礦區(qū)的水文地質(zhì)條件分析畢業(yè)設計論文

1、<p>　　2015屆本科畢業(yè)論文</p><p>　　顧北礦區(qū)的水文地質(zhì)條件分析</p><p>　　學 院 土木工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>　　學 號 </p>

2、<p>　　學生姓名 </p><p>　　指導老師 </p><p>　　提交日期 2015年06月05日 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在水文地質(zhì)條件比較復雜的地下

3、礦山，地質(zhì)構造通過對礦床充水路徑、充水水源間水力聯(lián)系的影響，往往對礦坑涌水量大小形成決定性影響。這不僅直接影響到礦井排水方案的設計，而且還影響到礦床開發(fā)利用方案的制訂，因此，在這一類礦山，開展控礦斷層水文地質(zhì)特性的研究，對礦山生產(chǎn)安全、礦山資源合理開發(fā)等都有著重要意義。本文以淮南顧北煤礦作為研究對象，通過分析發(fā)現(xiàn)研究區(qū)的礦井地質(zhì)條件較簡單裂隙和斷層有不同程度的發(fā)育，礦井含水層組由新生界松散砂層孔隙水、二疊系砂巖裂隙水和石灰?guī)r巖溶裂隙水組

4、成。研究區(qū)礦井水的補給來源主要為大氣降水、地表水的下滲以及含水層的水通過裂隙進入礦井。通過詳盡水文地質(zhì)工作，綜合認為，礦區(qū)內(nèi)第四系分布少且薄，地形利于自然排水，地下水補給差，斷裂富水性、導水性較弱，含水層裂隙較不發(fā)育，富水性弱，礦床水文地質(zhì)條件屬以裂隙含水層充水為主的簡單類型，較易于防治。</p><p>　　關鍵字：水文地質(zhì); 含水層; 充水條件分析</p><p><b>　

5、　Abstract</b></p><p>　　In more complex hydrogeological conditions in underground mines， geological structure through the influence of filling of mine water path， water hydraulic connection， often of mi

6、ne gushing water amount is formation of a decisive influence. Which not only directly affect the mine drainage scheme design， but also affect deposit exploitation and utilization plan formulation; therefore， in the mine，

7、 to carry out study on controlled mine fault hydrogeology characteristics， on the safe production of t</p><p>　　Keywords:Analysis of water ; filling ; condition in hydrogeological aquifer</p><p>

8、;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1研究的背景1</p><p>　　1.2研究的目地和意義1

9、</p><p>　　1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4礦區(qū)開采的水文地質(zhì)問題4</p><p>　　1.4.1水源類型4</p><p>　　1.4.2礦區(qū)水文地質(zhì)問題5</p><p>　　1.4.3礦區(qū)環(huán)境污染5</p><p><b>　　2研究區(qū)概況

10、6</b></p><p>　　2.1位置和交通6</p><p><b>　　2.2自然地理7</b></p><p>　　2.2.1地形與水系7</p><p><b>　　2.2.2氣象7</b></p><p>　　2.2.3經(jīng)濟狀況7<

11、/p><p><b>　　2.2.4地震8</b></p><p>　　2.3淮南煤礦開發(fā)簡史與發(fā)展前景8</p><p><b>　　2.4礦井地質(zhì)9</b></p><p>　　2.4.1礦井地層9</p><p>　　2.4.2礦井構造11</p>

12、<p>　　2.5礦區(qū)的含煤情況12</p><p>　　2.5.1石炭系太原組含煤情況12</p><p>　　2.5.2二疊系含煤情況12</p><p>　　2.5.3可采煤層12</p><p>　　3礦井的充水條件分析14</p><p>　　3.1充水通道14</p>&

13、lt;p>　　3.1.1新生界松散含、隔水組14</p><p>　　3.1.2二疊系砂巖裂隙含水組15</p><p>　　3.1.3二疊系底部隔水組15</p><p>　　3.1.4石炭系含隔水組15</p><p>　　3.1.5奧陶系巖溶裂隙含水層16</p><p>　　3.1.6斷層水及其

14、導水性16</p><p>　　3.2充水水源17</p><p>　　3.2.1新生界砂層含水組17</p><p>　　3.2.2二疊系砂巖裂隙含水組17</p><p>　　3.2.3太原組灰?guī)r含水組18</p><p>　　3.3本礦井充水因素分析18</p><p>　　3

15、.4本礦區(qū)主要的水害類型及預防措施19</p><p>　　3.4.1主要水害類型19</p><p>　　3.4.2防治措施19</p><p><b>　　4結(jié)論22</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　

16、　致謝24</b></p><p><b>　　附錄25</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1研究的背景</b></p><p>　　煤炭是我國重要的基礎能源和重要原料，是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展不可缺少的物資基礎。在

17、國家現(xiàn)代化建設中起著舉足輕重的作用，開發(fā)煤炭資源不僅能促進地方經(jīng)濟發(fā)展，還能國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施做出一定貢獻。煤炭安全形勢嚴峻，大多數(shù)煤礦生產(chǎn)和安全技術裝備落后，防災抗災能力差，重大、特大事故頻繁發(fā)生。礦區(qū)防治水工作在礦山建設、生產(chǎn)過程中起著重要作用，做好礦井防治水工作，是減少礦井水害事故發(fā)生，更是減少重特大事故發(fā)生的前提;是保障礦山職工安全，保護國家資源和財產(chǎn)，保證礦區(qū)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的基礎。礦井防治水工作在不斷地探索前進，根據(jù)自

18、身的條件和特點進行了研宄和試驗，初步形成一套行之有效的礦井防治水理論、對策、方法、手段和有關的管理制度。但許多老礦區(qū)淺部煤炭資源己近枯竭，深層煤炭資源開采中高地壓、高水壓開采環(huán)境下，礦井水防治已成為礦山企業(yè)重要的工程問題。在煤礦復雜而不可見的水文地質(zhì)條件下進行開采，揭露了不少礦井水患，嚴重影響礦井的生產(chǎn)。所以，研究水文地質(zhì)條件工作面開釆技術和防治水措施，將具有深遠的理論和現(xiàn)實意義及推廣價值。</p><p>　　

19、1.2研究的目地和意義</p><p>　　我國是世界上煤炭資源最為豐富的國家之一，我國在垂直深度2000m以淺的煤炭資源總儲量為55697.49億噸（臺灣省除外），僅次于美國，位居世界第二。2011年我國煤炭產(chǎn)量為35.2億噸，約占一次能源生產(chǎn)總量的78.6%，煤炭消費總量35.7億噸，約占一次能源消費總量的72.8%，煤炭生產(chǎn)和消費總量同比分別增加2.1和1.9個百分點。隨著煤炭產(chǎn)量的不斷提高，安全問題也越來

20、越突出。在煤礦安全生產(chǎn)中，煤礦水害僅次于煤礦瓦斯突出。從1955年至1985年30年間，我國煤礦共發(fā)生突水事故高達769次，20世紀80年代突水事故發(fā)生頻率比50年代增長了257%。進入21世紀以來，煤炭開采造成的死亡事故數(shù)量一直居高不下，“十五”期間，全國煤礦發(fā)生49起（死亡人數(shù)10人以上）特大水害事故，一共死亡957人，特大死傷事故數(shù)量和死亡人數(shù)分別占同期全國煤礦的19%和16%?！笆晃濉逼陂g，全國煤礦共發(fā)生水害事故306起，一共

