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1、第一章 概述2第一節(jié) 井田地理位置、范圍及交通2第二節(jié) 自然地理3第二章 礦井地質(zhì)3第一節(jié) 地 層3第二節(jié) 含煤地層4一、含煤地層4二、煤層對比及標(biāo)志層5第三節(jié) 礦井構(gòu)造7一、區(qū)域構(gòu)造概況7二、礦井構(gòu)造8三、礦井構(gòu)造發(fā)育規(guī)律12第四節(jié) 礦井地質(zhì)條件分類13一、礦井地質(zhì)條件分類的必要性13二、礦井地質(zhì)條件分類評定基礎(chǔ)13三、礦井地質(zhì)條件分類14第三章 煤層、煤質(zhì)及有益礦產(chǎn)15第一節(jié) 含煤性15第二節(jié) 煤 層15一、煤層厚度及結(jié)構(gòu)變化15二、煤層間距17第四章 礦井水文地質(zhì)18第一節(jié) 區(qū)域水文地質(zhì)概況18一、含水層段(巖組)劃分18二、區(qū)域巖溶地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄19第二節(jié) 礦井充水條件19一
2、、礦井的補(bǔ)給水源和含水層19二、礦井的充水水源及補(bǔ)給條件21三、多層充水含水層組內(nèi)、外邊界21第三節(jié) 礦井防治水21一、礦井現(xiàn)有排、防水設(shè)施及主要防水安全措施的綜合評價21二、礦井?dāng)嚯姾笞詣友蜎]時間22三、其他一般性的防水措施23第四節(jié) 礦井涌水量及預(yù)計(jì)23一、礦井涌水量23二、礦井涌水形式及規(guī)律23三、礦井涌水量預(yù)計(jì)24第五節(jié) 防止奧灰突水的條件分析24一、突水條件24二、評價方法25三、奧陶系灰?guī)r含水層對煤層開采的影響25四、奧灰水的防治對策26第六節(jié) 水文地質(zhì)類型27一、水文地質(zhì)類型評定基礎(chǔ)27二、水文地質(zhì)類型28第五章 開采技術(shù)條件28第一節(jié) 開拓方式及煤層頂?shù)装鍡l件28一、礦井開拓方
3、式28二、煤層頂?shù)装鍡l件29第一章 概述 第一節(jié) 井田地理位置、范圍及交通錢家營井田位于河北省唐山市東南約15 km處,開平向斜的東南翼,以井田工業(yè)廣場為中心,至京山鐵路的唐山站和古冶站直線距離分別為14.5 km和16 km,距唐津、唐港高速公路入口8 km。唐樂公路斜穿井田中部,與井田東側(cè)的呂家坨礦業(yè)分公司亦有公路直通并與唐樂公路相接,交通非常方便(圖1)。圖1 開灤錢家營礦業(yè)分公司交通位置示意圖第二節(jié) 自然地理錢家營井田地形東北高西南低,海拔標(biāo)高介于+7+26 m之間,地形坡度為1。東部于新古河道兩側(cè)有高度13 m呈ne-sw向排列的小型沙丘。井田內(nèi)有沙河、老牛河、幸福河。沙河發(fā)源于遷安
4、城西的好樹屯,匯集了清涼山東麓一帶山地之水,向南進(jìn)入開平煤田,蜿蜒于唐家莊煤礦,流經(jīng)呂家坨煤礦與范各莊煤礦之間,回折而向西南,過錢家營、宋家營、小集鎮(zhèn),該河下游無入海口,沙河春季干涸,秋冬貧水,夏季流量較大,洪峰來臨多發(fā)生于上游山地暴雨之際,1962年測得最大流量為472 m3/s。井田中部的老牛河,為人工開竣,上游從孟家大寨東北流來,在錢家營與閻莊之間匯入沙河。老牛河在小張各莊東與東西橫貫的幸福河相聯(lián),沙河出現(xiàn)洪峰時,錢家營附近的沙河水,有向老牛河下游倒灌現(xiàn)象。第二章 礦井地質(zhì)第一節(jié) 地 層錢家營井田隸屬開平煤田,位于開平向斜的東南翼。開平煤田地層屬華北型沉積,古生代地層廣泛分布,其中石炭-
5、二疊系為含煤巖系,各系、統(tǒng)間多以整合或假整合接觸(表3-1)。含煤地層大多為第四系黃土覆蓋,但也有零星出露。表3-1 區(qū)域地層表界系統(tǒng)年代組厚度(m)新生界第四系q不整合洼里組0890上古生界二疊系上統(tǒng)280古冶組346下統(tǒng)唐家莊組180大苗莊組79石炭系上統(tǒng)趙各莊組74開平組70中統(tǒng)c2唐山組-平行不整合-馬家溝組65下古生界奧陶系中統(tǒng)o2345下統(tǒng)亮甲山組115冶里組203寒武系上統(tǒng)鳳山組68長山組48崮山組82中統(tǒng)張夏組120下統(tǒng)饅頭組150景兒峪組263元古界震旦系上統(tǒng)迷霧山組1200楊莊組400下統(tǒng)高于莊組600大紅峪黃崖關(guān)組不整合五臺群450太古界前震旦ar說明:據(jù)2001全國地層
6、委員會和2004國際地層委員會發(fā)布的時代劃分方案,石炭紀(jì)二分,二疊紀(jì)三分,但為了與礦上其他資料吻合方便起見,本次仍沿用舊的時代劃分方案。第二節(jié) 含煤地層一、含煤地層錢家營井田含煤地層為石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng),基底為中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r,含煤地層總厚度約為500 m。含煤地層特征與開平煤田其它井田基本相同,含煤地層由老到新簡述如下:1石炭系(c)石炭系總厚約200 m。由于沉積原因,缺失石炭系下統(tǒng),致使石炭系中統(tǒng)與其下伏的奧陶系馬家溝灰?guī)r呈假整合接觸,石炭系與其上覆二疊系以11煤頂板(含海相動物化石的細(xì)粉砂巖組成)的頂面為界。石炭系中、上統(tǒng)的分界面是唐山灰?guī)r (k3)的頂面。(1)石炭系中統(tǒng)(c
