黄淮地区巨厚松散层岩性结构特征以及采矿对其水动态的影响VIP专享VIP免费

第6卷第3期工程地质学报Vol.6No.31998年9月JournalofEngineeringGeologySep.,1998黄淮地区巨厚松散层岩性结构特征以及采矿对其水动态的影响�许延春耿德庸文学宽(煤炭科学研究总院北京开采研究所北京100013)摘要本文选择地处黄淮地区的淮南、淮北、大屯、兖州和邢台等矿区中典型矿井的巨厚松散层,分析了该地区巨厚松散层的岩性结构特征,从水体、地层和采矿波及类型等方面论述了采矿对松散层地下水动态的影响特征,解释和解决了某些实际工程问题。关键词松散层地下水动态采矿黄淮地区地处黄河、淮河平原,普遍存在着巨厚的新生界松散地层。近年来,巨厚松散层的变形、下沉以及所引起的工程问题已受到人们的重视,也逐步认识到了它是自1987年以来黄淮地区发生40余个井筒破坏事故的主要因素。本文选择地处黄淮地区的淮南、淮北、大屯、兖州和邢台矿区中典型矿井的巨厚松散层,分析了该地区巨厚松散层岩性结构和沉积特征,归纳了水体和地层的水文地质类型,总结了采矿对松散层地下水均衡场的扰动特征,解释了一些工程实际问题。1黄淮地区巨厚松散层的岩性结构特征1.1岩性的垂向多层复合结构特征黄淮地区的平原地带除了个别地区受古地形的控制新生界地层比较薄外,绝大部分地区存在厚度大于100m的新生界松散地层。本文从南至北,选择较有代表性的典型矿井的巨厚松散层,分析其垂向结构特征(表1)。由表1可见:各矿区松散层从宏观上均存在含、隔水层(组)相间的多层结构。隔水层(组)主要由粘土、粉质粘土层组成,一般有一层厚度大并且分布稳定的隔水层。该隔水层的存在可基本阻隔其上部各含水体与下部含水体之间的水力联系,受采矿影响的松散层含水层主要是下部含水层。例如,朱仙庄矿的“三隔”和兴隆庄矿的“二隔”阻隔�收稿日期:1997-10-13;收到修改稿日期:1997-11-16。国家自然科学基金项目(编号:59674006)支持第一作者简介:许延春,男,1963年生,高级工程师,主要从事水体下采煤和岩土工程研究与施工。了底含与上部各含水层的水力联系;含水层(组)主要由细、中、粗砂和砂砾层组成,富水性弱至中等,一般不会对矿井安全产生严重威胁。表1黄淮地区部分矿井新生界松散层结构Table1StructureofCenozoicunconsolidatedlayersinsomeminesinHuanghuaiArea岩层安徽淮南潘集矿安徽淮北朱仙庄矿山东兖州兴隆庄矿河北邢台煤矿厚度/m参数岩性厚度/m参数岩性厚度/m岩性及参数厚度/m岩性及参数一含91q=1.57～3.67k=0.39～11.437中细粉砂为主30q=0.933～1.719k=2.16～6.98粉质粘土粉砂40.8细砂为主57.18砾石层一隔18.3IP=17～22粘土为主14IP=19.6～20.4粘土24粘土10.58粉质粘土二含167q=0.398～1.02k=1.109～4.704中细粉砂为主34q=1.417～2.594k=4.77～10.95细粉砂中砂27结构复杂中粗砂15.44粗砂二隔20.3IP=18～29粘土为主17IP=21～27粘土75粘土22.8砂质粘土三含0～96q=0.83～1.83k=1.93～2.828砂砾砂砾45q=0.163～1.1k=1.52～3.90细中砂27中粗砂砂砾15.35粗砂砂砾三隔///80IP=21～37粘土/q=0.652～1.7953.59粘土为主四含///25q=0.0018～0.2k=0.024～2.024砂砾砂砾混粘土/k=8.89～5.212.23粉砂层四隔////////62.03粘土五含///////8.69砂砾层q=0.0082,k=0.0947注:q为单位涌水量(L·s-1·m-1),k为渗透系数(m·d-1),IP为塑限。除了松散层具有多层结构外,各含、隔水层(组)内一般也具有颗粒粗细渐变的多层结构(表2)。这一特征可以造成在一定区域同一含水层(组)内水位不同,例如朱仙庄矿西风井处“四含”内237m处的中细砂层水位(83-02孔)与247m处的砂砾层水位(83-06孔)有明显水位差,可达5m。表2朱仙庄矿“四含”、兴隆庄矿“三含”多层结构Table2Multi-layersstructureofAquiferNo.4inZhuxianzhuangMineandAquiferNo.3inXinglongzhuangMine朱仙庄矿“四含”结构兴隆庄矿“三含”结构埋深/m层厚/m岩性埋深/m层厚/m岩性234.772.50含粘砂砾159.5010.30砂砾层237.275.31中、细砂169.903.60粉质粘土242.581.60含粘砂砾173.504.90中砂层244.181.10粉质粘土178.405.50砂砾层245.282.16粘土183.902.10粉质粘土247.447.43砂砾层186.003.50中砂层254.87189.50212工程地质学报第6卷1.2岩性的平面分布特征巨厚松散层岩性的平面分布特征主要表...