王家嶺煤礦水文地質特征
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摘 要：以王家嶺煤礦為例，結合礦區水文地質工作成果，對礦區地質特征及水文地質特征進行了詳細分析，對于該礦井下水害防治，確保工作面安全開采有一定的參考價值。
關鍵詞：煤礦開采;水文地質特征;安全開采;水害防治
1 礦區地質特征
王家嶺煤礦井田賦存的地層由新到老為：第四系、新近系、三疊系、二疊系、石炭系、奧陶系。地層在本井田內發育穩定，產狀平緩，而且部分上覆基巖零星出露于溝谷之中，山坡和山脊多被第三、第四系紅土、黃土覆蓋。地層總體上由東向西由老到新依次出露。石炭系中統本溪組、上統太原組、二疊系下統山西組，為本井田含煤地層。
1.1 山西組
該組為河流、三角洲相為主的含煤沉積。主要為灰白色砂巖、灰色粉、細砂巖、砂質泥巖，黑色炭質泥巖及煤層組成。主要可采煤層4號位于該組下部。該組厚度38.44～115.90m，平均65.65m。與下伏地層整合接觸。
1.2 太原組
主要為黑灰色砂質泥巖、泥巖，灰白色中粗砂巖、粉細砂巖，灰色灰巖、泥灰巖及煤層組成，為一套海、陸交互相含煤沉積。該組共含煤8層，由上至下依次編號為5、6、7上、7、8、9、10、11號煤層，其中中部6～7號煤層間發育1～2層海相泥巖或泥灰巖，俗稱“保德灰巖”（L2）。9號煤層位于該組中下段，全區普遍發育。
2 礦區水文地質特征
2.1 井田邊界及其水利性質
井田東部以呂梁山脈與寧武煤田相隔，南部為河東煤田白家溝資源補償項目詳查區，東南部為泰安煤業公司煤礦，西部鄰黃河與陜西神府煤田隔河相望，北部為神華集團神東公司保德煤礦。四周邊界為人為邊界，無隔水邊界，含水層與周邊井田存在水力聯系。
2.2 含水層
?、俚谒南悼紫逗畬樱簭V泛分布于垣、梁、峁丘陵區，覆于基巖或紅土之上的中、上更新世黃土，由細粒的粉砂質粉土組成，雖然黃土孔隙較大，垂直裂隙也較發育，但受當地降水量小，而蒸發量較大等自然條件制約，因此黃土的含水極弱。
?、诘谌当５陆M砂巖裂隙、孔隙含水層：上部為棕紅色粉質粘土，全區分布，富水性極弱。底部有一層鈣質膠結的礫巖層，半膠結狀，厚2～5m，含孔隙、裂隙。本組地層，底部普遍有一層沖積砂礫層或半膠結礫巖，厚3～20m。
③山西組砂巖裂隙含水層：該含水層是4號煤層直接充水含水層。4號煤層頂部砂巖段：含水層巖性為灰白色礫巖、中、粗砂巖有1～3層，總厚度5.22～26.24m，單層厚度2.50～11.96m;4號煤層底板砂巖段：巖性為中粒砂巖、粗粒砂巖，全區分布穩定，厚度為4.28-8.49m，該含水層富水性弱。
?、芴M砂巖裂隙含水層：該含水層主要由砂巖、含礫粗砂巖組成，為砂巖裂隙承壓水，巖石膠結致密，裂隙不甚發育，埋藏深，補給條件較差。含水層全區富水性弱。水位標高887～908m，由于礦井東部及東南部開采疏放水影響，太原組砂巖裂隙水流向自北西向南東。
?、輮W陶系石灰巖巖溶裂隙含水層：總體上，奧灰水位東南部高，向西北部逐漸降低，平均水位標高838m。上馬家溝組含水層厚度約14m，富水性強;峰峰組含水層厚度約4.1m，富水性弱。
2.3 礦井充水條件
2.3.1 充水水源
王家嶺為新建礦井，根據以往地質資料及礦井在建設生產過程中的情況，礦井內主要充水水源有大氣降水、地表水、地下水。
?、俅髿饨邓c地表水：根據縣城氣象資料，平均降水量410.0mm，春季偏少，主要集中在7、8、9月份。井田范圍內發育有大小支溝共計60余條。溝谷內分布有一定數量的泉水，煤礦開采后，將可能改變地下水的天然流場，使大氣降水及河水將沿煤礦開采形成的裂隙、孔隙進入礦井，成為礦坑水的來源之一。
?、谏轿鹘M砂巖裂隙含水層：含水層巖性以粗粒砂巖、中粒砂巖為主，垂向上分為4號煤層頂部砂巖和4號煤層底板砂巖二個含水層段，山西組砂巖膠結致密，節理裂隙少，砂巖的含水性極弱。
?、厶M砂巖裂隙含水層：由砂巖、泥巖、泥灰巖及煤組成，系砂巖裂隙承壓含水層，該含水層屬弱富水含水層。是9號煤的直接充水含水層。但巖石膠結致密，裂隙不發育，埋藏深，補給條件差，含水性較弱。
?、軍W陶系中統碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層：奧灰頂板距離4號煤層底板115.82～157.05m，平均為135.42m。奧陶系石灰巖巖溶裂隙水水位標高838m，井田4號煤層各鉆孔奧灰突水系數均小于臨界突水系數經驗值0.06MPa/m。
2.3.2 充水通道
2.3.2.1 頂板采動裂縫帶
4號煤層到地表厚度為230m-880m，遠大于4號煤層導水裂隙帶的高度78.41m，沒有溝通地表。4號煤層到9號煤層的層間距為40m左右，9號煤層導水裂隙帶的高度為61.60m，因此，開采9號煤層時的礦井涌水來自其頂板砂巖裂隙水及上部煤層采空區積水，對礦井開采有一定影響。
2.3.2.2 礦壓擾動裂隙帶
礦壓擾動裂隙使底板有效隔水層變薄，可能會成為下伏奧陶系巖溶水沖入礦坑的通道。在正常地段，開采9號煤，按工作面長200m計算，底板破壞深度約為26.67m，9號煤底板有效隔水層平均厚度為58.59m，在小斷層和裂隙發育的區域，可能會形成充水通道。
3 結語
結合礦區水文地質工作成果，分析了礦區地質特征及水文地質特征，分析結果對于該礦煤層開采工作面布置及巷道安全掘進有一定的參考價值。
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