淺談淮南礦區(qū)地質異常體
摘要:本文對淮南礦區(qū)地質異常體進行了分析闡述。
關鍵詞:淮南礦區(qū)地質異常體
0引言
自1996年12月皖北礦業(yè)集團發(fā)生巖溶陷落柱突水淹井后,相續(xù)在兩淮礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了近30個巖溶陷落柱,其中淮南礦業(yè)集團于2002年后先后發(fā)現(xiàn)9個地質異常體:孔集礦1個,謝橋礦2個,張集礦1個,潘三礦實見1個,疑似3個,顧橋礦2個(尚有爭議);朱集礦的異常體尚未統(tǒng)計在內。
地質異常體主要通過三維地震解釋發(fā)現(xiàn),后多被定名為“疑似巖溶陷落柱”。其形態(tài)有帶狀和橢圓形兩種,故亦稱為“巖溶陷落帶”和“巖溶陷落柱”。
1張集井田
在西三采區(qū)發(fā)現(xiàn)一疑似巖溶陷落柱,其在8煤的平面形態(tài)為橢圓形,長軸近東西向,直徑約264m;短軸近南北向,直徑約185m。尚未驗證和揭露。
2謝橋井田
2002年,中國礦業(yè)大學對謝橋礦東二采區(qū)三維地震資料解釋時發(fā)現(xiàn)有兩個地質異常體,2004年通過鉆探驗證及井下揭露確定為巖溶陷落柱(帶)。
2.11#巖溶陷落柱
位于補II線附近,其在8煤的平面形態(tài)為橢圓形,長軸近南北向,直徑約252m;短軸近東西向,直徑約180m。在此范圍之內施工了補Ⅱ5孔,探測結果為:
2.1.1孔深776.88m,基巖面深度387.00m,孔深470.75m見11-2煤,566.25m見8煤,610.90m見6煤,732.15m見1煤,755.35m見C31層灰?guī)r,終孔層位為C33層灰?guī)r頂板。
2.1.2孔深446.00m沖洗液全漏。見C31層灰?guī)r前孔內無水位,孔深760m揭露C31灰?guī)r24小時后水位埋深560.00m,48小時后水位上升至485.00m。終孔測井前孔內灌水,水位基本穩(wěn)定在485.00m,為潘謝新區(qū)C3-I組灰?guī)r最深水位,分析為柱內C3-I組灰?guī)r富水性微弱并向煤系砂巖排泄所致。
2.1.3孔深387.00~758.10m范圍內,巖層受力擠壓現(xiàn)象明顯,泥巖松軟,砂巖呈短柱狀或卵石狀;隨深度的增加,巖層的破碎。無序程度增強。
2.1.4與間距256m的補Ⅱ2孔(位距陷落柱邊界120m)比較,地層下陷14.25~38.15m;11-2煤底板之上地層下陷幅度較小,11-2煤底板之下地層下陷幅度增大。
2.22#巖溶陷落帶
位于七-八線和新東翼上山之間,平面上為3個近橢圓體連成的串珠帶狀,延展方向為NW~SE,長約1530m,垂向上寬約30~140m,距東風井850~900m左右。
2.2.1鉆孔探測成果2004年11月至2005年12月進行的探測工程施工了6個鉆孔,其中:XLZ1#孔位于陷落帶范圍內,XLZ2#孔位于陷落帶東南方向的延伸方向上,XLZ3#孔位距陷落帶邊緣330m左右,XLZ4#孔位于東風井西北方向的基巖古洼地,XLZ5#、6#孔位距東風井東北方向的基巖隆起處。
①位于陷落帶范圍內的XLZ1#孔,基巖面深度403.50m,孔深469.17m沖洗液全漏,孔內無水位;巖層破碎,塌孔嚴重,處理57天無效而在孔深520.30m即8煤底板終孔。漏水但孔無水位,表明該段透水而無補給水源。
