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平煤十三矿水文地质特征及充水因素分析

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2013-12-12


  ③第四系Q下1含水层。该含水层的岩层多为砂砾石,厚度在2~33m之间,平均15m,顶板埋深度80~130m。其底板隔水层致密呈块状,具滑感,可塑性强,厚4~63m,平均16m。单位涌水量0.0023L/s·m,渗透系数0.0083m/d,天然水位标高82.76m。水质类型HCO3·Cl-Ca·Na,矿化度0.4g/L,水温21℃。
  2.2 隔水层
  按照自上而下的顺序,十三矿井田的隔水层有:
  2.2.1 第四系隔水层 砂质粘土和粘土组成的隔水层分布在第四系含水层 Q上与 Q下 2之间、Q下 2与 Q下 1之间,厚度在0.7~49.4m之间,平均 19m,厚度变化比较大,局部缺失,为相对隔水层。
  2.2.2 二1煤底板隔水层 二1煤底板至灰6顶板之间距离为10~30m,由细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩和泥灰岩组成,该岩层的作用是阻隔灰6岩溶水进入二1煤采掘作业。底板受采动的影响,导致其破坏深度达10~15m,进而使得灰6与二1煤之间的隔水层厚度在一定程度上下降,隔水作用受到影响。
  2.2.3 太原组下部灰岩隔水层 该层位于太原组下段灰1-4含水层和太原组上段灰6含水层之间,距二1煤 52.4m,进入矿井的太原组下部灰岩岩溶水受到砂岩和泥岩及薄层灰岩的阻隔作用。
  2.2.4 太原组巩县段铝土泥岩隔水层 该隔水层位于寒武系灰岩和石炭系太原组灰岩之间,层位比较稳定,隔水层的厚度为5~10m,平均厚度为8.1m。石炭系灰岩和寒武系灰岩含水层间的水力联系,在正常情况下被阻隔。
  2.3 断层带
  十三矿井田位于郏县断层的西侧,襄郏断层的南侧,灵武山向斜和李口集向斜的北翼。本矿区经钻探和直接揭露发现大、中、小断层26余条,断裂带的赋水条件较差,井田内施工的钻孔中遇断层漏水的只有4个孔,漏失量0.60~1.54m3/h。(图2-1)
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  图2-1 十三矿构造纲要示意图
  3 井田充水因素分析
  3.1 充水特征
  当前,十三矿开采的二1煤层,二1煤层顶板砂岩水和底板石炭系薄层灰岩(灰6)水、部分老空水是矿井直接充水的水源。其中底板用水量占矿井涌水量的80%以上,寒灰水为矿井间接充水水源,在矿井浅部接近煤层露头区,地表水直接对矿井进行充水。通常情况下,二1煤层顶板砂岩的充水主要以淋水、滴水的方式为主,其水量比较小。全矿建井至今未发生过顶板突水事故。
  3.2 充水水源
  3.2.1 大气降水 受当地气候条件的影响和制约,每年的大气降水主要集中在6-8月份,进行补水的时间比较短。虽然区内有二1煤层露头,但其上覆有较厚的第四系砂质粘土和粘土组成的隔水层,且本区位于丘陵和平原过渡带,地形结构高低起伏,波动范围较大,参与补给的地表径流和排泄条件进行补给的作用比较微弱,导致补给量十分有限。
  3.2.2 地表水和第四系砂砾石孔隙水 第四系砂砾石含水层主要由三层河床、河漫滩相砂砾石层组成。由于汝河在矿区中部迂回流过,河水成为了该含水层的主要补给源,补给条件较好。每层含水层下都有砂质粘土、粘土组成的隔水层,该含水层距二1煤层较远,所含孔隙水一般对矿井生产无影响。但是,在开采煤层浅部时,该层水可通过煤层露头和冒落裂隙带进入矿坑,对矿井的生产造成一定的影响,为了确保安全,所以在生产过程中对煤层隐伏露头带进行处理,留有一定的防水煤柱。

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