錢營孜煤礦2.4Mta新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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除第四含水層（段）直接覆蓋在煤系之上外，新生界第一、二、三含水層（組）之間分別對應(yīng)有第一、二、三隔水層（組）分布。它們主要由粘土、砂質(zhì)粘土及鈣質(zhì)粘土組成，厚度10～158m，分布穩(wěn)定，粘土塑性指數(shù)為19～38，隔水性能較好，尤其是第三隔水層 （組），以灰綠色粘土為主，單層厚度大，可塑性強(qiáng)，塑性指數(shù)21～38，膨脹量近13.7%，隔水性能良好，是區(qū)域內(nèi)重要的隔水層（組）。 表6.1 區(qū)域含水層（組、段）主要水文地質(zhì)特征表 含 水 層 (組、段)名稱 厚 度(m) q(l/s.m) K(m/d) 富水性 水 質(zhì) 類 型 新生界一含 15-30 0.1-5.35 1.03-8.67 中等～強(qiáng) HCO3-Na.Mg 新生界二含 10-60 0.1-3 0.92-10.95 中等～強(qiáng) HCO3.SO4-Na.Ca HCO3-Na.Ca 新生界三含 20-80 0.143-1.21 0.513-5.47 中等-強(qiáng) SO4.HCO3-Na.Ca HCO3.SO4-Na.Ca 新生界四含 0-57 0.00024-2.635 0.0011-5.8 弱～強(qiáng) SO4.HCO3-Na.Ca HCO3.Cl-Na.Ca 3-4煤間砂巖(K3)含水層 20-60 0.02-0.87 0.023-2.65 弱-中等 HCO3.Cl-Na.Ca SO4-Ca.Na 7-8煤砂巖 含水層 20-40 0.0022-0.12 0.0066-1.45 弱-中等 HCO3.Cl-Na.Ca SO4-Ca.Na 10煤上下砂巖含水層 25-40 0.003-0.13 0.009-0.67 弱-中等 HCO3.Cl-Na HCO3-Na 太原組灰?guī)r 含 水 層 47-135 0.0034-11.4 0.015-36.4 弱～強(qiáng) HCO3.SO4-Ca.Mg SO4.Cl-Na.Ca 奧陶系灰?guī)r 含 水 層 約500 0.0065-45.56 0.0072-60.24 強(qiáng) HCO3-Ca.Mg SO4.HCO3-Ca.Mg b） 二疊系隔水層（段） 主要由泥巖及粉砂巖組成，對應(yīng)各主采煤層砂巖裂隙含水層（段），劃分為四個(gè)隔水層（段）：1～2煤隔水層段、4～6煤隔水層段、8煤下鋁質(zhì)泥巖隔水層段和10煤下海相泥巖隔水層段，它們的隔水性能一般較好。 c. 地下水補(bǔ)給、逕流、排泄條件 a） 新生界含水層（組） 一含以大氣降水補(bǔ)給為主，水平逕流補(bǔ)給次之，排泄方式為垂直蒸發(fā)、人工開采和河流排泄，一含上部潛水和地面水體互補(bǔ)。二、三含以區(qū)域?qū)娱g逕流補(bǔ)給為主，局部在第一、二隔水層（組）較薄地段，在一、二、三含之間將產(chǎn)生越流補(bǔ)給。四含地下水以區(qū)域?qū)娱g逕流補(bǔ)給為主，在礦區(qū)通過煤系地層淺部風(fēng)化裂隙帶垂直滲透排泄至井下。 b) 二疊系煤系砂巖裂隙含水層（段） 其地下水在淺部受新生界第四含水層補(bǔ)給，區(qū)域?qū)娱g徑流補(bǔ)給微弱。總的來說補(bǔ)給水源不足，處于封閉或半封閉的水文地質(zhì)環(huán)境，地下水逕流緩慢。在礦區(qū)由于受礦井排水影響，各主采煤層砂巖裂隙含水層（段）地下水位呈下降趨勢。 c) 石炭系太原組和奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段） 二者部分地帶在北部裸露區(qū)受大氣降水補(bǔ)給，向南部平原地區(qū)逕流和排泄，它們一般淺部巖溶裂隙發(fā)育，富水性較強(qiáng)，尤其是奧灰水，在局部富水性極強(qiáng)。 6.1.1.3 區(qū)域礦井水文地質(zhì)特征 淮北煤田各生產(chǎn)礦正常涌水量為100～500m3/h，礦坑直接充水水源為煤層頂?shù)装迳皫r裂隙含水層，出水點(diǎn)水量大小與構(gòu)造裂隙發(fā)育程度和補(bǔ)給水源有密切關(guān)系，只要沒有富水含水層補(bǔ)給，一般水量呈衰減趨勢，礦井初期開采時(shí)水量增長較快，投產(chǎn)幾年后，涌水量漸趨穩(wěn)定，以后隨采區(qū)接替和開采水平延深，礦井涌水量變化不大。 井下的出水點(diǎn)，大多為滴水、淋水，個(gè)別出水點(diǎn)涌水量較大，若不與石灰?guī)r含水層溝通，一般是開始水量較大，后逐漸減小甚至干涸。 宿南礦區(qū)曾發(fā)生多期“四含”突水，祁東煤礦于2001年11月24日3222工作面突水，突水量達(dá)1520 m3/h，造成淹井；桃園煤礦2002年11月10日在1022上工作面開切眼上部的“四含流砂層”潰入巷道，造成人員傷亡事故。 勘探和生產(chǎn)礦井水文地質(zhì)資料證實(shí)，淮北煤田斷層一般富水性較弱，導(dǎo)水性亦差。 太原組石灰?guī)r與10煤層間距一般大于50m，在正常情況下不會發(fā)生“底鼓”突水，若遇構(gòu)造或巖溶陷落柱，使煤層與太灰以至奧灰含水層對口或間距縮短，太灰（或奧灰）水有可能對礦坑產(chǎn)生直接充水，對生產(chǎn)將產(chǎn)生大的危害。 例如相城礦二水平東大巷-280m過F5斷層滯后突水，水量為750m3/h，水源為太灰水。 1988年10月楊莊煤礦II617工作面發(fā)生底板突水，水量3153 m3/h，造成二水平被淹。 1996年3月，任樓煤礦7222工作面發(fā)生巖溶陷落柱特大突水災(zāi)害，最大突水量為11854-34570 m3/h，使年產(chǎn)百萬噸煤炭的大型礦井停產(chǎn)半年多，突水水源主要是奧灰水。 綜上所述，淮北煤田是被新生界松散層所覆蓋的全隱伏型煤田，整個(gè)煤田是以孔隙水和裂隙水為主要充水水源的礦床，在正常情況下，水文地質(zhì)條件大多屬于簡單或簡單～中等，但局部地區(qū)太灰、奧灰有可能大量突水，個(gè)別礦井水文地質(zhì)條件也可為復(fù)雜類型。 6.1.2 井田水文地質(zhì)條件 6.1.2.1 地表水 井田內(nèi)地形平坦，地面標(biāo)高一般在23m左右。