鮑道亮
(福建龍岩學院,福建龍岩364000)
摘 要:後洋井田+
500 m
水平大巷突水後,對突水的水源,水量特征和突水通道進行了全麵的
03manbetx
。認為該突水02manbetx.com
的水源主要是來自棲霞灰岩的裂隙———岩溶承壓水,通道是ZK3(舊)鑽孔和F8-1斷層的共同作用。
關鍵詞:水文;構造;突水水源;突水通道
中圖分類號:TD742+.3 文獻標識碼:B 文章編號:1003-496X(2006)05-0050-03
1 井田水文地質概況
上京礦區區域構造位於縱貫福建省北北東向政和———大埔斷裂帶和橫切諸條北東向構造的永安———晉江大斷裂的交會點附近,全局性應力均在礦區內呈較明顯集中的表現。太華———長塔背斜軸向北東———南西,向南西傾伏,傾伏角15°~25°,為礦區內級褶皺,該背斜的中段兩翼次級褶皺發育,同時受區域構造力,背斜上拱、岩漿侵入等作用形成了一係列各種走向的斷裂構造。後洋井田位於太華———長塔背斜的中段,上京礦區東部,南西與上京井
田以F6斷層為界,北西以F0斷層為界,北以F21斷層與溫杭井田為界,東以F22斷層為界,麵積約
3 km
2,年設計生產能力15萬t。
該礦區出露地層由老到新有:石炭係下統林地組(C
1l
)、二疊係下統棲霞組(P1q)、文筆山組、(P1w)童子岩組、(P1t)二疊係上統翠屏山組、(P2cp)大隆組、(P2d)長興組、(P
2c
)三疊係下統溪口組(T1x)及第四係殘、坡積層。據研究,對礦區有影響的充水水源有:大氣降水、老窯及采空區水、構造裂隙水、灰岩岩溶———裂隙承壓水;充水通道主要有:構造破裂麵、軟硬層接觸麵、鑽孔、灰岩裂隙———岩溶發育帶、采動後形成的“三帶”及地表塌陷等。
2 後洋井田+
500 m
水平運輸大巷突水情況及堵水過程
後洋+
500 m
水平運輸大巷位於仙亭礦+
500m
水平五采區以東,是通往後洋一、二采區的運輸大巷,是礦井實現聯合集中生產的必要通道。大巷沿26#煤層底板掘進,穿過寬1.52~
2.27 m
的F8正斷層,未發生突水。大巷穿過33#煤層後,
1990年8月4日
掘進至108線補2K7號孔接近26#煤層底板時,煤層頂板砂岩滲出4股水,總水量達
20 m3
/h;繼續掘進,突水段也向前移;
8月10日
水量增大,達
60m3
/h;
8月16日
停止掘進;
8月22日
因暴雨造成仙亭礦淹井;
9月20日
恢複生產,湧水量為
100 m3
/h;
10月3日
,水量增至
150 m3
/h,後穩定在
100 m3
/h。
1990年11月3日
至
1991年3月14日
停停打打,進尺
7.8 m
,水量逐漸增大,增至
175 m3
/h;
4月3日
工作麵見一斷層破碎帶,巷道頂有水噴出,總湧水量猛增至
385 m3
/h;
4月25日
達
400 m3
/h,5月份共掘進
30.5 m
,
6月20日
湧水量高達
423.76m3
/h,後穩定在
230 m3
/h左右,經研究停止掘進,實施堵水工程。
後洋+
500 m
運輸大巷
1990年8月4日
開始出水,特別是1991年4月突水量大於
350 m3
/h後,
位於突水點西北約
500 m
的ZK10號水源孔在柯坑+
610 m
水倉的湧水量從>
70 m3
/h銳減為
8 m3
/h左右,造成礦區生產、生活的供水緊張局麵。經1991年9月和1992年3月兩次注漿堵水,水源孔的水位恢複正常。說明突水點的水源與ZK10號水源孔有水力聯係。即突水水源來自岩溶———裂隙承壓水。
3 突水因素03manbetx
後洋+
500 m
運輸大巷的突水已成為威脅上京礦區安全生產的懸而未決的災害問題,直接影響到礦區的開拓和延深,因此研究突水因素為防治水提供水文地質依據,對保證礦井安全生產和礦區的進一步開發建設是非常必要的。
3.1 突水水源03manbetx
當後洋+
500 m
水平大巷突水點突水後,位於突水點西北約
500 m
的ZK10水源孔在柯坑礦+
610 m
水倉的灰岩水湧水量從大於
70 m3
/h銳減為
8 m3
/h左右,造成供水的緊張局麵。實施堵水工程後,其水量又恢複正常。
從水質上看,突水點和ZK10號水源孔的灰岩水水質相近,同屬HCO3-—Ca2+型,為灰岩水的典型特征(見表1)。綜上所述,後洋+
500 m
水平大巷突水的水源
是灰岩水,是來自礦區棲霞灰岩的岩溶———裂隙承壓水。
3.2 突水水量特征
礦區棲霞灰岩的岩溶———裂隙承壓水水量的觀測結果如表2。
表2 棲霞灰岩岩溶—裂隙承壓水水量觀測結果表地點標高/m水量/m3·d-1
