鲁西某煤矿充水因素分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 鲁西某煤矿充水因素分析 摘要： 水害防治工作一直是煤 矿安全生产工作中的重中之重1。本文 详细论述了该井田的充水因素，通过对 充水因素的分析，得出了该煤矿安全生 产的主要充水含水层，为矿井安全生产 提供可靠的理论指导，为这类煤矿安全 生产的防水工作提供参考。 中国论文网 /7/view-12942297.htm Abstract： Water filling prevention and control work has always been the top priority of coal mine safety production1. In this paper， the water- filling factors of the field are discussed in detail. Based on the analysis of the water- filling factors， the main water-filled -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 aquifer of the coal mine is got， which provides reliable theoretical guidance for the safe production of the mine and provides reference for waterproof work. 关键词： 煤矿；含水层；水文 地质条件；采动裂隙导水带 Key words： coal mine；aquifer；hydrogeological condition；mining-induced fractures water diversion belt 中图分类号：P641.4+61 文献标 识码：A 文章编号： 1006- 4311（2017）16-0194-02 1 矿区水文地质条件 本井田为全隐蔽的华北型石炭 二叠系煤田，煤系基底是奥陶系，沉积 了石炭系中统本溪组、石盒子组、山西 组、二叠系下统太原组，其上被新近系 和第四系所覆盖。主要含煤地层为山西 组和太原组。 1.1 含水层 井田内主要含水层自下而上依次 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 是十下灰及奥陶系灰岩、太原组三灰、 底板砂岩、山西组 3 煤层顶、石盒子组 砂岩、Q+N 砂砾层。其中开采上组煤的 直接充水含水层包括太原组三灰、底板 砂岩和、3 煤层顶；开采下组煤的直接 充水含水层包括十下灰及奥灰。 1.1.1 新生界松散含水层 第四系松散孔隙含水层。第四 系地层为河湖相沉积广布全区，由细砂、 砂质粘土和粉、粘土组成，与下伏新近 系地层呈不整合接触，厚 131.80188.10m，平均厚 160.90m，东 北薄，西南厚。砂层比较松散，连续性 较好，透水性较强，单位涌水量 0.6396L/s.m，其浅部直接接受大气降水 的补给，属中等富水松散孔隙含水层。 新近系。厚 372.60559.80m，平均 419.99m，由粘 土、砂|粘土和砂砾层相间沉积组成。 参考相关资料，其可分为上、下两段： 上段（N2）：厚 184.00383.80m，平均 216.59m。由杂 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 色粘土、砂质粘土与中、细砂层相间沉 积而成。 下段（N1）：厚 80.30278.10m，平均 203.40m。多以 厚层粘土为主，粘土呈杂色，呈半固结 状。精查阶段抽水试验，单位涌水量 0.00010.0004l/s.m，富水性弱，说明 其属富水性弱的松散孔隙承压含水层， 因为底部砂层分布和含粘土不同，局部 可达到中等富水。 1.1.2 二叠系石盒子组砂岩含水 层 该组主要分布于井田东部，有 39 孔揭露，含水层为中、细砂岩，砂岩单 层厚度 2.7017.50m。多分布于断层附 近，漏水点下距 3 煤层间距，除位于断 层附近的 Z-8、Z-11 两孔为 99.80177.24m 外，其余 4 孔均大于 200m，均位于采煤裂隙带之上，通常不 会对开采上组煤层实现充水。 1.1.3 山西组 3（3 上、3 下）煤 层顶底板砂岩含水层 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 3（3 上、3 下）煤层顶、底板砂 岩，统称为 3 砂。厚 14.1049.75m， 平均 30.33m，以细砂岩为主，局部为中 砂岩。