水文地质类有关论文范文,与邹庄煤矿水文地质特征矿井涌水量预测相关毕业论文怎么写
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水文地质类有关论文范文,与邹庄煤矿水文地质特征矿井涌水量预测相关毕业论文怎么写本论文是一篇水文地质类有关毕业论文怎么写,关于邹庄煤矿水文地质特征矿井涌水量预测相关毕业论文的格式范文。免费优秀的关于水文地质及含水层及矿井方面论文范文资料,适合水文地质论文写作的大学硕士及本科毕业论文开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。摘 要：文章利用邹庄矿井水文地质资料,对矿井水文地质条件进行了分析研究,采用解析法,预测主采煤层（3、7、8煤）开采过程中的矿井涌水量,同时采用水文地质比拟法,利用水文地质条件与该矿相似的桃园煤矿的资料,预测了该矿井开采过程中的涌水量,最后分析了两种计算方法的优缺点,选择比拟法作为开采防水设计的参考.关 键 词：邹庄煤矿；水文地质；矿井涌水量；预测解析法；比拟法中图分类号&#6文献标识码：A文章编号&#-）34-涌水量预测是对矿井充水条件的定量评价,也是对矿井需要排出水量的估计.矿井涌水量的大小是反映一定条件下,矿井充水程度的定量指标,是井田开采设计中制定防治水方案的依据.水文地质类有关论文范文本文以邹庄煤矿为例,分别采用解析法和比拟法两种方法对该煤矿矿井涌水量进行预测,并对两种预测结果进行综合分析,从而寻找较符合本矿井实际情况的矿井涌水量,为今后防治水措施的制定提供依据.1井田概况邹庄井田位于淮北市濉溪县南坪镇、双堆集镇,北距濉溪县50km,东北距宿州市25km.井田内地势平坦,地形简单,地貌类型单一,主要为河间平地.区域地层从老到新发育有太古界-元古界,古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系,中生界三叠系,新生界第三、四系.2井田水文地质条件2.1井田水文地质概况根据地层岩石的含水条件、含水赋存空间分布,井田内可划分为新生界松散层孔隙含水层（组）、二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层（段）、太原组及奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）三类.新生界松散孔隙含水层可细分为新生界第一、二、三、四共四个含水层组,除第四含水层组直接覆盖在煤系之上外.第一、二、三含水层（组）之间分别对应有第一、二、三隔水层（组）分布.它们主要由粘土、砂质粘土及钙质粘土组成,分布稳定,隔水性能较好.尤其是第三隔水层（组）,以灰绿色粘土为主,单层厚度大,隔水性能良好,是区域内重要的隔水层.二叠系砂岩裂隙含水层主要由泥岩、粉砂岩及砂岩组成,根据地层岩性组合特征及可采煤层赋存位置,该含水层可细分为：32煤顶底砂岩裂隙含水层,7、8煤顶底板砂岩裂隙含水层,10煤顶底板砂岩裂隙含水层三个含水层,对应各主采煤层砂岩裂隙含水层划分为四个隔水层Ŷ2煤隔水层段、4～6煤隔水层段、8煤下铝质泥岩隔水层段和10煤下海相泥岩隔水层段,它们隔水性能良好.井田范围内,新生界第一含水层（潜水）以大气降水补给为主,水平径流补给次之,排泄方式为垂直蒸发、人工开采和河流排泄.第二、三含水层以层间径流为主,局部地方为越流补给.第四含水层及二叠系砂岩裂隙含水层、太原组及奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层均以层间径流补给为主.根据井田所在水文地质单元来看,井田潜水及深层地下水流向为西北-东南方向.2.2断层富水性井田内共查明断层30条,其中正断层16条,逆断层14条.断层破碎带岩性以煤系泥岩及粉砂岩块为主,夹少量砂岩碎屑,所有钻孔穿过断层带时,均未发生漏水现象.从区域和邻近生产矿井来看,断层一般是富水性弱,导水性差.3充水因素分析3.1大气降水大气降水为新生界松散孔隙含水层主要补给源.而邹庄井田范围内煤系地层含水层被巨厚新生界地层所覆盖,大气降水难以下渗至煤系含水层.另外,井田新生界松散含水层系统中下部广泛分布着一厚度大、隔水性能良好的第三隔水层,在该隔水层作用下,大气降水对煤系含水层无直接水力联系.3.2新生界松散孔隙水
邹庄煤矿水文地质特征矿井涌水量预测参考属性评定
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新生界松散含水层系统下部第四含水层覆盖于煤系地层上部,特别是浅部地区,第四含水层通过基岩风化裂隙带将对煤系含水层产生一定补给量,另一方面,受煤矿开采影响,采空区塌陷裂隙带可能进入第四含水层中,从而加强第四含水层与煤系含水层之间的水力联系.因此,新生界松散含水层第四含水层与煤系含水层之间存在一定水力联系,该含水层为井田间接充水含水层.3.3煤层顶底板砂岩裂隙水32煤层为邹庄井田主采煤层,在煤层开采过程中,受“上三带”与“下三带”作用32煤顶底板砂岩裂隙含水层将被导通,其中地下水将全部进入矿坑中,成为矿井直接充水水源.同理,开采7、8煤过程中,7、8煤顶底板砂岩裂隙含水层中地下水将进入矿坑中,成&#煤层直接充水水源.3.4石灰岩岩溶裂隙水太原组和奥陶系石灰岩岩溶裂隙水在正常情况下,对开采10煤层无直接充水影响,但当遇到断层或陷落柱时,使煤层与灰岩“对口”接触或间距缩短时,可能对矿坑产生直接充水或使巷道产生“底鼓”,成为井田间接充水含水层.3.5断裂构造对矿产充水影响井田内多数断层在天然状态下富水性弱、导水性差,当井巷工程施工穿过断层时,断层裂隙带地下水将进入矿井,水量不大.但由于破坏了天然平衡状态,使断层的导水性增大,若使主采煤层与富水层“对口”或“沟通”时,则有可能产生突水. 