的岩土动态物理性小,从而产生的。当土质失去植被保护或者遇到强降雨等情况,泥土流失会比较严重,土质随雨水流失过程中慢慢沉积,导致河床抬高,因此,了解清楚水利工程上游土质构造问题,能制定有效措施,控制水土流失问题。例如三峡工程占地面积广阔,又位于地质复杂的四川省,所以在工程开始之初必须严格探测土质结构,采用正确的蓄水运行方式。“蓄清排浑”是三峡工程运用的比较成功的一个排洪方式,在汛期,控制145m的运行水位,与正常蓄水位相比,低30m。当水位高于145m时,其泄洪能力达到64000多m3/s,这样可大大降低泥沙淤积问题。
3水利地质的分析
3.1地下洞室围岩稳定性的分析
理想的建洞山体具备的条件应该是:构建洞区地质条件简单,裂隙间距大,岩层厚,无断裂带不会对山体稳定性造成影响,具有完整坚硬的岩体,完整的地形,没有受到泥石流、滑坡等地质灾害的破坏,没有岩溶现象或岩溶现象不发育,地下水影响较小,无有毒气体与异常地热的发生。脆性断裂,层状弯折与拱曲,塑性变形与膨胀,山体滑坡与断层以上几种都属于岩石变形与破坏类型。
3.2坝基岩体工程地质的分析
不同的坝型,所其工作特点也具有不同的特性,对地质的要求也不同。所以要对不同类型的坝应该适应什么样的地质条件进行分析与了解。但是由于坝区的岩体会有地质的缺陷,从而会引起坝区渗漏与坝基稳定等工程事故的发生。
3.3分析边坡工程
蠕动变形、崩塌、山体滑坡是常见的'边坡类型。以外,还有松弛张裂、泥石流等问题存在。泥石流属于常见边坡失稳的类型。地下水与地表水以及降雨,地形条件,地质构造与岩体构造,岩石类型与性质,其他因素(日照、地震、风力、温度等)都是造成影响地质构造与岩体结构的原因。3.4影响水库工程地质问题的原因水库分为两类:地面水库(河流上建筑坝所形成人工湖);地下水库(根据地下的蓄水结构,由于人工控制造成)。由于蓄水后,对水文地质和工程周围水文条件造成了影响,使库区与邻近地段的地质环境受到改变。如:由于地下水的上升导致洼地淹没等。从而导致各种工程地质问题的发生,如:水库淤积、水库渗漏、库岸塌陷等问题的发生。
3.5软土路基边坡稳定性与基坑降排水
作为软土基坑地质问题较为注意的两个方面。在对其进行建设时,要注意边坡稳定性,要保证事故的安全,需要采取以下措施:对坡度进行合理设置、对边坡进行有效的安全措施等。其目的是为了加强边坡稳定性;对于粉砂与细砂土质的边坡,进行流砂与管涌评价,从而防止发生事故;防止坑底的隆起,确保基坑的土壤随时处于干燥状态,方便工人的施工。明排法与人工降水是开挖软土基坑降排水的方法。
4结语
在工程地质中,工程地质的环境都是由工程环境与地质环境组合构成的,岩土体加载路径与时间作为工程地质环境变化与内部自我调整的决定因素,积累到一定程度会对原因系统造成必然的改变,这表现出工程环境需要对地质环境的影响,地质环境需要适应工程环境。如果需要对水利工程的地质环境进行现状分析,必须要对该区域地质与水文地质条件进行分析,还需要分析水利项目是否适应,并且还要对发生灾难的破坏程度进行预测与分析。进行水利工程地质环境现状的分析,是为了更好的对水利工程做出设计与规划,并且提出更为合理化的意见与建议。
参考文献:
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第一部分 矿井概括
1 矿区自然地质环境
1.1地理位置及交通情况
晒口煤矿位于福建省邵武市城东的晒口街道办境内。矿区位于邵武市城区方位121度、直距8.5公里,即晒溪桥—新铺一带。地理坐标:东经117°33′~117°36′、北纬27°16′~27°19′。闽江三大支流之一的富屯溪,316国道和鹰厦铁路东西中横贯矿区,矿区与周边主要城市的铁路里程分别为:南平154公里、福州320公里、厦门535公里、鹰潭159公里。矿区往南部36公里与京福高速公路相接,交通十分便利(详见交通位置图)。
交通位置图
