皖北錢營孜煤礦含、隔水層特征及評價

摘 要：為查明皖北錢營孜煤礦及周圍水文地質情況，在對皖北錢營孜煤礦主、副和風三個鉆孔調查的基礎上，獲取了該礦基本水文地質特征，并對各含水層進行了評價，結果表明：該礦從頂往底可分為松散層和二疊系含、隔水層，其中松散層含水層與二疊系含水層之間無明顯的水力聯系。新生界松散層第一含水層直接接受大氣降水補給，富水較強，第二含水層富水性較弱，第三含水層富水性較強。盡管目前二疊系含水層富水性較弱從而不會對煤層開采造成大的威脅，但在未來的開采工作中應予以注意，因為它是井筒開挖的直接充水含水層。

關鍵詞：含水層水文地質特征評價錢營孜煤礦安徽

中圖分類號：TD745文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2011)06(a)-0072-01

前言

皖北地區由于特殊的區域水文地質特征，礦井突水問題一直是各生產單位及研究單位關心的重要問題，從而進行了大量關于水文地質評價、突水水源識別的研究，取得了一系列的成果[1-3]。在諸多研究當中，首當其沖的應該是區域水文地質特征的掌握和評價。基于此，我們對該礦進行了主、副和風三個鉆孔，并就該礦水文地質特征進行了系統總結，為進一步查明各井筒及井底車場周圍水文地質情況提供了參考。

1 研究區背景

錢營孜煤礦隸屬于安徽省皖北煤電集團有限責任公司，井田位于宿州市墉橋區境內，其中心位置距宿州市約15公里。境內有合肥徐州高速公路橫貫礦區，礦井經鐵路專用線與京滬、隴海兩大鐵路干線相連，交通運輸十分便利。井田以氣煤和三分之一焦煤為主，均為低磷、低硫、中高發熱量的優質煉焦煤和電力用煤，是國家鼓勵提倡的潔凈環保用煤，市場銷售前景十分廣闊。礦井設計生產能力為2.40Mt/a，采用立井開拓方式，設主井、副井和回風井3個井筒。

2 含、隔水層的劃分

根據鉆孔資料，該礦與煤礦開采安全有關的含、隔水層主要可以分為兩層，分別為松散層和二疊系含、隔水層，其特征分述如下：

2.1 松散層含、隔水層

（1）第一含水層 一般自地表垂深3～5m起，底板埋深30.20～35.70m平均33.48m。砂層總厚9.41～16.85m平均12.54m，占38～47%。巖性主要由土黃色粉砂、細砂粘土質砂，夾4～5層粘土或砂質粘土組成。區內灌溉機井多開鑿于此層內，水量30～50m3/h。一含可作為該礦工業和生活飲用水的水源。（2）第一隔水層 底板埋深49.90～50.00，平均49.97m。隔水層厚度11.65～13.45m，平均12.58m，占68～88%。該層分布穩定，厚度變化較大，粘土類可塑性強，一般隔水性能較好。能起到一定的隔水作用。（3）第二含水層 底板埋深60.80～64.65，平均62.85m。砂層厚3.05～5.55m，平均4.22m，占28～38%。該含水層不發育，富水性弱。（4）第二隔水層 底板埋深87.80～90.05m，平均88.98m。隔水層厚度21.70～27.20m，平均24.47m，占92～96%。粘土類一般可塑性好，膨脹性強，結構致密，分布穩定，隔水性能好。（5）第三含水層 底板埋深160.35～161.15m，平均160.73m。砂層厚27.65～42.60m，平均34.93m。占39～58%。該層分布穩定，砂層結構松散，富水性較強。（6）第三隔水層 底板埋深218.15～221.50m，平均219.80m。隔水層厚度51.50～57.90m，平均53.65m。占87～95%。該層分布穩定，厚度較大，粘土類質純，致密，可塑性好，膨脹性強，隔水性良好，是區域及礦井內重要的隔水層。由于它的存在，使其以上各含水層地下水及地表水、大氣降水與其下的煤系水失去水力聯系。

2.2 二疊系含、隔水層

二疊系巖性由砂巖、泥巖、粉砂巖、煤層等組成，并以粉砂巖為主。自上而下劃分為2個含水層和1個隔水層。

（1）上石盒子上部砂巖含水層 底板埋深為348.50～379.30m，平均363.13m。含水層兩極厚度為67.00-74.63m，平均71.72m。巖性以灰白色細粒砂、中粒砂巖及粗砂巖為主，以泥巖、粉砂巖。井田內砂巖厚度變化較大。砂巖中裂隙發育，具有不均一性。（2）1煤上、下粉砂巖及泥巖隔水層 底板埋深為720.35～754.05m，平均733.16m，隔水層厚度313.83～328.01m，平均321.59m。巖性以紫斑雜色及灰色的粉砂巖、泥巖為主夾7-11層細砂巖。含紫色花班，性脆含較多菱鐵鮞粒，該段隔水性能較好。 （3） 2煤上、下砂巖裂隙含水層 底板埋深為758.05～790.61m，平均774.33m，含水層厚度14.81～21.59m，平均18.20m。巖性以灰白色細、中砂巖為主，夾灰色粉砂巖及泥巖。砂巖裂隙發主育不均，局部多發育垂直裂隙，富水性為弱～中等，其地下水處于封閉～半封閉環境，以儲存量為主，在不與其它含水豐富的含水層發生水力聯系時，水量小且易于疏干。

3 含水層補給、逕流、排泄條件及水力聯系

（1）新生界松散層第一含水層 該含水層上部屬潛水，下部屬弱承壓水，為多層結構的復合含水層，主要靠大氣降水和地表水垂直滲透補給，循環條件良好，水位動態變化與大氣降水關系密切，主要排泄途徑為蒸發和人工開采。（2）新生界松散層第二、三含水層 二者均屬多層結構的松散層孔隙承壓含水層，以區域層間逕流補給為主，其次在局部一、二隔變薄地帶，二含接受一含越流補給，同時又越流補給三含。（3）上石盒子上部砂巖裂隙含水層 上石盒子上部砂巖裂隙含水層由于砂巖裂隙局部較發育，富水性較強，滲透性較好，在自然狀態下，地下水運動緩慢，處于半封閉狀態，地下水補給、排泄條件差，以儲存量為主。主要為區域層間補給、逕流、排泄。

4 含水層評價

（1）新生界松散層第一含水層：該層分布穩定，結構松散。透水性強，含水豐富，屬中等富水性孔隙含水層，直接接受大氣降水補給，水質較好，是礦區內人畜飲用及農業灌溉的水源。（2）新生界松散層第二含水層：該層為多層結構的松散層孔隙含水層，本井田不發育，砂層結構松散，但因其厚度不大，而富水性弱。（3）新生界松散層第三含水層：該層砂層厚度大，分布穩定，結構松散，富水性較強。隨著深度的增加，水質逐漸變差，但上部水仍可作飲用水。（4）二疊系地層砂巖裂隙含水層.

參考文獻

[1] 殷曉曦，許光前，桂和榮，等.系統聚類逐步判別法對皖北礦區突水水源的分析[J].煤田地質與勘探，2006.

[2] 桂和榮，陳陸望.礦區地下水水文地球化學演化與識別[M].北京:地質出版社，2007.

[3] 陳陸望，桂和榮，殷曉曦.地下水溶解碳酸鹽中碳氧穩定同位素組成特征與演化規律[J].煤炭學報，2008.