井田內(nèi)最大地表水體是澮河，它從本井田中部穿過，自西北流向東南。澮河及其支流和人工溝渠組成了密如蛛網(wǎng)的地表水系。澮河是淮河的支流，河床蜿蜒曲折，寬50～150m，深3～5m，兩岸有人工河堤，每年7～9月為雨季，河水位較高，流量較大，每年10月至次年3月為枯水期，干旱嚴(yán)重時(shí)甚至斷流。澮河屬中小型季節(jié)性河流，五、六十年代曾發(fā)生過三次較大水災(zāi)（1954年7月17日、1963年6月30日，1965年7月16日），其中1965年7月的水災(zāi)最大，據(jù)上游臨渙澮河水文站觀測，當(dāng)時(shí)最大洪峰流量為865 m3/s，最高洪水位標(biāo)高28.34m；本地區(qū)普遍積水1m左右，但1968年新汴河開挖以后，增強(qiáng)了區(qū)域內(nèi)泄洪能力，澮河水從未溢出河床，根除了本地區(qū)水患，目前地表水對煤礦開采和礦區(qū)建設(shè)沒有危害。 6.1.2.2 含、隔水層（組、段）水文地質(zhì)特征 a. 新生界松散層含、隔水層（組） 井田內(nèi)新生界松散層厚124.60～251.30m，平均厚224.58m，其厚度變化受古地形控制，大致是從北向南，從東向西逐漸增厚。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料與鉆探取芯、測井資料進(jìn)行分析對比，按其巖性組合特征，自上而下劃分四個(gè)含水層（組）和三個(gè)隔水層（組）。各含、隔水層（組）水文地質(zhì)特征如下： a) 第一含水層（組） 底板埋深28.20～37.65m，含水介質(zhì)主要為細(xì)砂、粉砂、粘土質(zhì)砂等，砂層純厚6.00～26.10m，平均15.82m，分布穩(wěn)定，該含水層（組）為一多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合含水層，上部為潛水，下部為弱承壓水，上下部水力聯(lián)系密切，地下水位埋深一般在2～3m。上部近地表0.5m左右為淺褐黑色耕植土，其下由淺黃色粉砂和粘土質(zhì)砂組成，夾多層薄層粘土及砂質(zhì)粘土。據(jù)區(qū)域和鄰近祁東礦水1孔抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高17.32m，q＝0.57～3 l/s·m，K=2.9094m/d，礦化度0.356g/l，全硬度12德國度，富水性中等，水質(zhì)為重碳酸鈉鎂鈣型，是該區(qū)生活飲用和農(nóng)田灌溉的主要水源。 b) 第一隔水層（組） 底板埋深45.20～53.60m，隔水層厚4.05～21.60m，平均厚度12.28m，由灰黃、暗灰色砂質(zhì)粘土及粘土組成，頂部富含砂礓塊和鐵錳質(zhì)結(jié)核。該層局部夾1～2層薄層粉砂或粘土質(zhì)砂、分布穩(wěn)定，可塑性強(qiáng)，隔水性能較好。 c) 第二含水層（組） 底板埋深60.30～74.10m，含水層厚2.95～15.80m，平均厚9.20m，由灰黃色粉細(xì)砂及粘土質(zhì)砂組成，夾粘土1～3層，砂層厚度變化較大，分布不穩(wěn)定，井田內(nèi)不發(fā)育，富水性弱。據(jù)區(qū)域抽水試驗(yàn)資料：q＝0.1～3 l/s·m，富水性中等，水質(zhì)為重碳酸鈉或重碳酸、硫酸鈉鎂型。 d) 第二隔水層（組） 底板埋深76.80～95.65m，隔水層厚7.15～24.20m，平均厚13.88m，由棕黃、深黃及棕紅色粘土及砂質(zhì)粘土組成，局部夾1～2層細(xì)砂或粘土質(zhì)砂，可塑性強(qiáng)，分布穩(wěn)定，隔水性能好。 e) 第三含水層（組） 底板埋深152.80～177.20m，含水層厚10.50～60.80m，平均厚度36.39m，從北向南含水層有逐漸增厚的趨勢。在120～140m左右有1～2層10～20m左右的厚粘土把含水層（組）分為上、下兩部分。 上部：由灰黃、灰白色細(xì)砂及中砂組成，砂層中含泥質(zhì)少，夾有2～3層粘土，含水層厚20～30m，分布穩(wěn)定。據(jù)鄰近祁東礦水3和26-2711孔抽水資料：水位標(biāo)高19.40～19.79m，q＝0.78～0.87 l/s·m，K=6.414～6.768m/d，礦化度0.662～0.776g/l，全硬度16.42～21.04德國度，富水性中等，水質(zhì)為重碳酸鈉鎂和重碳酸硫酸鈉鎂水。 下部：由灰黃色、灰綠色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂組成，砂層中泥質(zhì)較多，含水層厚5～10m,分布較穩(wěn)定。據(jù)鄰近祁東礦水2孔抽水資料：水位標(biāo)高19.22m，q＝0.14 l/s·m，K=4.587m/d，礦化度1.113g/l，全硬度31.44德國度，水質(zhì)為硫酸重碳酸鈉鎂鈣水，富水性較上部弱，水質(zhì)較上部差。 f) 第三隔水層（組） 底板埋深179.60～246.60m，隔水層厚0～81.65m，平均厚度46.65m，上中部由灰綠色粘土和砂質(zhì)粘土組成，下部為砂質(zhì)粘土、鈣質(zhì)粘土和少量泥灰?guī)r組成。只是在井田東部邊界的295、806和696三孔缺失，形成小范圍的“天窗”，而在295孔的底部還有35.10m的粘土，對下部煤系地層影響不大。該組厚度大，分布穩(wěn)定，隔水性能好，為區(qū)內(nèi)重要隔水層（組）。 g) 第四含水層（組） 該含水層（組）是直接覆蓋在煤系地層之上，兩極厚度0～17.20m，平均厚6.69m，由于受古地形的制約，含水層厚度變化較大，由土黃、深黃和雜色含泥質(zhì)中細(xì)砂、砂礫、礫石、粘土礫石組成，巖性較復(fù)雜，局部呈半固結(jié)狀。據(jù)29-302和261兩孔抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高9.88～22.14m，q=0.00093～0.00474 l/s.m，K=0.00694～0.0456m/d，礦化度0.366～0.379g/l,水質(zhì)為重碳酸鈉鎂及重碳酸鈣鈉型水，富水性較弱。 b. 新生界下第三系“紅層”含、隔水層（段） 下第三系“紅層”只在西部邊界南坪斷層以西6718孔揭露有300m左右,多為淺紅色中細(xì)砂巖和礫巖，呈半膠結(jié)或膠結(jié)狀。礫石成分有石英巖、灰?guī)r、砂巖、磨園度較好。