刘桥一矿岩溶陷落柱导水性概况
顶板砂岩含水层下采煤工程实例
四顶板砂岩含水层下采煤工程实例5.试验矿井水文地质条件刘桥一矿地处淮北矿区境内，主采二迭系下石盒子组和山西组的四、六煤层。
煤厚分别为1.8m和2.85m，全区分布较稳定，倾角10º~45º，平均28º。
煤系上覆新生界松散层，厚105~155m,平均120 m；下伏石炭系太原群灰岩组累厚130m。
矿井地而标高+30m,生产水平标高-330~-120m.。
开采四煤层时矿井的直接充水源是开采煤层的顶板砂岩含水层，既四煤层顶板顶板（七含）砂岩裂隙水（见图3-四-1）。
矿井的正常涌水量为300~580m3/h,其中七含水占70%以上。
图3-四-1 刘桥一矿煤层水文地质剖面图（B线）七含水自1981年5月矿井投产产到1982年期间，开拓巷道时均发生突水，回采时4个采区都曾不同程度地发生过水害事故，虽未造成人身伤亡，但使生产一度处于被动局面。
例如四煤工作面单产降低，煤量损失达数万t，支柱丢失数百根。
更重要的是在职生产中产生了恐水思想。
为此，开展了四煤层顶板砂岩裂隙水水的治理研究。
通过实践与研究，掌握了砂岩裂隙水的分布、富集规律，以及工作面水害的综合治理经验，扭转了生产被动局面，从而保证了生产的正常进行。
（1）四煤层顶板砂岩裂隙水（七含）分布及富集规律七含主要分布于4煤层顶板，一般为中~细粒砂岩，多层结构，北厚南薄（一般18~6m），北硬南软，富水性北强南弱，于北部部41、42采区常为煤层的直接顶板，而到南部43采区则与4煤层间夹有几米厚的砂质泥岩等软岩。
钻孔单孔放水量在-330m标高，最大达94m3/h，干扰放水条件下单孔最大放水量达50m3/h。
属中等富水性。
①四煤层顶板岩性及结构控制着裂隙水的分布与富集基岩的地层结构是构造裂隙形成的基础和前提，据统计，井田内砂岩累计厚度及单层厚度自南向北逐渐增大，含砂岩比例增高。
因此，七含在北部较南部裂隙发育，蓄水条件及连通性好，故出水点集中、水量大、易于疏放，在南部则以条带状裂隙为主，蓄水段不连续，出水点分布较零散。
张集井田岩溶陷落柱地质特征与导水性浅析
Ｏ ． 引言 ２ ０ ０ ４年三维地震勘探发现在张集煤矿西三采 区的西北角存在 一 疑似岩溶陷落柱 ． 据三维地震勘探资料 解释 ． 该 陷落柱 在 ８ 煤层 的形 态为一近似椭圆形 ． 其长轴近东西 向 、 长约 １ ７ ０ ｍ ， 短轴近南 北向 、 宽约 １ ６ ０ ｍ 。陷落柱 的存在 。 不仅直 接影响西三采 区 ８ 煤及以下各开采煤层
６ ３ ． Ｏ ｍ ．降深仅为 ２ ． Ｏ ｍ 经盐化扩 散实验验证 ． 在８ ８ ２ ． ０ 米 以下一直 到井底 ． 该 井段为 石 灰岩 ， 存在较多的溶洞及 裂隙 ， 根据实 际钻探资料显示 ， 溶洞有 四处 ， 分别位于 ８ ８ ３ ． ６ １ ～ ８ ８ ４ ． ８ １米 、 ８ ８ ９ ． Ｏ ０ ～ ８ ８ ９ ． ７ ０米 、 ９ １ ０ ． ２ ８ ～ ９ １ ０ ． ４ ８米 和 ９ １ ３ ． １ ３ — ９ １ ４ ． ９ ３米 ． 由于其 中含 水量丰 富 ， 水平 流动较快 ， 致使井液 盐 化后在极短的时间里恢 复到初始状态 ． 