21、死亡1325人。由此可見煤礦水害事故的危險性，必須加以高度重視。為進一步落實各項法律法規(guī)有關煤礦水害防治的各項規(guī)定，提高礦井安全保障程度，構建適合平煤實際的分區(qū)域多層次的礦井水害綜合防治長</p><p>　　1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　礦區(qū)水文地質(zhì)是礦產(chǎn)普查勘探中的一個重要的組成部分，它關系到礦產(chǎn)資源經(jīng)濟合理的開采和礦山生產(chǎn)的安全，并且提供的資料能夠作為礦山開采設計的依據(jù)。

22、建國以來，進行了大量的礦區(qū)水文地質(zhì)工作，通過不斷的總結(jié)經(jīng)驗，特別是近幾年來，在22個省(區(qū))地質(zhì)局開展的55個重點巖溶充水礦山水文地質(zhì)回訪調(diào)查和組織制訂了《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)普查勘探規(guī)范》，礦區(qū)水文地質(zhì)是研究礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中地下水活動規(guī)律以及為防止其對采礦工程的不利影響，保護礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的一門應用性地質(zhì)學科，對礦區(qū)安全生產(chǎn)工作具有重要的推動作用。近年來，在保水采礦技術、煤田防治水技術體系、陷落柱發(fā)育規(guī)律及其治理技術、</p&g

23、t;<p>　　礦床底板含水層注漿改造保障技術等方面取得了重要進展。隨著礦產(chǎn)開采強度和開采規(guī)模的進一步擴大，面臨著諸如老銅水及陷落柱探測、礦坑充水條件變化、礦井水患實時評價及治理等重大問題。在平時的水文地質(zhì)調(diào)查研究工作中提出了在學科發(fā)展中應優(yōu)先解決諸如“三高”(高地壓、高地溫、高水壓)地質(zhì)條件下礦產(chǎn)突水機理、西部地區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中突水潰砂機理、水資源承載力及其調(diào)蓄技術、礦井水資源化及其合理利用研究以及綜合開采條件下冒裂

24、帶發(fā)育規(guī)律研究等科學問題，并總結(jié)了對礦區(qū)水文地質(zhì)特征研究首先應該進行以下幾個方面分析：</p><p>　?。╨）礦區(qū)含水層和隔水層的劃分及特征；</p><p>　?。?）地下水動力條件及礦床充水分析；</p><p>　?。?）礦區(qū)斷層構造的水文地質(zhì)特征；</p><p>　　（4）礦區(qū)周圍有無其它水源和礦區(qū)地下水存在水力聯(lián)系；</

25、p><p>　?。?）對礦坑涌水量預測并采用不同的方法進行對比；</p><p>　　（6）給出礦坑防水措施。</p><p>　　目前，國內(nèi)外對于計算礦坑涌水量主要采用“比擬法”、“大井法”、“水均衡法”、“數(shù)值法”，而前兩種方法是最常用的，己經(jīng)比較成熟，國外在該領域的研究中，主要薄弱環(huán)節(jié)是針對數(shù)值法、水均衡法，提出新的思維方法，采用新的數(shù)學工具，分析不同尺度下的變化

26、情況，合理地描述地下水系統(tǒng)中大量的不確定性和模糊因素。該領域科學家在地下水系統(tǒng)數(shù)值模擬的工作程序、步驟方面達成了一致，強調(diào)對水文地質(zhì)條件合理概化的重要性，并深入探討尺度轉(zhuǎn)換問題和量化不確定因素問題。在地下水數(shù)值模擬方面，根據(jù)Anderson等提出的工作程序，要建立一個正確且有意義的地下水系統(tǒng)數(shù)值模型，應進行以下工作：確定模型目標，建立水文地質(zhì)概念模型，建立數(shù)學模型，模型設計，模型校正，校正靈敏度分析，模型驗證和預報，預報靈敏度分析，模型

27、設計與模型結(jié)果的給出，模型后續(xù)檢查以及模型的再設計。Ewing提出地下水污染的模擬和建模需要強調(diào)三個方面的問題:①有效地模擬復雜的流體之間以及流體與巖石之間的相互作用;②必須發(fā)展準確的離散技術，保留模型重要的物理特性;③發(fā)揮計算機技術體系的潛力，提供有效的數(shù)值求解算法。針對Newman等的推測，Wood提出了二維地下水</p><p>　　1.4礦區(qū)開采的水文地質(zhì)問題</p><p>　　

28、因為水文地質(zhì)條件對礦區(qū)開采有著一定的影響，所以開采人員在工作時要對地質(zhì)條件進行全面了解。了解水文地質(zhì)對礦區(qū)開采可能造成的影響，才能使后續(xù)礦產(chǎn)開采中不至于出現(xiàn)突發(fā)情況!接下來簡要闡述礦區(qū)勘探過程中所遇到的水文地質(zhì)類型及其帶來的問題。</p><p>　　1.4.1 水源類型</p><p>　　(1)砂巖裂隙水，裂隙水一般分為:成巖裂隙水、風化裂隙水、構造裂隙水、裂隙含水系統(tǒng)一般是由一條或幾

29、條大的導水通道，如斷層、大裂隙、侵入巖與圍巖接觸帶等為骨干匯同周圍的中小裂隙而形成的在裂隙水類型中，煤礦上主要為頂板砂巖裂隙水。在巖層圍巖性質(zhì)水離子交換有機質(zhì)氧化生成大量CO2對巖層進行侵蝕的作用下導致砂巖裂隙水表現(xiàn)為pH值偏高堿度偏高。而Ca2+、Mg2+因沉淀作用含量降低，而陽離子K+因離子交換作用成為優(yōu)勢離子，一般含量較高。</p><p>　　(2)巖溶水巖溶水在煤礦井下包括太原組灰?guī)r水、奧陶系灰?guī)r水、寒

30、武紀系巖溶水在水巖化學作用下，巖層里Na、K、Ca、Mg、S等化學元素遷移到地下水中。在熔巖反應和熔漿化學作用、水氣化學作用、巖巖化學等作用下， 地球系統(tǒng)的化學元素進行著周而復始的凝集遷移，同時水又有良好的流動性，這樣就形成了巖溶水特有的水化學場地下水在較純質(zhì)的灰?guī)r中運移。受圍巖成分 CaO、MgO、CO2、SO2、SiO2、H2O的影響，灰?guī)r水中的鈣、鎂、硫酸根離子在侵蝕性二氧化碳的溶蝕作用下，會使水樣中的鈣、鎂、硫酸根等離子濃度增加

31、。</p><p>　　(3)采空區(qū)積水，采空區(qū)積水根據(jù)年代長短，水質(zhì)流動性和補給導通的不同水質(zhì)離子含量也不盡相同，一般來說年代久，密閉的采空區(qū)積水趨向老窯水特性，老空水性質(zhì)明顯，而相對那些年代短，新建礦井的采空區(qū)而言，采空區(qū)積水多為其他水源補給，像砂巖水補給、裂隙水補給等等，在離子特性上表現(xiàn)為砂巖水、裂隙水性質(zhì)一般表現(xiàn)為pH值偏高，堿度偏高而Mg2+含量低，而陽離子Na+、K+離子一般含量較高。</p&g