該段為下第三系上部含水層（段），可能含水較富，但是分布在井田西部外圍，對礦床開采影響較小。 C. 二疊紀(jì)煤系地層含、隔水層（段） 二疊紀(jì)煤系地層主要由泥巖、粉砂巖及砂巖夾數(shù)層煤層組成，一般不能明顯地劃分出含、隔水層（段），主要依據(jù)地層巖性的組合特征和可采煤層的賦存位置，結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)資料，劃分為三個(gè)含水層（段）和四個(gè)隔水層（段）。各含、隔水層水文地質(zhì)特征如下： a) 1～2煤下隔水層（段） 隔水層厚為31.50～95.91m，平均65.56m。巖性以灰色、灰綠色的泥巖及粉砂巖為主，夾1～2層細(xì)砂巖或中砂巖，巖性致密，裂隙不發(fā)育，鉆探揭露時(shí)無漏水現(xiàn)象，在272孔鉆進(jìn)時(shí)泥漿消耗量稍大，達(dá)0.64～1.92m3/h，一般為0～0.16m3/h，隔水性能良好。 b) 32煤頂?shù)咨皫r裂隙含水層（段） 含水層總厚為0.78～28.52m，平均10.66m。主要由3～5層的細(xì)砂巖和中砂巖組成，裂隙較發(fā)育，鉆探揭露時(shí)在272、405和291三孔發(fā)生漏水，漏失量達(dá)5～19.2 m3/h，鉆孔泥漿消耗量一般為0～0.16m3/h，最大消耗量0.64～4.8m3/h；據(jù)298和402抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高-2.82～20.65m,q=0.00571～0.0194 l/s.m，K=0.0616～0.0567m/d，富水性較弱，礦化度為4.212～3.528g/l，水質(zhì)為硫酸鈉型水。 c) 4～6煤隔水層（段） 隔水層厚為67.19～144.78m，平均107.65m，巖性以泥巖及粉砂巖為主，夾4～6層的細(xì)砂巖和中砂巖，巖性致密完整，裂隙不發(fā)育，鉆探揭露未發(fā)生漏水，有271和804兩個(gè)鉆孔在砂巖段泥漿消耗量稍大，可達(dá)0.80～3.2m3/h，鉆孔泥漿消耗量一般為0～0.48m3/h，隔水性能較好。 d) 7、8煤頂?shù)装迳皫r裂隙含水層（段） 含水層厚為0～56.08m，平均22.91 m，主要由2～3層中細(xì)砂巖組成，巖性致密，裂隙不發(fā)育，鉆探揭露時(shí)無漏水現(xiàn)象，鉆進(jìn)時(shí)泥漿消耗量一般為0～0.16m3/h。據(jù)353和341兩孔抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高12.24～24.282m，q=0.00935～0.00796 l/s.m，K=0.0347～0.0718m/d，礦化度1.55～1.388g/l,水質(zhì)為重碳酸氯化鈉及氯化物重碳酸鈉型水，富水性較弱。 e) 8煤組下隔水層（段） 隔水層厚為8.20～20.00m，平均15.30m，巖性主要為灰白色的鋁質(zhì)泥巖，灰色及深灰色的泥巖及粉砂巖等，并夾有1～3層的中、細(xì)砂巖，巖性較致密，裂隙不發(fā)育，鉆探揭露時(shí)未發(fā)生漏水，鉆孔泥漿消耗量一般為0～0.16m3/h，隔水性較好。 f) 10煤頂?shù)装迳皫r裂隙含水層（段） 含水層（段）砂巖厚度為0.98～43.83m，平均12.01m。一般為2～3層的中砂巖、細(xì)砂巖構(gòu)成，巖性較致密，裂隙不發(fā)育，鉆探揭露時(shí)未發(fā)生漏水，鉆孔泥漿消耗量一般為0～0.16m3/h，據(jù)區(qū)域抽水試驗(yàn)資料： q=0.003～0.13 l/s.m，水質(zhì)為重碳酸氯化鈉型水，富水性較弱。 g) 10煤下～太原組第一層石灰?guī)r間隔水層（段） 該層段巖性主要為泥巖和粉砂巖，夾1～3層細(xì)砂巖，部分地帶有砂泥巖互層，巖性較致密。隔水層（段）總厚為29.68～92.85m，平均53.26m。主要由深灰色的海相泥巖、粉砂巖組成，巖性致密，鉆孔泥漿消耗量一般為0～0.16m3/h，鉆進(jìn)中未發(fā)生漏水現(xiàn)象，在正常情況下能起隔水作用。 統(tǒng)計(jì)揭露10煤至太原組第一層灰?guī)r的鉆孔21個(gè)，其正常間距（真厚）為52.78～95.59m，平均69.50m。正常情況下開采10煤，此層段隔水性能較好，但在局部地段，由于受斷層影響，導(dǎo)致間距縮短或“對口”，有可能造成灰?guī)r突水。 d. 太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段） 井田內(nèi)無鉆孔完全揭穿太原組，有25個(gè)鉆孔揭露太原組地層，一般見一灰即停鉆，據(jù)鄰區(qū)祁南礦資料，太原組厚度在133m左右，一般由8～14層灰?guī)r夾細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，其中灰?guī)r總厚約50m左右，淺部1～4層灰?guī)r純厚為24.15～40.37m,平均厚度為34.91m。巖溶裂隙發(fā)育，且隨著埋深的增大巖溶裂隙發(fā)育程度減弱。井田內(nèi)揭露1～4灰時(shí)，361孔發(fā)生漏水，漏失量為6.40m3/h；29-305孔泥漿消耗量較大，達(dá)0.64～1.92 m3/h。泥漿消耗量一般為0～0.16 m3/h；據(jù)29-305孔抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高18.61m，q=0.00338 l/s.m，K=0.00806m/d，礦化度2.597g/l,水質(zhì)為重碳酸硫酸鈉型水，富水性弱。而鄰近桃園煤礦83孔抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高22.70m，q=1.508 l/s·m，K=1.423m/d，礦化度2.45g/l，水質(zhì)為硫酸鈣鈉型水，富水性中等。 但必須指出，太原灰?guī)r溶裂隙含水層的巖溶裂隙發(fā)育和富水性具有不均一性。由于本井田斷層較多，有不少斷層落差較大，造成了部分地帶的10煤或者7～8煤與太灰間距縮短甚至直接“對口”，在煤層開采時(shí)，必須對上述地帶高度重視，一水平剖面上主采煤層與太灰“對口”或者間距縮短情況見表6.2。在正常情況下對10煤層開采無直接影響，但遇斷層使煤層與太灰“對口”接觸或間距縮小時(shí)，可能產(chǎn)生底鼓或突水。 