133浅谈肥城矿区水害防治方法2011级采矿工程专业尹德宇指导老师：孙太庆摘要：通过对肥城矿区水文地质条件探查，提出疏水降压、注浆改造含水层、留足防水煤柱等承压水害防治措施。关键词：水文条件探查疏降注浆改造水害防治1.概况肥城煤田位于鲁西台背斜肥城断陷盆地内，东西走向长22km，南北宽2～7km，面积98km2，主要可采煤层为31层煤、7层煤、8层煤、9层煤和102层煤。其中，二叠系山西组31层煤，为上组煤，上组煤基本不受水威胁，现已全面开发，有的矿已开采完；石炭系太原群含7、8、9、102层煤，也称下组煤，下组煤受煤层底板承压水威胁严重。肥城煤田属于华北型石炭、二叠系全隐蔽式煤田，水文地质条件极为复杂，煤系基底中奥陶系岩溶-裂隙水水害十分严重，全公司60%以上的可采储量受水威胁。自1965年开采下组煤以来共发生底板出突水200余次，历次突水中水量大于1000m3/h的有8次，水量大于30m3/h的有122次。其中1993年1月5日，国家庄矿-210m水平北大巷施工过程中遇到隐伏断层发生的底板奥灰突水，突水量达32970m3/h，造成矿井被淹，经济损失巨大。因此，搞好矿井水害防治工作是肥城矿区保障安全生产的首要任务。2.肥城矿区的水文地质特征2.1地质构造肥城煤田断裂构造十分发育，根据目前揭露的资料，共发育落差大于30m的断层66条，延展长度184km，落差大于20m～30m的断层88条，延展长度235km，平均每平方公里0.9条、长度2.4km。煤田区域内的主要断层有马山断层、岈山断层、桃园断层和肥城断层。肥城煤田基本是受这些大断裂控制的单斜构造。由于断层的切割，造成四灰、五灰与奥灰地层多处对口接触，并形成多处地堑、地垒构造。煤田区域内的大构造，一般都作为井田边界，成为控制矿井水文地质边界条件的主要因素。煤田内断裂构造的主要特点是断层展布方向主要为北东、北北东向，北西向断层较少且主要发育在煤田东部；断层延展距离长、数量多、密度大；断层多为高角度正断层，切割深；局部地段层间滑动构造明显；由于断裂构造十分发育，造成主要含水层水力联系密切，断裂构造是奥灰补给四灰含水层和五灰含水层的主要通道。2.2含水层1肥城矿区为华北型石炭二叠系晚古生代含煤地层，包括二叠系山西组、石炭系太原群，含煤地层总厚度为250m～275m，第四系直接覆盖在含煤地层之上，煤系基底为奥陶纪、寒武纪石灰岩，地层中的主要含水层有：第四系砂及砂礓含水层；山西组三层煤顶底板砂岩含水层；太原群第一、二、四层灰岩含水层和9煤顶板泥灰岩含水层；本溪群五灰含水层；奥陶系灰岩含水层。各含水层自上而下详细叙述如下：2.2.1第四系砂及砂礓含水层第四系厚11.07～127m，平均35m左右，南薄北厚，岩性主要由粘土、亚粘土和砂土组成。上部为1～2层含水砂层与粘土层交互成层，单层总厚度0.9～11.78m，透镜状，不连续，单位涌水量q=0.5L/S.m，含水性中等，水位标高为+100～+120m，水质为重碳酸·氯—钠·钙型（HCO3·Cl—Na·Mg），矿化度0.17～0.355g/L；砂及砂礓含水层距地表2～10m，主要成分由钙质结核及粘土组成。结核具小孔，水即储藏其内，为孔隙性潜水。其水位距地表0～5.0m。井筒穿过本层时，涌水量约为20m3/h。主要接受大气降水补给。底部的粘土、亚粘土隔水层，发育普遍，厚度4.1m～92.7m，平均厚度211.0m左右，岩性较纯，粘度大，具有良好的隔水性能和可塑性能，它充填了基岩的裂隙和溶洞，隔绝了第四系潜水与煤系中含水层的联系，使地表水及第四系潜水不能补给煤系含水层，即使遇到开采破坏，发生地面沉降，地表水和第四系潜水也不能渗入矿井，因此第四系潜水与基岩无直接水力联系，对煤层开采无直接影响。2.2.23层煤顶板砂岩含水层3层煤顶、底板砂岩含水层厚0.54～17.28m，岩性为灰白色长石英中粒砂岩，钙质胶结。水质自北而南由HCO3—Na·Ca变为Cl·HCO3—Na·Ca，矿化程度由0.641增高至0.839g/L。开采过程中，涌水量60～282m3/h，是上组煤开采过程中的主要充水水源。浅部砂岩较厚、富水性较强，深部砂岩较薄、富水性较弱，但由于3层煤顶板砂岩补给水源有限，可直接疏干，故对矿井生产影响不大。2.2.3一灰含水层一灰厚0.82～4.09m，上距山西组3层煤64.08m，下距5层煤58.8m...
