阳泉井田奥灰水对开采影响的预计分析.pdf

阳泉井田奥灰水对开采影响的预计分析 第六图书馆 调查了阳泉矿区奥陶系石灰岩的含水特征,总结了奥灰水的运动规律。三矿新井井田西南部奥灰水位超越15煤氏板标高110m,通过分 析研究,奥灰水不会突破顶板影响开采。解决了这一长期困扰矿区生产的难题。调查了阳泉矿区奥陶系石灰岩的含水特征,总结了奥灰 水的运动规律。三矿新井井田西南部奥灰水位超越15煤氏板标高110m,通过分析研究,奥灰水不会突破顶板影响开采。解决了这一长 期困扰矿区生产的难题。三矿井 奥灰水 开采影响 预计分析 矿井水煤炭技术穆满根 刘宏伟 [1]阳泉煤炭专科学校 [2]阳煤集团公司三矿2000第六图书馆 第 l 9卷第 1期 姗 2月 煤炭技术 C o a lT e c h n o l o c v Vd． I 9． № ． F e b．．2 0 0 0 j 一 阳泉井 田奥灰水对开采影响的预计分析 一 ／ 穆满根 ， 划宏伟 ， 粱永新 一 一 1 阳泉煤 炭 专科学檀 ， 山西 阳泉 俏5 0 0 1 ； 2 ．阳煤集 团公 司 三矿 ． 山西 泉 俏5 0 。 8 7 轼 夕 弓 ； 燮； 型； 型 扛 关 键 词 ；墼 查 ； 丝 响 ；孽 盐 盥 ／ ‘ L 中 图分类 号 T DI 6 3 文 献标识 码 A 文章 编 号 1 ∞8 8 7 2 5 2 ∞0 0 1 ～0 0 3 4～0 2 0前言 新井井 田先期开采井 田东北部的 3 煤层 ， 对 三 矿生产 区根据几十 年来 观察统计 ， 决 定井 下涌水 量 太小变化 的主要因素与开采面积 的扩大和产量 的增 加关系不太 ， 起 决定 性控制作 用的是大气 降水 ， 主要 通过浅部补给井下 。而在新井井 田的西南部大 面积 地 区 ， 奥灰水 位 已超越 了煤 层底板标 高 ， 因此在 l 5 煤层 开采 中 ， 是否会 出现奥灰水的大量 突 出， 给矿井 的安全带来威胁 ， 这是 阳泉矿 区遇 到的新问题 ， 急待 进一 步论 证 ， 以指 导生产 】 J 。 1 奥 陶系中统马家沟组石灰岩的含水 特征 奥 陶系 马家沟组 石灰岩 为岩 溶裂臆 水 ， 是 矿区 主要含 水层 ， 也 是矿 区的主要 供 水源。它广泛 出露 于矿 区的北部 和 东部 的广 大地 区。西部 埋藏 较深 ， 一 般为 3 0 0 g 0 0 m。东部 较浅 ， 尤其是 阳泉市 以东 地 区， 地表河流可以直接 补给 ， 如阳泉以东 白羊墅至 乱流约 4 k m河段 桃河 漏失显 著 ， 据“ 山西 省娘 子 关泉流域 岩溶地 下水评 价” 资料 ， 该段 漏 失量 高 达 3 _ 8万 m 3 ／ d 。河流全 部补 给 了奥灰 水 ， 故东 部 地 区 富水性 比西部 地区好 ， 目前在 东部地 区 已施 工 水源 勘探 钻孔 2 8个 ， 西部地 区 只施 工 5个 ， 总共 3 3个。 目前已开始 使用 的钻孔抽 水井 6眼 其 中三 矿 l眼 ， 矿务局 医院后及文化官后 的桃河 内 5跟 ， 总 出水量 大约 为 3 ． 0万 ／ d左 右。 根据 三矿取 水巷施 工的 2 钻孔揭 露 ， 奥灰层厚 度 在 7 0 08 0 0m左右 ， 由深灰 色的厚层 状 的角砾状 石灰岩组成 。裂隙 和溶洞 比较 发育 ， 上部舍 有似 层 状和 凸镜状 的石膏层 ， 混合厚度约 1 0 m左 右。 本 区主要含水层 为上 马家沟组上段和下段几层 角砾状石灰岩 。根据 三矿 竖井 取 水巷 的钻孔 取水 、 矿务局 医院后 文化 宫后 的桃河 钻 孔深井 取水 ， 每眼 深井水量 可达 1 0 0 02 0 0 0m 3 ／ d， 但根据 1 9 印 年一 一 九 队对本 区奥 灰水 的 水源勘 探 ， 在 桃河 中共施 工 】 】 个钻孔 ， 全部 钻孔 钻人 奥 陶 系 2 0 o一3 0 om， 本层 经注水试验及水文物探 获得 资料 ， 其 渗透系 数 K值 为 0 ， 9 ～2 ， 4m 3 ／ d ， 单位涌水量 q值 ， 为 0 ． 