中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计0一 般 部 分中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计11 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述矿区概述1.1.1 矿区地理位置矿区地理位置 桃园井田位于淮北平原中部，区内地势平坦，大多为农田，朱曹王庄位淮 北 市嘉山蚌埠市灵璧永城怀远蒙城固镇宿州市 泗县砀山徐州市邳县桃圆煤矿浍河图 11 桃圆矿交通位置示意图于区内，人口较多，采区范围内地面标高+22.99+24.9m，人工沟渠较多，有二 沟、三沟、四沟流经本区，进矿公路穿过其间。本矿北距宿州市约 12km，淮北市约 70km,南距蚌埠市 75km,京沪铁路从东北 部穿过,且附近有宿县,凌家桥,西寺坡三个车站,宿蚌(206 国道)公路自南经西侧 穿过,交通极为便利,如图 1.1 所示。中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计2供电：本矿位于宿县矿区南部，矿井供电从南坪 220/110/35kv 专用供电. 1.1.2 矿区气候条件矿区气候条件 本区属季风暖温带湿润气候，年降水量平均 900mm 左右，无霜期约 200 天， 年平均温度 15，最高气温 40，最低气温-23，土壤冻结深度 150mm。据史料记载，本区属于 46 级地震区，地震烈度为 7 级。1.1.3 矿区的水文情况矿区的水文情况 浍河从本区以南约 2.5km 处流过，为常年有水河流。在工业广场和工人村附近作过洪水位调查，最高洪水位出现在 1963 年，位于曹家小队村西。洪水一般 在暴雨后形成，低洼处积水一般 0.200.50m，雨后 13 天即可退落。1.2 井田地质特征矿井范围南以皖北矿物局祁南矿为界，北以煤层边界为界，西以煤层露头为 界，东以煤层-1250 标高为界，东部开采边界有扩大的可能，因为煤层赋存较深 有可能有未探明的储量，水平投影线，呈类似矩形。井田走向长度为 7.91- 8.23km，平均走向长度为 8.1km，倾斜宽为 2.86-3.22km，平均为 3.1 km，平均 倾角为 18 度，井田水平宽度为 2.71-3.04 km，水平面积为 23.24km2。 1.2.1 煤系地层煤系地层 本区为巨厚松散层覆盖的隐蔽煤田，新生界松散层厚 278.7288.38 米，平 均 284.33m。地层由老到新有奥陶系、石炭系、二叠系、第三系和第四系, 区内 煤岩层基本为走向南北、倾向东的单斜构造，煤层倾角 1620，由南向北逐 渐变大，大多在 18左右，产状变化不大。 1.2.2 水文地质特征水文地质特征 1 矿井含、隔水层（组、段）水文地质特征 1)新生界松散层含、隔水层（组、段）水文地质特征 本区含煤地层均被新生界松散层所覆盖，松散层由第四系和上第三系组成， 其厚度受古地形控制。松散层两极厚度 275288.4m，平均厚 284.3m。通过松散 层岩性组合特征及水文地质特征，可分为四个含水层（组）和三个隔水层（组） ， 现自上而下分述之。 (1)第一含水层（组） 一般自地表垂深 35m 起，底板埋深 25.0027m，平均 26m。岩性主要由中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计3岩性描述以黄色粉沙岩，亚粘土为主 黄色粘土和少量砂，底部有砾岩棕红色含砂加亚粘土棕红色泥质胶合砂，多以砾石为主红色，棕色为主灰色中粒砂岩上部为灰色，紫色砂页岩，中 部为回绿色砂岩主要为砂岩，有少量粉砂岩柱状组岩石 名称冲积层 砂粘土泥砂岩砂砾岩5?煤粗砂岩页岩砂页岩6煤7?