【文章內容簡介】 3 層薄層巖溶化灰?guī)r，水文地質條件復雜。整個礦區(qū)內含水層具有單面充水的特 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計 4 征。礦區(qū)地下水補、逕、排條件分析：本區(qū)地下水既有山區(qū)天然補給的特點，又具備平原區(qū)地下水逕流較弱的特征，礦井排水為地下水的主要排泄方式。 區(qū)內含水層可分為：孔隙潛水～承壓含水層組、裂隙承壓含水層組、巖溶～裂隙承壓含水層組。 潛水接受大氣降水和地表水的直接補給，一般和下伏承壓含水層不發(fā)生直接水力聯系。各基巖含水層均在山區(qū)露頭處接受大 氣降水和潛水的入滲補給。各基巖含水層之間僅能通過導水構造發(fā)生水力聯系，由于含水層屬平原區(qū)傾斜巖層，承壓含水層補給條件差，地下水交替運動遲緩，故在水質上反映了由山麓到平原、由礦區(qū)外緣到礦區(qū)深部地下水礦化度呈逐漸增高的趨勢。地下水賦存受構造影響明顯。二迭系砂巖含水層以靜儲量為主，既有局部垂直滲透、也有越流及側向緩慢補給。太原組 13 層灰?guī)r中，以四灰?guī)r溶裂隙最為發(fā)育，富水性強，在淺部接受奧灰?guī)r溶裂隙水的越流補給。 礦井水文地質 地表水 井田內地表水體主要為塌陷區(qū)積水，積水區(qū)常年水位 +，雨季最高水位 +（ 1982 年 7 月 22 日）；其次有拾新河及拾屯河，拾新河是 1977 年 12 月銅山縣在礦區(qū)中部自西北向東南人工開挖而成，常年積水，水深 5～ 6m，河床不連續(xù)且與塌陷區(qū)積水連成一片。拾屯河從礦區(qū)南部露頭自西向東入丁萬河，全長 13Km。為季節(jié)性河流。區(qū)內另有零星的魚塘和縱橫交錯的排水溝渠分布。因此，礦區(qū)地表水系較為發(fā)育。 礦井主要含水層組劃分及特征 根據含水層巖性特征、空隙性質及地下水埋藏條件，礦井主要含水層組可劃分為三種類型： 地下水動力環(huán)境 各含水層水力聯系 地表水、大氣降水的補給，受季節(jié)性影響潛水位變幅較大。 ，使其與第四系底部粘土礫石含水層水力聯系微弱，其補給水源主要為上部的孔隙潛水，補給方式以垂直滲透補給為主。 ，補給方式以地表水的側向逕流及垂直緩慢入滲為主。 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計 5 ，其水源補給方式為第四系底部砂礓、礫石孔隙水的緩慢垂直補給、露頭區(qū)的側向緩慢補給及煤系外緣淺部高水位的太灰、 奧灰溶隙水的側向越流補給。 、山西組砂巖裂隙承壓含水層組與其它各含水層組無直接水力聯系。其富水性受構造控制，礦井涌水量的大小取決于砂巖含水層的厚度、膠結成份、顆粒度、裂隙連通性及構造裂隙發(fā)育程度等因素。 ～強，以四灰富水性最好。十灰、十二灰為開采太原組煤層的直接充水含水層。該含水層組是區(qū)內煤系地層各含水層組的間接補給水源，補給方式以導水構造或側向越流補給為主。 F1斷層上盤淺部區(qū)域屬富水性中等～強的含水層；處于 F1 斷層下盤深部區(qū)域的 屬富水性較弱的含水層。 F1斷層上盤的奧灰富含水層對下盤煤層開采構成威脅，設計開采時應留設必要的防水煤柱。該含水層是區(qū)內煤系地層各含水層組的間接補給水源，補給方式以導水構造或側向越流補給為主。 