（礦業(yè)工程專業(yè)論文）帷幕截流技術(shù)在大水礦井治水中的應(yīng)用.pdf

山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 摘要 礦井突水是威脅煤礦安全生產(chǎn)和工人生命安全的主要因素之一。礦井突水主要是因 為在煤礦掘進(jìn)、生產(chǎn)過程中揭露與含水層連通的斷層所致，以往防治突水事故的方法多 采用疏干排水和斷層煤柱留設(shè)法；疏干排水雖然有效，但是造成水資源浪費(fèi)和污染，甚 至在排水后導(dǎo)致地面大面積沉降；斷層煤柱留設(shè)法，目前還沒有比較準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)公式， 煤柱的留設(shè)多依靠經(jīng)驗(yàn)公式，此方法在大斷層煤柱的留設(shè)上易出現(xiàn)煤柱破壞而突水事故。 本文在理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了肥城國家莊煤礦采用帷幕截流技 術(shù)治理大水礦井突水的技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn)。帷幕截流技術(shù)是在查清礦井水文地質(zhì)條件的基 礎(chǔ)上，通過對進(jìn)水區(qū)( 邊界) 實(shí)施注漿工程，形成人為的“檔水墻”，從而阻斷底板水的 涌入，既解放了受水威脅的煤層又保證了礦井的安全生產(chǎn)，同時(shí)也保護(hù)了礦井周圍水資 源。 國家莊煤礦通過在地面和井下實(shí)施帷幕截流工程后，改變了煤礦工作面接續(xù)緊張的 局面，提高了礦井的服務(wù)年限，保證了礦井的正常生產(chǎn)，取得了很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：煤礦安全 礦井突水帷幕截流水泥注漿 山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要 a b s t r a c t u n d e r g r o u n dw a t e ri n g r e s si sv e r yd a n g e r o u st ot h em i n es a f e t ya n dt h e w o r k e r s l i v e s t h e m a i nr e a s o n sw h yw a t e rb u r s t i n gi nc o l l i e r i e sa r et h a t d i s c l o s i n gt h ef a u l t st h a tl i n kw i t hw a t e ri nc a v i n ga n dp r o d u c i n g i no r d e rt o p r e v e n tw a t e rb u r s t i n g ，u s i n gd r a i no u tw a t e ra n dr e m a i nc o a lp i l l a r sn e a rt h e f a u l t s i ti se f f e c t i v eb u tc a u s e sw a t e rr e s o u r c e s p o l l u t i o na n dw a s t e a t p r e s e n tt h e r ei sn oa c c u r a t ef o r m u l af o rr e m a i n i n gc o a lp i l l a r st of o r e c a s t s o w es h o u l dd e p e n do no u re x p e r i e n c e st od o b u ti ti se a s yt oc a u s ea c c i d e n t sf o r c o a l p i1l a r sd e s t r o yi nt h eb i gf a u l t t h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h et e c h n i q u eo fu s i n gc e m e n tp u r d a ht op r e v e n tw a t e r b u r s tf i r s t l yi nt h eb i gc o l l i e r yb a s e do np r a c t i c e g r o u t i n gi nt h ea r o u n do f i n f a l li n gb o u n d a r ya n di n f o r m i n gw a l lt op r e v e n tw a t e rb a s e do nc l e a rk n o w n i n g t h ec o n d i t i o no fg e o l o g ya n dh y d r o l o g y t h i sm e t h o dn o to n l ya s s u r et h es a f e t y o fp r o d u c t i o nb u ta l s op r o t e c tt h ew a t e rr e s o u r c e sa r o u n dt h ec o l l i e r y g u o j i a z h u a n gc o l l i e r yu s i n gt h i sm e t h o dc h a n g e dt h es t r a i nc o n d i t i o ni nt h e w o r m n gf a c en e e db yc a r r yt h ep r o j e c ti ng r o u n da n du n d e r g r o u n d s ojtp r o o n g e s t h ec o l l i e r y ss e r v i c et i m ea n da s s u r e st h en o r m a lp r o d u c t i o n w i t hi tt h e c o l l i e r yg o ts o c i a la n de c o n o m i cp r o f i t s k e yw o r d s ：c o a lm i n es a f e t yu n d e r g r o u n dw a t e rb u r s t i n g c e m e n tp u r d a h c e m e n ti n j e c t i o n 山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 緒論 1 緒論 1 1 課題研究的意義 礦井突水問題一直是困擾煤礦生產(chǎn)的突出問題。