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煤矿防治水技术华北科技学院尹尚先Contents防治煤矿水害细则2基本概念及技术1•自然界水循环降水蒸发径流水汽输送入渗蒸发降水水汽输送潜水、承压水、上层滞水潜水是埋藏在地表以下，第一个稳定隔水层之上，第一个具有自由表面的稳定含水层中的重力水。充满于两个稳定隔水层（或弱透水层）之间，含水层之中具有压力的重力水称为承压水第三百零三条对于煤层顶、底板带压的采掘工作面，应当提前编制防治水设计，制定并落实水害防治措施。《煤矿防治水规定释义》有关带压开采的定义：是指在具有承压水压力的含水层上进行的采煤。第二百八十七条第二百八十七条第三百零三条煤系底部有强承压含水层并有突水危险的工作面，在开采前，必须编制探放水设计，明确安全措施。对于煤系层顶、底部板带压有强承压含水层并有突水危险的采掘工作面，在开采前，必须应当提前编制探放防治水设计，制定并落实开采期间各项安全防范措施。对于煤层顶、底板带压的采掘工作面，应当提前编制防治水设计，制定并落实水害防治措施。大气降水-地表水-地下水-矿井涌水烧变区第四系第四系2煤3煤2煤3煤泉泉烧变区第四系第四系2煤3煤2煤3煤泉泉煤炭开采后充水水源充水通道充水强度矿井充水条件充水三要素防治水基本问题AreainvestigatedN华北地质构造概况ThesamplesMapmodifiedfromLietal,2017Earth-ScienceReviewsVolume166SandstonesfromtheMiddletoLatePermianShanxiGroup.Coresamplesfrom200metersto600metersdeepfromthesurface.106°107°109°108°110°111°112°106°107°109°108°110°111°112°临河市磴口县乌拉特前旗包头市呼和浩特市杭锦旗鄂尔多斯市准格尔旗偏关县府谷县保德县岢岚县兴县神木县榆林市横山县佳县临县缓德县吕梁市清涧县延川县子长县延安市甘泉县宜川县黄陵县黄龙县韩城市铜川市富平县西安市咸阳市宝鸡市陇县彬县平凉市泾川县正宁县庆阳市固原市华池县环县志丹县吴旗县靖边县定边县吴忠市银川市鄂托克前旗乌审旗鄂托克旗石嘴山市乌海市伊金霍洛旗隰县02550Km图3-1鄂尔多斯盆地地下水系统划分图寒武系—奥陶系碳酸盐岩岩溶含水层系统白垩系碎屑岩裂隙孔隙含水层系统石炭系—侏罗系碎屑岩裂隙与上覆松散层孔隙含水层系统图例大海则井田天桥温泉。神府煤田神头泉域柳林泉域隔水边界偏河黄关河道峁沟清水河龙王沟黑岱沟皇甫川清水川孤山川县河朱家川漪河汾河蔚川岚前房子老牛湾刘家窑清水河偏关河曲府谷保德义井大东沟五寨岢岚荷叶坪2783.8兴县暖崖龙口。39003900。。00404000。00112。0001020山芽芦黑茶山2203.0滞水边界正断层挠曲岩溶泉河流渗漏岩溶水流向裸露-半裸露岩溶区隐伏岩溶区岩浆岩及变质岩区图例准格尔煤田准格尔煤田小沙湾小缸房打渔窑子万家寨榆树湾孙家沟不连沟井田边界煤层及标志层名称地层厚度（米）地层名称地层符号第四系综合柱状九1八2七3六2五3田家沟砂岩~~石千峰组第三系三5米村泥岩四2二3大占砂岩二2二1砂锅窑泥岩下石盒子组~太原组山西组一5一3一1铝土泥岩~本溪组C2奥陶系~上石盒子组奥陶系岩溶裂隙含水层石炭系太原组岩溶裂隙含水层L1—L8二叠系下统山西组及以上碎屑岩裂隙含水层基岩风化壳裂隙含水层新生界松散岩类孔隙含水层黄海平原地表水河水水库华北石炭二叠系岩溶-裂隙水害区长兴灰岩茅口灰岩煤层湖南龙潭煤系地质柱状示意图年代地层地层名称及代号地层厚度(m)岩性描述界系（统）新生界第四系全新统（Qh）0～25.00风积沙、冲洪积、砂砾石层等上更新统马兰组（Qp3m）0～100.00浅黄色、黄褐色黄土层及亚粘土新近系上新统（N2）＜51.00为棕红色、红色钙质红土层、含砾及钙质结核，无层理，含有哺乳类化石。