本区属柳林泉域,著名的柳林泉出露于柳林县城东约3km的薛家湾-寨车村之三川河河谷中,以泉群的形式出露,大小泉点近百个,泉点标高790~80lm。据1983~1991年观测资料,泉群平均流量2.18m3/s,属稳定型泉。据分析,泉流量与2~3年前降水量有关。
二、区域水文地质单元
煤田内寒武、奥陶、石炭、二叠、三叠系含水层构成承压水斜地,其中奥陶系岩溶含水层富水性较强,石炭系及其它基岩含水层较弱,奥陶系地下水在奥陶系灰岩出露区接受大气降水补给后,沿地层倾向方向径流,最终集中排向柳林泉,构成完整的水文地质单元一柳林泉域。此外,古老变质岩及河流冲、洪积层构成各自独立的补给、径流、排泄系统。
柳林泉域以太古界及元古界变质岩构成隔水底板,石炭、二叠、三叠及第三、四系为上覆盖层。寒武、奥陶系碳酸盐岩为岩溶含水岩组,地层总体向西倾伏,构成单斜蓄水构造。泉域北界、东界为元古界、太古界变质岩构成的地表分水岭,东界南端及南界为古生界碳酸盐岩构成的地表分水岭,西界为埋藏于石炭、二叠、三叠系下岩溶裂隙不甚发育的寒武、奥陶系地层构成的隔水边界或相对隔水边界。
岩溶水蓄水空间主要为溶隙、溶孔,补给来源主要为大气降水,其次为地表水渗漏补给。
据《山西岩溶大泉》,泉域地下水总补给量4.07m3/s,泉域汇流面积5000km2,其中碳酸盐岩裸露面积为1200km2,大片分布于泉域南部及中部。碎屑岩裸露面积80km2,位于泉域西部。变质岩裸露面积1790km2,出露于泉域北部。
地下水在灰岩裸露区得到补给,向柳林一带汇流,由柳林泉排泄,强径流方向有二个,一个是从泉域中部石灰岩裸露区到柳林泉,另一个是从泉域东南部石灰岩裸露区绕过离石向斜后到柳林泉。
柳林泉群水质类型为HC03 2SO4一Na 2Ca型,矿化度0.4~0.70g/L,
15
硬度267.8mg/L(以CaC03计,以下同),水温15~18℃。据1983~2000年长期观测资料,最大流量4.13m3/s平均流量为2.18m3/s。
本井田属柳林泉域的南部径流区。 三、区域含水层
(一)太古界、元古界变质岩系及燕山期岩浆岩裂隙含水层
主要出露于区域东部和北部紫金山一带,地下水赋存于岩浆岩和变质岩构造裂隙及风化裂隙中,风化带厚10~30m,富水性弱,单位涌水0.0025~0.077L/s2m,沟谷中出露泉点较多,流量一般为0.1~0.5L/s,含水层主要接受大气降水补给,在地表分水岭向两侧径流。水质以HCO3--Ca2Mg型为主,矿化度0.5g/L左右。
(二) 寒武、奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组
本组由寒武系中统、上统、奥陶系中下统石灰岩、泥灰岩、白云岩等组成,其中以奥陶系中统为主要含水层。
1、寒武系厚度208~253m左右,为一套碎屑岩一碳酸盐岩浅海相沉积,以中统鲕状石灰岩和上统石灰岩、白云岩为主要含水层,本统含水层地下水出露点有吴城泉群、车鸣峪泉和关口泉,流量分别为200~500L/s、55L/s、50L/s,根据钻孔资料,在0~180m深度范围内岩溶发育,单位涌水量为1.92~7.60L/s2m,180m以下岩溶发育较差,富水性弱,单位涌水量为0.0035L/s2m;总体来讲,本组富水性弱。水质类型为HCO3—Ca2 Mg型,矿化度0.23~0.37g/L,总硬度172.57~255.20mg/L,PH值为7.1~7.6。
2、奥陶系为海相沉积,岩性为石灰岩、泥灰岩、白云岩。中统以上马家沟组为主要含水层,富水性强,下统冶里组、亮甲山组富水性弱。
下马家沟组:厚100m左右,浅部岩溶发育,随埋深增大而富水性变弱。据钻孔资料,单位涌水量在0.19~0.24L/s2m左右。
上马家沟组:厚250m左右,岩溶发育,富水性强,为区域最主要含水层,据钻孔资料,单位涌水量在裸露区、覆盖区及浅埋区一般为2.7~
16
29.3L/s2m,最大可达44L/s2m,中深埋区为0.11~0.56L/s2m,在深埋区局部地段,岩溶依然发育。总体来讲,本组在全区岩溶均很发育,富水性强。
峰峰组:厚度100m左右,含水层以中部和上部石灰岩为主,由于受厚度和出露面积的限制,本组富水性弱于上马家沟组,仅在浅部富水性较强,而在深埋区富水性弱(表4-1)。