怎么撰写水文地质毕业论文 播放:20600次 评论:4386人4矿井涌水量计算解析法是目前广为采用的矿井涌水量预测方法之一,其中以大井法应用最为广泛,该法是把矿区水平坑道系统所占的面积等价于一个理想的“大井”面积,整个坑道系统的涌水量就相当于“大井”的涌水量.比拟法是根据已知水文地质参数的矿井涌水量,通过相似比拟关系,近似地推算相似水文地质参数矿井的涌水量,是矿井涌水量预测的一种近似方法.4.1解析法4.1.1公式选择：根据充水因素分析,井巷开拓时,主采煤层顶底板砂岩裂隙水将直接进入矿坑,煤层顶底板砂岩裂隙水是矿井的直接充水水源,当水位降至一水平-700m时,煤层顶底板砂岩裂隙水不具有承压性,此时地下水处于承压转无压水流状态,故采用以下公式进行矿井涌水量预测：（1）（2）（3）（4）式中：Q―矿井涌水量（m3/h）S―水位降深值K―渗透系数（m/d）M―含水层厚度（m）h0―含水层底板以上动水位高度,煤系砂岩水降至各煤层底板时,h0等于0（m）R―影响半径（m）r0―“大井”引用半径（m）R0―“大井”引用影响半径（m）F―主采煤层面积（m2）4.1.2参数选取.根据《安徽省濉溪县邹庄井田煤炭勘探报告》,主采煤层渗透系数取K等于0.0611m/d.4.1.3降深.水位降低值采用32煤和7、8煤顶、底板砂岩裂隙含水层静止水位标高与一水平开采标高（-700m）之差.根据勘探报告,32煤和7、8煤顶、底板砂岩裂隙含水层平均水位为15.27m.邹庄井田水位降深值为：S等于715.27m.4.1.4含水层厚度.根据勘探报告,主采煤层含水层厚度为31.86m.4.1.5其他参数：（1）开采面积：本井田主采煤层82煤露头至32煤层-700第一水平面积为10.4km2.（2）大井半径（r0）及影响半径（R）.根据式（2）和式（3）,得本项目大井半径r0等于1820m,影响半径R等于1768m,引用影响半径R0等于3588m.4.1.6矿井涌水量估算.根据公式（1）计算得,本项目正常矿井涌水量为526m3/h.4.2比拟法4.2.1比拟条件：应用比拟法的前提条件是待测矿井与被比拟矿井的水文地质条件相似,且水文地质参数中存在着可用相同数学表达式描述的物理量.邹庄井田与桃园煤矿相邻同属宿县矿区,两矿地质构造、煤层、矿床水文地质条件基本相似.因此,可利用桃园煤矿相关资料预测本井田矿井涌水量.4.2.2公式选择：根据周边矿井生产实践,本区矿井涌水量与开采区面积及水位降深关系密切,因此可利用桃园煤矿开采面积、水位降深资料,采用以下公式进行涌水量预测：（5）式中：Q0―生产矿井实测矿井涌水量（m3/h）S0―生产矿井水位降低值4.2.3桃园煤矿矿井涌水量：本文拟用桃园煤矿井;2005年矿井实际涌水量进行本井田涌水量预算计算.桃园煤矿的实测矿井涌水量情况见表1.根据表1,桃园煤矿374;2005.7年正常涌水量为320.5m3/h,最大涌水量为503m3/h.4.2.4参数选取：桃园煤矿井巷围圈面积为F0等于6.34km2.一水平开采水位降深为S0等于540m.邹庄井田水位降深为715.27m,开采面积为10.4km2.4.2.5比拟法计算结果：根据比拟法公式,计算本矿井正常涌水量为472m3/h,最大涌水量为741m3/h.5结果分析根据煤炭勘探报告及水文地质补充勘查报告,邹庄井田属Ⅱ类二型矿床.井田范围二叠系裂隙含水层裂隙不发育、富水性弱,补给条件差,处于封闭或半封闭的水文地质环境,地下水径流缓慢.根据淮北矿区开采经验来看,该含水层一般情况下对矿井安全生产不构成威胁.解析法是基于稳定流理推导的地下水动力学计算公式,它要求含水层分布无限,且含水层地下水有比较充分的补给条件,最终可以达到补排平
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煤矿开采技术毕业论文
1毕业设计题目山西焦煤汾西矿业集团双柳矿防治水分析规划专业煤矿开采技术班级13级（2）班学号姓名张永义指导老师山西焦煤汾西矿业集团双柳矿防治水分析规划摘要本文主要对双柳矿井的地质构造，地下水等的研究，目的使之能更好服务生产进而取得良好的效益，研究的方法主要是实地观察，测量和参考文献。取得较详细的地质资料，提出了地质工作的重要意义，轻视地质工作必定带来不利局面，提醒煤矿必须重视地质工作。关键词矿井地层构造水文意义3目录山西焦煤汾西矿业集团双柳矿防治水分析规划...................................................................2摘要.......................................................................................................................................2前言...........................................................................................................................................5第一章矿井基本概况........................................................................................................7第一节矿井概况.............................................................................................................7第二节、矿井以往水文地质工作...................