氣象 根據徐州氣象資料，本區(qū)屬南溫帶魯南氣候區(qū)，具有長江流域和黃河流域氣候的過渡性，區(qū)內氣候日照充足，年降雨量充沛，冬寒干燥，夏熱多雨，春秋季短，并有寒潮、霜凍、冰雹、旱風等自然災害。 本區(qū)由于地處中緯度副熱帶和曖溫帶的過渡 區(qū)，因此，降水有集中性高，年變化大的特點。平均年降水量 ，最大 (1958 年 )；最小 (1988 年 )。夏季平均雨量 (6～ 8月 )，約占全年降水量的 55％，其中以 8兩月雨量最多，形成了冬干、春秋旱頻繁、盛夏常發(fā)生旱澇急轉，易澇、易旱的氣候特點。 蒸發(fā)量 ： 1440mm／年，全年以偏東風為多，年平均風速 ／ S，最大風速 ／ S(1959 年 6月 )。年平均氣溫 176。 C。 1 月份最低，平均氣溫 176。 C， 7月份最高，平均氣溫 176。 C。凍土深度為 29cm。歷年平均初霜期為 10 月下旬，終霜期 4月上旬。 地震 徐州地區(qū)地震烈度為 7 度，根據 1956 年科學出版社資料，徐州地區(qū)地震記錄始于公元 522 年，訖于 1937 年，即 1415 年間發(fā)生地震 21次。其中破壞性地震占了 3～ 7次。影響較大的有 1502 年 10 月 17 日地震，壞城垣民舍； 1668 年 7 月 25 日山東莒縣郯城 級地震， 1937 年 8月 1日山東渮澤 7 級地震。 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計 6 本區(qū)屬華北地震區(qū)，距郯廬斷裂約 100km，該斷裂帶為一長期活動的強地震帶。 地質特征 張小樓井田位于九里山向斜的中段，總體上為一個不對稱的復式向斜構造，即由二個背斜，三個向斜組成，西北翼被 F1 斷層切割， 破壞了構造的完整性，地層形狀沿走向和傾向均有變化。從 1956 年至 1999 年間，由 124 煤田地質勘探隊、 169 煤田地質勘探隊、徐州礦務局地質勘探隊、安徽煤田地質物探隊、西安煤科分院在本區(qū)進行多期地質勘探及物探工作，共施工鉆孔 232 個，工程 量 。完成地震測線 17條，總測長 。瞬變電磁法勘探線 46 條，施測物理點 601個。 以往勘探的情況 1956 年原華東煤田地質勘探局 124隊在徐州九里山地區(qū)進行普查找礦時，施工鉆孔34 個，總工程 量 。發(fā)現了九里山煤田。 1957~1963 年江蘇省煤炭工業(yè)局煤田地質勘探 169 隊在本區(qū)進行勘 探 工作，共施工 97個鉆孔，總工程量 ，并分別于 1958 年 7月提 交了《拾屯礦區(qū) 精查報告 》 (包括王莊、東城、龐莊、桃園、拾屯及鄧莊六個井田 )， 1959 年 10 月提交了《拾屯礦區(qū)深部補充勘探報告》， 1962 年 9月提交了《東城 龐莊煤礦地質勘探最終報告補充資料 》， 1963 年 6 月提交了《王莊煤礦地質勘探最終補充報告》， 1963 年 7 月提交了《拾桃井田地質勘探最終報告 (精查 )》，同時在拾桃方案設計研究時將拾桃井田的拾屯區(qū)劃歸龐 莊煤礦，桃園區(qū)劃歸夾河煤礦。 1978~1982 年，徐州礦務局地質勘探隊在本井田深部進行勘探，共施工鉆孔 99 個，總工程量 ，于 1982 年提交了《龐莊煤礦補充勘探報告》。 