小煤矿开采水文地质存在的问题及防治措施,水文学论文.docx

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1、小煤矿开采水文地质存在的问题及防治措施,水文学论文随着资源储量的不断减少，开采深度的不断加大，煤矿的开采环境渐趋复杂，水害问题突出，尤其是地方小煤矿，形势愈加严峻1- 5.因而，合理了解矿井水文地质条件是保证煤矿安全生产的前提和必要条件，更是提高煤矿生产工作效益和良好社会效益的重要措施6- 11. 1 矿区大概情况。 当前，沙河市小矿井均处于停产阶段，井田范围均被第四纪沉积物覆盖，勘探深度范围内，地层自下而上为奥陶系，石炭系，二叠系及第四系。含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。随着多年的开采，煤炭储量不断减少，仅剩下组煤可供开采。矿井地质构造简单，有少量岩浆岩侵入。 2 下组煤开采充

2、水条件分析。 2.1 矿井水文地质背景。 矿区属于邯邢水文地质单元中基本独立且封闭的百泉水文地质单元。单元东北界为邢台大断层；西界为寒武系中统毛庄组相对隔水层；南界为北名河地下分水岭。地下水总体流向为 NNE-NE 向，至邢台百泉排泄。 2.2 地表水对煤层的开采影响矿区范围内无大的地表水体，仅洪水季节有短暂水流。邻近矿井多年的开采实践证明，地下开采不会遭到地表水系影响。因而，能够确定下组煤不会遭到地表水影响。 2.3 含隔水层。 井田内对开采 9 号煤产生影响的主要含水层有大青灰岩裂隙岩溶含水层、本溪灰岩裂隙岩溶含水层、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。 1 大青灰岩裂隙岩溶含水层厚度 2.259.

3、63m,岩性为灰、深灰色石灰岩，窝状溶孔与小溶洞发育，裂隙多被方解石或泥质充填或半充填。正常情况下可疏性较强。能够实现对大青灰岩含水层的可控疏降。 2 本溪灰岩裂隙岩溶含水层厚度 1.411.72m.岩性为深灰色含泥质灰岩，局部岩溶裂隙发育。富水性很不均一，局部可能与奥灰存在一定的水力联络。岩溶裂隙联通性好，可注性强，进行全面注浆改造后可构成稳定的隔水层。 3 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层平均厚度110160 m.岩性主要为巨厚层状灰岩、角砾状灰岩等组成，岩溶裂隙发育富水性强，补给量大，一般难以疏干，为矿井的间接充水水源，一旦存在隐伏构造及导水裂隙，将成为主要补给水源和矿井突水水源。因此是下组煤安

4、全开采的重点防治与预防对象。 2.4 地下水的补给径流与排泄条件。 地下水的主要补给来源是大气降水和沟谷河床渗漏。煤系地层灰岩含水层除接受渗漏补给外，在构造影响下局部接受奥陶系灰岩地下水的补给。除奥灰含水层外，各含水层天然补给量较小，径流条件较差。地下水径流受地形、地质构造控制，构成7 个径流带。受采矿、工农业生产和生活用水的影响，地下水主要以人工排泄为主。 2.5 矿井充水因素分析。 2.5.1 充水水源。 1 大青灰岩裂隙岩溶含水层水。金磊矿单位涌水量为 0.001 10.29 L/s m,浸透系数为0.626.56 m/d,富水性较弱；启瑞矿单位涌水量为 0.003 70.18 L/s

5、m,浸透系数 0.111 63.086m/d,富水性较弱；裕丰矿单位涌水量为 0.003570.123 L/s m,浸透系数 0.002 42.91 m/d,矿化度 0.6461.064 g/L,富水性中等。含水层位于为 9 号煤顶板冒落范围内，煤层开采后，顶板淋水愈加突出，是煤层开采的直接充水水源之一。 2 本溪灰岩裂隙岩溶含水层水。富水性中等，在局部与奥灰存在水力联络的块段富水性较强。是煤层开采的直接充水水源之一。含水层与上下软岩层构成下组煤与奥灰含水层间的相对隔水层。 3 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层水。金磊矿单位涌水量为 0.88318.15 L/s m,浸透系数为0.9511.54 m/

6、d;启瑞矿单位涌水量 2.78 L/s m;裕丰矿单位涌水量 0.01952.662 L/s m.开采下组煤时，由于奥灰水的水压力较大，富水性强，可能会通过隐伏构造或采煤裂隙涌入矿井，成为矿井的主要水患。因而应采取有效的防治措施，保证安全。 4 老空水。矿井周边小煤矿开采活泼踊跃，开采历史较长，不同阶段生产构成的采空区积水范围、积水量不清楚。当采掘工作面接近或揭露采空区积水时，老空水将成为矿井的直接充水水源，老空水突水迅速，水量大，危害极大，要重点防备。 2.5.2 充水通道。 1 断层。金磊矿仅发现一条正断层，设计的运输和回风大巷将穿过该断层，断层的导水性及富水性未知。启瑞矿掘进经过中发现并

7、揭露 7 条不导水断层，控制程度较高。裕丰矿仅在边界 2 条落差较大的断层。矿井中其它区域不排除存在导水及富水断层的可能，煤层的采动影响可以能造成断层的活化而导水，尤其当断层导通奥灰含水层时威胁安全开采。为确保掘进及回采安全，应采取超前探放水措施，做到 有疑必探，先探后掘 的原则，保证安全生产。 2 陷落柱。煤矿中均未发现陷落柱，根据相邻矿井资料，矿区具有陷落柱发育的条件，不排除在井田范围内存在导水陷落柱的可能，尤其是在采煤经过中，初始的地应力平衡会遭到毁坏，改变部分陷落柱的水文地质特性，导通含水层水，构成矿井危害。因而，下组煤开采经过中应引起注意，查明陷落柱的发育情况，预留安全煤柱及采取其它相应的预防措施。 3 采煤引起的导水裂隙。矿井生产中，构成的冒落带和裂隙带可能联通含水层水和老空水进入矿井，底板裂隙带将降低相对隔水层的阻水能力，尤其是采动裂隙与导水构造联通诱发奥灰突水。成为矿井重要的充水通道。应引起高度重视。