镇城底矿23113地质勘探及防治水措施研究_刘飞印.pdf
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1、镇城底矿 23113 地质勘探及防治水措施研究刘飞印(西山煤电集团有限责任公司镇城底矿,山西太原030053)摘要:针对汾河的松散含水层有进入镇城底矿的风险,通过研究 23113 工作面上松散含水层相关的水层等情况,计算汾河床第四系松散含水层的水力坡度,研究汾河流域松散层水的补、径、排条件。通过密切监测工作面回采期间地表塌陷及松散层水位变化情况,制定针对性防治水措施,保证安全回采。关键词:地质;防治水;回采工作面中图分类号:TD745文献标识码:A文章编号:1672-1152(2023)05-0259-021镇城底矿 23113 工作面概况镇城底煤矿位于西山煤田的西北部,地形是低山丘陵地,东面
2、、南面、西面均是低山区。而汾河作为桑干河的一级支流,发源地位于郭家坪、坡屋村和左云县镇城底一带,自东北朝西南方向,经过增子坊和大马营地区,其中河床的宽为 100300 m。2地表松散层的勘探方案方案在通向汾河西侧方向的 23113 工作面布置了 9 个钻孔用来勘察,在现河床的方向布置 3 个钻孔用来勘察;在 23113 工作面附近布设 3 个勘察钻孔;在 23113 工作面通往汾河西侧范围布设钻孔 3 个勘察钻孔。全孔均下管,而含水层部分下入滤水管。其中,预计钻孔深度可达 2050 m,终孔的原则为穿过第四系的松散层并进入白垩系泥岩,全孔取芯,同时进行抽放水的研究试验1。3松散层勘探成果3.1
3、含水层与隔水层经过仔细勘察,得到了关于第四系的松散水层相关的岩性包括园砾、粗砂以及上更新统砂砾石。其中有 13 层含水层,其厚度 6.012.4 m,同时有 34 层的隔水层,其厚度约为 1.124.1 m。在隔水层中,白垩系泥岩是主要的隔水层,其最大厚度为 85 m,均厚为40 m。在汾河床周围的含水层厚度都会增大,其中包括了单层厚度河总体厚度。根据前文所作的钻孔抽防水有关的研究试验,可以得出,该地区的涌水量大约在 3040 t/h 左右。3.2地下水的补给、迳流、排泄条件第四系松散含水层位于汾河现代河床、河漫滩、古河床及古河漫滩及较大支沟中,主要接受大气降水的垂直入渗补给和水平方向的侧向补
4、给。地下水迳流方向为沿南东向北西方向(汾河现代河床),迳流坡度3.713.2。汾河床松散含水层迳流方向与汾河水方向一致,由北东向南西方向,迳流坡度 4.74.9。地下水位的动态变化同大气的降水量息息相关。在每年的春季和冬季,地下水位偏低,而在每年的夏季和秋季,地下水位偏高。期间,地下水水位偏高时,采取的排泄方式包括:林地苗木及农田的灌溉、居民生活用水、牲畜用水和向下游迳流排泄。枯水季地下水位低,夏、秋丰水季地下水位较高2。3.3地下水位的基本情况在勘察地区中,根据水井 1 中的资料可得,第四系周围的松散含水层的底板最低的埋深点在 46 m处,其中的标高为 1 377.1 m。含水层的岩性包括了
5、主要的砂砾石、粗砾及园砾。因为其颗粒较粗,同时其孔隙率相较而言比较大,所以,地下的含水层不仅和大气降水量息息相关,同时也与地表水的深浅息息相关;在每年的枯水季,地下水位较低,而在丰水季,地下水位呈较高3。根据调查可知,在勘察地区的北部和南部存在机井,其基本的深度约在 40 m 左右,其中水井 1 有关的松散层的厚度在 46 m 处;而北部区域 ZK509 范围内的数据显示,松散层范围的厚度在 89 m 左右,ZK703在 23113 工作面处于 790 m 时厚度约为 9 m。综上可得出,汾河的大沙沟中部地区和河床地区两边河岸在东北方向通往白垩系的泥岩顶面相对较低,而在第四系的含水层的厚度相对
6、较大,地下水量也较大。4镇城底矿 23113 工作面的防治水措施根据数据可知,镇城底矿在 23113 工作面中开采的长度为 4 155 m,而其宽度为 220 m,镇城底矿其煤矿厚度约在 7.827.4 m 范围内,平均厚度在 18.6 m处,盖山厚度约为 290 m。白垩系泥岩是直接隔水底板(位于松散含水层的上部),厚度大,隔水效果好、可塑性强。但是在 23113 工作面周围,顶板出现了垮塌,易导致导水裂隙带下泄,其破坏同时会影响隔水性能。最终致使地下水沿着断裂下流,但如若该地的地面塌陷程度大于 4.5 m,则白垩系周围泥岩的低处顶端面的地下水可能会倒流入塌陷区,导致大面积的水流产生下泄情况
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