淺析信湖煤礦82采區(qū)紅層富水性

淺析信湖煤礦82采區(qū)紅層富水性

Summary：查明82采區(qū)范圍內(nèi)“紅層”的發(fā)育特征、分布范圍、受構(gòu)造影響程度等地質(zhì)因素；查明“紅層”水文地質(zhì)情況；查明煤層露頭與紅層接觸段可能存在的水力聯(lián)系及對(duì)礦井開(kāi)采的威脅程度。關(guān)鍵字：紅層，富水性一．礦井概況信湖煤礦在淮北煤田西南部，屬于渦陽(yáng)縣。井田范圍：礦井北起F8斷層及礦權(quán)邊界，南至紅層露頭及各煤層-1500m水平投影線為界；西以F5斷層為界，東至礦權(quán)邊界和DF9斷層。東西寬約9km，南北走向長(zhǎng)約20km，面積為114.3432km2。1.1礦井地層本礦井為全隱蔽區(qū)，據(jù)鉆探揭露，地層層序與淮北煤田各勘查區(qū)相同，地層由老至新分別為寒武系中統(tǒng)，奧陶系中下統(tǒng)，石炭系中上統(tǒng)本溪組、太原組，二疊系山西組、下石盒子組、上石盒子組、孫家溝組、古近系、新近系、第四系。1.2礦井構(gòu)造信湖煤礦總體上為一走向近南北，西傾的單斜構(gòu)造，局部發(fā)育有褶曲或小型波狀起伏，地層傾角6～22°，平均傾角14°，14線以北、F1斷層以西地層走向逐漸轉(zhuǎn)為北西。煤系地層被一系列近南北向正斷層切割形成階梯狀構(gòu)造，西部東南部有古近系沖積盆地，使下伏地層受到不同程度的剝蝕。1.3井田邊界及其水力性質(zhì)信湖煤礦位于淮北煤田渦陽(yáng)礦區(qū)的中部，東起F28斷層，北至F8斷層，西至F5斷層。地處宿北斷裂、光武～固鎮(zhèn)斷裂及夏邑～固始斷裂和豐渦斷裂所圍成的菱形地塊內(nèi)，主體構(gòu)造表現(xiàn)為一遭受斷層(塊)切割了的西傾單斜。這些大的斷裂均具有一定的隔水能力，礦內(nèi)次一級(jí)構(gòu)造展布形跡主要受控于四周邊界斷層。二．紅層賦存情況礦區(qū)共有87個(gè)鉆孔揭露(包括礦區(qū)范圍以外9個(gè))，另外2020年有7個(gè)鉆孔揭露，主要分布在17勘探線以南，東部被DF9斷層切割分布為8勘探線以南以及12勘探線以南；西北部?jī)H在7510和7611兩孔見(jiàn)有，揭露最大厚度為690.74m，與下伏二疊系地層的關(guān)系是不整合接觸。為查明82采區(qū)范圍內(nèi)“紅層”的發(fā)育特征、分布范圍、受構(gòu)造影響程度等地質(zhì)因素，查明“紅層”水文地質(zhì)情況，信湖煤礦為此開(kāi)展了下第三系巨厚“紅層”下開(kāi)采專項(xiàng)補(bǔ)勘工程，本次補(bǔ)勘工程共設(shè)計(jì)地面鉆孔6個(gè)，總工程量預(yù)計(jì)5509.63m見(jiàn)表1。鉆孔設(shè)計(jì)情況簡(jiǎn)表

