刘河井田毕业设计说明书(编辑修改稿)

刘河井田毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

和奥陶系岩层，本区近晚期新构造运动处于缓慢下降过程，地表水系、河流阶地和沟谷均不发育。 井田水文地质条件 茴村勘探区处在区域水文地质单元的滞缓径流区，井田被一系列近北东向的断层切割，尤其是井田东、西两侧被落差较大的高角度正断层切割，在垂向上形成一系列南北向长条状地垒，各条块间水力联系受到限制。 虽然井田内各个含水组的水文地质条件与区域上基本一致，但是基岩地下水的补给、径流、排泄条件及其赋存状态，均受边界断层的控制和影响。 （ 1） 含水层与隔水层 按水文地质特征，并结合井 田具体情况，从上至下划分为六个含水组，现分述如下： 第三、四系孔隙水含水组 第三、四系沉积层一般厚度 200～ 240m，总的趋势，自北向南由厚变薄。 35线以南地区厚度一般小于 220m， 35 线至 40 线以西之间小于 240m， 40 线以北大于 240m。 新生界最底层岩层一般是良好的隔水层，厚度大，以粘土为主，但在井田中部的 39 线 ~40 线一带和沿二 2煤层露头的 371孔、 3406孔及区外的 351 孔附近为“天窗”分布区（新生界最底层岩层为含水层）。 另外，还有一种情况是新生界局部地带的最底层虽是隔水层，但岩性为亚粘土，一般厚度 2~5m，而上部岩层则是质纯、分选性好的中砂和细砂层，含水性较好，厚度也较大，在开采后期，原始受力状态遭到破坏后，可与下伏基岩含水组发生水力联系。 本含水层组可分为六个含水段（见表 141）。 表 141 第三、四系含水层组各含水段水文地质特征表 特征 编号 深度（ m） 起～止 时代 岩性 层数 厚 两极值 度 一般 水力 性质 分 布特征 隔水层岩性 1 ～ Q4 粉砂 中砂 1～ 5 ～ 10～ 5 孔隙 潜水 厚层状 层状 粘土 亚粘土 河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 15 2 ～ Q13 中砂 细纱 1～ 2 ～ 5～ 6 孔隙承 压水 层状似 层状 粘土 3 ～ 细砂中砂 1～ 6 ～ 8～ 10 同上 层状 薄层状 粘土 4 N2 2 砂 中砂 1～ 2 ～ 15～ 20 同上 层状 厚层状 铝质 粘土 5 ～ N1 2 细砂 中砂 1～ 2 ～ 3～ 4 同上 薄层状 条带状 含少量钙质粘土 6 ～ N1 细砂 中砂 1～ 3 ～ 6～ 同上 透镜状 钙质 粘土 以上六个含水段中的第一个含水组的富水性和水质都比较好。 第四个含水段 ,虽然也有较好的富水性，但根据 388孔抽水流场分析，其流场的补给时间约为抽水持续时间的 倍，说明补给条件差，而从区域上分析，该含水层的补给条件和富水性都比较好，是供水的目的层，因此第四含水段仍可作为中小型供水水源。 上述诸含水段之间，普遍有良好的隔水层。 一般情况下无水力联系，以层间水平运动为主。 （ 2）基岩风化带裂隙承压含水组 基岩风化带主要由砂岩、泥岩和砂质泥岩所组成，底界以风化带发育深度为准，厚度 20～ 30m，一般 25m，作为地下水储存、运移场所的风化节理裂隙，不甚发育，延伸浅，消失快，随深度增加而减弱，并有泥质及岩屑充填，节理面上常见许多锈黄色铁质及褐色锰质薄膜，富水性不均匀，自上向下逐渐变弱，垂直运动为主。 基岩风化带在无“天窗”的情况下，与上覆含水层无水力联系，钻进过程中未发现漏水现象，冲洗液消耗量不大。 据 374孔抽水证明，流场范围内，岩层含水性较弱，补给源贫乏，水位复原时间长于抽水持续时间的 倍，以消耗静储量为主。 地质报告通过与新庄井田抽水成果对比也证明了风化带富水性微弱，渗透性能差，属弱含水岩组。 但是，在 39～ 40线以浅一带以及煤层露头区的个别地段，第三、四系的最底层为含水层时，该含水组则接受上部孔隙承压水的补给，水文地质条件变得复杂。 （ 3）二 2煤层上（ 60m）砂岩裂隙承压水含水组 由二 2煤层上 60m 范围内的细、中粒砂岩组成，是二 2煤的直接河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 16 充水岩组，砂岩层数最多 8层，最少 1 层，一般 3～ 5层，厚度 7～15m。 