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      潘北煤礦A組煤底板灰?guī)r水文地質條件研究

      2018-06-20 05:49:10
      地下水 2018年3期
      關鍵詞:井田富水補水

      ,

      (安徽省煤田地質局水文勘探隊,安徽 宿州 234000)

      潘北煤礦位于潘一、潘三礦以北;朱集礦以南;東南部與潘二礦相鄰;西至十一勘探線,東西走向長7.5 km,傾斜寬1.3~2.7 km,面積15 km2。井田二迭系可采煤層隱伏于巨厚松散層之下,掩覆于太原組、奧陶系地層之上。礦區(qū)A組煤含1、3兩層煤,兩煤層結構簡單,賦存穩(wěn)定,煤質優(yōu)良,總儲量2 666.35萬 t,占礦井總儲量的24.1%。為解放A組煤,實現A、B、C三組煤同采并重,必須查明灰?guī)r水文地質特征,對巖溶水害進行有效防治,提高礦井生產能力。

      1 井田地質及水文地質

      1.1 井田地質

      1.1.1 地層

      礦區(qū)為全隱蔽區(qū),據鉆探揭示,有寒武系、奧陶系、石炭系、二迭系、三疊系、第三系、第四系,其中二疊系的山西組和

      上、下石盒子組為主要含煤地層。礦區(qū)煤層劃分為5個組,從下往上依次為A、B、C、D、E組。

      1.1.2 構造

      井田位于潘集背斜北翼及局部轉折端,總體為一單斜構造,即處在潘集背斜和尚塘耿村集向斜共翼部位,主要發(fā)育5條大斷層,分別為F1、F70、F66 、F69和F72,貫穿整個礦井,受褶曲和大斷層的影響,礦井中、小斷層特別發(fā)育,大致可以分為兩組:一組與F66、F72斷層一致的走向逆斷層,一組與F1斷層一致的斜切正斷層。

      1.2 井田水文地質

      礦井為新生界厚覆蓋層下的單斜構造,含水層(組)有新生界砂層孔隙水、二迭系砂巖裂隙水和太原組、奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙水三部份組成。

      各含水層水文地質特征如表1所示。

      表1 潘北煤礦主要含水層水文地質特征

      2 A組煤底板灰?guī)r水文地質條件

      2.1 太原組灰?guī)r

      潘北井田太原組灰?guī)r劃分為三組13層,分別為C3-Ⅰ組灰?guī)r、C3-Ⅱ組灰?guī)r、C3-Ⅲ組灰?guī)r,地層總厚107.98~118.04 m,平均113.09 m;含薄層灰?guī)r12~13層,灰?guī)r總厚40.48~52.70 m,平均46.75 m,占地層平均總厚的41.33%。

      2.2 巖溶發(fā)育特征

      潘北井田,穿過上~下的鉆孔19個,僅1個孔(水四16孔)位于風化帶內短時間漏水,漏水孔率5%;其余揭露太灰和奧灰鉆孔, 沖洗液未發(fā)現明顯消耗或漏失,各組灰?guī)r具體特征如下:

      (1)C3-Ⅰ組灰?guī)r:垂向細小裂隙發(fā)育,寬為1~4 mm,多為方解石充填,偶見溶蝕小孔,巖芯較完整,局部巖芯破碎。

      (2)C3-Ⅱ組灰?guī)r:小裂隙發(fā)育,寬為2~5 mm,多為方解石充填,見溶蝕小孔,徑為1~2 mm,巖芯較完整,局部巖芯破碎。

      (3)C3-Ⅲ組灰?guī)r:裂隙多為方解石充填,寬為1~3 mm,偶見網狀裂隙,偶見溶蝕小孔,巖芯較完整,局部巖芯破碎。

      2.3 灰?guī)r富水性特征

      本礦區(qū)沒有太灰全段抽水試驗鉆孔,根據潘一礦2次太灰全層抽水試驗資料:水位標高27.03~28.03 m,單位涌水量q=0.012 3~0.021 1 L/s·m,滲透系數K=0.009 35~0.296 4 m/d,富水性弱。具體如表2。

      表2 灰?guī)r各組灰?guī)r抽水試驗參數及其富水性特征

      2.4 各層段灰?guī)r之間水力聯系

      井下-490 m水平共有C3I組灰?guī)r放水孔24個,2009年12月27日開始疏放水后,地面不同層組灰?guī)r鉆孔投入觀測,水位均呈非穩(wěn)定連續(xù)下降。到2010年9月20日,C3I組灰?guī)r水位標高從-27.825 m降至-40.985 m(八西C3I孔),C3Ⅱ組灰?guī)r水位標高從+3.861 m降至-9.689 m(補水1線C3Ⅱ孔),C3Ⅲ組灰?guī)r水位標高從+2.481 m降至-2.704 m(補水1線C3Ⅲ孔),奧灰水位標高從+2.586 m降至+0.076 m(九線O1+2孔)。

      通過對井下灰?guī)r疏放水孔水壓、水量變化以及各層段灰?guī)r地面水位觀測孔的水位降深數據綜合分析,由于C3I組灰?guī)r巖溶水的疏放,導致補水1線C3Ⅱ孔、補水1線C3Ⅲ孔、九線O1+2孔及補水1線∈3孔水位都有所下降,下降最明顯的是C3Ⅱ組灰?guī)r水位,其次是C3Ⅲ組灰?guī)r水位,奧灰水位下降不是很明顯。這說明C3I組灰?guī)r與C3Ⅱ組灰?guī)r之間存在較強的水力聯系,與C3Ⅲ組灰?guī)r之間水力聯系較差,與奧陶系水力聯系差。

      3 結語

      C3Ⅰ組灰?guī)r水是A組煤開采直接充水水源,通過鉆探和井下疏降水等方法,表明灰?guī)r組富水性弱、水力聯系較強,為礦方安全開采A組煤提供依據。

      [1]安徽省煤田地質局水文勘探隊.淮南礦業(yè)集團潘北煤礦A組煤開采底板灰?guī)r水文地質條件地面水文鉆孔勘探報告[R].宿州:安徽省煤田地質局水文勘探隊.2010.

      [2]林軍,張偉.潘二礦東一采區(qū)A組煤下灰?guī)r水文地質特征研究[J].能源技術與管理.2015.40(3):105-106,116.

      [3]趙成喜,莊金鑫,等.淮北煤田太灰上段含水層富水性特征及成因機理研究[J]. 能源技術與管理.2015.40(1):7-10.

      [4]方良成,劉滿才,楊彩.淮南礦區(qū)底板灰?guī)r水電法探測模擬實驗研究[J].中國煤炭地質.2013(9).

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