华北型煤田中奥陶系灰岩顶部相对隔水段研究.PDF

　第３４卷第３期 煤　　炭　　学　　报 Ｖｏｌ．３４　Ｎｏ．３　 　２００９年 ３月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＡＣＯＡＬＳＯＣＩＥＴＹ Ｍａｒ．　 ２００９　 　　文章编号：０２５３－９９９３（２００９）０３－０２８９－０４ 华北型煤田中奥陶系灰岩顶部相对隔水段研究 １，２ ２ 董书宁 ，刘其声 （１长安大学 环境科学与工程学院，陕西 西安　７１００５４；２煤炭科学研究总院西安研究院，陕西 西安　７１００５４） 摘　要：为了减少和控制煤层带压开采突水灾变的发生，达到安全开采下组煤的目的，通过相关 资料分析，对奥灰顶部相对隔水段的成因进行了探讨，提出了在矿区确定其厚度和分布范围的主 要方法，即水文地质钻探方法及水文地质试验方法，并给出了对山西潞安矿区的研究结果． 关键词：华北型煤田；奥陶系灰岩；相对隔水段；古风化壳 中图分类号：ＴＤ７４５　　　文献标识码：Ａ ＳｔｕｄｙｏｎｒｅｌａｔｉｖｅａｇｕｉｃｌｕｄｅｅｘｉｓｔｅｄｉｎｍｉｄＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｔｏｐｉｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｃｏａｌｆｉｅｌｄ １，２ ２ ＤＯＮＧＳｈｕｎｉｎｇ ，ＬＩＵＱｉｓｈｅｎｇ （１ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００５４，Ｃｈｉｎａ；２Ｘｉ’ａｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎａＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ　７１００５４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｕｄｄｅｎｄｉｓａｓｔｅｒｏｆｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｆｒｏｍｃｏａｌｓｅａｍｆｌｏｏｒ，ａｎｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅ ｇｏａｌｆｏｒｓａｆｅｍｉｎｉｎｇｏｆｔｈｅｌｏｗｅｒｇｒｏｕｐｃｏａｌｓｅａｍｓ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓ，ｄｉｓｃｕｓｅｄｃａｕｓｅｏｆａｂｏｖｅｒｅｌａ ｔｉｖｅａｇｕｉｃｌｕｄｅｅｘｉｓｔｅｄｉｎＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｌｉｍｅｓｔｏｎｅｓｔｏｐ，ｂｒｏｕｇｈｔｆｏｒｗａｒｄｓｏｍｅｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ（ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ）ｄｅｔｅｒｍｉｎｇｉｔｓｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｎｇｅ，ａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｅｄｒｅ ｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎＬｕ’ａｎｃｏａｌｍｉｎｅａｒｅａ，ＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａｃｏａｌｆｉｅｌｄ；ｍｉｄＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｌｉｍｅｓｔｏｎｅ；ｒｅｌａｔｉｖｅａｑｕｉｃｌｕｄｅ；ｐａｌｅｏｗｅａｔｈｅｒｉｎｇｃｒｕｓｔ 　　目前，我国华北的许多煤矿已进入或正在进入下组煤开采阶段．华北型煤田下组煤开采面临的最大挑 ［１］ 战是来自煤层底板奥灰含水层的突水威胁．据现有资料 ，在山西潞安和晋城等矿区，太原组底部煤层 （１５号煤）离奥灰峰峰组顶界的距离为１５～３０ｍ，一般为２０ｍ，最薄处仅６９８ｍ．１５号煤底板承受的 ３ ３ 奥灰水压通常大于２ＭＰａ，计算的平均突水系数为０１２ＭＰａ／ｍ．这个数值远大于 《煤矿防治水工作条例》 中规定的突水系数临界值 （在具有构造破坏地区按００６ＭＰａ／ｍ计算，隔水层完整无断裂构造破坏地区按 ０１ＭＰａ／ｍ计算），因此下组煤开采，特别是底部煤层开采要比上组煤开采发生奥灰突水的几率大得多． 关于奥灰含水层突水问题，我国学者提出了许多理论和学说，其中以突水系数为基础的带水压开采理论得