1 9 5 0 年以來我國煤礦曾發(fā)生過數(shù)百 次突水事故，其中開灤范各莊礦于1 9 8 4 年6 月2 日發(fā)生突水量為2 0 5 3 m 3 m i f f l 的特大 突水淹井事故，造成經(jīng)濟(jì)損失5 億元以上，煤礦突水已成為影響煤礦安全生產(chǎn)的重大關(guān)鍵 問題之一。 我國華北煤田煤系地層多為石炭二疊紀(jì)地層，普遍缺失上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系、 及下石炭系，石炭二疊紀(jì)地層直接沉積于中奧陶系之上，中奧陶系為巨厚的石灰?guī)r，簡 稱奧灰。煤系地層中也沉積有厚度不等的薄層灰?guī)r。這些灰?guī)r往往巖溶發(fā)育，含有豐富 的承壓水，即喀斯特承壓水。灰?guī)r含水層至煤層的間距一般從十幾至幾十米不等，期間 是由砂巖等巖層組成的隔水層水在底板灰?guī)r承壓水水壓過高，而隔水層較薄其隔水能力 不足，或隔水層局部遭受破壞形成突水通道時(shí)，采掘工作面一旦揭露這些區(qū)域，則很容 易發(fā)生底板突水事故。底板突水量小的可以是每分鐘幾個(gè)立方米，大的則可達(dá)上千立方 米( 1 9 8 4 年6 月2 日開灤范各莊煤礦2 1 7 1 工作面陷落柱奧灰突水達(dá)2 0 5 3 m 3 m i n ) 。 我國約有6 0 的煤礦與這些喀斯特承壓水有關(guān)，不同程度地受到水害威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 全國統(tǒng)配煤礦受承壓水威脅的煤炭儲量多達(dá)1 0 9 億噸，占總保有量的2 1 1 。我國華北 煤炭受水威脅的礦區(qū)有河北的井陘、邢臺、邯鄲、峰峰、開灤，河南的安陽、鶴壁、焦 作、平項(xiàng)山、新密、豫西，山東的淄博、肥城、新汶、萊蕪、棗莊、兗州，江蘇的徐州、 大屯，安徽的淮南、淮北，山西的霍州、軒崗，陜西渭北，遼寧的本溪、南票，吉林的 通化等煤田。 隨著煤炭生產(chǎn)的發(fā)展，礦井底板突水危害也越來越嚴(yán)重，這主要表現(xiàn)在：隨著礦 井開采水平的不斷延深，開采深度越來越大，灰?guī)r承壓水不斷增加，突水的潛在危險(xiǎn)性 也隨之加大，有些老礦井正是由于底板水害等因素的制約，使得繼續(xù)向深部開采越來越 困難( 如開灤趙各莊煤礦) 。有些礦區(qū)上組煤開采結(jié)束后，要開采下組煤，而下組煤與 底板灰?guī)r的間隔較小，隔水層較薄，底板突水危險(xiǎn)性加大( 如肥城礦區(qū)等) 。有些礦井 首先開采了水文地質(zhì)條件簡單的采區(qū)，而后被迫開采水文地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)，這些區(qū)域灰 巖喀斯特發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造密集，突水危險(xiǎn)性較大。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤礦企業(yè)受 經(jīng)濟(jì)條件制約，很難進(jìn)行疏水降壓，帷幕注漿等大型防治水工程帶壓開采成為受底板灰 1 當(dāng)查型墊查堂嬰主堂垡笙苧墮墮 巖承壓水威脅煤層開采的主要方法。“1 長期以來，疏干排水作為礦區(qū)水害的防治措施之一，對改善礦井作業(yè)環(huán)境、保證生 產(chǎn)安全起著十分重要的作用。但地下水也是一種數(shù)量有限、與其它環(huán)境要素關(guān)系密切的 資源，單從保證安全生產(chǎn)角度出發(fā)，對礦井水長期無節(jié)制地疏干排放，會破壞地下水環(huán) 境地原始狀態(tài)，其結(jié)果可能導(dǎo)致一系列環(huán)境問題的嚴(yán)重產(chǎn)生。如導(dǎo)致水資源枯竭、誘發(fā) 巖溶地面塌陷、地面沉降、加劇礦區(qū)污染、影響經(jīng)濟(jì)效益等，對此必須采區(qū)科學(xué)合理的 環(huán)境對策，以保證礦區(qū)持續(xù)而健康地發(fā)展。 在一個(gè)特定地區(qū)域環(huán)境下，地下水并不是“取之不盡，用之不竭”的，而是一種數(shù) 量有限及其寶貴的資源。由于礦井水的長期抽排，往往會造成區(qū)域地下水位的持續(xù)下降， 含水層逐漸被疏干，水資源日趨枯竭，并由此而引起礦區(qū)供水取水工程水量減少、泉水 二i 二枯、水源井吊泵報(bào)廢等不良問題，造成礦區(qū)排水與供水間的矛盾。如山東淄博礦區(qū)由 于長期礦井排水，使部分地區(qū)( 博山、龍泉一帶) 奧灰水位從6 0 年代可溢出地表降至埋 深6 0 9 0 m ，一旦礦井突水，疏排強(qiáng)度大，常易造成周圍城區(qū)水源井枯井；在河北峰峰 礦區(qū)，由于礦井水的長期疏排，已將鼓山兩側(cè)潛水層大面積疏干；開灤趙各莊礦是一個(gè) 老礦，現(xiàn)開采水平最深已超過- 1 0 0 0 m ，而礦井供水系統(tǒng)建在- 2 8 0 m 水平，由于疏干排水， 旱季奧灰水位已降至一2 5 0 一2 6 0 m 之間，使原有供水系統(tǒng)的供水量難以滿足要求。上述 這種排水與供水之間的矛盾，在礦井疏降對象與供水水源為同一含水層或水力聯(lián)系密切 時(shí)，表現(xiàn)的尤為突出。 礦井疏千排水引起水質(zhì)惡化，污染環(huán)境的情形有多種，種是由于疏干排水，地下 水位大幅下降，改變了地下水水動力、水化學(xué)環(huán)境條件，地下水與環(huán)境要素間作用強(qiáng)度 加大等，使水質(zhì)隨水位降深值增大而逐漸下降。