东滩煤矿褶皱对煤层水文地质影响分析

李　超（兖矿东华建设有限公司地矿建设分公司,山东　邹城　273500）



东滩煤矿褶皱对煤层水文地质影响分析

李超
（兖矿东华建设有限公司地矿建设分公司,山东邹城273500）

摘 要:本文对东滩煤矿地层、含煤地层、构造、褶皱构造进行了简述，通过突水统计、钻探分析、井下探放水资料等内容对褶皱影响煤层水文地质进行了分析，本井田内褶皱轴部地层断层、裂隙往往比较发育，这既是储水空间又是突水通道。向斜轴部若排水不及时，常会形成采空区积水，对邻近的工作面开采造成影响。

关键词:褶皱；突水；探放水；突水事故

1　地层情况

东滩煤矿位于兖州煤田东部，主要含煤地层为石炭—二叠系的山西组和太原组，煤系和煤层沉积稳定，属华北型含煤岩系。钻孔揭露地层自下而上有：奥陶系（O）、石炭系（C）、二叠系（P）、侏罗系（J）和第四系（Q）。

2　含煤地层

本井田主要含煤地层为山西组和太原组，两组地层平均总厚度315.88m。山西组含煤5层，太原组含煤22层，煤层平均总厚度20.09m，含煤系数6.36%。可采煤层11层，平均总厚度13.57m，可采煤层含煤系数4.30%。其中主要可采煤层3（3上）、3下、3下1、16上、17煤层，平均总厚度10.79m，占可采煤层平均厚度的79.51%。

山西组的2、3煤层以及太原组的6煤层位于含煤地层的上部，称之为上组煤；太原组的15上、16上、17、18上2煤层均位于含煤地层的下部，统称为下组煤。

3　构造情况

本井田位于兖州向斜的核部和深部，以宽缓的褶皱为主，伴有一定数量的断裂构造。井田内断层发育有明显的分区性，以一号井东断层为界，西部构造相对简单，东部断层较发育。特别是在靠近峄山断层区域，由于受峄山断层的影响，断层十分发育。井田未发现岩浆活动情况。东滩煤矿地质构造复杂程度为中等型。

4　褶皱概况

本井田地层产状平缓，次一级褶皱发育，致使地层产状不论其走向、倾向和倾角均有较大变化。地层走向大致以北30°～60°东为主，倾向北西或南东，倾角一般3°～9°，平均7°，最大23°（断层带除外），最小接近水平状态。次级褶皱大部属宽缓的、短轴的波状褶皱，背斜向斜相邻相间，定向排列，轴向总体以北东至北东东向为主。井田南端因受峄山断层影响，褶皱轴向转为东西至北西西向。褶皱轴不仅在平面上有弯曲，而且在剖面上有起伏。

5　褶皱对煤层水文地质影响分析

褶皱构造的发育使煤层发生起伏，局部地区煤层倾角变大，工作面回采过向斜轴部后，由于该区域为煤层底板的低洼处，若排水不及时，常会形成采空区积水，对邻近的工作面开采造成影响。如14310老空水在C8向斜轴部附近，14312、14300老空水在C6向斜轴部等。

褶皱轴部地层受到的拉伸或挤压力较强，断层、裂隙往往比较发育；而断层、裂隙不仅是突水的主要通道，而且还具有良好的储水空间；既具有联系和沟通各种水源的功能，还起到透水和储水的作用。由以往资料统计，C8，C7，C6附近是3煤顶板砂岩富水部位及突水最集中的部位。自建井以来，14次顶板突水中，该构造部位突水10次，占全矿3煤顶板突水点总数的2/3。证明褶皱构造具有较好的储水和导水性。从突水量上也能大体反映出这种特性。距C7背斜轴较近的突水点(T10，T14)较距背斜轴较远的突水点(T12，T13)，突水量大，由于应力集中，裂隙也更为发育。尤其是离C6向斜轴较近处的T15点水量明显增大。这些均说明构造对裂隙含水空间的影响，同一岩层当其离构造较近处，裂隙一般较为发育，富水性也较好。井田内的褶皱特别是向斜的核部和两侧，裂隙发育，汇水条件好，是生产中易发生突水的区域。井下涌水资料证实，采掘工作面位于向斜核部和两翼处往往出现涌水，局部甚至发生较大突水。如4301-1运顺、4305-1运顺掘进至C4向斜轴部，巷顶岩层裂隙发育，出现淋水；143上09（东）运顺C8向斜轴部发生突水，最大涌水量500m3/h(1999年10月27日)。2001年7月8日一采区回风上山揭露顶板砂岩，裂隙发育，最大涌水量50m3/h；2004年2月25日1304运顺掘进至C8向斜的南翼，超前探水，钻孔最大放水量69.5 m3/h；因缓倾斜背斜造成细砂岩裂隙发育，背斜轴部渗水造成143上06-1运顺巷道分散淋水，最大涌水量1.20m3/ h。褶皱轴部附近是突水的主要部位之一，据钻孔资料，分布在C8 向斜轴附近的钻孔中，多数出现过不同层段的漏水或全漏现象，有些钻孔在2～3个层段发生过漏水或全漏，而且在这些漏水较严重的钻孔附近曾发生过东滩矿4次较大突水中的2次。

14310综放工作面受C8向斜构造的影响，向斜轴部区域顶板砂岩裂隙较发育，3煤顶板砂岩含水层局部富水性较好。2010年4月4日中工作面回采至2#收尺点东2.5 m时，在轨顺端头165#～175#架后采空区内开始出水，经分析煤顶板砂岩含水层为主要充水水源，导水通道为导水裂隙带。利用瞬变电磁法对14310（东）工作面轨顺进行了3煤顶板砂岩富水性探测，共探测出5处异常区。为超前疏放含水层水，降低回采期间涌水峰值及涌水量，在14310（东）综放工作面轨顺下部泄水巷内施工10个探放水钻孔，截止到5月11日14310（东）工作面总放水量5.3万m3。

综上所述，东滩井田褶皱的发育导致煤层底板起伏不平，使得工作面多处形成老空积水区，对邻近工作面的开采产生影响。褶皱轴部，断层、裂隙往往比较发育；而断层、裂隙不仅是突水的主要通道，而且还具有良好的储水空间；井田内的褶皱特别是向斜的核部和两侧，裂隙发育，汇水条件好，是生产中易发生突水的区域。

下组煤开采受十三灰、十四灰和奥灰含水层影响较大，褶皱轴部发育的断层和裂隙会破坏煤层底板隔水层的隔水性，在这些区域内易发生突水事故。因此，下组煤开采时要高度重视褶皱构造对底部隔水层隔水性的破坏。

参考文献：

[1]《煤矿防治水规定》（2009）.

[2]《煤矿地质工作规定》（2013）.

[3]《煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》（MT/T 1091-2008）.

作者简介：李超（1988-），男，山东邹城人，工程师，主要从事:地质勘查工作。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.117