陈四楼煤矿矿井充水水源及工程地质条件分析
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２ ０ １ ４ 年第 ３ 期
西 部探 矿工 程
１ ０ ３
陈 四楼煤 矿矿 井充水水源及 工程地质条件分析
沈 冰 ， 冉德 立
（ 河南煤 业 化工 集 团永煤 公 司 陈 四楼煤 矿 ， 河南 商丘 ４ ７ ６ ０ ０ ０ ） 摘 要： 通 过 分析 陈 四楼煤 矿矿 井充水 水 源 ， 可知地 表水 对矿 床 开采 无充 水影 向； 新 生界 底部 粘 土 隔
量８ ７ ０ ｍａ ／ ｈ ， 水量较稳定 ， 最 大 涌水 量 ｌ ｌ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ 左右 。 根 据 矿井 水 文 地 质 类 型 分类 表 中对 涌 水 量 的 要求 ， 正
般 为 ＋２ ８ ～＋４ ０ ｍ。 区 内 自北 向 南 分 布 的河 流 主 要
有： 王 引河 、 沱河 、 浍河 、 包河 等 ， 皆属 淮河 水 系 。
泄 条 件 。 全 区地 势 西 北 高 、 东南低 ， 最 高 点 芒 山 标 高 ＋１ ５ ６ ． ８ ０ ｍ， 最 低点 沱河 河 床标 高 ＋ ２ ６ ． Ｏ Ｏ ｍ， 地 面标 高
一
正常涌水量包括 ： 井筒残 留水量 ３ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 掘进工作面水
量约 ２ ９ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 采 煤 面 内水 量 为 １ ５ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 老 空水 量 为 ２ ２ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 生产 用 水 １ ８ ０ ｍ。 ／ ｈ 。 目前矿 井 实 际正 常 涌 水
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冲积平原之上 。石炭和二 叠系煤 田被新生界第 四系 、
上第 系松 散 沉 积 物 全 部 掩 盖 。矿 区 内覆 盖 层 厚 度 ５ １ ． ３ ０ ～５ ４ ５ ． ７ ０ ｍ， 平均厚度 ３ １ ２ ． ９ ７ ｍ。这 种 变 化 规律 受
古地形 、 新构造运动的强度与沉降幅度的制约 ， 同时这 些 因素也控制 了各含水层 中地下 水 的补给 、 径流 、 排
层， 矿 井 涌水 量 主要 来 自二 煤 顶底 板砂 岩 水 和太 原 组 灰 岩水 ， 即 山西 组 裂 隙 承压 弱 含水 层 （ Ⅱ。 ） 和石 炭 系 太
原组溶洞裂隙承压含水组 （ Ⅲ） 这两组含水层水 。目前 矿井涌水量 由南北两翼涌水量组成 ， 南翼正常涌水量
一
般为３ ０ ０ ￣５ ０ ０ ｍ ／ ｈ ， 主 要有 钻孑 Ｌ 水（ 包 括 井下 供水 孔
水６ 个、 底 板注 浆钻 孔 出水 ） 、 探放 老 空水 （ 南五 、 南 十三 采区 ） 及 生产 用 水 ； 北翼正常涌水量在 ２ ０ ０ ￣４ ０ ０ ｍ ／ ｈ ， 出水 主要 来 自钻 孔 水 （ 供水孔 １ 个、 打钻 钻 孔 出水 ） 、 探 放老 空 水 （ 北十 、 北 十 二采 区老空 水 ） 、 生 产用 水 。总体 上看 ， 南翼 水 量较 北翼 大 。 根据 １ ９ ９ ７ ￣２ ０ ０ ９ 年来矿井涌水量的统计分析（ 表 １ ） ， 我矿正常涌水量在 ８ ４ １ ｍ。 ／ ｈ ， 最大涌水量为 １ １ ４ ５ ｍ３ ／ ｈ 。
水。
３ ． １ 矿 井开 采 受水 害影 响程 度 近年 来 矿 井 生 产 比较 正 常 ， 全 矿 发 生 突 水 次 数 较
２ ． ２ 矿 井充水 状 况分 析
少， 仅个别工作面突水对生产产生一定影响 ， 一般水量 在１ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ 左右 ， 通 过底 板注 浆加 固工 程 的实施 和排 水
岩 芯 完整性 、 岩芯 采取 率等 次要 因素 ， 将二 煤顶 、 底板 ５ ｍ 内的岩 石稳 定程度 ， 分为 ４ 个 区。