再加上测量仪器在此 井段经常 受阻 ， 使得测量曲线存在 时间上 的断续 。 从 曲线上可以看出 ． 测量时该 井段井液没有 盐化 ． 水的漏 出速度大于 ０ ． ６ ３ ６ ７ 米３ ／ ￣ ｌ ｘ 时。 终孔对钻孔进行抽水试验 ．抽水层位为太 灰＋ 奥灰 ＋ 寒灰 ．深度 ７ ０ １ ． ７ ５ ９ ２ ２ ． ８ ８ ｍ． 层厚２ ２ １ ． １ ３ ｍ． 其中含水层 ８ Ｏ ． ９ ３ ｍ。岩性主要由石灰 岩组成 ． 尤其寒灰段水量 丰富 太灰＋ 奥灰＋ 寒灰层段横向径 流条件较 畅， 使含水层 水力坡度较小 ， 影 响范 围较大 。 表 明该 区太灰＋ 奥灰＋ 寒灰 层段含水层具 富水性 根据抽水试验过程 中对张集煤矿岩溶陷落柱钻 孔及张集 煤矿观测 孑 Ｌ 补Ｉ Ｘ Ｌ Ｚ ２ 、 补Ｉ Ｘ Ｌ Ｚ ３ 、 补Ｉ ｘ【 ｚ ４孑 Ｌ 水位 呈缓 慢 上升趋势 ， 变动幅度 小。西风井 ｃ ３ 一Ｉ、 西风井 ｃ ３ 一Ⅱ、 西风井 ｃ ３ 一Ⅲ、 西风井 Ｏ ２、 六一 六西 ｃ ３ 一 Ⅱ观测的水位观测数据 的分析 ， 同步观测 及
西山煤田古交矿区陷落柱特征及其导水性分析
ｈ ｅ ａ ｂ ｔ ｅ ｏｌｅｍｓ ｄｕｐ ｒ ｉ ｏ ｏ ｔ ｎｓ ｏｇａｕｆ ｉ ｃ ｔｕ， ｕ ｎ ｏ ｌ ｂ ｋｃｔ ｎｎ ｔ ｔｅｉｔ ｖｌ ｅ ｅｎｃａ ｓａ ｎ ｐ ｅ ｊ ｇｕＦ ｒ ａｉ ｔ ｎ ｑ ｉ ｒｓ ｕｔ ｔｉ ，ｈ ｓｄ ｒ ｇｎｒ ａ ｌｃ ｕ ｍｉｉ ， ｅ ｎｒ ｗ ａ Ｍａａ ｍ ｏ ｒ ｅｉｑ ｅｈ ｋ ｉ ｍ ｏ ｇｈ
第 ２ 卷 ４期 ２ ２１ ００年 ４ 月
ｄ ｉ１．９ ９ ．ｓ．６ ４ １０ ．０００ ． ｏ：０３６ ６ｉ ｎ１７ — ８ ３２ １． １ ｓ ４０
文章 编号 ：６４ １０ （００ ０— ０ ０ ０ １７～ ８ ３２ １ ）４ ０ ４ — ５
中 国 煤 炭 地 质
Ｃ０ＡＬ ＯＬＯＧＹ ＧＥ ＯＦ ＣＨＩ ＮＡ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｅｏ ｒｅ ｄＥ ｒ ｃ ｎ ｅ Ｃ ｉａＵ ｉｅｓｙｏ ｎｎ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｓｕ ｃｓａ ａｔ Ｓ ｉ ｃ， ｈｎ ｎｖｒｉ ｆ ｉｇ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｘ ｚ ｏ ， ｉｎ ｓ ２ ０ ８ Ｒ ｎ ｈ ｅ ｔ Ｍｉ ｅ ｈ ｏ ｇ ， ｕ ｈ ｕ Ｊ ｇｕ ２ １ ０ ） ｏ ａ
刘桥一井田北部断裂构造导水特征分析
刘桥一井田北部断裂构造导水特征分析（张广好皖北煤电集团公司刘桥一矿，安徽省濉溪县，234001）基金项目：安徽省教育厅自然科学基金摘要根据钻孔揭露时的简易水文观测、矿井放水试验、瞬变电磁（TEM）法探水资料及井下煤（岩）巷揭露断层时断层的淋水、涌水情况和工作面出水期间断层两盘水文观测孔的水位变化情况，对断层导水性特征进行了分析。