如淄博礦區(qū)淄河流域的巖溶地下水已由 早先的低礦化重碳酸型水演化為中礦化的重碳酸型水，水質(zhì)明顯變壞：二是原先水質(zhì)較 好的地下水，在涌入礦井過程中及其后，攜帶更多的自然環(huán)境成分或人工廢棄物的污染， 而使水質(zhì)惡化，從而影響礦井水的使用價(jià)值，造成水資源浪費(fèi)：三是經(jīng)過污染后的礦井 水，未經(jīng)處理就直接排放，造成對地表水、土壤等的環(huán)境污染。如湖北黃石礦區(qū)和松宜 礦區(qū)，酸性礦井水未經(jīng)處理直接外排至洛溪河，造成嚴(yán)重污染，致使魚死蝦亡，沿岸數(shù) 十公里長的生產(chǎn)、生活用水只得另辟水源。同時(shí)，礦井水流經(jīng)之地，改變了土壤的濕化 性質(zhì)，p h 值降低，從而抑制了農(nóng)作物的生長，致使農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境也受到不良影響。 在巖溶地區(qū)，因疏排地下水，造成水動力條件改變而發(fā)生巖溶地面塌陷的環(huán)境災(zāi)害 已十分突出，尤其在南方礦區(qū)，如湖南漣邵礦區(qū)的恩口煤礦，在不到l o k m 2 的井f 日內(nèi)己 2 生壟型墊查蘭堡主堂垡絲苧 墮絲 有大小塌陷坑上萬個(gè)。北方的一些礦區(qū)，如淮南、淮北、徐州、河北柳江礦區(qū)等也較突 出，在一些金屬礦山也存在類似問題。巖溶地面塌陷的發(fā)生將會給地表環(huán)境及生態(tài)帶來 極大的破壞，如破壞地表水源，導(dǎo)致水庫干涸，河泉斷流：破壞房屋建筑及工程設(shè)施， 影響道路交通安全；引起突水、地表水回灌，惡化礦山安全作業(yè)環(huán)境；破壞耕地，加大 水土流失，改變生態(tài)平衡等。此外，巖溶塌陷還可能成為地下水污染途徑，使地下水更 容易遭受污染。 盡管礦區(qū)因疏排地下水而引起的地面沉降不像城市那樣突出，但在一些隱伏礦區(qū)， 因礦井排水或礦區(qū)供水而直接疏排或直接抽排第四系松散層中孔隙水的礦區(qū)，地面沉降 也多有不同的表現(xiàn)，如淮南的潘集礦區(qū)、淮北的臨海童礦區(qū)等，這類礦區(qū)的工業(yè)廣場和 職工生活區(qū)的地面沉降己對部分工業(yè)和民用建筑產(chǎn)生了不同程度的變形破壞，尤其是今 年來在兩淮礦區(qū)和徐州大屯礦區(qū)，因疏排厚沖積覆蓋層中孔隙水引起的礦井井壁破壞， 已越來越受到煤礦科技工作者的重視?！? 礦井隨著時(shí)間和煤炭的采出，產(chǎn)生老化，工作面上覆巖層受到破壞，產(chǎn)生的導(dǎo)水裂 隙帶與水體導(dǎo)通，把水引入礦井，給煤礦生產(chǎn)造成重大損失，工人人身安全受到威脅。 因此大水礦井的水害是制約礦井穩(wěn)定發(fā)展的首要因素，為解決受水威脅煤量必須采用有 效可靠的防治水手段，既要做到保護(hù)水資源又要行之有效。 帷幕截流技術(shù)是最早應(yīng)用于喀斯特地區(qū)大壩壩址中，隨著注漿堵水的廣泛應(yīng)用，逐 漸成為一種防治水的方法。f 睢幕截流是通過注漿在含水層中建造地下?lián)跛畨?，人為地?變水文地質(zhì)條件，改變含水層的補(bǔ)給水源，使被疏干含水層的動、靜儲量相對減少，使 其得不到或得到較少的補(bǔ)給，減少礦井正常涌水量，是處理進(jìn)水邊界或?qū)當(dāng)鄬拥囊环N 有效技術(shù)措施。 1 2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及存在的問題 今年來底板突水防治取得了許多進(jìn)展，目前我國在防治水方面主要采用以下方法： 斷層留設(shè)煤柱、底板注漿改造和帷幕截流法。 ( 一) 斷層煤柱留設(shè)“1 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，煤礦底板突水5 0 以上與斷層有關(guān)。由于斷層留設(shè)的放水煤柱不足， 甚至不留設(shè)放水煤柱而造成大型突水。例如肥城礦區(qū)從1 9 6 5 年開采太原組煤層以來，共 發(fā)生底板突水2 0 0 余次，其中水量大于1 0 0 0 m 3 h 的7 次，淹6 各礦( 井) 。這7 次大型 3 些查型絲查蘭堡主蘭些堡蘭 墮絲 突水中，有5 次是由于斷層位置不清留設(shè)煤柱不足造成的。 留設(shè)煤柱的放水煤柱必須留足，留設(shè)不足的放水煤柱，易造成礦山壓力的集中，煤 柱會破壞，抗水壓能力降低，在水壓礦壓聯(lián)合作用下很容易片幫、沖垮而造成突水。開 采放水煤柱，特別是大斷層的放水煤柱是一個(gè)及其危險(xiǎn)的做法。 斷層煤柱的留設(shè)方法有下列三種： 1 傳統(tǒng)方法 ( 1 ) 承壓水由斷層或斷層彼側(cè)的強(qiáng)含水層直接突破煤層而進(jìn)入采區(qū)，如圖l _ l 所示。 其防止的方法是緊靠斷層帶沿煤層這一側(cè)留設(shè)防水煤柱( a ) ，其計(jì)算公式如下： 斤f 口= o 。5 砌、案 ( 1 1 ) 式中a 煤柱寬度； m 煤層厚度或巷道的高度； k 在斷層帶附近的煤層抗張強(qiáng)度： p 作用于煤柱的靜水壓力： a 安全系數(shù)，一般取2 5 倍，其大小的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：一是根據(jù) 對斷層位置的控制程度和對斷層充填情況和兩側(cè)有無導(dǎo)水的羽狀裂隙帶及其寬度的了解 程度：二是k 值的可靠程度；三是適當(dāng)考慮煤層開采時(shí)，可能對煤層柱的破壞情況。 圖1 1 斷層傾角a 三+ 孥時(shí)防水煤柱計(jì)算圖 4 7 f i g 1 1 i q 山t yo f t h er a u - t b 三+ 警， t h ew a t e rp i l l a re a e u l a t em e t h o d 1 ，含水層；2 導(dǎo)水?dāng)鄬訋В? 開采煤層；4 弱導(dǎo)水或不導(dǎo)水?dāng)鄬訋?p 一水柱壓力；8 - 防水煤柱 4 上一 丁吖盆1 一 = 1 4 j 一一k 7 ， 一 = r ：磊 山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 緒論 ( 2 ) 當(dāng)斷層傾角較小，由于煤層采出后礦山壓力向底板傳遞和地下水靜壓的作用，承 壓水有可能從導(dǎo)水?dāng)鄬訋Щ驍鄬颖藗?cè)的強(qiáng)含水層沿最短的距離突入采區(qū)，如圖1 2 所示。 