【文章內(nèi)容簡介】 巖、厚40～60m，主要分布在3煤以上80m范圍內(nèi)。有數(shù)層灰白色中。粗、細、粉砂巖組成。泥、鈣質(zhì)膠結(jié)。該層砂巖含孔隙、裂隙水，富水性不均一，構(gòu)造與裂隙發(fā)育地段中、粕砂巖富水性強。地下水常沿原生裂隙和采動裂隙泄入井下，巷道內(nèi)裂隙發(fā)育段滴、淋水明顯增加，采面以頂板滴、淋水和老塘涌水出現(xiàn)，涌水較大地段有：局部臨近煤層露頭有滴、淋水或滲水，最大涌水量l～5m3/h，一水平煤層標高較低的345面，最大涌水量50～60m3/h。根據(jù)勘探抽水資料，原始水位+36～＋38m，單位涌水量0．0387L/，滲透系數(shù)0．117m/d，水質(zhì)類型SO4－Ca．K＋Na，PH6．8～，．總礦化度1200～2000mg/L，～1066．77 mg/L，總礦化度5301～2662mg/L，總硬度543～，地下水以靜儲量為主，巷道揭露和采動后易疏于。該層受第四系下部砂、礫層水或保羅系砂、礫巖水補給，不受大氣降水補給。太原組第三層灰?guī)r,分布廣泛，層位穩(wěn)定，～，平均745m，深灰色，質(zhì)純。致密，夾黑色隧石結(jié)核，淺部（一水平）裂隙較發(fā)育，據(jù)巷道揭露在幾組裂隙中以近東西走向為主，疏密不均，多呈帶狀相間分布，裂隙充填物少，富水性較強，深部裂隙不發(fā)育，多被方解石充填，富水性弱，易疏于。根據(jù)勘探報告和生產(chǎn)補勘抽水成果，原始水位+36～＋，．m，．m，，總礦化度6503702mg/L，總硬度392．65～，深部PHS．06，總礦化度4150～3574 mg/L，～，屬巖溶裂隙水，鉆孔漏水點多，而淺部又較深部多，三灰露頭受第四系下部砂、礫層水補給，在東、西邊界受田崗斷層和徐莊斷層下盤奧灰水補給，在井田中部受程樓斷層下盤奧灰水補給，但補給量較小，目前三灰水一水平大部疏于，二水平基本疏于。該層灰?guī)r不受大氣降水補給。第十下層灰?guī)r,厚742～，層位穩(wěn)定，分布廣泛，屬巖溶裂隙承壓水，原始水位+40～＋42m，，通過二總回和北石門西崗?fù)笖鄬用嫣庨L期出水流放，1993年5月觀測，涌水量63m；，目前尚未揭露。十灰通過斷層受奧灰水補給。（2）間接充水合水層第四系下組砂、礫層,本區(qū)第四系厚65～，一般70～80m，分上下兩組，簡稱 Q上、Q下，Q下一般厚35～50m，最厚70m，含水砂性土，一般四層，主要由輕粘土質(zhì)砂、局部中粗砂層和礫石層組成，固結(jié)性強，富水性弱，原始水位+38m。由于它與粘性上相間沉積，對礦井充水很弱，采動后受疏降，底部礫石層易疏通。＋Na，PH－，總礦化度350～450mg/L，～。侏羅系砂、礫巖,分布于程樓斷層以南，厚0～，勘探時水位+36～+38m。按巖性、裂隙、溶洞的發(fā)育程度及富水性劃分四段，自上而下簡述如下：I段：為紫紅色中、粗砂巖，厚9～，含孔隙、裂隙水，鉆孔漏水點7個，占總漏水點16％。屬孔隙、裂隙承壓水。11段：為雜色礫巖，厚20～50m，由石英、石灰?guī)r組成，鉆孔數(shù)次揭露溶洞，漏水點25個，占總漏水點58％，是富水性較強階段，屬孔隙、裂隙、激眼壓水。Ill段：紫色粗砂巖夾薄層礫巖，厚45～55m，漏水點4個，占總漏水點9％，屬孔隙、裂隙承壓水，為富水性較弱的一段。IV段：紫色礫巖，厚30～38 m。漏水點7個，占漏水點16％?；旌铣樗囼瀱挝挥克繛?．287～0．00156 L/S．m，～，水質(zhì)類型SO4HCO。CLK+Na．Ca型，上部總礦化度 581mg/L，，總硬度148941mg/L。該層受Q下水補給，不受大氣降水影響。下距3煤130～256m，間距較大，但仍為開采3煤充水之水源，自88年綜采面出水后，水位大幅度下降，目前已降104（70）m，局部長孔出現(xiàn)抽風。%的溶洞、%的漏水點位于侏羅系水位以上。奧陶系石灰?guī)r,為本區(qū)煤系地層基底，厚400～500m，淺部及斷層帶附近、裂隙、溶洞發(fā)育，富水性強，屬裂隙、溶洞承壓水，漏水率60％。