表6.2 一水平剖面上主采煤層與C3灰?guī)r對口情況統(tǒng)計(jì)表 地質(zhì)剖面 孔 號 對 口 位 置 對口層位 影響斷層 水平距（m） 標(biāo)高（m） 25 6 淺部55 -640 82～C3（縮短） F67 26 4 淺部530～590 -550～-620 （51～82）～C3 F17 27 5 淺部345～385 -585～-670 （51～82）～C3 F17 28 10 淺部720～795 -510～-590 （51～82）～C3 F17-1 29 5 深部165 -650 10～C3（縮短） DF13 29-30 10 淺部1080 -600 82～C3（縮短） F17-1 35 3 淺部182 -660 10～C3（縮短） F22 e. 本溪組鋁質(zhì)泥巖隔水層（段） 井田內(nèi)無鉆孔揭露資料，據(jù)區(qū)域資料該隔水層厚度在15m左右，巖性主要有鋁質(zhì)泥巖、泥巖夾薄層灰?guī)r組成，正常情況下，能起一定隔水作用。 f. 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段） 井田內(nèi)無鉆孔揭露，厚度不詳，據(jù)鄰區(qū)鉆孔資料，揭露厚度為20.56m，為厚層狀，巖性以灰褐色白云質(zhì)灰?guī)r，巖溶裂隙發(fā)育。據(jù)區(qū)域資料，總厚500m，巖溶裂隙發(fā)育具不均一性，在淺部風(fēng)化帶和構(gòu)造破碎帶附近較發(fā)育，富水性較強(qiáng)，而在深部或遠(yuǎn)離構(gòu)造破碎帶地段則不發(fā)育，富水性弱。據(jù)區(qū)域抽水試驗(yàn)資料：q＝0.019～45.56 l/s·m，水質(zhì)為重碳酸鈣鎂或硫酸重碳酸鈣鎂和重碳酸硫酸鈉鈣型，正常情況下距主采煤層較遠(yuǎn)，一般奧灰水對礦坑無直接充水影響。 6.1.2.3 斷層的富水性和導(dǎo)水性 井田內(nèi)斷層發(fā)育，共查出斷層45條，其中正斷層26條，逆斷層18條，滑覆斷層1條。斷層破碎帶以煤系泥巖及粉砂巖為主，夾少量砂巖碎屑，所有鉆孔穿過斷層帶時(shí)，均未發(fā)生漏水現(xiàn)象。鉆孔泥漿消耗量一般為0～0.16m3/h，296、345兩孔最大消耗量0.60m3/h（F17斷層）、1.28m3/h（F17-2斷層），據(jù)286孔對斷層F22抽水試驗(yàn)資料：水位標(biāo)高19.82m，q＝0.00507 l/s·m，K＝0.00685m/d，富水性弱，礦化度0.344g/l，水質(zhì)為重碳酸鈣鈉型水。從區(qū)域和鄰近生產(chǎn)礦井來看，斷層一般是富水性弱，導(dǎo)水性差。 據(jù)淮北生產(chǎn)礦井所揭露的斷層水文地質(zhì)特征分析，由于采掘比鉆孔揭露的面積大，破壞程度高，破壞了原來的地質(zhì)、水文地質(zhì)天然平衡條件，使某些斷層的導(dǎo)水性有所增強(qiáng)（采掘中大部分落差大于2m的斷層有淋水、滴水及滲水現(xiàn)象，少數(shù)具導(dǎo)水現(xiàn)象），若溝通了富水巖層，而隔水層厚度小且較破碎時(shí)，就可能產(chǎn)生突水。預(yù)防斷層的突水重點(diǎn)應(yīng)放在與富水層“對口”部位。 6.1.2.4 各含水層（組、段）間的水力聯(lián)系 a. 新生界第一、二、三含水層（組）之間均有相應(yīng)穩(wěn)定的隔水層存在，各含水層之間地下水一般無水力聯(lián)系，僅在局部地段隔水層變薄時(shí)，存在著越流補(bǔ)給關(guān)系。由于第三隔水層（組）厚度大，分布穩(wěn)定（局部地段缺失，范圍很小，影響不大）,使其以上的含水層與下部各含水層之間地下水無水力聯(lián)系。第四含水層（組）地下水，因直接覆蓋在基巖各含水層之上，與基巖各含水層均有水力聯(lián)系，特別是在淺部煤系砂巖裂隙含水層段有著密切的水力聯(lián)系。 b. 二疊系主采煤層砂巖裂隙含水層（段），裂隙不發(fā)育，連通性差，富水性弱，各含水層（段）之間地下水一般無水力聯(lián)系。 c. 太原組和奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）地下水，與二疊系主采煤層砂巖裂隙含水層（段）之間的地下水，在正常情況下無水力聯(lián)系，因構(gòu)造影響，它們之間將發(fā)生水力聯(lián)系。 6.1.2.5 井田水文地質(zhì)類型 在留設(shè)防水煤柱條件下開采3～10煤層時(shí)，新生界第四含水層（組）為間接充水含水層，是開采淺部煤層時(shí)的主要補(bǔ)給水源，礦床直接充水水源為二疊系煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水，正常情況下太原組1～4層灰?guī)r巖溶裂隙含水層（段）對開采10煤層無直接充水影響。因此，井田水文地質(zhì)條件應(yīng)為中等偏簡單類型。 6.1.3 礦井主要充水因素分析 6.1.3.1 鄰近生產(chǎn)礦井水文地質(zhì)特征 鄰近的生產(chǎn)礦井有桃園、祁東、祁南、蘆嶺、朱仙莊及任樓等煤礦，以上各礦水文地質(zhì)特征與本區(qū)基本相似（詳見表6.3），煤系地層均被厚度大于200m的新生界松散層所覆蓋，而新生界第四含水層（組）也直接覆蓋在煤系地層之上，富水性弱～中等，其地下水是礦井充水的補(bǔ)給水源。二疊系含煤地層砂巖裂隙不發(fā)育，富水性弱，其地下水是礦井的直接充水水源。在正常情況下，含煤地層中的斷層富水性弱，導(dǎo)水性差。一般正常情況下，太原組和奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水不是煤礦開采的直接充水水源，但若遇導(dǎo)水構(gòu)造、巖溶陷落柱或封閉不好的鉆孔，其地下水就有可能突入井巷，給礦井造成危害。 各礦井在建井和生產(chǎn)中，一般突水有兩種情況：一是煤系砂巖裂隙水，多呈淋水、滴水，局部出現(xiàn)突水，水量均不是太大，因煤系水補(bǔ)給不足，往往消耗自身的儲存量。二是有四含或太灰的補(bǔ)給，其突水量往往開始較大，以后經(jīng)過處理，水量變小或成常流水。 