其防止的辦法不僅應(yīng)使煤柱的寬度a 符合要求，還應(yīng)該使由采掘邊界至導(dǎo)水?dāng)鄬訋Щ驈?qiáng) 含水層的最短距離大于按公式計(jì)算的安全煤柱a 值。 圖1 t2 斷層傾角a 三+ 絲2 時(shí)防水煤柱計(jì)算圖 1 古水層；2 導(dǎo)水?dāng)鄬訋В? 煤層；4 不導(dǎo)水?dāng)鄬?p - - 水柱壓力；a 一防水煤柱 h g 1 z i i q 山t yo f t h er a u 舊 號+ 警， t h ew a t e rp i l l a rp o l ec a c u l a t em e t h o d ( 3 ) 由于煤層采后向上產(chǎn)生冒裂，波及含水層斷層帶或斷層彼側(cè)的強(qiáng)含水層，高壓地 下水有可能通過冒裂帶突入采區(qū)。其防止的辦法是，使a 值符合煤柱邊界至導(dǎo)水?dāng)鄬颖?側(cè)強(qiáng)含水層的鉛垂距離大于水體下采煤的放水煤柱高度，等于預(yù)計(jì)或該區(qū)實(shí)測的導(dǎo)水裂 隙帶高度，加防護(hù)層厚度，即h 防= h 裂+ s 保。 2 經(jīng)驗(yàn)公式法 在許多礦區(qū)，斷層煤柱的留設(shè)使根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來設(shè)計(jì)的。肥城礦業(yè)集團(tuán)對斷層煤柱 的留設(shè)采取了如下方法： ( 1 ) 上組煤 對落差大于或等于3 0 m 的斷層，兩層各留5 0 m 的煤柱；對落差2 0 小于3 0 m 的斷層， 不留煤柱。 5 當(dāng)查型墊查蘭堡主蘭堡堡壅 墮堡 ( 2 ) 下組煤 對落差大于或等于3 0 m 的斷層，兩側(cè)各留5 0 m 的煤柱；對落差2 0 3 0 m 的斷層，兩 側(cè)各留3 0 m 的煤柱；落差在2 0 m 以下的斷層一般不留煤柱。 淄博礦業(yè)集團(tuán)對落差較大的斷層都保留防水煤柱，不過在防水煤柱的留設(shè)尺寸上原 來沒有什么標(biāo)準(zhǔn)，只根據(jù)“適當(dāng)多留，確保安全”，“由淺到深一個(gè)寬度”的原則進(jìn)行。 但9 0 年代以來也選用適當(dāng)?shù)那€方程計(jì)算確定。例如夏莊一井東頂山斷層，探明落差 1 4 m ，它使l o 層煤與徐灰的間距縮小為1 1 m ，與奧灰的間距縮小為3 6 m 。采區(qū)上限標(biāo)高 一1 5 0 m ，下限一3 0 0 m ，斷層沿傾斜方向切過采區(qū)。按曲線方程： 2 7 0 ( t m 2 ) = 0 1 6 h 2 + 1 5 h 一3 0( 1 2 ) 計(jì)算一1 5 0 m 水平停采線距含水層應(yīng)3 9 m ，一3 0 0 m 水平應(yīng)有4 9 m 。根據(jù)斷層實(shí)際傾角作剖面 圖1 3 所示，即可具體確定不同水平防水煤柱尺寸，安全上至今沒有出現(xiàn)問題。 圖1 3 斷層防水煤柱尺寸圖 f i g 1 3t h es i z eo ft h ef a u l tw a t e rp i l l a r 3 內(nèi)外應(yīng)力場法 斷層煤柱的留設(shè)使受諸多因素影響的，沒有一個(gè)理論公式或經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌虮ＷC所用斷層 不突水。在斷層煤柱留設(shè)方面，某種程度上經(jīng)驗(yàn)比理論更為重要。建立在大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 基礎(chǔ)上的礦山壓力內(nèi)外應(yīng)力場理論對于指導(dǎo)斷層煤柱的留設(shè)很有意義。 ( 二) 底板注漿改造 底板的注漿改造是指在工作面回采之前。預(yù)先對回采煤層的底板進(jìn)行注漿加固，以 阻止地下水源向煤層底板的補(bǔ)給。是一種很有效的預(yù)防突水事故的方法。 6 坐查型墊奎堂堡主蘭垡堡苧 墮笙 1 底板注漿改造的前提條件 通過預(yù)注漿改造底板，從而實(shí)現(xiàn)承壓水體上的安全采煤，具有操作簡單、效果顯著， 比疏水降壓采煤方法成本低，是一項(xiàng)值得推廣應(yīng)用的防治地下水措施。但該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng) 用是有前提條件的，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)之前必須搞清各含水層之間的水力聯(lián)系研究現(xiàn)場的 底板突水機(jī)理，以確定注漿改造的可能性。肥城煤田太原組9 和1 0 煤層的開采主要受到 本溪組五灰水的威脅，而五灰水的水源便是奧陶系巖溶裂隙，由于煤田斷裂構(gòu)造及重力 滑動構(gòu)造影響，五灰與奧灰實(shí)為統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，因煤層到五灰之間的隔水層薄，且破 碎嚴(yán)重，從而開采9 和1 0 煤層時(shí)底板突水時(shí)常發(fā)生。由于五灰厚度在5 l o m 左右，且 發(fā)育的裂隙之間連通性好，同時(shí)煤層隔水底板裂隙也發(fā)育，因此實(shí)行五灰及煤層底板隔 水層的注漿改造是可行的。而奧灰巨厚，巖溶發(fā)育情況不清楚，不能盲目實(shí)行注漿改造。 2 底板注漿改造的機(jī)理 ( 1 ) 向受水含水層( 如肥城的五灰) 中注漿漿液，漿液在注漿壓力的推進(jìn)下沿著灰?guī)r 的巖溶裂隙擴(kuò)散、沉析、結(jié)實(shí)，最后充填灰?guī)r的巖溶裂隙，把灰?guī)r中的水置換出去，使 狄?guī)r含水層變?yōu)椴缓蛉鹾?( 2 ) 漿液在注漿壓力的作用下，通過灰?guī)r沿著補(bǔ)給源( 如奧灰) 的通道向下流動、擴(kuò) 散、沉析、結(jié)實(shí)，從而堵塞或縮小導(dǎo)水通道，減少水源對受水體的補(bǔ)給量。 ( 3 ) 漿液通過注漿層向煤層底板裂隙中運(yùn)移、沉析、結(jié)實(shí)，充填隔水層的導(dǎo)水裂隙和 膠結(jié)巖塊，加固了底板的阻隔水能力。 3 注漿鉆孔設(shè)計(jì) 按漿液擴(kuò)散半徑2 0 3 0 m 的布設(shè)，力求注漿鉆孔設(shè)計(jì)求使?jié){液在整個(gè)工作面或需注 漿液改造的地段的覆蓋率大8 0 以上。 鉆孔揭露被注層段盡量長些，所以打孔為宜。 鉆孔的方向盡量要和斷裂構(gòu)造發(fā)育方向斜交。 在斷層發(fā)育帶、初壓及周壓顯現(xiàn)地段、褶皺構(gòu)造的軸部及裂縫發(fā)育地段要重點(diǎn)布孔。 4 、注漿孔結(jié)構(gòu)與施工 注漿孔的終孔直徑不小于7 2 r a m ，底板中存在導(dǎo)水裂縫或有弱含水層的地段孔內(nèi)一般 下兩層套管，第一層為空口管，長3 5 m ；第二層套管長度為套管下口，上距煤層底板 十余米。第二層套管上按設(shè)水門，水門的最大抵壓能力不小于注漿壓力的1 5 2 倍。若 底板中不存在導(dǎo)水裂隙或弱含水層，可不設(shè)空口管。 注漿孔一般在工作面的軌運(yùn)中巷及聯(lián)絡(luò)巷中施工。每個(gè)硐室打1 3 個(gè)孔，分序次施 7 當(dāng)璽型堇查主堡主蘭竺堡奎墮笙 工。第一個(gè)序次孔距5 0 8 0 m 。其目的一是查灰?guī)r含水性二是注漿，第序次孔中間 打第二序次孔，第二序次孔主要是擴(kuò)大注漿。第二序次孔注完漿再打第三序次孔。第三 序次孔是重點(diǎn)加密孔、檢查，也要注漿。 注漿孔施工過程中，要做好簡易水文地質(zhì)觀n i 作，以指導(dǎo)注漿。主要內(nèi)容：初見 涌水量及涌水量變化，初次和加大涌水量的大小、位置、深度、水壓，見被注層深度及 穿過被注層的深度、水量，見灰?guī)r溶洞的深度及大小等。 5 注漿工藝流程 注漿材料可用水泥、粘土。粘土水泥漿制作余灌注系統(tǒng)由四大部分組成，即水泥上 料系統(tǒng)，粘土漿造漿系統(tǒng)，粘土水泥漿造漿系統(tǒng)，注漿系統(tǒng)。注漿方式根據(jù)情況采用全 層連續(xù)注漿和間歇注漿。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有跑漿現(xiàn)象時(shí)，采用間歇式注漿，間歇時(shí)間以2 4 小時(shí)為 ，! = io 6 注漿參數(shù) ( 1 ) 水灰比根據(jù)鉆孔揭露的灰?guī)r巖溶裂隙的大小確定，一般為1 ：1 3 ：1 ，多用 1 2 ：1 1 5 ：1 ，巖溶裂隙發(fā)育，吸漿量大的用濃漿，否則用稀漿。 ( 2 ) 泵量根據(jù)裂隙發(fā)育程度及泵壓確定，當(dāng)裂隙發(fā)育或無泵壓時(shí)，采用全泵量。當(dāng) 裂隙發(fā)育差或泵壓大于0 5 m p a 時(shí)，用中泵量，最后結(jié)束用小泵量。 ( 3 ) 單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)單孔注漿當(dāng)水灰比為2 ：l 3 ：1 ，泵量為4 0 t m i n ，孔口壓力 達(dá)到水壓的2 3 倍持續(xù)一定時(shí)間即可結(jié)束。 ( 三) 帷幕截流 帷幕截流最早是國內(nèi)外廣泛用于水利工程的防滲措施之一，6 0 年代開始，這種技術(shù) 被引j ；j 導(dǎo)采礦業(yè)。截流的主要目的是堵截礦井采場的水源。保證安全生產(chǎn)。帷幕截流工 程施工的地點(diǎn)分為地面和井下施工。地面施工方便，但費(fèi)用高；井下施工難度大，但成 本低。”1 2 0 世紀(jì)6 0 年代初期在中國徐州礦務(wù)局進(jìn)行了帷幕注漿截流治水的工藝試驗(yàn)，其后， 中國、俄羅斯、烏克蘭也在一些礦山中使用了該項(xiàng)技術(shù)并取得了較好的效果。 而惟幕截流技術(shù)在礦井防治水中特別是井下大范圍的實(shí)施，在國內(nèi)外尚屬首次。 1 3 研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線( 以肥城國家莊煤礦為例) 因工程規(guī)模和投資較大， 因工程規(guī)模和投資較大， 對其要求也相當(dāng)嚴(yán)格 對其要求也相當(dāng)嚴(yán)格 需要做大量的基礎(chǔ)工作 需要做大量的基礎(chǔ)工作 坐奎型墊查堂堡主蘭些絲苧 墮堡 ( 1 ) 沿舊剃亍i 糊自蝴蚴旃鷙雕崤刪廈撒造及匆融f ( 支她質(zhì)條限 ( 2 ) 注漿孑l 要有足夠的密度。 ( 3 ) 因地制宜，采用多種注漿方法。 ( 4 ) 對截流后含水層的疏干效果和流場情況有詳細(xì)的模擬分析。 國家莊井田疏干四灰水成為安全開采7 層煤甚至開采8 、9 、1 0 煤的先決條件，整個(gè) 井田生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)四灰水尚未疏干的主要原因是井田東南、西南面的邊界導(dǎo)水?dāng)鄬觙 7 、f 7 】 所致，四灰接受其對盤奧灰、五灰的補(bǔ)給。大范圍內(nèi)切斷四灰水的補(bǔ)給通道或減少補(bǔ)給 量的最佳途徑就是帷幕截流。 采用帷幕截流技術(shù)在四灰內(nèi)形成阻水墻，切斷或減少帷幕區(qū)內(nèi)四灰水的補(bǔ)給量，利 用鉆孔放水對帷幕區(qū)內(nèi)四灰水進(jìn)行疏干，從而達(dá)到安全回采7 、8 、9 、1 0 層煤。首先要 進(jìn)行帷幕巷位置選取、施工，然后再施工帷幕孔及注漿，達(dá)到的效果應(yīng)是帷幕區(qū)內(nèi)四灰 水有一定的疏干范圍，解放受水威脅煤量，取得防治水技術(shù)上的突破。 9 山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文國家莊煤礦水害調(diào)研 2 國家莊煤礦水害調(diào)研 2 1 礦井概述 國家莊井田位于肥城煤田西南部，東、東北為r 斷層并與白莊礦、平陰礦為界：西、 西北為f 2 。、f 3 斷層并與查莊礦、馬坊礦( 原聊城礦) 為界：南為煤層露頭：東南部為地 方煤礦隆莊礦( 已關(guān)閉) 。井田走向長6 o k m ，傾斜寬0 5 1 8 k m ，面積9 o k m 2 。