內(nèi)蒙古魯新礦井地質(zhì)特征分析及現(xiàn)階段防治水對策

亓榮強(qiáng)，于緒峰

（內(nèi)蒙古魯新能源開發(fā)有限責(zé)任公司， 內(nèi)蒙古錫林郭勒盟 026321）

內(nèi)蒙古魯新礦井地質(zhì)特征分析及現(xiàn)階段防治水對策

亓榮強(qiáng)，于緒峰

（內(nèi)蒙古魯新能源開發(fā)有限責(zé)任公司， 內(nèi)蒙古錫林郭勒盟 026321）

通過對內(nèi)蒙古魯新礦礦區(qū)地質(zhì)及含水層富水性特征的分析，指出了礦井當(dāng)前防治水工作的重點(diǎn)及預(yù)防措施，對礦井安全生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

裂隙水；地質(zhì)特征；煤系地層；礦井涌水；防治水

內(nèi)蒙古魯新礦井地質(zhì)條件復(fù)雜，區(qū)內(nèi)地層以中生界地層為主，區(qū)內(nèi)除發(fā)育煤系基地火山角礫巖、火成巖外，多發(fā)育灰色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖，無明顯標(biāo)志層，煤層對比困難；井田內(nèi)含水層多，含水層雖以孔隙裂隙水為主，但水量大，含水層抽水后水位恢復(fù)較快，其含水性及透水性在水平與垂直方向上變化大。

1 礦井地質(zhì)特征

本區(qū)為一封閉聚煤盆地，地層近似為北東－南西走向的向斜，煤層為一套內(nèi)陸山間盆地沼澤相的含煤沉積，煤層間的超覆現(xiàn)象明顯，盆地基底為火成巖，煤系地層與火成巖大角度不整合相交，煤系地層產(chǎn)狀平緩。

礦區(qū)斷層發(fā)育，全部為正斷層，以北北東向為主。傾角多數(shù)集中在60°～70°。落差大于70m的斷層僅1條，其余均小于35m；延展長度大于2000 m的斷層3條，延展長度大于1000m的斷層4條，延展長度大于500m的斷層8條，1條延展長度為380m。斷層多集中在礦井的西南部，對煤層的穩(wěn)定性造成一定程度的破壞。

2 水文地質(zhì)特征

礦井水文地質(zhì)條件屬中等偏復(fù)雜的充水礦床。含水層共發(fā)育四層，自上而下分別為第四系含水砂礫層、新近系砂礫巖含水層、煤系地層礫巖－砂巖含水層、煤系基底火山凝灰?guī)r含水層，含水層總厚度391.7m。

2.1 含水層特征

（1）第四系含水砂礫層厚1.50～56.80m，平均14.77m，主要為現(xiàn)代沖洪積物，分布于各山間緩坡地帶和河流沖溝附近。含水砂層以中細(xì)砂、粗砂為主，局部有細(xì)砂和粉砂，透水性較強(qiáng)，單位涌水量1.129～1.344L／s.m，涌水量24.2m3／h，直接接受大氣降水補(bǔ)給。該層水量較大，但分布不均，厚度較薄，距離煤層較遠(yuǎn)，屬間接充水含水層，對煤層開采影響不大。

（2）新近系砂礫巖含水層厚56.25～108.45 m，平均83.57m，上部為砂質(zhì)泥巖段，下部為礫巖層，礫徑0.1～30cm不等，泥質(zhì)膠結(jié)，固結(jié)程度差，松散、易碎、含水較豐富。單位涌水量為0.5636～1.0935L／s.m，滲透系數(shù)1.112～1.790m／d，涌水量38.5～59.4m3／h，為富水性中等至強(qiáng)的含水層。本組地層與煤系地層呈剝蝕關(guān)系，大部分砂礫層直接與煤層不整合接觸，對煤層的開采威脅較大。

（3）煤系地層礫巖、砂巖含水層主要巖性以泥巖、粉砂巖為主，局部為細(xì)砂巖、粗砂巖及礫巖?？偤穸?52.95m，孔隙率較高，含水性較強(qiáng)，單位涌水量為0.562～1.4907L／s.m，滲透系數(shù)為0.4523～4.4523m／d，富水性為中等至強(qiáng)的含水層。該層富水性不均一，同一含水層富水性相差較大，屬直接充水含水層，對煤層開采影響較大。