32、t;<p>　　(4)老空水老空水的水質(zhì)類型比較復雜，它和老空水的水源有關砂巖水進入老空區(qū)后，在開放的環(huán)境中砂巖水中溶解和吸收空氣中的二氧化碳，破壞了砂巖水原有的離子平衡狀態(tài)，使水中的pH值降低，侵蝕性二氧化碳的存在使采空區(qū)水中的Ca2+、Mg2+有所增加，煤系地層中硫鐵礦的氧化產(chǎn)生SO42-同時使pH值有所下降，老空水之所以呈酸性， 一般是由黃鐵礦氧化而成在煤層開采以前，處于還原條件下的黃鐵礦是比較穩(wěn)定，但在煤礦開采以后

33、在老窯中，這些黃鐵礦遇到有氧氣的水后形成易溶的硫酸鹽，并釋放出H+形成酸性水這樣在酸性的老窯水條件下，水質(zhì)中Ca2+、Na+、SO42-等離子明顯偏高，而pH值偏低，這就形成了老空水的離子特性因此，各含水層水化學組成及水化學含量表現(xiàn)出各自的特征，各種水源的水化學性質(zhì)差異比較顯著。</p><p>　　(5)第四系沖積含水層水，地表水第四系沖積層水和地表水隨著地理位置礦區(qū)周圍環(huán)境的不同而表現(xiàn)不同，其離子特性與井下水

34、而言，有著明顯的差異，具體離子特征隨地區(qū)的不同而不同。</p><p>　　1.4.2 礦區(qū)水文地質(zhì)問題</p><p>　　由于地理原因，中國的水資源和煤礦資源分布不均，甚至有些地區(qū)這兩種資源的分布是不一致的。如，北方地區(qū)的礦產(chǎn)資源含量占到90%，但是含水量卻只有30%，不到礦產(chǎn)資源的一半。且據(jù)調(diào)查顯示，中國一些地區(qū)礦區(qū)使用的水量最低應在296 m，但其實際用水卻只有這個數(shù)字的一半，總而

35、言之，中國的礦區(qū)水資源嚴重缺乏，再加上地理條件限制，其用水標準遠遠低于礦產(chǎn)生產(chǎn)最低標準。礦井地質(zhì)條件在很大程度上受水患影響!據(jù)統(tǒng)計，中國大約有1/3的礦區(qū)水文地質(zhì)條件復雜多變，很多地區(qū)的礦區(qū)都受到水患侵蝕，而近幾年來，中國大力開發(fā)礦產(chǎn)資源，水患影響就更加明顯了，嚴重制約了礦區(qū)生產(chǎn)發(fā)展。如，中國華北地區(qū)，在礦區(qū)水文地質(zhì)條件的勘探中，發(fā)現(xiàn)其承壓水中的礦產(chǎn)資源大約有160-10t，且其底部巖石的水侵蝕情況比較復雜，所以想在礦區(qū)進行礦物開采還存

36、在當大的困難。</p><p>　　1.4.3礦區(qū)環(huán)境污染</p><p>　　礦區(qū)在進行開采的過程中會用一系列化學物品對開采出來的礦物進行處理，而處理后的殘留物質(zhì)則會用水清洗掉，從而帶來水污染問題這就需要礦區(qū)對廢水進行凈化，以免這些污水對周圍居民的身體健康造成危害，隨意排放污水不僅對人體有害，而且也會對礦區(qū)下的地質(zhì)環(huán)境及地下水位的分布造成不利影響，隨意排放污水也有可能造成礦區(qū)干旱的嚴重后

37、果，它會使含水層里的水分迅速排光，然后使礦區(qū)出現(xiàn)坍塌，由此可見，如果沒有正確排放廢水，就會對礦區(qū)的生產(chǎn)生活造成嚴重影響，對采礦業(yè)的發(fā)展也大為不利。</p><p><b>　　2研究區(qū)概況</b></p><p><b>　　2.1　位置和交通</b></p><p>　　礦井位于安徽省淮南市鳳臺縣，行政區(qū)劃隸屬鳳臺縣。東

38、西寬約5km，南北寬約8km，礦區(qū)面積34.0139km2。</p><p>　　淮（南）～阜（陽）鐵路從礦井南部經(jīng)過，礦井所在地及其外圍尚有多條公路可通往淮南、鳳臺、阜陽、蒙城和利辛等地；永幸河與西南外緣的西淝河均可通航民船，并可轉(zhuǎn)接淮河水運，交通十分方便（圖2-1）。</p><p>　　圖2-1 礦井的交通位置圖</p><p><b>　　2.2　

39、自然地理</b></p><p>　　2.2.1　地形與水系</p><p>　　本礦井位于淮河沖積平原，地形平坦，除西淝河與崗河沿岸一帶地勢低洼、雨季易成內(nèi)澇以外，地面標高一般為+21～+24m，總體趨勢為西北高、東南低。永幸河由西北至東南流經(jīng)北部；而與永幸河流向相同的西淝河則流經(jīng)礦井西南緣外側(cè)，在魯臺孜入淮河，是地表水集中排放的主渠道。此外，礦井內(nèi)尚有縱橫交錯的人工溝渠。&

40、lt;/p><p><b>　　2.2.2　氣象</b></p><p>　　本區(qū)屬季風溫暖帶半濕潤氣候，季節(jié)性明顯，夏季炎熱，冬季寒冷。年平均氣溫15.1 ℃，極端最高氣溫41.2 ℃（1966年8月8日），極端最低氣溫-22.8 ℃（1969年1月31日）。</p><p>　　年平均降雨量926.30mm，最大1723.5mm（1954年），

41、最小471.9mm（1966年），日最大降雨量320.44mm ，小時最大降雨量75.3mm。降雨多集中在6、7、8三個月，約占全年的40%。</p><p>　　年平均蒸發(fā)量1610.14mm（水面），最大2008.1mm（1958年），最小1261.2mm（1980年）。蒸發(fā)量大于降雨量，潮濕系數(shù)近似0.5。</p><p>　　春夏兩季多東南風、東風，秋季多東南、東北風，冬季多東北、

42、西北風。平均風速3.18m/s，最大風速20m/s。</p><p>　　年初霜期在11月上旬，終霜期為次年4月中旬，無霜期191～238天。</p><p>　　初雪一般在11月上旬，終霜在次年3月中旬，雪期72～127天，最長138天，最短26天，最長連續(xù)降雪6天，日最大降雪量16cm 。</p><p>　　凍結(jié)及解凍無定期，一般夜凍日解。凍結(jié)深度4～12cm

43、，最大凍結(jié)深度30cm。</p><p>　　2.2.3　經(jīng)濟狀況</p><p>　　本礦區(qū)屬淮海平原中部南端，地勢平坦，經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)作物主要以小麥、水稻、山芋、玉米等。糧、油、漁三大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域基本形成，養(yǎng)殖業(yè)（肉牛、瘦肉型豬等）生產(chǎn)基地也初具規(guī)模。近幾年鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)有所發(fā)展，工業(yè)已形成了以化工、機械、食品加工為主的工業(yè)體系，但尚無大型工業(yè)企業(yè)。</p><p&g

