辽北技师学院 辽宁省调兵山市 112700
摘要:老旧煤矿的水文地质资料是对地下水贮存、动态变化、运动规律的认识和总结的基础上,并不断地对其修正和完善,而形成的比较系统的地下水资料,本文以铁煤集团小青矿为例,说明老旧煤矿安全生产中,水文地质资料对矿井水害的防治起到积极的作用。
关键词:水文地质 煤矿安全 矿井水害
煤矿安全工作,只有起点没有终点,要真正把煤矿安全工作落到实处,就必须坚持“安全第一,预防为主“”的方针。其中,水文地质资料在煤矿建设、生产中发挥着重要作用。
1老旧煤矿比较准确的水文地质资料
根据《煤矿防治水规定》等相关规定,老旧煤矿的水文地质资料是根据矿井生产建设及以往生产过程中所做地质及水文地质工作成果为基础,结合井田内勘探孔资料和周边相邻生产矿井资料,从矿井水文地质条件、井巷充水因素、含水层性质、富水性、补给条件、涌水量等方面对矿井水文地质类型及带压开采条件进行综合分析和评价后,所取得的比较准确的地下水资料。
例如铁煤集团小青矿,1974年6月破土动工,于1984年投产,从投产至今已有33年,是一家老煤矿。本煤矿处于整个煤田的中部东侧,其东部是冲积平原,西部是洪积平原。冲积平原较平坦,标高在67~69m之间,洪积平原自西向东微倾,标高在69~90m之间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地面泄水条件好,区内历年最高洪水位为68.0m,井口标高为70.50m。略高于最高洪水水位。
(1)含水层与隔水层。
本井田水文地质条件比较简单,根据成因及岩性划分为四个含水层带,三个隔水层。
①第四系砂及砂砾承压含水层:
根据岩性及埋藏深度又可分为:
a.上部孔隙承压含水层:分布全井田,埋深5.66~19.35m,厚度1.48~13.69m,水位0.60~3.00m,随大气降水而变化,其岩性以灰白色粉砂为主,细、中砂次之,颗粒均匀。成分以石英粒为主。
b.下部含水层:以砂及砂砾为主,夹薄层细砂,埋深24.05~27.03m,厚度2.98~6.27m,成分以石英为主,次为花岗岩砾。
②下白垩统泉头组砂岩、砂砾岩承压含水层:
白垩系上覆第四系地层,为不整合接触,一般厚度为360m,上部风化带约20~30m,
③下白垩统阜新组砂岩、砂砾岩承压含水层:
本系伏下于白垩系,在本井田发育良好,西薄东厚,总厚度可达800~1230m,主要由砂岩、砂砾岩、泥岩、煤层等组成,多在4煤层及7煤层直接顶或间接顶板。
④构造及火成岩裂隙含水带:
本煤矿构造以断层为主,褶曲次之,断层带以粉砂岩,细砂岩,中砂岩及砂砾岩组成,裂隙纵横破碎,形成地下水的导水通道和赋水岩层。
分布于井田西南部的火成岩,由于生成时岩浆冷却凝固,产生垂直裂隙带形成较强的富水区,据132孔和457孔钻至火成岩裂隙带时冲洗液大量漏失。据简易水文观测水位埋深一般在15m左右。到目前为止,矿西一南701工作面、西一南运输中巷、回风中巷、南二708工作面多处实见火成岩侵入体,但未见有涌水现象出现。
⑤第四系隔水层:
在上部含水层顶板由3.87~17.7m厚的亚粘土及薄层淤泥所覆盖,在上下含水层中间有3.81~21.19m厚的亚粘土及亚粘土质淤泥所隔,组成了第四系隔水层。
⑥白垩系上部隔水层和下部隔水层:
白垩系上部相变甚剧,岩性交错沉积,无稳定的隔水层,所沉积的泥岩及泥质胶结的粉砂岩厚度虽都在10m以下,但也起到了隔水作用,在白垩系底板至2层煤普遍有一层由泥岩、粉砂岩组成的隔水层,厚度约10m左右,由东向西逐渐增厚。
(2)充水因素分析
① 充水水源:
直接充水水源:由于目前小青矿开采的煤层为4、7层,而白垩系上含煤段含水层位于4、7层顶板岩层中,因此,该含水层构成了矿井的直接充水水源。
间接充水水源:根据井田水文地质特征分析,地下水以垂直渗透补给为主。
大气降水:通过对矿井涌水量与降水量关系分析,可得出雨季时涌水量比平时稍大,但由于煤层赋存较深,涌水量峰值比降水量峰值要延迟。对矿井生产无大影响。
地表水:矿井西部、西南部分别有一人工渠(跃进沟)和一季节性小溪,受季节降水的影响较大,但对井下影响不明显。
② 充水通道:
a. 由围岩性质决定的充水通道:本井田内无发育较好的隔水层,含水层中的地下水通过其孔隙及裂隙直接渗入井下。
b. 断裂带通道:由于断裂带裂隙纵横破碎,很容易形成地下水的导水通路和赋水岩层。
c. 火成岩侵入破坏围岩造成的裂隙通道:由于火成岩的侵入,破坏了周围的岩石,造成强透水带;火成岩冷却凝固产生垂直裂隙带,也提供了较强的赋水区。
d. 采掘造成的裂隙通道:因矿井顶板管理方法全部为自然垮落法,采空区冒落产生裂隙会沟通上覆含水层,致使含水层之水通过裂隙渗入采空区。
2水文地质资料对老旧煤矿的作用
(1)老旧矿井水文地质资料不到位的影响
老旧煤矿中水文地质工作不到位,没有查明老窑、废弃巷道、采空区积水范围、水量及水头压力等水害隐患,导致透水事故。小青煤矿在发展中就遇到过类似的问题,由于技术管理工作被忽视,煤矿地质测量技术工作落后,矿井水文地质情况不清。井巷接近充水断层、强含水层、岩溶水及老空水时,未按规定进行探放水,盲目作业,因情况不明未采取相应措施,而造成过几起事故。另外,由于没有提供第1手的水文地质基础资料,井巷设计位置不合理。设计中误将井巷布置于地质条件差或老窑采空区等充水水源的位置,导致透水事故发生。这都是老旧矿井水文地质资料不到位而造成的。
(2)矿井水文地质资料准确的影响
可以说矿井水文地质工作是保证煤矿煤矿安全生产建设的一项重要技术基础工作。老旧煤矿为做好矿井水文地质工作,可以很好的掌握矿井水文地质规律,研究和解决矿井生产建设中的水文地质问题,防治水害,保护和利用地下水资源。
参考文献
[1]李增学,煤矿地质学[M].北京: 煤炭工业出版社,2013.
[2]铁法煤田小青井田生产地质报告说明书,1994.11.
[3]中国地质调查局. 水文地质手册[M].北京:地质出版社,2012.
论文作者:谭贺今
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/19
标签:水文地质论文; 含水层论文; 矿井论文; 裂隙论文; 水层论文; 煤矿论文; 井田论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;