1.2、地形地貌
矿区地貌系属起伏不平的中至低山区,主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200~350m,最高点云屏山,海拔标高为636.3m;矿区最低侵蚀基准面富屯溪河床,其海拔标高约178m。
区内由于不同时代的岩性差异,风化侵蚀后呈不同的自然地貌景观,中—下侏罗统漳平组及梨山组的砂、砾岩层分布区、基岩裸露,山脊狭窄陡峻,多为单面山,沟谷发育陡直;晚三叠统焦坑组的粉砂岩和前震旦纪的变质岩群及花岗岩等分布区,则为低缓的山丘。
区内第四系冲积平地较少,主要分布于富屯溪和晒溪两岸。
1.3 水系
区内地表水流颇为发育,主要水系有富屯溪、晒溪及6条常年性山间小溪。
富屯溪为矿区的主要水体,自西北向东南横贯矿区中部,为焦坑井田和晒口井田地表天然的分界线,河床宽50~150m。根据邵武水文站历年(1963至1972;1976至1980;1990至1996)资料表明:年平均流量108.1m3/s,最大流量6400m3/s(1967年6月22日),最小流量6.3m3/s(1979年10月)。洪水期一般出现在4~6月份,最大洪水发生在1998年6月22日(流量未测得),矿区东部新铺村一带,洪水位标高196.4m;矿区西部的晒口村一带,洪水位标高189.8m,与晒口大桥桥面相差0.7m。
晒溪为富屯溪的一级支流,发源于罗峰山,自北向南流经下沙新村、洒溪桥,于晒口村西注入富屯溪,年平均流量28m3/s,最大流量190.61m3/s(1967年6月22日),最小流量2.153m3/s(1961年1月15日),洪水期一般与富屯溪同时出现。1998年6月22日,出现最高洪水位(流量未测得),标高为188.3m。枯水季节最低水位标高为179.5m。
新铺溪流量为0.1~0.05m3/s,其它6条常年性小溪流量约为0.02~10L/s。
1.4气象及地震情况
矿区气象属亚热带潮湿性气候,据邵武气象站历年来(1963年至2005年)气象观测资料阐明如下:
气温:平均温度17.9℃,一般于7、8、9月份气温较高;最高温度可达40.4℃(分别出现在1971年7月31日、2003年7月16日及31日);而于12、1、2月份气温较低,最低温度可降到-8.5℃,一般甚少下雪。
降水量:历年平均年降水量1832.5mm,最大可达2455.9mm。降水一般多集中在4、5、6月份,占全年总降雨量约40-50%;但在个别年份雨季提前于3月开始或推迟到7月止。日最大降雨量187.7mm(出现在1970年6月26日),连续降雨最长可达25天(1966年)。
蒸发量:年平均总蒸发量1101.4 mm;一般在7月份或8月份为最大,占全年总蒸发量约30~40%,最大月蒸发量达249.4mm。
潮湿度:1964年~2005年潮湿系数在1.05~1.65间,平均为1.31。 历年绝对湿度平均值18.1毫巴,以6~8月最高;月平均值达27.9毫巴以上;最大可达30.4毫巴,最小达6.6毫巴,年平均相对湿度为81%。
风向及风速:在9月份至次年12月,晴天早晨多雾,一般须到十点左右方可消散,风向多为西北,历年平均风速0.7m/s,6~8月份东风和南风较多。
根据《中国地震参数区划图》(GB18306―2001),本区抗震设防烈度为6度,地震动峰值加速度为0.05g。
2 地质特征
2.1地层
矿区在大地构造中的位置属于南华后加里东准地台华夏台隆遂(昌)建(瓯)台拱的南部,在区域地质构造中的笔架山—香林铺中生代复式向斜内的虎庵山—同青桥背斜的东南翼,呈一大致向东倾伏缓波状的单斜,延深至东部被F1逆断层切割,断层上盘的前震旦系地层出露于地表。矿区出露地层有:前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组,中侏罗统漳平组和第四系。焦坑组为煤系地层。
⑴前震旦纪变质岩群AnZ
