工程地质条件与突水危险性研究

泉店煤矿11采区浅部二1、二3煤层覆岩仅残留山西组和下石盒子组，11采区煤层倾角在10°～37°。由表2-2、表2-3可知，钻孔揭露该区域地表标高＋105.19～＋116.74m，新近系底界基岩面标高－605～－187.66m，二1煤层底板高程－564.76～－273.45m，二3煤层底板高程－555.81～－263.27m。地面钻孔二1煤层覆岩厚度为62.83～187.04m，新近系底部黏土层厚度为0～20.34m。总体上该区域地面平缓，地形起伏不大，基岩面呈现北高南低的趋势，钻孔控制范围内落差417.34m，二1煤层底板亦为北高南低趋势，钻孔控制范围内落差291.31m。

总体上，该区域煤层倾角平均约31°，而基岩面倾角达到35°～38°，基岩面倾角略大于煤层倾角，两者近似平行；该区域煤层覆岩厚度由西向东逐渐变薄，根据泉店煤矿11050工作面下顺槽向外和工作面斜上方对DF223断层、DF224断层的探测，在工作面内部和巷道外侧80m范围内未发现原地震勘探揭示的DF223断层、DF224断层。11采区临近露头带附近共发现断层10条，断层统计结果见表2-6，区内没有落差大于100m的断层。

表2-6　研究区断层落差产状统计表

续表

根据图2-3和图2-4揭示的新近系与上下地层接触关系，以及钻孔资料和土样筛分定名，按地层和含隔水情况将新生界划分为7个工程地质类型：第四纪黏土、砂、砾砂层类型；黏土、砂质黏土层类型；黏土夹砾砂、中砂、细砂层类型；黏土、砂质黏土与薄层细砂粉砂互层类型；砾砂、中砂夹黏土层类型；黏土、砂质黏土及黏土质砂砾层类型；砾砂、粉砂夹黏土层类型。

图2-3　11050工作面附近D—D′剖面图

（1）第四纪黏土、砂、砾砂层类型。该层在泉店煤矿东翼第四系底界面标高变化不大，在－320～－230m之间变化，最浅处在采区的西部和北部，为－230m左右，最深处则在东南部边界附近，为－320m左右。研究区11采区钻探揭露，第四系厚度为24.61～39.26m，平均厚度为32.75m，该层主要由黏土质砾石、黏土质砂、中砂和砾石组成，其中大部分钻孔揭露第四系底部为砂砾层。(www.xing528.com)

（2）黏土、砂质黏土层类型。该层分布于第四系底界的砂砾层下，一般由黏土、砂质黏土构成，各孔均揭露具有一定厚度的黏土或砂质黏土层，分布稳定，可起到阻隔第四系含水层与新近系含水层水力联系的作用，该层厚度为22.03～65.73m，平均厚度为48.66m。

（3）黏土夹砾砂、中砂、细砂层类型。该层以黏土、砂质黏土为主，夹砾砂、中砂、细砂层，且砾砂、中砂和细砂层分布不均匀，该层厚度为20.13～83.63m，平均厚度为51.20m。其中砂层为含水层，K10孔抽水试验结果表明为富水性中等含水层，且K7孔新近系全孔抽水试验单位涌水量也较底部抽水试验结果高。

图2-4　11050工作面附近W—W′地质剖面图

（4）黏土、砂质黏土与薄层细砂粉砂互层类型。该层由多层黏土、砂质黏土与薄层细砂粉砂互层组成，总厚度大，细砂综合厚度不高。该层厚度为108.05～279.03m，平均厚度为191.09m。抽水试验表现为弱富水性，可作为隔水层起到阻隔上下含水层水力联系的作用。

（5）砾砂、中砂夹黏土层类型。该层是本区抽水试验的目标含水层之一，主要以砾砂、中砂和泥质砾砂为主，夹一定厚度的黏土层，该层厚度为19.3～129.38m，平均厚度为75.67m。抽水试验表明，该层为弱富水性。同时，该层局部直接覆盖于二叠系基岩面以上，是开采覆岩裂隙导通后的充水含水层。

（6）黏土、砂质黏土及黏土质砂砾层类型。该层由黏土、砂质黏土及黏土质砂砾层组成，其中黏土质砂砾层细粒成分在30%左右，该层厚度不稳定，厚度为51.95～74.34m，平均厚度为63.145m，局部较薄，与二叠系基岩不整合接触，在古剥蚀面陡倾产状的情况下，在新近系与二叠系煤层之间难以形成完整隔水覆盖层。根据地面井下补勘钻孔揭露，新近系底部黏土层厚度3.3～47.6m，平均厚度约为19.5m。

（7）砾砂、粉砂夹黏土层类型。该层主要由砾砂、粉砂夹黏土层组成，仅在K4孔可见，厚度为118.41m，钻孔揭露后孔内水位较高，抽水后为弱富水性，与基岩面不整合接触。

根据11采区K4～K10钻孔取芯测试，浅部覆岩单轴抗压强度范围在0.2～65MPa，平均为21.84MPa，属于中硬偏软覆岩。煤层顶板中直接顶板以砂质泥岩、粉砂岩为主约占全井田面积的60%，厚度一般为1.50～5m，RQD值在0～85.2%。泥岩顶板次之，厚度一般为1～3m。砂岩顶板主要在局部地区以及DF04断层两侧分布，分布面积仅占全井田面积的10%。而老顶以细粒、中粒大占砂岩（Sd）为主，厚度0～12.33m，大部分区域在2m以上，抗压强度34.7～58.0MPa，RQD值在50%～91.4%，为中硬—坚硬岩层。