第四系底界粘土巖性對提高開采上限影響分析

1、 第四系底界粘土巖性對提高開采上限影響分析   1概況      淄博礦業(yè)集團(tuán)公司在濟(jì)（寧）北礦區(qū)建成投產(chǎn)的許可廠、貸莊、葛亭煤礦，現(xiàn)在全部開采下二迭統(tǒng)山西組3（3上或3下）層煤，在礦井不同范圍內(nèi)，3煤層與四系底界間距較小，局部更有煤層露頭直接伏于第四系之下，開采過程中，采煤工作面的導(dǎo)水裂隙帶可達(dá)第四系之中，受到第四系水的威逼，在建井地質(zhì)報告中，上級批復(fù)的基巖防水愛護(hù)煤柱為60m，按此要求進(jìn)行，防水煤柱總壓覆資源里將達(dá)3716.5萬t。     為了合理開發(fā)利用煤炭資源，延長礦井服務(wù)年限，提高經(jīng)

2、濟(jì)效益，自1998年開頭，各礦通過各種手段和方法，主要針對第四系底界粘土層進(jìn)行補(bǔ)充勘探，利用第四系底界粘土層與基巖共同作用作為防水煤巖柱，開展了提高開采上限討論工作。     1.1第四系沉積特點(diǎn)     濟(jì)（寧）北礦區(qū)屬于濟(jì)寧煤田。第四系屬沖積河，湖相沉積地層，與基巖呈不整合接觸。其特點(diǎn)：一是厚度大，存度變化也大，在許廠、岱莊、葛亭井范圍內(nèi)，從127.1282.74m；二是含隔水層大多相間沉積；三是第四系沉積所處的沖積、洪積扇部位不同而富水性各有差異。濟(jì)寧煤田處于泗河沖積、洪積扇前沿，第四系總厚度加厚，但砂層粒度

3、較細(xì)，含水層變少而隔水層增多。第四系下組砂礫層含水性弱到等，砂礫層下有較穩(wěn)定的厚層含水性弱到中等，砂礫層下有較穩(wěn)定的厚層狀粘土、砂質(zhì)粘土及石膏粘土，隔離砂礫層與基巖接觸，使之與基巖含水層聯(lián)系不親密。     1.2第四系地質(zhì)水文特征     根據(jù)富水性、沉積特征及巖性組合不同，第四系可劃分上、中下3組。     （1）上組：厚度58.9173.9m，平均98.06m。巖性以暗黃色砂質(zhì)粘土及中、細(xì)粒砂為主，含砂量達(dá)42%49.5%，透水性好，單位涌水量仍在2.2910.33L/

4、g·m，滲透系數(shù)最大可以達(dá)到30.165m/d，本組為富水性強(qiáng)的孔隙含水層。    （2）中組：厚度24.5125.1m，平均68.03m，巖性以褐色粘土及粘土質(zhì)砂為主，粘土層隔水性能良好，鉆孔由于長期風(fēng)化，含粘土量高達(dá)25%，透水性也變?nèi)?，本組為相對隔水層。    （3）下組：厚度25.192.5m，平均58.95m，又可分為上下兩段。上段：厚度7.550.5m，平均27.05m。巖性主要為灰白色粘土長石、石英砂礫巖，夾灰綠、灰白粘土，粘土質(zhì)砂礫巖層占本段厚度的72%。含水層主要為中細(xì)砂層，單位涌水量在

5、0.43!0.848L/s·m，滲透透系數(shù)在1.00114.0514m/d，屬中等含水層。下段：厚度1.463.27m，平均28.91m。巖性主要以灰綠、灰白雜色粘土巖為主，偶含固結(jié)較好的粘土質(zhì)砂礫巖，底部普遍分布石膏粘土巖，粘土層占未段的90%，厚度大且分布連續(xù)，粘土層與砂質(zhì)粘土的塑料性指數(shù)為17.731.8，單位涌水量在0.0008780.0139L/ s·m，滲透系數(shù)在0.031250.723m/d，是良好的隔水層。下段：厚度1.463.27m，平均28.91m。巖性主要以灰綠、灰白雜色粘土巖為主，偶含固結(jié)較好的粘土質(zhì)砂礫巖，底部普遍分布石膏粘土巖，粘土層占本段的90

6、%，厚度大且分布連續(xù)，粘土層與砂質(zhì)粘土的塑性指數(shù)為17.731.8，單位涌出量在0.0008780.01319L/s·m，滲透系數(shù)在0.031250.723m/d，是良好的隔水層。    2討論第四系底界粘土層的目的和要求    提高開采上限的關(guān)鍵在于討論分析第四系底界粘土層的厚度、分布狀況、物理力學(xué)性質(zhì)、間隔沉積特征等，從而進(jìn)一步討論新生界沖積層水透入礦井的條件、途徑、與基巖含水層水力聯(lián)系和制約因素。    2.1粘土層的厚度    第四系底界粘土層厚度大小，直接打算了