52 ． 5 L ／ s m之间 ， 水量较 小 ， 因此 岩溶 裂隙 和含水量 很 不均 匀 但根据本 区所 施 工 的 深水 钻孔 和东 部 的 斜井 小河 村取水斜 井 ， 垂 深 3 0 9 m， 断面 5 ， 出水量 3 4 0 0 6 0 0 0 m ／ d ， 奥 灰 水 位具 有 比较 统一 的水位 ， 静止水位一般多在海拔高 程 3 9 0～ 4 O O m。而且 受地形及埋藏条件的影响 ， 西部地区较低 、 东部地 区 较高 ， 形成 了一个 由西 向东的地下经流带 ， 到娘 子关 附 罔阳泉 矿 医舆灰 水 位剖 面图 收稿日期 1 9 9 91 11 6 ； 修订日期 0 0 0一 O l一 2 5 作者 简介 穆满 根 1 9 6 8 一 ， 男 ， 山西 阳泉人 ， 硕士 ， 讲师 ， 1 9 8 9年毕 业 于 中 国地质 大学 地 质力 学 专业 ， 现 从 事 矿井 地质 构 造 教 学工 作 。 维普资讯 第六图书馆 第 1 期 穆满根 阳泉井 田奥友水对开采影响 的预 计分析 3 5 后泄出地表 ， 形 成了著名的娘 子关群泉 。 2 奥灰水对开采影响 的预计 据三矿竖井 井下施 工 的两 个探 奥 水 的深孔 深 1 、 深 2 ， 以及 其东部 阳泉 市 文化宫 深 2 井 ， 晋东 化 工厂水源孔等 资料 揭露 奥灰较深 ， 达 3 3 77 0 0 r f1 ． 证 明含水层段 均在 奥灰 侵蚀 面 算 起 的 2 5 03 0 0I T I 下 ， 岩溶裂 睬较 发育 ， 但 多为 泥质 、 砂 卵砾石 等碎 屑 物 充填 。岩溶裂隙 发 育程度及 其 含水 性 ， 由东往 西 随着地形 的抬高而变深。水位标高如 按三 矿竖井井 下深井的 4 1 0 m推算 ， 至 区 内 3一了 4 孔 奥灰水 位深 度大致在 3 9 7 m 左 右 见 附 图 。该孔 虽然 钻 深 达 6 9 2 ． 3 1 m， 终孔标高 仅为 1 1 4． 3 1 I T I ， 低 于 l 5 煤 最低 底板标高 2 9 0 m 达 1 7 6 IT I ， 仍未 见达到 奥灰含 水层 段及 见真实水位 的深度 。椐 东 部深 孔 资料 分析 ， 可 以认 为 ， 本孔是 由于奥 灰埋 藏 的加 深岩 溶裂 隙 发育 减弱 ， 及其发育 的不均 匀性 所致 _ 2 J 。 根据 矿井地质规程 安全隔水层计算公式 ．一 些 ‘一4k p 式 中 f 一 安全 隔水层厚度／ m ￡ 一 采 面 最 大 控 顶 距 ￡ o 、 b为 采 面 的长 和 宽 ， 。l 0 0 0 b1 5 0 ／ m r 一 隔水层岩石容重／ k g mI 3 一 隔水层抗张强度／ M P a H一 隔水层底板承压 的水头 压力 值／ MP a 隔水层岩石平 均容 重 一般 为 2 5 3 0 ， 采 掘 工作面底板宽度 为 1 5 0 m， 隔水层底板受有静水压力 为 4 0 02 9 01 ． 0 8 MP a 。隔水 层 由 3 1 ． 6 4 m的砂 质 泥岩 ， 7 ． 4 m厚的石灰岩 ， l 6 ， 2 7 m厚 的泥 岩 ， 1 1 ． 0 1 m 厚的砂岩组成 ， 为安全 起见 ， 采 用岩 石极 限的抗张强 度计算 ， 由加权平均法得 一 k p3． 9 2 MP a 将上述参数代人安 全隔水层厚 度公式 得 E 3 5． 5 6 m 6 6． 3 2 m 上述公式计算得 出的结 果主要考虑侧 向水平压 力作用下的安全 隔 水层 的厚度 ， 除此 之外还 要考 虑 底板隔水层能否 抵抗 住水压 ， 则有 ，2 H安 2 r f 式 中日女 一 隔水底板 所能承受 的最 大水压值／ m f 一 底板隔水层厚度／ m r 一隔 水层 物质的容重／ k g mI 3 一 采 面 的最大控顶距／ m 计算得 日女2 3 ．