研究表明井田内主要断层导水性具有明显的差异性，导水断裂以北北东走向为主。
关键词断裂构造展布方向导水性1前言刘桥一井田位于安徽省淮北市濉溪县刘桥镇境内。
矿井西北以土楼断层和谷小桥断层与刘桥二矿为界，东南以刘桥断层为界；浅部至六煤层露头，深部至-600m水平。
该井田构造位置处于中朝板块南缘，郯庐断裂西部，徐宿弧形推覆构造中段的大吴集复向斜南部的翘起端，总体上为一不完整的向斜构造形态（图1）。
地层倾角一般在8°~15°，受构造影响局部倾角变化较大，构造较为发育。
区内落差大于10m的断层25条，其中正断层19条，逆断层6条。
根据钻探和井巷揭露，井田内所见地层有：奥陶系、石炭系、二叠系、第三系和第四系，主采二叠系下石盒子组及山西组的四、六煤层。
随着六煤层回采与矿井的延深，底板下伏太原组灰岩水（简称太灰水）和奥陶系灰岩溶水（简称奥灰水）的突水危险将日趋突出，而大多数突水都与断裂构造有明显关系，因此，研究断裂构造的导水性，对井田预防底板突水具有十分重要的意义。
2井田主要断层导水性分析陈集断层导水性陈集断层位于井田北部，向斜轴部东翼附近，为逆断层。
断层走向NE，倾向SE，倾角25～60°，落差0~30m。
其落差小于六煤底板隔水层厚度，因此不存在断层与煤层的对接。
井下巷道多次穿过该断层，仅局部地段出现滴水，表明断层垂向不导水。
图1刘桥矿区构造图（略）该断层水平方向隔水性明显。
为了研究矿井太灰水位变化规律，2001年在井田深部12线附近的陈集断层两盘分别布置了水（下盘）和水（上盘）太灰水位观测孔，两孔水平距离500m 左右。
刘桥一井田北部断裂构造导水特征分析
前言北部断裂带是中国北方油气勘探的重要领域之一。
该断裂带中移动断层（或称剪切带、裂隙带）的发育特征是制约油气勘探评价的重要因素之一。
刘桥一井田位于北部断裂带内，本文将通过对刘桥一井田北部断裂构造导水特征的分析，探讨该断裂对油气的控制作用，为后续油气勘探评价提供科学的依据。
初步分析刘桥一井田位于河北省临漳县北部，整个油气藏区受子阳凹陷和临漳凹陷控制，深层断裂发展发育活跃，裂缝、孔洞等次生储层发育频繁。
对刘桥一井田进行初步分析，可以发现：•北部断裂发育显著•原油水井储层与深层烃源岩有很好的连通性•水，石油等物质迁移能力度大由此的初步分析可以初步判断刘桥一井田油气资源丰富，并且受北部断裂制约。
断裂构造导水特征分析为了更深入地探究北部断裂的导水能力，我们对刘桥一井田北部断裂带进行了详细的分析。
断裂带厚度通过对刘桥一井田北部断裂带进行地质剖面分析，我们可以发现该断裂带厚度比较大。
次生孔洞、裂缝中水溶物迁移成因比较复杂，分析表明有一部分物质可以通过断裂带导水，这为油气勘探提供了更广阔的空间。
次生孔洞、裂缝与断裂在刘桥一井田北部断裂带中，次生孔洞、裂缝发育频繁，可以发现这些次生孔洞、裂缝与断层关系密切，这为刘桥一井田的油气勘探提供了新的探索方向。
通过对断裂带与次生孔洞、裂缝关系的分析和研究，可以更加深入地了解断裂带对物质的有效导水作用。
断裂带下部储层及油气分布规律断裂带下部是储层分布区，该区域根据地质特点可以大致分为上、中、下3个层位。
从上往下分别依次为泥质岩，灰岩和页岩，岩石的微观构造不存在明显的变化。
