林西矿矿井水文地质类型的划分

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摘 要:以实际资料为依据,结合对《煤矿防治水规定》的理解,提出林西矿矿井水文地质类型为复杂型的结论.

关 键 词:矿井水文地质类型防治水

1概况

林西矿井位于开平煤田东北隅的西南部,井田内地势较平坦.原地形总的特点是:东北部及井口区较高,海拔高度+50m左右,为基岩裸露区和风化残积坡积区;西部和西南部较低,海拔高度+30~+40m,均被第四系松散沉积物掩盖.林西矿属山前冲积平原地貌,可分为丘陵地貌、风化侵蚀残积坡积地貌、河流冲积地貌、人工采矿活动形成的沉陷地貌.井田内及其附近有两条季节性河流和一个主要地表塌陷积水坑.

目前,林西矿主要有5个开采煤层,有1个主井、2个副井和2个风井,采用多阶段排水,排水设备多,转排系统复杂.

林西矿煤系地层全厚约500m.其中,可采煤层(7、8、9、11、12)主要分布在上石炭系的赵各庄组和下二叠系的大苗庄组,总厚约10.90m.

2矿井水文地质条件

林西矿井田自下而上共有7个含水层:

①奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层;

②14煤层至唐山石灰岩砂岩裂隙承压含水层;

③12煤层至14煤层砂岩裂隙承压含水层;

④5煤层至12煤层砂岩裂隙承压含水层;

⑤5煤层顶板砂岩裂隙承压含水层;


⑥A层以上砂岩裂隙承压含水层;

⑦第四系冲积层孔隙含水层.

目前,矿井主要充水水源为上述的②、③、④、⑤.

2.1含水层特点

该含水层以细~粉砂岩为主,夹2~3层中砂岩、细砂岩,泥、硅质胶结,裂隙较发育,含水性弱,岩石破碎段有滴、淋水.据简易水文资料统计,钻至该层段时,泥浆冲洗液均无消耗,井下工程揭露该含水层时大多无水,或水量不大.该含水层属弱含水层.

2.2含水层特点

该含水层以灰、浅灰色中、细砂岩为主,局部有粗砂岩.砂岩总厚度约占段距的1/2~2/3,以硅质胶结为主,致密、坚硬、裂隙较发育.矿井各水平运输巷多施工于此层段中,均有滴淋水和涌水现象,岩巷涌水量一般为1.10m3/min,占矿井总涌水量1.2%.

2.3含水层特点

该含水层多以灰、浅灰色粉砂岩和泥岩为主,细~中砂岩只占1/3左右.据简易水文资料统计,绝大部分钻孔泥浆消耗量小于0.25m3/h,采掘工程揭露时涌水量不大.井田西部受构造影响,裂隙较发育,采掘工程揭露该层时涌水量为0.20~0.35m3/min.井田东部构造较简单,工作面涌水量一般小于0.20m3/min.

2.4含水层特点

含水层岩性以青灰色中、细砂岩为主,含粗砂岩,硅质胶结、坚硬、裂隙发育.为矿井采掘工程主要充水水源,属含水丰富的含水层.浅部5煤层为可采煤层的首采煤层,初次放顶后,涌水量较大,回采工作面涌水量一般为1.20~1.50m3/min.在构造简单的单斜地区,基岩裸露或第四系掩盖较薄的部位,矿井涌水量较小,回采工作面一般不大于1.0m3/min.而在构造复杂、冲积层厚度大的背、向斜(杜军庄背斜、黑鸭子向斜区)地段,采掘后涌水量较大,最大为4.95m3/min(六水平26石门5煤层).在井田深部施工的大部分钻孔,泥浆冲洗液均发生漏失.证明该含水层的含水性不仅与岩性有关,同时也受地表补给条件和地质构造控制.该含水层属含水强含水层.

3矿井充水因素分析

该矿区内大部分充水层之间隔水性能良好,大气降水为冲积层主要补给水源,上述的②含水层、③含水层、④含水层、⑤含水层为矿井直接充水含水层,而上述的①含水层、⑥含水层与⑦含水层,为矿井间接充水含水层.

通过分析,认为矿井涌水量主要为地方个体煤矿、地质构造、煤层顶板含水层涌水及采空区积水,充水通道主要为煤层采空顶板岩石冒落形成的导水裂隙带以及张性断裂破碎带等形成的构造裂隙.

4矿井涌水量分析

目前,林西矿全矿涌水量在29m3/min左右,矿井涌水量构成较复杂.矿井涌水量主要来源于各采区,特别是煤5顶板水最大,占矿井总水量的77.5%,而由于矿井开发转向深部,降雨量对深部涌水影响逐渐消弱,季节影响不明显.

5矿井开采受水害影响和防治水工作难易程度

5.1矿井开采受水害影响评价

林西矿主要受矿区地方煤矿水、老塘积水与地质构造的影响.历史上矿井也多次发生透水事故,矿井水对林西矿安全生产仍存在很大威胁.

5.1.1林西矿范围内有5个地方煤矿,水文地质条件较复杂.尤为严重的是,地方煤矿与林西矿采空区串通,均无独立排水系统.目前,林西矿四东、五西、六西、七东的大部分,为地方煤矿采后涌水.

5.1.2各煤层回采后的老空区均有积水,老塘积水对下部煤层的采掘构成威胁.

5.1.3井田内几条落差较大断层,多为张扭性正断层且断层带较宽,采掘工程揭露时,均未发生导水现象,但断层两侧出现淋水带,水量一般为0.20~0.30m3/min,最大0.50m3/min,数日后即疏干.

5.2防治水

矿井开采一百多年,历史遗留防治水工程欠帐多,改变现状存在一定困难.随矿井水平延深,奥灰水将对矿井安全生产构成潜在威胁.上世纪70年代后,地方煤矿在林西矿井田内煤系浅部地层复采,使采空区的联通关系更加复杂,增大了矿井防治水工作难

度.

6矿井水文地质类型的划分

6.1受采掘破坏或影响的含水层及水体:受采掘破坏或影响的含水层主要有煤5以上砂岩裂隙含水层,煤12至煤14间砂岩裂隙含水层,第4系含水层及奥陶系石灰岩含水层,其单位涌水量1.0<q≤5.0,水文地质类型为复杂型.

6.2矿井及周边老空水分布状况:各煤层回采后,老空区均有积水.因此,老塘积水对下部煤层的采掘构成威胁,水文地质类型为复杂型.

6.3目前,林西矿全矿涌水量在29m3/min左右,矿井涌水量构成较复杂,水文地质类型为复杂型.

6.4矿井突(涌)水分析:历史上,林西矿透冲积层事故或突水事故共7起,有详细资料记录的4起,突水量为600<Q3≤1800,水文地质类型为中等型.

6.5开采受水害影响:矿井偶有突水,采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全,水文地质类型为中等型.

6.6防治水工程量较大,难度较高,确定水文地质类型为复杂型.

综上所述,确定的林西矿水文地质类型为复杂型.

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