礦井水文地質調查報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 量(St,d)%；干燥基低位發熱量(Qnet ,d)／Kg。二1煤層浮煤水份（Mad）%；灰份(Ad)%；干燥無灰基揮發分（Vdaf）%%；全硫含量(St,d)%；干燥基低位發熱量(Qnet ,d)／Kg。結焦性試驗：膠質層指數的收縮度(X值)為8,膠質層厚度(Y值)為0,焦碴特征CRC為12。煤類及煤的利用綜合區域煤層煤質指標和本礦的煤層煤樣指標，按照“中國煤炭分類標準（GB5751—86）”：二1煤層浮煤Vdaf（%），／Kg，膠質層厚度(Y值)為0，煤類為“貧煤”。該礦二1煤含水份少，灰分低，硫量特低，呈粉狀，屬發電鍋爐用煤。燃燒時無煙無味，也是良好的民用煤。 氣候、氣象本區屬半干旱大陸性氣候，夏季炎熱多雨,冬季寒冷干旱,據密縣氣象站記載：～973mm，，降雨多集中在每年的七、八、九三個月；；℃，℃，℃；最大積雪深度20cm，最大凍土帶深度18cm；最大風速為22m/s，夏季多南風，冬季多西北風。 礦區水文地質 礦區主要含水層組由于本礦區位于新密煤田的中西部，地勢平緩，西南高東北低，地表近南北向沖溝較為發育。主要含水層為第四系沖積層含水層、二疊系砂巖含水層、石炭系灰巖含水層、奧陶系灰巖含水層。二1煤上部含水層含水性較弱，下部隱伏灰巖高壓巖溶裂隙含水層，由于受斷裂構造的影響，該區底板比較破碎，底板水為礦區主要充水水源。受雙洎河及地表降水的影響，第四系沖積含水層富水性也較強，為礦井充水的次要水源。現將本礦區的主要含水層及隔水層分述如下：奧陶系、上寒武系灰巖巖溶裂隙承壓含水層：奧陶系巖性為厚層狀微晶灰巖或泥質灰巖；上寒武系為白云質灰巖、泥質灰巖。該含水層全區發育，厚度大、富水性強，巖溶發育規模不均衡。受巖溶裂隙發育狀況影響，巖溶水強弱程度不同。據鄰近的米村煤礦抽水試驗資料：m，滲透系數K=，水質為HC03CaMg型。該含水層最大厚度達70m以上，為開采二1煤層的間接充水含水層，正常開采期間隔水層足以抵抗其水頭壓力，故不會補給二1煤生產系統，但在較大落差斷層影響下，將對二1煤開采構成較大威脅。上石炭統太原組灰巖含水層：（1）、下段灰巖含水層：主要由LLLL4灰巖組成，并常合并為二層，裂隙溶洞較為發育，富水性強，為石灰巖巖溶裂隙水，與下部奧陶系灰巖含水層有密切的水力聯系，為二1煤層間接充水含水層，一般對二1煤層開采不會造成直接影響。但在較大落差斷層影響下，將對二1煤開采構成較大威脅。（2）、上段灰巖含水層：本含水層距二1煤層12米左右，主要由L7L8灰巖組成，全區發育，分布穩定，平均厚度10m， g/l, 水質類型為HC03CaMg型。是二1煤層礦井充水的主要含水層之一，為二1煤層底板含水層，該含水層對礦井開采產生一定影響。 二1煤層頂板砂巖裂隙、孔隙含水層：即二1煤頂板含水層，由4～5層灰白色及灰色中細粒、中粗粒砂巖組成，俗稱“大占砂巖”、“香炭砂巖”、“砂鍋窯砂巖”。據王莊煤礦資料：m，滲透系數K=，水質為HC03CaMg型。該層一般含水性較弱。徑流條件差，水源不豐富，不足以對礦井安全構成危害。