储层内部孔隙发育程度不同，主要有溶孔、微裂缝、良好压实孔隙等类型。
同时，在这个区域揭示的油气聚集规律是成层状分布，整个区域具有广泛的前景和巨大的开发潜力。
总结通过对刘桥一井田北部断裂构造导水特征的分析，我们可以发现该断裂在油气勘探过程中起着重要的控制作用。
北部断层发育显著，原油水井储层与深层烃源岩有很好的连通性，水，石油等物质迁移能力度大等特点使该断层具有优异的导水能力，这将有利于后续的油气勘探开发。
刘桥一矿岩溶陷落柱成因特征及岩体力学条件
Genetic Feature of Karst Collapse Column and Rock Mechanical Condition in the First Mining Area of
Liuqiao
作者： 吴文金 [1];杨为民 [2];范春学 [1];张秀冰 [3]
作者机构： 中国矿业大学(北京校区),北京,100083;北京工业职业技术学院,北京,100042[1]安徽理工大学,淮南,232001[2]中国煤炭地质总局173队,河北,072750[3]
出版物刊名： 北京工业职业技术学院学报
页码： 1-5页
主题词： 岩溶陷落柱;成因;岩体力学
摘要：刘桥一矿是淮北煤田陷落柱发育数量最多、面积最大的矿井,根据刘桥一矿已揭露的
岩溶陷落柱的现场调查,结合以往华北煤田陷落柱资料,从刘桥一矿岩溶陷落柱发育的地质背景、岩溶陷落柱发育分布特征,探讨岩溶发育特征及对岩溶陷落柱形成的影响和岩溶陷落柱形成的岩体力学条件,对未开采区进行预测,为煤矿安全生产提供地质资料.。
矿井地质学陷落柱嘟嘟
3）导水煤炭资源受高压水威胁不能开采，势必造成资源浪费。
1.4 典型陷落柱突水淹井案例
发生地点 开滦范各庄2171工作面
15、我就像一个厨师，喜欢品尝食物。如果不好吃，我就不要它。2021年8月上午1时21分21.8.2201:21August 22, 2021
16、我总是站在顾客的角度看待即将推出的产品或服务，因为我就是顾客。2021年8月22日星期日1时21分26秒01:21:2622 August 2021
17、利人为利已的根基，市场营销上老是为自己着想，而不顾及到他人，他人也不会顾及你。上午1时21分26秒上午1时21分01:21:2621.8.22
主讲人： 嘟嘟
岩溶陷落柱探查与治理
主要内容
1概论
1.1 陷落柱的概念与基本特征 1.2 陷落柱分类 1.3 陷落柱对煤矿安全的危害 1.4 典型陷落柱突水淹井案例
2陷落柱探查方法
2.1 “中间层”综合水文地质试验 2.2 物理探查 2.3 陷落柱发育区预测技术 2.4 巷道掘进与工作面回采陷落柱探测
化，圈定奥灰低水位与“中间层”含水层高水
位重叠“异常区”，同时进行示踪剂连通试验，
奥灰水位
确认奥灰水与“中间层”含水层的水力联系，
井下向“异常区”施工验证钻孔，进一步确认
中间层水位
“异常区”的性质与具体位置。范各庄矿通过
此方法确定了3个导水陷落柱。
中间层放水试验圈定陷落柱示意图
2.2 物理探查
（1）三维地震 一般情况下，陷落柱内常常是松散充填物，而周边是正常的岩层，
刘桥一矿三水平水文地质特点分析
