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安徽理工大学毕业设计11矿区概况及地质特征1.1井田概况1.1.1地理位置及交通谢桥煤矿位于淮北平原西南部，行政区划属安徽省颖上县管辖。其中心南距颖上县城20km，东南至风台县城约34km，具体交通位置图见图1-1。地理坐标：东经116°19＇36″～116°28＇8″，北纬32°45＇53″～32°48＇40″。谢桥煤矿东与张集矿井接壤，西与刘庄井田毗邻；井田内主要有颍～利和潘～谢公路通过；井田外南侧分别有淮～阜铁路和颍～凤公路经过；井田外西侧的颍河可以通航，而东侧的西淝河雨季也可行船，并可转接淮河水运。交通较为便利，矿区煤炭外运具有极为便利的条件和充足的运力。淮北徐州宿县蚌埠洪泽湖阜阳淮南合肥南京谢桥煤矿图1-1井田交通位置图1.1.2地形地貌及气象1、地形安徽理工大学毕业设计2本区属淮河冲积平原，矿区内地势平坦，区内沟渠纵横，村庄较密，地面标高+24～+25m，济河两岸标高+20～+22m，局部+19m，标高低于+20m地段雨季易发生内涝。我矿5个井筒井口标高均在+26m左右,目前矿井没有受到涝水的威胁。2、水系矿区主要水系济河，上接颖河的永安闸，自西至东横贯矿区中部，向东汇入西肥河，济河以蓄水抗旱为主，兼排过多降水，在永安闸与谢桥闸之间水位标高保持在+23.50m，蓄水400～500万m3，夏季为洪水期，历史上最高洪水位为1954年7月，实测标高24.422～24.743m。3、气候本区气候温和，属季风暖温带半湿润气候，春秋温和雨少，夏季炎热多雨，冬季寒冷多风。年平均气温15.1℃，最高气温（1966年8月8日）41.4℃，最低气温（1969年1月31日）－21.7℃；春秋季多东南、东北风，夏季盛东南风，冬季多东北～西北风，平均风速为3.28m/ｓ，最大风速20m/ｓ；年平均降水量为926.33mm，雨量多集中在七、八两个月。全年蒸发量1242.9mm，全年无霜期214.7天，冻结期最早为11月10日（1968年），最晚可至次年3月16日（1959年）。冻土最深可达19cm（1977年1月6日）。1.1.3井田境界谢桥井田位于潘谢矿区的西端，井田范围东起F209断层与张集矿井相接，西至F5断层与刘庄勘探区为邻，南部以谢桥向斜轴或17-1煤层-1000m水平的地面投影为界，北至1煤露头或张集勘探区Ⅲ线，东西长11.5km，南北倾斜宽4.3km，面积约38.2km2。1.1.4自然地震根据历史资料，淮南、颖上地区地震活动强度不大，以轻度破坏和有感地震为主，据颖上县志记载有感地震16次，其中，1931年在明龙山曾发生6.25级地震,震中最大烈度为7度。其它如1668年郯城8.5级地震，1917年霍山6.25级地震，1937年菏泽7级地震，均波及本区，但无较大破坏。安徽省地震局皖震发地字(84)020号文将谢桥煤矿地震基本烈度定为7度。1.2矿井地质特征1.2.1矿井地质特征及构造谢桥煤矿位于淮南复向斜中部，陈桥背斜的南翼、谢桥向斜的北翼。总体上呈一走向近东西、向南倾斜的单斜构造。地层倾平缓，一般10°～15°，断层不发育，虽局部地段发育有小的褶曲，造成地层起伏，但波幅较小，地层产状总体上变化不大，单斜构造特征明显，地质构造简单。井田南部边界F202、F206断层为两条逆冲推覆断层，属阜风推覆构造前缘叠瓦扇安徽理工大学毕业设计3的一部分，两断层间夹块一般厚100～200m，有时合二为一，夹块内构造复杂，由其造成井田深部局部地段含煤地层叠置；发育于井田深部的谢桥向斜的枢纽向东部仰起，向西倾斜，使得井田东段深部近向斜轴部的煤层走向由近东西转向南东。断层的发育特征：按其落差大小划分：≤10m的21条，＞10～25m的10条，＞25～50m的3条，＞100m的4条因此，综合分析区内断层有以下特征：1．正断层较多，逆断层较少。2．小断层较多，规模较大断层较少且多为边界断层。3．以走向北东、北北东向的断层为主。