44、t;　　本區(qū)煤電資源豐富。在該區(qū)已建和在建大型礦井有張集煤礦、張北煤礦、丁集煤礦、顧橋煤礦和顧北煤礦等，年設計總產(chǎn)量近1800萬噸。區(qū)內(nèi)共建有3座220kV區(qū)域變電所。即位于顧北礦井東約19km處的蘆集220kV區(qū)域變電所、位于顧北礦井東南的張集220kV區(qū)域變電所和位于張北礦井東北約13公里處的丁集220kV區(qū)域變電所。礦井地面設110kV變電所1座。礦井兩回110kV電源分別引自蘆集220kV變電所和丁集220kV變電所，為本礦區(qū)供

45、電。</p><p><b>　　2.2.4　地震</b></p><p>　　根據(jù)已掌握的地震歷史資料分析，淮南市屬許昌-淮南地震帶。從地震活動性、斷裂構造、地形變化及第四系地質(zhì)、地貌等方面情況來看，許昌-淮南地震帶在新構造時期活動是比較明顯的。</p><p>　　自公元294年以來，許昌—淮南地震帶發(fā)生4.75級以上地震14次，其中以18

46、31年淮南北部的平峨山（現(xiàn)稱明龍山）6.25級地震為最大。公元294年7月，淮南八公山（北緯32.6度，東經(jīng)116.8度）發(fā)生5.5級地震，地震震中烈度達７度。1831年8月29日夜，平峨山（北緯32.8度，東經(jīng)116.8度）發(fā)生6.25級地震，地震震中烈度為８度。</p><p>　　除此之外，淮南周圍的較大地震，對淮南也曾產(chǎn)生過不同程度的破壞和震感。如著名的1668年山東郯城8.5級大地震，波及到淮南時的最大

47、烈度達10度；1979年固鎮(zhèn)5級地震；1979年7月9日江蘇溧陽6級地震；1983年10月7日荷澤5.9級地震；1984年5月21日黃海及南沙6.2級地震等，淮南市均有不同程度的震感。</p><p>　　2.3　淮南煤礦開發(fā)簡史與發(fā)展前景</p><p>　　淮南煤礦始建于1909年，至今已有近百年的開采歷史。解放前只有三個小煤礦，平均年產(chǎn)量30萬噸左右。</p><

48、p>　　解放后，淮南煤礦發(fā)展很快，是我國五大煤礦之一。淮南礦區(qū)分為老區(qū)和新區(qū)：老區(qū)分布在淮河以南，開發(fā)歷史較久，先后建有大通、九龍崗、新莊孜、謝一、謝二、謝三、李一、李二、畢家崗、李咀孜、孔集等11對礦井，其中，大通、九龍崗、謝三、畢家崗等四對井先后已報廢或并入它礦。謝二、李一、李二、孔集、李咀孜等五對井，由于資源枯竭，生產(chǎn)系統(tǒng)復雜等原因，已經(jīng)國務院批準破產(chǎn)、重組，因此，老區(qū)只保留新莊孜和謝一兩對礦井；新區(qū)分布于淮河以北，七十年代

49、開始建井，現(xiàn)有潘一、潘二、潘三、謝橋、張集等五對生產(chǎn)礦井，其中，潘二礦因地質(zhì)構造復雜，與謝二等礦同期經(jīng)國務院批準破產(chǎn)、重組。潘一、潘三、謝橋、張集等四對生產(chǎn)礦井，地質(zhì)條件良好，資源豐富，均為現(xiàn)代化特大型礦井。</p><p>　　2004年8月淮南礦業(yè)集團編制了《淮南潘謝礦區(qū)總體開發(fā)規(guī)劃》，2004年10月21日國家發(fā)展和改革委員會下發(fā)了《國家發(fā)展改革委關于淮南潘謝礦區(qū)總體規(guī)劃的批復》（[2004]2301號文）

50、，批準了淮南潘謝礦區(qū)的總體開發(fā)規(guī)劃，同意礦區(qū)總體規(guī)劃指導思想和開發(fā)建設原則。礦區(qū)劃分為17個礦井和1個后備區(qū)，建設總規(guī)模6115萬噸/年。其中，新建礦井有張北、丁集、顧橋、顧北、潘四東、潘四西、望峰崗、朱集；改擴建現(xiàn)有生產(chǎn)礦井有潘一、潘三、謝橋、張集；現(xiàn)有生產(chǎn)礦井（公司）潘東、新莊孜、謝一、謝李、孔李。 </p><p><b>　　2.4礦井地質(zhì)</b></p><p&

51、gt;　　2.4.1　礦井地層</p><p>　　根據(jù)鉆孔揭露，礦井內(nèi)地層如下：</p><p>　?。?）奧陶系（Ｏ）：本系僅發(fā)育下奧陶統(tǒng)（Ｏ１）馬家溝組（Ｏ１m），下部為灰色白云質(zhì)灰?guī)r，夾泥質(zhì)條帶和泥灰?guī)r，局部含燧石結(jié)核，泥灰?guī)r之上為灰色中厚層致密白云質(zhì)灰?guī)r，局部夾泥灰?guī)r，中上部為棕灰、灰褐色中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，頂部有時為角礫狀灰?guī)r，夾灰綠色鋁土團塊，性致密，未見溶蝕。礦井內(nèi)揭露最大

52、厚度58.34m。本系與上覆石炭系呈平行不整合接觸。</p><p>　?。?）上石炭統(tǒng)（Ｃ３）：礦井內(nèi)有三個鉆孔揭露完整，平均厚度103m 。主要由灰?guī)r、頁巖、砂巖和薄煤層組成。太原組中淺海相薄層灰?guī)r共13層，總厚51.6～75.7米，占太原組總厚的48.8～63.8%，頁巖為灰色至深灰色，一般位于煤層下部或夾于灰?guī)r或砂巖中，占本組總厚的20%左右，砂巖為灰色、中細粒結(jié)構，以石英為主，泥質(zhì)膠結(jié)，不穩(wěn)定，有時被砂

53、質(zhì)頁巖所代替，占總厚的10～20%，含薄煤層6～9層。富含蜓化石，主要有：似紡綞蜓（Quasifusulina sp）；希瓦格蜓（Schwagerina sp）；皺壁蜓（Rugusofusulina sp）；東方輪葉（Annularia cf Orientalis）；卵形脈羊齒（Neuropteris ovata）。</p><p>　　（3）二疊系（P）：二疊系地層較為發(fā)育，為淮南礦區(qū)的主要含煤地層，底部以海

54、相泥巖與太原組分界，本系與下伏太原組為整合關系，厚度大于954米，其中山西組、上、下石盒子組含煤地層厚734m。本礦井內(nèi)揭露厚度約506.7米，含煤20余層，煤層總厚27.68米，可分六個含煤段?，F(xiàn)自下而上分組簡述如下。</p><p>　　山西組(P1s)：即第一含煤段：厚69.6m，含煤1～2層（1煤組），平均厚6.99m，含煤系數(shù)10.04%。底部為灰黑色海相泥巖，其上有砂泥巖互層，富產(chǎn)動物化石，多菱鐵結(jié)核

55、；中部以細中砂巖為主，局部含礫及泥質(zhì)包體，頂部為泥巖。</p><p>　　下石盒子組(P1xs)：即第二含煤段，厚105.3m，含煤4～10層（4～8煤組），平均總厚9.65m，含煤系數(shù)9.32%。底部為中粗砂巖，具沖刷特征，其上有鮞狀花斑泥巖與鋁質(zhì)泥巖，是煤巖層對比的標志。5煤頂部多砂泥巖互層，具渾濁層理與蟲跡。煤層頂板各有較厚的中細砂巖。</p><p>　　上石盒子組(P1xs)：