收 稿 日期 ：０ ６ ９ １ ２ ０ —０ —１
作者简介 ： 昌伟（ ９２一） 男 ， 南矿业学 院矿建专业毕业 ， 董 １６ ， 淮 工程师。
维普资讯
６
北 京 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报
第 ６卷
图 １ 刘桥 一矿 水 文构造 简 图 二 矿相 接 ， 达 一７０ 等 高线 。构 造上 受 陈集 向斜 北 ５ｍ 见三水 平水 文剖 面简 图 （ 图 ２ 。 见 ） ２３高 水位 的危 害 ． 据水 文 动 态 资料 ， 灰 和奥 灰 含 水层 组 是 接受 太 第 四系底 部砂 层孔 隙水 的越 流或 区域 的水平迳 流 补
ｑ ｅ ｔ ｎ ：ｈ ｇ ｔ ｒ ｌｖ ｌ ｄ ｈ ｄ ｅ ａ ｓ ｉ ａ 、 ｔ ｈ ｓ ｉ ｏ ｒ ａ ｔ ｓ ｎ ｆ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ ｇ ｉ ｉ ｇ ｏ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｕ ｓ ｉ ｓ ｉ ｈ ｗａ ｅ ｅ ｅ ｉ ｄ ｎ ｋ ｒｔ ｐ ｌ ｒ Ｉ ａ ｍｐ ｔ ｉ ｉ ｃ ｎ ｅ ｉ ｈ ｕｄ ｎ ｆｐ ｏ ｕ ｔ ｏ ｎ ａ ｌ ｎ ｇ ｉ ｓ ｏ
１水 文地 质概 况
三 水平标 高 范 围 为 …５ ０ ４
７０ 东 到 刘 桥 ５ ｍ， Nhomakorabea刘桥 一矿 地层 属华 北地 层 。水源 主要 有第 四系
断 层 ， 至 一５ ０ 南 ４ ｍ等 高 线 ， 以 土 楼 断 层 与 刘 桥 西
底 部 矿层 孔 隙水 、 砂岩 裂 隙水和灰 岩水 。间距 １０ ０ ｍ
ａ ｄｉ ｈ ｏ ｒｃ ｎ ｅｓａ ｄｎ ｆｔ ｅｈ ｄｏ ｅ ｌｇｃ ｏ ｄｔ ｎ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔｐｔｗａｅ ． ｎ ｎ ｔ ｅｃ ｒｅｔｕ ｄ ｒｔ ｉｇ ｏ ｈ ｙ ｒｇ ｏｏ ｉａ ｃ ｎ ｉｏ ｓｔ ｒｖ ｎ ｉ ｎ ｌ ｉ ｔｒ Ｋｅ ｒ ｓ ｈｇ ｔｒｌ ｅ ；ｈ ｄ ｅ ａ ｔｐｌ ｒ ａ ｅｓｗａ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉｈ ｗａｅ ｖ ｌ ｉｄ ｎ ｋ ｒ ｉａ ；ｈ ｒ ｓ ｙ ｅ ｓ ｌ ｎ
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刘桥一矿岩溶陷落柱导水性概况摘要刘桥一矿是淮北煤田陷落柱发育数量最多、面积最大的矿井,根据刘桥一矿已揭露的岩溶陷落柱的现场调查,结合以往华北煤田陷落柱资料,从刘桥一矿岩溶陷落柱发育的地质背景、岩溶陷落柱内部地质特征与水文地质特征,探讨岩溶发育特征及对岩溶陷落柱含导水性分析,对未开采区进行预测,为煤矿安全生产提供地质资料。
(最专业的安全生产管理-风险世界网)1.前言刘桥一矿位于安徽省淮北市濉溪县城西刘桥镇,东距淮北市约7km,西接河南省永夏矿区。