1.2.2矿井水文地质情况1地表水济河自西向东横贯矿井中部，系人工河流，上接颍河永安闸，向东汇入西淝河，属排泄洪水和浇灌农田的季节性河流。在永安闸与谢桥闸之间水位标高保持在+23.50m，蓄水约400～500万m3，历史上最高洪水位为1954年7月，实测标高+24.422～+24.743m。济河属本矿井地表最大水体，对矿坑开采无充水影响。2含隔水层主要含水层由岩溶裂隙含水层、裂隙含水层、孔隙含水层三部分组成。各类含水层对矿床开采的影响程度，又可分为直接充水含水层和间接充水含水层，各含水层之间均有有效隔水层和相对隔水层间隔，其特征如下：㈠新生界松散层含、隔水层（组）松散层厚度194.10～485.64m，平均厚度363.26m；总体呈南薄北厚的趋势。南部古地形起伏明显，根据沉积规律和区域对比，以及《谢桥井田煤系上复第三系“红层”隔水性评价补勘验证报告》重新对以往的划分作了适当调整，可大致分为上部含水层（组）、上部隔水层（组）、中部含水层（组）、中部隔水层（组）及底部“红层”等五部分。1.上部含水层（组）上部含水层（组）其底板埋深一般在125m左右，根据岩性及含砂量，又可细分为上段含水层、上段隔水层及下段含水层三段：上段含水层：厚49.50～75m，平均厚度64.95m，为多层暗色粘土夹细砂及粘土质砂，往下逐渐变粗，以中细砂为主，夹少量砂质粘土透镜体，上部30m受大气降水和地表水补给以垂直循环为主，侧向径流为辅，浅层为潜水型，深部具承压水型，上部富水性弱～中等，往下富水性中等～强。安徽理工大学毕业设计4据水4和水7两孔抽水资料：水位标高22.514～22.15m，q=2.206～0.919l/s.m，K=5.801～18.27m/d，水温17.5～190C，矿化度0.38～0.42g/1，水质HCO3～Na～Ca型。上段隔水层：底板埋深在90m左右，厚度9.60～45.10m，平均厚度27.37m，以砂质粘土及粘土为主，间夹1～3层粉细砂，分布比较稳定，具有隔水作用。下段含水层：厚度14.00～59.00m，平均厚度27.37m，以中细砂为主，据2号水源井抽水试验资料，水位标高24.80～25.60m，q=1.27～2.01l/s.m，K=8.97m/d，矿化度0.61g/l，水质HCO3～Na～Ca型。2.上部隔水层（组）底板埋深在130m左右，厚0～19.40m，平均厚度2.98m，以粘土及砂质粘土为主，分布不稳定，局部地段缺失，（全区共有15个孔尖灭，形成“天窗”）造成上部含水层（组）下段与中部含水层（组）上段，具有水力联系。3.中部含水层（组）底板埋深在330m左右，根据岩性和含砂量，本组可分上段含水层和下段含水层。上段含水层：该段厚64.25～175.20m，平均厚度为148.71m，以中细砂为主，次为粗砂，夹有多层灰绿色粘土及砂质粘土。北部砂层较南部发育，属承压自流水，富水性强，据水2-1、水2-3、水6等孔抽水试验资料：水位标高25.651～24.80m，q=1.169～0.175l/s.m，K=2.445～0.515m/d，矿化度1.04～2.44g/l，水温20～230C，水质自上而下由Cl～HCO3～Na到Cl～Na型。下段含水层：厚0～84.95m，平均厚度52.97m，由中细砂、粘土相间沉积，岩性组合复杂，砂与土交替变化，属承压自流水，富水性弱～中等，据水5孔抽水试验资料，水位标高24.88m，q=0.363l/s.m，K=1.419m/d，矿化度2.14g/l，水温250C，水质为Cl～Na型，在古地形隆起处与下伏基岩含水层存在水力联系。近年来由于矿井建设开发影响，含水层水位由原始水位24.88m，目前下降至14.70～15.78m，水位下降近10m左右，据Ⅷ东下含1孔近三年水位观测年平均下降0.1～0.3m。4.中部隔水层（组）底板埋深在375m左右，厚度0～89.20m，平均厚度44.50m。以浅灰、浅灰绿、棕红色固结厚粘土为主，部分地段夹多层砂层，致密质硬，局部含钙质、呈半岩化，在厚层粘土分布区，具有良好隔水作用。5.