表6.3 鄰近生產(chǎn)煤礦水文地質(zhì)特征表 礦 井 第一 水平 （m） 設(shè)計(jì)年 產(chǎn) 煤 （萬噸） 礦井涌水量（m3/h） 松散層第四含水層（組） 礦井涌水量 觀測時(shí)間 正 常 最 大 平均厚度 (m) q(l/s.m) 桃園 -520 90 400 526 15.00 0.00106～0.183 1994.1～2001.6 祁南 -550 180 150 199.8 10.10 0.00045～3.406 1998～2000.6 祁東 -600 150 238.5 1520 371 40 0.034～0.219 2002.1～2005.5 蘆嶺 -450 150 181 280 6 0.00036～0.00405 1984～1990 朱仙莊 -435 120 214 301 30 0.0014～0.133 1983～1990 任樓 -520 150 100.29 34570 20 0.0094～0.028 2000.9～2002.9 a. 祁東煤礦水文地質(zhì)情況 該礦井的煤層屬裂隙水為主要充水水源的礦床，鑒于該礦井四含比較發(fā)育，防治水工程量較大，故礦井水文地質(zhì)條件屬中等類型，即II類。曾在建井和開采中多次發(fā)生突水,現(xiàn)將近幾年礦井涌水量和突水情況敘述如下: a) 礦井實(shí)測涌水量 2001年～2005年礦井實(shí)測涌水量見表6.4。 表6.4 祁東煤礦實(shí)測礦井涌水量統(tǒng)計(jì)表 單位：m3/h 月 年 2001 2002 2003 2004 2005 1 14.5 371 230 188 317 2 16.2 364 233 210 232 3 15.6 288 227 214 243 4 15.1 187 242 212 223 5 21.3 296 230 207 230 6 23.6 103 215 240 7 24.7 51 216 204 8 40.6 54 233 291 9 52.5 292 247 274 10 64.9 282 204 318 11 1520 257 197 371 12 850 234 207 353 b) 礦井突水情況 自1999年以來，突水量大于3ｍ3/h的共有14次，最大突水量1520ｍ3/h，詳見表6.5。 表6.5 祁東煤礦突水點(diǎn)情況統(tǒng)計(jì)表 突水時(shí)間 突水地點(diǎn) 最大水量m3/h 水量變化趨勢m3/h 突水因素分析 (層位及通道) 1999.5.27 中央軌道石門 35 減小至疏干 32煤頂板砂巖裂隙 3222進(jìn)風(fēng)斜巷 10 漸變成淋水 32煤頂板砂巖裂隙 3223提料斜巷 5 減小至疏干 32煤頂板砂巖裂隙 3222提料斜巷 5 漸變成淋水 32煤頂板砂巖裂隙 東翼軌道大巷 3 漸變成淋水 F11斷層附近 西翼軌道大巷 5 漸變成淋水 斷層附近 3222機(jī)巷 3 漸變成淋水 32煤頂板砂巖裂隙 2001.11.24 3222工作面 1520 注漿堵水 四含 1995.5.22 中央軌道石門 35 減小至疏干 32煤頂板砂巖裂隙 2002.7.21 二采區(qū)石門 12 減小至疏干 煤層頂板砂巖裂隙 2002.8.27 7.5 2002.9.16 7221工作面 20～237 頂板砂巖及四含 2003.9.9 3225工作面 32 32煤層頂板砂巖隙 2003.10.14 6114工作面 14 老塘水 b. 任樓煤礦水文地質(zhì)情況 任樓煤礦2000年1月至2002年9月,正常月涌水量的平均值為103m3/h，其中2000年4月涌水量為136.53m3/h，是最大涌水量。在建井和生產(chǎn)中雖然有幾次突水但都不大,最大就數(shù)1996年3月4日的巖溶陷落柱導(dǎo)通太灰、奧灰水而造成特大突水。現(xiàn)將巖溶陷落柱的情況敘述如下： a）巖溶陷落柱 巖溶陷落柱是巖溶空洞塌陷的產(chǎn)物，它是因下伏易溶巖層經(jīng)地下水強(qiáng)烈溶蝕后形成的大溶洞，引起上覆巖層失穩(wěn)，向巖溶空洞冒落、塌陷所形成的筒狀柱體。該礦在試生產(chǎn)期間曾于1996年3月4日，首采區(qū)7222工作面發(fā)生了特大型巖溶陷落柱突水災(zāi)害，導(dǎo)致整個(gè)礦井被淹，給煤礦帶來巨大損失，后通過多種手段勘查、分析，查明了該陷落柱具有如下特征： ①為奧灰?guī)r溶塌陷形成，破碎帶發(fā)育層位高。突水4天后，距突水點(diǎn)16．2km處的童亭礦奧灰長觀孔水位下降了7.04m，而本礦其它各含水層觀測孔水位同期則下降不大，隨后各觀測孔水位不斷上升。從水質(zhì)、水量等資料綜合分析，突水水源為奧灰?guī)r溶水，表明陷落柱為奧陶系灰?guī)r巖溶塌陷形成。另外，從探查孔鉆探施工中在新生界三隔即出現(xiàn)掉鉆10m的事實(shí)分析，陷落柱塌陷帶已達(dá)新生界松散層，其頂?shù)赘卟罱?00m。 ②平面近橢圓狀。橢圓軸向?yàn)楸蔽飨?，與北西向張性斷裂方向一致，陷落柱破碎帶在72煤層中的影響面積為500m2左右。 ③陷落柱與水平面交角近似垂直。剖面形狀呈不規(guī)則狀，總體上為一交角80～90°的柱體。 ④陷落柱巖石破碎，滲透性好，導(dǎo)水能力強(qiáng)。井下突水實(shí)測涌水量為11854m3/h，瞬間最大突水量達(dá)34570m3/h。 1999年10月13日7218機(jī)巷掘進(jìn)時(shí)，出現(xiàn)淋水，向前推進(jìn)2m后，前后30m地段大面積出水，水量約5m3/h，水溫為31～34℃，四次水質(zhì)化驗(yàn)均為灰?guī)r水質(zhì)類型。經(jīng)過組織專家論證，認(rèn)為此水為下方來的灰?guī)r水，出水量不大。說明來水遠(yuǎn)，導(dǎo)水通道不太暢通，其水溫、水質(zhì)與煤系砂巖水不同，且較長時(shí)間后水量變化不大，與本礦以儲存量為主的煤系砂巖水不同，而與上一次7222工作面特大型突水的開始有相似之處，故此水可能是通過斷層和巖溶陷落柱而來的灰?guī)r水，具有形成突水災(zāi)害的威脅，經(jīng)過多種手段勘查分析，查④陷落柱巖石破碎，滲透性好，導(dǎo)水能力強(qiáng)。井下突水實(shí)測涌水量為11854m3/h，瞬間最大突水量達(dá)34570m3/h。 1999年10月13日7218機(jī)巷掘進(jìn)時(shí)，出現(xiàn)淋水，向前推進(jìn)2m后，前后30m地段大面積出水，水量約5m3/h，水溫為31～34℃，四次水質(zhì)化驗(yàn)均為灰?guī)r水質(zhì)類型。經(jīng)過組織專家論證，認(rèn)為此水為下方來的灰?guī)r水，出水量不大。