1986 年，徐州礦務局地勘隊在第 5 勘探線深部進行生產勘探，共施工鉆孔 2 個，總工程 量 ，嚴密地控制了 F1 斷層產狀要素，為頂水采煤提供了可靠的地質依據。 1991 年安徽煤田地質物測隊對龐莊井田深部進行了二維地震勘探。其范圍 ：第 13勘探線至第 17 勘探線之間， 370m 水平以下至 F1斷層，面積 2． 31Km2，完成 地震 測線 17條，測線總長度 。并于同年 10 月提交了《徐州礦務局龐莊煤礦深部水平地震開發(fā)勘探報告》。 1999 年 10 月，委托煤炭科學研究總院西安分院對龐莊井田深部的龐 4斷層與 F1斷 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計 7 層之間區(qū)域進行瞬變電磁法勘探工作，查明龐 龐 4 F1 F1斷層的含水層分布情況，推斷、核實上述斷層位置及含水破碎帶寬度，并查明 800ｍ以淺的太原組四灰、十灰及奧陶系灰?guī)r水的水力聯系。完成測線 46 條，施測了 601 個物理點，于 2021 年 2月提交了《龐莊煤礦龐 龐 4及 F11斷層帶含水性探測成果報告 》。 區(qū)域地質構造簡況 徐州煤田位于中朝準地臺山東隆起區(qū)的南端，徐州復背斜的西端。若按地質力學劃分：是秦嶺東西向構造帶的北支和新華夏第二隆起帶的交匯部位，其東側緊鄰郯廬大斷裂。故本區(qū)是幾個大構造帶的交匯地，構造復雜。區(qū)內蓋層發(fā)育，屬北方型。中生代印支 燕山運動對本區(qū)影響甚大，使本區(qū)地層發(fā)生褶皺、斷裂并伴有巖漿活動。 徐州復背斜由多個相間排列的背、向斜組成。自東南向西北分別是：棠張集向斜、大許家背斜、賈汪向斜、徐州背斜、閘河向斜、肖縣背斜、九里山向斜等。每一個背、向斜由更次一級的背、向斜組成 復式背、向斜。就單一褶曲而言，一般北翼較緩，南翼較陡，局部直立甚至倒轉，并伴生有與褶曲軸大致平行的高角度逆斷層、逆掩斷層出觀。 區(qū)域地層沉積缺失奧陶系上統(tǒng)、志留系、泥盆系及石炭系下統(tǒng)，除震旦系與寒武系、奧陶系與石炭系呈假整合接觸關系，第四系與其它各時代的地層呈不整合接觸關系外，其它各地層皆呈整合接觸關系。 徐州地區(qū)的巖漿巖活動大致分為三期：即晚元古代未的輝綠巖類侵入，燕山中～晚期的中酸性 中基性巖漿巖活動、燕山晚期～喜山期的基性 超基性巖漿巖活動。在徐州復背斜的分布大體沿桃山集 徐州 賈汪一線以東出露的全為 基性巖；該線以西出露的主要為中性 中酸性 酸性火成巖，這正是利國鐵礦和斑井銅礦的成礦母巖。本井田的太原組地層及鄰區(qū)的垞城礦太原組地層亦見有煌斑巖、輝綠巖類的巖墻、巖脈侵入，而井田西北部的張集礦則見有大面積的中酸性火成巖。 井田地質 區(qū)域地質構造概況 徐州煤田位于中朝準地臺山東隆起區(qū)的南端，徐州復背斜的西端。若按地質力學劃分：是秦嶺東西向構造帶的北支和新華夏第二隆起帶的交匯部位，其東側緊鄰郯廬大斷裂。故本區(qū)是幾個大構造帶的交匯地，構造復雜。區(qū)內地層發(fā)育，屬北方型。中生代印支－燕山運動對本區(qū)影響甚 大，使本區(qū)地層發(fā)生褶皺、斷裂并伴有巖漿活動。 徐州復背斜由多個相間排列的背、向斜組成。自東南向西北分別是：棠張集向斜、 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計 8 大許家背斜、賈汪向斜、徐州背斜、閘河向斜、肖縣背斜、九里山向斜等。