主要出露于矿区的西部、东部及北部,为上三迭统焦坑组煤系地层沉积的基底,岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。
⑵上三迭统焦坑组T3j
主要出露于矿区的西部,而东部及北部仅零星出露,属含煤地层,以第一标志层底部为界,分上、下段。地层厚度由南向北(沿走向)逐渐增大,自0~372米;自西向东(沿倾向)逐渐变薄自218~60米。
焦坑组下段为主要含煤段,岩性复杂,岩相变化频繁,厚度变化较大,中下部以厚层状砂砾岩为主,上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层(DE煤层)。
焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主,分布较普遍,岩性变化不甚明显,为良好的隔水层。
⑶下侏罗统梨山组
本组地层分布较普遍,为煤系地层的盖层。岩性变化不大,以河床相的长石、石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩,为矿区的主要含水层。
表1-2-1 各地层关系表
系 统 组 段 层厚m 岩性特征 接触关系
第四系(Q) 0~56 为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,河床冲积砾石层及河漫滩砂土层 角度不整合
侏罗系 中统 漳平组 上段 240 砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩 假整合
下段 角度不整合
下统 梨山组 上段 240 河床相的长石石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩 假整合
下段 240
三迭系 上统 焦坑组 上段 288 湖泊相粉砂岩为主,夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩 角度不整合
下段 82 中下部以厚层状砂砾岩为主,夹有透镜状砂岩、粉砂岩,并夹凝灰质砂岩,火山角砾岩与凝灰质泥岩。上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层(DE煤层)
前震旦纪变质岩群 不详 千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩
⑷中侏罗统漳平组
主要分布在矿区的东部和北部,为砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩,分为上下两段。
⑸第四系(厚度0~56米,一般厚度12米)
为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,常为耕作区,河床冲积砾石层及河漫滩砂土层等。
2.2、构造
矿区构造的复杂程度中等,为一向东倾伏缓波状的单斜构造,倾角为20~30度,以断层构造为主,褶曲构造也十分发育。矿区内较大的断层均在矿区边缘;井内落差0.5~10米的北东向及南东向中、小断层密布,并往往与褶曲共生,断褶并存导致矿区内倾向及走向地层起伏变化。
⑴断层
矿区内较大的断层大致有17条,按其性质和延伸展布方向,大致可分为二组:一组,近于南北及北东向的逆断层为主,如F1、F4、F6、F8(北端)及F9;正断层有F2、F16及F20。另一组,近于东西向的正断层为主,如F3、F5、F14及F21,逆断层有F8(西端)及F10。上述断层主要分布在矿区的西部、东部及北部的边缘,而矿区内比较稀少。各主要断层分述如下:
F1逆断层:位于矿区的东部边缘,全长约6000米以上,倾向约80°~90°,倾角40°~50°,斜断距大于1000米,为矿井的东部边界。
