潘北煤矿A组煤底板灰岩水文地质条件研究

2018-06-20，

地下水 2018年3期

，

(安徽省煤田地质局水文勘探队，安徽宿州 234000)

潘北煤矿位于潘一、潘三矿以北；朱集矿以南；东南部与潘二矿相邻；西至十一勘探线，东西走向长7.5 km，倾斜宽1.3～2.7 km，面积15 km2。井田二迭系可采煤层隐伏于巨厚松散层之下，掩覆于太原组、奥陶系地层之上。矿区A组煤含1、3两层煤，两煤层结构简单，赋存稳定，煤质优良，总储量2 666.35万 t，占矿井总储量的24.1%。为解放A组煤，实现A、B、C三组煤同采并重，必须查明灰岩水文地质特征，对岩溶水害进行有效防治，提高矿井生产能力。

1 井田地质及水文地质

1.1 井田地质

1.1.1 地层

矿区为全隐蔽区，据钻探揭示，有寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系、三叠系、第三系、第四系，其中二叠系的山西组和

上、下石盒子组为主要含煤地层。矿区煤层划分为5个组，从下往上依次为A、B、C、D、E组。

1.1.2 构造

井田位于潘集背斜北翼及局部转折端，总体为一单斜构造，即处在潘集背斜和尚塘耿村集向斜共翼部位，主要发育5条大断层，分别为F1、F70、F66 、F69和F72，贯穿整个矿井，受褶曲和大断层的影响，矿井中、小断层特别发育，大致可以分为两组：一组与F66、F72断层一致的走向逆断层，一组与F1断层一致的斜切正断层。

1.2 井田水文地质

矿井为新生界厚覆盖层下的单斜构造，含水层(组)有新生界砂层孔隙水、二迭系砂岩裂隙水和太原组、奥陶系灰岩岩溶裂隙水三部份组成。

各含水层水文地质特征如表1所示。

表1 潘北煤矿主要含水层水文地质特征

2 A组煤底板灰岩水文地质条件

2.1 太原组灰岩

潘北井田太原组灰岩划分为三组13层，分别为C3-Ⅰ组灰岩、C3-Ⅱ组灰岩、C3-Ⅲ组灰岩，地层总厚107.98～118.04 m,平均113.09 m；含薄层灰岩12～13层，灰岩总厚40.48～52.70 m，平均46.75 m，占地层平均总厚的41.33%。

2.2 岩溶发育特征

潘北井田，穿过上～下的钻孔19个，仅1个孔(水四16孔)位于风化带内短时间漏水，漏水孔率5%；其余揭露太灰和奥灰钻孔, 冲洗液未发现明显消耗或漏失，各组灰岩具体特征如下：

(1)C3-Ⅰ组灰岩：垂向细小裂隙发育，宽为1～4 mm，多为方解石充填，偶见溶蚀小孔，岩芯较完整，局部岩芯破碎。

(2)C3-Ⅱ组灰岩：小裂隙发育，宽为2～5 mm，多为方解石充填，见溶蚀小孔，径为1～2 mm，岩芯较完整，局部岩芯破碎。

(3)C3-Ⅲ组灰岩：裂隙多为方解石充填，宽为1～3 mm，偶见网状裂隙，偶见溶蚀小孔，岩芯较完整，局部岩芯破碎。

2.3 灰岩富水性特征

本矿区没有太灰全段抽水试验钻孔，根据潘一矿2次太灰全层抽水试验资料:水位标高27.03～28.03 m，单位涌水量q=0.012 3～0.021 1 L/s·m，渗透系数K=0.009 35～0.296 4 m/d，富水性弱。具体如表2。

表2 灰岩各组灰岩抽水试验参数及其富水性特征

2.4 各层段灰岩之间水力联系

井下-490 m水平共有C3I组灰岩放水孔24个，2009年12月27日开始疏放水后，地面不同层组灰岩钻孔投入观测,水位均呈非稳定连续下降。到2010年9月20日，C3I组灰岩水位标高从-27.825 m降至-40.985 m(八西C3I孔)，C3Ⅱ组灰岩水位标高从+3.861 m降至-9.689 m(补水1线C3Ⅱ孔)，C3Ⅲ组灰岩水位标高从+2.481 m降至-2.704 m(补水1线C3Ⅲ孔)，奥灰水位标高从+2.586 m降至+0.076 m(九线O1+2孔)。

通过对井下灰岩疏放水孔水压、水量变化以及各层段灰岩地面水位观测孔的水位降深数据综合分析，由于C3I组灰岩岩溶水的疏放，导致补水1线C3Ⅱ孔、补水1线C3Ⅲ孔、九线O1+2孔及补水1线∈3孔水位都有所下降，下降最明显的是C3Ⅱ组灰岩水位，其次是C3Ⅲ组灰岩水位，奥灰水位下降不是很明显。这说明C3I组灰岩与C3Ⅱ组灰岩之间存在较强的水力联系，与C3Ⅲ组灰岩之间水力联系较差，与奥陶系水力联系差。