國家莊 礦于1 9 7 0 年建井，1 9 7 5 年投產(chǎn)，采用立井雙翼開拓，混合式通風(fēng)，1 9 9 7 年核定生產(chǎn)能 力4 5 萬t n 。自投產(chǎn)以來至1 9 9 0 年，由于集中開采不受水威脅的上組煤，年產(chǎn)量保持 在8 0 萬t 以上，為肥城礦務(wù)局的發(fā)展作出了很大貢獻(xiàn)。同時(shí)，超強(qiáng)度開采使優(yōu)質(zhì)上組煤 資源枯竭，轉(zhuǎn)入受水威脅的下組煤開采后產(chǎn)量大副下降，年產(chǎn)原煤6 0 萬t 左右。現(xiàn)有三 個(gè)生產(chǎn)水平；一7 0 m 水平基本結(jié)束，以回收各類煤柱為主：一8 0 m 水平屬原南高余煤礦，因 受水威脅嚴(yán)重而長期未進(jìn)行開采；- 2 1 0 m 水平為主產(chǎn)水平，于1 9 9 2 年底投產(chǎn)，受五、奧 灰水威脅嚴(yán)重，1 9 9 3 年1 月5 日，一2 1 0 m 北大巷在沿煤7 掘進(jìn)過程中突發(fā)奧灰水，水量 達(dá)3 2 9 7 0 m 3 h ，礦井被淹。2 0 0 2 年1 2 月2 7 日，8 1 0 1 工作面推采過程中突然揭露一條落 差1 8 m 的隱伏正斷層，發(fā)生底板奧灰突水1 6 5 4 0 m 3 h ，一2 l o m 水平被淹。 截止2 0 0 2 年底，井田地質(zhì)儲量7 1 9 6 6 萬t ，工業(yè)儲量5 5 1 1 3 萬t ，可采儲量2 2 6 0 3 萬t ，其中受水威脅1 8 9 9 2 萬t ，占8 4 ，村莊及建筑物壓煤4 2 2 5 萬t ，有效可采煤量 僅2 0 8 9 萬t ，生產(chǎn)成本1 8 7 7 9 元t ，年虧損達(dá)1 2 8 0 萬元。由于水害制約，礦井采掘 矛盾突出，生產(chǎn)接續(xù)緊張，安全生產(chǎn)形勢嚴(yán)峻，礦井生產(chǎn)舉步維艱，受水威脅成為影響 和制約礦井當(dāng)前乃至長遠(yuǎn)發(fā)展的首要因素。實(shí)施四灰帷幕截流不僅十分必要，而且迫在 眉睫。 2 2 井田地質(zhì)及水文條件 2 2 1 地層及煤層( 見煤系地層綜合地質(zhì)柱狀圖2 1 ) 2 2 1 1 地層 本井田地層與區(qū)域地層相同，自下而上為前震旦系、寒武系、奧陶系、石炭系、二 疊系、第四系。含煤地層為石炭、二疊系?，F(xiàn)將奧陶系至二疊系間的地層情況簡述如下： 奧陶系：為煤系地層下伏的厚層灰?guī)r含水層，厚約8 0 0 m ，在煤田的西南、南部廣泛 1 0 些查型墊盔堂堡主堂垡絲塞 鬯窶堡堡! 坐宣塑翌 出露，面積達(dá)2 6 0k m 2 。以質(zhì)唇致密的結(jié)晶灰?guī)r為主，巖溶裂隙發(fā)育。 石炭系：平均厚1 6 3 5 3 m ，分中、上石炭統(tǒng)。中石炭統(tǒng)( 本溪群) 平均厚2 9 4 ，以 雜色粘土巖、粉沙巖為主，含石灰?guī)r兩層( 六灰、五灰) ；上石炭統(tǒng)( 太原組) 平均厚 1 3 4 1 3 m ，以深灰色、灰色粉沙巖為主，含煤1 0 層，可采7 層( 5 、6 、7 、8 、9 、1 0i 、 l o i i ) ，累計(jì)厚9 6 6 m ，夾石灰?guī)r4 層( 灰、二灰、三灰、四灰) ，其中7 、8 、9 、1 0 i 、1 0 i i 層煤為受水威脅煤層。 二疊系：僅有下二疊統(tǒng)( 山西組、下石盒子組) 厚2 7 8 2 m 。其中山西組厚1 2 8 2 m ， 以灰色至灰自色中粒砂巖為主，含可采煤層3 層( 3i 、3 i i 、4 層煤) ，煤層總厚度5 0 7 m ， 下石盒子組厚1 5 0 m ，不含煤。 2 2 1 2 煤層 本井田含煤地層為石炭系太原群t n - 疊系山西組，含煤1 7 層，煤層總厚度1 7 0 1 m ， 古煤系數(shù)6 5 。山西組煤層為上含煤組，不受水威脅。太原組煤層為下組煤，不同程度 的受底板巖溶水威脅，分述如下： ( 1 ) 第5 層煤：位于太原組上部，厚0 2 2 1 m ，平均0 9 7 m ，自西南向東北變薄， 局部可采。直接頂為細(xì)砂質(zhì)泥巖，質(zhì)軟、破碎，平均厚度3 5 4 m ，底板為深灰色粉砂質(zhì) 泥巖，厚6 5 3 m 。 ( 2 ) 第6 層煤：上距第5 層煤8 4 9 m ，厚0 6 1 1 1 m ，平均0 8 5 m ，局部可采，下 距第7 層煤1 7 5 7 m 。頂板為二灰，厚1 6 9 m ，底板為灰白色中粒砂巖 ( 3 ) 第7 層煤；厚1 9 2 3 4 m ，平均2 1 4 m ，上部含粘土巖夾石( 0 1 0 2 3 m ) ， 是本井田的主要可采煤層，下距四灰1 3 7 5 m 。其直接頂為深灰色粉砂巖，厚9 9 2 m ，性 脆，節(jié)理發(fā)育，強(qiáng)度低。底板為深灰色粉砂巖，厚1 1 1 1 m 。 ( 4 ) 第8 層煤：厚1 5 2 7 m ，平均2 1 m ，上部夾0 2 8 m 厚的炭質(zhì)細(xì)砂巖夾石，是 本井田的主要可采煤層，下距第9 層煤7 5 5 m 。直接頂為四灰，厚5 4 m 。質(zhì)地堅(jiān)硬，裂 隙發(fā)育。底板為粉砂巖，厚6 9 2 m 。 ( 5 ) 第9 層煤：厚1 2 2 1 5 m ，平均1 6 7 m ，含1 2 層厚0 0 5 o 5 r , 1 的粘土巖夾 石，屬結(jié)構(gòu)復(fù)雜的穩(wěn)定煤層，下距第1 0 層煤，2 1 7 m 。頂板以粉砂巖為主，局部為灰色泥 灰?guī)r，厚0 6 3 m 。底板為灰色泥灰?guī)r，厚0 6 3 m 。底板為灰黑色泥巖，厚0 1 7 m 。 ( 6 ) 第1 0r 層煤：厚0 3 1 _ 2 m ，平均0 6 8 m ，含0 1 m 厚的夾石一層，屬結(jié)構(gòu)復(fù)雜 的極不穩(wěn)定煤層，下距第1 0 “層煤0 9 7 m ，局部合層。井田內(nèi)以開采煤1 0 。為主，煤1 0 。 因開采技術(shù)條件差而難以回采。 1 1 些查型塑墮苧望型苧塑望生墾 里塞皇堡笙查童塑嬰 ( 7 ) 第1 0 層煤：厚1 2 4 8 3 m ，平均2 2 8 m ，全區(qū)穩(wěn)定可采，是本井田的主要可 采煤層，含0 0 5 0 2 m 厚的夾石1 5 層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。