F4逆断层:位于焦坑井田东南部,全长约1850米,倾向110°~ 140°,倾角40°~50°,斜断距小于40米。
F16正断层:位于晒口井田中部,全长约1400米,倾角72°,斜断距约50米。
F20正断层:位于焦坑及晒口井田中部,全长约350米,向南北两端即消失。倾向110°,倾角80°,斜断距较小而往深部消失。故对煤层没影响。
F10平推逆断层(外围原F13):位于矿区北部边缘,为矿井北部边界,全长约5000米以上,断导走向近东南,倾向往北,地表倾角偏陡约60°~ 70°,斜断距不详。
但据矿井巷道揭露,井下小断层甚为发育。晒口井田常见岩、煤层挤压褶曲,且伴随着小断层产生。焦坑井田常见倾向及斜交小断层。
⑵褶曲
矿区为一往东倾伏的单斜构造,沿走向、倾向呈现次一级褶皱。煤系地层产状变化不大,一般倾向70°~120°,浅部的倾角20°~30°,向深部变缓为10°~25°。主要次级褶曲分述如下:
轴向北东褶曲:发育于焦坑组下段角砾岩中,分布在1至6勘探线的西部,两翼宽约150米,幅度20~25米。
轴向近东西:分布矿区西部,宽为70~80米,两翼倾角10°~ 25°向东倾伏,延伸约100米。
据矿井巷道揭露,煤层沿走向出现向、背斜相间褶曲形态,往深处幅度相对减少,轴向为西偏北,向东倾伏。更次级的小型褶曲一般轴向延深数十米左右,幅度几十公分至十余米,往往与小断层相伴生,两者在成因上具有关联。但这些构造不破坏煤层的连续性。
⑶岩浆岩
矿区岩浆岩分布广泛,岩种繁多,侵入时代主要有早至中三叠世的印支期,晚三叠世至侏罗纪的燕山早期。主要分布在矿区的西部和南部的边缘,次为东部的F1断层上盘地层之中。前印支期中、酸性岩中主要有白云母花岗岩及石英闪长岩侵入于变质岩中,共同构成煤系地层的基底。燕山期中酸性岩浆岩侵入岩及喷出岩,主要有安山凝灰岩(成煤之前)、石英斑岩、安山斑岩、火山角砾岩及少量辉绿岩等,尤以石英斑岩及安山斑岩对煤层影响较大,呈小型岩墙及岩脉岩沿断层或褶曲走向侵入,造成煤层变薄,尖灭,给开采带来极大的困难。
总之,矿井构造类别属中等复杂型。
2.3煤层及煤质
2.3.1煤层
矿井主要可采煤层为焦坑组下段的DE煤层,属较稳定的简单~较复杂类型可采煤层。顶板岩性为黑色的砂质泥岩,含植物化石碎片,可见黄铁矿条带或结核,局部为粗砂岩,个别直接顶夹0.2~0.8m的炭质泥岩伪顶。底板为灰黑色角砾岩或砂砾岩,常相变为含砾砂岩。主要可采煤层特征见表1-2-2:
主要煤层特征表
表1-2-2
煤层
编号 煤层厚度(m)
最小—最大
平均(点数)
结
构 稳
定
性 顶板岩性特征 底板岩性特征
DE 焦坑
井田 0.20—14.0
2.78
简单
至
较复杂 不
稳
定 煤层顶板为细粉砂岩,局部为粗粉砂岩、细砂岩,少数地段夹0.2~0.8m厚的炭质泥岩伪顶。一般顶板节理裂隙不发育。
煤层直接顶板厚度变化较大,一般由东向西变薄,而个别点至尖灭。 底板主要为角砾岩或砂砾岩,也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩,岩石一般坚硬而碎,不易产生形变且煤层底板一般含承压水较微弱,具有岩质疏松等特点。
晒口
井田 0.17—13.8
2.22
2.3.2煤质:
以亮~半亮型的粉~粉块~块状煤为主,煤质化验结果见表1-2-3。
煤质化验结果一览表
表1-2-3
煤层
编号 工业分析 全硫
Sd,t
(%) 磷
Pb
(%) 容重
ARD 发热量
Qv,d
(MJ/kg)
Mad
(%) Ad
(%) Vdaf
(%)
DE 4.17 23.34 4.63 1.936 0.029 1.67 25.16
由上表结果表明:DE煤层为中灰、中硫、低磷、中高发热量的无烟煤。可作为动力、化肥、发电、水泥用煤、民用生活煤等。
2.4 矿井开采技术条件
2.4.1岩石工程地质特征