表1孔號(hào)坐標(biāo)設(shè)計(jì)深度（m）單孔任務(wù)XYZ取芯要求RQD值統(tǒng)計(jì)取煤樣抽水試驗(yàn)取水樣長(zhǎng)觀孔2017-137054993941781229.20831.55第四系以下全部取芯√√√√√2017-237040233941769330.52716.08√√√√√2017-337030293941699030.74859.14√√√√√2017-437067813941714030.081064.83√√√√√2017-537076183941689131.03929.21√√√√√2017-637042073941668130.691108.82√√√√√三、鉆孔揭露的地層情況1、2017-1孔本孔揭露地層新生界、古近系紅層、二疊系，其地層特征簡(jiǎn)述如下：新生界(Q):深度0～480.35m，揭露厚度30.59m。巖性主要由淺黃色、淺黃綠色鈣質(zhì)粘土主。古近系紅層(E)：深度480.35～547.90，揭露厚度67.55米。巖性主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、礫巖為主。二疊系（P）:深度547.90～820.40，厚度272.50m。其中風(fēng)氧化帶深度：547.90～574.77m，厚度26.87m,巖性主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、煤、斷層破碎帶為主。2、2017-2孔本孔揭露地層新生界、古近系紅層、二疊系，其地層特征簡(jiǎn)述如下：新生界(Q):深度0～496.80m，揭露厚度47.52m。巖性主要由淺黃色、淺黃綠色鈣質(zhì)粘土主。古近系紅層(E)：深度496.80～664.50，揭露厚度167.70米。巖性主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、礫巖為主。二疊系（P）:深度664.50～725.33，厚度60.83m。其中風(fēng)氧化帶深度：664.50～686.00m,厚度21.50m,巖性主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、煤為主。8煤深度為694.30～697.45m、厚度為3.15m。3、2017-3孔本孔揭露地層新生界、古近系紅層、二疊系及石炭系，其地層特征簡(jiǎn)述如下：新生界(Q):深度0～492.90m，揭露厚度27.70m。巖性主要由淺黃色、淺黃綠色粘土為主。古近系紅層(E)：深度492.90～762.48m，揭露厚度269.58米。主要由泥巖、粉細(xì)砂巖為主。二疊系（P）:深度762.48～913.43，厚度150.95m。其中風(fēng)氧化帶深度：762.48～792.26厚度29.78m。主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、煤為主。石炭系（C）：深度913.43～961.32，厚度47.89m，巖性主要由灰?guī)r為主。4、2017-4孔本孔揭露地層新生界、古近系紅層、二疊系，其地層特征簡(jiǎn)述如下：新生界(Q):深度0～493.75m，揭露厚度33.76m。巖性主要由淺黃色、淺黃綠色粘土為主。古近系紅層(E)：深度493.75～536.37m，揭露厚度42.62米。主要由泥巖、粉細(xì)砂巖為主。二疊系（P）:深度536.37～1058.20，厚度521.83m。其中風(fēng)氧化帶深度：536.37～560.80m厚度24.43m。主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、煤為主。5、2017-5孔本孔揭露地層新生界、二疊系，其地層特征簡(jiǎn)述如下：新生界(Q):深度0～478.40m，揭露厚度478.40m。巖性主要由淺黃色、淺黃綠色鈣質(zhì)粘土主。二疊系（P）:深度478.40～925.00，厚度446.60m。巖性主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、煤層為主。6、2017-6孔本孔揭露地層新生界、古近系紅層、二疊系，其地層特征簡(jiǎn)述如下：新生界(Q):深度0～491.85m，揭露厚度31.88m。巖性主要由淺黃色、棕黃色鈣質(zhì)粘土主。古近系紅層(E)：深度491.85～748.90，揭露厚度257.05米。巖性主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、礫巖為主。二疊系（P）:深度748.90～1107.35，厚度358.45m。其中風(fēng)氧化帶深度：748.56～794.72m厚度46.16m,巖性主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、煤層為主。四、紅層含水層富水性評(píng)價(jià)鉆孔抽水試驗(yàn)成果表

表2孔號(hào)抽水層位靜止水位(m)降深(m)涌水量（l/s）單位水量（l/s.m）滲透系數(shù)影響半徑單位涌水量(10m降深91mm)（l/s.m）2017-1紅層17.6571.460.031250.0004370.0019331.390.00041892017-2紅層21.4887.510.09450.0010800.01627113.100.00104372017-3紅層22.3066.230.020530.00031450.00042113.590.00029882017-4紅層22.6587.510.01440.00016450.00158734.860.00015752017-6紅層21.1272.930.045450.0006230.00203632.910.0005973抽水試驗(yàn)6次，其中2017-1孔、2017-2孔、2017-3孔、2017-4孔、2017-6孔分別第三系“紅層”段抽水試驗(yàn)一次；2017-3孔另對(duì)“灰?guī)r”段抽水試驗(yàn)一次，留作灰?guī)r長(zhǎng)觀孔；根據(jù)相關(guān)規(guī)范，抽水試驗(yàn)質(zhì)量評(píng)級(jí)均為合格。各鉆孔換算成91mm,10m降深后，單位涌水量q均小于0.1l/s·m見(jiàn)表2，按照煤礦防治水規(guī)定，各鉆孔含水層富水性為弱富水性。紅層段隔水層厚度約0到250m，以棕紅色泥巖、粉砂巖為主，半固結(jié)成巖，部分層段呈疏松狀，在現(xiàn)場(chǎng)鉆探過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生漏水現(xiàn)象，說(shuō)明紅層隔水層段的隔水性較好。五、結(jié)論1、根據(jù)鉆探和測(cè)井資料確定了“紅層”、深度和厚度及發(fā)育特征，并對(duì)其巖性、裂隙、破碎程度進(jìn)行了描述。2、通過(guò)抽水試驗(yàn)所得參數(shù)及含水層富水性評(píng)價(jià)可知，82采區(qū)紅層“含水層”為