每一個背、向斜由更次一級的背、向斜組成復式背、向斜。就單一褶曲而言，一般北翼較緩，南翼較陡，局部直立甚至倒轉，并伴生有與褶曲軸大致平行的高角度逆斷層、逆掩斷層出現。 區(qū)域地層沉積缺失奧陶系上統(tǒng)、志留系、泥盆系及石炭系下統(tǒng)。除震旦系與寒武系、奧陶系與石炭系呈假整合接觸關系、第四系與其它各時代的地層之間呈不整合接觸關系外，其它各 地層皆呈整合接觸關系。 徐州地區(qū)的巖漿巖活動大致分為三期：即晚元古代末的輝綠巖類侵入；燕山中～晚期的中酸性～中基性巖漿巖活動；燕山晚期～喜馬拉雅山時期的基性～超基性巖漿巖活動。在徐州復背斜的分布大體沿桃山集－徐州－賈汪一線以東出露的全為基性巖；該線以西出露的主要為中性～中酸性～酸性火成巖，這正是徐州利國鐵礦和斑井銅礦的成礦母巖。本井田的太原組地層及鄰區(qū)的垞城礦太原組地層亦見有煌斑巖、輝綠巖類的巖墻、巖脈侵入，而井田西北部的張集礦則見有大面積的中酸性火成巖。 表 1－ 1 主要地質構造特征表 序號 名稱 斷層 性質 斷層面走向 斷層面傾 向 傾角 (θ176。 ) 落差 (m) 延伸長 度 可靠程 度 1 F1 正 NE～ SW SE 78～ 86 18～ 370 2500 可靠 4 F2 正 NE～ SW NW 80～ 85 20～ 30 1000 較可靠 井田地層 ○1地層 井田內無基巖出露，現據區(qū)外露頭及鉆孔揭露資料，井田地層自下而上為： (€ ) 井田鉆孔未見，僅在礦區(qū)外圍群山有出露。主要分布于徐州復背斜的軸部，與下伏地層震旦系 (Z)呈假整合接觸。下部以砂 頁巖為主，夾薄層狀灰?guī)r；中、上部由中～厚層狀灰?guī)r組成。 (O) 僅見于少數鉆孔，是徐州復背斜構造的兩翼地層主要組成部分。也是煤系地層的沉積基底。區(qū)內只發(fā)育有下統(tǒng)和中統(tǒng)，上統(tǒng)缺失。 ○a奧陶系下統(tǒng) (O1) 與下伏地層寒武系呈整合接觸關系。 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2021 屆畢業(yè)設計 9 下部由中厚層竹葉狀白云巖、泥質白云巖、頁片狀泥質灰?guī)r、鈣質白云巖及厚層狀灰?guī)r組成。 上部的馬家溝組則由中厚層～巨厚層的豹皮狀灰?guī)r組成，頂部夾有紫灰色薄層鈣質白云巖，厚 450～ 530m，平均 484m。 ○b奧陶系中統(tǒng)閣莊組 (O2g) 厚 ～ 平均 68m。由青灰～黃灰～灰色薄～中厚層鈣質白云巖、白云質灰?guī)r、白云巖組成。 c..石炭系 (C) 本系地層僅發(fā)育有中統(tǒng)和上統(tǒng)，下統(tǒng)缺失。 ○a石炭系中統(tǒng)本溪組 (C2b) 本組地層厚 ～ ，平均 ,假整合于奧陶系之上。是在奧陶系中統(tǒng)之后地殼整體長期上升、剝蝕夷平的基礎上廣泛海侵的淺海相沉積。其巖性自下而上為： 下部為紫色、灰綠色頁巖 (相當于華北山西式鐵礦層位 )，含鐵不均勻，厚度較小，一般在 6m左右，系本組與下伏奧陶系分界之標志層。 中部為淺灰色鋁土質頁巖，厚度多小于 5m。 上部為淺灰色厚層狀石灰?guī)r，含黃鐵礦，夾透鏡狀頁巖，厚約 16m。 ○b石炭系上統(tǒng)太原組 (C3