7、2)唐山組(c2):直接覆于奧陶系灰?guī)r之上,上界為唐山灰?guī)r(k3)頂面,與上覆開平組整合接觸,區(qū)域上與華北地區(qū)的本溪組相對應(yīng)。本組一般厚約60 m,巖性以紫、綠、灰色的粘土巖和淺灰色粉砂巖為主,僅上部可見細(xì)砂巖;下部約26 m,為濱海環(huán)境的湖泊相碎屑巖沉積,向上逐漸過渡到海相薄層碳酸鹽和過渡相的交替沉積,形成一個逐漸遞進(jìn)相序。(2)石炭系上統(tǒng)(c3)石炭系上統(tǒng)總厚度約135 m,以11煤頂板頂面作為本統(tǒng)與二疊系的分界面,區(qū)域上與華北地區(qū)的太原組相對應(yīng)。以趙各莊灰?guī)r(k6)頂面為界,本統(tǒng)又可被劃分為開平組和趙各莊組,開平組是重要的含煤地層。開平組():下界為k3灰?guī)r頂面,與唐山組呈整合接觸,上界
8、為k6灰?guī)r(趙各莊灰?guī)r)的頂面,呈整合接觸,一般厚約60 m。本組巖性以粉砂巖為主,粘土巖比唐山組亦有所減少,砂巖含量增加,在巖相組合上屬海相薄層泥質(zhì)碳酸鹽和過渡相粉砂質(zhì)-砂質(zhì)沉積物的交替沉積,每一旋回由海相-過渡相-海相沉積。本組賦存有三層灰?guī)r,由下而上為k4、k5和k6灰?guī)r,含煤六層,即13、14-1、14-2、14-3、14-4及15煤,均屬局部可采。趙各莊組():下界為k6灰?guī)r頂面,上界至11煤頂板含海相動物化石的細(xì)粉砂巖頂面,一般厚約70 m。本組巖性以粉砂巖和砂巖為主,煤層和粘土巖次之,巖相組合特征為過渡相的瀉湖、三角洲和濱海湖泊的粉砂-砂質(zhì)沉積與淺海薄層粘土質(zhì)沉積物的交替沉積,以
9、過渡相為主,由于地殼振幅小,比之前兩組地層接近于大陸相,沉積環(huán)境比較穩(wěn)定,有利于煤層的聚積和形成。本組含11、121/2、12-1和12-2煤四層。2二疊系下統(tǒng)(p1)二疊系與下伏石炭系呈整合接觸,下界為11煤頂板粉砂巖的頂面,上界為a層鋁土質(zhì)粘土巖的頂面。以a層鋁土巖的頂面為界,把二疊系分為上統(tǒng)和下統(tǒng)。下統(tǒng)一般厚約300m,分上下兩組,上組稱唐家莊組,下組稱大苗莊組,其中大苗莊組是主要含煤地層,與其下伏的趙各莊組呈整合接觸。大苗莊組():本組厚約70 m,區(qū)域上與華北地區(qū)的山西組相對應(yīng)。上界為5煤頂板的中、細(xì)砂巖底面,與其上覆地層呈河床沖刷接觸,常使5煤遭受沖蝕。本組為過渡相粘土巖和陸相碎屑
10、巖的交替沉積,大陸沖積相已開始出現(xiàn)。含煤六層,即5、6、61/2、7、8和9煤,其中7煤和9煤厚度較大,為層位穩(wěn)定的主要可采煤層。唐家莊組():下界為5煤頂板的中細(xì)砂巖底面,上界為a層鋁土質(zhì)粘土巖頂面,一般厚220 m左右,井田內(nèi)局部受剝蝕,本組屬陸相沉積,河流活動極為活躍,除了在河流期交替的短暫時期有一些滯水盆地還原湖相粉砂質(zhì)和泥質(zhì)沉積物外,很少見有典型湖泊型的沉積物,巖性以粗碎屑砂質(zhì)巖類為主,由于地殼逐漸趨向隆起,河流活躍,遷徙頻繁,已不利于煤層堆積。本組大致可分三段,每一巖段由河床相粗碎屑物起到滯水盆地(湖)細(xì)碎屑物止,反映了三次河流活動的大周期。二、煤層對比及標(biāo)志層1煤層對比井田內(nèi)巖性
11、及煤層的發(fā)育情況與開平煤田其它各礦區(qū)基本相同。含煤地層中標(biāo)志層也較明顯,主要煤層層位相對較穩(wěn)定,因此,煤層對比可靠(圖3-1)。井田內(nèi)可采和局部可采煤層共8層,即5、61/2、7、8、9、11、12-1和12-2煤,其中主要可采煤層為7、9、12-1煤,均屬復(fù)雜結(jié)構(gòu)的中厚-厚煤層。2標(biāo)志層井田標(biāo)志層較多,其中主要標(biāo)志層敘述如下:g層鋁土巖:沉積在奧陶系灰?guī)r的古風(fēng)化殼上,上部常為淺灰色,下部為淺灰、灰白和紫色,巖性致密,細(xì)膩有滑感,具有分布不均勻的菱鐵質(zhì)鮞粒,含黃鐵礦結(jié)核及散晶體,全區(qū)穩(wěn)定,總厚平均5 m。k1 灰?guī)r:灰-深灰色,略具褐色,質(zhì)地較純,富含海百合莖及腕足類等化石含黃鐵礦結(jié)核,層位穩(wěn)
12、定,厚度平均 1.50 m,下距奧陶系頂面約30 m。k2 灰?guī)r:深灰-黑灰色,有時微發(fā)褐色,致密,質(zhì)地較純,層面有時附瀝青質(zhì),含海百合莖及腕足類化石,層位較穩(wěn)定,厚度平均1.15 m,下距k1約15 m。k3 灰?guī)r(唐山灰?guī)r):淺灰褐色,中厚層狀,質(zhì)地堅(jiān)硬,含大量筵科、珊瑚、海百合莖和腕足類等化石,并含豆?fàn)铧S鐵礦結(jié)核及瀝青質(zhì)膜,厚度較大,層位穩(wěn)定,是含煤地層中沉積幅度較大的一次灰?guī)r沉積,厚度平均 3.58 m,下距k2約15 m。k4 灰?guī)r:褐灰色,致密,堅(jiān)硬,質(zhì)不純,富含海百合莖及腕足類及筵科化石,偶見黃鐵礦散晶,層位不穩(wěn)定,常變?yōu)闇\海相粉砂巖。厚度平均1.39 m,下距k3約20 m。k
13、5 灰?guī)r:灰-深灰色,含泥質(zhì)生物碎屑灰?guī)r,時而相變?yōu)殁}質(zhì)粉砂巖,本層灰?guī)r常為14-1煤直接頂板或間接頂板,厚度平均為1.15 m,下距k4灰?guī)r約30 m。k6 灰?guī)r(趙各莊灰?guī)r):深灰色,質(zhì)不純、含硅質(zhì),富含海百合莖及腕足類化石,裂隙多被方解石脈充填,并可見黃鐵礦散晶,厚度平均為1.00 m。有時被上部三角洲相沖刷,下距k5灰?guī)r約15 m。12-1煤頂板腐泥質(zhì)粘土巖:灰黑色,條痕褐色,巖性極細(xì),均一,油脂光澤,具貝殼狀斷口,含黃鐵礦薄膜,該層頂部粉砂巖中富含海相動物化石,其上部為含鈣質(zhì)的粉砂巖,僅井田中部及西南部明顯,層位較穩(wěn)定。11煤頂板腐泥質(zhì)粘土巖:黑色,條痕棕褐色,質(zhì)純而均一,油脂光澤,
