摘要：色連一號(hào)井是同煤鄂爾多斯礦業(yè)投資有限公司開發(fā)的一座現(xiàn)代化礦井，目前該礦處于建井期。文章根據(jù)礦震試驗(yàn)及其鉆探成果，推斷并詳細(xì)敘述了該礦的地層、地質(zhì)構(gòu)造、煤層及煤質(zhì)、煤層頂?shù)装濉⑺牡刭|(zhì)條件，并結(jié)合筆者多年來(lái)一線的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建井期間可能出現(xiàn)的困難進(jìn)行了預(yù)測(cè)并給出了相應(yīng)的解決辦法，最后對(duì)該井田的地質(zhì)、涌水量進(jìn)行了分類。

關(guān)鍵詞：色連一號(hào)井；地質(zhì)構(gòu)造；煤層；水文條件；涌水量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD163 文章編號(hào)：1009-2374（2015）24-0155-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.24.076

位于東勝煤田中東部的色連一號(hào)井田是同煤鄂爾多斯礦業(yè)投資有限公司正在開發(fā)建設(shè)的礦井，通過前期的地質(zhì)勘探以及實(shí)際礦井建設(shè)階段所揭露出的地質(zhì)與水文地質(zhì)資料顯示，井田內(nèi)煤層賦存的地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，為單-中等型礦井。但從井田勘探中的鉆孔資料分析發(fā)現(xiàn)，井田內(nèi)各可采煤層的厚度變化較大，部分煤層在井田內(nèi)的分布極不均勻，且局部區(qū)域?qū)娱g距較小，增加了對(duì)其準(zhǔn)確預(yù)測(cè)及對(duì)比的難度。現(xiàn)有的井田勘探資料對(duì)區(qū)域內(nèi)各可采煤層的厚度變化、結(jié)構(gòu)變化以及煤層頂?shù)装遄兓确矫娴难芯砍潭容^低，有待于進(jìn)一步研究；另外，井田內(nèi)煤層的分布情況以及煤層厚度發(fā)生變化的原因還有待于進(jìn)一步查清。為此，決定開展本論文的研究工作。

1 地層

色連一號(hào)井地處東勝煤田的中北部位，整個(gè)地層表現(xiàn)為強(qiáng)烈的新生代地質(zhì)應(yīng)力，且上部遭到嚴(yán)重剝蝕。根據(jù)地質(zhì)鉆孔對(duì)比分析，最老的地層為三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組（T3y），最新的地層為第四系（Q）。其他地層由老到新依次為侏羅系中下統(tǒng)延安組（J1-2y）、侏羅系中統(tǒng)（J2）、白堊系下統(tǒng)志丹群（K1zh）和第三系上新統(tǒng)（N2）。

2 地質(zhì)構(gòu)造

色連一號(hào)井地處東勝煤田的中北部位，它的構(gòu)造狀態(tài)與該區(qū)域含煤地層的構(gòu)造狀態(tài)幾乎一致?？偟膩?lái)說(shuō)表現(xiàn)為單斜構(gòu)造，傾向?yàn)槟衔?40°～250°，地層的傾角小于5°，幾乎近水平。井田內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，未發(fā)現(xiàn)大斷層，只在局部地段有寬緩的波狀起伏。但在先期個(gè)別的開采地段底板等高線起伏較大，褶幅甚至達(dá)到了10m以上，因此不排除在這些地段發(fā)育小斷層的可能性。整個(gè)井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的褶曲構(gòu)造和大的斷層，屬簡(jiǎn)單類型的地形。

3 煤層及煤質(zhì)

井田內(nèi)可采煤層共11即2-2上、2-2中、3-1、3-1下、4-1上、4-1、5-1上、5-1、6-1上、6-2中、6-2下煤層。各可采煤層特征詳述見表1。

4 煤層頂?shù)装?/p>

色連一號(hào)井田煤層頂板主要以砂質(zhì)泥巖為主，底板以細(xì)粒砂巖為主。根據(jù)ES04、ES15、ES17、ES29號(hào)鉆孔巖石物理、力學(xué)性試驗(yàn)成果：巖石的孔隙率6.67%～37.82%，巖石的含水率為0.04%～10.56%，吸水率為0.98%～11.85%，巖石的抗壓強(qiáng)度吸水狀態(tài)為1.0～17.7MPa，自然狀態(tài)為2.4～70.2MPa，平均20.0MPa，普氏系數(shù)0.24～7.16，抗拉強(qiáng)度0.38～4.83MPa，抗剪強(qiáng)度1.10～34.93MPa，軟化系數(shù)0.09～0.76，該煤層的巖石抗壓強(qiáng)度較低，基本在30MPa以下，且遇水強(qiáng)度顯著下降，巖石質(zhì)量系數(shù)平均值為63%，巖體質(zhì)量指標(biāo)（M）為0.042，為中等完整巖石。