该矿井始建于1971年12月,至1981年5月建成投产,经1985年改扩建为130万t的大型矿井。
矿区地层为华北地台沉积地层,井田主采煤层为二迭系下石盒子组4煤和山西组6煤,其下伏地层为太原组灰岩和巨厚层奥陶系灰岩(以下简称太灰和奥灰)。
刘桥一矿自生产以来井下共揭露8个陷落柱,对矿井生产和安全造成了重大影响。
为了保证岩溶陷落柱对矿井的安全与正常生产,减小岩溶陷落柱突水的危险性,有必要开展岩溶陷落柱研究工作,本文在现场的调研基础上对刘桥一矿的岩溶陷落柱发育的地质背景、岩溶陷落柱成因特征及岩溶陷落柱含导水性进行分析。
2.岩溶陷落柱发育分布特征2.1岩溶陷落柱发育的地质背景刘桥一矿总体上处于大吴集复向斜南部仰起端,表现为一不完整的向斜构造形态,地层倾角一般8°～15°,受构造影响倾角变化较大,矿区主要断裂构造与陈集向斜轴基本一致,总体方向为NNE向。
同时次级褶曲较为发育,总体上为一向斜构造形态,即陈集向斜,是矿区主体构造。
向斜轴沿NNE方向延伸,枢纽向NNE向倾伏,倾伏角7°～13°,且呈波状起伏;向斜两翼不对称,东翼地层较陡,倾角一般为12°～40°,最大64°;西翼地层倾角较缓,倾角一般为6°～15°,其特点是东翼陡西翼缓,北部宽而南部窄,向斜东翼被刘桥断层切割,西翼被土楼断层切割。
在两大断层之间发育着较多的次级断层,80%以上断层走向近NNE向,与主构造线近平行。
断层性质以正断层为主,占近80%。
向斜构造决定了岩溶陷落柱的空间展布,可溶性岩层是岩溶陷落柱形成的前提。
刘桥一矿奥陶纪灰岩厚约450m,多为灰色中厚层至厚层灰岩,质地较纯,属埋藏型深岩溶。
矿区外围抽水资料显示本区太灰、奥灰水量丰富,连通性较好,水质为HCO3-Ca-Mg型,溶蚀作用较强,这些为陷落柱的形成发育创造了良好条件。
2.2矿区可溶性碳酸盐岩发育情况刘桥矿区可溶性碳酸盐岩地层主要有寒武系、奥陶系和石炭系。
区域资料表明寒武系以白云岩、白云质灰岩为主,间有薄层灰岩,岩溶发育较弱,地层总厚度约1000m,距离煤系地层较远。
石炭系据本区钻孔揭露(水8、水18)地层厚度约130m,为本溪组和太原组,本溪组(C2b)地层厚度14m左右,岩性以浅灰色到暗红色的杂色含铝泥岩为主,夹少量泥质灰岩,难以形成溶洞。
太原组(C2t)地层厚度115m左右,岩性以深灰色的泥岩、粉砂岩及灰色砂岩为主,灰到深灰色石灰岩次之。
太原组共含13层石灰岩,灰岩总厚约54m,与砂、泥岩相间分布,难以形成较大溶洞。
本区奥陶系中下统发育稳定,地层厚度约500m,岩性主要为碳酸盐岩,是岩溶发育的物质基础。
从水8钻孔资料看(水8进入奥灰11889m),岩性为浅灰色厚层状的石灰岩,质纯、性脆、微晶结构,局部含白云质,高角度裂隙发育,从岩性描述看主要为中统地层,其下应为马家沟组灰岩,厚度在150m以上,从区域资料看是形成大型溶洞的主要层段,也是本矿产生陷落柱的根基所在。
2.3刘桥一矿陷落柱发育特征分析刘桥一矿目前已发现8个陷落柱,巷道揭露13次,其中四层煤9次揭露,六层煤4次揭露。
按揭露时间顺序分别编号为A1～A8,见表1。
这些陷落柱至少被巷道揭露一次,有的则多次揭露,其中A1被南大巷穿过。