14、平坦?fàn)罴柏悮顢嗫冢瑬|部發(fā)育,西部相變?yōu)檎惩翈r。6煤頂板粉砂巖:深灰-灰黑色,致密,質(zhì)地均一,具海百合莖及腕足類化石,含黃鐵礦散晶及褐灰色泥質(zhì)或菱鐵質(zhì)結(jié)核,層位穩(wěn)定。a層鋁土巖:淡青、淺灰和紫紅色為主,巖性致密,性脆,細(xì)膩,具鮞狀構(gòu)造,常夾粉砂巖薄層,層位較穩(wěn)定,但厚度變化大,一般310 m,局部被頂板河床相砂巖所沖刷。第三節(jié) 礦井構(gòu)造一、區(qū)域構(gòu)造概況錢家營井田隸屬于開平煤田,位于開平向斜的東南翼。開平煤田位于燕山南麓,是一個北東向的大型復(fù)式含煤向斜構(gòu)造,開平煤田在大地構(gòu)造分區(qū)上屬級構(gòu)造單元,它位于i級構(gòu)造單元中朝準(zhǔn)地臺之上,級構(gòu)造單元燕山沉降帶內(nèi),由燕山旋回造成的蓋層構(gòu)造唐山、薊縣陷褶束(級
15、構(gòu)造單元)中的一個復(fù)式含煤向斜。其東側(cè)與山海關(guān)臺拱(級構(gòu)造單元)為鄰;南部則伸入華北斷坳(級構(gòu)造單元)之中。錢家營礦業(yè)分公司0圖3-2 開平煤田構(gòu)造略圖開平煤田包括了開平向斜、車軸山向斜、荊各莊向斜、西缸窯向斜四個含煤構(gòu)造,其中開平向斜與車軸山向斜皆屬于長軸向斜,中間隔卑子院隱伏背斜,三者構(gòu)成了煤田的骨架構(gòu)造。荊各莊向斜、西缸窯向斜為開平向斜西北翼的鳳山-城子莊背斜隆起后,從主向斜分異出去的次一級褶曲構(gòu)造(圖3-2)。 煤田內(nèi)褶曲線性排列明顯,開平向斜長寬比約為5:1,延展長度達(dá)60 km以上,車軸山向斜也在25 km以上。褶曲多呈不對稱狀,向斜西北翼急陡、乃至倒轉(zhuǎn);東南翼平緩,背斜則恰好相反
16、。褶曲軸面向西北方向傾斜,且偏居一側(cè)。開平煤田的斷裂亦較發(fā)育,一般在急陡翼壓性走向逆斷層發(fā)育,還發(fā)育有較多具剪切性質(zhì)的斜交斷層。在煤田的南側(cè)與西側(cè)發(fā)育有晚近活動的新生界斷裂,某些斷層的落差可達(dá)數(shù)千米,并控制了巨厚的新生界沉積。開平向斜為一大型不對稱向斜構(gòu)造,軸向在南部為ne40,到北部古冶以東逐漸轉(zhuǎn)成近we向,其北西翼地層陡立乃至倒轉(zhuǎn),伴有大型的走向逆斷層;而南東翼地層平緩而多褶曲,并發(fā)育一定數(shù)量的斷層,且以正斷層為主,其自北而南發(fā)育的次級褶曲有:杜軍莊背斜、呂家坨背斜、范各莊向斜、畢各莊向斜、南陽莊背斜、高各莊向斜、李辛莊向斜、劉唐保背斜和深港向斜等褶曲,它們的軸向都與主向斜斜交,構(gòu)成了“邊
17、幕式”褶曲。開平向斜中斷層以壓性-壓扭性逆斷層為主,地層傾角一般為1015,很少有大于30。二、礦井構(gòu)造錢家營井田位于開平向斜東南翼的南段,占據(jù)了從畢各莊向斜到劉唐保背斜約15 km的地段。井田構(gòu)造以褶曲為主,斷裂為輔。圖3-3 錢家營井田構(gòu)造略圖本井田在構(gòu)造上可劃分三個不同的構(gòu)造地段,東北部褶曲區(qū)、中部單斜區(qū)和西南部褶曲區(qū)以及東北部-中部、中部-西南部兩個過渡區(qū)(圖3-3)。東部為畢各莊向斜西翼和小張各莊向斜西翼,向西依次為南陽莊背斜、高各莊向斜,再向西逐漸過渡到井田中部的單斜區(qū),此單斜構(gòu)造向西南延展約12 km,又開始出現(xiàn)褶曲,自東向西依次為李辛莊向斜、劉唐保背斜,西部為深港向斜的東翼。井
18、田內(nèi)褶曲線性排列明顯,各褶曲軸向都與主向斜軸(開平向斜)斜交。褶曲多呈不對稱狀,背斜東南翼傾角較大,一般20左右,西北翼傾角平緩,一般10左右;向斜則相反,東南翼傾角緩,西北翼傾角大。斷層以傾向或斜交為主,且大中型斷層多伴生在褶曲軸部和褶曲區(qū)與單斜區(qū)過渡帶。從錢家營礦地質(zhì)剖面圖上也可看出相應(yīng)的特征(圖3-4、3-5)。1主要褶曲構(gòu)造按上述三個不同構(gòu)造地段分別敘述井田主要褶曲:(1)東北部褶曲區(qū)從畢各莊向斜西翼向西南延展到剖面附近,地層幾經(jīng)褶曲彎轉(zhuǎn)。因深部褶曲較多,淺部較少,故呈一扇形,一系列褶曲自東向西為:畢各莊向斜:位于井田最深部,在小水波、畢各莊、董各莊一線。軸向由南部n15w,到北部轉(zhuǎn)成
19、n50w,呈一ne向凸出的弧形。且向斜樞紐亦有起伏之勢,畢36孔與錢12孔為兩個低點(diǎn),以其為中心有一個封閉的橢圓形盆地。向斜寬約4 km,長約8 km,在整個開平向斜東南翼中,呈盲腸狀向南突出。兩翼傾角都不大,西、南翼均不超過25,東翼一般為1015。王各莊鞍狀構(gòu)造:位于王各莊村北,北為呂家坨背斜,南為南陽莊背斜,西為小張各莊向斜,東為畢各莊向斜。故南北方向地層向內(nèi)傾斜,東西方向則向外傾斜,即南北高,東西低,呈馬鞍狀。傾角甚緩,翼部也不超過15。小張各莊向斜:位于小張各莊村北,屬井田深部構(gòu)造,由12-1煤 -900 m以深等高線勾繪情況看,軸向由東部n70w,轉(zhuǎn)到西部的n85w,且呈向北凸出的
20、弧形,規(guī)模與幅度不大,為一寬緩的向主向斜深部傾伏的向斜。兩翼傾角相近,約10左右。南陽莊背斜:為一長軸狀背斜,位于南陽莊、和羅各莊至碾子莊一線。軸向在南陽莊附近呈近南北向,到嶺上村南錢20孔附近,急劇轉(zhuǎn)成近ew向,呈向ne方向凸出的弧形。兩翼不對稱,西翼傾角較緩,為10左右;東翼較陡,1820左右。樞紐向主向斜深部傾伏,往深部,幅度變小而逐漸消失。該背斜延展長度達(dá)7 km,褶曲淺部發(fā)現(xiàn)有f4、df4a和df4b三條大型逆斷層。高各莊向斜:位于高各莊小屯一線,屬于井田中深部構(gòu)造,軸向n80w,南翼傾角為10左右,北翼13左右。該向斜延展長度約3.5 km,軸部伴生有f11逆斷層和f17正斷層,向
21、主向斜深部傾沒至消失,向斜軸部被碾子莊斷層所切。(2)中部單斜區(qū)自第至與剖面間,地層走向較平穩(wěn),呈sw-ne方向延展,為一單斜構(gòu)造。地層走向n40e,以傾角1216向北西傾斜,在單斜區(qū)的西部和中部未發(fā)現(xiàn)斷層。僅在第剖面附近,單斜和褶曲區(qū)的過渡帶內(nèi)斷層較發(fā)育。(3)西南部褶曲區(qū)中部單斜區(qū)向西南延到大田港附近,地層走向由sw轉(zhuǎn)向se,后又轉(zhuǎn)折回來,從而構(gòu)成一向斜構(gòu)造,稱李新莊向斜。以后地層連續(xù)轉(zhuǎn)折,向西依次構(gòu)成了劉唐保背斜、深港向斜:李新莊向斜:走向n40w,樞紐向主向斜沿nw方向向深部傾伏。兩翼不對稱,東北翼傾角約12,西南翼約20,延展長度超過4 km,為一寬緩的向斜構(gòu)造。劉唐保背斜:位于劉唐