5 水文地質(zhì)條件

東勝煤田發(fā)育的主要地層為中生界陸相碎屑巖，次為新生界半膠結(jié)巖類和松散沉積巖類。依據(jù)地下水賦存條件及水力性質(zhì)的不同，區(qū)域含水巖組可劃分為三大類：新生界松散巖類孔隙潛水含水巖組、半膠結(jié)巖類孔隙含水巖組、中生界碎屑巖類孔隙、裂隙潛水～承壓水含水巖組。煤田內(nèi)地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水、其次為地表水，深部亦接受側(cè)向徑流的補(bǔ)給。由于區(qū)內(nèi)地表水體不發(fā)育，地下水的徑流條件較差，大氣降水成為區(qū)域地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。第四系潛水直接接受大氣降水及地表水的滲入補(bǔ)給，中生界基巖含水層在淺部接受大氣降水及潛水的補(bǔ)給，在深部則以接受側(cè)向徑流補(bǔ)給為主。第四系潛水的徑流受區(qū)域地形控制，以“東勝梁”分水嶺為界，分別向南北兩個(gè)方向徑流而排泄出區(qū)外，強(qiáng)烈的蒸發(fā)亦是第四系潛水排泄的重要途徑。碎屑巖類含水層的徑流受煤田整體構(gòu)造形態(tài)控制，基本沿巖層傾向即南西方向徑流，在溝谷深切地段以泉的形式排泄，在地形變化較小的地段則以側(cè)向徑流的方式排泄出區(qū)外。井田儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告選用穩(wěn)定流“大井法”和“水文地質(zhì)比擬法”對(duì)礦井涌水量進(jìn)行了預(yù)測(cè)計(jì)算。礦井開采2～4號(hào)煤層時(shí)的正常涌水量為550m3/d（22.9m3/h），開采6-2下號(hào)煤層時(shí)的正常涌水量為1460m3/d（60.8m3/h）。

6 主要工程地質(zhì)問題預(yù)測(cè)及防治意見

6.1 煤層頂板冒落

色連一號(hào)井煤層頂?shù)装鍙?qiáng)度較低，巖石質(zhì)量系數(shù)為63%，較為破碎。在未來(lái)進(jìn)行巷道掘進(jìn)期間，易發(fā)生冒頂事故，危及礦工生命安全，因而巷道的頂板維護(hù)將會(huì)成為該礦的重點(diǎn)和難點(diǎn)工作。建議在進(jìn)行錨桿、錨索支護(hù)時(shí)及時(shí)進(jìn)行錨桿、錨索的錨固力實(shí)驗(yàn)，及時(shí)驗(yàn)證錨桿、錨索的可錨性，檢驗(yàn)其錨固力是否滿足設(shè)計(jì)要求，不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)及時(shí)更換支護(hù)措施。在巷道使用過程中加強(qiáng)礦壓監(jiān)測(cè)，特別是頂板離層儀的監(jiān)測(cè)，做到及時(shí)預(yù)警，防止事故的發(fā)生。

6.2 工作面煤壁片幫

色連一號(hào)井可采煤層的煤強(qiáng)度降低，在臂式開采過程中易發(fā)生煤壁片幫事故。在設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)選擇工作阻力較大的液壓支架。使用時(shí)應(yīng)盡量提高初撐力，采煤機(jī)割煤厚及時(shí)打開護(hù)幫板。

6.3 煤層底板軟化變形

6號(hào)煤層直接底板多為一層泥巖，厚度一般在1m以內(nèi)，力學(xué)強(qiáng)度低，遇水易軟化變形，對(duì)井下的煤炭生產(chǎn)及巷道中車輛的運(yùn)煤工作等會(huì)造成一定的影響。防治意見是：軟弱底板較薄時(shí)，可直接鏟除；軟弱底板較厚時(shí)，在巷道兩側(cè)開挖排水溝，將地下水排出地面，把地下水位降到泥巖下面，使泥巖保持干燥狀態(tài)，就不會(huì)發(fā)生軟化變形。據(jù)調(diào)查，在煤礦實(shí)際生產(chǎn)中，普遍留設(shè)0.50m左右的底煤，效果較好，但浪費(fèi)了煤炭資源。底板較軟時(shí)，支架易鉆底，實(shí)際生產(chǎn)中，支架應(yīng)“穿鞋帶帽”。

7 結(jié)語(yǔ)

色連一號(hào)井地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，但基巖出露處風(fēng)化作用較為強(qiáng)烈，第四系松散層分布廣泛，厚度較大，松散。在開采過程中可能遇到局部冒頂、煤壁片幫等事故，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)多加注意。6#煤層底板為泥巖，力學(xué)強(qiáng)度低，遇水軟化變形，支架易鉆地，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)“穿鞋帶帽”。

作者簡(jiǎn)介：楊天榮（1967-），男，山西大同人，太原理工大學(xué)，在職研究生，同煤集團(tuán)鄂爾多斯色連一號(hào)井地測(cè)副總工程師，工程師，研究方向：地測(cè)防治水。

（責(zé)任編輯：蔣建華）