金雞灘煤礦礦井水文地質類型劃分評價

1、金雞灘煤礦礦井水文地質類型劃分評價摘要：根據(jù)礦井地質、地層構造、礦井水文地質、礦井水害影響程度等進行運 用科學方法，進行總結、分析評價礦井水文地質類型。關鍵詞：水文；水文地質；類型劃分；評價一、井田概況1、位置金雞灘煤礦位于陜西省榆林市榆陽區(qū)境內，南距榆林市區(qū)30km，行政區(qū)劃隸屬金雞灘鄉(xiāng) 和孟家灣鄉(xiāng)管轄。2、自然地理礦井地勢平坦開闊，總體地形西部稍低，東部略高。受極地大陸冷氣團影響時間較長， 受海洋暖氣團影響時間較短，為典型的溫帶半干旱大陸性氣候。二、礦井地質1、地層井田地表絕大部分被第四系沉積物覆蓋，僅在萬家小灘和三道河則長觀站一帶有小塊基 巖零星出露。據(jù)地質填圖及鉆孔揭露，井田地層由老至

2、新依次為：三疊系上統(tǒng)永坪組（T3y）， 侏羅系下富縣組（J1f）、中統(tǒng)延安組（J2y）、直羅組（J2z）、安定組（J2a），新近系上新 統(tǒng)保德組（N2b），第四系中更新統(tǒng)離石組（Q21）、上更新統(tǒng)薩拉烏蘇組（Q3s）、全新統(tǒng) 風積沙（Q4eo1）。2、構造井田構造簡單，地層平坦，總體趨勢為一個傾角小于1?、向NW傾斜的單斜構造，無褶 皺，僅發(fā)育小型寬緩的波狀起伏和一條高角度正斷層F1。三、礦井水文地質1、含水層井田內影響煤層開采的主要含水層有第四系松散層、基巖風化帶、侏羅系直羅組砂巖以 及侏羅系延安組砂巖等。第四系松散含水層巖性多以黃褐色細砂、中砂夾有粉砂及泥質條帶透鏡體為主，風積沙 與薩拉烏

3、蘇組結構松散、地形地貌極易接受大氣降水補給，水位總體上呈東南高西北低，地 下水自南東向北西徑流。基巖風化帶分布于基巖頂部，巖性以雜色的粉砂巖、泥巖、砂巖為主，總體上東南部高， 向北西降低。其富水性受地形地貌、上覆含水層特征、風化程度及基巖巖性制約。井田內風 化帶之上普遍有紅土隔水層分布，故其富水性較差。直羅組砂巖含水層巖性為一套黃綠、灰黃色中粗粒砂巖、局部夾粉細砂巖。東南部和西 北部砂巖厚度較大，南部和北部較薄，富水性弱的含水層。延安組砂巖含水層性主要為中、細粒砂巖，局部粗粒砂巖，泥質膠結或鈣質膠結，結構 致密，裂隙主要為水平或波狀層理面及稀少的巖體節(jié)理。裂隙密閉或被方解石充填，裂隙及 節(jié)理透

4、水性差。2、隔水層井田內主要隔水層是新近系上新統(tǒng)保德組（N2b）紅土層。保德組紅土層主要分布于東南 部和西南部，分布區(qū)厚度為1.40m49.56m，平均15.72m。其巖性為粘土和亞粘土，含鈣質 結核層，結構較致密，具柱狀節(jié)理。硬塑狀態(tài)，為良好的相對隔水層。3、礦井充水條件礦井充水通道主要是煤層開采形成的導水裂縫帶（冒落帶、冒裂帶）裂隙，其次為原生 結構面裂隙，局部為斷層。煤層開采后，采空區(qū)頂板巖層由于失去支撐而向采空區(qū)內逐漸移 動、彎曲和破壞，從而在頂板內形成冒落裂隙。隨著采煤工作面的不斷推進，圍巖的移動、 變形和破壞不斷向上擴展，在采空區(qū)上方形成一定高度的冒落帶和裂縫帶，合稱為導水裂縫 帶

5、。導水裂縫帶所及范圍內的地下水通過冒裂帶裂縫進入礦井，對采礦造成影響甚至危及采 礦安全。導水裂縫帶發(fā)育高度是預計礦井涌水量大小、評價頂板突水危險性的重要指標。開 采形成的導水裂縫帶大多數(shù)地段遠超出煤層上覆基巖厚度，即開采可能引起松散砂層潛水通 過導水裂縫帶下泄，對礦井生產構成威脅。礦井充水強度主要決定于直羅組風化基巖孔隙裂隙承壓含水層和沙層潛水含水層的富水 性、煤層上覆基巖厚度及導水裂縫帶裂隙溝通各含水層的程度、大氣降水特征、采動后紅土 隔水層的隔水性能、采煤方式和開采強度等。此外與采煤工作面相對于充水含水層的富水位 置也有關系。區(qū)內第四系松散層潛水的富水性大部分為中等，經前述方法計算：2-2