說明來水遠(yuǎn)，導(dǎo)水通道不太暢通，其水溫、水質(zhì)與煤系砂巖水不同，且較長時(shí)間后水量變化不大，與本礦以儲存量為主的煤系砂巖水不同，而與上一次7222工作面特大型突水的開始有相似之處，故此水可能是通過斷層和巖溶陷落柱而來的灰?guī)r水，具有形成突水災(zāi)害的威脅，經(jīng)過多種手段勘查分析，查 明隱伏陷落柱導(dǎo)通了下部灰?guī)r水及奧灰水，并及時(shí)采取了封堵措施，杜絕了一次大的突水淹井災(zāi)害。 6.1.3.2 礦坑充水因素分析 本井田地層中有多個(gè)含水層（組、段），但也有多個(gè)相對應(yīng)的隔水層（組、段）所阻隔，不同（組、段）的地下水對礦坑充水影響有明顯不同，主要充水因素有以下幾種： a. 新生界第四含水層（組）地下水，在淺部沿風(fēng)化裂隙帶和采空區(qū)塌陷裂隙帶進(jìn)入礦坑，是開采淺部煤層的主要補(bǔ)給水源。但是，由于本井田煤層露頭與四含直接接觸的部位不多，四含又不太發(fā)育，故四含水對主采煤層開采影響不會太大。 b.煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水是礦井開拓和煤層開采的直接充水水源。由于砂巖裂隙發(fā)育的不均一性，一般富水性弱，以存儲量為主，補(bǔ)給量不足。 c. 石灰?guī)r巖溶裂隙水：太原組和奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水在正常情況下，對開采10煤層無直接充水影響，但當(dāng)遇到斷層或陷落柱時(shí)，使煤層與灰?guī)r“對口”接觸或間距縮短時(shí)，可能對礦坑產(chǎn)生直接充水或使巷道產(chǎn)生“底鼓”。由于灰?guī)r水水壓大，水量豐富，易于造成突水災(zāi)害。 d. 井田內(nèi)多數(shù)斷層在天然狀態(tài)下富水性弱，導(dǎo)水性差，當(dāng)井巷工程施工穿過斷層時(shí)，斷層裂隙帶水就會進(jìn)入礦井，雖然其水量不大，但是，破壞了天然平衡狀態(tài)，使斷層的導(dǎo)水性增大，若使主采煤層與富水層“對口”或“溝通”時(shí)，就有可能產(chǎn)生突水。 e. 封閉不良鉆孔：在施工中的鉆孔若封閉不合格或因出事故未封閉的見煤鉆孔，溝通了富水層，就可能產(chǎn)生突水。 6.1.4 礦井涌水量預(yù)算 6.1.4.1 涌水量計(jì)算范圍、方法及公式選擇 a. 計(jì)算范圍 淺部以主采煤層露頭帶為界，深部至32煤層-650m第一水平以淺地段。 b. 計(jì)算公式方法選擇 根據(jù)本井田和鄰近生產(chǎn)礦井的水文地質(zhì)條件和礦井主要充水因素分析，采用地下水動(dòng)力學(xué)公式法計(jì)算和比擬法預(yù)算礦井涌水量。礦井涌水量預(yù)算分為直接充水含水層煤系砂巖裂隙水和間接充水含水層四含水及太原組1～4灰可能突水三部分。 c. 計(jì)算公式 a) 地下水動(dòng)力學(xué)法計(jì)算公式 Q =BK (1) Q =1.366K (2) Q =2.73K (3) R =10S (4) r0 = (5) R0 =R +r0 (6) b) 比擬法計(jì)算公式 Q =Q0 (7) c) 公式中各字母的含義及單位： Q —預(yù)計(jì)礦井涌水量 (m3/h) S —水位降低值 (m) K —滲透系數(shù) (m/d) M—含水層厚度 (m) B—進(jìn)水廊道長度 (m) h0—含水層底板以上動(dòng)水位高度，四含水降至其底板或煤系砂巖水降至各煤層底板時(shí)，h0=0 (m) R — 影響半徑 (m) r0—“大井”引用半徑 (m) R0—“大井”引用影響半徑 (m) F— 主采煤層面積 (m2) F0— 生產(chǎn)礦井井下巷道圍圈面積 (m2) Q0 — 生產(chǎn)礦井實(shí)測礦井涌水量 (m3/h) S0 —生產(chǎn)礦井水位降低值 (m) 6.1.4.2 礦井涌水量預(yù)算 a. 新生界第四含水層（組）孔隙水涌水量預(yù)算 四含地下水主要是沿煤層淺部露頭帶或采空冒裂帶裂隙滲入礦井。當(dāng)四含地下水位降至其底板時(shí)，地下水處于承壓～無壓水流狀態(tài)，故計(jì)算時(shí)采用承壓轉(zhuǎn)無壓雙側(cè)進(jìn)水溝渠公式。依據(jù)四含的水文地質(zhì)條件，主要分布在36線以南地段。 四含滲透系數(shù)采用261孔四含抽水試驗(yàn)取得的滲透系數(shù)，即：K=0.0456m/d。 四含水位采用29-302和261孔靜止水位標(biāo)高平均值，即：（9.88+22.14）/2=16.01m，水位降低S值采用四含平均底板埋深與四含水位埋深差值來計(jì)算，即： S=233.18-16.01=217.17 m。 進(jìn)水廊道B=4000m，四含厚度采用平均值6.69m。選用上述參數(shù)利用公式（1）、（4）計(jì)算，結(jié)果見表6.6。 表6.6 新生界松散層四含涌水量預(yù)算結(jié)果表 B(m) K(m/d) M(m) S(m) R(m) Q(m3/h) 4000 0.0456 6.69 217.17 464 47 計(jì)算結(jié)果，四含水沿主采煤層露頭帶和采空冒裂帶裂隙進(jìn)入礦井的涌水量為47m3/h。b. 可采煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水進(jìn)入礦井的涌水量預(yù)算 由本井田水文地質(zhì)條件及充水因素分析，井巷開拓時(shí)，各可采煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水將直接進(jìn)入礦坑，煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水是礦井的直接充水水源，當(dāng)水位降至一水平-650m時(shí)，h0=0，地下水處于承壓轉(zhuǎn)無壓水流狀態(tài)，故此預(yù)算礦井正常涌水量。 根據(jù)淮北煤田各煤礦實(shí)際開采資料，可采煤層頂板冒落帶高度一般在35m左右，煤層底板開采破壞深度在10～12m，故采集含水層厚度數(shù)據(jù)時(shí)一般考慮到煤層頂板30m左右，將粗、中、細(xì)粒砂巖厚度累加；若該水平上仍為砂巖或隔水層較?。ㄐ∮?m）時(shí)，應(yīng)上推到大于5m的隔水層為止。