煤8煤泥岩砂岩砂岩上 石 盒 子 组厚度 19.8 228416012810389.820 0.756.23.5 18.00.6岩性以灰色为主灰色粉沙质泥岩构成薄层互层由泥岩，粉沙岩组成主要由细砂岩，中砂岩组成属奥陶系含水层，含水量极大山 西 组粉砂岩泥岩砂岩泥岩 10煤中砂岩石灰岩细砂岩15.161.20.140.70.6158.4统系 第 四 系第 三 系全 新 统 更 新 统界新 生 界上 古 生 界二 叠 系上 统下 古 生 界奥 陶 系中 下 统下 统地层系统上 新 统下 石 盒 子 组泥岩粉砂岩0.1210.2泥岩22 0.72粉砂岩细砂岩3.26.619.5深灰色泥岩组成图 1.2 地质综合柱状图中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计4浅黄色少量浅灰色粉砂，粘土质砂、细砂夹 48 层粘土或砂质粘土组成。近地表为褐黑色耕植土壤，呈疏松状，含钙质砂礓结核。垂深 20m 左右普遍发育有一 层灰黑色富含腐植质的粘土或砂质粘土，厚约 11.5m，含螺蚌化石或碎片。该 组上部为潜水，下部水具弱承压性，为一复合型潜水弱承压含水层（组） 。 (2)第一隔水层（组） 底板埋深 3439m，平均埋深 36.5m。隔水层厚 912m，平均 10.5m。岩性由暗黄色、浅黄色中厚薄层状粘土或砂质粘土夹 12 层砂或粘土质砂组成， 富含钙质或铁猛质结核。粘土或砂质粘土粘性好，塑性较强，一般隔水性能较好， 但在局部地带隔水层较薄，使其具有弱透水性。 (3)第二含水层（组） 底板埋深 6899m，平均埋深 83.5m。层厚 3460m，平均 47m。岩性以褐黄、棕黄色细砂、粉砂为主，本组为一孔隙型复合承压含水层。 二含与一含在水 08 孔和 82孔进行了混合抽水，另外在补 67孔单独对二含进 行了抽水，S=28.03m，q=0.00425L/s.m，含水性较弱，k=0.014m/d，静止水位标 高为+21.64m，水质类型为 HCO3-Na.Mg 型，矿化度 0.59g/L，PH 值 7.7，全硬度 16.01 德国度。 (4)第二隔水层（组） 底板埋深 96104m，平均埋深 102.6m。层厚 528m，平均厚 19.1m。岩性 由棕黄色、浅棕红色粘土、砂质粘土夹 12 层薄层砂层组成，隔水层一般塑性 好，膨胀性强，结构致密，分布较稳定，隔水性能一般较好。 (5)第三含水层（组） 底板埋深 156172m，平均埋深 166.6m。层厚 6068m，平均 64m。岩性由 棕黄色、灰白色中砂、细砂、粉砂夹粘土或砂质粘土组成，砂层呈松散状，分选 较好，单层厚度较大，主要矿物成分为石英，次为长石及云母片。本组中上部一 般含有 13 层透镜状钙质胶结的砂岩（盘） ，厚 13m，较坚硬，局部有溶蚀现象。下部砂层质不纯，含泥质量增高。 据水 08 孔对三含抽水试验资料， S=16.5112.18m，q=0.4930.555L/s.m，k=1.211.31m/d，静止水位标高 +21.85m，水质类型为 HCO3.SO4-Na.Ca 型，矿化度为 0.98g/L，全矿度为 25.42 德 国度。 (6)第三隔水层（组） 底板埋深 269276m，平均埋深 274.6m。层厚 103113m，平均 108m。主要 岩性为灰绿色、棕红色粘土和砂质粘土，间夹 17 层砂层。粘土质纯细腻，具 45静压滑面，粘土塑性指数 17.737.8，砂质粘土的塑性指数为 8.315.3。 本组上部岩性质纯，局部呈半固结状，中下部粘土可塑性好，膨胀性强，部分地 带钙质含量高，有钙质粘土或泥灰岩分布。三隔分布广泛，沉积稳定，厚度大，中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计5是矿内重要的良好的隔水层（组） ，由于它的存在，使其以上的各含水层及地表水、大气降水与其下的四含和煤系水失去水力联系。 (7)第四含水层（组） 底板埋深 275288.4m，平均埋深 284.3。层厚 4.9513.87m，平均 9.7m。岩性较复杂，有砾石、砂砾、半胶结砾岩、粘土质砾石、砂层及粘土质砂等，其 间夹有 16 层薄层状粘土夹砾石、粘土、砂质粘土，钙质粘土及泥灰岩等隔水 岩层。 据水 08、水 04、补 51和 4-56四孔抽水资料，S=33.8247.11m，q=0.001060.166L/s.m，k=0.0090.54m/d。