红层其厚度0～52.04m，平均厚度6.64m，以紫红色细砂岩为主，坚硬致密，局部夹固结粘土1～2层，通过水5、水6孔抽水试验并经流量测井均无水，经本次补勘验证该层不含水，应作为隔水层。㈡基岩含、隔水层1.二迭系砂岩裂隙含水层（段）安徽理工大学毕业设计5含水分布在煤层和泥岩之间，裂隙局部发育，全矿井漏水钻孔36个，主要漏水层位11-2、、23及25煤顶板砂岩最多，经7次抽水试验资料：水位标高22.07～27.096m，q=0.0046～0.0872l/s.m，K=0.0121～0.440m/d，水质Cl～Na型，矿化度0.85～1.85g/l，水温21～260C，富水性弱，以储存量为主，补给水源有限。各含水层之间，均有泥质类岩层间隔，相互之间无水力联系，即使被断层分割，断层破碎带也因泥质类岩屑的重新胶结充填，而具有相对的隔水作用。2.1煤底板隔水层段：其厚12.08～21.37m，平均厚度16.44m。岩性为泥岩，砂岩相间，在自然状态下，对1煤底板太原组灰岩水能起隔水作用。3.太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）平均厚度103.38m，含灰岩13层，平均累厚56.84m，占组厚55%，其中3、4、12三层灰岩最厚，平均厚度为7.52m，、11.03m、、12.01m，占灰岩总厚的54%，其余均为薄层灰岩。灰岩之间为泥岩、砂岩及薄煤层，地下水运动以层流为主。全区见灰岩钻孔51个，漏水孔14个，漏水孔率27%，其中水217孔在567.46～568.94m，见溶洞1.48m，属11层灰岩，其它各孔漏水深度一般在460～497m，多为溶蚀裂隙漏水。据水1、七-八5、七-八10、L12、水217等5孔抽水试验，水位标高25.18～26.91m，q=0.0174～1.764l/s.m，K=0.0189～9.97m/d，水温29～36.50C，水质Cl～Na型，矿化度2.19～2.57g/1，上述资料表明富水性中等，但分布不均一，并处于停滞状态。4.本溪组隔水层段厚3.05～5.40m，平均4.67m，为浅灰色铝质泥岩，分布稳定，起相对隔水作用。5.奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）全区有6个钻孔揭露，厚度14.54～104.35m，岩性为浅灰～肉红色，致密白云质灰岩，厚层状，漏水孔2个，漏水孔率33%，据七-八11孔抽水试验资料，水位标高23.66m，q=0.000369l/s.m，水质Cl～Na型，矿化度2.3g/1，富水性极弱。据区域资料，奥陶系总厚度约250m，上部为厚层角砾状灰岩，底部为钙质页岩夹泥质灰岩。岩溶在中下部比较发育，如淮南老矿区，奥灰被松散层覆盖的地段，因岩溶水被矿井排水疏干，在此段内，地表多处形成陷落漏斗，并发生个别房屋倒塌，墙壁开裂等岩溶地质现象。据钻孔抽水试验资料，q=0.0111～10.203l/s.m，富水性由弱至强。另据潘集勘探区奥灰中下部层段抽水试验资料，q=0.2～0.585l/s.m，富水性中等。鉴于本区奥灰隐伏露头分布面积较大，富水性不均一，故水文地质条件不清。今后在矿井水文地质工作中应加强防范措施。断层及其富水性区内共有断层38条，据钻孔穿过断点统计，破碎带宽度在1.60～16.00m，一般为泥质充填，钻孔未发现漏水现象，据水209孔对F209断层抽水试验，结果无水。表明安徽理工大学毕业设计6以泥质岩类为主组成的断层破碎带起阻水作用，但是在地下水力均衡失去平衡时，因其抗压强度比正常岩层小，将成为高水头含水层溃入矿坑之途径。如系坚硬岩层构成的破碎带可能含水，尤其切割1煤及太原组灰岩的断层带，有随时导致底鼓水的危害3各含水层之间的水力联系㈠新生界松散层含水层之间的水力联系1.上部含水层组以大气降水与地表水补给为主，并受古河道侧向补给，地下水垂直循环与水平运动兼顾，水位随季节变化。2.中部含水层组与上部含水层组之间为粘土类隔水层间隔，二者之间除局部地段存在越流补给因素外，一般无直接水力联系。本组地下水以缓慢的水平运动为主，储存量受区域调节，沿25煤露头附近