其頂板為深灰至黑色泥巖，厚0 3 8 5 m ，裂隙發(fā)育。底板為淺色砂質(zhì)粘土巖，厚3 6 1 m ，遇水易軟化膨脹。如圖2 1 。 圖2 1 煤系地層綜合地質(zhì)柱狀圖 f i g 2 1w h o l eg e o l o g i ch i s t o g r a mo f c o a ls t r a t u m 1 2 山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文國家莊煤礦水害調(diào)研 2 2 2 地質(zhì)構(gòu)造 國家莊井田處于三面被斷層包圍、區(qū)內(nèi)小型斷層發(fā)育的地塹向斜構(gòu)造。同時(shí)，因本 井田處在煤田西南邊緣的向斜翹起部位，地質(zhì)條件極為復(fù)雜。 井田東南部和西北邊界是f ，、f ：。斷層，形成本井田的基本構(gòu)造形態(tài)一地塹構(gòu)造。在 地塹內(nèi)，f 2 5 、f 3 斷層又構(gòu)成次一級地塹構(gòu)造，并因多次水平壓力的作用，形成了軸向 n 4 0 。e 、里弧狀的“船”形向斜，其北翼完整，南翼因受f 7 斷層切割而殘缺。井田內(nèi)共 發(fā)育落差大于l o m 的斷層3 0 條，延展長度3 9 5 8 0 m ，平均3 3 條、4 3 9 8 m k m 2 。落差3 1 0 m 的斷層9 3 條，延展長度1 8 6 0 0 m ，平均l l 條、2 0 6 7m k m 2 。井田內(nèi)部斷裂構(gòu)造、褶 曲、火成巖墻均有發(fā)育，構(gòu)造十分復(fù)雜，現(xiàn)分述如下： 2 2 2 1 斷層 f ，斷層：為井田東南邊界，走向n o 4 0 。e ，傾向西北，傾角6 0 7 5 。，落差1 0 0 1 9 5 m ，南升北降，本井田內(nèi)的延展長度5 0 0 0 多米。 f 。斷層：為井田西北邊界，走向n 4 0 。e 左右，落差8 0 2 0 m ，淺小深大，延展長度 1 9 0 0 m 。 f 。一。斷層組：是f ，斷層的附生斷層，由f ，。、g f 。、f ，。f ，一。等斷層組成，走向n 2 0 4 0 。e ，傾向西北，傾角4 0 7 5 。，落差f ，一是1 3 5 1 5 m ，g f 。是 o 2 0 m ，f ，一：是2 0 6 5 m ， f 。是2 0 m ，南升北降，呈階梯狀下落。 f 。斷層：為井田北翼與查莊井田邊界，其走向n l o 9 0 。e ，傾向西北，傾角n 5 0 7 0 。， 落差9 0 3 0 m ，南大北小，延展長度4 1 0 0 m 。 g f ，斷層：位于井田中下部，走向n 2 0 5 0 。e ，傾向西北，傾角3 5 6 0 。，落差3 0 9 0 m ，南大北小，北端與f ，斷層相交。 g f 。斷層：為礦井內(nèi)隱伏斷層，位于g f 。斷層：上盤，走向近南北，傾向西，傾角1 3 2 8 。，落差2 0 m 左右。g f 。g f 。斷層為礦井實(shí)見斷層，落差l o 3 0 m 不等。 山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 國家莊煤礦水害調(diào)研 表2 1 井田邊界斷層統(tǒng)計(jì)表 t a b l e2 1s t a f i s t i c so f f a u l ti nt h eb o r eo f t h ec o a l 序號編號走向傾向傾角( 。)落差( m )斷層性質(zhì)控制點(diǎn) 控制程度 西補(bǔ)6 0 、西補(bǔ) 6 5 3 2 8 、4 8 、西補(bǔ)上組煤已 lf 3n 1 0 9 0 。e 西北 5 0 7 03 0 9 0 正斷層 1 5 、西補(bǔ)1 4 、奧3 、控制 巷道控制 6 3 1 l 、6 3 5 9 、3 5 0 0上組煤已 2f 2 5n 4 0 。e 東南 6 5 7 58 0 2 0正斷層 石門控制 控制 6 3 水、6 3 水8 、3 1 5 、上組煤已 3f 7 n 0 4 0 o e 西北 6 5 7 51 0 0 1 9 5 正斷層 六八采區(qū)石門控制控制 6 3 2 6 、6 3 3 1 1 、7 8 、上組煤已 4f 7 1n 2 0 - - 4 0 。e 西北 4 0 7 51 5 1 3 5 正斷層 三六八十采區(qū)控制控制 5f 7 - 2 n o 4 0 。e西北不明 2 0 6 5 正斷層 6 3 5 5 、3 5 3 基本查明 6f 7 - 3n o 1 0 。e 東 5 02 0 正斷層2 6 0 9 、3 6 1 1 面控制初步控制 上組煤已 7f 3 1n 4 0 5 0 。e 西北 5 0 6 01 0 3 0 正斷層g 8 0 2 、3 8 0 4 面控制 控制 合計(jì)7 條 2 2 2 2 褶曲 較大的向斜構(gòu)造位于f 7 1 斷層西側(cè)，該向斜軸部在1 4 3 、西檢2 、6 3 3 4 、3 0 9 號孔 一線，向斜北翼完整較緩，南翼因受f 7 斷層切割而殘缺。軸向約北東4 0 。，呈弧狀。 南至隱伏露頭，北至g 8 3 - 2 孔，長度約4 3 0 0 m 。 2 2 2 3 火成巖墻 礦井生產(chǎn)期間，- - 7 0 m 水平四六采區(qū)實(shí)見一條近東西的l # 巖墻，巖性為輝綠玢巖， 具體位置在f 3 f 7 - 1 斷層、緯線4 0 1 0 0 0 0 4 0 1 0 1 0 0 間，寬度0 5 3 0 m ，東西延伸長 度近9 0 0 m ，最高侵入層位2 層煤頂板。其傾向北，傾角8 5 9 0 。，巖墻兩側(cè)0 5 0 8 m 范圍內(nèi)的煤層變質(zhì)為天然焦。 在- - 7 0 m 水平實(shí)見的巖墻以南3 6 0 m 處，- - 2 1 0 m 水平又揭露一條近東西向的2 # 巖墻， 1 4 生變型苧查堂墮主堂垡堡奎里蔓墾塞! 查量塑竺 巖性為輝綠玢巖，西至g f 2 0 ，東部已過- - 2 1 0 m 集中巷，寬度0 2 1 o m ，實(shí)見長度近4 0 0 m 。 最高侵入層位7 層煤頂板。巖墻處無導(dǎo)水跡象。 總上所述，本并田的基本構(gòu)造形態(tài)是：三面被斷層包圍，區(qū)內(nèi)以斷裂構(gòu)造為主，小 的褶曲發(fā)育的地塹向斜構(gòu)造。