浅谈含水层铁北煤矿左部工作面松软砂岩含水层充水因素及开采情况

论文导读：二含水层：隔水层岩性为泥岩和砂质泥岩，大部分地段该层形态稳定、均匀、厚度较大，水力联系不密切。79-36号孔附近两个含水层合并为一层，在此处发生了水力联系。第二与第三含水层：隔水层岩性为砂质泥岩，该层全区广泛发育，分布稳定，厚度14.0m左右，水力联系不密切。第三与第四含水层：隔水层岩性为泥岩和砂质泥岩。该层分布较稳定
【摘 要】扎赉诺尔矿区铁北煤矿煤系地层属典型的“三软”地层，煤层顶板松软砂岩含水层具有一定流动性，极易造成井下溃水、溃砂，且顶板砂岩水随着回采涌入采空区乃至采煤工作面，因煤水混流使采煤作业环境恶化，甚至危及采区安全，造成经济损失。
【关键词】含水层；富水性；涌水量

一、水文地质条件

（1）左部首采工作面地质采矿条件。新一采区左部为新采区，左部以第七勘探线为界，右部以新一采区轨道下山和摘自：毕业论文格式字体www.7ctime.com
新二采区轨道下山为界，平均走向长2075m，倾斜宽2250m，面积0.0467km2，煤层倾角4°～7°之间，首采工作面于2006年形成，2008年工作面安装完毕。首采工作面走向长1965m，倾斜宽165m，面积324225m2，工作面上、下巷倾角2°，工作面上部标高+333.7m、下部标高315.7m。（2）左部水文地质条件。在左部区Ⅱ2a煤层之上共有5个含水层，由下至上分别为一含、二含、三含、四含、五含。第一，含水层。一是第一含水层。位于Ⅱ2a煤层之上，是距离煤层最近的含水层。一含岩性为砂砾、中、粗砂岩，胶结松散，厚度10.0m～17.7m。抽水试验结果：该层富水性较强，单位涌水量0.28l/s·m～1.12l/s·m，渗透系数2.47m/d～9.4m/d，属强富水含水层。二是第二含水层。全区发育，形态较稳定，含水层岩性主要为中砂岩、粗砂岩和砂砾岩，埋深96.3m～276.0m，厚度5.4m～22.0m，平均厚度13m，厚度变化较大，抽水试验结果：单位涌水量0.71l/s·m～0.78l/s·m，渗透系数3.5m/d～5.7m/d。二含是整个矿区中赋存相对稳定、富水性相对较强的含水层。三是第三含水层。全区发育，形态基本稳定，整体厚度变化不大。岩性主要为中、粗砂岩和砂砾岩，埋深87.0m～266.0m，厚度2.5m～15.00m，平均5.0m，单位涌水量0.55l/s·m～0.9l/s·m，渗透系数6.78m/d～7.13m/d。四是四含水层。全区发育，基本形态稳定。岩性主要为细砂岩—中砂岩、埋深85.2m～255.7m，厚度2.2m～10.0m，平均厚度6.0m。五是第五含水层。全区发育，形态不稳定，起伏较大。岩性主要为细砂岩～中砂岩，埋深68.4m～241.0m，厚度2.9m～12.4m，平均厚度7.0m。在75-34号孔附近与第三、四含水层合并为一层，合并层厚度较大。第二，含水层之间水力联系分析。第一与第二含水层：隔水层岩性为泥岩和砂质泥岩，大部分地段该层形态稳定、均匀、厚度较大，水力联系不密切。79-36号孔附近两个含水层合并为一层，在此处发生了水力联系。第二与第三含水层：隔水层岩性为砂质泥岩，该层全区广泛发育，分布稳定，厚度14.0m左右，水力联系不密切。第三与第四含水层：隔水层岩性为泥岩和砂质泥岩。该层分布较稳定，水力联系不密切。79-36、79-41号孔附近两者合层，发生水力联系。第四与第五含水层：隔水层岩性为泥岩。该层分布稳定，厚度较大，两含水层水力联系不密切。75-34号孔附近两者合层，发生了水力联系。

二、开采期间涌水量变化规律

左部首采工作面开采期间，涌水量25m3/h～100m3/h，平均64m3/h。该面于2010年8月19日正式试采，推进至8月25日时，涌水量达30m3/h，当推进至19m（8月29日）时，工作面涌水量达70m3/h，30m时（9月2日），工作面涌水量达到90m3/h，持续推进至83m（9月19日）时，涌水量减少至20m3/h，疏水钻孔涌水量530m3/h～795m3/h，平均587m3/h。放水量在工作面推进至300m时，达到795m3/h，随后，稳定在550m3/h左右，直至工作面回采结束。

三、首采工作面开采情况分析

左部首采工作面采高3.2m，根据覆岩破坏发育高度预计，采高3.2m的条件下，垮落带和导水裂缝带发育高度7.67m和25.4m。疏水钻孔揭露的首采工作面顶煤与顶板隔水层厚度之和22.92m～35.57m，顶板隔水层厚度大于导水裂缝带发育高度，在工作面初次来压时，涌水量达到90m3/h，在开采初期，水位上升速度较快，随后水位呈缓慢上升趋势，从水位变化规律来看，采动影响并论文导读：表明二含与一含在首采工作面水力联系密切。四、结论铁北煤矿左部II2a煤层上部赋存有多个含水层均属强富水含水层，它们对工作面的安全生产构成了威胁，其中一含、二含是影响工作面安全生产的主要含水层。通过水位变化规律进一步证明通过疏放一含兼顾疏放二含可以降低含水层的水位。加大放水力度使含水层水位下降有利于
未波及到一含。进一步分析长观孔水位变化规律，从放水量和水位变化规律对应关系分析，在放水量从575m3/h突然增大到795m3/h后，一含水位从上升变为下降，之后，放水量减小，一含水位在平稳一段时间后，仍呈上升趋势，这进一步表明，一含水水位变化主要受放水影响，采动影响对一含的影响小。二含与一含水位变化呈同步趋势，也表明二含与一含在首采工作面水力联系密切。
四、结论
铁北煤矿左部II2a煤层上部赋存有多个含水层均属强富水含水层，它们对工作面的安全生产构成了威胁，其中一含、二含是影响工作面安全生产的主要含水层。通过水位变化规律进一步证明通过疏放一含兼顾疏放二含可以降低含水层的水位。加大放水力度使含水层水位下降有利于安全回采。