................................................................8第二章地层......................................................................................................................14第一节构造...................................................................................................................14第二节井田内含水层...................................................................................................16第三节井田内隔水层...................................................................................................20第三章矿井水文地质条件及其水害类型......................................................................24第一节水文地质条件分析...........................................................................................24第二节矿井充水途径...................................................................................................28第三节煤层受水害威胁...............................................................................................31第四章矿井水文地质类型划分......................................................................................35第五章煤层......................................................................................................................37第一节防治水整体规划（）.....................................................................37第六章矿区水文地质......................................................................................................38第一节矿井防治水物探...............................................................................................38第二节构造导水性探查...............................................................................................42第三节太原组灰岩水的探查及疏放...........................................................................44第四节采空积水疏放...................................................................................................47第五节防水煤柱留设...................................................................................................50第六节掘进工作面与采煤工作面防治水技术措施...................................................51第七节地表水的防治...................................................................................................564第七章构造对生产、开采、采区、工作面布置的影响..............................................58第一节防治水专项技术研究.......................................................................................58第二节采煤工作面底板突水预测预报.........................................................................66第八章水文地质工作内容与技术要求..........................................................................74第九章矿井防排水系统评价..........................................................................................77第十章防治水工程实施进度与费用概算......................................................................78第十一章结论与建议......................................................................................................80主要参考文献.........................................................................................................................805前言煤矿水害是与瓦斯、火灾等并列的矿山建设与生产过程中的主要安全灾害之一，长期以来，因为煤矿水害而给国家和人民带来的人身伤亡和经济损失极为惨重。近年来，煤矿重特大水害事故、突水淹井、淹采区事故多发，并有逐步上升的趋势。为遏制煤矿重特大水害的事故的频繁发生，国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监察局就加强大煤矿防治水工作提出了关于加强煤矿水害防治工作的指导意见（安监总煤矿（2006）98号），明确要求煤矿企业要认真编制并组织实施矿井中长期防治水规划和年度防治水计划。日，国家煤矿安全监察局局长赵铁锤在全国煤矿水害防治工作座谈会上再次要求各煤矿企业和有关单位要针对当前及今后一个时期煤矿水害防治工作的实际情况，认真编制煤矿防治水规划和水害应急预案，建立矿井水害防治工作长效机制。这一方面表明了国家有关部门在对煤矿水害的高度关注，另一方面表明了煤矿中长期防治水规划在防治水工作中的重要性。双柳煤矿是汾西矿业集团主力矿井之一，双柳井田地处河东煤田中部，在水文地质单元中属柳林泉域系统。现年产原煤250万吨，目前开采二叠系山西组3、4煤层（上组煤）。在未来5年内，双柳煤矿计划开采石炭系8、9、10煤（下组煤），由于开采深度增大，面临的水文地质问题更加严重。上组煤和下组煤层都存在带压开采问题。上组煤距离太原组灰岩含水层20～30M，承受太灰水压2～5组煤距离奥灰含水层平均60m，煤层底板承受奥灰水压2～时由于下组煤层的直接顶板为太原组灰岩，在开采过程中受到顶板灰岩水的影响。已探明和未探明的断层及陷落柱的导水性也是双柳矿现存的较大水文地质问题。鉴于以上存在的诸多水文地质问题，汾西矿业集团委托煤炭科学研究总院西安研究院为双柳煤矿编制防止水5年规划，合理地安排矿井防治水工作，避免矿6井防治水工作的盲目性，合理而有计划、有步骤地安排防治水的工程和科研项目，确保煤矿安全和高产高效。本项目在实施过程中收集了矿井已有地质、水文地质资料，分析了矿井水文地质条件，确定了矿区存在的水文地质问题，并针对双柳煤矿的水文地质特点，结合双柳煤矿的采掘计划，提出了双柳煤矿的防治水规划总体思路，确定了双柳煤矿防治水策略，论证了各项探查工程的必要性，合理性和可行性。从矿井地下水观测网建设、矿井水文地质补充勘探、工作面水文地质条件探查、防治水工程安排以及矿井日常水文地质工作要求等方面，全面规划了双柳煤矿今后的防治水工作。规划的制定将对双柳煤矿以后的防治水工作有很大指导作用，其实施将保障矿井的安全高效生产。本规划编制依据1、煤矿安全规程国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局，、矿井水文地质规程（煤炭工业部，1984年5月）3、矿区水文地质工程地质勘探规范（国家技术监督局，1991年）4、井下探放水技术规范（煤炭工业部，1996年12月）5、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（国家煤炭工业局，2000年5月）6、关于加强煤矿水害防治工作的指导意见（国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局安监总煤矿（2006）98号）7、双柳煤矿水文地质补充勘探报告（煤炭科学研究总院西安研究院，2008年）8、双柳煤矿年生产衔接规划7第一章矿井基本概况第一节矿井概况一、矿区交通地理概况汾西矿业集团双柳煤矿位于山西省河东煤田中部。南距柳林县城17政区划属吕梁地区柳林县。井田面积范围北至三交三号井田精查区13剖面线，南至聚财塔北断层，东至精查区东界。区内交通较为便利，柳林县有铁路和公路与全国各地相通，县城通往孟门镇的油路从矿区中部穿过，距307国道16图1通位置图二、矿区地理本区属吕梁山系，为典型的黄土高原地貌。地形形态主要为侵蚀地形，表现为强烈切割的梁峁状低中山黄土丘陵，冲沟密集而窄、河床基岩出露。区内植被稀少，水土流失严重。纵观区内地形，东高西低，沟谷基本呈东西向垂直黄河分布。区内地形最高点位于白家坡南，标高低点为西南角的黄河滩，标高区属黄河水系，区内无大的河流，只有数条东西向的季节性流水的冲沟向西汇入黄河。雨季水流量8大，79月份流量占全年的50～70。黄河从区西缘流过，流经距离约10床高程约610～650m，年平均流量s，最大流量19500m3/s。本区地处晋西北黄土高原，为大陆性季风气候，暖温带半干旱地区。1月份最低，平均为7月份最高，平均多年平均降水量大降水量在7月份，为1299小在12月份，为发量年平均值为大在6月份，平均为三、矿井生产概况双柳煤矿前身是柳林的白家焉煤矿，为年产15万吨的地方小煤矿。