不整合接触于各时代地层中生界白垩系下统志丹群（K1z）50.00～392.10上部为中厚层状紫红色砂砾岩及含砾粗砂岩，夹紫红色粉砂岩及砂质泥岩、巨砾岩；下部为紫红色砂砾岩；底部为砾岩、巨砾岩。在砾岩中夹有一层厚约4～20m的黑灰色、灰绿色细晶～隐晶质玄武岩。不整合于下伏地层之上三叠系下统和尚沟组（T1h）＞165.00棕红色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，夹浅灰色中砂岩、细砂岩。与下伏刘家沟组整合接触刘家沟组（T1l）257.00～385.00浅灰、微粉红色中、细、粗砂岩。夹棕红色、砖红色砂质泥岩薄层条带，偶夹黄色砂砾岩。胶结疏松，砂岩中斜层理、交错层理发育。与下伏孙家沟组整合接触上古生界二叠系上统孙家沟组（P2s）＞170.00砖红色砂岩、泥岩，其次为黄绿色粘土岩、黄绿色砂岩、灰绿色粘土岩。与下伏上石盒子组整合接触上石盒子组（P2sh）＞290.00暗紫色、褐紫色砂岩、泥岩，间夹灰绿色、浅白色中粗砂岩、含砾及铁质结核，含羊齿和楔叶化石。与下伏下石盒子组整合接触下统下石盒子组（P1x）40.00～120.00黄褐色、黄绿色及紫色砂质泥岩、粘土岩、灰白色黄绿色砂岩，底部为灰色、黄灰色砂岩、含砾，含羊齿类化石。与下伏山西组整合接触山西组（P1s）38.45～95.00灰白色粗砂岩、灰色、浅灰色粉砂岩、黑色泥岩、浅灰色泥岩、砂质粘土岩和1、3、5煤层，含羊齿化石。与下伏太原组整合接触石炭系上统太原组（C2t2）12.31～95.00上部由灰白色粗砂岩、粘土岩及6上、6、6下煤层组成。6煤层顶部灰白色含砾粗砂岩为K3标志层；中、下部由灰白色砂岩、深灰色及黑色砂质泥岩和9上、9、10煤层组成，煤田南部夹1～2层厚1～2m的薄层灰岩。太原组底部为灰白色石英粗砂岩或含砾粗砂岩，层位稳定，为K3标志层。与下伏地层整合接触，在煤田南部榆树湾东底部砂岩与下伏地层冲刷接触太原组（C2t）6.59～35.47底部以鸡窝状山西式铁矿与马家沟组分界，其上为含砂铝土岩，上部为灰黑色泥岩夹两层薄层泥灰岩，偶含薄煤层及砂岩。与下伏马家沟组平行不整合接触下古生界奥陶系中统马家沟组(O2m)8.00～97.00灰黄色、棕灰色薄层泥质灰岩，厚层状泥质灰岩，中夹薄层泥质灰岩，局部为豹皮状灰岩。与下伏三山子组整合接触下统三山子组(O1s)40.00～129.00灰白、黄褐色中厚层状白云岩及泥质白云岩。与下伏炒米店组整合接触寒武系上统炒米店组(∈3c)86.00上部为灰白色、浅灰色薄层～厚层白云质灰岩及薄层泥质灰岩，夹黄褐色中厚层竹叶状灰岩；中部为灰岩、泥灰岩及生物碎屑灰岩；下部为白云质灰岩及竹叶状灰岩、生物碎屑岩。与下伏张夏组整合接触中统张夏组(∈2z)＜10.00灰紫色中厚层状灰岩，含白云质结晶灰岩，局部夹生物碎屑灰岩。本组层位稳定，与下伏馒头组整合接触下统馒头组(∈1m)90.00为深灰、灰、杂色中厚层竹叶状灰岩、生物碎屑岩、鲕状灰岩夹暗紫色钙质泥岩山西组石炭系P1C上统C2太原组C2t奥陶系O下统O1三山子组O1s陆相沉积。主要由灰白色粗砂岩、浅灰及灰黑色砂泥岩、泥岩，浅灰色粘土及1、3、5号煤层组成。具三个沉积旋迴，相应分出三个岩段。下段起自本组底部砂岩(3)至5煤及其顶板粘土岩(3)。5煤不稳定，局部可采。中段始于5煤顶板砂岩。至于3煤及其底板粘土岩(2)，极不稳定、不可采。上段起自3煤顶板砂岩，至于本组顶部的1号煤层或1粘土岩。1号煤层偶见。过渡相～陆相沉积。为本区主要含煤地层。由灰色泥岩、砂质泥岩、灰白色粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩、薄层深灰色粘土岩及6、6、6下、9、9、10号煤层组成。根据岩性组合特征，本组可分为上、下两个岩段。下段起自底部粗砂岩(1)至9煤顶部粘土岩。含9、9及10号煤层。9、9全区大部可采。为较稳定～不稳定煤层。10号煤层为不可采的极不稳定煤层。上段起自9煤组顶部砂岩(2)至6煤层顶板粘土岩(4)。含6下、6及6煤层。6号煤层厚度大，稳定～较稳定。全区分布。