第四系沖積層含水層及地表水：主要為第四系砂礫石層組成，屬潛水含水層，主要靠大氣降雨補給，雖然砂礫石層含水性較好，水量豐富，但二1煤層開采形成的冒裂帶較小，不會通達地表，因而對礦井生產影響較小，往往以井筒淋水的形式出現。老空水：本礦開采歷史較長，形成面積較大的采空區，由于長期受地表等水源的補給，空區積水較多，開采時要留足防水煤柱，防范老空水對礦井生產造成的威脅。 礦區主要隔水層組在含水層之間廣泛分布著隔水巖層或弱透水巖層，它們都具有一定的阻水性能，其阻水能力取決于巖性、巖層結構、厚度及穩定性，在后期構造作用的破壞下，可大大削弱隔水層的阻水性能，甚至使其起不到隔水作用，從礦井防治水的角度出發，對本礦區主要隔水巖層敘述如下：第四系粘土層：區內廣泛分布，主要為粘土、黃土組成，這些粘土層對阻止降雨下滲和阻隔第四系孔隙水與下伏基巖水的水力聯系均有較大的實際意義。二疊系泥巖及砂質泥巖隔水層：廣泛分布在煤系地層中的泥巖、砂質泥巖及砂泥巖互層，厚度穩定，與二疊系煤系砂巖各含水層相間分布，在正常情況下，可阻隔各砂巖含水層間的水力聯系，并可阻隔砂巖含水層向礦坑充水。二1煤層頂板隔水層：為深灰色砂質泥巖、泥巖，間或有細砂巖，為二1煤直接頂板，厚度較小，隨著煤層的開采會部分垮落，一般起不到隔水作用。二1煤層底板隔水層： L78灰巖至二1煤層底板，主要為砂巖及砂質泥巖組成，在正常情況下，當沿二1煤掘進時下伏含水層水頭壓力較小時，能起到一定的隔水作用，當下伏含水層水頭壓力較大時，就起不到隔水作用。本溪組地層主要由鋁質巖，鋁質泥巖組成，層位穩定，隔水性好，一般情況下可有效阻隔寒武、奧陶系與太原組下段灰巖的水力聯系。 礦井充水因素分析底板灰巖水：包括奧灰水和石炭系灰巖水，為底板承壓水，由于該礦區煤層底板受斷層影響次生小斷層比較發育，二1煤層直接底板隔水層往往不能起到較好的隔水作用，造成局部LL8灰巖水補給礦井，導致礦井涌水量相對增大，應高度警惕。頂板砂巖水：二1煤層頂板砂巖的含水性較弱，但往往造成工作面頂板淋水。但在滑動斷裂構造發育地段將對二1煤層的開采造成一定威脅，應對滑動斷裂構造帶高度重視。第四系沖積層含水層：本區第四系沖積層含水量較為豐富，往往造成井筒淋水。地表水：井田內的雙洎河支流，是雨季的主要排泄通道。大氣降雨通過礦井采動后形成的地表搬縫向下滲透，主要補給第四系沖積含水層，進而補給礦井。老空水：本礦區已開采多年，北中部有大面積采空區，礦區東部亦有報廢小煤礦采空區，其開采范圍不清，采空區內可能有老空水，開采時會對礦井的安全生產形成威脅，要采取相應措施加以防范。、徑流、排泄和動態變化 地下水的補給礦區地下水的補給主要有：大氣降水的補給、地表徑流的補給、地下徑流補給和老空區的補給等四種形式。大氣降水的補給：它是礦區地下水的主要補給方式。由于本區為低山丘陵地區，地勢北低南高，且地表沖溝發育，地表無水體，大氣降雨多順沖溝流走，對地下水的補給較差。但由于本礦井原井田范圍北部接近二1煤層露頭，第四系及地表水會在露頭處有一定的補給，進而會下滲到井下。地下徑流補給：受各含水層儲水條件（或水壓力狀態）的改變、及隔水層厚度變化和礦區范圍內斷裂構造的影響，各主要含水層之間常常發生水力聯系，形成含水層之間的補給即地下徑流的補給或“越流”補給。針對本礦實際情況，井田內存在較大斷層，因而煤層底板太原組灰巖各含水層之間以及與下部奧灰水之間有發生水力聯系的可能，故本礦地下徑流補給是威脅礦井安全生產的一個因素。