采集底板含水層厚度時(shí)，一般考慮到底板下20m左右，將粗、中、細(xì)粒砂巖厚度累加，特殊情況處理方法與頂板相同。 前已敘述，淮北煤田各礦生產(chǎn)實(shí)際資料表明礦井涌水量多數(shù)穩(wěn)定在一水平開拓面積1/3～1/2左右，其后采區(qū)接替或開拓范圍的增大，而相應(yīng)的涌水量無明顯的增加。本井田水文地質(zhì)條件和淮北其它礦井相似，故礦井涌水量的計(jì)算面積采用32煤層一水平面積的1/3較合適。 a) 利用地下水動(dòng)力學(xué)法承壓～無壓公式（“大井”法）預(yù)算可采煤層頂、底板砂巖裂隙水進(jìn)入礦井正常涌水量 由于一水平32煤層儲量面積較大，故取其面積的1/3，即28.2/3=9.4km2。 水位降低S值采用一水平-650m，與32煤和7、8煤頂、底板砂巖裂隙含水層靜止水位標(biāo)高平均值即（20.65+24.282+12.24）/3=19.06m來計(jì)算，即S=650+19.06=669.06m?？刹擅簩雍皫r厚度為33.57m。 滲透系數(shù)采用298、402（32煤）與353、341（7、8煤）4孔抽水試驗(yàn)資料，利用非穩(wěn)定流和穩(wěn)定流兩種方法計(jì)算的K值平均值。即： K =(0.0616+0.0588+0.0566+0.0310+0.0718+0.0499+0.0347+0.0206)/8=0.0481m/d。 采用上述參數(shù)及公式(2)、(4)、(5)、(6)計(jì)算主采煤層頂、底板砂巖裂隙水進(jìn)入礦井的涌水量，結(jié)果見表6.7。計(jì)算結(jié)果，主采煤層頂、底板砂巖裂隙水進(jìn)入礦井的正常涌水量為450m3/h。 表6.7 主采煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水涌水量預(yù)算結(jié)果表 F(m2) K (m/d) M (m) S (m) R (m) r0 (m) R0(m) Q(m3/h) 9400000 0.0481 33.57 669.06 1467 1730 3197 450 b) 比擬法預(yù)算礦井涌水量 ①比擬條件 本井田與鄰近桃園煤礦水文地質(zhì)條件基本相似且同屬于一個(gè)礦區(qū)，故礦井涌水量可以用桃園煤礦實(shí)測涌水量進(jìn)行比擬。 ②比擬參數(shù)的選擇 表6.8 桃園礦實(shí)測礦井涌水量統(tǒng)計(jì)表 單位：m3/h 月 年 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 1 256.4 294 433 436 569 592 586 2 255.3 279 457 420 581 601 583 3 254.4 288 475 436 588 586 571 4 242.8 293 442 485 653 543 522 5 245.8 357 401 496 591 511 555 6 322.9 322 458 575 590 516 566 7 302.8 462 512 594 501 536 8 341.9 492 478 560 511 9 328 456 513 548 482 10 291 464 520 552 535 11 286 470 530 570 550 12 289 456 520 620 557 月 平 均 284.7 386.1 444.3 493.4 584.7 540.4 559.9 月總平均 470.5 月 最 大 653（2003年4月） 桃園煤礦的實(shí)測礦井涌水量資料見表6.8。從中可以看出，桃園煤礦1999.1～2005.7 年平均正常涌水量為470.5 m3/h，最大涌水量為653 m3/h 。(桃園礦實(shí)測礦井涌水量說明：從2000年6月以來由于開采10層后，對太原組灰?guī)r進(jìn)行疏水降壓，每年每月灰?guī)r涌水量增加100～200m3/h,因此正常涌水量應(yīng)該減去該水量)。井巷圍圈面積為F0=6.34km2。一水平開采水位降低為540m，故S0=540m。 本井田一水平為-650m，水位降低S值采用一水平-650m，與32煤和72、82煤頂、底板砂巖裂隙含水層靜止水位標(biāo)高平均值即（20.65+24.282+12.24）/3=19.06m來計(jì)算，即S =650+19.06=669.06m。面積F采用32煤層一水平面積的1/3進(jìn)行比擬，即F=9.4km2。 ③比擬法預(yù)算礦井涌水量結(jié)果 利用上述參數(shù)及公式(7)預(yù)算礦井涌水量，計(jì)算結(jié)果見表6.9。 表6.9 比擬法預(yù)算礦井涌水量 名 稱 水 位 降 低 S值 (m) 面 積 (km2) 正常涌水量 (m3/h) 最大涌水量 (m3/h) 桃園煤礦 540 6.34 320 653 本 井 田 669.06 9.4 434 885 預(yù)算結(jié)果，礦井正常涌水量為434m3/h，最大涌水量為885m3/h。 c. 太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層可能突水量預(yù)算 當(dāng)井巷開拓因構(gòu)造影響誤遇太原組灰?guī)r或主采煤層與太灰間距縮小或“對口”，可能引起石灰?guī)r巖溶裂隙水突入井巷，其突水量預(yù)算，采用巷道底寬a＝4m，r0＝0.59a＝2.36m， 水位降低S值采用一水平-650m，利用29-305孔和鄰近桃園礦83孔兩次太原組灰?guī)r抽水試驗(yàn)水位標(biāo)高平均值即：(18.81+22.70)/2=20.76m來計(jì)算，即S=650+20.76=670.76m；滲透系數(shù)采用鄰近桃園礦83孔抽水試驗(yàn)資料，即K=1.423m/d；含水層厚度采用井田內(nèi)太原組1～4層灰?guī)r平均厚度34.91m。 采用上述各參數(shù)、利用公式（3）、（4）、（6）預(yù)算太灰的可能突水量，計(jì)算結(jié)果見表6.10。 表6.10 太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層可能突水量預(yù)算結(jié)果表 K (m/d) M (m) S (m) R (m) r0 (m) R0 (m) Q (m3/h) 1.423 34.91 670.76 8001.46 2.36 8004 1074 預(yù)算結(jié)果，太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層的可能突水量為1074m3/h. 6.1.4.3 涌水量預(yù)算結(jié)果及評述 a. 