地质专业毕业设计-山西焦煤汾西矿业集团双柳矿防治水分析规划

地质专业毕业设计-山西焦煤汾西矿业集团双柳矿防治水分析规划内容摘要：

揭露厚度 ～ ，平均揭露厚度。 其中该组以 Ms5 钻孔揭露的地层较全，揭露厚度。 上段 （ P2s3） ： 由 K8砂岩底至 K7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（ K7标志层）。 揭露 厚度 0～。 中段 （ P2s2） ： 由 K7砂岩底至中间砂岩底。 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 （ P2s1） ： 由中间砂岩底至 K6 砂岩底。 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（ K6标志层）。 揭露 厚度 ～。 ⑸ 第三系上新统（ N2） 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 ～，平均。 ⑹ 第四系上更新统（ Q3）及中更新统（ Q2） 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（ Q3）：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（ Q2）：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。 构造 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 NE— SW 或 SN 向，所以本区的构造也以河南理工大学本科毕业设计（论文） 13 NE— SW向为主。 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 S 形分布的枣林 — 王家会背斜。 枣林王家会背斜的西翼倾角为 10176。 ～ 20176。 ，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 SN— NNE— NE，以南 的青龙区则由 SN— SSE— SE。 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。 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 5176。 ～ 10176。 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。 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 2~3m。 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 X12陷落柱，该陷落柱长轴约 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 3m 3/h，一周内水量逐渐减小至 m 3/h以下，水压 ～ ，据水质分析结果，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，河南理工大学本科毕业设计（论文） 14 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（ F1）和聚财塔南断层（ F2）组成，两者相距 450m 左右。 断层延伸方向近东西向，相向倾斜，均为正断层。 F1断层向南倾斜，倾角 60176。 ~75176。 ,断距 150~260m，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 35176。 ，延伸不远即消失。 F2 断层平行于 F1延伸，倾向北，倾角 70176。 ～ 75176。 ，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 21 编 号 倾 向 走 向 倾 角 落 差（ m） 性 质 F1 N180176。 N90176。 75176。 150260 正 F2 N0176。 N90176。 75176。 150180 正 F3 N260176。 N170176。 70176。 正 F4 N140176。 N230176。 40176。 正 F5 N330176。 N40176。 80176。 正 F6 N240176。 N150176。 80176。 正 F7 N220176。 N130176。 83176。 正 F8 N20176。 N110176。 82176。 正 F9 N20176。 N110176。 52176。 正 F10 N10176。 N10176。 83176。 正 F11 N167176。 N257176。 60176。 正 F12 N250176。 N160176。 78176。 正 F13 N142176。 N52176。 75176。 逆 F14 N170176。 N80176。 87176。 正 F15 N210176。 N120176。 75176。 逆 F16 N265176。 N175176。 83176。 正 F17 N265176。 N175176。 35176。 正 F18 N312176。 N42176。 30176。 正 F19 N299176。 N29176。 42176。 正 F20 N344176。 N74176。 67176。 正 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 NEE和 NNW为主，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 X1 X1 X1 X17陷落柱出少许水外， 其河南理工大学本科毕业设计（论文） 15 余均未见出水。 综上所述，双柳井田构造较为简单。 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。 一、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（ O2s） 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 1— 6cm，含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 ／ s m。 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。 其中 11 133 、 356号孔抽放水试验单位涌水量分别为 、 ／ s m， 102号孔单位涌水量为 ／ s m，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（ O2s3），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 ClSO 4－ NaCa 型，矿化度分别为。 据 Ms4孔和 Ms6孔 观测，上马家沟组含水层 自然水位标高分别为 + 和 +。 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 O2s3岩溶及裂隙发育不均一，不同钻孔单位涌水量差异较大。 ⑵ 中奥陶统峰峰组（ O2f） 河南理工大学本科毕业设计（论文） 16 本组在井田东部外围出露，平均厚度。 其中，二段（ O2f2）厚度 ～ ，平均厚度 ；一段（ O2f1）厚度 ～ ，平均厚度。 岩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 ～ ，自然水位标高 +～ +，抽水水位降深 ～ ，涌水量 ～ ，单位涌水量 ～ m。 水质类型为 HCO3－ CaMg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 L1～ L5 薄层石灰岩，灰岩的单层厚度～ ，累计厚度 ～ ，平均厚度 ，含石灰岩层的厚度（ L1～ L5之间厚度）～ ，平均厚度 ，约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 L4灰岩时井筒涌水量由 8m3/h 增 至 25m3/h。 井田东部边界外柳林县吉家塔镇煤矿，井筒施工揭露 L5和 L4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 ,单位涌水量仅为 ／ s m，说明含水层 富水性弱。 河南理工大学本科毕业设计（论文） 17 据 MS MS MS7 及 MS8孔 注水试验资料， 井田内 太灰含水层渗透系数 ～，导水系数 ～ ，水质类型多为 HCO3 Cl— Na型，矿化度～。