礦區及井田外存在小窯或老空區，其充水情況不詳，它們的存在對礦井安全生產是個隱患，亦構成礦井地下水的一個補給途徑。 地下水的排泄在礦井開采條件下，各個煤礦的開采排水成為礦區地下水排泄的唯一途徑。 地下水的動態變化根據對多個礦井的調查證實，在開采二1煤層時，雨季礦井涌水量顯著增大，～2倍；礦井井筒在雨季淋水較大，可達3m179。/h左右，而在枯水季節則很小。以上兩方面的情況均說明，區內地下水受大氣降水的影響比較顯著。 斷層帶水文地質特征根據斷層性質、斷距大小、上下盤巖層接觸關系，以及對煤層開采的影響，可分為兩種情況：（一）可采煤層與強含水層(組)直接接觸或被其掩蓋時，對煤層開采有較大的威脅。建議開采煤層時，應按煤礦安全生產規程留設防水安全煤柱。（二）可采煤層與弱含水層或隔水層直接接觸，斷層兩盤的巖性基本相似，富水性差異較小，易于疏干，對煤層開采影響不大。根據本礦實際開采條件，礦區斷層類型屬于第二類，因此斷層涌水對礦井的開采影響不大，但為了保證礦井安全生產，在巷道接近或穿過斷層帶以及隔水層厚度較薄地區，應采取有疑必探、先探后掘的探水前進措施，查明前方水害情況，超前距不小于20m；如果探測前方有突水威脅，應超前預注漿封堵。要做到避免誤揭露落差大于5m的斷層。對于探測到的落差大于5m的斷層，應根據水壓、水量大小留設防水煤柱。4 礦井充水因素 礦井充水因素 煤層底板灰巖水突水性分析參考本地區煤礦資料，目前L13灰和奧灰水水位標高約為+110m，L78灰水水位標高約+70m，現對二1煤層底板隔水層的強度及煤層底板含水層突水性進行分析。L7—8灰巖含水層突水性分析該隔水層系指二1煤底板至L7—8頂板之間的灰－深灰色砂質泥巖、泥巖互層，一般起不到隔水作用。該段總厚度為28～。二1煤層底板為泥巖、砂質泥巖和細砂巖，巖石等級4～6級，普氏系數7，垂直抗壓強度721 kg/cm2，抗剪強度130～426 kg/cm2，砂質泥巖普氏系數為5，垂直抗壓強度496 kg/cm2，細砂巖普氏系數為6～9，垂直抗壓強度643～874 kg/cm2，抗拉強度432～ kg/cm2。本礦井太原群上段L7—，按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中計算公式：P＝Ts（MCp）式中：P——安全水壓 MPa M——隔水層厚度 Ts——突水系數 ～ Cp——煤層開采后底板破壞擾動深度，根據鄭煤集團生產礦井經驗，設計取3m。經計算，～，即L7—～。本礦L7—8灰水水位標高約+70m，最深部240m處的L7—，因此，本礦不會發生底板L7—8灰巖突水。但仍不排除在底板隔水層特別薄的地方，因隔水層厚度小，起不到隔水作用，仍會發生L7—8灰出水的可能。由于L78灰巖水量不大，對礦井威脅較小。L13灰、奧灰突水性分析根據周圍礦區資料，～。～。按以上公式計算，二1煤層與L13灰巖含水層之間隔水層所能承受的安全水頭壓力值為： P＝Ts（MCp）＝～同理，二1煤層與奧灰巖含水層之間隔水層所能承受的安全水頭壓力值為： P＝Ts（MCp）＝～由計算結果可知，二1煤層距L13灰和奧灰之間的距離較遠，其之間隔水層所能承受的安全水頭壓力遠大于本礦開采二