22、保莊、范莊附近。背斜軸向n75w,東北翼傾角約1620,西南翼約1214,樞紐向主向斜深部傾伏,此背斜褶幅比兩側(cè)向斜大,呈“舌狀”向主向斜內(nèi)拱出。與李辛莊向斜相似,東南部較緊閉,而向深部較寬緩。其西部為深港向斜,延展長度超過15 km。深港向斜:位于姚莊、深港至于家莊一帶,軸向近東西向。兩翼傾角相近,均為12左右,亦向nw方向傾伏,抬起的南東端由錢89、錢84、錢93等孔圈閉,頗為緊閉。2斷層構(gòu)造(1)大、中型斷層本井田構(gòu)造樣式以寬緩的褶曲為主,以伴生的斷層為輔。在勘探面積81 km2井田內(nèi),共有202個地面鉆孔,查出控制程度較高的斷層26條,其中落差5030 m的斷層6條(f1、f2、f3、
23、f4、f5、f6),3010 m的斷層7條(f7、f8、f10、f11、f12、f13、f14),10 m以下及其落差不明的十余條。采掘?qū)嵺`同時表明,井田內(nèi)發(fā)育大中型斷層,且主要斷層都是褶曲附近的伴生斷層。尤其褶曲軸部和褶曲區(qū)與單斜區(qū)過渡帶斷層密集,斷層落差較大,遠(yuǎn)離這些區(qū)域斷層規(guī)模和密度較小。以南陽莊背斜淺部為例,其軸部伴生有f4、df4a、df4b三條逆斷層(落差依次為32 m、18 m、12 m),同時在大中型斷層兩側(cè)還有較寬的斷層影響帶,中小型斷裂發(fā)育。(2)礦井小斷層錢家營井田斷層構(gòu)造復(fù)雜,井下小構(gòu)造非常發(fā)育。由于每一個小構(gòu)造的產(chǎn)狀都要受到局部因素的干擾,如:巖性不均一,巖層面和早期
24、構(gòu)造變形的影響等。所以,為了突出總體構(gòu)造的代表性產(chǎn)狀,采用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法,分別做了錢家營礦井下小正斷層和逆斷層的走向玫瑰花圖。研究揭示錢家營礦的總體小斷層走向優(yōu)選方位為nnw向和近sn向,此外還存在一組近we向和一組ne向的斷層,這與正斷層的優(yōu)選方位相類似;逆斷層相對方向多變,表現(xiàn)斷層發(fā)育機(jī)理的復(fù)雜性,主要有五個優(yōu)選方位,即:近sn向,近we向,nw向,nne向和nee向,受斷層運(yùn)動的影響,在逆斷層兩側(cè)常伴有較明顯的牽引現(xiàn)象。a b c錢家營礦井下小斷層走向玫瑰花圖(a-正斷層;b-逆斷層;c-總體)錢家營井田內(nèi)的斷層以正斷層為主,逆斷層相對較少。3巖漿巖侵入(1)巖漿巖分布根據(jù)區(qū)域勘查,在開平
25、煤田范圍內(nèi),于開平向斜東南的唐家莊、林西、呂家坨與范各莊諸礦均有巖漿巖的分布。井田精查階段,僅有4個地面孔見到巖漿巖。地面補(bǔ)充勘探鉆孔見巖漿巖的比例大幅提升,錢補(bǔ)3、錢補(bǔ)13、錢水27、錢補(bǔ)17,錢補(bǔ)31、錢水27、錢補(bǔ)14等共七個孔揭露了巖漿巖,使得井田內(nèi)發(fā)現(xiàn)巖漿巖的鉆孔達(dá)到了11個。這些鉆孔集中分布于礦井西翼,巖漿巖深度約在230830 m之間,厚度介于0.1033.50 m,在基巖面上,5、6、7、9、12-1煤煤層中或頂或底有侵入,侵入層位集中于含煤地層的12煤附近和5煤附近,其中錢補(bǔ)17的12煤、錢5孔的9煤、錢19孔的7煤全部變成天然焦,并且由西南向東北(沿地層傾向)侵入層位由淺而
26、深。(2)實(shí)際巷道見巖漿巖資料:錢家營井田自1988年投產(chǎn)以來,分別在1683運(yùn)道、八采一中、二中和2872e探巷1672、1673中實(shí)見巖漿巖。(3)巖漿巖產(chǎn)狀、種類及其成分根據(jù)揭露的資料,礦井所見的巖漿巖多為巖墻(煤層內(nèi)也發(fā)現(xiàn)有少量巖脈和巖床),巖墻厚度0.402.50 m,走向?yàn)槠保粠r墻浸入部位多在褶皺構(gòu)造脆弱之外,或沿斷層由深部向上侵入。所見巖漿巖為具氣孔構(gòu)造的輝綠巖,為基性淺層浸入巖漿巖。結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、結(jié)晶次序及次生變化:斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)是不典型的間粒結(jié)構(gòu)及間隱結(jié)構(gòu)。氣孔為次生礦物方解石及綠泥石充填,其后發(fā)生強(qiáng)烈的綠泥石化,使斑晶及基質(zhì)的斜長石普遍為綠泥石所交代,次生礦物方解石的裂隙及
27、邊緣部分也被充填或包圍。(4)巖漿巖復(fù)雜程度評定井田內(nèi)僅局部區(qū)域受到巖漿巖侵入影響(預(yù)計(jì)對八采區(qū)影響極大),但侵入層位多變,部分煤層局部失去開采價值,巖漿巖復(fù)雜程度屬類。并且對錢家營礦目前投入回采的八采區(qū)影響不可低估。因井田內(nèi)巖漿巖規(guī)律性尚未掌握,勘探工程對巖漿侵蝕煤層造成的煤層破壞程度尚不能較好控制,局部煤層可能失去開采價值。三、礦井構(gòu)造發(fā)育規(guī)律錢家營井田內(nèi)發(fā)育了兩個褶皺較集中區(qū),分別位于東北、西南兩端,且褶曲軸線都具有向東、向北凸出的弧形特征,而且都有向北散開向南收斂的趨勢,構(gòu)成了類似旋扭構(gòu)造中的“帚狀構(gòu)造”型式,東北端的被稱為“林子里帚狀構(gòu)造”,西南端的稱“劉唐保帚狀構(gòu)造”。它們都是由壓
28、性結(jié)構(gòu)面(褶曲軸面)構(gòu)成的,外旋層在東側(cè)做逆時針扭動的旋扭構(gòu)造目前采掘的一、二、三采區(qū)均位于東部褶曲區(qū),三個采區(qū)掘進(jìn)實(shí)見斷層密度5煤層較少,平均0.7條/km。7煤和12煤較多,密度分別為3.7條/km和3.9條/km,9煤層斷層極為發(fā)育,密度達(dá)到6.3條/km。礦區(qū)斷層以正斷層為主。由斷層點(diǎn)落差范圍分布(圖3-11和表3-4)發(fā)現(xiàn)正斷層和逆斷層的落差分布范圍有明顯特征,無論是正斷層還是逆斷層,落差主要分布在1.04.0 m范圍,而落差1.02.0 m占絕對優(yōu)勢,落差1.0 m和4.0 m的分布均較少,特別是正斷層表現(xiàn)更明顯,而逆斷層落差在5.06.0 m的占有一定比重。第四節(jié) 礦井地質(zhì)條件分