砂岩厚度较大的区段有三个：①中部 411 孔～ 3805 孔：呈南北向带状，厚度大于 20m，最厚的 394 孔达 ；②南部 3406 孔～3204 孔：呈南北向带状，厚度大于 20m；③ 42 线以北：厚度最大，4608 孔大于 55m，节理裂隙不甚发育，且多被白色方解石脉充填。 钻进时冲洗液消耗量不大，一般小于 ，大于 1m3/h的钻孔有415 孔等 4 个钻孔。 根据 372 孔水位恢复曲线反映，流场补给条件不佳，导水性差，水位恢复曲线计算出的渗透系数比裘布依公式计算值还小 31%，偏小原因是因为井旁富水性强于流场平均值所引起的，其稳定流抽水实验结果的一组数据显示，该含水组补给源不足，透水性能差，富水性弱。 地质报告根据本含水组与第三、四系和风化带含水组的重迭关系和采用经验公式计算出的导 水裂隙带高度（如表 133），可将该含水组相对的分为三种不同的水文地质情形，具体如下。 表 133 导水裂隙带高度计算表 裂 隙 带 最大 高 度（ m） 计算公式 适用条件 H=100M (+)+ M= 水平及倾斜、缓倾斜煤层隔水性能好的中硬覆盖岩层 情形 1：二 2煤层至基岩风化面厚度小于 35m，导水裂隙带顶部已进入第三、四系含水组。 此情形沿二 2煤层露头呈带状分布，范围较小。 在区内“天窗”地段，则与第三、四系、基岩风化带含水组发生水力联系，水量增大，在开采后期，有可能沿塌陷裂缝涌进巷道，发生突水。 相应区域一般作为防水煤柱。 情形 2：二 2煤层至基岩风化面厚度 35～ 60m，导水裂隙带顶部进入基岩风化带含水组。 此情形分布 3606 孔、 396孔附近，面积很小。 仅接受基岩风化带含水组补给，不会构成大的突水威胁。 但在个别区域基岩风化带含水组含水性较好，应加强探水工作。 情形 3：二 2煤层至基岩风化面厚度大于 60m，导水裂隙带顶部未进入基岩风化带含水组，无水力联系 ，水文地质条件简单。 本井田大部分区域属于此种情形。 （ 4）二 2煤底板太原群上段灰岩（ L9～ L7）岩溶裂隙承压含水组 井田内共有 14 个钻孔揭穿该含水组，占施工钻孔总数的 %，河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 17 是二 2煤底板充水岩组，由 3～ 5 层灰岩组成，顶界为 K3顶板，底界为 L7灰岩底板，一般厚度 18～ 20m，在井田范围内，南北两端稍薄。 该含水组以 L8分布最稳定，且厚度大，最厚 （ 393 孔），一般 6～ 8m，溶隙比较发育，岩溶不发育，有少量的岩沟、溶槽和小孔洞，溶隙多被白色的方解石脉充填。 由于该含水组水量较丰富，水压高，井田内断 裂又比较发育，《精查报告》选择 38— 38— 10 两孔进行了抽水试验，成果见下表。 表 134 38— 38— 10 孔抽水试验成果表 项目 孔号 水位 水位标高 （ m） q ( 升 / 秒米 ) R （米） K （米 /升） M （克 /升） 水化学类型 38— 7 SO4K+NaCa 38— 10 SO4— CaK+Na 该含水层与二 2煤层间有多层砂岩和少量的砂质泥岩、泥岩，厚度一般在 50m 左右，形成良好的隔水屏障。 （ 5）太原群下段灰岩（ L1～ L4）岩溶裂隙承压含水组 井田内共有 5个钻孔揭穿该含水组，占施工钻孔总数的 %，由 3～ 4层灰岩组成，顶界为 L4灰岩顶板，底界为 L1灰岩底板，厚度～ ，一般 14～ 17m，以 L2分布最稳定，厚度大，最厚 （ 41— 3 孔），最薄 （ 41— 5 孔），一般 7～ 8m，岩溶裂隙比较发育，裂隙多被白色方解石脉充填，岩组含水性较好，但不均匀。 钻进过程中，发现漏水钻孔一个（ 39— 4 孔），冲洗液消耗量最大。 从灰岩化学样分析结果可以看出，属微溶灰岩。 该含水层组之上即为太原群中段岩层，厚度一般 30m 左右，主要岩性为砂质泥岩、泥岩和少量的薄层灰岩，系良好的隔水层。 （ 6）奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水组 井田内共有 3个钻孔揭露，占施工钻孔总数的 %，其中两个钻孔揭深为 50m 以上，一个钻孔为 ，含水岩层为层状～厚层状灰岩，灰色， 隐晶质，性脆，块状，中夹铝质泥岩薄层，含黄铁矿结核，节理裂隙比较发育，被白色方解石脉充填后，呈树枝状或网河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 18 状。 局部具有溶蚀现象，有溶沟、溶槽和小溶洞，洞内有泥质填物，属较强含水岩组，具有水压高，突水猛等特点。 顶部隔水层 C2厚 ～ ，其中铝质泥岩有的厚达 ，隔水性能良好，因此，一般情况下，与上覆含水岩组无水力联系。 断层对本井田地下水的控制与影响 （ 1）受边界断层 F28和 F4的断错影响，井田为一地垒式断块，基岩含水组的连续性遭到了严重破坏，地下水的赋存状态、运动条件也 发生了变化，二 2煤对接下降盘岩性多为不同时代的泥岩、砂质泥岩。 而对接上升盘岩性多为 C3灰岩、 Q2灰岩（落差大的断层），少数是泥岩、砂质泥岩（落差较小的断层），断层切断了地下水的侧向水平补给，改变了原有的层间运动及径流方向，致使地下水处于似停滞的封闭状态，循环交替条件差。 （ 2）井田内断层破碎带的含、导水性 ① 按力学性质分析，井田内断裂，多呈压性或压扭性，理论上其含、导水性差。 ② 在钻进过程中，断层破碎带也未发现漏水，冲洗液消耗量不大，对 F32破碎带进行的稳定流抽水试验，也证明了富水性微弱，导水性差，且具有一定的阻水性能。 ③ 从 40— 1 38— 7 孔的抽水流场分析中，也揭示出了下列断层破碎带的的含、导水性能较差的水文地质特征； 40— 16孔：为 F32破碎带的抽水孔，水位恢复曲线显示，水位恢复三天多，而仅为抽水前位的 47%，充分证明了它是一个储水条件和导水性能差的断层。 38— 7孔：该孔系 C3上部灰岩段的抽水孔，水位恢复曲线反映，流场中存在两条阻水断层，一条是 F3在 370 分钟出现，一条是 F104断层，在 1110 分钟出现。 总之，本井田内断层原始 状态下，含、导水性较差。 但值得说明的是，矿井开采后，有可能破坏其原始应力平衡，增强导水性，生产中应引以为重视。 《精查地质报告》采用大井法预计了矿井涌水量，结果是： 400m 水平正常涌水量 ，最大涌水量为 m3/h。 煤层特征 河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 19 含煤地层 本区含煤地层有二迭系（ P）太原组、山西组及下石河子组和上石河子组一、二段，总厚 ，共含煤 22 层（分为一 ～ 六共 6个煤组），煤层总厚。 主要煤层特征见表 122。 表 122 主 要 煤 层 特 征 表 煤层编号 煤层厚度 结构 与标志层间距 可采情况 稳定程度 山西组 二 2 ～ 平均 简单 上距 K4 普遍可采 稳定 下石河子组 三 2 2 0～ 平均 简单 上距 K5 局部可见可采点 不稳定 下石河子组 三 2 3 0～ 平均 简单 上距 K5 局部可采 不稳定 下石河子组 三 2 4 0～ 平均 简单 上距 K5 偶见可采点 不稳定 由上表可以看出，仅下二迭统山西组二 2煤全区发育，层位稳定，普遍可采，为本矿井主采煤层。 下石河子组三 32 煤局部可采。 其余煤层均不可采。 可采煤层 （ 1） 二 2煤层 二 2煤层赋存于山西组中部，上距 ，下距 K345m，煤层厚度 ～ ，平均厚度。 煤厚 ～ m 的有 10 个点，占 %； ～ m 的 22 个点（多集中在初采区），占 %；大于 的 4 个点，占 %。 可见，煤厚多集中在 ～ 之间，属稳定 ～ 较稳定型中厚煤层，煤层结构简单。 （ 2） 三 32煤层 三 32煤层赋存于下石盒子组中部，下距二 2煤层。 为局部可采煤层，可采区域分北、中、南三块，可采区平均厚度 ， 煤岩对比 本区共有 6 个煤组，各煤组特征明显，标志层易于识别，煤组对比主要依据标志层。 标志层自下而上为： K K K S(沙锅窑砂岩 )、 K K K K K K9，如表 123。 河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 20 表 123 标 志 层 特 征 表 所在组段 标志层 代号 标志层 厚度。