袁店煤矿水文地质条件研究和涌水量估算

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1、袁店煤矿水文地质条件研究和涌水量估算　　摘要：在对袁店一矿水文地质条件进行分析的基础上，采用地下水动力学法和水文地质比拟法对其进行矿井涌水量估算。两种方法估算的矿井涌水量结果相差不大。基本符合该矿水文地质条件反映的规律。估算结果可以为该矿井生产提供参考资料。关键词：水文地质条件涌水量估算地下水动力学法水文地质比拟法中图分类号：TD742.1文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）07（b）-0077-031井田概况袁店一井位于淮北平原中部，区内地势平坦。本井含煤地层为石炭～二叠系。二叠系含煤地层分

2、下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组，32、51、63、72、81、82、10等7层为可采煤层，本矿井总体上为一走向北北西，倾向北东的单斜断块，次级褶曲较发育，走向上地层线表现为波浪状。2井田水文地质条件10袁店一井为第三、四系松散层复盖下的全隐蔽矿床。地下水含水层可根据其赋存介质特征进一步划分第三、四系松散层孔隙含水层、二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段）和煤系下伏石灰岩岩溶裂隙含水层（段）。2.1新生界松散层含、隔水层（组）袁店一井新生界松散层按其岩性组合特征及其与区域水文地质剖面对比，自上而下可划分为四个含水

3、层（组）和三个隔水层（组）。（1）第一含水层。分布稳定，水质较好，富水性较强，开采条件简单。（2）第一隔水层。分布较稳定，一般隔水性能较好，但在局部地带隔水层较薄，使其具有弱透水性。（3）第二含水层。分布不稳定，厚度变化大且薄。局部地段仅有相应的层位，无明显的含水砂层存在。（4）第二隔水层。分布较稳定，隔水性能一般较好，但局部隔水层薄弱地带隔水性能较弱。（5）第三含水层。本层中部有一厚层粘土将其分为上、下段；上段局部有溶蚀现象；砂层单层厚度大，富水性较强。下段富水性较弱。（6）第三隔水层。粘土类可塑性好，膨胀性

4、强，厚度大，分布稳定，隔水性良好，是区域及本矿重要的隔水层。（7）第四含水层。从总体上看四含岩性泥质含量高，渗透性差，补给条件较差，一般富水性弱。2.2二叠系煤系含、隔水层（段）10二叠系岩性由砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层等组成，根据区域水文地质资料及主采煤层赋存的位置关系、裂隙发育程度划分为三个含水层（段）和四个隔水层（段）。（1）3煤上隔水层（段）。本层段上部为风氧化带，泥岩强烈风化后呈高岭土状，增加其隔水能力，砂岩风化后裂隙发育，减弱其隔水能力。（2）3～4煤间砂岩（K3）裂隙含水层（段）。该含水层除在局部地

5、段富水性较强外，总体上富水性弱至中等。（3）4～6煤间隔水层（段）。岩性致密完整，裂隙不发育，隔水性能较好。（4）7～8煤上、下砂岩裂隙含水层（段）。该含层（段）处于封闭～半封闭环境，以储存量为主，是开采7～8煤层的矿井直接充水含水层。（5）8煤下隔水层（段）。岩性致密，隔水性能较好。（6）10煤顶、底板砂岩裂隙含水层（段）。该层不与其它含水丰富的含水层发生水力联系时，水量小且易于疏干。但若遇断层使其与下部的太灰、奥灰岩溶水沟通时，则突水量相对较大。（7）10煤下至太原组一灰顶隔水层（段）。在一般情况下开采10

6、煤时此层（段）能起到隔水作用，但局部地段由于受断层影响，隔水层厚度变薄甚至消失，岩芯破碎，隔水能力降低。2.3太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）10太原组岩性由石灰岩、泥岩、粉砂岩及薄煤层组成，以石灰岩为主。地太灰岩溶裂隙发育不均一，富水性差异较大，但总的来看太灰是区内含水比较丰富的含水层（段），是威胁10煤开采安全的主要水源。3矿井涌水量预测3.1涌水量估算范围、方法及公式选择涌水量估算范围主要是一水平（基岩风氧化带下限～-748m）范围。根据袁店一井水文地质条件和矿井充水因素分析，矿井充水水源主要是主采煤层顶

7、底板砂岩裂隙水，四含水作为主要补给水源、太灰可能会产生突水。因此对这三部分水量分别予以估算，估算方法采用地下水动力学公式法及水文地质比拟法。3.1.1地下水动力学估算公式承压转无压双侧进水水平完整巷道裘布依公式：Q=（1）承压转无压完整井裘布依公式：Q=（2）井底进水的非完整井裘布依公式：Q=（3）吉哈尔经验公式：R=（4）“大井”影响半径估算公式：10r0=（5）“大井”引用影响半径估算公式：R0=R+r0（6）3.1.2水文地质比拟法公式单位涌水量比拟公式：Q=Q0lnS/lnS0（7）公式中各字母的含义及

8、单位：Q为预计矿井涌水量（m3/h）；H为承压含水层隔水层底板至承压水位的距离，在数值上H=S（m）；S为水位降低值（m）；K为渗透参数（m/d）；M为含水层厚度（m）；B为进水廊道长度（m）；h0为含水层底板以上动水位高度，四含水降至其底板或煤系砂岩水降至各煤层底板时，h0=0（m）；R为影响半径（m）；r0为“大井”引用半径（m）；R0为“大井”引用影响半径（m）；F为主采煤层面积