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        朱集東礦北部明龍山斷層含導(dǎo)水性研究

        2018-09-26 10:05:20夏磊劉啟蒙謝志鋼
        山東工業(yè)技術(shù) 2018年15期

        夏磊 劉啟蒙 謝志鋼

        摘 要:朱集東礦北部的明龍山斷層是落差超過1000m的大型斷層,并且切割了多個(gè)含水層,水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。在分析井田水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,依據(jù)斷層帶的巖性特征、斷層帶簡易水文觀測成果,以及斷層上盤寒灰、太灰孔抽水試驗(yàn)結(jié)果,得出明龍山斷層含水性和導(dǎo)水性均較差的結(jié)論,為煤礦安全生產(chǎn)和防治水工作提供依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:朱集東礦;明龍山斷層;水文地質(zhì)條件;含、導(dǎo)水性

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.087

        1 緒論

        朱集東井田范圍:北起F201及明龍山斷層,南至潘四井田邊界,與潘四東礦相鄰[1-2];東起13-1煤層-1000m水平地面投影線,西至地震27勘探線與朱集西礦相鄰,東西長約12.5km,南北寬約3.5km,開采深度由-350m至-1200m。

        2 井田水文地質(zhì)條件

        朱集東井田處于黃淮平原的南部,煤系地層全部被古近系、新近系、第四系松散層所覆蓋,為全隱伏煤田[3-4]。區(qū)內(nèi)地層系鉆探揭露及利用鄰區(qū)資料,其地層自老至新有寒武系、二疊系、三疊系、古近系、新近系、第四系。

        2.1 主要含水層

        井田含水層主要由新生界松散砂層孔隙含水層、二疊系砂巖裂隙含水層和石炭系太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組成。

        (1)新生界松散層含水層。井田區(qū)內(nèi)新生界松散層兩極厚為87.25m至394.30m,平均厚度為295.92m,其中下段通過勘探孔的抽水試驗(yàn)結(jié)果:單位涌水量3.589~3.071 L/s·m,滲透系數(shù)11.437~9.105 m/d,導(dǎo)水系數(shù)648.75~598.38 m2/d,儲(chǔ)水系數(shù)(6.6~3.8)×10-4,越流系數(shù)(4.33~5.54)×10-4,表明本組水量充沛,并存在上部含水層越流補(bǔ)給。

        (2)二疊系砂巖裂隙含水層。煤系砂巖含水層巖性以中、細(xì)砂巖為主,局部為粗砂巖和石英砂巖,分布于煤層、粉砂巖和泥巖之間,該含水層的厚度范圍為41.1 m至155.44 m,根據(jù)勘探孔泥漿的消耗量:基巖風(fēng)化帶泥漿消耗量一般為0~0.16 m3/h,大者為0.80~2.40 m3/h;13-1煤層頂?shù)装迳皫r泥漿消耗量一般為0~0.16 m3/h;11-2煤層頂?shù)装迳皫r泥漿消耗量一般為0~0.16 m3/h,大者達(dá)1.60 m3/h;8~4-1煤層頂?shù)装迳皫r泥漿消耗量一般為0~0.16 m3/h??梢钥闯龆B系含水層的基巖風(fēng)化帶的含導(dǎo)水性較下部要強(qiáng)。

        (3)太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層。太原組上部1~4層灰?guī)r為開采3煤時(shí)底板進(jìn)水直接充水含水層。3、4層灰?guī)r較厚,一般巖溶裂隙較發(fā)育,而1、2層灰?guī)r厚度較小,巖溶裂隙不發(fā)育,裂隙多為方解石充填。

        2.2 主要隔水層

        (1)新生界松散層隔水層。主要是由以灰黃色砂質(zhì)粘土或粘土為主,粘土質(zhì)純、致密,可塑性較強(qiáng),具有膨脹性,厚度較大,分布較為穩(wěn)定,具有良好的隔水性。

        (2)二疊系主要隔水層。各個(gè)隔水層夾雜于各可采煤層頂?shù)装搴皫r層中,對各含水砂巖層的水力聯(lián)系起到了阻隔作用。

        3 明龍山斷層含導(dǎo)水性分析

        3.1 斷層帶巖性特征分析

        為探查明龍山斷層含導(dǎo)水性,施工有4個(gè)鉆孔,其中水4上孔和水6孔揭穿了明龍山斷層,水8孔于孔1050 m起進(jìn)入明龍山斷層帶,水9孔位于斷層上盤。

        根據(jù)探查工程鉆孔所揭露的斷層帶巖性來看,明龍山斷層破碎帶主要由泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖組成,少量含炭質(zhì),斷層的破碎帶裂隙較為發(fā)育,但是裂隙基本為泥質(zhì)填充和膠結(jié),因此可以基本判明龍山斷層破碎帶在勘察范圍內(nèi),富水性極弱,基本不導(dǎo)水。

        3.2 斷層帶水文地質(zhì)試驗(yàn)成果分析

        為了探明和研究明龍山斷層的含、導(dǎo)水性,對斷層帶進(jìn)行了簡易水文觀測,對斷層上盤灰?guī)r進(jìn)行了抽水實(shí)驗(yàn)。

        3.2.1 斷層帶簡易水文觀測

        本次探查工程鉆孔所揭露的斷層帶均為二疊系巖性,主要以破碎泥巖、糜棱狀泥巖為主。水4上孔、水6孔、水8孔和水9孔的泥漿消耗量見表1。

        從表1中可以看出,斷層帶泥漿消耗量屬于正常值,沒有出現(xiàn)異常漏失現(xiàn)象,結(jié)合鉆探揭露斷層帶時(shí)的巖性分析,說明斷層帶富水性弱;不同深處泥漿消耗量變化不大,數(shù)值較為相近,說明斷層帶斷層的上下盤沒有明顯的水力聯(lián)系。

        4 結(jié)論

        (1)明龍山斷層屬逆推斷層,走向NWW~NW,傾向NNE~

        NE,傾角60~70°,斷距4線大于1000m,9線斷距大于400m,探查區(qū)內(nèi)延展長度5600m。

        (2)本次鉆孔揭露的明龍山斷層帶的巖性均為二疊系地層,以破碎泥巖、糜棱狀泥巖為主;少量的砂巖、砂質(zhì)泥巖,破碎巖塊為泥質(zhì)充填、膠結(jié),膠結(jié)程度較好,說明斷層帶含、導(dǎo)水性均較差。

        (3)從沖洗液消耗,抽水試驗(yàn)和斷層帶充填物及斷層帶巖性分析,斷層不含水、不導(dǎo)水。根據(jù)簡易水文觀測、斷層帶巖性及抽水試驗(yàn)分析認(rèn)為:明龍山斷層上、下盤之間無水力聯(lián)系。

        參考文獻(xiàn)

        [1]桂和榮,宋曉梅,彭子成.淮南煤田阜鳳推覆構(gòu)造帶水文地質(zhì)特征研究[J].地球?qū)W報(bào),2005,26(02):169-172.

        [2]宋海濤,劉仁武.優(yōu)勢理論在分析韓1號(hào)斷層導(dǎo)水性中的應(yīng)用[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999,28(04):401-403.

        [3]蘇明金,李源,賈少平.潘北礦F1斷層組性質(zhì)與含、導(dǎo)水性分析[J].煤礦開采,2012,17(05):23-25.

        [4]王平,胡桂娟,李大勇.F19斷層含水導(dǎo)水性研究[J].煤礦開采, 2004,9(03):14-16.

        作者簡介:夏磊(1995-),男,安徽合肥人,碩士研究生,研究方向:地下水災(zāi)害與防治。

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