煤层顶板砂岩含水层富水性单因素分析

李新凤1，魏久传2，隋岩刚

（1．山东省煤田地质局物探测量队，山东泰安271021；2．山东科技大学地质科学与工程学院，山东青岛266510；

3．中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东济南250014）

摘

要

该文运用岩性结构指数定量描述了煤层顶板的岩性及结构特征。采用单因素分析法，将岩性结构指数标准化，以0．2和0．7作为分区界限对1煤顶板砂岩含水层的富水性进行了分区。关键词

砂岩含水层

富水性

岩性结构指数

单因素分析

中图分类号TD745

文献标识码

Single Factor Analysis on Sandstone Aquifer ’s water Abundance in the Coal Seam ’s Roof

Li Xin －feng 1，Wei Jiu －chuan 2，Sui Yan －gang 3

（1．Geophysical Prospecting and Surveying Team ，Shandong Bureau of Coal Geological Exploration ，Taian Shandong ，271021，China ；

2．College of Geo Science and Eng．，SUST ，Qingdao ，Shandong 266510，China ；

3．Shandong Zhengyuan Geological Exploration Institute ，China Metallurgical Geology Bureau ，Jinan ，Shandong 250014，China ）

Abstract

The paper quantativly described the lithology and structure characteristics of the coal seam ’s roof with lithology structure index ．The paper

standardised the lithology structure index and adopted single factor analysis to classify water abundance of sandstone aquifers in the No．1coal seams ’roof by 0．2and 0．7．Key words

sandstone aquifer

water abundance

lithology structure index

single factor analysis

*收稿日期：2012－02－09

作者简介：李新凤（1986－），女，硕士研究生，毕业于山东科技大学，地质工程专业，现为山东省煤田地质局物探测量队职工。

济阳煤矿位于黄河北煤田济阳勘查区浅部，二采

区位于井田中北部，为矿井主要接续采区，其中1煤为主采煤层之一。煤层开采主要充水含水层为煤层顶板砂岩，在采区开拓和巷道掘进过程中发生多次突水事故，说明上组煤层顶板砂岩具有良好的富水性，对上组煤开采构成一定的威胁。本文采用单因素分析法对煤层顶板砂岩含水层的富水性进行了评价。预测、评价煤层顶板砂岩含水层的富水性，有助于制定合理的水害防治措施，保障采区的安全高效生产。1

研究范围

综合考虑二采区范围内开采煤层厚度、采深及采用的开采技术等因素，开采后的导水裂隙带高度内的砂岩含水层是主要含水层。1煤顶板导水裂隙带高度约为20m ，为了安全考虑，留20m 的保护层带，则1煤顶板的研究范围为40m 。在二采区，该范围内砂岩厚度变化于14．95 51．28m 之间，平均31．08m 。2

煤层顶板岩性及结构特征

砂岩含水层赋存于以砂泥岩组合而成的岩系中，砂

岩颗粒越粗、

砂岩层越厚，则富水性往往越好。砂岩厚度是影响地下水赋存的重要因素，厚度大可储水空间大，反之，厚度小则可储水空间小。砂岩和泥岩如果交互出现，则大大限制了砂岩含水层中构造裂隙的延展性和不同砂

岩含水层段之间的水力联系，对砂岩富水不利［5］

。

考虑煤层顶板的岩性及结构特征对于富水性的影响，本文采用岩性结构指数来描述煤层顶板岩性及结构特征。岩性结构指数计算方法为：将中砂岩、细砂岩、灰岩、岩浆岩、断层破碎带等的厚度分别乘以一个等效系数，从而折算成粗砂岩的厚度，然后再乘以结构系数。结构系数是指由岩层砂泥组合结构所决定的系数。当岩层中砂岩总厚度大于80%时，结构系数为1；当砂岩总厚度大于55%，小于等于80%时，结构系数为0．8；当砂岩总厚度大于45%，小于等于55%时，结构系数为0．6；当砂岩总厚度大于20%，小于等于45%时，结构系数为0．4；当砂岩总厚度小于等于20%时，结构系数为0．2。

岩性结构指数计算公式如下：

L =（a ?1+b ?0．8+c ?0．6+d ?0．6+e ?0．2+f ?1）?g

（1）

式中：L －岩性结构指数；

a 、

b 、

c 、

d 、

e 、

f －含水介质厚度，分别为粗砂岩、中砂岩、细砂岩、灰岩、岩浆岩、断层破碎带的厚度；

g －结构系数。

根据采区及其邻近的17个钻孔的资料，利用式

12012年第5期