柯坑礦ZK10號水倉+610 3 000±後洋運輸大巷突水點+500 3 120±仙亭礦ZK10號孔割管取水點+500 3 800
突水點的水量,包括岩溶水和煤係水,
1991年6月20日
最大湧水量達到
423.76 m3
/h(即10
170m3
/d)。在擋水牆修建前後,穩定水量為
230 m3
/h(即5
500 m3
/d),此時岩溶水水位標高保持在+610~+
620 m
。因此,在
230 m3
/h的水量中,約有
100m3
/h的水來自煤係水,約有
130 m3
/h的水為灰岩水。
3.3 突水通道03manbetx
(1)鑽孔作為通道的可能性分析。從圖1中可以看出,突水點較近的鑽孔有補ZK7、補ZK3、ZK75以及新舊ZK3等鑽孔。
補ZK7孔位於108線,+
500 m
大巷從其北側擦邊而過,圖1顯示,該孔在擋水牆上穿過,位於大巷左側
25 m
。終孔灰岩,封孔料是黃土和水泥分段封孔。+
500 m
大巷掘進經過該孔附近時未見大的淋水和湧水。
補ZK3孔位於108線補ZK7孔以西
250 m
。終孔層位和封孔質量與ZK7孔相同。由於孔斜,在圖上距大巷約
150 m
,距大巷突水點達
400 m
,共間有F8斷層相隔。
以上2孔在地質資料上未發現斷層與之溝通,因此它們的封孔質量不大可能是導致突水的原因。ZK75號孔,位107線,從圖1上看,在突水前方約
200 m
處,終孔層位為灰岩,在鑽孔標高
446.51m
見一正斷層,即F8-2,雖然與含水層有一定的水力聯係,但距突水點距離遠,不是大巷突水的主要原因。
ZK3號孔,位於108線,有新、舊2個孔。調查顯示:ZK3(新、舊)兩孔在同一個孔位開孔,由於孔斜分叉成兩個孔。ZK3(新)孔深
600.52 m
,終孔層位P1W,鑽孔斜度較小,封孔材料是黃泥。在+500水平切麵圖上,ZK3(新)按孔斜計算後的落點已接近+
500 m
水平大巷,距突水點較近;ZK3(舊)孔深
690.29 m
,終孔層位進入P1q灰岩約
48 m
,有關資料表明,ZK3(舊)鑽孔記作“留作長期觀測孔”,未封孔。可見,ZK3(舊)鑽孔距突水點也較近,且未封孔,直接溝通灰岩岩溶———裂隙承壓水,與+
500 m
大巷突水點密切相關。
(2)斷裂構造作為通道的可能性分析。在+
500m
大巷突水點周圍的斷裂構造,F3、F19和F8係列斷層及26#煤層底板砂岩含水層的裂隙。
F3斷層為輾掩斷層位於文筆山組與童子岩組一段地層分界處,屬不導水斷層。
F19斷層離突水點平距約
610 m
,且在+
300 m
水平以下,雖有切割到灰岩使39#煤層底板與灰岩對口接觸,但因導水性弱,直接與26#煤層底板砂岩導通的可能較小。
F8斷層由108線補ZK7號鑽孔揭露,地質編錄提到,有一定的漏水。但+
600 m
和+
500 m
水平
大巷已揭露的F8斷層未發現有湧水現象,且突水點在F8斷層以東達
250 m
,可以排除其為導水通道。根據108和107勘探剖麵,在補ZK7、ZK3、ZK5及ZK75等幾個鑽孔內,發現了一組與F8性質相同,方向一致、呈雁行排列的小型正斷層,落差從幾米到十幾米,由孤孔控製,編號為F8-1、F8-2、F8-3,其中F8-1距突水點最近。F8-1斷層,見於ZK3號孔,鑽孔記錄中,第215層見到,標高
373.46 m
,破碎帶在鑽孔中為
0.8 m
。F8-1斷層與F3斷層相交,並切穿到棲霞灰岩。研究表明:這一組斷層雖然落差不大,破碎帶不寬,但派生裂隙發育是導通棲霞灰岩岩溶———裂隙承壓水的良好通道,且巷道揭露後,(及將來采動後),由於礦壓的作用,岩體應力重新分布,使貫穿於煤層頂、底砂岩含水層中的斷層“活化”,成為導水斷層,加之岩溶———裂隙承壓水的水壓作用,將含水層的水和岩溶水引入巷道造成突水。
4 結 論
綜上所述,造成後洋井田+
500 m
大巷突水的水源是岩溶———裂隙承壓水。突水通道最大可能是ZK3(舊)孔和F8-1斷層。即一是ZK3(舊)鑽孔溝通的岩溶水經由25#和26#煤層之間的砂岩含水層湧水+
500 m
水平大巷,造成突水。二是F3—P1w下伏的岩溶水經F8-1斷層與砂岩含水層溝通,導入+
500 m
水平大巷,引起突水。
參與文獻:
〔1〕 尹國勳,鄧寅生.煤礦環境地質災害與防治〔M〕.北京:煤炭工業出版社, 1997.
〔2〕 上京井田地質勘探報告〔M〕.閩西地質隊,1999.
〔3〕 上京政區永文地質調查報告〔M〕.福建省121地質隊,1999.
作者簡介:鮑道亮(1963-),男,副教授,1985年畢業於淮南礦業學院地質係,現在龍岩學院從事地質與安全的教學和科研工作。
