內蒙古魯新礦井地質特征分析及現階段防治水對策

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 ， 於緒峰

(內蒙古魯新能源開發有限責任公司， 內蒙古 錫林郭勒盟 026321)

摘 要 ： 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。

關鍵 詞 ： 裂 隙水 ; 地 質 特征 ; 煤 係地層 ; 礦 井 湧水 ; 防 治水

內蒙古魯新礦井地質條件複雜 ， 區內地層以 中

生 界地 層 為 主 ， 區 內除 發育煤 係基 地 火 山角礫 岩 、 火

成 岩 外 ， 多發 育灰 色砂 質泥 岩 、 粉砂岩 、 細砂岩 ， 無 明

顯標誌層 ， 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 ， 含水層抽水後水位

恢 複 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 一 南

西 走 向 的向斜 ， 煤層 為 一套 內陸 山 問盆 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

岩 ， 煤 係地 層 與火成 岩 大角 度不 整合 相交 ， 煤 係地 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 6O。 ～7O。 。落差大於 70 rn 的

斷層僅 1 條 ， 其餘均小於 35 m ; 延展長度大於 2000

I n 的斷層 3 條 ， 延展 長 度大 於 1000 1 TI 的斷 層 4 條 ，

延 展 長度 大 於 500 1 TI 的斷 層 8 條 ， 1 條 延 展 長 度 為

380 m 。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複雜的充水礦床。

含水層共發育四層 ， 自上而下分別 為第 四係含水砂

礫 層 、 新 近係砂 礫 岩含 水層 、 煤 係地層 礫 岩 一砂 岩 含

水 層 、 煤 係基 底 火 山凝 灰 岩 含 水 層 ， 含 水 層 總 厚 度

3 9 1 .7 m 。

2. 1 含水 層 特征

(1) 第 四係 含 水 砂 礫 層 厚 1. 50 ～ 56. 80 m ， 平

均 14. 77 I TI， 主要 為現 代 衝洪積 物 ， 分 布 於各 山間 緩

坡地帶和河流衝溝附近。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 湧 水 量

1. 129～1. 344 L / s. I TI， 湧水 量 24. 2 m 。 / 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 係 砂 礫 岩 含 水 層 厚 56. 25 ～ 108. 45

1 TI， 平 均 83. 57 m ， 上 部 為 砂 質 泥 岩 段 ， 下 部 為礫 岩

層 ， 礫徑 0. 1～3o cm 不 等， 泥質膠結 ， 固結程度差 ，

鬆 散 、 易碎 、 含水 較 豐 富 。單 位 湧 水 量 為 0. 5636～

1. 0935 L/ s. In ， 滲透 係數 1. 112～ 1. 790 m / d， 湧 水

量 38. 5～59. 4 m 。 / h ， 為富水性中等至強的含水層 。

本 組地 層與 煤 係地 層 呈 剝 蝕 關 係 ， 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 係地 層 礫 岩 、 砂 岩 含 水 層 主要 岩性 以 泥

岩 、 粉 砂 岩 為 主 ， 局 部 為細 砂 岩 、 粗 砂 岩 及礫 岩 。總

厚度 152. 95 m ， 孔隙率較高 ， 含水性較強 ， 單位湧水

量 為 0. 562～1. 4907 L / s. in ， 滲 透 係數 為 0. 4523～

4. 4523 m / 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 係基 底 火 山凝 灰 岩 含 水 層 為 雜 色 凝 灰

岩 、 火 山熔 岩 ， 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 井湧 水量

目前礦井井下總湧水量為 151 m 。 / h ， 其 中， 煤

係 基底 火 山岩 含 水 層 湧 水 量 94. 9 m 。 / h ， 占礦 井 總

湧 水 量 63. 3 ; 煤 係地層 湧 水量 為 55. 0 rn / h ， 占礦

井 總湧 水量 的 36. 7 。

隨著礦井生產建設 的逐步推進 ， 特別是井巷工

程對煤係地層的逐步揭露 ， 礦井湧水量將逐步增加 ，

水 源將 以 目前火 山岩 裂 隙水為 主逐 步過 渡為 以煤 係

地層 砂 礫 岩 裂 隙水 為 主。至礦 井 開 采 第 一水 平

亓榮 強， 等 ： 內蒙古魯新礦 井地 質特征分析及現階段防治水對策 99

(+ 570 m ) 時， 礦 井 正 常 湧 水 量 將 增 大 至 1940

I I1。 / h ， 該水量是在新近係底界麵 留足 防水煤柱 ， 礦

井未 發生 突水 的情 況 下 ， 開 采 + 570 m 水平 礦井 正

常煤 係地 層 出水量 。

3 礦 井水害 防治工作存在 問題及 相應對策

(1) 由於煤係地層岩層硬度小 ， 岩層極鬆軟、 破

碎 ， + 570 m 石門及軌道反 上山揭露煤岩層硬度係

數為 0. 96～1. 25 ， 屬極鬆軟岩層。若局部範圍再受

地下水及隱伏斷層、 裂隙等地質構造影響， 將使工作

麵圍岩極易鬆軟 、 破碎 。為確保巷道施工安全， 巷道

施 工 中應進 一 步加強 支 護並采 取安 全措 施 。

(2) 由於巷道施工範 圍內斷層、 裂 隙等隱伏地

質構造難以控製， 隱伏地質構造極易將 岩層裂 隙水

導至工作麵， 給施工造成威脅 ; 以及工作麵進入煤係

地層後， 岩性變化大 ， 工作麵實際揭露煤岩層與物、

鑽探資料誤差較大 ， 導致砂礫岩含水層預測位置 的

不可靠及遺漏 ; 同時 由於物探劃定 的異常區存在誤

差 ， 上述不利因素將影 響工作麵水文地質條件預測

預報的準確性 ， 增 加工作 麵安全施工 的不確定性。

為確 保巷 道施 工安 全 ， 在 對 工 作 麵 物 探 異 常 區及 砂

礫岩含水層布置鑽孑 L進行探放水 的基礎上 ， 應注重

加強工作麵超前支護。

(3) 為了保證工作麵探放水鑽孔的施工質量及

探放效果 ， 探放水鑽孑 L位置應布置在工作麵迎頭， 以

確保將工作麵前方範 圍內積水放淨 ， 在巷道前方發

(上接 第 97 頁 )

途徑 ， 同時生產各種滿足用戶需求的產品 ， 相信在不

久將來 ， 我國乳化炸藥生產工藝定能達 到一 個更高

的水平 。

參考文 獻 ：

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育隱伏地質異 常體及含水層情況下保證巷 道施工

安 全 。

(4) 在工作麵迎頭出現潮濕 、 變冷、 掛汗 、 滲水 、

滴水、 淋水、 湧水以及裂隙、 斷層 、 岩層變化等異常情

況下 ， 應及時加強支護並采取安全措施 。

(5) 為避免水 害事故 的發生 ， 礦井 開采前應采

取井上下物 、 鑽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 間水力聯係， 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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(收 稿 日期 ： 2011-09— 20)

作者簡介 ： 亓榮強(1963一)， 男， 山東萊蕪人 ， 高級 工程師 ， 碩

士 ， 致 力於巷道 支護、 礦壓觀測及水文觀測技 術研 究 ， E m ail：

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(收 稿 日期 ： 201卜ll一 29)

作者 簡介 ： 對宇星(1966一)， 男， 湖 南寧鄉人 ， 高級工程 師， 主

要 從 事 民爆 器材 設 備 的 設 計 與 研 究， Em ai l： lyx660108 @

16 3. co m