第四系底界粘土岩性对提高开采上限影响分析

1、 第四系底界粘土岩性对提高开采上限影响分析   1概况      淄博矿业集团公司在济（宁）北矿区建成投产的许可厂、贷庄、葛亭煤矿，现在全部开采下二迭统山西组3（3上或3下）层煤，在矿井不同范围内，3煤层与四系底界间距较小，局部更有煤层露头直接伏于第四系之下，开采过程中，采煤工作面的导水裂隙带可达第四系之中，受到第四系水的威逼，在建井地质报告中，上级批复的基岩防水爱护煤柱为60m，按此要求进行，防水煤柱总压覆资源里将达3716.5万t。     为了合理开发利用煤炭资源，延长矿井服务年限，提高经

2、济效益，自1998年开头，各矿通过各种手段和方法，主要针对第四系底界粘土层进行补充勘探，利用第四系底界粘土层与基岩共同作用作为防水煤岩柱，开展了提高开采上限讨论工作。     1.1第四系沉积特点     济（宁）北矿区属于济宁煤田。第四系属冲积河，湖相沉积地层，与基岩呈不整合接触。其特点：一是厚度大，存度变化也大，在许厂、岱庄、葛亭井范围内，从127.1282.74m；二是含隔水层大多相间沉积；三是第四系沉积所处的冲积、洪积扇部位不同而富水性各有差异。济宁煤田处于泗河冲积、洪积扇前沿，第四系总厚度加厚，但砂层粒度

3、较细，含水层变少而隔水层增多。第四系下组砂砾层含水性弱到等，砂砾层下有较稳定的厚层含水性弱到中等，砂砾层下有较稳定的厚层状粘土、砂质粘土及石膏粘土，隔离砂砾层与基岩接触，使之与基岩含水层联系不亲密。     1.2第四系地质水文特征     根据富水性、沉积特征及岩性组合不同，第四系可划分上、中下3组。     （1）上组：厚度58.9173.9m，平均98.06m。岩性以暗黄色砂质粘土及中、细粒砂为主，含砂量达42%49.5%，透水性好，单位涌水量仍在2.2910.33L/

4、g·m，渗透系数最大可以达到30.165m/d，本组为富水性强的孔隙含水层。    （2）中组：厚度24.5125.1m，平均68.03m，岩性以褐色粘土及粘土质砂为主，粘土层隔水性能良好，钻孔由于长期风化，含粘土量高达25%，透水性也变弱，本组为相对隔水层。    （3）下组：厚度25.192.5m，平均58.95m，又可分为上下两段。上段：厚度7.550.5m，平均27.05m。岩性主要为灰白色粘土长石、石英砂砾岩，夹灰绿、灰白粘土，粘土质砂砾岩层占本段厚度的72%。含水层主要为中细砂层，单位涌水量在

5、0.43!0.848L/s·m，渗透透系数在1.00114.0514m/d，属中等含水层。下段：厚度1.463.27m，平均28.91m。岩性主要以灰绿、灰白杂色粘土岩为主，偶含固结较好的粘土质砂砾岩，底部普遍分布石膏粘土岩，粘土层占未段的90%，厚度大且分布连续，粘土层与砂质粘土的塑料性指数为17.731.8，单位涌水量在0.0008780.0139L/ s·m，渗透系数在0.031250.723m/d，是良好的隔水层。下段：厚度1.463.27m，平均28.91m。岩性主要以灰绿、灰白杂色粘土岩为主，偶含固结较好的粘土质砂砾岩，底部普遍分布石膏粘土岩，粘土层占本段的90

6、%，厚度大且分布连续，粘土层与砂质粘土的塑性指数为17.731.8，单位涌出量在0.0008780.01319L/s·m，渗透系数在0.031250.723m/d，是良好的隔水层。    2讨论第四系底界粘土层的目的和要求    提高开采上限的关键在于讨论分析第四系底界粘土层的厚度、分布状况、物理力学性质、间隔沉积特征等，从而进一步讨论新生界冲积层水透入矿井的条件、途径、与基岩含水层水力联系和制约因素。    2.1粘土层的厚度    第四系底界粘土层厚度大小，直接打算了