第二节 地下水系统情况
金阳井田位于宁阳煤田的中深部地段,目前矿井主采煤层为山西组第3层煤,现矿井开采标高为-250~-600m,直接充水含水层为第3层煤顶板砂岩含水层(裂隙水),砂岩裂隙水随采掘活动的推进消失,涌水量不计,对矿井开采没有影响。
井田内其它主要含水层有第四系砂岩孔隙水、太原组三灰、十下灰、十四灰、奥灰岩溶水。由于侏罗系的红砂岩、石盒子组的杂色粘土岩平均厚度在300m以上,将第3层煤与第四系潜水隔开,形成第四系潜水的天然屏障,采掘活动所形成的陷落漏斗,只是局部改变了地下水的迳流环境,没有形成排泄区,所以第四系潜水对3煤层的开采没有影响。
灰岩含水层被煤系地层中的粉砂岩、粘土岩与煤层隔开,并且第四系潜水补给水源不足,不会对3煤层的开采造成威胁。另外本井田煤系地层埋藏较深,灰岩的发育程度较差,通过钻探证实没有发现一个钻孔有明显的漏水异常。
以上各含水层补给区、迳流区、排泄区均不良,因此本井田开采上组煤第3层煤时,直接充水含水层以砂岩裂隙水为主,水文地质条件相对较简单。
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第五章 矿井水文地质
第一节 井田边界及其水力性质
金阳煤矿井田西北部,F4号断层以西,以F9号断层为界,以东因F9号断层产状发生改变,向南发生位移,现F4号断层以东以拐点连线为界。因山东海力集团石屯煤矿越界违法开采,造成原定以断层为界的边界煤柱被破坏,致使金阳井田在拐点连线南侧留设50m的边界防水煤柱。另外,在石屯煤矿-400m探煤巷两侧留设30m的防水煤柱。但两矿仍需及时交换资料,确保矿井施工安全。井田西部以第九勘探线与山东华宁集团保安煤矿为界,在九线两侧两矿各留设30m的井田边界防水煤柱。东部到宁阳煤田的最东端F16号断层,南部以F2-1断层为界。
井田的东部、北部、南部均以断裂构造为界,这些断层落差都在100m以上,个别达到1200m(F16),并且在井田的内部伴生了次一级的断裂构造,之间相互切割,不同程度地影响了矿井的开拓布局。南部边界断层F2-1及北部F9断层为北升南降,各自留设了100米的断层防水煤柱,对矿井的采矿活动没有影响。东部F16号断层为西降东升,对盘直接抬到奥灰,地表均有出露,补给来源广,对3煤层的开采有一定的影响。因此本井田第四采区在设计、开拓延伸时要充分考虑这一因素,要按规定留足断层防水煤柱,在施工中严格执行边探边掘,以确保矿井施工安全。
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第二节 含水层
对煤矿生产有影响的主要含水层有:第四系砂层孔隙含水层、二叠系山西组3煤层顶板砂岩裂隙含水层、石炭系太原组第三、十下灰及奥陶系石灰岩含水层(如图5-1)。上述含水层除煤系基底奥灰含水层外,其余各含水层皆以静水量为主,补给、径流、排泄条件均属不良。
一、各含水层的基本特征 1、第四系砂岩层孔隙水
全区有1~4层,厚度有1.5~13.0m,在中、西部砂层可增厚至24.0m,其沉积规律自东向西逐渐增厚,层次增多。据民井抽水试验资料,单位涌水量1.06~11.86L/s.m,矿化度小于0.5g/L,为重碳酸钙钠型水,水位埋深为1.00~5.00m,属含水丰富、补给面广的强含水层。
2、山西组第3层煤顶板砂岩裂隙弱含水层
山西组第3层煤顶板砂岩累计厚度约20m,以灰白中粗砂岩为主,其次为灰色细砂岩,为砂岩裂隙型承压含水层,单位涌水量为0.074L/s.m,矿化度为0.79g/L,水质类型为Hco3.Cl.so4-Na.Ca。
该含水层为第3层煤开采时的主要直接充水含水层,但通过井下采掘证实:在巷道掘中只出现少量的滴水,随掘进的推进,而自行消失,回采时则干燥无水,可不再视为含水层。
3、第三层石灰岩弱含水层
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太原组三灰厚度在1.95~4.55m,平均3.5m,颜色浅灰或灰白色,致密、坚硬,顶底部泥质含量增高,浅部溶穴裂隙发育,富水性较好。深部裂隙被方解石充填或半充填,富水性差,属裂隙型承压含水层。单位涌水量为0.001~0.551L/s.m,矿化度为0.78g/L,水质类型为Hco3.Cl.-Na.Ca。该含水层的富水性由浅到深逐渐减弱。
在-350西运大巷、一采区接续上山底部车场、三采区底部车场都已揭露三灰,颜色浅灰,平均厚度在3.4m,裂隙被方解石充填或半充填,无溶洞,干燥无水。三灰上距第3层煤平均间距在37m,以煤层的开采没有影响。
4、第十下灰岩含水层
灰~深灰色,质纯、致密、坚硬、厚度稳定,一般在5m左右,其下部或底部多为炭质或泥质条带状薄层石灰岩。浅部或构造带附近裂隙较发育,富水性较好。深部裂隙多被方解石充填,属溶洞型承压水,单位涌水量为0.037~1.061L/s.m,矿化度为0.72g/L,水质类型为Hco3.Cl-NaCa。
其富水性不均匀,煤田中部、西部富水性较强,东部富水性较弱。这与煤田西部第四系含砂层厚,含水丰富,对十下灰含水层的补给量较大有关。但是煤田东部在采掘之后,造成水头差的情况下,奥灰水可通过断层补给本含水层。
5、奥陶系石灰岩含水层
灰白~浅灰~青灰色,质纯、致密、坚硬,深部溶洞裂隙较发育,属溶洞裂隙型承压含水层。煤田内单位涌水量0.00006~7.441L/
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s.m,矿化度为0.43g/L,水化学类型为Hco3.so4-CakNa、Hco3.cl-caMg、Hco3.cl.so4-ca。
奥灰水的补给来源主要为第四系潜水,同时与外围的寒武系灰岩也有一定的相互关系。奥灰为煤系底盘,正常情况下,上距太原组17煤层45m左右,由于断层的错动,奥灰经常与下组煤直接对口接触。
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