矿井充水因素分析

如题所述

(一)生产矿井水水文地质特征

井田内部和临近有生产井7对,井田有二1煤小煤矿9对,开采水平350~250m,开采面积0.007~0.065km2,正常涌水量4~33.75m3/h,最大涌水量12.66~45.00m3/h。白坪联办煤矿和缸沟二矿以底板进水为主,其余均是顶板充水。雨季出现最大涌水,为正常水量的1.3~4倍,一般雨后2~3天矿井水明显增加。白坪联办煤矿于1989年老窑突水淹井。

现有矿井和小煤矿开采水平浅,基本位于太原组上段灰岩含水层水位以上,以顶板进水为主的占75%,老窑突水淹井的约50%,矿井涌水量不大,水文地质条件简单。其中新登煤矿以底板进水为主,涌水量较大,发生过底板突水,水文地质条件较复杂。

(二)井田充水因素分析

1.充水水源

(1)大气降水

地下水动态观测和生产矿井水文地质特征说明,大气降水是地下水和矿井充水的主要补给水源。上寒武统和中奥陶统灰岩含水层厚度大,出露面积广,降水入渗补给条件好,富水性较强,太原组灰岩含水层厚度小,井田内零星出露,降水补给条件差,富水性相对较弱,所以,降水补给量是含水层富水性因素之一。

降水造成矿井充水特征具有明显的季节性、多年周期性变化规律。雨季是大气降水的主要补给期,集中降水80d左右矿井出现最大涌水量(据长观资料地下水位出现高峰值,滞后集中降水后80d左右),大—中雨后2~10d矿井涌水量明显增加。旱季矿井涌水量较小,反应了矿井正常涌水量。本区1988~1992年降水量逐年减小,岩溶地下水位呈下降趋势。因此,矿井涌水量随多年降水的丰水年、平水年和枯水年也会呈周期性变化。

(2)地下水

1)直接充水含水层。二1煤顶底板含水层是矿井直接充水水源,太原组上段灰岩为充水的主要来源。底板灰岩地下水掘进中将直接进入巷道而被疏干,对采面一般威胁不大,在箕F31断层以东富水性较好,涌水量占矿井总水量的47%。顶板砂岩含水层回采时导水裂隙带形成后涌水量最大,但含水层富水性弱,水量小易被疏干。开采初期矿井涌水量一般与巷道掘进长度和开采面积成正变关系,由于含水层补给条件的局限,矿井涌水量随开采时间的延长呈逐渐减小的变化规律。

2)间接充水含水层。二1煤顶底板间接含水层是直接含水层和矿井充水的补给水源,上寒武统和中奥陶统灰岩含水层为主要补给水源。井田东部断裂构造比较发育,二1煤顶底板直接含水层补给条件较好,是矿井涌水量大的重要因素。岩溶地下水在断层带可直接充水或突水,是矿井突水的主要水源。其次,第四系含水层在白江河谷分布地段,对岩溶含水层和山西组砂岩含水层有补给关系,为矿井充水间接补给水源之一。但是,第四系含水层面积小补给量不大。

(3)地表水

井田西部白江河径流于上寒武统和太原组上,对岩溶地下水有补给,小河为季节性溪流,补给量很小。

券门水库位于第二水平,水库底部至二1煤顶板铅垂距离大于400m,对第一水平开采没有影响。第二水平采煤库水通过重力滑动构造带是否会导致矿井充水,应重视这一问题的研究,保证后期采煤的安全。

(4)老窑水

井田采煤历史悠久,煤层浅部老窑遍布,给水普遍,浅部采煤易发生老窑突水,老窑水一般为储存量,突水来势猛、衰减快、易疏干。

2.充水通道

(1)底板灰岩溶洞裂隙涌水

箕F31断层以东L7灰岩岩溶裂隙发育,富水性较好,巷道掘进和采煤揭露或接近含水层时,地下水通过溶洞、裂隙涌水的形式向矿井充水;西部以灰岩裂隙涌水形式充水。底板灰岩溶洞、裂隙涌水为矿井充水的主要形式。

(2)顶板砂岩裂隙渗水

顶板砂岩含水层在开采初期一般以渗水形式充水,回采后形成冒落带和导水裂隙带,则以裂隙渗水和局部淋水的方式向矿井充水,但水量不大。

(3)断层带导致矿井充水

断层带有以下两种形式导致矿井涌水或突水:

1)断层带以涌水形式向矿井充水。第一水平的主要断层(箕F31、箕F7)在自然状态下为局部具有导水性的阻水断层,断层内带厚度小变化大,断层影响带发育。矿井疏干时,在地下水静水头压力和矿压的作用下,使断层带的导水性不断加强,二1煤底板灰岩含水层通过断层带导致矿井充水。

2)断层对口部位向矿井涌水或突水。二1煤底板含水层在断层对口部位与上寒武统和奥陶统灰岩接触地段巷道掘进、采煤揭露或接近断层时,静水压力和矿压作用造成间接水层向矿井涌水或突水。箕F31、箕F7断层下盘影响带灰岩岩溶发育,富水性强(10205和副10309空间溶洞),突水威胁较大:北东和北西向正断层与第一水平运输大巷的交叉点(包括断层的尖灭端或底层走向转折部位与大巷的交点)将成为矿井的主要出水点。

(4)钻孔封闭质量差造成矿井突水

按现行封孔质量要求评价,以往施工钻孔有33孔封闭质量不合格,其中间上寒武统灰岩的16孔,揭露太原组灰岩的5孔,将成为矿井底板涌水或突水的隐患,特别是10202孔L7灰岩漏水应加以防治。

综上所述,二1煤顶板砂岩含水层富水性弱,水文地质条件简单,东部岩溶裂隙发育,水文地质条件中等。井田二1煤层水文地质勘探类型属底板进水为主的岩溶裂隙充水矿床,水文地质条件简单到中等(即第三类、第二亚类、第一至第二型)。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答