平煤十三矿水文地质特征及充水因素分析.docx

平煤十三矿水文地质特征及充水因素分析平煤十三矿水文地质特征及充水因素分析平煤十三矿位于平顶山煤田的东北部，距平顶山市17km，辖区属许昌市襄城县紫云镇，归襄、郏两县管辖。矿区东西走向长15km，倾向宽2.3～5km，面积53.6km2。2008年核定年生产能力为210万吨/a，主采二1（己15、17）煤层，开采深度由-100m至-800m标高。矿井开拓方式采用一对立井、两个水平（-525m、-800m）分区开拓，采区上下山开采，采煤方法为走向长壁式采煤法，现有己一、己二、己三3个生产采区和己四准备采区。1区域水文地质条件平顶山煤田构造形态呈现出地垒型的复向斜构造，其座落在汝河和沙河之间的分水岭地带，平顶山煤田的四周受到接近南北和接近东西向两组张性断裂的控制，构成的地垒型断块呈现多边形。其褶曲以李口向斜为主体，向斜西部倾向状张寨；东部翘起收敛，轴向为北西-东南方向。十三矿井田处在李口向斜的东北翼，襄郏一号正断层以南。详细构造如图1-1所示：■图1-1平顶山煤田九里山-十三矿地质剖面示意图受平顶山煤田的构造控制相对抬起的影响，导致含水层的水力联系被切断，使平顶山煤田成为相对独立的水文地质单元。李口向斜的北东翼浅部高，深部低，西北高，东南低，具有自流水向斜盆地的径流特征。总的排泄方向为南东，但是由于断裂构造的干扰，可能会出现局部复杂情况。天然水位动态变化，越近补给区变化幅度越明显。地下水的水质由西向东，矿化度由0.3～0.4g/l增大至0.5～0.8g/l。从总的情况看，由于地下水补给来源有限，地下水动储量并不很大。2矿井水文地质条件按照自下而上的顺序，根据矿井的沉积条件、岩性、水力特征、含水层，以及隔水层的组合关系，和对可采煤层造成的影响，可将矿区内分为7个含水层组、4个隔水层。2.1含水层2.1.1寒武系灰岩含水层寒武系灰岩为灰、浅灰色，隐晶质结构，坚硬。裂隙多被方解石或泥质充填或半充填。在全区有范围内，其中处于寒武系灰岩的钻孔有32个，厚度在0.55～92.86m之间。其中，位于溶洞及有溶蚀现象的钻孔有10个，高度最大的溶洞高1.37m，并且存在漏水的钻孔有5个，最大漏失量为0.14m3/h。单位涌水量0.0226L/s.m，渗透系数0.084m/d，水位标高-400m。水质类型HCO3·SO4-Na·Ca，矿化度0.77g/L。2.1.2石炭系太原组灰岩含水层组石炭系太原组灰岩是本区主要含水层之一，本层石灰岩层呈灰、浅灰色，隐晶质石灰岩、含大量燧石结核、致密、坚硬，局部含泥质呈褐色。地层平均厚度56m，灰岩4～8层，总厚20m左右，其含水层不均匀，富水性较强，水位标高变化比较大，矿区东部的己三采区水位约在-663.2m左右，而在矿区西部的浅部观测孔水2和2001钻孔的水位标高则分别为-221.3m和-106.9m。该含水层在矿区内又可分为灰6含水层和灰1-4含水层上下两段。①太原组下段灰1-4含水层。该含水层组厚度为5-15m，在全区有范围内钻孔见溶洞的个数就有5个，其中溶洞的最大高度0.58m，有7个钻孔存在漏水现象，漏失量在1.8～12m3/h，单位涌水量0.075～0.019L/s·m，渗透系数0.335～0.528m/d，水质类型HCO3·SO4-Na·Ca·Mg，矿化度0.66-0.80g/L。水温32℃。②太原组上段灰6含水层。灰6含大量燧石结核，该岩层的特征是致密而且坚硬，厚度为1.2～25.1m，属于隐晶质石灰岩。可溶岩内溶蚀裂隙、溶洞等是岩溶的地下的主要形态。在该层见溶隙溶洞的钻孔共有14个，其中溶洞的最大高度3.1lm，充填物为粒土质砂岩。存在漏水现象的钻孔有11个，漏失量0.48～全漏（约13m3/h），单位涌水量0.0023～0.855L/s·m，渗透系数0.025～9.75m/d，水质类型HCO3·SO4-CaNa及HCO3·SO4-Na·Ca，矿化度0.524～0.879g/L，水温25～30℃。2.1.3二1煤层顶板砂岩含水层组该层的岩石主要以大占及香炭砂岩为主，多为细-粗粒。大占砂岩垂直裂隙发育，方解石脉充填着裂隙面。厚5.49～47.65m，平均23m，厚度的变化比较大，并且东部较厚，西部较薄。漏水钻孔有7个，漏失量为0.9～2.3m3/h，单位涌水量为0.0041～0.0074L/s·m，渗透系数为0.0101～0.0521m/d，天然水位标高75.20～81.38m，水质类型HCO3-Na，矿化度0.51g/L，水温23℃。2.1.4七4（乙2下）煤顶板砂岩含水层该含水层由2～3层的细-中粒砂岩组成，岩层厚度在4～37m，平均厚度为12m。砂岩裂隙不发育，透水性差，裂隙面比较光滑并呈现闭合状。其中存在漏水现象的钻孔有9个，漏失量为0.92～2.50m3/h。单位涌水量为0.00007～0