潘北井田新生界松散層水體下采動等級劃分

摘 要：通過補勘進一步查明新生界含隔水層（組）的巖性及組合特征、賦存特征、厚度及變化趨勢、含水層富水性、隔水層隔水性能以及含水層水位、水質、水溫特征等；進一步控制古地貌的起伏和變化以及風氧化帶深度；進一步查明煤層露頭至垂高50m煤系地層巖性及組合特征及含隔水性、巖石物理力學性質。科學評價新生界水文地質條件，確定水體下采動等級，為合理留設防水煤柱提供基礎資料。

關鍵詞：潘北；新生界；水體下采動等級

1 概述

潘北礦井位于淮河沖積平原，地形平坦，地面標高一般在+21～+23m。淮河為本區的主要河流，礦井南緣有泥河，自西北向東南流入淮河，該河兩岸地勢低洼，雨季淮河水位上漲，易成內澇；礦井北部黑河系人工挖掘為農灌之季節性水渠，河床寬2～10米，自西北向東流入淮河。區內還遍布人工開挖的渠道，用以灌溉、防洪、排澇。

潘北井田范圍內新生界總厚243.57m～388.80m，平均339.87m，基巖面標高-220.80～-366.34m。基巖面變化總趨勢是由東南丘陵邊緣向西北逐漸變深，十線北端古地形隆起處基巖面埋深最淺。

2 潘北井田煤層特征

井田二疊系可采煤層隱伏于巨厚松散層之下，掩覆于石炭系、奧陶系地層之上。二疊系含煤地層總厚713m；含煤32層，總厚度為38.80m；其中有開采價值者14層，厚度為32.74m，不可采煤層18層，厚度為6.06m。可采煤層14層中，穩定煤層5層，總厚度16.96m，較穩定煤層4層，總厚度10.52m。穩定、較穩定煤9層，總厚27.48m，占可采煤層的84%。

3 礦井充水因素

礦井充水主要為新生界松散砂層孔隙水、二迭系煤系砂巖裂隙水、底板巖溶水復合充水。礦井試運轉以來，至2010年8月底，煤系砂巖涌水量為80m3/h，單個出水點最大涌水量為16m3/h，主要出水層位為13-1、8煤頂板砂巖，自2009年12月起，因井下C3-I組灰巖鉆孔及巷道出水，目前礦井正常涌水量為100m3/h。

在煤系含水疏干的過程中，第四系底部含水層可從局部裂隙帶滲入補給，但補給量受煤系含水層的弱滲透性控制。

1煤底板太原組灰巖水位標高約25m，第一水平水柱壓力約6.62MPa，作用于1煤底板，因此，間接充水含水層轉變為1煤底板直接充水含水層，且水溫較高，根據淮南生產礦井資料，必先排水降壓，才能安全開采1煤。

奧陶系灰巖為C3灰巖補給含水層，富水性弱至中等，補給量受C3灰巖滲透性所控制。

4 新生界水文地質特征

根據117個鉆孔的統計資料，新生界對比順序由西向東，勘探線上由南到北，沿非線間鉆孔S型排序。

補勘區內第四系總厚82.70～99.95m，平均92.77m；新生界總厚243.57m（水四1孔）～388.80m（十一東8），平均339.87m，基巖面標高-220.80～-366.34m。

基巖面變化總趨勢是由東南丘陵邊緣向西北逐漸變深，十線北端古地形隆起處基巖面埋深最淺，僅為243.57m。

巖性特征主要是：第四系（全新統、更新統）以土黃及灰黃色粉砂，細砂為主，夾粘土薄層。第三系上部（上新統）為灰～灰黃色中粗砂夾薄層粘土，第三系（中新統）上部為一灰綠色厚層粘土，粘韌、可塑、具膨脹性，可起良好的隔水作用，局部夾薄層砂層；下部為雜色粗砂、礫石及碎石，夾多層粘土及砂質粘土，成份較為混雜，下部固結～弱固結狀。

自上而下劃分為第四系全新統（Q4）上含上段、第四系更新統（Q1-3）上段隔、第四系更新統（Q1-3）上含下段、第三系上新統上部隔水層（N23）、第三系上新統中部含水層（N21-2）、第三系中新統中部隔水層（N12）、第三系中新統下部含隔水層（N11）中的“下含3、下隔3、下含2、下隔2”等10個含隔水層（組）。

5 水體采動等級劃分

新生界下部各含水層（組）富水性弱，局部中等，但補給匱乏。沉積結構多為固結及半固結狀；工程測試結果粘土、砂質粘土，為塑～高塑性土；砂類顆分結果表明其間砂層含泥質，具一定的粘著力，減弱其富水性。

根據主要開采煤層露頭新生界中含下段和底部含隔水層（組）的賦存及水文地質特征，對照國家煤炭工業局2000年5月26日頒發的《“三下”采煤規程》，對水體采動等級作如下劃分：

5.1 4-1煤

西輔3線～十一線：基巖界面往上依次為下含2、下隔3、下含3、中隔，4-1煤層露頭區下含3、下含2均為弱含水層水體，下隔3及中隔厚度大，發育穩定，符合水體采動等級Ⅱ級類型，要求留設的安全煤巖柱類型為頂板防砂安全煤巖柱。

九線至西輔3線：基巖界面往上依次為下隔3、下含3、中隔，4-1煤層露頭區下含3、為弱含水層水體；下隔3厚度較大，發育穩定，符合水體采動等級Ⅲ級類型，要求留設的安全煤巖柱類型為頂板防塌安全煤巖柱。

八線～九線：基巖界面往上依次為下含2、下隔3、下含3、中隔，4-1煤層露頭區下含3、下含2均為弱含水層水體，下隔3及中隔厚度大，發育穩定，符合水體采動等級Ⅱ級類型，要求留設的安全煤巖柱類型為頂板防砂安全煤巖柱。

六線～八線：水體采動等級Ⅲ級，局部為Ⅱ級，不在4-1煤層露頭區范圍內。

5.2 A組煤

西輔3線～十一線：基巖界面往上依次為下含2、下隔3、下含3、中隔，A煤層露頭區下含3、下含2均為弱含水層水體，下隔3及中隔厚度大，發育穩定，符合水體采動等級Ⅱ級類型，要求留設的安全煤巖柱類型為頂板防砂安全煤巖柱。

九線至西輔3線：基巖界面往上依次為下隔3、下含3、中隔，A煤層露頭區下含3、為弱含水層水體；下隔3厚度較大，發育穩定，符合水體采動等級Ⅲ級類型，要求留設的安全煤巖柱類型為頂板防塌安全煤巖柱。

八線～九線：基巖界面往上依次為下含2、下隔3、下含3、中隔，A煤層露頭區下含3、下含2均為弱含水層水體，下隔3及中隔厚度大，發育穩定，符合水體采動等級Ⅱ級類型，要求留設的安全煤巖柱類型為頂板防砂安全煤巖柱。

六線～八線：水體采動等級Ⅲ級，局部為Ⅱ級，不在A煤層露頭區范圍內。

參考文獻

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