井田東南和西北邊界是f 7 、f 2 5 斷層，形成本井田的基本 構(gòu)造形態(tài)地塹構(gòu)造。構(gòu)造展布規(guī)律是，地層走向在東北4 0 。左右，基本穩(wěn)定，傾向 東南，與肥城煤田反頃，地層傾角4 1 5 。，局部達(dá)3 0 。；斷層走向以東北向發(fā)育為主， 近東西向次之，斷層間相互交叉；張性裂隙及火成巖墻近東西向分布。如圖2 2 國家莊 井田構(gòu)造綱要圖。 i 冬 2 2 球j = f ! ! 井約也荊要罔 e 馬圈日田 口 口e 日團(tuán) # ，l ，i ：h 1 h h i |hi tm“k#m i “、：m 、 。 u= ”1 ”“ f i g 2 2s t r u c t u r ef i g u r eo fg u o j i a z h u a n gc o l l i e r y 2 2 3 水文地質(zhì) 2 2 3 1 含水層 本井田內(nèi)主要含水層有： 第四系砂及砂礓含水層，山西組砂巖層，太原組石灰?guī)r含水層，本溪群徐家莊灰?guī)r ( 以下簡稱五灰) 及奧陶系灰?guī)r( 以下簡稱奧灰) 含水層。 其中第四系砂及砂礓含水層、山西組砂巖含水層、太原群中第一、二層灰?guī)r含水層 等對礦井充水影響較小。太原群第四層石灰?guī)r( 以下簡稱四灰) ，本溪群五灰和奧陶系石 灰?guī)r為強(qiáng)含水層，嚴(yán)重威脅下組煤的開采。7 1 0 i i 層煤分別到四灰、五灰、奧陶的層間 距情況如表2 2 所示。 1 5 山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文國家莊煤礦水害調(diào)研 表2 27 1 0 i i 層煤分別到四灰、五灰、奧陶的層間距表 t a b l e2 2d i s t a n c ef r o m7 l o c o a lt oq u a t e r n a r ys y s t e m 、f i f t ha n do r d o v i e i a ns y s t e ml i m e s t o n e 間距煤層 789 l o1 0 i i 含水層、 四灰 1 5 6 5o9 4 81 3 0 31 4 7 5 五灰5 2 8 73 0 3 22 1 3 91 8 4 71 5 5 奧灰7 0 5 84 8 0 33 9 13 6 ，1 83 3 2 1 ( 1 ) 四灰：厚2 5 4 7 1 3 m ，平均4 9 7 m ，為8 煤層直接頂板，上距7 層煤1 5 6 5 m ， 下距五灰含水層3 3 5 m ，q = 0 0 1 2 1 1 7 l s 1 1 1 ，滲透系數(shù)k = 0 3 2 1 5 2 9 8 m d ，四灰?guī)r溶 裂隙發(fā)育，富水性不均一，為含水層豐富到弱的含水層，由于復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造的影響， 局部直接頂受五灰、奧灰水的補(bǔ)給，因此，四灰水直接威脅7 層煤的開采。 ( 2 ) 五灰：厚6 2 2 9 4 4 m ，平均7 4 8 m ，上距l(xiāng) o i i 煤1 5 5 m ，局部夾無名灰?guī)r， 厚o 一2 0j i 】，下距奧灰1 0 2 3 m 間夾六灰( 草埠溝灰?guī)r) o 一0 2 2 m 。五灰質(zhì)純致密，q = 4 1 4 0 1 1 2 2 l s m ，k = 6 6 6 6 1 0 3 4 m d ，極易受奧灰水源補(bǔ)給，含水極豐富，但富水性不均 一，有明顯的分區(qū)性。 ( 3 ) 奧灰：厚8 0 0 m 左右，在地面廣泛出蓐，直接接受大氣降水補(bǔ)給，含水豐富 淺不巖溶裂隙較深部發(fā)育，是四灰、五灰的水源層，是礦井充水水源。奧灰水動、靜儲 量大，根據(jù)“水源報(bào)告”靜儲量3 1 5 1 0 3 m 3 h ，動儲量為2 8 1 0 4 一h ，而1 9 9 3 年國家 莊礦突水淹井時(shí)最大水量3 2 9 7 0 m 3 h ，因此奧灰含水極為豐富。如圖2 3 國家莊井田綜合 水文地質(zhì)柱狀圖。 1 6 坐變型墊查蘭里主堂堡堡苧 旦窒生堡! 查童塑墮 地層薰統(tǒng)髓屢 名稱 掛孰 屢犀 標(biāo)者羼 向距c a ) - f f 生 界 石 石 嶷 統(tǒng) 曩 溪 規(guī) t 舶- t ，i e 7 蘭衰 t 蠲噸瓜打 薯 螬 四衷1 0 - 4 1 8 l 目 ”，k l 煤 卻噸0 ，t 瑚 8 d ： ； 五衷 穴襲 冉 臭灰 四復(fù) 上幫憲混既下部戚鮑膏音化石重腺 港鑭置慧崔亦性一有拽薔大踩部小 西肽中間奪辱般期 k q f f i o 0 1 2 一n 7 l ，( t ) 啪州 1 5 2 9 電a d 原始水位6 0 4 擴(kuò)化 度亂拍l o 7 1 缸1 ，水勝讎帶 為i 哪、c i - 口虹基和嘶賦 c 一舶心苴在埠弗齟料軸心地帶 一匿伍= 抽矗c 扭生產(chǎn)中量太 b 贏藏為孽密結(jié)晶麓巖。巖涪強(qiáng)古永展 霄水性教具淺大漳小規(guī)律 1 1 2 1 8 z 2 1 ( _ ) k ：- i 7 6 9 t m d 最蚰水位6 1 o h 礦化 船2 噸, m w , z 永覆瞞畸 塑生產(chǎn)中曩大兜水量朝7 一 質(zhì)地致密特晶獲巖巖溶強(qiáng)音 以其古永性強(qiáng)弱分為8 十不同古 富水性其有區(qū)井大于匿內(nèi) q z o - o m 鼠9 7 9 1 c - ) k = o 0 1 4 5 拍6 7 9 f f i d 原始承位6 1 2 6 = 礦化 座o2 3 4 0 曲以i 蝴峨s 哼 o 一均? 藿，生產(chǎn)巾罩太兜水量3 曲7 0 一h 圖2 3 國家莊井田綜合水文地質(zhì)柱狀圖 f i g 2 3t h ew h o l eh y d r o l o g i c a la n dg e o l o g i c a l h i s t o g r a mo fg u o j i a z h u a n gm i n ef i e l d 2 2 4 四灰水文地質(zhì)塊段的劃分及其特征 據(jù)目前掌握的地質(zhì)構(gòu)造及四灰水力聯(lián)系程度，四灰水文地質(zhì)塊段的劃分，總體上可 以劃分為四大塊段。 i 塊段：位于f 3 與f 2 5 斷層間，由于這兩個(gè)斷層