小浪底库区水与新安煤矿顶板砂岩水水力联系浅析
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２ ０ 年第 ２ ０８ 期
中州 煤 பைடு நூலகம்
总第 １２ ５ 期
小浪底库区水与新安煤矿顶板砂岩水水力联系浅析
姜 玉 海
（ 煤 集 团公 司 新 安 煤 矿 ， 南 新 安 义 河 ４ １４ ） ７ ８ ２
摘要 ： 阐述 了小 浪 底 水 库蓄 水 前 后 顶 板 砂 岩 水 的 突 水危 险 性 ， 用 钻 孔 水 位 动 态 分 析 法 和 水 化 学聚 类分 析 法 采
对 小 浪底 库 区水 与 新 安 煤 矿 顶 板 砂 岩 水 水 力 联 系 进 行 对 比分 析 ， 定在 目前 小 浪底 水 库 蓄 水 条 件 下 ， 板 砂 判 顶 岩含 水层 与 水 库 水 之 间 还 不 存在 明 显 的 水 力 联 系 ， 并对 小 浪底 库 区水 位观 测提 出建 议 ， 煤 矿 高 产 高 效 安 全 为 生 产 提供 服 务 。
内的塌 陷区 、 弃钻 孔 、 废 废弃 井筒等 通 道 以灌 入 方式
进 入矿井 。可见小 浪底 水库 蓄水后 对 新安煤 矿 安全 开 采形成 极大 影响 ， 在严重 的突水危 险 。 存
１ 顶 板 砂 岩 水 突 水 危 险性 分 析
（） 浪底水 库 蓄水前。小浪底 水库 蓄水 以 １小 前， 新安矿 矿井 水 主要 来 源 于 煤 层 顶 板 的 山西 组 砂 岩 裂隙水 ， 叠系砂 岩裂 隙含 水 层 和 地表 浅 部 基 岩 二 风 化带裂 隙孔 隙含 水 层 距 离煤 层 较 远 ， 而且 在 煤 层 顶板 与这 些含 水层 之 间夹有 数层 泥岩 和砂质 泥 岩隔 水层 ， 隙水对 矿 井 充 水 意 义不 大 。煤 层 顶 板 各 砂 裂
区水 与新安 煤矿顶 板 砂岩 水水 力联 系成 为防治 小浪
底 库 区水工 作 的重要 前提 条件 。
岩 含水层 主要接 受 大气 降水补 给 ， 给 量非 常有 限 ， 补
对煤 矿生 产构不 成威 胁 。 （） ２ 山西 组砂 岩 裂 隙含 水 层 。 山西组 砂 岩 裂 隙 含水层 以直接顶 板 砂 岩 和 二 二 煤 层 之 间 的 砂 岩 、 为主， 厚度 ６ ０ ． ６～５ ． ６ｍ， 般 厚 为 ３ 含 水 层 ４９ 一 ０ ｍ，
采动 裂隙及 孔 隙等 将 全 部被 水 充 满 ， 导致 矿井 涌 会
水 量 大幅增 加 ， 突水 危险将 十分 突 出。 （ 上下 石盒 子组 裂隙 水 。石 盒 子组 地 层 中 以 ）
灰 白色 中 、 粒 砂 岩 为 主 要 含 水 层 ， 层 总 厚 度 粗 地
４ ２ ０～５ ８ ０ ｍ， 粗 粒 砂 岩 累 计 厚 度 ２ ． １～ ０． １ ． 中 ３３ ４ ． ６ ｍ， 层 地下 水为 ＨＣ Ｎ ３４ 该 Ｏ ． ａ型 ， 属矿 井 间 接充 水 含水 层 。蓄水 后 ， 当范 围 的 二叠 系砂 岩 地层 被 相 淹没 在库水 之下 ， 接接 受库 区水 的补 给 ， 直 富水 和补 给条件 得 到改善 。如有采 动裂 隙等通 道 沟通其 与矿 井 的联 系 ， 然 发生 突水 事故 。 必 综 上分 析 ， 小浪底 水库 蓄水 后 ， 板砂 岩含 水层 顶 的补 给条件 发生 了明 显 改 变 ， 库 地 表 水会 通 过直 水 接渗漏 、 下径 流 、 煤 窑采 空 区 、 弃 井 筒 等通 道 地 小 废 补 给砂 岩水 ， 成为 砂 岩 孔 隙 裂 隙水 的重 要 补 给来 将 源 ， 矿井 生产 构成严 重威 胁 。 因此 ， 对 研究 小浪 底库
煤 层顶 板 直接充 水 层 。水 库 蓄 水 后 ， 区水 可 以通 库 过构造 裂 隙 、 化裂 隙 、 风 采煤 造成 的导 水裂 隙等 途径
补 给各 层砂 岩裂 隙含 水层 。特 别是库 区水 充满 小煤