29、類一、礦井地質(zhì)條件分類的必要性礦井地質(zhì)條件分類針對生產(chǎn)礦井技術(shù)管理的特點(diǎn)和需要,按開采地質(zhì)條件的綜合復(fù)雜程度,對礦井、采區(qū)和采面進(jìn)行類別上的劃分,從地質(zhì)角度促進(jìn)礦井生產(chǎn)的科學(xué)管理和宏觀調(diào)控。是生產(chǎn)部門制定采掘規(guī)劃,安排各類采面接替,選擇采掘方法,考核各項(xiàng)計(jì)劃與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要依據(jù),也是地質(zhì)部門明確地質(zhì)工作要求,合理配備人員和設(shè)備,評定地質(zhì)工作數(shù)量和質(zhì)量的重要準(zhǔn)則。礦井地質(zhì)條件的分類對建立礦井地質(zhì)工作的科學(xué)管理、合理部署礦井地質(zhì)勘探,促進(jìn)礦井地質(zhì)工作的定量化和規(guī)范化,都將起到一定的推動作用。二、礦井地質(zhì)條件分類評定基礎(chǔ)礦井地質(zhì)條件分類以地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度和煤層的穩(wěn)定程度為主要指標(biāo),其他開采地質(zhì)條件
30、,如頂?shù)装濉⒚簩觾A角大小等為輔助指標(biāo)。每項(xiàng)指標(biāo)均按其復(fù)雜程度和對生產(chǎn)的影響大小分為四個類別,表3-5。表3-5 各項(xiàng)地質(zhì)因素復(fù)雜程度的標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)因素代號類類類類地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度斷層a大、中型斷層很少大、中型斷層不多,且很少相互切割交叉大、中型斷層較多,或斷層雖不多,但相互切割交叉大、中型斷層相當(dāng)發(fā)育,或斷層相互切割比較嚴(yán)重褶皺b地層產(chǎn)狀單一很少有波狀起伏地層產(chǎn)狀變化不大,有少量寬緩褶皺地層產(chǎn)狀變化較大,褶皺比較發(fā)育,或有一定數(shù)量的緊密褶皺地層產(chǎn)狀變化很大,緊密褶皺發(fā)育巖漿侵入對煤層的影響c沒有或很少受巖漿侵入的影響僅局部地段受到巖漿侵入的影響,其規(guī)模不大,形狀較規(guī)則,對煤層影響不大巖漿侵入范圍較
31、大,侵入體數(shù)量較多,形態(tài)不規(guī)則,對煤層的破壞比較嚴(yán)重侵入體數(shù)量多,影響范圍大,侵入層位多變,形狀復(fù)雜,對煤層破壞嚴(yán)重,部分煤層已失去開采價值煤層穩(wěn)定程度d穩(wěn)定和比較穩(wěn)定煤層的儲量占全礦井儲量的80%以上,其中固定煤層儲量所占比一般不小于40%穩(wěn)定和比較穩(wěn)定煤層的儲量占全礦井儲量的60-80%穩(wěn)定和比較穩(wěn)定煤層的儲量占全礦井儲量的45-60%不穩(wěn)定煤層和極不穩(wěn)定煤層的儲量占全礦井儲量的55%以上其它開采地質(zhì)條件復(fù)雜程度頂?shù)装錯煤層的頂?shù)装迤秸?,頂板的完整性好,裂隙不發(fā)育頂?shù)装遢^平整,只局部有凹凸不平,頂板較完整、裂隙不很發(fā)育頂?shù)装灏纪共黄?,頂板裂隙比較發(fā)育,巖性比較松軟破碎頂?shù)装灏纪共黄?,頂?shù)装?/p>
32、巖性松軟、破碎、裂隙發(fā)育傾角f大部分傾角在15以下大部分地區(qū)傾角在15-30其它特殊地質(zhì)因素g簡單較簡單較復(fù)雜復(fù)雜三、礦井地質(zhì)條件分類錢家營井田大中型斷層不多且很少互相切割交叉,查出控制程度較高的斷層26條,其中落差5030 m的斷層6條(f1、f2、f3、f4、f5、f6),3010 m的斷層7條(f7、f8、f10、f11、f12、f13、f14),10 m以下及其落差不明的十余條,地層產(chǎn)狀變化不大,有少量寬緩褶皺,主要有:畢各莊向斜、王各莊鞍狀構(gòu)造、小張各莊向斜、南陽莊背斜、高各莊向斜;西南部褶曲區(qū)有:李新莊向斜、劉唐保背斜、深港向斜,單斜區(qū)占到礦井范圍的很大一部分,局部地段受到巖漿侵入
33、的影響,其規(guī)模不大,形狀較規(guī)則,均為巖墻產(chǎn)出,對煤層影響不大,據(jù)此將礦井地質(zhì)條件劃為abc;從整各井田來看,礦井地質(zhì)條件分類為-abcdef。第三章 煤層、煤質(zhì)及有益礦產(chǎn)第一節(jié) 含煤性煤系總厚度約500 m,含煤二十余層,煤層總厚度達(dá)19.83 m,含煤系數(shù)3.97%??刹膳c局部可采煤層總厚度達(dá)16.23 m,可采含煤系數(shù)3.25%,其中要以大苗莊組和趙各莊組最高(表4-1)。表4-1 錢家營井田煤層情況表地層煤層煤層總厚(m)含煤系數(shù)(%)代號組厚度()(m)可采煤層不可采煤層煤線層數(shù)煤層名稱層數(shù)煤層名稱唐家莊22023、431.090.49大苗莊7055、61/2、78、91619.181
34、3.11趙各莊70311、12-1、12-21121/217.0510.07開平60413、14-1、14-2、14-322.424.03c2唐山6010.090.15c250088819.833.97第二節(jié) 煤 層一、煤層厚度及結(jié)構(gòu)變化1可采及局部可采煤層井田內(nèi)可采煤層和局部可采煤層有5、61/2、7、8、9、11、12-1和12-2煤。建井至今,井田一水平(-600水平)回采煤層集中于5、7、9和12-1煤。8煤僅局部可采,且煤厚變化較大,煤層灰分較高,偽頂發(fā)育,屬不穩(wěn)定煤層。61/2、11和12-2煤絕大部分不可采,屬極不穩(wěn)定煤層,表4-2。5煤:時而變薄出現(xiàn)不可采地段,錢34、47、5
