矿井水文地质和防治水问题探究

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1、矿井水文地质和防治水问题探究　　【摘要】近年来，随着矿井开采向地层深处不断延伸，地层地质及水文地质条件愈加复杂，突水淹井事故呈现出上升趋势，严重影响矿井安全生产。依据矿井充水水源及水源进入矿井的途径和方式，矿井水害可划分为五种，即地表水水害、老窑水水害、孔隙水水害、裂隙水水害及岩溶水水害。加强矿井水的探测和疏放工作，提高技术和管理水平，采取相应的矿井防治水措施，是降低煤矿水害事故的必要条件。【关键词】矿井水文地质条件；断层；含水层；防治水措施1.矿井水文地质条件1.1地层井田地层自下而上简述如下：（1）前古生界变质岩系：由黑云母花岗岩、

2、白云质大理岩和黑云母片麻岩等组成，是本区最古老的地层，构成煤系地层的基底。（2）中生界白垩系下统的石头河子含煤组（总厚度在700m-900m之间）、石头庙子组（厚度约300m-500m）、东山组地层（厚度660m左右）。7（3）新生界第四系（Q）：主要由砾石、沙质粘土、黄色粘土、黑色腐植土组成，不整合于下伏地层之上，厚度一般在1m-8m之间。1.2地质构造矿井内构造比较复杂，通过多年生产勘探及井下巷道揭露，生产区内的构造除F47、F16初步控制外，其余断层已基本得到了控制。根据断层的序次，可划分为两期。第一期构造主要为北西向主干断层，主

3、要有F17、F47断层。F17断层：断层走向与含煤地层走向相近，断层倾角大于地层倾角，从5号勘探线延至15号勘探线，贯穿南北，是西部边界的大断层，各勘探线都有钻孔和井巷工程严密控制。断层落差较均匀，约在200m左右，走向NE20°左右，倾向南东，倾角20°左右。F47断层：贯穿南北的大断层，是生产区与群英山勘探区的分界断层，只有部分钻孔控制，井巷无确切的控制点，断层落差80m-200m，走向NE25°左右，倾向北西，倾角35°左右。第二期构造是由第一期构造所派生的中型断层，落差在50m以上，井下控制较好的有6条，分别为F1、F2、F32

4、2、F10、F12、F49，较大的逆断层3条，为F33、F3、F8。除上述50m以上的断层外，小断层特别发育，每个回采区的边界，大中断层的派生小构造直接延续到回采工作面，给正常圈定回采面造成障碍，有不少回采面在回采过程中因小构造的出现，重新送切眼和绕道，给正常接续和生产造成困难。71.3含水层（1）含水层的划分。根据地层时代、岩性的不同，将本区含水层划分为四个含水岩系：基底花岗片麻岩含水岩系、白垩纪城子河组含煤组砂岩含水岩系、白垩纪砂砾岩含水岩系、第四纪冲积沙砾石含水岩系。①基底花岗片麻岩含水岩系：岩性为花岗片麻岩，为煤系地层的基底，中

5、等裂隙，裂隙中含水量较小。1986年5月在开拓F17断层下盘，二水平配风巷有揭露点，其断层裂隙涌水量45.5m3/h，1987年12月减至10m3/h，现为5m3/h。②白垩纪城子河组含煤组砂岩含水岩系：岩性以砂岩、煤层及少量泥岩、凝灰岩、砾岩组成，全区发育，按岩性及断层性质发育不同，而其导水性也不同，一般含水都很少，为弱含水层，渗透系数为0.002m/d-1.9m/d。③白垩纪砂砾岩含水岩系：岩性以砂岩和砾岩为主，分布于含煤岩系之上，厚度不一，一般风化深度为40m左右，裂隙发育不均，其岩层的渗透系数为0.61m/d，水质为重碳酸钙镁型

6、（HCO3-CaMg）。④第四纪沙砾石含水岩系：岩性为冲坡积松散的沙砾石及黄色亚粘土、腐植土组成，厚1m-10m，为孔隙水，地下水位埋深在0.1m-1.7m，单位涌水量为0.43l/m·s，渗水系数一般为31.5m/d，为重碳酸钙镁型（HCO3-CaMg），是本区含水丰富的含水层。7（2）含水层的补给、排泄及水力联系。本区以孔隙、裂隙水为主，水文地质条件中等偏复杂。各含水岩系主要靠大气降水补给，以断层、裂隙、孔隙为补给通道。由于一、二水平煤层已采完，三水平正在开采，生产区的地表都有不同程度的缓慢下降，而造成很多塌陷坑，岩石垮落造成裂隙与

7、地表沟通，井下涌水量随降水量大小而增减，每年七、八、九月份雨季时，井下涌水量最大，加上井田内的很多地方小煤矿和邻区新岭矿北露天矿，都在本矿二水平以上开采，井田内周围环山地势较高，而井田内地势较低，使汇水面积增大，侧向补给增多，造成矿井水文地质条件变得复杂。2.矿井充水通道2.1断层该煤矿井田内断层较多，断层破碎带较宽，导水性较强，当井巷工程施工穿过断层时，断层裂隙带水或断层导通的积水区的水就会进入矿井。生产实践证明，一般断层落差为10m以上的情况下，断层破碎带较宽，断层附近节理的发育是顺断层两侧方向发展的，在断层两侧延展20m左右，使区

8、域范围内的煤岩变成弱化区，强度降低。若有断层使主采煤层与含水层或积水区对接或导通时，就有可能产生突水。2.2煤层开采形成“两带”裂隙7埋藏在地下深处的煤层承受着上覆地层的巨大的重力，同时它自身也产生抗力，两