内蒙古鲁新矿井地质特征分析及现阶段防治水对策

内 蒙 古 鲁 新 矿 井 地 质 特 征 分 析 及 现 阶 段 防 治 水 对 策

亓荣强 ， 于绪峰

(内蒙古鲁新能源开发有限责任公司， 内蒙古 锡林郭勒盟 026321)

摘 要 ： 通过 对 内蒙古鲁新 矿 矿 区地 质 及含 水层 富 水性特 征 的分析 ， 指 出 了矿 井 当前 防治

水工作的重点及预 防措施 ， 对矿 井安全生产具有一定的指导意义。

关键 词 ： 裂 隙水 ; 地 质 特征 ; 煤 系地层 ; 矿 井 涌水 ; 防 治水

内蒙古鲁新矿井地质条件复杂 ， 区内地层以 中

生 界地 层 为 主 ， 区 内除 发育煤 系基 地 火 山角砾 岩 、 火

成 岩 外 ， 多发 育灰 色砂 质泥 岩 、 粉砂岩 、 细砂岩 ， 无 明

显标志层 ， 煤层对 比困难 ; 井 田内含水层 多， 含水层

虽 以孔隙裂隙水为主 ， 但水量大 ， 含水层抽水后水位

恢 复 较快 ， 其 含水 性 及 透水 性 在 水 平 与 垂 直 方 向 上

变 化 大 。

1 矿井地质特征

本 区为 一 封 闭 聚煤 盆 地 ， 地层 近似 为 北 东 一 南

西 走 向 的向斜 ， 煤层 为 一套 内陆 山 问盆 地 沼 泽 相 的

含煤沉积 ， 煤层间的超覆现象 明显， 盆地基底为火成

岩 ， 煤 系地 层 与火成 岩 大角 度不 整合 相交 ， 煤 系地 层

产 状平 缓 。

矿 区断层 发 育 ， 全 部 为 正 断 层 ， 以北 北 东 向 为

主。倾角多数集 中在 6O。 ～7O。 。落差大于 70 rn 的

断层仅 1 条 ， 其余均小于 35 m ; 延展长度大于 2000

I n 的断层 3 条 ， 延展 长 度大 于 1000 1 TI 的断 层 4 条 ，

延 展 长度 大 于 500 1 TI 的断 层 8 条 ， 1 条 延 展 长 度 为

380 m 。断 层 多 集 中在 矿 井 的西 南 部 ， 对 煤 层 的 稳

定性 造成 一定 程度 的破 坏 。

2 水 文地 质特征

矿井水 文地质条件属中等偏复杂的充水矿床。

含水层共发育四层 ， 自上而下分别 为第 四系含水砂

砾 层 、 新 近系砂 砾 岩含 水层 、 煤 系地层 砾 岩 一砂 岩 含

水 层 、 煤 系基 底 火 山凝 灰 岩 含 水 层 ， 含 水 层 总 厚 度

3 9 1 .7 m 。

2. 1 含水 层 特征

(1) 第 四系 含 水 砂 砾 层 厚 1. 50 ～ 56. 80 m ， 平

均 14. 77 I TI， 主要 为现 代 冲洪积 物 ， 分 布 于各 山间 缓

坡地带和河流冲沟附近。含水砂层 以中细砂 、 粗砂

为 主 ， 局 部 有细 砂 和粉 砂 ， 透 水 性 较 强 ， 单 位 涌 水 量

1. 129～1. 344 L / s. I TI， 涌水 量 24. 2 m 。 / h ， 直 接接 受

大气降水补给 。该层水量较大 ， 但分布不均 ， 厚度较

薄 ， 距离煤层较远 ， 属间接充水含水 层 ， 对煤层开采

影 响不 大 。

(2) 新 近 系 砂 砾 岩 含 水 层 厚 56. 25 ～ 108. 45

1 TI， 平 均 83. 57 m ， 上 部 为 砂 质 泥 岩 段 ， 下 部 为砾 岩

层 ， 砾径 0. 1～3o cm 不 等， 泥质胶结 ， 固结程度差 ，

松 散 、 易碎 、 含水 较 丰 富 。单 位 涌 水 量 为 0. 5636～

1. 0935 L/ s. In ， 渗透 系数 1. 112～ 1. 790 m / d， 涌 水

量 38. 5～59. 4 m 。 / h ， 为富水性中等至强的含水层 。

本 组地 层与 煤 系地 层 呈 剥 蚀 关 系 ， 大 部 分 砂 砾层 直

接与煤层不整合接触 ， 对煤层 的开采威胁较大。

(3) 煤 系地 层 砾 岩 、 砂 岩 含 水 层 主要 岩性 以 泥

岩 、 粉 砂 岩 为 主 ， 局 部 为细 砂 岩 、 粗 砂 岩 及砾 岩 。总

厚度 152. 95 m ， 孔隙率较高 ， 含水性较强 ， 单位涌水

量 为 0. 562～1. 4907 L / s. in ， 渗 透 系数 为 0. 4523～

4. 4523 m / d， 富 水性 为 中等 至 强 的含 水 层 。该 层 富

水 性不 均一 ， 同一含 水层 富水 性 相差较 大 ， 属 直接 充

水 含水 层 ， 对煤 层 开采影 响较 大 。

(4) 煤 系基 底 火 山凝 灰 岩 含 水 层 为 杂 色 凝 灰