35、1、18、64孔及林88孔附近均不可采;19號剖面以西穩(wěn)定性好,厚1.392.00 m;一水平西翼大部分不可采;東翼僅局部變薄不可采,井田內(nèi)為不穩(wěn)定煤層。局部有夾矸12層,為復(fù)雜結(jié)構(gòu),在全區(qū)形態(tài)變化如圖4-1。7煤:沉積穩(wěn)定為井田內(nèi)主要可采煤層之一,復(fù)雜結(jié)構(gòu),含夾矸23層,為炭質(zhì)粘土巖或粘土巖,井田內(nèi)為穩(wěn)定煤層, 8煤:不可采地段主要在第7剖面以東,呂53孔錢44、16、51孔和林88孔等及中部的錢64附近不可采;第21號剖面以西至井田邊界為7煤和8煤合區(qū),局部有夾矸12層,多為粉砂巖或?yàn)檎惩翈r,為復(fù)雜結(jié)構(gòu),一水平大部分不可采,且煤層厚度變化較大。井田內(nèi)為不穩(wěn)定煤層,在全區(qū)形態(tài)變化如圖4-3。
36、9煤:錢55孔和苗4孔附近出現(xiàn)不可采地段,可采的為中厚煤層,向北和東方向有變薄的趨勢。局部有夾矸12層,為復(fù)雜結(jié)構(gòu),一水平生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),煤層厚度變化不大,但煤層沉積基底不平,局部頂?shù)装逍鄬用芗?,煤層完整性受到極大破壞。井田內(nèi)為較穩(wěn)定煤層,在全區(qū)形態(tài)變化如圖4-4。11煤:不可采面積較大,主要在第3號剖面以東,中部錢26、60、73等孔附近均系零星可采地段,井田內(nèi)為極不穩(wěn)定煤層。局部有夾矸1層,為復(fù)雜結(jié)構(gòu)。12-1煤:為井田內(nèi)中厚-厚煤層,向北至呂家坨區(qū)有變薄趨勢。井田內(nèi)為較穩(wěn)定煤層,局部有夾矸12層,為復(fù)雜結(jié)構(gòu)。在全區(qū)形態(tài)變化如圖4-5。12-2煤:簡單結(jié)構(gòu),局部有夾矸1層。錢井2錢東3線以
37、東達(dá)可采厚度,但但-450以下有分叉變薄現(xiàn)象,據(jù)2石門揭露的幾個見點(diǎn)大多在2 m左右。井田內(nèi)為極不穩(wěn)定煤層。表4-2 錢家營礦可采及局部可采煤層厚度,結(jié)構(gòu)變化及穩(wěn)定性煤層煤層厚度(m)煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最小最大平均50.003.931.42復(fù)雜結(jié)構(gòu),局部有夾矸12層不穩(wěn)定71.667.173.24復(fù)雜結(jié)構(gòu),含夾矸23層,為炭質(zhì)粘土巖或粘土巖。穩(wěn)定80.003.391.25復(fù)雜結(jié)構(gòu),局部有夾矸12層,多為粉砂巖或?yàn)檎惩翈r。不穩(wěn)定90.354.402.20復(fù)雜結(jié)構(gòu),局部有夾矸12層。較穩(wěn)定110.002.230.78復(fù)雜結(jié)構(gòu),局部有夾矸1層。極不穩(wěn)定12-10.397.842.29復(fù)雜結(jié)構(gòu),局部有夾矸
38、12層。較穩(wěn)定12-20.002.401.58復(fù)雜結(jié)構(gòu),局部有夾矸1層極不穩(wěn)定2不可開采煤層3煤:第48剖面的錢37、103,林87孔,北折至錢58、77、105孔及第1222剖面間的錢96、75苗9、10孔達(dá)可采,一般厚0.700.80 m,其它地段均不可采。4煤:全井田僅有三個可采地段,分布1113剖面間,厚0.721.22 m,第1516剖面間的錢69苗9孔厚0.610.09 m。西部第1820剖面間,厚0.650.90 m。東部僅錢77、7、36三孔達(dá)可采。6煤:可采范圍在第48剖面間的錢10077呂53錢42呂34孔一帶,厚0.620.87 m,第1112剖面的錢5錢18苗8一帶厚0
39、.620.97 m,錢12及林88等單孔可采。向北至呂家坨區(qū),厚度及范圍均有加大的趨勢。121/2煤:全井田共34個鉆孔穿過相應(yīng)層位,僅3個鉆孔見煤。錢64、104孔厚度分別為1.04 m和0.89 m。14-1煤:全井田共34個鉆孔穿過相應(yīng)層位,只有錢井1、錢16兩孔厚分別為1.08 m和0.99 m,其余均不可采。14-2煤:全井田有34個孔穿過本層,僅7個孔見煤。厚度達(dá)可采者有錢11、林86兩孔,兩厚分別為0.80 m和1.52 m。研究表明,錢家營礦的不可采煤層的一般以復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層為主(表4-3)。表4-3 錢家營礦不可開采煤層厚度,結(jié)構(gòu)變化及穩(wěn)定性煤層煤層厚度(m)煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最小
40、最大平均301.070.69復(fù)雜結(jié)構(gòu),局部具夾矸12層不穩(wěn)定401.220.40復(fù)雜結(jié)構(gòu),偶有夾矸12層不穩(wěn)定601.150.39復(fù)雜結(jié)構(gòu),偶有夾矸12層較穩(wěn)定121/201.040.83簡單結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定14-101.080.27復(fù)雜結(jié)構(gòu),偶有夾矸12層不穩(wěn)定14-201.520.54復(fù)雜結(jié)構(gòu),兩個孔有夾矸1層不穩(wěn)定二、煤層間距本井田各煤層間由于砂巖厚度變化較大,成為各煤層間距變化的主要影響因素。即砂巖增厚時煤層間距亦隨之增大?,F(xiàn)將其各主要煤層間距簡述如下:(1)5煤至7煤:間距為17.8848.75 m,平均為32.56 m。在錢81孔以西、錢51錢7、錢5錢18及錢65苗7一帶,間距較大,均
