上榆泉煤矿矿井水文地质调查
王向东
【摘 要】文章以上榆泉煤矿矿井为例,介绍了该矿的概况,并从地貌地质、地表水体、井泉、地面岩熔等方面进行了调查研究,最后提出了对防治水工作的可行性建议,有一定的指导意义。 【期刊名称】《科学之友:B版》 【年(卷),期】2011(000)011 【总页数】2
【关键词】煤矿;矿井;水文地质;调查
1 矿井概况
上榆泉煤矿是一座大型现代化矿井。矿井设计生产能力300万 t/年,矿区面积 29.783 2 km2,批准开采 9、10、11、12、13 号煤层,开采深度:700~980m。矿井采用平硐开拓,水平标高850 m,先开采9、10号煤层。矿井采用大巷盘区式布置,三条上山,设于10号煤层中。各工作面顺槽以及采、掘进中都配有排水设备,积水排至主、辅运上山,然后经排水沟自流出井。
2 水文地质调查
2.1 地貌地质调查
井田地处山西黄土高原西北部,黄河东岸,属典型的黄土高原地貌,黄土厚度大,但植被稀少,水土流失严重,地形切割剧烈,冲沟发育,多呈“V”字形,基岩仅在井田西部沟谷中有少量出露。井田范围内没有滑坡现象,雨季也未见有泥石流现象。
井田大部为上第三系和第四系黄土覆盖,西部沟谷中有二叠系上、下石盒子地
层出露。
上第三系上新统保德组(N2b)地层在井田沟谷中广泛出露,赋存厚度0~129.09 m,平均厚度为58.60 m,岩性主要为紫红色黏土、亚砂土、砂土、含砾石层。砾石主要为灰岩、硅质岩。
第四系上更新统马兰组(Q3m)及全新统地层大面积覆盖于各地层之上,厚度为0~76.00 m,平均厚度为38.02 m,岩性主要为浅黄色黏土、亚砂土、砂土,垂直节理发育,直立性好,常形成各种微地貌景观,与下伏地层呈角度不整合接触。
井田总体为一走向北东,向北西倾伏的单斜构造。井田内地层产状平缓,倾角一般为2~8°。断裂构造不发育,未发现陷落柱,井田构造简单,对矿井开采影响不大。 2.2 地表水体调查
黄河作为区域侵蚀基准面,控制着区域水文地质条件的形成,黄河历年最高水位851 m;最低水位844.38 m,河床坡降为万分之七,流经阳面村的历年最高水位为843.52 m。井田内沟谷平时基本干枯无水,只有雨季时才有洪水排泄,自东而西流入黄河,属黄河流域。
井田内没有常年性水流,地表切割严重,沟谷发育,雨季水流来去迅速,不利于地下水的补给。原鹿固水库、石仁村水库、曲峪水库均已干枯,形成坝淤地,库底均已种地,但雨季仍有洪水沿沟侧下泄。开采前要对库区调查,并应注意开采塌陷裂隙,要及时充填,以防洪水溃入井下造成危害。 2.3 井泉调查
近年来,由于矿井的开采导致地表塌陷,井田内沟谷中已无泉水出露。井田范
围内当地村民饮用水取自白家焉水井,水井为取自奥灰岩溶水深井。 2.4 采空区及古井老窑调查 2.4.1 本矿采空区
本矿井现开采9、10号煤层,井田南部9号煤层已形成17 590 m2面积的采空区,井田北部10号煤层已形成20 000 m2面积的采空区。经调查,9号煤层采空区有1处积水,10号煤层采空区有1处积水。
对于采空区积水,根据《煤矿安全手册》第五篇矿井防治水的采空区积水公式进行估算:
式中:Q 静:预测采空区积水量,m3;
M:煤层采厚,m[m=(h0+hj)/2)h0-积水零边界线标高,hj:积水最深边界线标高;
F:采空区水平投影积水面积,m2;K1:采空区积水系数(0.30)。 2.4.2 垮落带和导水裂隙带高度
煤层上覆岩层主要为砂质泥岩、泥岩、砂岩组成,为中硬岩性,使用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中公式计算垮落带和导水裂隙带高度。
(1)垮落带高度使用公式
9号煤层厚度0.00~6.95 m,形成的垮落带高度为0.00~15.65 m; 10上号煤层厚度0.91~5.00 m,形成的垮落带高度为6.11~13.96 m; 10号煤层厚度1.68~14.73 m,形成的垮落带高度为8.45~18.89 m; 10下号煤层厚度0.96~6.30 m,形成的垮落带高度为6.28~15.16 m; (2)最大导水裂隙带高度使用公式
上榆泉煤矿矿井水文地质调查
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