勘探原始水位十42～＋43m， m/d，地下水儲量豐富，水質(zhì)類型SO4－Ca，K＋Na，總礦化度4011～4795mg/L，～ mg/L，是礦井充水的主要補給水源，對礦井安全生產(chǎn)威脅較大。從較大范圍講奧灰是一個封閉塊段，不受大氣降水補給，僅在奧灰的露頭區(qū)受Q下砂層水少量補給。（3）隔水層組含水層與隔水層相間沉積是本區(qū)特征之一。第四系隔水層組,含水砂、礫層與隔水粘土、砂質(zhì)粘土多層交互沉積，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布廣泛。Q上、Q下各有四層沉積較為穩(wěn)定的粘土，Q上粘土占Q上總厚63％，而Q下粘性上較Q上所占比例更大。粘土、砂質(zhì)粘土致密，可塑性強，隔水性良好，阻隔了垂向滲透，Q上、Q下地層不發(fā)生水力聯(lián)系。（4）斷層、降落樁導(dǎo)水性本區(qū)的斷層具有彎曲、分叉和落差時大時小的特點，且大斷層往往附生許多條小斷層，形成斷層束，它們之間的關(guān)系多呈“八”字型。斷層多為張、扭性質(zhì)。因此地層受拉伸、擠壓，常出現(xiàn)操擠或?qū)娱g滑動、走向變化和張性裂隙。這一構(gòu)造形態(tài)表現(xiàn)在斷層導(dǎo)水性上，一是斷層束附近裂隙發(fā)育，巖石破碎，有利地下水的儲存；二是斷層內(nèi)金均是柔性地層情況下，由于對盤沒有補給水源，斷層束附近構(gòu)造裂隙水易疏干，巷道遇較大斷層時反而無水，若對盤為強合水層時易對礦井充水。徐莊斷層為井田內(nèi)南段東邊界，傾向W，走向近SN，落差30～125m，中間大，兩端小，附生斷層數(shù)條，開采3煤時數(shù)次揭露附生小斷層，對礦井充水量小，下部小楷煤與奧灰對接，充水條件好。程樓斷層位于井田中部，落差210～320m，上盤煤系地層與下盤奧灰對接，由于附生斷層存在，在開采 3煤時留設(shè)防水煤柱70m，未出現(xiàn)奧灰充水。西崗逆斷層位于西崗背斜南翼近軸部，走向NE，傾向NW，傾角小，北翼皮帶石門揭露附生小斷層突水。井田內(nèi)中、小斷層在開采3煤時，基本無水，但開采17煤時要防止中小斷層導(dǎo)水，特別在程樓斷層以北，奧灰埋藏淺，富水性強，對礦井威脅大。在一水平四米區(qū)3煤層位已揭露五個陷落柱，初揭陷落柱，圍巖涌水3～4m3/h。陷落柱內(nèi)部巖石雜亂無章，較松散，無水。由于三灰水疏降幅度大，水壓小，3煤距十灰、十四灰、奧灰間距大，預(yù)計開采3煤時不會出現(xiàn)大的突水，只要對三灰水進一步流放，可少留或不留防水煤柱，但在開采小槽煤時，陷落柱易成為十四灰、奧灰導(dǎo)水通道，威脅礦井安全。綜上所述，本井田水文地質(zhì)類型為：上組煤（3上、3下）屬裂隙巖溶類簡單型，下組煤12下煤層屬裂隙巖溶類簡單型，117煤層屬裂隙巖溶類中等型。（5）礦井涌水量觀測及其變化規(guī)律目前開采3煤，直接充水水源：3煤頂板砂巖、三灰水。間接充水水源Q下砂、礫層水和佛羅系砂、礫巖水。為便于掌握各直接充水含水層水動態(tài)，分含水層測定其涌水量。十次斷層導(dǎo)水，出水點固定，設(shè)立固定測水點，3煤頂板出水點多，多設(shè)立臨時測水點，在一、二水平水倉口設(shè)固定測水站。水倉口水流量使用流速儀測定，其它測水點水使用重量法測定。礦井涌水量300～500m3/h，加之工業(yè)用水，礦井涌水量達600m3/h此以上。根據(jù)多年觀測，井田內(nèi)地下水以靜儲量為主。礦井涌水量與開采方式。地質(zhì)構(gòu)造、工作面采放高度及面長等密切相關(guān)。一水平開拓、回采由淺而深，涌水量隨開采面積的擴大而增大，當開拓、回采面積不變時，則隨時間而減少；二水平開拓、回采由深而淺，初期涌水量大，爾后逐步減少。目前一水平3煤頂板砂巖水、三灰水大部疏于，十灰水受到強烈疏降，Q下砂、礫層水疏干面積靠近3煤露頭處隨開采面積擴大而擴大；二水平3煤頂板砂巖水大部疏于，三灰水基本疏干，保羅系砂、礫水受到強烈疏降?？