一般来讲,奥陶系含水层的富水性随埋深增大,有减弱的趋势,可类比为含水层的逐步尖灭,岩溶发育规律亦如此。在浅部径流条件较好,水交替迅速,水质较好,为HC032SO4一Na2Ca型,而在深埋区,地下水水交替缓慢,渐呈滞流状态,水质差,地下水背景值较高,矿化度最高达17.628g/L,水质为C1一Na型(青龙城29号孔)。
峰峰组富水性特征表 表4-1
埋藏区 浅埋区 深埋区 深埋区 位置 柳林泉区 青龙城详查区 三交三号井田 孔号 JD31 1 311 单位涌水量 (L/s2m) 5.7 0.00065 0.0089 富水性 中—强 弱 弱 (三)石炭系上统太原组岩溶裂隙含水岩组 含水层主要为间夹于碎屑岩中的4~5层石灰岩,其分层厚度3~7m,灰岩赋存段距40m左右。含水层出露范围很小,只限于煤层露头边缘地段。在浅部含水层出露区,接受大气降水补给,富水性较强,单位涌水量1~2L/s2m,而在远离补给区的深部,地下水富水性则弱,例如,三交三号井田311号孔,单位涌水量仅为0.0131L/s2m,富水性弱。深部局部构造破碎带附近,富水性则较强,356号孔单位涌水量为0.90L/s2m。地下水流向受地层产状控制,向深部缓慢运移。本组水质一般为HC032SO4一Na2Ca型,硬度小于150mg/L,矿化度lg/L,属软的微咸水。
(四)二叠系、三叠系砂岩裂隙含水岩组
17
本组主要为砂岩风化裂隙水及构造裂隙水,三叠系仅分布于青龙城详查区以西和湫水河以西等地区。沟谷中浅部风化裂隙发育,易接受大气降水和地表水的补给,富水性较好,在沟谷边缘常以侵蚀下降泉的形式出露,流量0.2~0.5L/s。而在深部裂隙不发育,地下水补给差,单位涌水量0.0005~0.1L/s2m,富水性一般较弱。水质类型为硫酸SO42HC03--Ca2Mg型,矿化度大于lg/L,属软的微咸水。
(五)第三系、第四系松散岩类孔隙含水岩组
松散岩类含水层岩主要分布在河谷及沟谷中,地下水赋存于砂砾石孔隙中,主要接受大气降水和地表水入渗补给,径流条件好、富水性强、径流途径短,排泄于河谷中,部分消耗于人工开发。本区主要的两条河流三川河、湫水河河谷松散层较发育,厚度约10m左右,两岸分布有1—2级河流阶地。局部地段富水性强,单位涌水量26.8L/s2m,三川河河谷冲积层地下水极为丰富,离石县城附近泉水流量达20~30L/s,水质良好,为HC032SO4--Ca2Mg型,矿化度小于lg/L。由于地下水埋藏浅,局部地段受工农业等污染,如工矿企业排放废渣及废液污染,农业化肥及生活污水等污染,使得地下水中N03-、Cl-、P042-含量增高,局部F-含量较高,水质较差。
四、区域隔水层
(一)太古界、元古界变质岩构成寒武、奥陶系碳酸盐岩岩溶含水岩组的隔水底板。
(二)石炭、二叠、三叠系各含水层间较厚且发育稳定的泥质岩构成各含水层之间的隔水层。
第三章 巷道布置及支护说明
第一节 巷道布置
一、 4﹟煤轨道暗斜井
斜巷125.788m,坡度﹢22°,平巷83.588m。
18
二、4﹟煤轨道暗斜井开口位置在4﹟采区进风兼行人通道中。 三、自4﹟采区进风兼行人通道A1点下2.2m开始沿﹢3?卧底到迎头。
第二节 支护设计
一、巷道断面
4﹟煤轨道暗斜井支护方式为锚网喷支护:断面形状为直墙半圆拱形,S荒 = 11.9 m2 ,S净 = 10.3m2。矩形断面,S荒 = 11.3 m2 ,S净 = 10.3m2 暗斜井每隔40m,设安全硐室,规格长2.0m3宽2.0m3深1.5m。 (附:巷道支护断面、平面图)。
二、支护方式 (一)临时支护
采用吊挂前探支架做为临时支护,前探梁用钢管的两根制作,长度不小于4m,间距不大于1.2m,用金属锚杆和吊环固定,吊环形式为倒梯形,宽面朝上,防止前探梁滚动,每根前探梁不少于2个吊环。吊环用配套的锚杆螺母固定,所用树脂锚固剂不少于2块,锚固力不小于50KN /根,前探梁最大控顶距离1.8m,前探梁上方用2块规格为:长3宽3厚=150032003150mm板梁和小杆接顶。
(附:前探临时支护平、剖面图) (二)永久支护
4﹟采区暗斜井均采用锚网喷支护作为永久支护,支护材料为等强度圆钢锚杆。φ6mm钢筋网,喷射混凝土,锚杆间排距均为700mm,喷浆厚度150mm。
㈠按悬吊理论计算锚杆参数: 1、锚杆长度计算:
L = KH + L1 + L2 式中:L — 锚杆长度,m;
H — 冒落拱高度,m; K — 安全系数,一般取K=2;
19