矿 采空 区 时 ， 水 压 与库 区水 位 相 同 。在 这样 的条 其 件下 ， 岩 含水 层 中所 有 储 水 空 间 ， 括构 造 裂 隙 、 砂 包
２ 方 法 和 基 本 原 理
（ ） 位 动态分 析 法 。收集 统 计小 浪 底 水库 蓄 １水
水 前后 区域 地下 水 水位 长期 观 测 资 料 ， 出顶 板 砂 绘 岩 各含水 层 水位 变 化 历史 曲线 ， 析 水 位 变 化 的趋 分
势 ； 时针对 性地 设计 了 ２个水 文地 质长期 观测 孔 ， 同 对 顶板 上 石 盒 子 含 水 层 及 下 石 盒 子 含水 层 进 行 观 测， 以获 取两 含水 层年 际水 位 动态参 数 。 （ ） 化 学方法 。对 水库 及 各 含水 层 分 别取 样 ２水
关键 词 ： 孔 水 位 动 态分 析 法 ； 化 学 法 ； 类分 析 ； 力 联 系 钻 水 聚 水 中 图分 类 号 ：６ １７ Ｐ ４ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ ０ ）２— ０ ７— ２ １０ ０ ０ Ｉ０ ８ ０ ０ ２ ０
新 安 煤 矿 于 １８ ９ ８年 底 建 成 投 产 ， 采 范 围 开 ５ ． ｍ ， 计 生 产 能 力 １ ０万 ｔａ 主采 二 叠 系 山 ０ ３ｋ 设 ５ ／， 西组 二 煤层 ， 煤种 为 贫瘦煤 ， 煤层 厚 度 ０～１ ． ８ ８ ｍ， 平 均 ４ ２ 设 计 服务 年 限 ８ ． ２ ｍ， ３年 。 当小 浪 底 水 库 蓄水 达设 计水 位高 程 ＋２ ５ ｍ 时 ， 安 井 田 ４ ％ 面 ７ 新 ０ 积 将位 于库 盆之下 ， 体下 可采煤 炭储 量 高达 ８０ ０ 水 ０ 万ｔ 。蓄水 后 ， 煤层 顶底 板 的直接 和间 接充水 层及 第 四系孔 隙含水 层都 将 得 到 库 区地 表 水 常 年 的 补 给 ， 正 常矿井 开采 将 以消 耗 含 水 层 动储 量 为 主 ， 井 正 矿 常 涌水量 将大 幅度 增 加 ， 且 库 区 水 可 能通 过 库 区 并
２ ０ 年第 ２ ０８ 期
中州 煤 பைடு நூலகம்
总第 １２ ５ 期
小浪底库区水与新安煤矿顶板砂岩水水力联系浅析
姜 玉 海
（ 煤 集 团公 司 新 安 煤 矿 ， 南 新 安 义 河 ４ １４ ） ７ ８ ２
摘要 ： 阐述 了小 浪 底 水 库蓄 水 前 后 顶 板 砂 岩 水 的 突 水危 险 性 ， 用 钻 孔 水 位 动 态 分 析 法 和 水 化 学聚 类分 析 法 采
对 小 浪底 库 区水 与 新 安 煤 矿 顶 板 砂 岩 水 水 力 联 系 进 行 对 比分 析 ， 定在 目前 小 浪底 水 库 蓄 水 条 件 下 ， 板 砂 判 顶 岩含 水层 与 水 库 水 之 间 还 不 存在 明 显 的 水 力 联 系 ， 并对 小 浪底 库 区水 位观 测提 出建 议 ， 煤 矿 高 产 高 效 安 全 为 生 产 提供 服 务 。
内的塌 陷区 、 弃钻 孔 、 废 废弃 井筒等 通 道 以灌 入 方式
进 入矿井 。可见小 浪底 水库 蓄水后 对 新安煤 矿 安全 开 采形成 极大 影响 ， 在严重 的突水危 险 。 存
１ 顶 板 砂 岩 水 突 水 危 险性 分 析
（） 浪底水 库 蓄水前。小浪底 水库 蓄水 以 １小 前， 新安矿 矿井 水 主要 来 源 于 煤 层 顶 板 的 山西 组 砂 岩 裂隙水 ， 叠系砂 岩裂 隙含 水 层 和 地表 浅 部 基 岩 二 风 化带裂 隙孔 隙含 水 层 距 离煤 层 较 远 ， 而且 在 煤 层 顶板 与这 些含 水层 之 间夹有 数层 泥岩 和砂质 泥 岩隔 水层 ， 隙水对 矿 井 充 水 意 义不 大 。煤 层 顶 板 各 砂 裂
区水 与新安 煤矿顶 板 砂岩 水水 力联 系成 为防治 小浪
底 库 区水工 作 的重要 前提 条件 。
岩 含水层 主要接 受 大气 降水补 给 ， 给 量非 常有 限 ， 补