碧綀蟾娌捎玫叵滤詣觾α繛橹鞯牡V井涌水量預(yù)計公式，其涌水量隨水位降深增大而增大，但經(jīng)投產(chǎn)以來實際觀測，地下水以靜儲量為主，開采后礫巖、三砂、三灰、十下灰、奧灰水位不斷下降，礦井涌水量逐年減少，因此對直接充水含水層：3煤頂板砂巖、三灰、十下灰涌水量和礦井總涌水量選擇近年來較為穩(wěn)定的包括有規(guī)律變化的實測數(shù)據(jù)，與時間建立回歸方程，預(yù)計瞬時涌水量，又根據(jù)此方程進行積分，預(yù)計某段時間總涌水量，其效果良好。但方程外推時間不宜太長，今后應(yīng)根據(jù)新的資料不斷進行新的回歸。以近三年的資料作為建立相關(guān)方程的參數(shù)依據(jù)，建立如下相關(guān)方程：Q=外推法預(yù)計礦井涌水量為280m3/h。，最大涌水量為700m3/h。1）含煤性本井田主要含煤地層為二疊統(tǒng)山西組和上石炭二疊系太原組。山西組：含煤2層。%?？刹擅簩邮?號煤。3煤厚度最大（），且埋藏淺，水文地質(zhì)條件和其它開采條件比較簡單，是目前開采的主要煤層。2）可采煤層山西組地層含可采煤層一層，即3煤層。位于山西組地層下部，全區(qū)基本可采，是本組主要可采煤層。該煤層位于山西組地層下部，下距三灰29~45m。平均40m，間距較穩(wěn)定。該層煤厚除局部極小范圍被沖刷外，全井田基本穩(wěn)定可采。在井田南端煤厚小于3m，其它地段煤厚在5m以上。，%。煤層厚度、結(jié)構(gòu)等情況列下表（表12）。表12 可采煤層一覽表煤層名稱厚度（m）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性含矸情況可采情況3～較復(fù)雜較穩(wěn)定1～3可采、底板3煤老頂以中、粗砂巖及互層組成，厚20～60m。砂巖裂隙、孔隙發(fā)育，膠結(jié)程度很不均一，以粘土膠結(jié)的地段致密、堅硬?！?。3煤底板巖性自上而下為粘土巖、泥巖、砂泥巖、中砂巖、細砂巖及互層，總厚度8～10m。粘土巖層理不清，結(jié)構(gòu)松散，遇水易膨脹。根據(jù)四十年的開采觀測采面，巷道頂板巖性比較穩(wěn)定，為II級II類。表13 可采煤層頂、底板巖石強度表巖性抗壓強度（kg/c㎡）抗拉強度（kg/c㎡）抗剪強度（kg/c㎡）中砂巖 細砂巖580～136055～143126～372泥 巖190～40028～55160～238石灰?guī)r54～161079～141表14 巖石等級分類表巖石等級抗壓強度（MPa）容 重普氏硬度系數(shù)不堅固巖石（Ⅰ）～1～3中等堅固巖石（Ⅱ）～～3～6堅固巖石（Ⅲ）～～6～8極堅固巖石（Ⅳ）～8山西組3煤層。黑色，條痕為黑褐色，為瀝青。弱玻璃光澤，厚層狀，層理清晰，由鏡煤組成不規(guī)則的細條帶線理狀結(jié)構(gòu)，層面可見透鏡體之線形炭，裂面常見鈣質(zhì)薄膜及細小的黃鐵礦、菱鐵礦質(zhì)點，宏觀煤巖類型半亮半暗。微觀組成主要鏡質(zhì)組、半鏡質(zhì)組、絲質(zhì)組、穩(wěn)定組、有機組分、無機組分，～%、～%、～%、～%、～%、～%。3煤取樣測得全水份（Mt）~%，%。洗精煤的水份（Mad）一般變化在2%左右。~%，~%。3煤煤層精煤揮發(fā)份（Vdaf）%。發(fā)熱量平均為7667卡/克，且其發(fā)熱量隨揮發(fā)份的增加而增大，隨灰份的增加而減小。煤灰成份以酸性化合物為主，3煤SiO2＋%，煤灰碴顯酸性。1）風化帶。根據(jù)開采揭露本井田垂直風化煤巖層深度12～15m。泥巖風化淺，砂巖風化深。2）氧化帶主要根據(jù)煤質(zhì)變化，本井田垂直氧化深度為14～20m。2 井田境界和儲量山東柴里井田位于山東省滕州市西南22km，行政區(qū)劃隸屬于滕州市西崗鎮(zhèn)和微山縣歡城鎮(zhèn)管轄。,， km2。井田北起滕州市曹莊煤礦南邊界，南以袁堂斷層為界與微山縣崔莊礦相鄰，西以田崗斷層為界（程樓斷層以南與菜園礦相鄰）。東邊界北段以高廟斷層、南段以徐莊斷層為界。