41、在40 m以上;錢9錢44孔一帶,間距最小,為1720 m;其它地段為2530 m。在-600水平切面圖中,第45剖面的5煤和7煤間,顯示為透鏡狀,與處于南陽莊背斜西翼有關(guān)。于錢38孔與錢41孔之間產(chǎn)生次一級波褶曲(即錢38孔附近為一小向斜,向北西傾,錢41孔亦存在一小向斜,向南東傾)。兩孔之間為一過渡帶,地層傾角平緩,故顯示為透鏡狀。(2)7煤至8煤:間距為017.39 m,平均為6.34 m。在本井田內(nèi)存在合區(qū)與分區(qū)的現(xiàn)象。在第1720剖面, 7煤與8煤間夾薄層炭質(zhì)粘土巖或粘土巖,致使兩煤層合區(qū),其兩側(cè)間夾透鏡狀砂巖又使兩煤層分開。煤層厚度由淺部的0.445.28 m,向深部有變?。?.3
42、92.21 m)的趨勢。煤層層數(shù)由淺部的25個分層至深部的46個分層。夾矸厚度由淺部向深部逐漸增厚,且層數(shù)顯著增加。在合區(qū)兩側(cè)恰好相反。(3)8煤至9煤:間距為1.2317.39 m,平均為6.34 m。間夾粘土巖、粉砂巖和細(xì)中砂巖。砂巖多在中上部,厚度約占一半。在第68剖面間距變小,砂巖變薄,且漸變?yōu)榉凵皫r。(4)11煤至12-1煤:間距為2.7734.26 m,平均為15.24 m。間夾粉砂巖、粘土巖、細(xì)-中砂巖和腐泥質(zhì)粘土巖。砂巖多居中上部,在錢47、錢8124孔一帶及第1112剖面,因無砂巖存在,間距明顯變小。(5)12-1煤至14-1煤:間距為31.1083.47 m,一般為6570
43、 m。在錢601724、49、32孔及錢11孔一帶,南部錢50等孔,間距均在70 m以上。主要由砂巖及粉砂巖組成。凡間距變小的地段,砂巖厚度明顯變??;反之變厚。第四章 礦井水文地質(zhì)第一節(jié) 區(qū)域水文地質(zhì)概況錢家營井田位于開平向斜東南翼的西南段,石炭系、二疊系含煤地層隱伏于新生界巨厚沖積層之下。新生界地層的厚度由東北部邊界的100 m左右向西南逐步增加,在苗8孔-錢69孔連線以東,一般以每公里4050 m的幅度加厚;向西基巖面顯著變陡,厚度以每公里70120 m的幅度增加,至西部邊界厚度達(dá)800 m。西部地區(qū)新生界地層下部有時呈半膠結(jié)狀,局部成硬巖,其間的砂、礫卵石層中富含孔隙水。奧陶系巖溶灰?guī)r構(gòu)
44、成含煤地層的基底,含煤地層主要由砂巖和粘土巖組成,地下水以裂隙水的形式主要賦存于鈣質(zhì)和硅質(zhì)膠結(jié)的剛性厚層砂巖之中。一、含水層段(巖組)劃分井田范圍內(nèi)共分7個含水層,由下往上依次為奧陶系灰?guī)r巖溶含水層()、k3(唐山灰?guī)r)至14煤底板薄層灰?guī)r裂隙含水層()、14煤頂板至12煤底板砂巖裂隙含水層()、12煤頂板至5煤底板含水層()、5煤頂板至a層鋁士巖底板砂巖裂隙含水層()、a層鋁土巖頂板至基巖面砂巖裂隙含水層()和第四系沖積層孔隙含水層()。其中第含水層又分三段,由下往上依次為a、b、c,第含水層由上往下又細(xì)分5層,依次為a、b、c、d、e。其中第、第、第含水層為礦井直接充水含水層,第、第、第、
45、第含水層為礦井間接充水含水層。二、區(qū)域巖溶地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄沙河在井田東部流過,只在雨季山洪暴發(fā)時才有較大的水量(最大為472 m3/s),平時水量很小,甚至斷流。含煤地層由于新生界地層的掩蓋,其中又有隔水的粘土層相隔,特別是中部粘土層(第二隔水層)分布十分穩(wěn)定,厚度常在10 m以上、所以地表水不能補(bǔ)給含煤地層。唐山灰?guī)r(k3)底至奧陶系灰?guī)r間5070 m內(nèi),主要由隔水的粘土巖組成(其中k1至奧陶系灰?guī)r間3040 m段內(nèi)全部為隔水的粘土巖)。奧陶系灰?guī)r水不能直接補(bǔ)給含煤地層。但是在鄰近大斷層處,由于無充填物的羽毛狀斷裂的伴生,奧灰水在局部向煤系有一些補(bǔ)給將存在可能。沖積層底部含水層直接覆
46、于含煤地層之上。含煤地層頂部具有較厚的強(qiáng)風(fēng)化帶,強(qiáng)風(fēng)化帶的厚度為0.9830.19 m,由于強(qiáng)風(fēng)化帶透水性差,對沖積層水向含煤地層的正常補(bǔ)給起了一定的阻滯作用,降低了向含煤地層的補(bǔ)給強(qiáng)度。由于厚沖積層的掩蓋,且不受季節(jié)因素的控制,煤系含水層在煤田東北部露頭處接受沖積層的補(bǔ)給后,在層間迂回流動,經(jīng)西南部露頭處(排泄區(qū))再返回沖積層。 井田的西南部本來是煤系地下水的排泄區(qū),當(dāng)錢家營建井后,煤系含水層水位大幅度的下降,原來的排泄區(qū)成為礦井排水的補(bǔ)給區(qū)。地下水的循環(huán)條件發(fā)生明顯的變化。第二節(jié) 礦井充水條件一、礦井的補(bǔ)給水源和含水層1補(bǔ)給水源(1)大氣降水礦區(qū)年降水量在350800 mm之間,由于巨厚沖
47、積層的存在,阻隔了大氣降水與礦井涌水之間的聯(lián)系,礦井涌水量基本不受季節(jié)影響。(2)地表水系礦區(qū)地表水系主要包括沙河、老牛河、幸福河、礦井采動塌陷積水坑以及一些人工排水灌溉溝渠等。所有地表水體均直接補(bǔ)給潛水層,但與煤系含水層均無直接水力聯(lián)系。根據(jù)礦井開采以來涌水量觀測數(shù)據(jù)分析,地表水與礦井涌水量無聯(lián)系。2礦井直接充水含水層礦井直接充水含水層包括第含水層(12煤底至14煤頂砂巖裂隙含水層)、第含水層(5煤底至12煤頂砂巖裂隙含水層)、第含水層(5煤頂板砂巖裂隙含水層)。(1) 第含水層12煤至14煤砂巖裂隙含水層,含水性中等,局部較強(qiáng),是礦井主要充水水源之一。該含水層主要參數(shù)為:單位涌水量0.01