1999年，汾西矿务局在国家煤炭工业局以煤规字号关于成立汾西矿务局双柳煤矿的请示和国家计委以计号关于汾西矿务局双柳煤矿扩界问题的批复的基础上，对原有井田进行扩界后开始技改扩建，从日开始建井，日开始投产，日正式挂牌成立双柳煤矿，隶属汾西矿业集团有限责任公司，原设计生产能力150万吨/年，经过多次技改扩建，目前主采山西组煤层，实际生产能力300万吨/年。矿井采用立、斜井混合开拓方式，采区是大巷中央开拓，双翼布置工作面回采工作面采用长壁后退式进行回采。2005年产量2006年产量吨，2007年产量达到吨。计划2012年开采下石炭系组煤。第二节矿井以往水文地质工作年148地质队提交的详查、精查报告分别于己年被山西省煤管局和中国煤田地质总局审查批准，涉及本区钻孔共9个，其中井田内6个。1999年，汾西矿务局生产勘探队在上述工作的基础上，完成了双柳煤矿地质报告，报告认为初步查清了本区水文地质条件，确定了水文地质条件为简单的裂隙岩溶充水矿床，指出了奥灰水潜在威胁，同时报告还指出钻孔工程偏稀，还需在生产建设中进行补充勘探。2005年3月，煤炭科学研究总院西安分院完成了双柳煤矿开采水文地质可行性论证研究，该报告认为双柳煤矿上组煤开采水文地质条件相对简单，充水水源主要为山西组裂隙含水层，经采掘活动可逐渐疏干，底板太原组灰岩含水层在无垂直导水通道沟通奥灰的情况下，仍以静储量为主。下组煤开采矿井充水水源为顶板太灰含水层和底板9奥灰含水层水，具备奥灰突水的不利因素，带压开采方法及其配套措施是防治奥灰突水的基本技术体系。该报告明确提出了双柳煤矿防治水技术路线以及补充勘探的具体要求。2006年11月，山西省煤炭地质148勘查院提交了山西省柳林县汾西矿业集团公司双柳煤矿补勘地质报告，该报告是在井田内各阶段地质勘探资料及三交三号井田精查地质报告的基础上，进行认真的综合分析整理编制而成的，达到了精查报告的研究程度。主要成果一、查明了井田的总体构造形态为一向西倾斜的单斜构造，控制了井田内次级褶曲轴向和产状。二、对含煤地层进行了进一步的研究，查明井田内稳定可采煤层为434、8、989号煤层，查明了煤层的层位、厚度、结构及分布形态和范围。三、查明直接充水含水层和间接充水含水层的岩性、厚度、埋藏条件、水位、水质、富水性及分布情况，地下水的补给、径流、排泄条件，查明了隔水层的岩性、厚度及隔水性能，基本查明了矿井充水水源及途径，并预计了矿井涌水量。确定井田水文地质勘探类型为二类一型和三类一型。即双柳煤矿为以裂隙和岩溶含水层充水为主的水文地质条件简单的矿井。2008年10月，煤炭科学研究总院西安研究院提交了汾西矿业集团双柳煤矿水文地质补充勘探报告，本次水文地质补充勘探共施工水文地质勘探钻孔8个，其中奥灰水文孔3个，太灰水文孔5个，实际完成钻探工程量（注）水试验10层次，水文测井质简分析8件，水质全分析39件，同位素测试5组，岩石力学测试74组，完成了11万水文地质报告基本查明了太原组灰岩含水层和奥套系峰峰组、上马家沟组含水层的水文地质条件，探查了太灰与奥灰含水层之间的连通性，运用解析法及数值法预测了矿井涌水量。双柳煤矿属华北型石炭二叠系含煤建造，地层自老至新有下古生界中奥陶统上古生界石炭系中统本溪组，上统太原组二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组及石千峰组，新生界第四系。10地层由老至新叙述如下⑴奥陶系中统上马家沟组（本组与下伏下马家沟组地层呈整合接触。上部岩性为深灰色中厚层状灰岩，泥晶及微晶结构，致密、坚硬、质纯，矿物成分以方解石为主，其次为白云石、石英、燧石及粘土矿物少量，裂隙较发育，以溶蚀裂隙为主，局部裂隙方解石晶体所充填下部岩性为浅灰色白云质灰岩，微晶结构，中厚层状构造，岩石致密、坚硬，质较纯，局部岩石破碎，裂隙较发育。钻孔揭露厚度⑵奥陶系中统峰峰组（本组连续沉积于上马家沟组地层之上。底部多为角砾状泥灰岩和灰岩。中下部为泥灰岩、灰岩，含脉状及纤维状石膏3～5层，有时见深灰色硬石膏层上部为中厚层状石灰岩，质较纯，夹薄层泥灰岩、泥岩。揭露厚度均厚度据岩性由上至下分二段二段（灰色、深灰色灰岩，隐晶质泥晶（微晶）结构，中厚层状构造，岩石致密、坚硬，矿物成分以方解石为主，次为白云石，微含泥质。中夹深灰色薄层状泥质灰岩，裂隙不甚发育，且多见方解石所充填。揭露厚度一段（灰色、深灰色厚层状膏溶角砾岩、石膏岩及硬石膏层，中夹深灰色灰岩及泥质灰岩，泥晶（微晶）结构，厚层状构造，岩石致密、坚硬，裂隙不发育，且多被方解石所充填。揭露厚度⑶石炭系①石炭系中统本溪组（本组与下伏奥陶系呈平行不整合接触。根据沉积特征及岩性，由上至下分二段，揭露厚度均厚度上段（岩性为灰黑色砂质泥岩、深灰色铝质泥岩、灰色粉砂岩夹细粒石英砂岩及中粒石英砂岩、灰白色及暗灰色泥质灰岩及灰岩，以及灰黑色薄层泥岩及煤线。揭露厚度下段（铁铝岩段，岩性为浅灰色、灰绿色铝质泥岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色细粒砂岩、灰黑色薄层状泥质灰岩，底部为灰绿色透镜状鸡11窝状黄铁矿层。揭露厚度②石炭系上统太原组（该组以连续沉积于下伏中统本溪组地层之上。根据沉积环境及岩性组合特征，由上至下分为三段，揭露厚度上段（由5灰岩顶。岩性以深灰色、黑灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹薄层炭质泥岩或浅灰色铝质泥岩。揭露厚度中段（由至性主要由3～5层深灰色、灰黑色中厚层状生物碎屑灰岩（碎屑岩类组成。生物碎屑灰岩为泥晶（微晶）结构，泥质成分较高，裂隙及岩溶不发育，且多被泥质所充填。灰岩中夹灰黑色泥岩、炭质泥岩及浅灰色铝质泥岩，以及灰黑色粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩（本段含煤1～2层，为6和7煤层，为局部可采薄煤层。揭露厚度下段（由1砂岩底。