56、礦井內(nèi)揭露最大厚度331.8m，包括四個含煤段，含煤15～17層，平均厚度11.04m，煤層以13-1煤為最厚，且穩(wěn)定。</p><p>　　第三含煤段：地層厚116.5m，含煤2～9層（9～11煤組），平均厚4.62m，含煤系數(shù)3.97%。下部以砂巖、石英砂巖為主；中部以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，10煤上部偶有花斑泥巖，11-1煤下普遍有鮞狀泥巖，11-2煤頂板富含植物化石；上部以中砂巖為主，局部為石英質(zhì)砂巖。<

57、;/p><p>　　第四含煤段：地層厚90.3m，含煤1～6層（12～15煤組），平均厚5.29m，含煤系數(shù)5.86%。底部細中砂巖，其上有紫紅色含鮞花斑泥巖，是全區(qū)標志層，中上部是煤組層位，以泥巖類為主，15煤上下砂巖富含菱鐵。</p><p>　　第五含煤段：地層厚80m，多呈青灰、灰綠色，以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，含煤2～3層（16～17煤組），厚1.13m，含煤系數(shù)1.41%。下部有2～4

58、層紫紅銹黃色花斑狀泥巖；頂部偶見褐紅色隱紫紅花斑泥巖；17-1煤層灰黑色泥巖和砂泥巖互層中富產(chǎn)海豆芽化石，具底棲動物通道。</p><p>　　第六含煤段：最大揭露厚度45m，未揭露可采煤層，以灰、青灰、灰綠色泥巖為主，加細中砂巖。</p><p>　?。?）新生界（Cz）：新生界厚390.35～509.10m，直接覆蓋在二疊紀煤系上，東南薄，西北厚，由上往下、由老到新.</p>

59、;<p>　　2.4.2 礦井構造</p><p>　　本礦井位于陳橋背斜東翼與潘集背斜西部的銜接帶，總體構造形態(tài)為走向南北，向東傾斜的單斜構造，地層傾斜平緩，傾角5～15°，并有發(fā)育不均的次級寬緩褶曲和斷層。礦井總體地層產(chǎn)狀近于南北走向，北部走向較平直、穩(wěn)定，斷層較少，構造簡單，中部、南部發(fā)育較多斷層，且基本為北西和北東方向。根據(jù)次級褶曲和斷層的發(fā)育特征，可以劃分為3個區(qū)：北部簡單單斜

60、區(qū)；中南部“X”共軛剪切區(qū)；南部單斜構造區(qū)?！?lt;/p><p>　　礦井內(nèi)共有≥5m的斷層317條其中正斷層303條，逆斷層14條。按落差劃分：落差≥100m的斷層6條，其中正斷層4條，逆斷2條；落差≥50～＜100m的斷層6條，均為正斷層；落差≥30～＜50斷層10條，其中正斷層9條，逆斷層1條；落差≥20～＜30斷層24條，其中正斷層23條，逆斷層1條；落差≥10～＜20m的斷層78條，其中正斷層76條，逆斷

61、2條；落差≥5～＜10m的斷層193條，其中正斷層185條，逆斷8條。另外三維地震控制區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)小于5m的斷層394條，其中正斷層386條，逆斷層8條。</p><p>　　從本區(qū)褶曲斷裂的方向和配套組合關系分析，反映應力場狀態(tài)的主導構造線比較簡單，沒有明顯的多組迭加或干擾。北區(qū)次級褶曲與逆斷層方向的一致性，顯示了由南向北的擠壓狀態(tài)是無疑的；中部“X”共軛剪切斷裂帶達到了相當?shù)湫秃屯暾某潭?，明顯表示是南北擠壓應力

62、的結(jié)果。然而，主壓應力方向并非共軛角的等分線，在理論上，主應力與壓性剪切帶的夾角大些，與張性剪切帶的夾角小些。因此，準確地說，主壓應力的方向來自正南略為偏西。陳橋背斜與區(qū)域應力場的由南向北的擠壓有關是無疑的，而東部背斜軸轉(zhuǎn)向北東，導致張集～XX煤系地層向正北呈“膝狀”轉(zhuǎn)變，這可能是背斜在發(fā)展過程中，由古構造形成的邊界條件造成應力場的局部改變的結(jié)果，這個局部應力場，可能是南北方向錯開的一對力偶。綜上所述，陳橋背斜，潘集背斜、礦井北部擠壓區(qū)

63、和“X”共軛剪切帶都是在統(tǒng)一的區(qū)域應力場中，由南向北的推擠作用的產(chǎn)物，礦井煤系地層呈南北走向，是陳橋背斜南翼隨背斜軸向北偏轉(zhuǎn)的結(jié)果。</p><p>　　2.5礦區(qū)的含煤情況</p><p>　　2.5.1 石炭系太原組含煤情況</p><p>　　根據(jù)區(qū)內(nèi)水13、水19、水33、六9孔揭露，太原組含煤6～9層，平均總厚2.87m，煤層最大厚度1.44m ，極不穩(wěn)定

64、，無開采價值，非勘探對象。 </p><p>　　2.5.2 二疊系含煤情況</p><p>　　二疊系含煤段總厚506.70m，含煤20余層，煤層總厚27.68m，含煤系數(shù)為5.46%。共分六個含煤段，其中第六含煤段區(qū)內(nèi)揭露45m，未見煤層。以第一含煤段（山西組）、第二含煤段（下石盒子組）和第四含煤段的含煤系數(shù)最高，分別為10.04%、9.32%和5.86%(見表2-1)。 二疊系可

65、采煤層集中分布在煤系的第一～第四含煤段地層中，共有8層，平均可采總厚22.61m，約占煤層總厚的82%。煤層下距太原組一灰340m。煤厚2.65～7.21m，平均厚4.32m。結(jié)構簡單～較簡單，以單層結(jié)構為主，常見1～2層夾矸，頂、底板多為泥巖和砂質(zhì)泥巖，局部頂板為粉砂巖與細砂巖。可采面積比例為100%，煤厚變異系數(shù)為20%，屬穩(wěn)定全區(qū)可采煤層。</p><p>　　表2-1 二疊系含煤地層含煤情情況統(tǒng)計表<

66、;/p><p>　　2.5.3 可采煤層</p><p>　　礦井有可采煤層8層，平均可采總厚22.61m。其中主要穩(wěn)定可采煤層5層：13-1、11-2、8、6-2、1煤，平均總厚20.37m，占可采總厚的90%，其中８煤全區(qū)為較穩(wěn)定煤層，在可采區(qū)內(nèi)屬穩(wěn)定煤層；次要不穩(wěn)定的可采煤層３層：13-1下煤、7-2煤、4-1煤，平均總厚2.24m，占可采總厚的10%，其中7-2煤在可采區(qū)內(nèi)屬較穩(wěn)定煤層

67、（見表2-2）。煤厚0～4.67m，平均厚2.37m，結(jié)構簡單～較簡單，常見1層夾矸。煤層上部至9煤間砂體發(fā)育，具沖刷特征，形成8煤沖蝕區(qū)。沖刷區(qū)大致呈東西向帶狀，使8煤層缺失或變薄。煤層頂板多為砂巖，底板一般為泥巖。變異系數(shù)為52%，，可采面積比例為81％，屬較穩(wěn)定大部可采煤層。非沖刷區(qū)煤層穩(wěn)定，厚度變異系數(shù)為30%，屬穩(wěn)定煤層。煤層平均40m。煤厚0～3.70m，平均厚0.71m，厚度變化大，在六線以南形成可采區(qū)。常有煤伴生，偶爾合