48、970.0566 l/sm,滲透系數(shù)0.15010.707 m/d,其水質(zhì)類型為重碳酸鈉型或硫酸鈉鈣型,礦井揭露該含水層長時間涌水后沉淀黃褐色膠狀物質(zhì)。(2) 第含水層5煤底至12煤頂砂巖裂隙含水層,含水性弱,工作面揭露時只出現(xiàn)局部滴、淋水現(xiàn)象,單位涌水量為0.0160.0584 l/sm,滲透系數(shù)為0.1541.742 m/d,水質(zhì)類型為重碳酸鈉型。(3) 第含水層5煤頂至a層砂巖裂隙含水層,從5煤向上依次分為三段(a、b和c),含水性中等,局部較強(qiáng),是礦井主要充水水源之一,已采工作面中最大涌水量達(dá)2.1 m3/min(1375東工作面),該含水層主要參數(shù)為:單位涌水量為0.06030.22
49、8 l/sm,滲透系數(shù)為4.526 m/d。第含水層水質(zhì)類型為重碳酸鈉型或硫酸重碳酸鎂鈉型,工作面揭露該含水層涌水后沉淀乳白色膠狀物質(zhì)。3礦井間接充水含水層礦井間接充水含水層包括第含水層(奧陶系灰?guī)r巖溶含水層)、第含水層(14煤到k3含水層)、第含水層(a層至基巖頂界面含水層)、第含水層(沖積層含水層)。(1) 第含水層奧陶系灰?guī)r巖溶含水層,該含水層含水豐富,單位涌水量為2.146 l/sm,滲透系數(shù)為182.714 m/d,其水質(zhì)類型為硫酸重碳酸鈣鎂型。在井田范圍內(nèi),奧陶系灰?guī)r距12-1煤在140180 m左右,此范圍地層由粘土巖、薄層灰?guī)r、砂巖互層組成,正常情況下奧陶系灰?guī)r含水層水對采掘開
50、工程不構(gòu)成直接威脅。(2) 第含水層14煤至k3(唐山灰?guī)r)含水層,含水性弱,單位涌水量為0.0455 l/sm,滲透系數(shù)0.261 m/d,水質(zhì)類型為硫酸鈣鎂型。(3) 第含水層a層至基巖頂界面砂巖裂隙含水層,含水性弱,單位涌水量為0.040.0196 l/sm,滲透系數(shù)為0.02480.211 m/d,水質(zhì)類型為重碳酸鈉鈣型或重碳酸鈉型。(4) 第含水層(沖積層含水層)第四系沖積層孔隙含水層,在井田范圍內(nèi)沖積層厚度由東北部80余米向西南變厚至800余米,由砂、粘土、卵礫石互層組成,由上往下共分五個含水層組,其中第四承壓含水層(e)與含煤地層直接接觸,其厚度變化為0130 m,西南部最厚達(dá)2
51、70 m,含水性較強(qiáng),單位涌水量為1.0161.385 l/s,滲透系數(shù)為8.30120.626 m/d,水質(zhì)類型為重碳酸鈣型或重碳酸鈣鎂型。二、礦井的充水水源及補(bǔ)給條件開采時地下水和地表水往往會以不同形式和程度涌入礦井巷道內(nèi),即礦井充水。井田范圍內(nèi)無地表小窯,礦井的主要充水水源是礦井直接充水含水層水、礦井開采形成的老塘水或老巷水以及封閉不良鉆孔水。12煤至14煤砂巖裂隙含水層,含水性中等,局部較強(qiáng),是礦井主要充水水源之一;5煤頂板砂巖裂隙含水層,含水性中等,局部較強(qiáng),也是礦井主要充水水源之一,已采工作面中最大涌水量達(dá)2.1 m3/min(1375東工作面)。隨著礦井采動范圍的增大,老塘積水和
52、老巷積水區(qū)域日益增多,解除老塘水患的工作量越來越大。近十年來,每年都有多個工作面必須進(jìn)行老塘或老巷探放水,老塘或老巷積水成為礦井充水的重要因素。三、多層充水含水層組內(nèi)、外邊界錢家營礦區(qū)從剖面上看,具有相互間水力聯(lián)系密切的多層孔隙、裂隙和巖溶裂隙充水含水層組,一般可劃分為3個主要充水含水層組:(1)煤系充水含水層組;(2)中奧陶統(tǒng)巨厚層碳酸鹽巖充水含水層;(3)第四系松散孔隙充水含水層組。 各個充水含水層組在平面上具有不規(guī)則的空間分布、非均質(zhì)和各向異性特征、復(fù)雜的邊界位置和邊界條件。地下水在各充水含水層組中的水力類型和徑流特征均隨時、空而變。各巖溶充水含水層的儲水空間主要以溶蝕裂隙為主,巖溶發(fā)育
53、相對均勻,相互間水力聯(lián)系密切,抽(注)水試驗(yàn)?zāi)苄纬赏暾y(tǒng)一的降落漏斗,巖溶水運(yùn)動基本符合多孔介質(zhì)滲流理論。由于薄層灰?guī)r含水層厚度有限,且常被斷層切割成較封閉的各種有限規(guī)模的斷塊,故影響礦床充水的嚴(yán)重程度主要取決于是否得到下伏中奧陶統(tǒng)灰?guī)r水或淺部隱伏露頭部位第四系強(qiáng)含水層的補(bǔ)給。當(dāng)它們無水力聯(lián)系時,礦床充水來源主要以消耗薄層灰?guī)r靜儲量為主,對礦井安全生產(chǎn)威脅不大。但當(dāng)薄層灰?guī)r含水層通過垂向?qū)畠?nèi)邊界與奧灰含水層或者通過越流于松散孔隙含水層發(fā)生水力聯(lián)系時,一般造成礦坑涌水量明顯增大且穩(wěn)定。前者水力聯(lián)系的密切程度取決于薄層灰?guī)r與奧灰含水層之間的隔水層厚度和巖性。第三節(jié) 礦井防治水一、礦井現(xiàn)有排、防水
54、設(shè)施及主要防水安全措施的綜合評價1礦井現(xiàn)有防、排水設(shè)施礦井在-450輔助水平、-600水平和-850水平分別設(shè)有泵房,在副井以及東、西風(fēng)井井筒分別設(shè)有梯子間,供發(fā)生重大水害事故時人員撤離使用。2礦井主要防水安全措施(1)留設(shè)防水安全煤柱;(2)嚴(yán)格堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報,有疑必探,先探后掘,先治后采”的原則;(3)采、掘、開活動盡可能遠(yuǎn)離或不揭露強(qiáng)含水層;(4)引進(jìn)先進(jìn)的物探技術(shù),超前查明導(dǎo)富水構(gòu)造存在及分布情況;(5)建立專業(yè)防治水機(jī)構(gòu),積極開展防、治水工作。3礦井涌水量分布及現(xiàn)有排水設(shè)施的綜合能力(1)-450輔助水平從建井至目前情況看,-450水平最大涌水量為14.71 m3/min(1980年8月),該水平水倉實(shí)際容量3294 m3,中央泵房設(shè)水泵6臺,水泵型號皆為knd450-609,排水管路419 mm三趟,負(fù)責(zé)將-300、-45
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