岩性为灰黑色泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩，浅灰色、深灰色中厚层状细粒砂岩，中夹0～1层极不稳定的生物碎屑微晶灰岩（浅灰色铝质泥岩。本段含煤3层，自上而下为8、9、10煤层均为可采煤层。底部为灰色、灰白色中厚层状细中粒石英砂岩（。揭露厚度⑷二叠系①山西组（该组以为顶界，以为底界，与下伏石炭系太原组地层呈整合接触。岩性以深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩为主，局部夹灰黑色炭质泥岩及灰色铝质泥岩。自上而下含2、3、4、5煤，为可采煤层，或局部可采煤层。底部为灰色、深灰色厚层状粗粒或中粒长石石英砂岩（揭露厚度度变化大，一般为均砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成。岩横向分布不稳定，其上发育3、4煤层，为山西组主煤层，厚度稳定全井田可采，局部可采5煤层。124煤层顶界或煤上度为均要发育、2煤层。由砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。砂岩横向不稳定，有时合并，厚度达19m。4底界，厚度为均31m。本段厚度变化大，发育3～4层砂岩，含2～4层不稳定煤层。②下石盒子组（该组以为顶界，以为底界，连续沉积于山西组地层之上。岩性以灰色、深灰色石英砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩为主。按岩性分上、下两段，本次补勘钻探揭露厚度上段（由5砂岩底。顶部为灰色、灰绿色夹紫色斑块的铝质泥岩（桃花泥岩），其下为灰色、灰绿色中厚层状粉砂岩、中粒与细粒长石石英砂岩，夹灰色灰绿色泥岩及砂质泥岩，底部为灰绿色厚层状细粒及粗粒长石石英砂岩（揭露厚度下段（由4砂岩底。岩性为灰色、灰绿色中厚层状粉砂岩、长石石英细粒砂岩、中粒砂岩、粗粒砂岩，夹灰色、灰绿色、深灰色砂质泥岩与泥岩，底部为灰白色、深灰色中厚层状细粒及中粒长石石英砂岩（揭露厚度③上石盒子组（该组以界，以续沉积于下石盒子组地层之上。岩性主要由灰绿色、灰色、灰紫色、紫绿色、蓝灰色及紫红色砂岩、砂质泥岩和泥岩组成。该组分上、中、下三段，钻孔揭露厚度均揭露厚度其中该组以露厚度上段（由7砂岩底。岩性以灰绿色、蓝灰色、紫红色厚层状砂质泥岩和泥岩为主，泥质岩层厚度大，其中夹有灰色、灰绿色泥质条带其次为灰色及灰绿色中厚层状粉砂岩、长石石英细粒砂岩、中粒砂岩，夹有燧石条带，底部为灰绿色中厚层状中粒粗粒长石石英砂岩（揭露厚度0～13中段（由岩性主要为紫红色砂质泥岩，夹灰色、灰绿色中厚层状粉砂岩及细粒长石石英砂岩，以及薄层状黑灰色泥岩，底部为黄绿色厚层状长石石英中粗粒砂岩（中间砂岩标志层）。揭露厚度下段（由中间砂岩底至岩性主要为灰绿色、灰白色中厚层状粉砂岩、细粒长石石英砂岩、中粒砂岩、粗粒砂岩，以及紫红色、灰紫色、深灰色及杂色砂质泥岩与泥岩互层，底部为灰白色厚层状中粒及粗粒长石石英砂岩（揭露厚度⑸第三系上新统（沟谷中多有出露，角度不整合于下伏基岩地层之上。上部岩性以红色砂质粘土为主，结构致密，发育垂直节理。底部为杂色砂砾岩（厚2～4m），泥、砂、砾混杂，砾石直径大小不一，磨圆度及分选性差，结构疏松，孔隙发育。钻孔揭露厚度均⑹第四系上更新统（中更新统（不整合于下伏地层之上。按岩性分为上更新统及中更新统①上更新统（岩性由浅灰、浅黄色粉土及棕黄色粘质粉土或粉砂质粘土组成，颗粒均匀，无层理，结构疏松，具大孔隙，垂直节理发育。钻孔揭露厚度5～15m，平均10m。②中更新统（岩性由浅红色砂质粘土、棕红色古土壤组成，中夹钙质结核（或钙质薄层）及零星冲积小砾石，结构较致密，垂直节理较发育。钻孔揭露厚度5～35m，平均14第二章地层第一节构造一、区域构造双柳煤矿地处河东煤田中部，在构造单元上属于鄂尔多斯断块、兴县一石楼南北向褶皱带中段，同时也属于山西断块，因整个山西断块构造走向均为以本区的构造也以为主。河东煤田处于黄河东岸－吕梁山西翼的南北向构造带上，煤田总体上是一个基本向西倾斜的单斜构造，属于吕梁复背斜西翼的一部分，在单斜上又发育了次一级的褶曲和经向或新华夏系的断裂构造。新华夏系的断裂构造主要发育于煤田东缘以外，河东煤田北部及南部次级褶曲一般幅度不大，以单斜为主导构造，而在煤田中部的离柳矿区，在单斜上又产生了幅度较大的宽缓褶曲，成为矿区的控制性构造。从水文地质单元上划分，本区属柳林泉域，横跨吕梁复背斜和鄂尔多斯盆地两大构造单元。吕梁复背斜轴部主要由太古界变质岩及部分太古界花岗岩组成，其西翼形成一系列的次一级背斜和向斜，其中对区域地下水埋藏、运移影响较大的构造有走向南北的离石中阳向斜和走向大致南北，呈王家会背斜。枣林王家会背斜的西翼倾角为10°～20°，缓缓向西、西北倾斜，构成柳林单斜，直抵黄河岸边，成为鄂尔多斯盆地的东翼。同时，由于作用于离柳矿区的东西向应力不均衡，因而产生了离石鼻状构造，即以离石聚财塔的东西方向轴线，形成一个弧形向西突出的弧状构造。鼻轴以北的三交区、地层走向由南的青龙区则由于张力作用，在鼻轴部位，产生了一个东西向的张裂带，即聚财塔断层组成的地堑构造。二、井田构造井田南边界为聚财塔断层，西边紧邻黄河。区内构造简单，为一自东向西倾斜的单斜构造，地层走向南北，倾角5°～10°。在靠近聚财塔断层附近，地层受断层影响，产状多有变化，伴生次级羽状小断层和短轴褶曲。15从目前开采上组煤的情况看，工作面＋510～＋570m水平揭露有大小17个陷落柱。在已经揭露的陷落柱附近均伴生有大小不等的断层，断距一般约23m。在216工作面材料巷的掘进过程中揭露一小型陷落柱，编号为陷落柱长轴约10m，宽约5m，在揭露此陷落柱北侧边缘时，有出水现象，水量小于3m3/h，一周内水量逐渐减小至0.5m3/h以下，水压水质分析结果，该陷落柱出水为太灰岩溶裂隙水。