淄礦集團坤升公司是受地熱害威脅較嚴重的礦井,礦井投產(chǎn)后,在第一水平開采時,就發(fā)現(xiàn)井田南翼局部地區(qū)地熱異常,采掘工作面溫度高達31~35℃,氣溫炎熱潮濕,井下作業(yè)人員常汗流浹背,并伴有中暑、感冒等現(xiàn)象,嚴重惡化了勞動環(huán)境,直接威脅著井下職工的身體健康。
為了探索治理地熱(害)的有效途徑,我們在充分收集、利用已有的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,又補充進行了物探、化探、穩(wěn)態(tài)測溫、單抽水試驗、計算模擬分析等工作,進一步查明了地熱異常的分布范圍和成因。在此基礎(chǔ)上,提出了通過封堵熱水上升通道,加固煤層底板含水層,達到既治理熱害,又治理水害之目的。
1 地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)特征
1.1 地質(zhì)構(gòu)造
礦井位于淄博向斜盆地東翼北端近腹部地帶,東有落差80~390m的F5正斷層,南有落差50~150m的F1正斷層,西有落差600m的F13正斷層,北面為地層傾斜深部。為一東、南、西三面均下降的斷塊地壘構(gòu)造。井田內(nèi)煤系地層為單斜構(gòu)造,地層傾向300~330℃,傾角7~15℃。區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育,落差10m以上的斷層有35條,全為正斷層。從斷層的產(chǎn)狀分析,大可分為三組:一組為北北東向的走向正斷層。區(qū)內(nèi)發(fā)育有29條之多;二組為南北向的正斷層,僅有F13斷層是井田的西邊界;三組為近東西向的斜交正斷層;區(qū)內(nèi)發(fā)育5條,但延展長,常為張性含(導)水斷層。
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另外,井田內(nèi)巖漿侵入活動比較劇烈,巖性主要是輝長巖、輝綠巖,生成時代為中生代燕山期,對煤層、含水層影響較大,多為層狀。據(jù)資料分析,奧灰頂面以下100~160m左右有巖漿巖巖體。
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1.2水文地質(zhì)特征
(1)含水層。煤系及其以上含水層富水性不強,對礦井影響不大,影響礦井安全的含水層主要有:①徐家莊灰?guī)r含水層。位于10煤以下30m左右,有2~3層灰?guī)r組成。總厚8~18m。資料表明,徐灰?guī)r溶不發(fā)育,裂隙發(fā)育不均,主要接受其底板奧灰水的頂托補給;②奧陶系灰?guī)r含水層,總厚821m,位于10煤以下60m。頂部裂隙不太發(fā)育。
(2)斷層帶水文地質(zhì)特征。F5、 F1、 F13和 F3斷層為區(qū)域地下水的主要控水與導水構(gòu)造。其中F5、F1和F13斷層為弱水透水或隔水斷層,唯有F3斷層具有較強的垂直向上補給特征,是地下水強導水帶。
2地熱補勘工作
2.1基礎(chǔ)資料
礦井投產(chǎn)后,在-300m 10300采區(qū)和10700采區(qū)生產(chǎn)過程中,發(fā)現(xiàn)9、10煤采掘工作面的氣溫高達31~40℃,采煤工作面底板出水水溫高達40℃,出水工作面的溫度較不出水工作面的溫度高4~8℃。1992奧灰水文補勘時,發(fā)現(xiàn)奧灰水沿F3斷層帶由北向南水溫劇增,最高達39.5℃,各觀測孔水溫測量證實,奧灰水水溫在F3斷層的南部較高,而在斷層北部和離開斷層處,則相對較低,隨放水時間的延長,有上升的趨勢。
另外,淄博市施工時“市熱孔”的奧灰水最高溫度達43.4℃。
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