据工广内的 94 观孔观测，目前水位已降至米。水质类型为 HCO3.SO4-Na 或 SO4.Cl- Ca.Na 型，矿化度为 1.0152.42g/L。 2）二迭系主采煤层间含、隔水层（段） (1)46 煤间隔水层（段） 此层段间距为 7090m，以灰色泥岩、粉砂岩为主，夹 13 层薄层砂岩。岩 性致密完整，裂隙不发育，穿过此层段的钻孔只有个别孔发现冲洗液消耗量大的 现象，此层段隔水岩层厚度较大，隔水性能较好。 (2)69 煤间含水层（段） 此层段间距 6080m。61、71、82煤层为可采煤层。7 煤、8 煤的顶底板岩性 主要为砂岩、泥岩、粉砂岩，个别地带有岩浆岩侵入。有砂岩 14 层，厚度 2030m。精查勘探时，在 710孔对 78 煤组砂岩含水层进行了抽水试验， S=31.43m，q=0.00359L/s.m，k=0.0078m/d。矿化度为 2.03g/L。水质类型为 SO4.Cl.HCO3-Na.Ca.Mg 型。 (3)9 煤10 煤上隔水层（段） 此层段间距一般 60m 左右，主要岩性为泥岩、粉砂岩夹 12 层砂岩。在 9 煤下 15m 左右矿内普遍有一层铝质泥岩（K2）和粉砂岩，岩性致密，厚度较大。该层段分布稳定，隔水性能良好。 (4)10 煤顶、底板砂岩裂隙含水层（段） 10 煤顶、底板砂岩较为发育。在构 12 孔附近 6m 处施工的补 26孔对此层位 进行了抽水试验 S=38.87m，q=0.0949L/s.m，k=0.45m/d。矿化度为 2.08g/L。水 质类型为 SO4.Cl-Na.Ca 型。 (5)10 煤下至太原组一灰顶隔水层（段） 该层段岩性以泥岩粉砂岩为主，夹 12 层砂岩，部分钻孔见有砂泥岩互层及海 相泥岩，其岩性致密，厚度较大。本区及附近有 6 个钻孔揭露，厚度 55.0462.73m，平均厚 59.41m。开采 10 煤时，此层段能起到一定隔水作用。3）太原组灰岩岩溶裂隙含水层（段）中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计6本段含灰岩 11 层，单层厚度 0.3919.04m，以第三、四、五层和第八、十一层灰岩最厚，太原组总厚约 135m，灰岩厚度占全组厚度的 40%左右。第一至第 四层灰岩处于浅部露头带岩溶裂隙发育，含水丰富，且水动力条件较好，因此在 开采 10 煤层时，一至四灰水是其主要的补给水源。 据 83孔对太灰抽水试验，S=5.4413.49m，q=1.9241.189L/s.m，k=1.741.18m/d。水位标高-50m。水 质类型为 SO4-Ca.Na 型。矿化度为 2.45g/L。 据 95 观1孔观测 ，水位标高-50m。依据补 66孔资料，该处隔水层厚62.7m，水压 58Kg/cm2，10 煤层按综采考虑，计算突水系数为 1.05。 4）奥陶系石灰岩岩溶裂含水层（段） 区域厚度 500 多米，矿井内揭露最大厚度 20.03m，据 98 观1孔抽水试验资料，S=5.887.71m，q=1.59L/s.m，k=1.92m/d。水质类型为 SO4-Ca.Na 型。矿化 度为 1.282g/L。 奥灰水具有水压高，水量大的特征，是矿井开采的重要安全隐患之一。 5）各含水层的补给、迳流、排泄、水力联系及矿坑主要充水因素分析 (1)新生界第一、第二、三含水层（组） 本区由于有分布稳定，隔水性能良好的三隔的存在，使一、二、三含水层水 与煤系水失去水力联系。 (2)第四含水层（组） 四含直接覆盖在煤系地层之上，与下伏各含水层均有一定的水力联系， （主 要在各基岩含水层露头带） 。煤矿开采以后，四含水已通过浅部裂隙带和塌陷露 头带渗入矿坑，四含水位已明显下降，工广内的 94 观 1 孔水位已降至-86m。总 体上看，本区四含厚度较小，水平迳流及补给微弱。 (3)二迭系主采煤层间砂岩裂隙含水层（段） 二迭系岩性一般较致密，砂岩裂隙不发育，渗透性弱，主要受区域层间迳流补给，同时浅部露头带接受新生界四含水缓慢入渗补给。由于