庇山矿水文地质现状及水害防治措施

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1、万方数据2009年第4期中州煤炭总第160期庇山矿水文地质现状及水害防治措施韩胡战，史永军(平项山市瑞平煤电公司庇山矿，河南平顶山467500)摘要：通过对庇山井田水文地质条件的分析，揭示了浅部的小煤矿老空区积水及二．煤层底板灰岩岩溶裂隙水为该矿主要水害。针对小煤矿采空积水提出了通过相关方法圈定其准确位置，在划定三线基础上，采取物探先行、钻探验证方法解决小煤矿积水威胁；对灰岩承压水在掌握其水文动态基础上，利用物探、钻探对富水性地段或工作面进行探测，以及采用底板注浆加固、疏水降压水害预处理技术及相配套的管理技术措施，可保证矿井采掘安全，为类似条件矿井提供了借鉴经验。关键词：水文地质；含水

2、层；隔水层；注浆加固；水害防治；采空区积水；小煤矿中圈分类号：TD745．2文献标识码：B文章编号：1003—0506(2009)04—0098—031矿井概况平顶山市瑞平煤电有限公司庇山矿位于河南省汝州市朝川I矿区中部，井田走向长约4．5km，倾斜宽约2．7km，井田面积约9．9km2。设计生产能力0．6Mt／a，可采煤层分别为五：、五，、四，、二，等，开采标高为0一一650m。矿井地质储量95．95Mt，可采储量47．89Mt。地质构造、水文地质条件中等一复杂，矿井属低瓦斯矿井，各煤层均具有煤尘爆炸危险性。二．煤层为易自燃煤层，五，、四，、五：煤为不易自燃煤层。矿井采用1对斜井、1

3、个立风井单水平上下山开拓。2水文地质特征2．1主要含水层(1)寒武系灰岩含水层。该含水层富水性强，推算单位涌水量为1．52—3．20L／(s·m)，渗透性能也较强，且具非均各向异性的特点。该层接受大气降水补给后，通过岩溶裂隙或构造带，侧向或顶托补给太原组灰岩，是开采二。煤层的间接充水含水层。(2)太原组灰岩岩溶裂隙含水层。该含水层灰岩厚度小，含水空间不大，补给面积有限，富水性中等，但其充水水源主要来自寒武系灰岩、白云岩强含水层。该层是二．煤层直接充水含水层。收稿日期：2009—03一IO作者简介：韩胡战(1966一)，男，河南汝州人，助理T程师，1987年毕业于焦作煤炭工业学校，现从事

4、煤矿技术管理工作。·98·2．2主要隔水层(1)中统本溪组隔水层。位于寒武统崮山组之上，岩性主要为浅灰色、灰绿色，局部紫红色铝土质泥岩及铝质岩，具鲕状及豆状结构，含较多黄铁矿结核，致密块状，常夹1—2层透镜状或鸡窝状赤铁矿。该层岩性稳定，但厚度变化较大，与下伏崮山组地层呈不整合接触。厚1．17—11．65m，平均6．50m。(2)太原组中部隔水层。中部砂泥岩段，由灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩夹薄层灰岩组成，夹2层不稳定薄煤层(一，、一．)，含轮叶、瓣轮叶植物化石。厚4．32—7．60m，平均6．20m。上距二．煤4．0—11．5m，平均6．91m。(3)三煤段隔水层。按岩性组合划分为3个

5、差异明显的岩性段：底部砂锅窑砂岩段、下部大紫泥岩段及上部含煤段。煤层赋存于上部含煤段，共含煤7层，通常1—2层，岩性主要由灰一深灰色泥岩、砂质泥岩夹细、中粒砂岩组成。厚度79．2l一107．06m。平均99．19m。2．3地下水补给、径流与排泄条件矿区南部寒武系灰岩、白云岩出露面积15．0km2，构成补给区，大气降水通过灰岩露头渗入补给是地下水的主要补给来源，朝川水库汛期发生岸壁渗漏也是地下水获得补给的另一种途径。24勘探线以东，岩溶水水位未降落之前的原始流场中，地下水径流先由南向北、再向东，于鲁新村及小屯街附近顶托排泄到第三系、第四系地层中。由于朝川I一矿、二矿、蜈绍窝矿、黑龙庙矿、

6、李湾矿等矿井长期排水，原始流场已经改变，局部地段补排关系逆转，小屯街附近第四系透过第三系缺失部位补给灰岩水，地下万方数据2009年第4期韩胡战等：庇山矿水文地质现状及水害防治措施总第160期水由东向西径流是矿区内岩溶地下水的一种重要补给来源。3矿井充水通道(1)断裂构造。多数构造在天然状态下是阻水的，其富水性弱、导水性差，但当井巷工程施工穿过构造时，由于破坏了天然平衡状态，在自重力及构造应力双重作用下，采动破坏加剧，破坏力加大，使含水层与井巷工程直接对接、沟通或提供出水通道，就有可能产生突水。(2)煤层顶底板形成“三带”(垮落带、裂隙发育带及沉降带)裂隙。埋藏在地下深处的煤层承受上覆岩

7、体的巨大压力，同时它也产生反作用力，两者处于平衡稳定状态。煤层开采后，“三带”将成为矿井充水的重要通道。顶板砂岩裂隙水下渗移至工作面，顶板裂隙带产生的充水通道一般不会对生产造成很大影响。与此同时，底板也出现原始导高带、底板破坏带、完整岩层带。在采面局部地段，由于受构造影响，在地应力作用下，局部底板隔水层变薄，底板水涌出。“三带”裂隙是矿井充水的重要通道。(3)封闭不良钻孔。煤田地质勘探期间，勘探很多钻孑L处均揭露煤层和各含水层。按照《矿井水文地