煤层顶板常见灰黑色,薄至中厚层状的细粉砂岩,局部为粗粉砂岩或细砂岩,但个别地方煤层与直接顶间夹一层0.2~0.8米厚的炭质泥岩伪顶,往往在炮采时与煤层一起采出,而影响煤质。底板主要为灰黑色角砾岩或砂砾岩,岩相变为含砾砂岩,也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩,质硬,不易产生变形且煤层下伏地层(底板)一般含承压水较微弱,对煤层开采影响不大。但由于矿区内构造较发育,局部地段受断层、褶曲和岩浆岩脉的影响,岩石节理裂隙发育,岩石较破碎,局部岩体质量较差,同时局部地段存在较弱夹层,建议在这些地段开拓过程中,应加强维护,防止冒顶事故的发生。
2.4.2 瓦斯、煤尘和煤的自燃
根据历年瓦斯鉴定确认该矿为低瓦斯矿井。
焦坑井田瓦斯含量为0.1%-1.0%,瓦斯主要成份是:CH4约0.86%,CO2约0.5%,晒口井田瓦斯含量为0.2%-1.0%,瓦斯主要成份是:CH4约2.5%,CO2约0.95%。
但随着开采深度的增加,在独头上山或独头长巷、通风不良处易造成CO、CH4等有害气体聚集,在今后矿井生产过程中应加强矿井通风管理,经常进行瓦斯监测,做好生产过程中防尘、防爆、防自燃工作,以防意外事故发生。
矿区的无烟煤的挥发分为3%左右,无煤尘爆炸危险,建矿至今从未发生过粉尘爆炸事故。
煤矿无烟煤燃点较高,不易发生自燃,但在矿井井田局部块段的顶层煤,由于顶层煤中含硫量突然变高,在此煤层开采揭露后硫化物迅速氧化放热,若通风不良,散热不及导致煤层氧化放热聚集,最终发生煤层自燃。
晒口煤矿煤层自燃现象仅局部块段会发生,采用跟底进尺,后退回采的开采方法,采用工作面煤壁洒水等措施可以防止煤层自燃现象的发生。
2.4.3水文地质
山区地形,地表排泄条件好。
地表水系发达,主要水源是河流及降雨。
降水丰富、集中在4-7月,年平均降雨1200-1300mm/年,降水量1700-1800mm,是矿坑充水的主要来源。
岩性单一,以碎屑岩为主,含水性质单一,均为基岩裂隙水,由于含水层受构造裂隙控制,具有穿层性和和相互分隔的特点,各个含水带之间联通性差。
晒口煤矿大部分煤层位于河流侵蚀面以下,虽然富屯溪、洒溪流经矿区,因留设了有效的保护煤岩柱,河水下渗微弱,对矿区充水影响不大。矿井的主要充水方式有三种基本类型:
Ⅰ类:大气降水、地表水、潜水 → 矿区浅部采动裂隙及构造裂隙 →采空区新生含水层 → 采掘工作面涌出。
Ⅱ类:大气降水、地表水、潜水 → 承压含水层 → 构造裂隙 → 采掘工作面涌出。
Ⅲ类:承压含水层 → 覆岩冒落带、裂隙带两带 → 采掘工作面涌出。
井田的水文地质条件属基岩裂隙类简单型。
根据福煤(邵武)煤业有限公司晒口煤矿提供的矿井涌水量数据,-200m~-600m水平平均涌水量303.2m3/h,最大涌水量431.2m3/h,其中,-200m~-400m水平平均涌水量264.7m3/h,最大涌水量378.1m3/h。
2.4.4地温
根据福建省煤炭工业(集团)有限责任公司于2006年5月18日提交的《福建省邵武市邵武煤矿资源/储量核实报告(焦坑及晒口井田)》和矿方提供的技术资料,晒口煤矿平均地温梯度G=2.41℃/100m,介于1.6℃/100m和3℃/100m,属于中常温类矿井。根据地质报告,预计在矿井-400~-600水平,地温将达到27℃~30℃。
2.5矿区开采情况
晒口煤矿范围原为邵武煤矿开采,其煤炭开采历史悠久,早自清朝光绪二十三年至民国元年,由盐商陈远复主办开采;民国元年至三十六年,由义记公司开采,主要采焦坑井田浅部(即云坪寺之北至焦坑村北东一带)露头煤,均为私人小煤窑土法开采。
1958年—1963年,开始有计划地进行建井开采工作,但仍以小煤窑开采为主。重点开采焦坑井田的浅部煤层,日产约500吨,几年总产量约48.25万吨。