对煤 矿生 产构不 成威 胁 。 （） ２ 山西 组砂 岩 裂 隙含 水 层 。 山西组 砂 岩 裂 隙 含水层 以直接顶 板 砂 岩 和 二 二 煤 层 之 间 的 砂 岩 、 为主， 厚度 ６ ０ ． ６～５ ． ６ｍ， 般 厚 为 ３ 含 水 层 ４９ 一 ０ ｍ，
采动 裂隙及 孔 隙等 将 全 部被 水 充 满 ， 导致 矿井 涌 会
水 量 大幅增 加 ， 突水 危险将 十分 突 出。 （ 上下 石盒 子组 裂隙 水 。石 盒 子组 地 层 中 以 ）
灰 白色 中 、 粒 砂 岩 为 主 要 含 水 层 ， 层 总 厚 度 粗 地
４ ２ ０～５ ８ ０ ｍ， 粗 粒 砂 岩 累 计 厚 度 ２ ． １～ ０． １ ． 中 ３３ ４ ． ６ ｍ， 层 地下 水为 ＨＣ Ｎ ３４ 该 Ｏ ． ａ型 ， 属矿 井 间 接充 水 含水 层 。蓄水 后 ， 当范 围 的 二叠 系砂 岩 地层 被 相 淹没 在库水 之下 ， 接接 受库 区水 的补 给 ， 直 富水 和补 给条件 得 到改善 。如有采 动裂 隙等通 道 沟通其 与矿 井 的联 系 ， 然 发生 突水 事故 。 必 综 上分 析 ， 小浪底 水库 蓄水 后 ， 板砂 岩含 水层 顶 的补 给条件 发生 了明 显 改 变 ， 库 地 表 水会 通 过直 水 接渗漏 、 下径 流 、 煤 窑采 空 区 、 弃 井 筒 等通 道 地 小 废 补 给砂 岩水 ， 成为 砂 岩 孔 隙 裂 隙水 的重 要 补 给来 将 源 ， 矿井 生产 构成严 重威 胁 。 因此 ， 对 研究 小浪 底库
煤 层顶 板 直接充 水 层 。水 库 蓄 水 后 ， 区水 可 以通 库 过构造 裂 隙 、 化裂 隙 、 风 采煤 造成 的导 水裂 隙等 途径
补 给各 层砂 岩裂 隙含 水层 。特 别是库 区水 充满 小煤
矿 采空 区 时 ， 水 压 与库 区水 位 相 同 。在 这样 的条 其 件下 ， 岩 含水 层 中所 有 储 水 空 间 ， 括构 造 裂 隙 、 砂 包
２ 方 法 和 基 本 原 理
（ ） 位 动态分 析 法 。收集 统 计小 浪 底 水库 蓄 １水
水 前后 区域 地下 水 水位 长期 观 测 资 料 ， 出顶 板 砂 绘 岩 各含水 层 水位 变 化 历史 曲线 ， 析 水 位 变 化 的趋 分
势 ； 时针对 性地 设计 了 ２个水 文地 质长期 观测 孔 ， 同 对 顶板 上 石 盒 子 含 水 层 及 下 石 盒 子 含水 层 进 行 观 测， 以获 取两 含水 层年 际水 位 动态参 数 。 （ ） 化 学方法 。对 水库 及 各 含水 层 分 别取 样 ２水
关键 词 ： 孔 水 位 动 态分 析 法 ； 化 学 法 ； 类分 析 ； 力 联 系 钻 水 聚 水 中 图分 类 号 ：６ １７ Ｐ ４ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ ０ ）２— ０ ７— ２ １０ ０ ０ Ｉ０ ８ ０ ０ ２ ０
新 安 煤 矿 于 １８ ９ ８年 底 建 成 投 产 ， 采 范 围 开 ５ ． ｍ ， 计 生 产 能 力 １ ０万 ｔａ 主采 二 叠 系 山 ０ ３ｋ 设 ５ ／， 西组 二 煤层 ， 煤种 为 贫瘦煤 ， 煤层 厚 度 ０～１ ． ８ ８ ｍ， 平 均 ４ ２ 设 计 服务 年 限 ８ ． ２ ｍ， ３年 。 当小 浪 底 水 库 蓄水 达设 计水 位高 程 ＋２ ５ ｍ 时 ， 安 井 田 ４ ％ 面 ７ 新 ０ 积 将位 于库 盆之下 ， 体下 可采煤 炭储 量 高达 ８０ ０ 水 ０ 万ｔ 。蓄水 后 ， 煤层 顶底 板 的直接 和间 接充水 层及 第 四系孔 隙含水 层都 将 得 到 库 区地 表 水 常 年 的 补 给 ， 正 常矿井 开采 将 以消 耗 含 水 层 动储 量 为 主 ， 井 正 矿 常 涌水量 将大 幅度 增 加 ， 且 库 区 水 可 能通 过 库 区 并