5 ． 8 1IT I 由此可见 1 5 煤层 距奥灰之间 的隔水层厚度远 大于最小安全隔水 层 厚度 ， 底板 所能 承受 的水 压值 远大于实际水 压值 l 1 0 m， 故奥灰水 不可能突破顶板 溃人 巷道 。特 别是 奥 灰顶 面至 l 5 煤 下 主 要 是 泥 岩 、 砂 质泥 岩为主的岩层 ， 预计对开采影响不 大 。 3 结语 1 本 区西 南 部 地 区 奥灰 水 位 尽 管 已 超 越 了 l 5 煤层 底板 标 高达 1 9 0 T n ， 但不 会 造成 底 板突水 。 本区陷落 柱非常 发育 ， 如 遇导 水断 层 和导水 陷落 柱 奥灰突水是完全 可 能 的， 因此 开 采过 程 中要加 强矿 井水文地质和地质构造 的观察 和预测工作。 2 本井 田由于在 精查 阶 段 只打 r一个 水 文观 测孔 37 孔 ， 而且未达 目的层 ， 建井 阶段亦未 布置 专门水文孔 ， 因此建议 在 井 田南部 设计 探 奥灰 水位 孔 。 参考文献 [ 1 ] 李义昌． 等水文地质及工程地质学[ M] 北京 中国矿业太学 出 版 杜 ． 1 9 8 8 ． 【 2 柴登榜 ． 矿井地匝 [ 作手册【 ． 北京 煤 炭工业曲版社． J 9 8 J P r e a n a l y s i s o n t h e e ffe c t o f o r d o v i c i a n l h n e s t o n e r o c k wa t e r o n mi ni ng i n Ya n g qu an c o a l mi ne MU Ma ng e n ， UU H o n g w e j ， L I A N G Y o n g x 打 l2 1 Y a n g q u m C o a l T r a i g S c h o d 、 Y a n g q u m 0 4 5 0 0 1 ． 2 Y a n g q u s n C 0 a l № 3 ] d i n e ， Y 目 m n 0 4 5 0 0 8 ． C Ab s I r a c t T h e w a t e r b e a r i n g c h a r a c t e r o f 0 c i 日 n l i me s { o n e r o c k i n Y a n g q u a n c o a l mi n e i s i n v e s t i g a t e d ，T h e m o t i o n r u l e o f i t i s s u I mI l a r i z e d． A c c o r d i n g t o t h e a n a l y s i s a n d r e s e a r c h ，t h e o r d o v i c l a n l i me s t o n e r o c k w a t e r p o s i t i o n i n N o．3 n e w mi n ei n we s t s o mh e x c e e d s l 1 0 l e v e t e t e r a d o n 抽 N o． 1 5 c o a l 8 e r fl O O r ， b u t i t㈨ ’ t b e b s t o ff t t h e r o o f a f l d e f k n 越唱 ． e q ue s t i o n ． Ke ywo r d s N o． 3 T wmi l jI e o m o v i c i a nt k n e s t o n e r c c kw a t e r ； e ff e c t o l lm／ n i n g； p ma n s l y s i s 维普资讯 第六图书馆