1960年起由省燃料局正式接收为省属企业,正式命名为邵武煤矿,并于1959年开始由省燃料局设计院对矿井进行总体规划设计,设计矿井服务年限为45年。焦坑井田一号井主平峒1959年6月动工兴建,1964年6月投产,以平硐—暗斜井方式开拓,设计生产能力为21万吨/年。晒口井田二号井于1960年开始兴建,1961年1月正式投产,以片盘斜井方式开拓,设计生产能力为15万吨/年。
随着开采水平的延深,原有的生产系统满足不了矿井生产能力需要,为实现焦坑—晒口井田联合集中生产,扩大矿井生产能力,1972年由省煤炭工业设计院对矿井进行技改扩建设计,1973年4月至1974年5月新建一对箕斗斜井至-40水平,将一、二号井-40水平运输大巷贯通,构成统一的运输提升系统,箕斗主斜井负责提煤,副井负责供电、排水,技改扩建后矿井生产能力增至45万吨/年。
为了开采-200和-400水平煤炭资源,从1981年开始由省煤炭工业设计院对第三、四水平开拓延伸进行设计,在二号井副井旁新掘一条908m长的新副井至-200水平,箕斗主斜井往下延伸至-200水平,形成-200水平生产系统。该系统于1993年建成投入使用。
随着资源逐渐枯竭,1995年重新核定矿井生产能力为21万吨/年。
第二部分
1. 矿井自然环境和地质概括
矿区地貌系属起伏不平的中至低山区,主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200—350米,最高点云屏山,海拔标高为636.3米;而长年性地表水流发育的富屯溪,则为本矿区最低侵蚀基准面,其海拔标高约178米。本地表水系主要为富屯溪,最大流量为6500m3/s,最小流量为6.3m3/s,平均流量为107.1m3/s,洪水期水位最高标高达+189.6m,枯水期河流最低标高+170m,流量随季节性变化。其次为晒溪,河床最低标高+179.5m,最高洪水位+188.3米,洪水期最大流量为190.61m3/s,最小流量为2.153m3/s,流量随季节性变化。
本区属亚热带潮湿性气候,据邵武市气象局资料,每年4~6月为雨季,11月至次年1月为旱季,历年平均降水量为1762.5mm,气候温和,雨水充沛。
2.地层含水性
矿区出露地层有前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组,中侏罗统漳平组和第四系。现对各地层的富水性简述如下:
⑴、前震旦系变质岩群
主要出露于矿区的西部、东部及北部,为上三迭焦坑组煤系地层沉积的老基底,岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。
⑵、三叠系上统焦坑组
主要出露于矿区的西部,而东部及北部仅零星出露,属含煤地层,系山麓堆积相---冲积相的角砾岩、砂砾岩及砂岩,湖泊相的粉砂岩、细砂岩或透镜状砂岩、砾岩和煤层等。地层厚度由南向北(沿走向)逐渐增大,自0---372米;自西向东(沿倾向)逐渐变薄自218---60米。焦坑组上段风化带为弱含水层,单位涌水量0.0156L/m.s、渗透系数为0.071m/d。焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主,夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩等组成,中厚层状、层理发育,含植物化石碎片偶见少量瓣鳃类动物化石,本地层分布较普遍,岩性变化不甚明显,为良好的隔水层。
⑶、侏罗系下统梨山组
本组地层分布较普遍,系为煤系地层的盖层。岩性一般纵横变化不大,以河床相的长石、石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩,为矿区的主要含水层。由于基岩裂隙发育不均一,该含水层可分为相互分隔的三个含水带,其中中带即第二含水带中等含水、单位涌水量0.117~054L/m.s、渗透系数为0.138~0.748m/d,其他两个带均为弱含水带。
⑷、第四系残坡积层和冲洪积层