关键词： 陈四楼 煤矿 ； 矿 井充水 水 源 ； 工程 地 质条件 ； 分 析研 究 中图分 类 号 ： Ｔ Ｄ７ ４ １ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ １ ０ ３ — ０ ３
１ 概 述
陈 四楼 井 田地 貌 单元 属 于华 北 冲积 平 原 东南 边缘 部分 ， 位 于 次一 级 淮河 冲积平 原 的北 部 ， 黄 河 故道 大堤 的 南 侧 。永 城 背 斜 东 北 部 砀 山 、 邵山、 喜山、 马山 、 土 山、 周 山及 南部 柏 山一 带 寒武 系 、 奥 陶 系地 层及 燕 山期 岩浆岩 ， 以剥 蚀 低 山残 丘 地 貌 形 态 孤 立 于 平 坦 开 阔 的
水层 分 布稳 定 ， 对 煤层 开 采有 一 定影 响 ； 煤 层 开采 时的直接 充水 水 源 ， 是 煤 层顶 、 底 板砂 岩 裂 隙承 压 水； 山西组 二 。 煤 的 间接 充水 水 源是 太原组 灰 岩岩 溶 裂 隙水 ， 近 年 来通过 煤层 底板 注浆 治理 未发 生 突 水 灾 害。根 据 煤层 顶 、 底板 岩性 组 合 、 层 理 性质 、 构造 发 育程度 、 岩 石极 限 抗压 强度 等主要 因素 ， 结合
系统 的完 善 ， 矿 井 水 害对 采 掘 工 作 面 的影 响正 在 逐 渐 减小 ， 对 矿井 安 全无 威胁 。经 过统 计 ， 从 矿井 生产 初 期 到现在 突水 频 率为 Ｏ ． ５ ８ 次／ ａ 。从 ２ ０ ０ ５ 年到 现在 突水 发
矿 井 自投 产 以来 ， 一 直 开采 二 叠 系 山 西 组 二 煤
２ 矿 井主 要 充水水 源 及充 水状 况分 析
２ ． １ 矿 井主 要 充水水 源
常涌 水量 大 于 ６ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 此 项应 属 于矿 井水 文地 质条 件 复杂 类型 。
３ 矿井 开采 受水 害影 响程 度及 防治水 工 作难 易程 度
矿 井 的 主要 充 水 水 源 为 地 表 水 （ 其 对 矿 床 开 采 无 充 水影 响 ） 、 新生 界底 部 砂 岩层 水 、 煤层 顶 、 底 板 砂岩 裂 隙水 、 太原组 上段灰岩岩溶 裂隙承压水 、 奥 陶 系 灰 岩
西 部探 矿工 程
１ ０ ３
陈 四楼煤 矿矿 井充水水源及 工程地质条件分析
沈 冰 ， 冉德 立
（ 河南煤 业 化工 集 团永煤 公 司 陈 四楼煤 矿 ， 河南 商丘 ４ ７ ６ ０ ０ ０ ） 摘 要： 通 过 分析 陈 四楼煤 矿矿 井充水 水 源 ， 可知地 表水 对矿 床 开采 无充 水影 向； 新 生界 底部 粘 土 隔
量８ ７ ０ ｍａ ／ ｈ ， 水量较稳定 ， 最 大 涌水 量 ｌ ｌ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ 左右 。 根 据 矿井 水 文 地 质 类 型 分类 表 中对 涌 水 量 的 要求 ， 正
般 为 ＋２ ８ ～＋４ ０ ｍ。 区 内 自北 向 南 分 布 的河 流 主 要
有： 王 引河 、 沱河 、 浍河 、 包河 等 ， 皆属 淮河 水 系 。
泄 条 件 。 全 区地 势 西 北 高 、 东南低 ， 最 高 点 芒 山 标 高 ＋１ ５ ６ ． ８ ０ ｍ， 最 低点 沱河 河 床标 高 ＋ ２ ６ ． Ｏ Ｏ ｍ， 地 面标 高
一
正常涌水量包括 ： 井筒残 留水量 ３ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 掘进工作面水
量约 ２ ９ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 采 煤 面 内水 量 为 １ ５ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 老 空水 量 为 ２ ２ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 生产 用 水 １ ８ ０ ｍ。 ／ ｈ 。 目前矿 井 实 际正 常 涌 水
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冲积平原之上 。石炭和二 叠系煤 田被新生界第 四系 、
