新集二矿水文地质特征及其综合评价

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  新集二矿位于淮南煤田的东南部,受阜凤推覆构造的影响,井田内煤层开采工作几乎全部为推覆体下开采。且区内水文地质条件复杂,该矿自投产以来,发生多次突水现象。本文在汇总分析前人的研究成果和现今水文地质资料的基础上对其水文地质条件进行综合评价研究,为井田安全生产提供可靠的依据。

  1 地质概况

  新集二矿井田位于淮南复向斜的谢桥向斜南翼,颖凤区阜凤推覆构造的中段,构造线方向近东西,区内构造以阜凤逆冲断层为主体的上叠式推覆构造,外来系统推覆于原地系统( 含煤地层) 之上,如图 1。井田属新生界砂层孔隙含水层、推覆体片麻岩裂隙含水层、寒武系灰岩以及夹片灰岩岩溶裂隙含水层下,太原组、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层上开采矿井,水文条件复杂,工作面涌水大。对煤矿开采工作带来诸多影响。【图1】
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  2 水文地质特征
  
  2. 1 受采掘破坏或影响的含水层及水体
  2. 1. 1 二叠系砂岩裂隙含水层
  未受采掘破坏直接影响的含水层,单位涌水量 q = 0. 00143 ~ 0.0186L /( s. m) ,水质为 CI - HCO3- K+Na 或 CI-、K+、Na 型,总体为弱富水性但不均一。

  2. 1. 2 推覆体含水层
  ( 1) 片麻岩裂隙含水层。未受采掘破坏直接影响的含水层,单位涌水量 q =0. 007 ~0. 104L/( s. m) ,总体为弱富水性。受三含水垂向渗透补给,局部受二含水越流或垂向渗透补给,补给程度弱,以储存量为主。

  ( 2) 寒武系灰岩岩溶裂隙含水层。未受采掘破坏直接影响的含水层,单位涌水量 q =0. 000026 ~0. 54L/( s. m) ,弱 ~ 中等富水性。受二含补给,储存量和补给量均较丰富。

  ( 3) 夹片灰岩岩溶裂隙含水层。夹片灰岩岩溶发育不均一,主要为井田西段发育,漏水点标高 -262. 71 ~ 453. 76m,开始漏水点主要在夹片顶部和上部。夹片灰岩以太灰为主,单位涌水量 q = 0. 00611 ~ 0.06491L /( s. m) ,弱富水性; 局部见奥灰,单位涌水量 q = 0. 422L / ( s. m)至突水,中等 ~ 强富水性。补给量弱,以储存量为主。

  ( 4) 阜凤逆冲断层。断层带厚 0 ~ 15m,偶为 26. 75m( 0108 孔) 。区内仅 0108 孔漏水,最深漏水点标高 - 466. 66m 即断层南段中浅部。单位涌水量 q =0. 31L/( s. m) ,中等富水性,具有储存量消耗的特征。

  2. 1. 3 原地系统灰岩岩溶裂隙含水层
  区内太灰、奥灰岩溶裂隙不发育,弱富水性,补给条件差。井下灰岩水文地质钻探中,太灰单孔出水量 0. 10 ~28. 00m3/ h,出水量具有衰减速度快、幅度大的特征。目前矿井灰岩稳定涌水量 2 ~ 3m3/ h,2013年 6 月厎,太灰最低水位已降至 -356.63m 以下,奥灰最低水位已降至- 225. 31m。具有储存量不丰富并因疏放水不断消耗的特征。

  2. 2 单位涌水量
  《煤矿防治水规定》单位涌水量以井田主要充水含水层中有代表性的为准,以最大值作为分类依据。主要含水层涌水量最大钻孔单位涌水量换算成果见表 1。【表1】

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  对照《煤矿防治水规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第一项,为复杂类型。

  2. 3 矿井及周边老空水分布状况
  本矿与相邻的新集一矿和新集三矿无小井开采,矿井之间互留边界煤柱,均不受邻矿老空水影响。矿井采空区存有一定积水,但其位置、范围、积水量清楚。对照《煤矿防治水规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第二项,为中等类型。

  2. 4 矿井涌水量
  1996 年投产以来,矿井最大涌水量为 701m3/ h( 2003 年) 。近几年的矿井涌水量最小、最大值为: 2011 年 514 ~ 596m3/ h,2012 年 508 ~581m3/h,2013 年 1 - 6 月 519 ~ 567m3/ h。对照《煤矿防治水规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第三项,为中等类型。

  2. 5 突水量
  矿井釆掘工作面最大出( 突) 水量 171m3/ h( 2003 年,13 - 1 煤层1307 综采工作面) 。位于井田西界内的原新集五矿副井探水注浆孔( 1998 年) 钻进夹片奥灰发生突水,最大突水量 594m3/ h,造成淹井。

  对照《煤矿防治水规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第四项,为中等类型。

  2. 6 开采受水害影响程度
  矿井投产以来,发生水量大于 45m3/ h 的出( 突) 水 17 次,其中掘进工作面 1 次,13 - 1 煤层回釆工作面 6 次,11 - 2 煤回釆工作面 10次。

  13 - 1 煤层安全开采受推覆体寒灰水的威胁。矿井西翼 13 - 1 煤层仅分别于 2003 年和 2009 年回釆了两个短走向( 小于 500m) 工作面,留设的防水煤岩柱高度 >80m,仍发生了出( 突) 水。

  1 煤层开采受底板灰岩水威胁。虽现有资料表明太灰、奥灰弱富水性,但其富水性不均一,存在着底板灰岩突水的隐患。另外,各煤层开采还受 F10断层下盘灰岩水的威胁。对照《煤矿防治水规定》关于矿井水文地质类型划分分类依据第五项,矿井开采受水害影响程度为复杂类型。

  3 水文地质条件综合评价

  综合以上 5 个评价指标,分析得出新集二矿水文地质条件评价结果为复杂型。【表2.略】
  
  4 结束语

  ( 1) 区内影响煤矿开采的含水层主要包括二叠系砂岩含水层、推覆体含水层和灰岩含水层; 单位涌水量、矿井涌水量等均较大,并且老空水和开采突水也在一定程度上影响着井田水文地质条件的变化。

  ( 2) 综合评价分析得出,新集二矿水文地质条件为复杂型。

  参考文献
  
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