据抽水试验资料，单位涌水量 0.00200.0091l/s m，富水性弱，这 说明 3 砂特征表现为补给条件差、径流 不畅。3 砂为开采 2、3 煤层直接充水含 水层。 1.1.4 太原组石灰岩岩溶裂隙含 水层 三灰厚 5.129.84m，平均 6.95m。据抽水资料，单位涌水量 0.000319l0.123l/ s m，富水性弱 中等，说明三灰富水性差异较大。三灰 上距 3 煤层 50.2572.95m，平均 58.18m，是开采 3 煤层底板进水的直接 充水含水层。 十下灰。井田内 12 孔揭露， 厚 3.708.90m，平均 6.14m。浅部裂 隙发育，局部有溶蚀现象，充填方解石 与泥质。据 251 号孔抽水资料，单位涌 水量 0.0001866L/s m。本井田精查阶 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 段未对十下灰进行抽水试验，其富水性 有待进一步勘探证实。十下灰为开采 16 煤层的直接充水含水层，是 16 煤层顶 板。 1.1.5 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水 层 井田内有 3 孔揭露，揭露厚度 5.1653.96m，其中仅有 Z-7 号孔揭露 厚度大于 50m，岩性为浅灰至棕灰色、 厚层状石灰岩，内有缝隙，有的缝隙内 有填充物。勘探阶段未作抽水试验，同 时 16 煤层下距奥灰仅 37.2042.69m， 压盖隔水层较薄，静水压力大，因此， 奥灰水对开采下组煤层的威胁程度有待 进一步勘探证实。 1.2 隔水层 隔水层有第四系、新近系粘土类 隔水层；太原组泥岩、粉砂岩类隔水层； 本溪组铁铝质泥岩；下二叠统杂色泥岩、 粉砂岩隔水层；上二叠统泥岩、粉砂岩、 铝土岩等隔水层。 1.3 水文地质 类型 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 太原组三灰、底板砂岩、3 煤层 顶为井田内上组煤的直接充水含水层。 3 砂裂隙含水层，富水性弱，三灰岩溶 裂隙含水层的富水性弱至中等，其补给 条件较差，因此不难发现该组煤的水文 地质类型为裂隙、岩溶类简单中等型。 太原组十下灰和奥灰为下组煤的直接充 水含水层。下组煤的水文地质类型为裂 隙岩溶类中等偏复杂型。 2 充水因素分析 2.1 上组煤充水因素 实践发现，上组煤开采的主要充 水途径为直接揭露含水层的井巷工程、 底板破坏裂隙带、受采动影响而造成的 顶板冒裂导水带，以及导水的断裂构造。 采动裂隙导水带2是其主要正常充水方 式，因此在分析上组煤充水因素时，必 须考虑煤层采动裂隙的影响范围。 采区内 3 煤层厚 1.7913.03m（含夹矸） 。采用其全煤厚 综放开采条件下，导水裂缝带最大高度 与采煤的关系3： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 计算了全煤厚综放开采条件下， 3 煤层导水裂隙带高度。经计算，3 煤 累计可采厚度最厚为 9.04m，冒裂高度 80.62m，只有 Z-18 号孔冒裂带至 N1 间 距最小，为 57.68m 外（见表 1） ，其余 钻孔 N13 煤间距与冒裂高度之差均大 于 100m。因此，采区范围内，正常情 况下新近系底部砂层与开采 3 煤层关系 不大。 石盒子组砂岩的所有漏水点均位 于采煤裂隙带之上，通常不会对开采上 组煤实现充水。 计算三灰与 3 煤最大间距 71.05m（X-3）时，其突水系数为 0.14MPa/m（式中 Cp 取 8m） ，大于 0.1MPa/m。因此，三灰为 3 煤层开采时 底板进水的直接充水含水层。 2.2 下组煤充水因素 采区范围内 ZS-4、ZS-6 两孔揭 露下组煤，其充水因素结合精查勘探成 果评述如下。 2.2.1 15 上煤层充水因素 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 15 上煤上距三灰 57.4162.30m，平均 59.86m。15 上煤 层厚 0.911.25m，平均 1.07m。正常 情况下，开采 15 上煤层与三灰无关。 因此，开采 15 上煤其顶板冒裂带影响 范围内有七九灰。 2.2.2 16 上、17 煤充水因素 十下灰岩是 16 上煤层直接顶板， 是其直接充水含水层。采区内无揭奥灰 孔，据精查成果 16 上煤层下距奥灰 37.2042.69m，充分考虑 16 煤层至奥 灰间的各项实际情况，分析奥灰水底鼓 的可能性，采用 L-14 孔抽水试验，按 照以下公式，奥灰静水位标高 36.05m 计算突水系数 式中采矿对底板隔水层的扰动破 坏厚度取 8m，计算井田内奥灰突水系 数为 0.220.27MPa/m（见表 2） ，TS 均R0.20MPa/m 。由此可知，该煤