68、并，出現(xiàn)厚煤。結(jié)構簡單，局部含1層夾矸，頂、底板多為泥質(zhì)巖。變異系數(shù)為58％，可采面積比例為44％，屬不穩(wěn)定局部可采煤層。</p><p>　　表2-2 可采煤層情況統(tǒng)計表</p><p>　　3礦井的充水條件分析</p><p><b>　　3.1充水通道</b></p><p>　　3.1.1 新生界松散含、隔水

69、組</p><p>　　本區(qū)新生界厚390.35～509.10m，直接覆蓋在二疊紀煤系之上?？傮w上東南薄，西北厚。同時，沿著“X”共軛剪切帶的交叉處，向正北方向有一高低起伏的古潛山組成南北向分水嶺，在永幸河南的剪切帶內(nèi)有一北西向高地，而剪切帶內(nèi)的桂集向斜正位于北西向的古深溝，區(qū)內(nèi)基巖面正是順著古分水嶺和古高地緩緩向西北、西南傾斜。另據(jù)三維地震勘探顯示沿F104斷層走向發(fā)育一陡坡。區(qū)內(nèi)松散層自上而下可分為四個含水層

70、（組）、三個隔水層（組），其含、隔水層（組）的水文地質(zhì)特征（見表 3-1）。 </p><p>　　表3-1 新生界松散層含隔水層(組)水文地質(zhì)特征表</p><p>　　3.1.2 二疊系砂巖裂隙含水組</p><p>　　以中細砂巖為主，局部粗砂巖和石英質(zhì)砂巖，分布在煤層與泥質(zhì)巖之間。巖性變化大，厚度極不穩(wěn)定，多泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，少硅質(zhì)膠結(jié)。裂隙發(fā)育程度不均，開啟程

71、度不等，一般為鈣質(zhì)充填。區(qū)域內(nèi)鉆孔見漏水點13個，漏水點與巖性有關，以20煤～25煤間砂巖居多，因遠離可采煤層，除與鑿井有關外，對礦坑充水影響較小?？刹擅簩佣温┧滓?1煤～13煤層間砂巖漏水率最高，8煤～1煤底板砂巖未見漏水，鉆進中泥漿無消耗，有時消耗量僅有0.1 m3/h。</p><p>　　在主要可采煤層頂板砂巖具代表性的漏水層段，進行了4次單孔抽水試驗。涌水量和水位降深一般呈單一方向變化，Q=f(s)曲

72、線呈“疏干”型，水位恢復緩慢，屬儲存量為主的弱含水性特征。</p><p>　　3.1.3 二疊系底部隔水組</p><p>　　煤底板至太原組1灰之間相距11.49～23.23m，平均為17.84m。主要由泥巖、粉砂巖組成，局部夾細砂巖。區(qū)內(nèi)36個鉆孔穿過該層段，未見漏水，可視為1煤層底板壓蓋隔水層，對石炭系灰?guī)r含水組起隔水作用。</p><p>　　3.1.4

73、 石炭系含隔水組</p><p>　?。?)鉆孔漏水點分布:</p><p>　　石炭系灰?guī)r含水組屬承壓水，區(qū)域內(nèi)共有65個鉆孔(在本礦井內(nèi)36個孔)見石灰?guī)r，其中4個孔穿過全部太原組，地層厚99.99～108.70m，平均厚104.48m。由灰?guī)r、泥巖、粉砂巖和薄煤層組成，有石灰?guī)r12～13層，平均總厚47.7m，灰?guī)r占地層總厚的44%。1、3、4、5、12等五層灰?guī)r分布穩(wěn)定，以3、4

74、、12灰厚度較大。</p><p>　?。?）太原組灰?guī)r的化學成份:</p><p>　　根據(jù)9孔取樣分析資料，CaO含量在50%以上的灰?guī)r有1、2、6、8、10、12、13等七層，以12灰含量最高，占54.27%，4灰CaO含量只有37.21%。然而4灰的SiO2含量和酸不溶物分別高達25.98%和27.68%，12灰僅有0.43%和0.5%?？梢?灰與12灰的化學成分差別很大，最有利于

75、巖溶發(fā)育的是12灰，屬裂隙巖溶含水層，防礙于巖溶發(fā)育的是4灰。從物理性質(zhì)分析，3、4灰厚度大，含硅量高必然鋼性強，不易溶但易破碎，有利于裂隙發(fā)育，且充填物少，導致漏水鉆孔多，屬巖溶裂隙含水層?？梢娀瘜W成分影響物理性質(zhì)，而化學成分和物理性質(zhì)又都對巖溶裂隙發(fā)育起著直接作用，4灰、12灰的裂隙巖溶發(fā)育程度、鉆孔漏水率和抽水試驗的富水性能夠大致相同，是各自不同的主導因素作用的結(jié)果。 4灰、12灰以外的其它薄層灰?guī)r，均被較厚的泥質(zhì)巖分隔，裂隙充填

76、泥、鈣質(zhì)，雖具巖溶條件，但儲水條件差，漏水孔率低。</p><p><b>　?。?）含隔水層劃分</b></p><p>　　根據(jù)巖性巖相和富水性綜合分析，將本區(qū)太原組分成四個含水組和兩個隔水組：1～3灰弱含水組、3～4灰含水組、4～10灰弱含水組、11～12灰強含水組。10～11灰之間砂泥巖隔水組和12灰～O2灰鋁質(zhì)泥巖隔水組。</p><p&

77、gt;　　3.1.5 奧陶系巖溶裂隙含水層</p><p>　　區(qū)域內(nèi)見奧灰鉆孔10個，最大揭露厚度109.16m。為灰～深灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r及少量礫狀灰?guī)r，頂部夾灰綠色鋁土團塊，裂隙多呈閉合狀，局部裂隙面可見泥、鈣質(zhì)薄膜或方解石脈。巖性致密，無溶蝕現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)鉆孔漏水。水25孔抽水試驗結(jié)果，q=0.113升/秒.米，K=0.0347米/日，水位標高 24.60m，水質(zhì)為氯化鈉型，礦化度為1.484克/升，屬

78、富水性弱的承壓自流水。從區(qū)域范圍看，奧灰?guī)r溶在中下部比較發(fā)育，因巖溶裂隙發(fā)育的不均一性，各處富水性相差懸殊，潘謝礦區(qū)奧灰富水性表現(xiàn)為弱～中等。潘集五1孔抽水：q=0.200升/秒。米，K=0.0526米/日，水溫44℃，水位標高29.11m，為富水性中等的自流熱水資源。</p><p>　　3.1.6 斷層水及其導水性</p><p>　　本區(qū)地質(zhì)、地震探查出斷層(≥5m)317條，其中