为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,常为耕作区,河床冲积砾岩石层及河漫滩砂土层等。主要分布于富屯溪,晒溪两岸及矿区西部山脚一带,河岸以冲积层砂、砾石为主,山脚一带以坡积含砂土为主,渗透系数0.2~0.9m/d。
3.构造含水性和导水性
晒口煤矿主要构造以断层为主,分别为近于南北及北东向的逆断层为主以及近于东西向的正断层为主。大断层都在矿区边缘,井内落差0.5~10米的北东向及南东向中小断层密布,断层导水性弱或基本不导水。
4矿井充水条件
充水水源分析
⑴大气降水
大气降水是矿区的主要补给水源,它通过地表潜水层及采空区塌陷裂隙补给深部裂隙承压含水层中,成为矿坑的直接补给来源。
⑵裂隙含水岩层水
主要赋存于三叠系上统焦坑组(T3j)砂岩、砂砾岩、含砾砂岩的裂隙中。含水层呈透镜体分布,浅部富水性中等~弱;深部富水性弱~极弱。主要表现为顶板的滴水和渗水,通过调查分析煤层底板的涌水量极小,底板突水的可能性极小。
充水通道分析
矿井充水的水源主要是大气降水,其次是地表水和潜水。主要充水通道是煤层采动时上覆岩层被破坏造成“两带”沟通引起的山体基岩和表土裂隙,塌陷区域,以及采动使断褶构造活化而形成的断褶导水带。
5矿井涌水量、水害预测及其评估
-40m水平涌水量由一采区、二采区、三采区涌水量构成,-200m水平涌水量由五采区、六采区、七采区涌水量构成。矿井排水主要是通过-200m水平中央水泵抽水至-40m水平中央水泵,再由-40中央泵房经箕斗井两趟管路排至地面后流入富屯溪。-200m~-600m水平平均涌水量303.2m3/h,最大涌水量431.2m3/h,其中,-200m~-400m水平平均涌水量264.7m3/h,最大涌水量378.1m3/h。
通过矿区水文地质特征及充水分析,矿井主要充水因素为大气降水、地表水、线状断层带、基岩裂隙水。通过开展矿区水患现状调查,分析矿井水害现状,矿井目前无大的水害威胁。通过对矿井实际涌水量观测,矿井目前实际观测的最大涌水量为880m3/h,平均涌水量为580m3/h。
近些年本矿开采老空区已封闭,留有排水口,存在小部分积水基本能通过排水口排出,对下部的开采影响较小。晒口煤矿目前的排水能力满足生产要求,但仍要做好季节防治水工作。
6.矿井防水害措施
矿井主要充水因素为大气降水、含水岩层和采空区积水。矿井地表水体为沟谷水,含水岩层富水性弱,断层导水性弱,地表水和地下水对开采影响不大,但为了做到预防为主,确保矿井正常生产,对于强降雨后,对采空区的补给,在矿井生产过程中必须做好以下防治水措施:
1、煤矿企业必须在雨季来临前,派专门人员对防治水工作进行全面检查。
2、矿井生产时,应做好水文地质调查工作,在矿井范围内进行水患分析预报;加强职工防治水知识教育,特别是透水预兆、应急措施知识的普及教育;坚持“有疑先停、有疑必探、先探后采(掘)”的原则,配备探放水设备。
3、各矿井在开采下山水平时,要对各矿井主平硐及以上水平的矿井水采取“堵、截、引”等措施排出地面,留设足够隔水煤柱,严防上水平的通过钻孔裂隙带直接馈入下水平,造成额外排水负担。
4、在各个生产水平开采过程中,必须留设足够的隔水煤柱、采空区煤柱、护巷煤柱、断层隔离煤(岩)柱、矿井边界煤柱等保安煤柱,确保矿井安全生产。
5、矿井在开采过程中必须做好水文观测工作,应根据实际涌水量情况,及时扩大水仓容量和更换相应型号、功率的水泵。同时做好水泵及其供电线路维护工作,保持井下排水设备完好和正常运转,确保有足够的排水能力。
6、断层为弱导水或局部弱导水,对矿井充水一般无威胁。但矿区中褶皱构造发育,一般在背斜轴部由于张性裂隙的发育,会形成较大面积的含水层,且含水量较大。对此断裂带、构造带应加强矿山地质及水文地质工作,密切注意井巷围岩、断层破碎带、掘进面等涌水特征,发现顶板淋水加大,顶板来压等透水预兆时,应立即停止作业,采取防范措施。