岩 、 火 山熔 岩 ， 致 密 、 较硬 。该 层 富水性 较 弱 ， 属 间接

充 水含 水层 ， 对 煤层 开采 影 响不 大 。

2. 2 矿 井涌 水量

目前矿井井下总涌水量为 151 m 。 / h ， 其 中， 煤

系 基底 火 山岩 含 水 层 涌 水 量 94. 9 m 。 / h ， 占矿 井 总

涌 水 量 63. 3 ; 煤 系地层 涌 水量 为 55. 0 rn / h ， 占矿

井 总涌 水量 的 36. 7 。

随着矿井生产建设 的逐步推进 ， 特别是井巷工

程对煤系地层的逐步揭露 ， 矿井涌水量将逐步增加 ，

水 源将 以 目前火 山岩 裂 隙水为 主逐 步过 渡为 以煤 系

地层 砂 砾 岩 裂 隙水 为 主。至矿 井 开 采 第 一水 平

亓荣 强， 等 ： 内蒙古鲁新矿 井地 质特征分析及现阶段防治水对策 99

(+ 570 m ) 时， 矿 井 正 常 涌 水 量 将 增 大 至 1940

I I1。 / h ， 该水量是在新近系底界面 留足 防水煤柱 ， 矿

井未 发生 突水 的情 况 下 ， 开 采 + 570 m 水平 矿井 正

常煤 系地 层 出水量 。

3 矿 井水害 防治工作存在 问题及 相应对策

(1) 由于煤系地层岩层硬度小 ， 岩层极松软、 破

碎 ， + 570 m 石门及轨道反 上山揭露煤岩层硬度系

数为 0. 96～1. 25 ， 属极松软岩层。若局部范围再受

地下水及隐伏断层、 裂隙等地质构造影响， 将使工作

面围岩极易松软 、 破碎 。为确保巷道施工安全， 巷道

施 工 中应进 一 步加强 支 护并采 取安 全措 施 。

(2) 由于巷道施工范 围内断层、 裂 隙等隐伏地

质构造难以控制， 隐伏地质构造极易将 岩层裂 隙水

导至工作面， 给施工造成威胁 ; 以及工作面进入煤系

地层后， 岩性变化大 ， 工作面实际揭露煤岩层与物、

钻探资料误差较大 ， 导致砂砾岩含水层预测位置 的

不可靠及遗漏 ; 同时 由于物探划定 的异常区存在误

差 ， 上述不利因素将影 响工作面水文地质条件预测

预报的准确性 ， 增 加工作 面安全施工 的不确定性。

为确 保巷 道施 工安 全 ， 在 对 工 作 面 物 探 异 常 区及 砂

砾岩含水层布置钻孑 L进行探放水 的基础上 ， 应注重

加强工作面超前支护。

(3) 为了保证工作面探放水钻孔的施工质量及

探放效果 ， 探放水钻孑 L位置应布置在工作面迎头， 以

确保将工作面前方范 围内积水放净 ， 在巷道前方发

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途径 ， 同时生产各种满足用户需求的产品 ， 相信在不

久将来 ， 我国乳化炸药生产工艺定能达 到一 个更高

的水平 。

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育隐伏地质异 常体及含水层情况下保证巷 道施工

安 全 。

(4) 在工作面迎头出现潮湿 、 变冷、 挂汗 、 渗水 、

滴水、 淋水、 涌水以及裂隙、 断层 、 岩层变化等异常情

况下 ， 应及时加强支护并采取安全措施 。

(5) 为避免水 害事故 的发生 ， 矿井 开采前应采

取井上下物 、 钻探及水文地质分析等手段 ， 查明首采

区各含水层富水性及其 间水力联系， 掌握地 下水运

动 特征 及变 化 规律 。同 时 ， 通过 在 井 上 下 水文 观 测

孔 安设 水压 自记 仪 、 在 重 要 过水 地 点 安 设 流量 自记

仪等 自动监测仪器 ， 实时采集含水层的水文动态信

息， 对首采 区各含水层富水性及其变化实施动态监

测 、 监 控 ， 以便进 行水 文 地质分 析 预测 。当发生 水 害

隐患时能及时采取措施处理， 从而保 障首采区安全

生产 ， 达到预防治理矿井水害的 目的。

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(收 稿 日期 ： 2011-09— 20)

作者简介 ： 亓荣强(1963一)， 男， 山东莱芜人 ， 高级 工程师 ， 硕

士 ， 致 力于巷道 支护、 矿压观测及水文观测技 术研 究 ， E m ail：

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(收 稿 日期 ： 201卜ll一 29)

作者 简介 ： 对宇星(1966一)， 男， 湖 南宁乡人 ， 高级工程 师， 主

要 从 事 民爆 器材 设 备 的 设 计 与 研 究， Em ai l： lyx660108 @

16 3. co m