近期生产过程中又陆续揭露了几个小型陷落柱，边缘地带均有少量出水。井田内聚财塔地堑由聚财塔北断层（聚财塔南断层（成，两者相距450层延伸方向近东西向，相向倾斜，均为正断层。角60°75°,断距150260m，在其附近伴生多个次级羽状断层，它们与主断层的交角都小于35°，延伸不远即消失。层平行于向北，倾角70°～75°，断距150～180m，本区沟谷中出露明显。水文地质补充勘探钻探未揭露到断层、褶曲等构造，所揭露的地层层序及岩性分析表明，勘探区内无大型构造迹象。矿井生产过程中揭露近20条断层，多为高角度中小正断层，总体上对生产影响不大，实际观测发现，这些断层不含水亦不导水双柳煤矿井下揭露断层统计如下表双柳煤矿井下揭露断层统计表表2号倾向走向倾角落差（m）性质180°75°0°40°330°80°240°80°220°83°20°82°20°52°10°83°167°60°250°78°10°87°210°75°265°83°265°35°正312°30°299°42°344°67°统计资料表明，生产揭露断层落差一般小于5米，且以高角度正断层为主，走向以主，断裂构造不甚发育。此外，矿井生产过程中还揭露了17个陷落柱，除落柱出少许水外，其余均未见出水。综上所述，双柳井田构造较为简单。第二节井田内含水层一、井田内主要含水层双柳井田含水层可划分为4种类型第四系松散孔隙潜水含水层、煤系地层砂岩裂隙承压含水层、石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层和奥陶系中统灰岩岩溶裂隙承压含水层。1、奥陶系中统灰岩岩溶裂隙承压含水层奥陶系中统由下马家沟组、上马家沟组和峰峰组组成。岩性以灰岩为主，次为泥灰岩、角砾状泥灰岩及厚层石膏层。由于双柳井田奥灰终孔均为上马家沟组，所以本报告仅分析峰峰组和上马家沟组。⑴中奥陶统上马家沟组（根据区域资料，本组厚约250m，岩性以石灰岩、泥灰岩为主，岩溶发育，多为蜂窝状溶孔，连通性好，溶孔直径一般为16水层具较好的连续性和稳定性。钻孔揭露本组时，大量涌水或漏水，为井田和区域最主要的含水层。井田北外侧311号孔揭露本组放水试验单位涌水量达sm。井田内及外围本组和峰峰组进行了4次混合抽放水试验,地下水主要来自本组。17其中114、133、356号孔抽放水试验单位涌水量分别为sm，102号孔单位涌水量为sm，从平面上来看，井田内本组富水性强，且均一从垂向上来看，富水性不随深度增加而明显减弱。双柳水文地质补充勘探钻孔揭露该组三段（岩性以深灰色厚层状灰岩及浅灰色白云质灰岩为主，隐晶质泥晶及微晶结构，块状构造，岩石致密、坚硬，矿物成分以泥晶方解石为主，含量约占75～90，次为白云石，含量约占20～10，石英、燧石及粘土矿物少量。据钻探岩芯鉴定及结合测井解释资料分析，该组岩溶裂隙发育程度不均一，反映在富水程度有明显差异。据简易水文地质观测资料冲洗液的消耗量分析，该含水层岩溶或裂隙较为发育。由于井田地处埋藏区，地下水交替缓慢，径流条件差，经长期与围岩发生溶滤作用，溶解含水层中的化学成分，由此造成水质恶化。水质类型为O4－a型，矿化度分别为和。据和测，上马家沟组含水层自然水位标高分别为总体分析，奥套系灰岩总体上富水性强，矿化度高。但是在其上段同钻孔单位涌水量差异较大。⑵中奥陶统峰峰组（本组在井田东部外围出露，平均厚度其中，二段（度均厚度段（度均厚度性是以深灰色中厚层状灰岩为主，隐晶质泥晶或微晶结构，角砾状构造，岩石致密、坚硬，矿物成分以方解石为主，次为白云石，微含泥质。据观察，灰岩含水层的岩溶形态以溶蚀裂隙即溶隙为主，溶孔稀少，且连通性较差，是该组普遍规律。由于勘探区地处埋藏区（奥灰顶界埋深一般情况下，其岩溶裂隙发育程度会随埋深的增加而逐趋变差，加之该组地层在东部裸露区地表出露面积有限，以及由于裂隙开启程度较差，且多被方解石脉或次生石膏与泥质充填等原因，导致18峰峰组岩溶裂隙地下水的补给与赋存条件差，径流条件不畅，地下水交替作用微弱，传导性差，含水性弱，水质差。据抽水试验，自然水位埋深然水位标高水水位降深水量s，单位涌水量sm。水质类型为g型，矿化度～。就水位资料来看，地下水流场难以确定，但总趋势为向西南方向缓慢运移。二．石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层石炭系上统太原组为下组煤的赋存地层，主要含水层为岩的单层厚度计厚度均厚度石灰岩层的厚度（均厚度占整个太原组厚度的35～53。灰岩含水层为深灰色，中厚层状，泥晶微晶结构，致密、坚硬，其矿物成分以方解石为主，其含量约占70～90，生物碎屑约占15～20，含少量泥质。受构造运动的影响，各孔均有一定程度的构造裂隙、层面裂隙及节理裂隙发育的迹象，但发育程度则有所差异。据岩芯鉴定，岩溶形态以溶隙为主，其次为溶孔。裂隙的开启程度及其连通性各孔也有所不同，部分裂隙被方解石脉或泥质所充填，总体呈半充填全充填，以半充填为主。本组石灰岩在井田东部外围沟谷中出露，由东向西埋深逐渐增大。受出露条件的限制，含水层富水性不均一，地下水仅在浅部具较强的富水性，而在深埋区，岩溶裂隙不发育，溶孔连通性差，故地下水富水性弱。双柳煤矿郭家山风井揭露m3/5m3/h。井田东部边界外柳林县吉家塔镇煤矿，井筒施工揭露4石灰岩，涌水量约72～108m3/h，本组在浅部富水性较强。浅埋区钻孔钻进揭露本组后，钻孔均发生明显的涌漏水现象，也可说明这点。在井田外深埋区的325孔,sm，说明含水层富水性弱。据田内太灰含水层渗透系数19d，导水系数d，水质类型多为化度。早期的勘探资料提出太灰水的水位为最新水文地质补充勘探资料，井田内太灰含水层由于受到郭家山风井太灰涌水的影响，各孔观测的太灰含水层水位差异较大，但基本上呈现以风井为中心的漏斗状，水位从三．