新汶矿区水害防治技术研究.doc

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1、新汶矿区水害防治技术研究　　摘要：在对新汶矿区地质概况和水害类型分析的基础上，总结了新汶矿区水害特点，并据此提出了防治水的基本思路和防治技术。　　关键词：新汶矿区；防治水；地质特征　　　　1矿区水文地质特征　　　　1．1矿区水文地质条件　　新汶、莱芜煤田分别位于蒙山、莲花山、泰山三大分水岭之间，为两个孤立的断陷盆地，各自呈一独立的水文地质单元。新汶煤田位于蒙山和莲花山两大分水岭之间，为山间向斜半缓阶丘陵地形，呈东西带状分布，地形标高+158～+230m，东高西低，向斜中部地势较平坦，两翼

2、起伏较大。莱芜矿区南北东三面环山，西面开阔，属泰山和莲花山环绕的山间盆地。两煤田南部均有地势较高而岩溶裂隙发育的奥陶系、寒武系石灰岩；北面为地势较高的第四系及太古界花岗片麻岩。　　主要地表水系为大汶河和小汶河，而西流经两矿区浅部，汇人大汶河。在两河流所流经的裸露灰岩区，河水渗漏补给地下水，综合入渗系数为0．23。区内年总降雨量历年平均为713．5mm，降雨多集中在7、8、9三个月。　　1．2矿区主要含水层及富水特征　　区内主要充水含水层有第四系砂砾层、古近系砾岩、石炭系薄层灰岩和奥陶系灰岩等

3、。　　(1)第四系砂砾层：厚0-15m，分布于汶河两岸，覆盖于煤系地层之上，直接受大气降水和河水补给，含水充沛，可直接补给浅部煤系露头。q：1．20L／s·m以上。　　(2)古近系砾岩：广泛分布于煤田内部，浅部岩溶发育，含水性强，深部岩溶发育差，含水微弱，q：0．09～1．29L／s·m。底部常有一层红色泥质粉砂岩，对煤系的水力联系有一定的阻隔。　　(3)石炭系薄层灰岩：主要有四层(一灰、四灰、徐灰、草灰)，并在煤田南部有出露。浅部岩溶裂隙发育，直接受大气降水、地表水系或第四系含水层的补给，

4、含水性强，是各矿井直接充水因素。向深部岩溶裂隙迅速减弱，垂深400m以下属微弱的裂隙含水层。其中，一灰厚2～7m，q：0.01～0．51L/s·m；四灰厚4～7m，q：0.01～5.50L／s·m；徐灰厚5～17m，草灰厚5～20m，q：0.04～2.24L／s·m。(4)奥陶系灰岩：出露于煤田南部，厚度大，岩溶发育，接受大气降水补给，含水性强，q：0.03～2.40L／s·m，深部也有一定程度的古岩溶发育。　　　　2矿区主要水害类型及分布　　　　矿区存在的主要水害类型是地表水害、老窑、老空水

5、害、小煤矿水害和顶底板含水层水害。　　2．1地表水害　　新汶矿区地表水系发育，有大、小汶河及其支流十余条。　　2．2老窑水害3　　新汶矿区浅部古井及地方小煤窑多数开采不正规，采掘资料不清，开采范围不明，而这些古空、老窑往往又与地表水有一定的水力联系，接受地表水的补给，成为地下水体，长期积水达到一定程度，突破隔离煤岩柱溃人矿井，造成灾害性事故。　　2．3小煤矿水害　　新汶矿区浅部小煤矿密集，共分布生产小煤矿66处，有31处因资源枯竭相继关闭，目前生产小煤矿35处，其中新汶煤田29处，莱芜

6、煤田6处。这些矿井一般与大矿或相互之间留有隔离煤柱，正常情况下不会引起水害。但由于部分小煤矿在历史上已形成相互联通的局面，与大矿无法永久隔离，或超层越界开采，破坏了矿井隔离煤柱，甚至盗采大矿资源。另外，部分小煤矿资源枯竭，擅自提高开采上限，违法开采露头保护煤柱，形成地表水下泄矿井的通道。这些小煤矿一旦发生突水事故，将直接威胁大矿的安全。违章开采的小煤矿，闭坑后的积水也会对大矿构成威胁。　　2．4老空水害　　各生产矿井开采年限均较长，结束水平、采区多，采空区分布范围广，且不同程度的积水，当采掘工

7、程接近或采动影响波及积水区时，对生产形成一定的水患威胁。　　2．5煤层顶板充水含水层水害　　新汶矿区可采煤层层数多，有些可采煤层顶板有多层充水含水层，如山西组的2、4煤层。由于多煤层的重复采动和断层裂隙塌陷滑移程度不同，采动导水裂隙带发育高度和部位也常发生变化，使煤层顶板充水含水层中气些富水带中故水突然泄人采掘工作面，造成大的水害事故。矿区内的山西组砂岩含水层，太原组薄层灰岩含水层，局部富水区也可造成大的危害。　　2．6煤层底板承压充水含水层水害　　本溪组徐家庄灰岩、草埠沟灰岩和煤系基底奥

8、陶系灰岩，均为富水性较强的不均质岩溶裂隙含水层。当采掘工程接近、揭露与各含水层、含水体连通的断层、裂隙、陷落柱、岩浆岩、封闭不良钻孔等导水通道，或采动影响波及含水层、含水体时，含水层的水进入矿井。后组煤深部开采，在徐、奥灰原始导升较高或构造发育地带，隔水层厚度较薄地段，隐伏含水构造发育地段，含水层水在矿压、水压的综合作用下，通过导水裂隙进入采掘工作面，威胁工作面及矿井排水系统安全。　　目前受徐、奥灰影响较为严重的是潘西矿；良庄、孙村等矿开采11煤也已显现出奥灰水威胁。　　3矿区