东岭煤矿 安全风险辨识评估报告
泥质、钙质胶结,局部相变为细粒或粗粒砂岩。裂隙不甚发育,透水性较弱,含水层厚度较大,为直接充水含水层。厚12.0~33.0m,平均厚度19.75m。据韩城下峪口井田精查报告资料,含水层单位涌水量q=0.00084~0.82L/s.m,渗透系数K=0.00443m/d。水质类型:HCO3-SO4-Ca-Mg型,矿化度M=0.62g/L,该含水层属于裂隙承压弱含水层。
3、山西组砂岩裂隙含水层(H2-3)
山西组底部K4砂岩含水层(H2-3):其岩性为浅灰~灰白色中厚层状中粒砂岩,坚硬且裂隙较发育,砂岩中含有大量白云母,该层透水性较好,厚0~24.59m,平均厚度14.95m,为5号煤层顶板直接充水含水层,其涌水可直接进入煤层。据韩城下峪口井田精查报告资料,含水层单位涌水量q=0.000032~0.3877L/s.m,渗透系数K=0.00034m/d。水质类型:HCO3-SO4-Na-Mg型。矿化度M=0.85g/L。该含水层属于裂隙承压弱含水层。
(三)石炭系砂岩(灰岩)裂隙承压极弱含水层组(H3)
1、太原组顶部(K3)砂岩含水层(H3-1):岩性为含菱铁矿结核或透镜体、黄铁矿结核的薄层状灰黑色砂质泥岩,有时相变为粉砂岩~石英砂岩,厚3.56~21.06m,平均8.12m。富水性较弱。据邻区象山矿井生产资料,该层在2313措施巷人斜及13号溜煤眼涌水量为9m3/h。
2、太原组(K2)灰岩裂隙含水层(H3-2):太原组11号煤顶板含水层(K2),厚度0.76~15.65m,平均6.05m。K2灰岩一般分为1~3个分层,属于裂隙承压含水层。据韩城下峪口井田精查报告资料,单位涌水量q=0.000052~0.0029L/s.m,渗透系数K=0.00303m/d。水质类型: SO4-Ca-Mg型。矿化度M=0.95g/L。该含水层属于裂隙承压极弱含水层。
3、太原组底部砂砾岩含水层(H3-3):该含水层岩性为浅灰白色砾岩和砂砾岩,厚度0~10.85m,富水性相对较弱。南部象山矿井+280m中巷位于本层之中,巷道最大涌水量30m3/h,一般为8~12m3/h,曾有几处出水,多在底部砾岩含水层之中。涌水量的特征与K2灰岩基本相同。
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根据钻孔抽、注、压水资料及矿井开采过程的出水情况分析,本区石炭二叠系砂岩(灰岩)裂隙承压含水层的富水性和透水性均较弱,含水层对矿井生产总体威胁不大,水文地质条件属简单类型。各含水层之间也无无直接水力联系。
(四)奥陶系石灰岩溶裂隙承压强含水层组(H4)
奥陶系石灰岩是由相对隔水层与几个含水层复合而成,它具有统一的水位高程,是一个非均质的具有多层段结构的复合承压含水体。据井田资料:奥灰岩顶面以下50m范围内岩溶裂隙多被泥砂充填,以下较上部裂隙较发育。由灰岩资料,找出区内灰岩埋深在250m高程以上时,不含水或含水很弱,单位涌水量0.000079L/s.m,水位高程变化较大;在250m高程以下普遍含水,其单位涌水量0.032~0.265L/s.m,水位高程一般在384m左右,愈向下富水性愈好。
灰岩孔资料表 表5-3
孔号 灰岩1号 48 23* 19* 13* 41 地点 孔口标高(m) 水位标高(m) 灰岩顶板(m) 单位涌水量(l/s.m) 0.209 0.08 0.45 0.000079 0.379 0.202 渗透系数(m/d) 0.182 0.170 3.28 0.000087 0.334 0.225 压力水头(m) 不承压 167.41 不承压 49.74 不承压 195.46 象山口 竹园村 王家坪 马家渠 马家渠 竹园村 407.39 386.39 405.59 415.27 383.27 215.86 649.57 383.57 468.00 557.45 399.91 350.07 553.13 385.23 439.16 438.09 384.09 188.84 注:此表数据来源于韩城矿区南部详查勘探报告钻孔抽水资料。*注水试验孔,凡不承压者均在灰岩地下水的补给区。
结合区域及邻区矿井资料,其含水层有上马家沟组三段、二段及下马家沟组二段等,以上马家沟组含水性最强且离煤系最近,对将来11号煤层开采影响最大。冶里-亮甲山组离煤系远暂不考虑。
1 、上马家沟组三段(O2m23)岩溶裂隙弱含水层(H4-1)
该段为灰色—深灰色厚层状白云岩与灰岩互层,中夹多层灰黄色薄层泥灰岩,为弱含水层,厚约25~39m。出露在马家沟拐弯处。据韩城象山井田精查报告中
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23号水文孔资料,抽水试验单位涌水量q=0.45 L/s?.m,渗透系数K=3.28m/d。
2、上马家沟组二段(O2m22)岩溶裂隙强含水层(H4-2)
该含水层厚约70~~120m,岩性主要为深灰色显晶质中厚—厚层状块状白云岩,糖粒状结构,质纯、致密坚硬,层理明显,节理裂隙发育,含较多方解石,顶部薄层状中细晶质,质地均一,顶底部含泥质,在该段有层面裂隙、垂直裂隙、溶孔及溶洞发育。
根据“韩城矿区南部奥陶系灰岩岩溶水文地质研究报告”,该段裂隙率达10.23%,抽水孔9个,单位涌水量0.0068~6.618L/s?m,注水孔单位吸水量0.00079~0.8807L/min.m.m,平均0.21L/min.m.m。