煤系地层砂岩裂隙承压含水层⑴二叠系下统山西组砂岩裂隙承压含水层组本组在井田东界外围出露，含水层主要由砂岩组成，岩性为细～粗粒砂岩，厚度变化大，裂隙不发育，钻孔钻进本层，回次水位及冲洗液消耗量均无明显变化，井田外北部325、343、359号孔抽水试验单位涌水量分别为干孔、sm，据133号孔资料，单位涌水量位标高明本组富水性弱。地下水向西径流，水力坡度5，水质类型为，矿化度L，为软的微咸水。该含水层为开采上组煤层的直接充水含水层。⑵二叠系石盒子组砂岩裂隙承压含水层组①下石盒子组本组在井田东缘一带出露，由长石石英砂岩、石英砂岩组成，其中岩较稳定，平均厚砂岩裂隙较发育，但由于开启性差，且多被方解石脉充填，受补给条件限制,井田内富水性弱，井田外北部343号孔本组抽水试验，单位涌水量sm，渗透系数d，矿化度L，为较软的微咸水，水质类型为②上石盒子组本组在井田内沟谷中广泛出露，含水层有数层砂岩，岩性以中、粗粒砂岩为主，砂岩厚度大，分布稳定，浅部构造裂隙、风化裂隙发育，并以构造裂隙为主，向深部裂隙发育程度逐渐减弱，钻孔钻进至本组普遍涌水或漏水，说明本组富水性稍强。本组在浅部接受大气降水补给，形成无压潜水或上层滞水，形成众20多小流量泉水，由于基岩补给性能差，贮水系数小，虽然泉数量多，但一般流量小于s，133号孔上、下石盒子组放水试验，单位涌水量为sm，渗透系数为d，水位标高田外北部356号孔本组抽水试验，单位涌水量为sm,渗透系数d。矿化度L，水质类型为。四．第四系松散孔隙潜水含水层第四系松散孔隙含水层主要受大气降水、河流补给，分布于沟谷河流两侧及山麓地段。富水性好，第四系全新统成条带状分布于黄河河谷。井田外黄河河谷宽约200m，为近代河流冲积层，砂砾石层的厚度一般小于10m，易于接受大气降水和河流入渗补给，形成强富水潜水含水层，水质类型为，矿化度L，水质良好。但易受污染，对煤矿生产不构成威胁。第三节井田内隔水层一、井田内主要隔水层隔水层带主要是依靠其本身的厚度和强度在地应力的帮助下有效地阻抗承压水的突出。只有在隔水层带具有一定的厚度时，才有可能使裂缝不贯通。这样在地应力的帮助下能阻止承压水的上升。隔水层强度主要起到防止由于强大的矿压和水压联合发生作用时对对底板剪切破坏。由于岩石的抗张强度较小，所以只有在地应力的作用下，才能有效地阻止承压水对裂缝的扩展和延伸。地应力越大对阻止底板突水越有利。隔水层的阻抗水能力取决于它的厚度、强度及岩性组合情况。⑴隔水层的厚度，可延长承压水对裂隙侵蚀扩展的时间。多数突水是发生在开采的控顶区，除了直接揭露含水体（充水断层、充水陷落柱等）发生爆发式突水外，多数缓冲式突水都有一发展过程。若能延长裂隙扩展时间，在导水裂隙还未到达控顶区时，工作面已向前推进，原控顶区已垮落压实，从而有可能降低突水发生的机率。当然，厚度大还将不断消耗承压水用以不断克服岩体的抗张强度和途径阻力以及扩展裂隙的水头。即使在导水破坏带，虽然失去部分阻水能力，但其厚度还可起到抗变形破坏的作用。⑵隔水层的强度，可阻抗承压水压裂岩层和沿裂隙扩展延伸．若水压小于岩体抗拉强度。则承压水不具备压裂岩体的条件，即使水压大于岩体抗拉强度，但又小于最小21主应力与岩体抗拉强度之和，那么岩体在其本身的抗拉强度和地应力的作用下仍能阻抗压裂的产生。⑶隔水层的组合不同，则其整体的阻水能力也不同。组合层数越多，则各种界面越多，由于界面两侧岩体的性质不同，承压水不可能顺利地沿初次张裂裂隙一直向前延展，必然造成扩展方向和途径复杂多变，并可能到处受阻，甚至中断，从而不能直接到达采场。一般说来，若底板隔水层强度高，厚度大裂隙少或较完整，突水机率就小，反之突水机率就大。底板隔水强度不够而突水时，采面底膨、突水点分散。若底板隔水层为一完整岩层即使厚度不大，也有很高的阻抗强度。目前隔水层的阻抗强度多以其厚度表示（或换算成等值厚度）。但是底板隔水层内往往不是完整的岩层，而分布有大大小小的断层或裂隙，由于它们的存在不仅大大降低隔水层的强度，还为承压水提供了存储的空间和过水通道，使得承压水在煤层开采前就早己上升到底板隔水层的不同高度，而减少了隔水层的厚度，从而降低了岩层对承压水的阻抗和抑制作用。二、上组煤隔水层⑴上组煤顶板隔水层上组煤顶板多为砂质泥岩或粉砂岩，致密，较完整，局部裂隙发育。砂岩以石英、长石为主，孔隙式胶结，抗压强度为半坚硬类岩石。4煤层顶至岩底之间层距的隔水层统计如下上组煤顶板隔水层岩性分类统计表表2号砂质泥岩泥岩粉砂岩累计厚度2生产过程已揭露的4煤顶板水充水因素已经明确。从矿井防治水实际需要出发，双柳煤矿4煤顶板砂岩层系（山西组、下石盒子组）冒裂带范围的隔水层组的赋存条件较为清楚。⑵上组煤底板隔水层4煤底板至4灰岩之间岩层称作结构性隔水层组，为泥岩砂岩互层。隔水层组厚度2530m，泥岩类比例超过50，泥岩为不透水岩层但强度较低，遇水碎裂膨胀，据测试资料，砂质泥岩单向抗压强度为33拉强度为剪强度为间砂岩为弱透水岩层，但强度较高。据上组煤底板隔水层岩性及其组合结构分析，泥质岩层为不透水的隔水层，粉砂岩为基本不透水的隔水岩层，岩性较致密，岩体较完整，其地层结构为泥质岩与砂岩呈相互叠置的地层组合结构，由于泥质岩类所占比重较大，这种结构不利于砂岩垂直裂隙的发育。因此，在无地质构造影响情况下，其隔水性能对阻止太灰含水层水进入矿井是非常有利的。上组煤底板至太灰顶板隔水层统计结果见表2上组煤底板隔水层岩性分类统计表表2号砂质泥岩泥岩砂岩累计厚度4、下组煤底板隔水层下组煤底板至奥灰顶界面的地层间距为均间隔水层厚度依次为砂质泥岩厚度均厚度岩厚度均厚度（炭）质泥岩厚度均厚度岩厚度均厚度组煤底板至奥灰顶板隔水层岩性分类统计结果见表223下组煤底板至奥灰顶板隔水层岩性统计一览表表2号岩石名称与厚度（m）砂质泥岩泥岩铝（炭）质泥岩砂岩累计厚度1.2
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