从已揭露的8个陷落柱平面分布看(图1),可总结出如下特点。
(1)陷落柱均分布在陈集向斜轴部附近,且绝大多数发育在向斜轴的东翼;(2)陷落柱的长轴多数基本平行于向斜轴;(3)在陈集向斜仰起端陷落柱分布较密;(4)陷落柱平面多呈椭圆形,个别为不规则状;(5)陷落柱平面上大小不等,小的仅710m2,大的达296×104m2。
3.刘桥一矿陷落柱内部地质特征及水文地质特征3.1陷落柱内部堆积物的特点对13次巷道揭露情况和钻探情况分析,认为陷落柱内部堆积物具有以下特点。
(1)柱内岩石破碎,多具有棱角状;(2)柱内岩层均为上覆地层,在柱边常见本层岩石;(3)充填物多为泥砂物或煤屑、煤泥,充填于岩块之间;(4)柱内压实程度不等,有的较为密实,有的松散易冒落,浅部发育陷落柱柱内压实程度高于深部所见陷落柱;(5)陷落柱在空间上呈倒漏斗状,上小下大,塌陷角一般为60°～85°,平均75°。
从已揭露的8个陷落柱水文情况分析,绝大多数为不导水陷落柱,在巷道揭露初期多见潮湿、渗水,未出现沟通深部灰岩水的现象。
A1～A7渗淋水多为煤系地层砂岩水,水量较小。
3.2太原群灰岩岩溶发育特征刘桥一矿太原群由13层薄层灰岩组成,碳酸盐岩的存在为岩溶发育提供了物质基础。
根据钻探资料,一灰、二灰分别厚2～3m,质较纯;三、四、五灰分别厚8m、12m、4m。
三灰顶至五灰底总厚约29m左右,实际为一含水层组,一至四灰岩水互补关系十分密切。
地面水8孔和井下探水1孔资料表明,三、四灰岩水向一、二灰补给。
一至五灰局部岩溶发育,特别是处于断裂构造附近,如边界断层、小断层岩性破碎部位,岩溶相对发育,但太灰岩溶发育程度总体上属中等偏弱。
一至四灰钻孔单位涌水量q<1l/s•m,含水量属中等偏小,局部岩溶发育,有小溶洞出现,特别是处于断裂构造附近,破碎带部位,溶蚀现象比较明显,但一般溶洞较小,连通性差。
太灰岩溶发育程度总体上属中等偏弱,结合区域地质资料分析,太原群灰岩岩溶溶洞在本矿区难以形成陷落柱。
3.3奥陶系灰岩岩溶发育特征奥陶纪灰岩在井田范围内厚约450m,其上部马家沟组岩性多为灰色中厚层至厚层灰岩、白云质灰岩,质较纯。
奥灰距六煤约180m,顶面埋深为120～620m,属埋藏型深岩溶,目前矿区奥灰水位标高为+10m。
井田北东向淮北相山一带出露的奥灰是矿区岩溶水的露头补给区,井田南部及东部有大片奥灰直接伏于松散层下。
矿区外围供水水源资料显示,奥灰钻孔单位涌水量q=383l/s•m,k=236m/d。
从任楼矿这次突水情况来看,奥灰突水量达到11854m3/h,突水4d后,距突水点162km的童亭矿奥灰长观孔水位下降了704m,都说明本区奥灰水量丰富,连通性强。
根据水质化验资料,奥灰水水质类型为HCO3-Ca-Mg型,其中Cl-、SO42-含量较低,Fe2+、NO2含量极低,呈微量,反映矿区奥灰岩溶水目前仍处于迳流条件好的环境,岩溶作用仍较发育,陈集向斜轴部可能仍为集中循环交替带。
4.岩溶陷落柱导水性分析陷落柱的含水、导水性主要取决于柱内岩石的压实程度,而压实程度又取决于陷落柱的形成年代和柱内岩石的水化程度。
不同的地质及水文地质条件,形成的陷落柱类型和特征也不相同,其含水、导水性差异也大。