上第 系松 散 沉 积 物 全 部 掩 盖 。矿 区 内覆 盖 层 厚 度 ５ １ ． ３ ０ ～５ ４ ５ ． ７ ０ ｍ， 平均厚度 ３ １ ２ ． ９ ７ ｍ。这 种 变 化 规律 受
古地形 、 新构造运动的强度与沉降幅度的制约 ， 同时这 些 因素也控制 了各含水层 中地下 水 的补给 、 径流 、 排
层， 矿 井 涌水 量 主要 来 自二 煤 顶底 板砂 岩 水 和太 原 组 灰 岩水 ， 即 山西 组 裂 隙 承压 弱 含水 层 （ Ⅱ。 ） 和石 炭 系 太
原组溶洞裂隙承压含水组 （ Ⅲ） 这两组含水层水 。目前 矿井涌水量 由南北两翼涌水量组成 ， 南翼正常涌水量
一
般为３ ０ ０ ￣５ ０ ０ ｍ ／ ｈ ， 主 要有 钻孑 Ｌ 水（ 包 括 井下 供水 孔
水６ 个、 底 板注 浆钻 孔 出水 ） 、 探放 老 空水 （ 南五 、 南 十三 采区 ） 及 生产 用 水 ； 北翼正常涌水量在 ２ ０ ０ ￣４ ０ ０ ｍ ／ ｈ ， 出水 主要 来 自钻 孔 水 （ 供水孔 １ 个、 打钻 钻 孔 出水 ） 、 探 放老 空 水 （ 北十 、 北 十 二采 区老空 水 ） 、 生 产用 水 。总体 上看 ， 南翼 水 量较 北翼 大 。 根据 １ ９ ９ ７ ￣２ ０ ０ ９ 年来矿井涌水量的统计分析（ 表 １ ） ， 我矿正常涌水量在 ８ ４ １ ｍ。 ／ ｈ ， 最大涌水量为 １ １ ４ ５ ｍ３ ／ ｈ 。
水。
３ ． １ 矿 井开 采 受水 害影 响程 度 近年 来 矿 井 生 产 比较 正 常 ， 全 矿 发 生 突 水 次 数 较
２ ． ２ 矿 井充水 状 况分 析
少， 仅个别工作面突水对生产产生一定影响 ， 一般水量 在１ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ 左右 ， 通 过底 板注 浆加 固工 程 的实施 和排 水
岩 芯 完整性 、 岩芯 采取 率等 次要 因素 ， 将二 煤顶 、 底板 ５ ｍ 内的岩 石稳 定程度 ， 分为 ４ 个 区。
关键词： 陈四楼 煤矿 ； 矿 井充水 水 源 ； 工程 地 质条件 ； 分 析研 究 中图分 类 号 ： Ｔ Ｄ７ ４ １ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ １ ０ ３ — ０ ３
１ 概 述
陈 四楼 井 田地 貌 单元 属 于华 北 冲积 平 原 东南 边缘 部分 ， 位 于 次一 级 淮河 冲积平 原 的北 部 ， 黄 河 故道 大堤 的 南 侧 。永 城 背 斜 东 北 部 砀 山 、 邵山、 喜山、 马山 、 土 山、 周 山及 南部 柏 山一 带 寒武 系 、 奥 陶 系地 层及 燕 山期 岩浆岩 ， 以剥 蚀 低 山残 丘 地 貌 形 态 孤 立 于 平 坦 开 阔 的
水层 分 布稳 定 ， 对 煤层 开 采有 一 定影 响 ； 煤 层 开采 时的直接 充水 水 源 ， 是 煤 层顶 、 底 板砂 岩 裂 隙承 压 水； 山西组 二 。 煤 的 间接 充水 水 源是 太原组 灰 岩岩 溶 裂 隙水 ， 近 年 来通过 煤层 底板 注浆 治理 未发 生 突 水 灾 害。根 据 煤层 顶 、 底板 岩性 组 合 、 层 理 性质 、 构造 发 育程度 、 岩 石极 限 抗压 强度 等主要 因素 ， 结合
系统 的完 善 ， 矿 井 水 害对 采 掘 工 作 面 的影 响正 在 逐 渐 减小 ， 对 矿井 安 全无 威胁 。经 过统 计 ， 从 矿井 生产 初 期 到现在 突水 频 率为 Ｏ ． ５ ８ 次／ ａ 。从 ２ ０ ０ ５ 年到 现在 突水 发
矿 井 自投 产 以来 ， 一 直 开采 二 叠 系 山 西 组 二 煤
２ 矿 井主 要 充水水 源 及充 水状 况分 析
２ ． １ 矿 井主 要 充水水 源
常涌 水量 大 于 ６ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ ， 此 项应 属 于矿 井水 文地 质条 件 复杂 类型 。
３ 矿井 开采 受水 害影 响程 度及 防治水 工 作难 易程 度
矿 井 的 主要 充 水 水 源 为 地 表 水 （ 其 对 矿 床 开 采 无 充 水影 响 ） 、 新生 界底 部 砂 岩层 水 、 煤层 顶 、 底 板 砂岩 裂 隙水 、 太原组 上段灰岩岩溶 裂隙承压水 、 奥 陶 系 灰 岩