6、及2-2上煤層的導 水裂縫帶高度存在超出煤層上覆基巖厚度的可能性，因此富水性中等的松散層潛水及黃土弱 含水層中的水有可能對礦井的安全生產造成危害；而煤系基巖含水層富水性弱，對礦井生產 無大的影響。礦井涌水量主要來自井筒涌水量、回采面和順槽。井筒在掘進過程中，隨著掘進長度的 增加，揭露的含水層也增多，井筒累計涌水量隨之增加。井下大巷、首采工作面順槽等除與 井筒相連接的井底車場部位和水倉為巖巷以外，回采工作面主要充水含水層為侏羅系中統(tǒng)延 安組（J2y）裂隙承壓含水層，采后通過冒落裂隙帶向工作面及采后老空區(qū)充水，煤層傾角平 緩處，局部稍有起伏，回采工作面低洼點極易形成積水，隨著礦井進入回采階段，冒裂

7、帶的 形成將煤層頂板一定高度范圍內的含水層水引入礦井，初期工作面及礦井涌水量將隨著開采 面積的增加而增加。四、礦井水害影響程度影響2-2及2-2上煤層開采的充水含水層為直羅組砂巖含水層及延安組煤層頂板部分砂巖 含水層（煤層頂板含水層）、風化基巖帶、第四系松散含水層等。煤層頂板含水層是直接充 水含水層，風化基巖帶、第四系松散含水層以及大氣降水、地表水體等對煤層開采的影響程 度主要取決于煤層開采后形成的導水裂縫帶的高度。一般情況下煤層開采后主要的充水含水 層為煤系含水層，但不能排除超高導水裂縫帶的形成而導致第四系松散砂巖地下水進入礦井 的可能性。五、礦井水文地質類型評價金雞灘煤礦為第四系覆蓋下的隱

8、蔽井田，開采2-2及2-2上煤層的直接充水含水層為煤層 頂、底板砂巖含水層，間接充水含水層為風化基巖帶以及第四系松散砂層含水層。礦井直接 充水含水層富水性弱，主要接受側向徑流補給以及上覆含水層越流補給，有一定的補給水源， 但補給條件一般，含水層性質及補給條件確定為中等類型。開采2-2及2-2上煤層的直接充水含水層為煤層頂、底板砂巖含水層，間接充水含水層為 風化基巖帶和第四系松散砂層含水層，根據(jù)各含水層抽身試驗資料折算的統(tǒng)徑統(tǒng)降單位涌水 量，含水層富水性等級確定為復雜類型。存在少量老空積水，位置、范圍、積水量清楚。相鄰的杭來灣煤礦與本礦井之間以鐵路 煤柱間隔，榆樹灣煤礦與本礦井不直接相鄰接，兩礦

9、的采空區(qū)積水不會對本礦井產生影響， 相鄰的其它井田開發(fā)初期。礦井及周邊老空水分布情況確定為中等類型。礦井自2011年9月11動工以來，礦井主要是井筒涌水，自2014年6月，礦井進入回采 階段以來，礦井目前平均涌水量在750m3/h左右，根據(jù)預計今后三年礦井正常涌水量為 798m3/h，最大涌水量1197m3/h。礦井正常涌水量介于1801200m3/h，最大涌水量介于 6002100m3/h，礦井涌水量確定為復雜類型。建井過程中沒有出現(xiàn)突水情況，僅在井筒施工中出現(xiàn)幾個涌水點，在凍結法施工的情況 下，出水點涌水量最大為11m3/h。2014年6月以來，生產過程中未發(fā)生突水事件，礦井突 水量確定為

10、簡單類型。2-2及2-2上煤層開采后主要受頂板水的影響。根據(jù)預計，開采過程中不會產生第四系松 散流沙抽冒潰入礦井現(xiàn)象；一般情況下煤層開采后主要的充水含水層為煤系含水層，但不能 排除超高導水裂縫帶的形成而導致第四系松散砂巖地下水進入礦井的可能性。因此，2-2及 2-2上煤層開采時存在一定程度第四系水害影響。2-2及2-2上煤層開采后形成的底板破壞帶 深度較頂板導水裂縫帶高度小，底板采動破壞帶范圍內砂巖含水層富水性差，對礦井產生的 影響小，不會構成水害危險，礦井受水害影響程度綜合確定為中等類型。主要含水層為孔隙裂隙含水層，富水性弱，開采過程中出現(xiàn)突水的幾率比較小，只要平 時采取預先探測、預疏放、加強局部排水措施等工作，就