邹庄煤矿水文地质特征研究和矿井涌水量预测.docx

邹庄煤矿水文地质特征研究和矿井涌水量预测.docx邹庄煤矿水文地质特征研究和矿井涌水量预测摘要:文章利用邹庄矿井水文地质资料,对矿井水文地质条件进行了分析研究,采用解析法,预测主采煤层(3、7、8煤)开采过程中的矿井涌水量,同时采用水文地质比拟法,利用水文地质条件与该矿相似的桃园煤矿的资料,预测了该矿井开采过程中的涌水量,最后分析了两种计算方法的优缺点,选择比拟法作为开采防水设计的参考。关键词:邹庄煤矿;水文地质;矿井涌水量;预测解析法;比拟法中图分类号:P641文献标识码:A文章编号:1009-2374(2013)34-0104-03涌水量预测是对矿井充水条件的定量评价,也是对矿井需要排出水量的估计。矿井涌水量的大小是反映一定条件下,矿井充水程度的定量指标,是井田开采设计中制定防治水方案的依据。本文以邹庄煤矿为例,分别采用解析法和比拟法两种方法对该煤矿矿井涌水量进行预测,并对两种预测结果进行综合分析,从而寻找较符合本矿井实际情况的矿井涌水量,为今后防治水措施的制定提供依据。1井田概况邹庄井田位于淮北市滩溪县南坪镇、双堆集镇,北距滩溪县50km,东北距宿州市25km。井田内地势平坦,地形简单,地貌类型单一,主要为河间平地。区域地层从老到新发育有太古界-元古界,古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系,中生界三叠系,新生界第三、四系。2井田水文地质条件1井田水文地质概况根据地层岩石的含水条件、含水赋存空间分布,井田内可划分为新生界松散层孔隙含水层(组)、二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层(段)、太原组及奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层(段)三类。新生界松散孔隙含水层可细分为新生界第一、二、三、四共四个含水层组,除第四含水层组直接覆盖在煤系之上外。第一、二、三含水层(组)之间分别对应有第一、二、三隔水层(组)分布。它们主要由粘土、砂质粘土及钙质粘土组成,分布稳定,隔水性能较好。尤其是第三隔水层(组),以灰绿色粘土为主,单层厚度大,隔水性能良好,是区域内重要的隔水层。二叠系砂岩裂隙含水层主要由泥岩、粉砂岩及砂岩组成,根据地层岩性组合特征及可采煤层赋存位置,该含水层可细分为:32煤顶底砂岩裂隙含水层,7、8煤顶底板砂岩裂隙含水层,10煤顶底板砂岩裂隙含水层三个含水层,对应各主采煤层砂岩裂隙含水层划分为四个隔水层:1〜2煤隔水层段、4〜6煤隔水层段、8煤下铝质泥岩隔水层段和10煤下海相泥岩隔水层段,它们隔水性能良好。井田范围内,新生界第一含水层(潜水)以大气降水补给为主,水平径流补给次之,排泄方式为垂直蒸发、人工开采和河流排泄。第二、三含水层以层间径流为主,局部地方为越流补给。第四含水层及二叠系砂岩裂隙含水层、太原组及奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层均以层间径流补给为主。根据井田所在水文地质单元来看,井田潜水及深层地下水流向为西北-东南方向。,其中正断层16条,逆断层14条。断层破碎带岩性以煤系泥岩及粉砂岩块为主,夹少量砂岩碎屑,所有钻孔穿过断层带时,均未发生漏水现象。从区域和邻近生产矿井来看,断层一般是富水性弱,导水性差。3充水因素分析1大气降水大气降水为新生界松散孔隙含水层主要补给源。而邹庄井田范围内煤系地层含水层被巨厚新生界地层所覆盖,大气降水难以下渗至煤系含水层。另外,井田新生界松散含水层系统中下部广泛分布着一厚度大、隔水性能良好的第三隔水层,在该隔水层作用下,大气降水对煤系含水层无直接水力联系。,特别是浅部地区,第四含水层通过基岩风化裂隙带将对煤系含水层产生一定补给量,另一方面,受煤矿开采影响,采空区塌陷裂隙带可能进入第四含水层中,从而加强第四含水层与煤系含水层之间的水力联系。因此,新生界松散含水层第四含水层与煤系含水层之间存在一定水力联系,该含水层为井田间接充水含水层。,在煤层开采过程中,受“上三带”与“下三带”作用32煤顶底板砂岩裂隙含水层将被导通,其中地下水将全部进入矿坑中,成为矿井直接充水水源。同理,开采7、8煤过程中,7、8煤顶底板砂岩裂隙含水层中地下水将进入矿坑中,成为7、8煤层直接充水水源。,对开采10煤层无直接充水影响,但当遇到断层或陷落柱时,使煤层与灰岩“对口”接触或间距缩短时,可能对矿坑产生直接充水或使巷道产生"底鼓”,成为井田间接充水含水层。5断裂构造对矿产充水影响井田内多数断层在天然状态下富水性弱、导水性差,当井巷工程施工穿过断层时,断层裂隙带地下水将进入矿井,水量不大。但由于破坏了天然平衡状态,使断层的导水性增大,若使主采煤层与富水层“对口”或“沟通”时,则有可能产生突水。4矿井涌水量计算解析法是目前广为采用的矿井涌水量预测方法之一,其中以大井法应