6下及6为6煤分叉层，不稳定，局部分布。浅海相～过渡相细碎岩沉积。岩性由灰色、深灰色粘土岩、泥岩、砂岩组成。底部为较稳定的铝土质泥岩(层铝土矿)和鸡窝状褐铁矿层(山西式铁矿)。炒米店组∈3c为浅海相沉积。岩性为浅灰、灰黄色中厚层白云岩，致密性脆，风化后呈黄褐色，化石少见，喀斯特溶洞发育。顶部为青灰色灰岩，有溶孔发育，中部为紫红、黄灰等杂色，具次生木纹状构造，底部为紫红色条带状灰岩，具缝合线构造。48.586.32～82.7934.95～89.4566.7911.271.5～25.38土土土土土318.03上段中段下段366.61上段下段433.40446.67500.70平行不整合0.20130.400.30～0.700.10～3.851.0556.06～14.3010.874.00～7.505.041.36～20.2810.827.80～38.4419.512.60～16.5510.670.10～4.451.690.40～10.264.450.25～12.393.880.58～11.605.410.30～1.400.640.00～79.2254.03地表无出露。全井田钻孔均有揭露。均被钻孔揭露。地面O1、O4、O8、A1、A2钻孔揭露该层地表无出露。全井田钻孔均见此层。24.0～92.858.4559.10古生界下统下石盒子组本组由紫红色，绛紫色砂岩、砂泥岩、泥岩，灰、灰绿色粘土岩、灰白、灰黄色粗砂岩组成。根据岩性组合特征，可分为上、下两段。下段为砂泥岩互层，底部为灰白、灰黄色粗砂岩(4)，局部含砾。成为与山西组的分界标志；上段以各种粒级的砂岩为主，局部含砾。本组地层区内剥蚀不全。10.76～95.5058.63地表无出露。井田中南部（6线以南）钻孔揭露此层。二叠系上统P2上石盒子组P2s主要为紫红色砂质泥岩，灰绿色细-粉砂岩。间夹灰绿色、浅白色中粗砂岩。底部为灰绿色砂砾岩，以砾石分选不好，胶结疏松为特征。分布于本区西南部。60.5912.70～130.37259.40不整合地表无出露。井田南部（10线以南）钻孔揭露此层。中生界白垩系K下统K1志丹群K1zh上第三系主要为红色，砖红色粘土，局部为粉砂质粘土，下部夹钙质结核层。R上统本群地层由巨厚的山麓相、河湖相沉积组成。自下而上分三段叙述。下段：由浅紫色、紫红色砾岩、砂砾岩、砂泥岩互层组成。距底部15米处有一层黑色、灰绿色玄武岩。中段：以朱红色砂岩、泥岩、砂质泥岩为主，偶见砂砾岩或砾石层。上段：以灰白色粗砂岩为主，夹灰绿、紫红色泥岩。以上三段地层，从区北界煤层露头开始向南超覆于各地层之上。12.9911.81～14.5340.10～256.65143.35N新55.46不整合198.81零星出露于各沟谷中。全井田分布,出露于各大沟谷中。地层单位界系统组段新生界第四系Q上更新统累厚最小最大平均煤层间距厚度最小最大平均岩性柱状1：500岩煤层编号岩性描述地层综合柱状图Q3马兰组Q3m地层厚度地表为全新统。为近代风积沙、冲洪积砂砾层、淤泥、残坡积等。马兰组黄土：浅黄色黄土层。柱状节理发育，含钙质结核。0～84.5542.4742.47分布与出露全井田广布。不整合91.8650.90厚层状灰岩。下统∈1中统∈2上统∈3张夏组∈2z馒头组∈1m38.9689.80未到底紫红色粉砂岩，夹浅灰红色条带，局部裂隙发育，充填物为灰绿色，底部发育紫红色石英砂岩薄层。进入灰岩钻孔均揭露。地面O4钻孔揭露该层地面O4钻孔揭露该层寒武系∈洛河组K1L第四系Q宜君组K1Y直罗组J2Z延安组J2Y14.12m64.12m86.62m440m12m22.5m50m2.92～6.075.072-21-1中生界侏罗系中统延安组地层单位界系统组段地层厚度(米)两极值平均值(米)两极值平均值煤层厚度煤层层间距煤层编号柱状1∶500全新统和上更新统第四系3.5～53.0719.29新近系上新统保德组新生界KzJ2y519.17～34.5021.06第四段第五段0～52.2036.00Q4eol+Q3#sN2bJ2z5.75～74.0346.218.4～134.2