79、正斷層303條，占總數(shù)的96%。斷層帶一般被泥質(zhì)巖和粉、細砂巖碎塊充填膠結(jié)，未見漏水。斷層帶兩側(cè)堅硬巖層裂隙比較發(fā)育，構成了地下水的匯集帶，致使煤系砂巖和太原組灰?guī)r漏水鉆孔一般都沿此帶分布。當?shù)貙右驍鄬影l(fā)生錯位造成斷層兩盤不同層位的含水層對口相接，斷層帶又無泥質(zhì)和巖屑譯充填時，可形成統(tǒng)一的含水層，斷層帶起導水作用，反之，若斷層兩側(cè)含水層與隔水層對口相接，則起相對隔水作用，尤其在太原組薄層灰?guī)r與泥巖相間地層中的斷層帶更為明顯。在礦床開采之

80、后，因礦坑排水使隔水邊界外側(cè)的水頭壓力不斷增大，當隔水邊界不能承受其壓力時，則隔水的斷層帶將成為地下水潰入礦坑的途徑?；茨仙a(chǎn)礦井1煤底板突水前，往往以抗壓強度薄弱的斷層帶為突破口，一般由滲透現(xiàn)象逐步增大到股流涌出，尤其是灰?guī)r與可采煤層對口的斷層帶突水因素更大。</p><p><b>　　3.2充水水源</b></p><p>　　礦井地下水的運動受控水構造和沉積條

81、件的控制，形成了由淺層潛水過渡到深層承壓水類型，以及明顯地水質(zhì)垂向分帶。地下水運動的特點表現(xiàn)在：水平運動緩慢，垂直運動停滯，淺部補給水源充沛，深層補給水源分乏，承壓自流水排泄條件阻塞。</p><p>　　3.2.1 新生界砂層含水組</p><p>　　上部第四系全新統(tǒng)含水組（一含）以大氣降水和地表水補給為主。并受區(qū)域性古河道側(cè)向補給，地下水垂直循環(huán)與水平運動兼顧，水位隨季節(jié)變化；更新

82、統(tǒng)含水組（二含）與一含之間有粘土層相隔（一隔），但因隔水層局部不穩(wěn)定，上、下含水層雖無直接水力聯(lián)系，但大氣降水越流補給是必然的。地下水以緩慢水平運動為主，流向自西北至東南，儲存量受區(qū)域調(diào)節(jié)。</p><p>　　中、下部新第三含水組屬半封閉的靜水盆地，缺乏補給排泄條件，但儲存量是豐富的。上新統(tǒng)含水組（三含）全區(qū)發(fā)育，中新統(tǒng)含水組（四含）在古地形隆起帶缺失，兩者之間因有良好的隔水層而不發(fā)生水力聯(lián)系。四含與基巖直接接

83、觸，水力聯(lián)系密切，發(fā)生滲入補給，是礦坑充水主要補給來源，但補給量受基巖滲透性控制，又因其遠離可采煤層，故對礦坑充水無直接影響。</p><p>　　上部二含和中部三含之間的粘土層，以及含水組中的夾層粘土，雖然成層薄，不穩(wěn)定，但一般呈互層狀多層集中組合，且延展范圍廣闊，起相對隔水作用，阻滯地下水的垂直循環(huán)，導致水位、水質(zhì)、水溫的垂直分帶。水位高程隨含水層的埋深而增高，由淺層到深層，標高由21.55m增致26.56m

84、，水質(zhì)由淺層重碳酸鹽到深層氯化物型；水溫由16℃遞增至31℃。</p><p>　　3.2.2 二疊系砂巖裂隙含水組</p><p>　　基巖地下水的水平運動，受主要斷層帶控制，通常斷層帶導水性弱或起隔水作用，部份斷層成為平面上的水文地質(zhì)分區(qū)界線。然而，當不同層位的含水層因斷層錯動造成對口相接時，則水力聯(lián)系密切，甚至構成統(tǒng)一的含水體。</p><p>　　基巖地下

85、水的垂直運動，受隔水層和風化殘積層控制。砂巖裂隙含水層之間，因有泥質(zhì)巖類相隔，無密切水力聯(lián)系。與上復松散砂層之間有風化殘積層，該層系基巖可風化帶經(jīng)過水解溶融和新的沉積充填之后，形成的新的隔水層段，一般厚3～5m，基本上阻隔了松散層對基巖含水層的補給，致使大部份基巖抽水孔的Q、S、T曲線形態(tài)呈疏干趨勢。風化殘積之下為風化裂隙帶，具透水作用，尤其在古河床經(jīng)過地區(qū)，風化殘積層被流水沖蝕，導致砂層水直接補給基巖含水層，如水6孔砂層抽水時，水7孔

86、灰?guī)r水位下降0.53m，水力聯(lián)系密切。特別是在開采后，由于礦井的疏排水，改變了自然水力場，在古地形隆起帶砂層與煤直接接觸區(qū)，更能發(fā)生水力聯(lián)系。</p><p>　　3.2.3 太原組灰?guī)r含水組</p><p>　　太原含水組距1煤一般為16～20m，正常的自然狀態(tài)下無水力聯(lián)系，但第一水平-648m的灰?guī)r水頭壓力約6.7MP，大大超過1煤底部巖層允許承受的最大水壓值，因此，太原組灰?guī)r是1煤底

87、直接充水含水層，尤其是煤層與灰?guī)r對口的斷層帶，往往是1煤底板進水的直接通道。</p><p>　　在古地形隆起帶，太原組灰?guī)r接受新生界下部四含水滲入補給。從區(qū)域范圍看，奧灰水也可因斷層或其它因素導致其直接與太灰含水組發(fā)生水力聯(lián)系，奧灰水補給太灰含水組，補給水源豐富。</p><p>　　3.3 本礦井充水因素分析</p><p>　　礦井充水水源由新生界松散層砂層孔

88、隙水、煤系砂巖裂隙水和和石灰?guī)r巖溶裂隙水三部分組成。</p><p>　　(1)新生界砂層孔隙水：</p><p>　　本礦井新生界松散層第四含水層（組）直接覆蓋在煤系之上，天然條件下，四含水通過煤系基巖風化帶垂直滲透補給。補給量大小與四含富水性及基巖風化帶巖性和滲透性大小有密切關系。</p><p>　　(2)煤系砂巖裂隙水：</p><p&g

89、t;　　煤系砂巖水是礦坑直接充水水源，區(qū)內(nèi)主要煤層之間砂巖裂隙含水層分布于泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖之間，砂巖裂隙不發(fā)育，分布不穩(wěn)定，富水性差異較大，抽水試驗結(jié)果和生產(chǎn)礦井出水點水量變化趨勢，均表明煤系砂巖裂隙含水層含水性弱，以儲存量為主，補給水源貧乏的特點。但在局部砂巖裂隙發(fā)育地段，井巷掘進中儲存量砂巖水可能瞬時突水，造成危害。</p><p>　　(3)石灰?guī)r巖溶裂隙水：</p><p>

90、　　煤層底板距石炭系太原組第一層灰?guī)r平均距離15.42m，第一水平（-648m）灰?guī)r水頭壓力達6.70MPa，作用于1煤層底板，在自然狀態(tài)下無水流補給礦坑。但在開采1煤層時，由于開采深度大、灰?guī)r水頭高，1煤底部隔水層（段）巖石將會因超過極限強度而破裂，引起底鼓，導致灰?guī)r水突入坑道。尤其是斷層切割煤系使1煤與灰?guī)r間距變小，或使煤層與灰?guī)r直接對口，灰?guī)r水以斷層帶為突破口進入礦坑。所以，在開采1煤層時，必須進行疏水降壓，以確保生產(chǎn)安全。<