②XLZ3#孔孔深821.87m進行C3-I組灰?guī)r抽水試驗,深井潛水泵抽水至128.35m后無水,撤泵后實測水深131.76m仍呈微降趨勢。
③XLZ3#孔聲波測試計算的平均抗壓強度:孔深438.20~757.90m以及876.35~1197.55m段,巖石為6.296~90.051Mpa,煤層為3.18Mpa,整體強度高;757.90~876.35m段即1煤頂板至C310層灰?guī)r底板,巖石為0.35~13.3Mpa,煤層為0.35~0.70Mpa,異常偏低。
④XLZ2#孔太原組層位正常,但自C310層灰?guī)r起,至1200.88m在寒灰中終孔,高角度裂隙發(fā)育。XLZ3#孔自C34層灰?guī)r起,至1200.50m在寒灰中終孔,高角度裂隙發(fā)育。XLZ4#、5#、6#孔自基巖面起至在寒灰中終孔,(孔深分別為1008.82,615.78,1119.62m)高角度裂隙發(fā)育。
⑤各孔奧灰、寒灰段,巖溶現(xiàn)象發(fā)育,富水性較強(詳見第三、四節(jié))。抽水試驗停抽后5-10分鐘水位就恢復并高于抽水前水位,然后略有下降并穩(wěn)定,表明儲存量豐富。
⑥位于露頭方向、,距陷落帶較遠的XLZ4#、5#、6#孔孔深615.78-1119.92m,水溫34-35℃;位于深部、距陷落柱較近的XLZ2#、3#孔孔深1200.50-1200.88m,水溫44℃。
2.2.2東風井-440m回風道第二次注漿堵水資料進一步表明,受2#巖溶陷落帶影響:①1煤頂板砂巖高角度裂隙發(fā)育。②灰?guī)r地層中,高角度裂隙發(fā)育,沿層面裂隙發(fā)育。巖溶現(xiàn)象,尤其是C3-II組灰?guī)r巖溶現(xiàn)象發(fā)育。③C31至C39層灰?guī)r具有統(tǒng)一含水體的水位特征。
2.2.3巷探特征
13118工作面下順槽貫穿該陷落帶,實見下述特征:
①下順槽標高-485~-515m,揭露的陷落帶及影響帶長度約230m,其中80m為全巖。具有整體塌陷和柱體內部巖層較破碎、但層序正常的特征。
②柱體東邊界,煤巖層正常帶、陷落帶影響帶、陷落帶分界較明顯。影響帶范圍內,煤層結構、煤巖層產狀變化較大,巷道呈13°~17°下坡,煤層產狀200°~220°/∠16~40°,煤厚1~3m,破碎呈粉末狀或鱗片狀。邊界為3~4m寬的破碎帶,巖體呈松散堆積狀,且較潮濕。
柱體西邊界分界特征不明顯,但陷落帶以西斷層發(fā)育,順槽揭露4條傾向斷層,落差0.5~2m。
③柱體東段,巖體破碎,垂向裂隙發(fā)育,局部裂隙寬達0.5~0.6m,巷道右下方裂隙中溫度高達35~38℃。
柱體西段發(fā)育有兩組裂隙,一組為沿地層走向一致的垂向裂隙3~4條,一組沿層面方向,裂隙最寬達0.40m,裂隙面有層狀方解石結晶層。
④柱體內沿地層走向一致的垂向裂隙聯(lián)通性較好。巷道貫通前西頭放炮,東頭出炮煙,裂隙中明顯感到有風流。
⑤柱體中巷道低洼,雖打鉆及掘進施工用水量較大,但巷道無積水。表明該段柱體透水而不儲水。
3顧橋井田
位于陳橋背斜東翼與潘集背斜西部的銜接帶,地層呈反“S”走向,總體構造形態(tài)為走向南北、向東傾斜的單斜構造,地層傾斜平緩,傾角5~15°。次級寬緩褶曲和斷層構造較發(fā)育,主要分布在F92~F110和F81~F87兩大構造異常區(qū)。