刘一矿已揭露8个陷落柱均未发生水患,而任楼矿遇见第一个陷落柱时却淹了井,开滦局前8个陷落柱均未出现大的水害,范各庄矿见第9个陷落柱时最大水量达123180m3/h,给矿井带来灭顶之灾。
因此,陷落柱的含导水性受控因素太多,难以简单地判定出它的含导水性。
4.1A1～A7陷落柱含导水性现从A1～A7这7个陷落柱来看,发育年代较远,柱体内的地下水活动很早就已结束。
井下巷道观测发现柱体内岩石的压实作用较好,说明奥陶系界面至六煤层间的垮落堆积物已经固结而形成了自然封闭的塞子,阻隔了奥灰水、太灰水和煤系砂岩水的联系,这可从目前矿区太灰和奥灰的水位差得到反映;目前矿区太灰水位最低-249m,而奥灰水位一般稳定在+10m～+15m范围。
所以A1～A7在自然状态下不会给矿井生产带来灾害。
4.2A8陷落柱含导水性A8陷落柱具有一定的导水性。
2004年2月4日于540集中机巷迎头揭露陷落柱时,发现A8陷落柱内堆积物松散,并有渗水现象。
揭露陷落柱初期,柱内出水01m3/h左右,随后逐渐增大,40h后水量增到5m3/h,之后一直稳定在5m3/h,钻孔探测水量最大达15m3/h。
出水一直稳定在255℃,水质化验表明全硬度为7362～7780德国度,总矿化度为271657～298905mg/l,SO42-含量为7531%～7846%,HCO3-含量为901%～1035%。
水质类型为:SO4-Ca •Mg型,与太灰水质极为相似,与以往陷落柱出水的水质特征均不相同,具有特殊性。
从实际巷道揭露可以看出,陷落柱内存在一定水量,从揭露之后的1个月时间中,水量基本稳定在5m3/h,探查孔均有01～15m3/h不等的出水量,说明此陷落柱含有一定水量,从水量的不均等性反映出柱体内部连通性存在很大差异、空隙分布也不均匀。
(1)与奥灰水的联系分析。
揭露陷落柱之后,对矿区奥灰长观孔进行了加密观测,从2月6日的+1583m到2月28日的+1502m共下降了081m,与原奥灰下降曲线一致;另陷落柱出水水质化验为SO4-Ca•Mg型,而奥灰水质则为HCO3-Ca•Mg型。
说明目前A8出水与奥灰水暂无联系,陷落柱未导通奥灰水。
(2)与太灰水的联系分析。
遇陷落柱出水时,进行了水质、水量、水温和水压观测,水质化验资料表明其与太灰水均为SO4-Ca•Mg型;从水量观测分析陷落柱出水后,临近太灰长观孔(水12孔),从2月4日～2月28日水位由-24550m下降到-24952m,下降了402m,比正常下降幅度稍有增大,说明陷落柱出水可能与太灰水有联系;从水压观测情况看,探查陷落柱钻孔出水水压测试为2MPa,而临近太灰长观孔的太灰水压为274MPa,较为接近;水温测试陷落柱出水水温为255℃,与此水平太灰水温一致。
综合分析陷落柱出水与太灰水有一定联系。
5.结语岩溶陷落柱多形成在现代伸展构造或自重应力为主的地区,柱体围岩具备易于冒落的岩体结构,陷落过程围岩应力条件与采空区覆岩冒落过程类似,奥灰岩溶的持续作用是陷落柱柱体不断向上发展的根本原因。
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