內蒙古魯新礦井地質特征分析及現階段防治水對策

亓榮強，于緒峰

（內蒙古魯新能源開發有限責任公司， 內蒙古錫林郭勒盟 026321）

內蒙古魯新礦井地質特征分析及現階段防治水對策

亓榮強，于緒峰

（內蒙古魯新能源開發有限責任公司， 內蒙古錫林郭勒盟 026321）

通過對內蒙古魯新礦礦區地質及含水層富水性特征的分析，指出了礦井當前防治水工作的重點及預防措施，對礦井安全生產具有一定的指導意義。

裂隙水；地質特征；煤系地層；礦井涌水；防治水

內蒙古魯新礦井地質條件復雜，區內地層以中生界地層為主，區內除發育煤系基地火山角礫巖、火成巖外，多發育灰色砂質泥巖、粉砂巖、細砂巖，無明顯標志層，煤層對比困難；井田內含水層多，含水層雖以孔隙裂隙水為主，但水量大，含水層抽水后水位恢復較快，其含水性及透水性在水平與垂直方向上變化大。

1 礦井地質特征

本區為一封閉聚煤盆地，地層近似為北東－南西走向的向斜，煤層為一套內陸山間盆地沼澤相的含煤沉積，煤層間的超覆現象明顯，盆地基底為火成巖，煤系地層與火成巖大角度不整合相交，煤系地層產狀平緩。

礦區斷層發育，全部為正斷層，以北北東向為主。傾角多數集中在60°～70°。落差大于70m的斷層僅1條，其余均小于35m；延展長度大于2000 m的斷層3條，延展長度大于1000m的斷層4條，延展長度大于500m的斷層8條，1條延展長度為380m。斷層多集中在礦井的西南部，對煤層的穩定性造成一定程度的破壞。

2 水文地質特征

礦井水文地質條件屬中等偏復雜的充水礦床。含水層共發育四層，自上而下分別為第四系含水砂礫層、新近系砂礫巖含水層、煤系地層礫巖－砂巖含水層、煤系基底火山凝灰巖含水層，含水層總厚度391.7m。

2.1 含水層特征

（1）第四系含水砂礫層厚1.50～56.80m，平均14.77m，主要為現代沖洪積物，分布于各山間緩坡地帶和河流沖溝附近。含水砂層以中細砂、粗砂為主，局部有細砂和粉砂，透水性較強，單位涌水量1.129～1.344L／s.m，涌水量24.2m3／h，直接接受大氣降水補給。該層水量較大，但分布不均，厚度較薄，距離煤層較遠，屬間接充水含水層，對煤層開采影響不大。

（2）新近系砂礫巖含水層厚56.25～108.45 m，平均83.57m，上部為砂質泥巖段，下部為礫巖層，礫徑0.1～30cm不等，泥質膠結，固結程度差，松散、易碎、含水較豐富。單位涌水量為0.5636～1.0935L／s.m，滲透系數1.112～1.790m／d，涌水量38.5～59.4m3／h，為富水性中等至強的含水層。本組地層與煤系地層呈剝蝕關系，大部分砂礫層直接與煤層不整合接觸，對煤層的開采威脅較大。

（3）煤系地層礫巖、砂巖含水層主要巖性以泥巖、粉砂巖為主，局部為細砂巖、粗砂巖及礫巖。總厚度152.95m，孔隙率較高，含水性較強，單位涌水量為0.562～1.4907L／s.m，滲透系數為0.4523～4.4523m／d，富水性為中等至強的含水層。該層富水性不均一，同一含水層富水性相差較大，屬直接充水含水層，對煤層開采影響較大。

（4）煤系基底火山凝灰巖含水層為雜色凝灰巖、火山熔巖，致密、較硬。該層富水性較弱，屬間接充水含水層，對煤層開采影響不大。

2.2 礦井涌水量

目前礦井井下總涌水量為151m3／h，其中，煤系基底火山巖含水層涌水量94.9m3／h，占礦井總涌水量63.3%；煤系地層涌水量為55.0m3／h，占礦井總涌水量的36.7%。

隨著礦井生產建設的逐步推進，特別是井巷工程對煤系地層的逐步揭露，礦井涌水量將逐步增加，水源將以目前火山巖裂隙水為主逐步過渡為以煤系地層砂礫巖裂隙水為主。至礦井開采第一水平（＋570m）時，礦井正常涌水量將增大至1940 m3／h，該水量是在新近系底界面留足防水煤柱，礦井未發生突水的情況下，開采＋570m水平礦井正常煤系地層出水量。

3 礦井水害防治工作存在問題及相應對策

（1）由于煤系地層巖層硬度小，巖層極松軟、破碎，＋570m石門及軌道反上山揭露煤巖層硬度系數為0.96～1.25，屬極松軟巖層。若局部范圍再受地下水及隱伏斷層、裂隙等地質構造影響，將使工作面圍巖極易松軟、破碎。為確保巷道施工安全，巷道施工中應進一步加強支護并采取安全措施。

（2）由于巷道施工范圍內斷層、裂隙等隱伏地質構造難以控制，隱伏地質構造極易將巖層裂隙水導至工作面，給施工造成威脅；以及工作面進入煤系地層后，巖性變化大，工作面實際揭露煤巖層與物、鉆探資料誤差較大，導致砂礫巖含水層預測位置的不可靠及遺漏；同時由于物探劃定的異常區存在誤差，上述不利因素將影響工作面水文地質條件預測預報的準確性，增加工作面安全施工的不確定性。為確保巷道施工安全，在對工作面物探異常區及砂礫巖含水層布置鉆孔進行探放水的基礎上，應注重加強工作面超前支護。

（3）為了保證工作面探放水鉆孔的施工質量及探放效果，探放水鉆孔位置應布置在工作面迎頭，以確保將工作面前方范圍內積水放凈，在巷道前方發育隱伏地質異常體及含水層情況下保證巷道施工安全。

（4）在工作面迎頭出現潮濕、變冷、掛汗、滲水、滴水、淋水、涌水以及裂隙、斷層、巖層變化等異常情況下，應及時加強支護并采取安全措施。

（5）為避免水害事故的發生，礦井開采前應采取井上下物、鉆探及水文地質分析等手段，查明首采區各含水層富水性及其間水力聯系，掌握地下水運動特征及變化規律。同時，通過在井上下水文觀測孔安設水壓自記儀、在重要過水地點安設流量自記儀等自動監測儀器，實時采集含水層的水文動態信息，對首采區各含水層富水性及其變化實施動態監測、監控，以便進行水文地質分析預測。當發生水害隱患時能及時采取措施處理，從而保障首采區安全生產，達到預防治理礦井水害的目的。

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2011－09－20）

亓榮強（1963－），男，山東萊蕪人，高級工程師，碩士，致力于巷道支護、礦壓觀測及水文觀測技術研究，Email：zsh－2003－2003＠163.com。