（4）煤系基底火山凝灰?guī)r含水層為雜色凝灰?guī)r、火山熔巖，致密、較硬。該層富水性較弱，屬間接充水含水層，對煤層開采影響不大。

2.2 礦井涌水量

目前礦井井下總涌水量為151m3／h，其中，煤系基底火山巖含水層涌水量94.9m3／h，占礦井總涌水量63.3%；煤系地層涌水量為55.0m3／h，占礦井總涌水量的36.7%。

隨著礦井生產(chǎn)建設(shè)的逐步推進(jìn)，特別是井巷工程對煤系地層的逐步揭露，礦井涌水量將逐步增加，水源將以目前火山巖裂隙水為主逐步過渡為以煤系地層砂礫巖裂隙水為主。至礦井開采第一水平（＋570m）時，礦井正常涌水量將增大至1940 m3／h，該水量是在新近系底界面留足防水煤柱，礦井未發(fā)生突水的情況下，開采＋570m水平礦井正常煤系地層出水量。

3 礦井水害防治工作存在問題及相應(yīng)對策

（1）由于煤系地層巖層硬度小，巖層極松軟、破碎，＋570m石門及軌道反上山揭露煤巖層硬度系數(shù)為0.96～1.25，屬極松軟巖層。若局部范圍再受地下水及隱伏斷層、裂隙等地質(zhì)構(gòu)造影響，將使工作面圍巖極易松軟、破碎。為確保巷道施工安全，巷道施工中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)支護(hù)并采取安全措施。

（2）由于巷道施工范圍內(nèi)斷層、裂隙等隱伏地質(zhì)構(gòu)造難以控制，隱伏地質(zhì)構(gòu)造極易將巖層裂隙水導(dǎo)至工作面，給施工造成威脅；以及工作面進(jìn)入煤系地層后，巖性變化大，工作面實際揭露煤巖層與物、鉆探資料誤差較大，導(dǎo)致砂礫巖含水層預(yù)測位置的不可靠及遺漏；同時由于物探劃定的異常區(qū)存在誤差，上述不利因素將影響工作面水文地質(zhì)條件預(yù)測預(yù)報的準(zhǔn)確性，增加工作面安全施工的不確定性。為確保巷道施工安全，在對工作面物探異常區(qū)及砂礫巖含水層布置鉆孔進(jìn)行探放水的基礎(chǔ)上，應(yīng)注重加強(qiáng)工作面超前支護(hù)。

（3）為了保證工作面探放水鉆孔的施工質(zhì)量及探放效果，探放水鉆孔位置應(yīng)布置在工作面迎頭，以確保將工作面前方范圍內(nèi)積水放凈，在巷道前方發(fā)育隱伏地質(zhì)異常體及含水層情況下保證巷道施工安全。

（4）在工作面迎頭出現(xiàn)潮濕、變冷、掛汗、滲水、滴水、淋水、涌水以及裂隙、斷層、巖層變化等異常情況下，應(yīng)及時加強(qiáng)支護(hù)并采取安全措施。

（5）為避免水害事故的發(fā)生，礦井開采前應(yīng)采取井上下物、鉆探及水文地質(zhì)分析等手段，查明首采區(qū)各含水層富水性及其間水力聯(lián)系，掌握地下水運(yùn)動特征及變化規(guī)律。同時，通過在井上下水文觀測孔安設(shè)水壓自記儀、在重要過水地點(diǎn)安設(shè)流量自記儀等自動監(jiān)測儀器，實時采集含水層的水文動態(tài)信息，對首采區(qū)各含水層富水性及其變化實施動態(tài)監(jiān)測、監(jiān)控，以便進(jìn)行水文地質(zhì)分析預(yù)測。當(dāng)發(fā)生水害隱患時能及時采取措施處理，從而保障首采區(qū)安全生產(chǎn)，達(dá)到預(yù)防治理礦井水害的目的。

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［4］劉喜信.礦坑涌水量預(yù)測的影響因素分析［J］.吉林地質(zhì)，2006（1）：58－61.

2011－09－20）

亓榮強(qiáng)（1963－），男，山東萊蕪人，高級工程師，碩士，致力于巷道支護(hù)、礦壓觀測及水文觀測技術(shù)研究，Email：zsh－2003－2003＠163.com。