1992年6月,煤科院西安分院与韩城矿务局在韩城南区大型抽水试验(马沟渠矿大口径孔和象山电厂供水井群),以2500~2900m3/h的流量抽水奥灰水,计算出奥灰含水层总补充量约为1000m3/h,其承压水位保持在+360m左右,为强含水层,在构造发育地段富水性极强,在构造不发育地段富水性相对较弱,可以看出岩溶含水层的极不均匀特征比较明显。
3、下马家沟组二段(O2m12)岩溶裂隙强含水层(H4-3)
该段上部为深灰色厚层状或块状灰岩,局部为豹皮状灰岩与浅黄色灰岩呈不等厚互层,下部为黑色厚层状灰岩,夹一层角砾状灰岩。厚约49~68m,为岩溶裂隙中等富水含水层。在马鞍桥沟的北侧有出露。
三、 隔水层特征
划分的主要依据为抽水试验成果,参考含水层划分情况,根据岩性特征进行划分。井田内各含水层之间泥质岩类、裂隙、岩溶不发育的其他岩层起隔水作用,使各含水层之间无水力联系或水力联系微弱,形成隔水层或相对隔水层,当其完整性和连续性未破坏时隔水性能良好。考虑到岩性和地层时代相互关系共划分为四个隔水层段,即第四系粉砂土亚粘土隔水层段、二叠系泥岩砂质泥岩隔水层段、石炭系泥岩粉砂岩隔水层段与奥陶系石灰岩隔水层段。每个层段根据具体情况又划分成若干个单独的隔水层(表5-4)。
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(一)第四系粉砂土亚粘土隔水层段(G1)
位于第四系的中下部,分布不均,由深灰色、含云母的中密亚粘土和黄褐色为主的细砂、粉砂组成。
(二)二叠系泥岩砂质泥岩隔水层段(G2)
该隔水层段包括二叠系上统上石盒子组及二叠系下统下石盒子组、山西组地层中的粉砂岩泥岩互层段。
1、石千峰组隔水层(G2-1)
岩层主要为灰白色或灰绿色、中~厚层状、中~粗粒砂岩与紫红色或紫杂色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩互层组成。井田东部缺失。厚度一般0~159.80m。
代号 G1 隔水层段名称 第四系粉砂土亚粘土隔水层段 隔水层 代号 个 数 1 G1 G2-1 G2-2 G2 二叠系泥岩砂质泥岩隔水层段 4 G2-3 G2-4 G3 石炭系泥岩粉砂岩隔水层段 2 G3-1 隔水层描述 第四系粉砂土、亚粘土 石千峰组粉砂岩、泥岩、砂质泥岩互层段 上石盒子组砂岩与粉砂岩、泥岩、砂质泥岩互层段 下石盒子组砂质泥岩及砂质泥岩与粉砂岩、细粒砂岩互层段 山西组煤层、砂质泥岩、粉砂岩及粉砂岩与细粒砂岩互层段 太原组上部石英砂岩、泥岩、煤层段 G3-2 太原组底部砂质砂岩、泥岩、铝质泥岩段 G4-1 峰峰组一段白云岩、泥灰岩段(据邻区资料) G4 奥陶系石灰岩隔水层段 3 G4-2 G4-3 上马家沟组一段泥灰岩、泥质白云岩段(据邻区资料) 下马家沟组一段泥灰岩、白云质泥灰岩段(据邻区资料)
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东岭煤矿隔水层划分表表5-4
1、石千峰组隔水层(G2-1)
岩层主要为灰白色或灰绿色、中~厚层状、中~粗粒砂岩与紫红色或紫杂色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩互层组成。井田东部缺失。厚度一般0~159.80m。
2、上石盒子组隔水层(G2-2)
位于含水层H2-1之上,由上石盒子组中上部地层构成,岩性为灰白色或灰绿色中厚层状细粒砂岩与灰紫色、灰黄色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩互层。井田东部缺失,厚度一般42.93~189.00m,平均约147.28m。
3、下石盒子组隔水层(G2-3)
位于含水层H2-1 和H2-2之间,由下石盒子组中上部地层构成,顶部岩性为灰色砂质泥岩,中部主要为砂质泥岩与粉砂岩互层,并夹有多层细粒砂岩,中下部偶见褐灰色鲕状铁质泥岩,灰色砂质泥岩组成。厚度一般为33.86~138.78m,平均约110.78m。
4、山西组隔水层(G2-4)
位于含水层H2-2 和H2-3之间,岩性为粗粒~细粒砂岩、粉砂岩、泥岩、碳质泥岩和煤层,夹有1号、2号、3号煤层。该段岩性变化大,表现为砂岩、泥岩、炭质泥岩的频繁交替,厚度一般为66.97~86.34m,平均81.86m。
(三)石炭系砂泥岩隔水层段(G3) 从上到下可分为二个隔水层。 1、太原组上部隔水层(G3-1)
位于含水层H3-1和H3-2之间,由K3底至K2顶之间的地层组成,其间岩性为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩,并夹有6号、7号煤层,该段是H3-1和H3-2弱富水性含水层之间的隔水层,一般厚度为1.90~15.26m,平均6.85m。
2、太原组底部隔水层(G3-2)
位于含水层H3-2和H3-3之间,岩性为粉砂岩、泥岩铝质泥岩和10号和11号煤层,一般厚度为8.79~25.30m,平均16.38m。该段为性能良好的隔水层。
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