91、;/p><p>　　本區(qū)斷層構造發(fā)育，礦床采動后，其壓力均衡遭到破壞，斷層裂隙可能活化成為突水通道，特別是在斷層切割堅硬脆性巖層地段，將會造成圍巖裂隙發(fā)育，特別是灰?guī)r與煤巖層對口部位是突水的主要誘發(fā)因素。突水事故，往往是以抗壓強度薄弱的斷層帶為突破口進入礦坑，一般由滲水現(xiàn)象逐漸增大到股流涌出。在生產(chǎn)中應予以高度重視，以預防突水事故發(fā)生。</p><p>　　3.4本礦區(qū)主要的水害類型及預防措施

92、</p><p>　　3.4.1主要水害類型</p><p>　　通過對本礦區(qū)的地質(zhì)構造分析和鉆孔實驗數(shù)據(jù)得出：礦區(qū)的裂隙和斷層發(fā)育，但并不是十分嚴重，重要的水害有孔隙水水害、裂隙水水害。</p><p><b>　　3.4.2防治措施</b></p><p>　?。?）地表防治水措施</p><p&

93、gt;　　地表防治水是指在地表修筑相關防水、排水工程，防止或減少大氣降水和地表水滲入或流入礦井。區(qū)內(nèi)可行的地表防治水措施主要有五種。合理選擇井筒位置，在任何情況下，都應保證井口及其它地面設施不被地表水淹沒，因此未來礦山井口及其它建筑物基礎設計的標高均應高于歷年最高洪水位，當受地形條件的限制時，應采取修筑防水堤壩或改變水流方向等補救措施。河流、溪流改道，若流入礦區(qū)附近或礦區(qū)內(nèi)的河流或溪流嚴重影響生產(chǎn)時，可選擇合適地點修筑水壩，用人工河道將

94、河水引出礦區(qū)范圍以外。若地形不允許改道，而河道或溪流本身又很彎曲時，可在礦區(qū)或井田范圍內(nèi)將河道裁彎取直，以縮短流經(jīng)礦區(qū)的長度，減少河流向井下滲透的水量。鋪設人工河床，當流經(jīng)礦區(qū)的河流、沖溝、渠道不能改道時，對漏水地段鋪設粘土、片石及水泥等，或局部填塞裂隙，以減少河水、溪溝水等對地下水的補給，減少礦井充水。修筑排(截)水溝，大氣降水后，常以地表水或潛水的形式流入礦區(qū)，或者沿地表塌陷裂隙滲入礦井，導致礦井涌水量增大，因而，可在漏水區(qū)段的上游

95、垂直水流方向上修筑排水溝，將水排到影響范圍外側(cè)。堵漏，礦區(qū)東南部巖溶地貌發(fā)育，可對礦坑充水有較大影響的巖溶漏斗、洼地內(nèi)地表裂隙、落</p><p>　?。?）井下防治水措施</p><p>　　探放水水害的防治必須堅持“有疑必探，先探后掘”的原則，探放水是防水重要手段方法之一，當井下礦坑接近含水斷層、需穿過含水層時，或采掘工作面接近各類防水煤柱、采掘面有明顯出水征兆時，需進行超前探水，以阻

96、止或減少井下水害發(fā)生。井下留設防水煤柱</p><p>　　井下開采時，在煤層與充水斷層、充水陷落柱接觸等受水害威脅的地段，留設一定寬度和高度的煤層不采，作為防水煤柱，使工作面和水體保持一定距離，以防止地下水或其它水源涌入礦坑內(nèi)，造成突水等水文問題。設置井下截水建筑物，為了使井下局部地段的涌水不致波及其它地區(qū)或堵截水源，在適當?shù)攸c，用混凝土建筑防水閘門或防水墻等截水建筑物，將開采區(qū)與水源隔離。巷道疏放，礦區(qū)內(nèi)煤層

97、賦存于弱裂隙含水層中，直接頂、底板均為含水層，礦山坑道施工時，先將采區(qū)巷道、采面巷道準備出來，利用這些巷道預先疏放頂、底板含水層中地下水，使含水層疏干或使其水壓降低，盡可能消除突水的可能性。放水鉆孔，由于卡以頭組底部常有5一10m灰綠色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖組成相對隔水層，回采準備巷道收不到疏放效果時，可在巷道中每隔一定距離向頂部含水層打放水鉆孔進行預先疏放。注漿堵水，利用注漿技術將制成的漿液壓入地層空隙，使其擴張凝固硬化來加固地層并堵截補給

98、水源的通道。注漿堵水的工藝和設備均比較簡單，是防治礦井涌水行之有效的措施之一，煤礦經(jīng)注漿堵水后，將能大大有效減小礦坑涌水量。在煤礦建設和生產(chǎn)中，目前井筒地面、工作面、井壁、帷幕等地段注漿堵水己經(jīng)被廣泛應用</p><p><b>　　4結(jié)論</b></p><p>　　顧北礦區(qū)位于淮河沖積平原，地形平坦，交通方便，礦區(qū)屬季風溫暖帶半濕潤氣候，季節(jié)性明顯，夏季炎熱，冬季

99、寒冷?；茨厦旱V始建于1909年，至今已有近百年的開采歷史，解放后，淮南煤礦發(fā)展很快，是我國五大煤礦之一。根據(jù)鉆孔揭露，礦井內(nèi)地層如下：奧陶系、上石炭統(tǒng)、二疊系、新生界，本礦井位于陳橋背斜東翼與潘集背斜西部的銜接帶，總體構造形態(tài)為走向南北，向東傾斜的單斜構造，地層傾斜平緩，傾角5～15°，并有發(fā)育不均的次級寬緩褶曲和斷層。礦井總體地層產(chǎn)狀近于南北走向，北部走向較平直、穩(wěn)定，斷層較少，構造簡單，中部、南部發(fā)育較多斷層，且基本為北西

100、和北東方向，根據(jù)次級褶曲和斷層的發(fā)育特征，可以劃分為3個區(qū)：北部簡單單斜區(qū)；中南部“X”共軛剪切區(qū)；南部單斜構造區(qū)。含煤層主要是二疊系，二疊系含煤段總厚506.70m，含煤20余層，煤層總厚27.68m，含煤系數(shù)為5.46%。共分六個含煤段，其中第六含煤段區(qū)內(nèi)揭露45m，未見煤層。以第一含煤段（山西組）、第二含煤段（下石盒子組）和第四含煤段的含煤系數(shù)最高，分別為10.04%、9.32%和5.86%。各煤層均呈黑色，暗淡～弱油脂光澤、弱玻

101、璃～玻璃光澤，塊狀、粉末狀，少</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 余茂君.煤礦水害 6 大致命隱患[J].勞動保護，2006，9:96. </p><p>　　[2] 張光德，李棟臣，胡斌等.礦井水災防治[M].江蘇:中國礦業(yè)大學出社，2002.1-2. </p><p>　　

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106、2008(6):109. </p><p>　　[18] Roya Rahbari. A new inference method for multivariable fuzzy system with application in industrial </p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本設計在宣以瓊老師的悉心指

107、導和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設計和調(diào)試，無不凝聚著宣老師的心血和汗水，在四年的本科學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向宣以瓊老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向安徽建筑大學，地質(zhì)系的全體老師