分別和郭莊、蔣莊兩礦井相鄰。煤層內(nèi)傾角為3176?！?5176。，褶曲與斷層均較發(fā)育，無巖漿活動，為中等構(gòu)造地區(qū)，屬于第二類。 礦井工業(yè)儲量礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)地質(zhì)勘探，煤層厚度和質(zhì)量均合乎開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比較清楚。本次儲量計算是在精查地質(zhì)報告提供的1:5000煤層底板等高線圖上計算的，儲量計算可靠。3號煤層和下部其它煤層（12下、117），采用塊段法計算工業(yè)儲量。地質(zhì)塊段法就是根據(jù)一定的地質(zhì)勘探或開采特征，將礦體劃分為若干塊段，求得每個塊段的儲量。煤層總儲量即為各塊段儲量之和，每個塊段內(nèi)至少應(yīng)有一個以上的鉆孔。塊段劃分如圖21所示。圖21 快段劃分示意圖根據(jù)《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》，求得以下各儲量類型的值：（1）礦井地質(zhì)資源量礦井地質(zhì)資源量可由以下等式計算： （21）式中：——礦井地質(zhì)資源量，Mt；——煤層平均厚度，m；——煤層底面面積，m3；——煤容重，t/m3。計算得出地質(zhì)儲量為：=（Mt）如表21表21 煤層地質(zhì)儲量計算煤層塊段傾角/(176。)塊段面積/km2煤厚/m容重/t/m3儲量/Mt煤層總儲量/Mt總儲量/Mt31102345根據(jù)鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源量中，60%探明的，30%控制的，10%推斷的。根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)，在探明的和控制的資源量中，70%的是經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，30%的是邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量，則礦井工業(yè)資源/儲量由式計算。礦井工業(yè)儲量可用下式計算： （22）式中：——礦井工業(yè)資源/儲量； ——探明的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；——控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；——探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；——控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量；——推斷的資源量；——可信度系數(shù)，～。地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的礦井，；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層賦存較穩(wěn)定的礦井。Z111b=Zz60%70%=（Mt）Z122b=Zz30%70%=（Mt）Z2m11=Zz60%30%=（Mt）Z2m22=Zz30%30%=（Mt）Z333k=Zz10%k=（Mt）因此將各數(shù)代入式22得：Zg= （Mt） 礦井可采儲量根據(jù)柴里井田實際情況，其井田邊界保護煤柱寬度取40m，其中井田西部和東部大部分都臨近斷層且斷層落差都大于50m，所以當以斷層為主，留設(shè)斷層保護煤柱。井田北部為煤層風化帶，近乎無水，故不留邊界保護煤柱，只有東部一小部分邊界留設(shè)邊界保護煤柱。則用下式計算井田邊界保護煤柱損失。 （23）式中：——井田邊界煤柱寬度，m；——井田邊界煤柱長度，m；——煤層厚度，m；——