預(yù)算新生界松散層第四含水層（組）孔隙水涌水量為47m3/h，僅供留設(shè)防水煤巖柱時(shí)參考。 b. 利用地下水動(dòng)力學(xué)法預(yù)算礦井正常涌水量為450m3/h；比擬法預(yù)算礦井正常涌水量為434m3/h，最大涌水量為885m3/h。礦井涌水量計(jì)算公式和參數(shù)選擇合理，兩種方法預(yù)算正常涌水量結(jié)果近似，符合本井田水文地質(zhì)條件和實(shí)際水文地質(zhì)資料反映的規(guī)律，建議采用比擬法預(yù)算的礦井正常涌水量434m3/h和最大涌水量885m3/h，可供礦井選擇排水設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)利用。 c. 預(yù)算太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層的可能突水量為1074 m3/h，不作為礦井正常涌水量，由于太灰的突水水量大，在井巷開拓時(shí)應(yīng)注意構(gòu)造集中帶及可能突水地段，應(yīng)采取有關(guān)措施，預(yù)防突水事故的發(fā)生。 6.1.5 供水水源 本區(qū)有可能做為供水對象的含水層有：新生界松散層第一含水層（組）、第二含水層（組）和第三含水層（組）上段，這三部分。 井田內(nèi)新生界松散層第一含水層（組）地下水，是當(dāng)?shù)鼐用裆铒嬘盟闹饕畬?。通過對9個(gè)鉆孔的小水井樣全分析資料：水質(zhì)為重碳酸鈣水及重碳酸鈣鎂水，或重碳酸鈣鈉鎂水及重碳酸鎂鈉鈣水，PH值7.2～7.6，礦化度0.315～0.434g/l，全硬度12.06～22.19德國度，氟含量0.5～0.6mg/l，水質(zhì)較好，符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。 鄰近任樓煤礦也是用第一含水層（組）地下水，宿州市目前生活用水主要為第二含水層（組）地下水。據(jù)鄰近祁東煤礦水1孔，對第一含水層（組）抽水試驗(yàn)資料：q＝0.57 l/s·m，PH值7.7，礦化度0.356g/l，全硬度12德國度，水質(zhì)為重碳酸鈉鎂鈣型。對第三含水層（組）上段抽水試驗(yàn)的水3和26～2711孔資料：q＝0.78～0.87 l/s·m，PH＝7.8～8.0，礦化度0.662～0.776g/l，全硬度16.42～21.04德國度，水質(zhì)為重碳酸鈉鎂型和重碳酸硫酸鈉鎂型。據(jù)鄰近祁南煤礦159和15～1612孔對第二含水層（組）抽水試驗(yàn)資料：q＝0.19～1.461 l/s·m，礦化度＝0.512～0.697g/l，水質(zhì)為重碳酸鈉鎂鈣型。 綜上所述，從含水層巖性組合、厚度、埋藏條件和水質(zhì)化驗(yàn)成果，該井田供水水源勘探方向應(yīng)該為，新生界松散層第一含水層（組）、第二含水層（組）及第三含水層（組）上段。 6.2 工程地質(zhì) 6.2.1 松散土層工程地質(zhì)特征 本井田新生界松散層厚度124.60～251.30m，上部砂層多、含水豐富，有大量流砂層；下部為半固結(jié)狀粘土，故井筒宜采用凍結(jié)法施工。凍結(jié)法施工松散土層主要存在兩個(gè)工程地質(zhì)問題：一是上部粘土層含大量強(qiáng)結(jié)合水，在普通的凍結(jié)條件下，很難凍結(jié)，易產(chǎn)生失穩(wěn)；二是下部灰綠色粘土、砂質(zhì)粘土的粘土礦物主要為高嶺土，其次為蒙脫石和伊利石，具有較大的膨脹性和凍脹性，會造成凍結(jié)管斷裂，凍層溶化。在兩淮礦區(qū)凍結(jié)法井筒施工中都曾發(fā)生過多個(gè)井筒凍結(jié)管斷裂事故，故在今后的井筒施工中，應(yīng)特別予以重視。 6.2.2 巖石工程地質(zhì)特征 6.2.2.1 主要煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征 a. 頂、底板巖性 本井田主要煤層為32、72、82、10共4層,頂、底板巖性為: a）頂板巖性見表6.11。 b) 底板巖性見表6.12。 b. 主要巖石物理力學(xué)指標(biāo) 井田內(nèi)共有11個(gè)鉆孔對32、72、82、10煤層頂板上30m至底板下20m采取泥巖、粉砂巖及砂巖的巖樣進(jìn)行物理力學(xué)指標(biāo)測試，匯總綜合成果詳見表6.13，其主采煤層頂?shù)装宓牟煌瑤r性主要物理力學(xué)指標(biāo)詳見附表Ⅰ-11。 c. 巖石質(zhì)量指標(biāo)（RQD）測定 井田內(nèi)布置了4條工程地質(zhì)剖面，對27個(gè)鉆孔進(jìn)行了工程地質(zhì)編錄和RQD值測定工作。主要對可采煤層頂板30m至底板下20m內(nèi)泥巖、粉砂巖及砂巖的巖石質(zhì)量進(jìn)行初步評價(jià)。對RQD值成果進(jìn)行匯總和初步評價(jià)巖石質(zhì)量情況詳見表6.14。 6.2.3 礦床工程地質(zhì)類型 煤礦床是以碎屑巖組為主的堅(jiān)硬～半堅(jiān)硬層狀巖類礦床，煤系地層巖性大多膠結(jié)良好。煤層直接頂、底板以泥巖為主，特別是頂?shù)装鍨樘抠|(zhì)泥巖、含炭泥巖，厚度小，巖石辦學(xué)指標(biāo)相對較低，多屬軟巖，穩(wěn)定性差。粉砂巖和砂泥巖互層屬中等堅(jiān)硬巖類，細(xì)砂巖、中砂巖膠結(jié)良好，巖石堅(jiān)硬致密，抗壓強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，工程地質(zhì)條件良好。礦床淺部基巖風(fēng)化帶巖芯不完整，斷層帶巖石破碎，均屬軟弱結(jié)構(gòu)面。綜上所述，本井田礦床工程地質(zhì)條件為中等類型。 表6.14 主要煤層頂?shù)装鍘r石質(zhì)量等級統(tǒng)計(jì)表 層 位 巖石名稱 RQD（%）平均值 巖石質(zhì)量描述 巖體完整性評價(jià) 等級 32煤頂板 泥巖 60 中等的 巖體中等完整 Ⅲ 粉砂巖 61 中等的 巖體中等完整 Ⅲ 砂巖 57 中等的 巖體中等完整 Ⅲ 32煤底板 泥巖 58 中等的 巖體中等完