新疆界梁子井田水文地質(zhì)類型劃分淺析

■趙海濱趙貞貞朱國(guó)慶

（1山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 山東濟(jì)南 250014;2山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 山東日照 276826）

新疆界梁子井田水文地質(zhì)類型劃分淺析

■趙海濱1趙貞貞2朱國(guó)慶1

（1山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 山東濟(jì)南 250014;2山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 山東日照 276826）

隨著《煤礦防治水規(guī)定》及《煤礦安全規(guī)程》的相繼施行，我國(guó)煤礦防治水工作已邁入了新時(shí)期。合理劃分煤礦的水文地質(zhì)類型，是煤礦防治水的一項(xiàng)重要內(nèi)容，該文以界梁子井田為例，分析了礦井水文地質(zhì)條件，針對(duì)礦井水文地質(zhì)類型劃分的6大指標(biāo)進(jìn)行了研究，最終確定了水文地質(zhì)類型為中等型。

水文地質(zhì)類型劃分充水因素界梁子井田

0 引言

近年來(lái)，隨著煤礦水害事故的增加，煤礦防治水工作愈來(lái)愈受到人們的重視，劃分好礦井水文地質(zhì)類型對(duì)煤礦防治水具有重要的指導(dǎo)意義。

1 井田水文地質(zhì)概況

1.1 井田地質(zhì)概況

井田位于伊犁盆地北緣，出露地層有石炭系奧依曼布拉克組；三疊系小泉溝群赫家溝組，侏羅系水西溝群八道灣組、三工河組；新近系、古近系和第四系，含煤地層為侏羅系三工河和八道灣組，含煤地層總平均厚度為340.19m，共含煤20層，自上而下統(tǒng)一編號(hào)為煤13～煤30，煤層總厚9.58～120.07m，平均厚度47.49m，含煤系數(shù)13.96%[1]。

1.2 井田水文地質(zhì)條件

井田位于伊犁盆地北部斷隆帶一寬緩的傾伏向斜盆地中，地形呈三面高向西低的簸箕狀，為區(qū)域地下水的徑流排泄區(qū)，基本上構(gòu)成一完整的小水文地質(zhì)單元。井田內(nèi)僅有季節(jié)性湯姆察布拉克河，最大洪水流量小于20m3/s，附近無(wú)常年性地表水。

1.2.1 含水層

（1）第四系沖洪積孔隙弱～中等含水層（H1）：主要分布于井田中西部，含水層巖性為松散的卵礫石，受降水滲透及雪水側(cè)滲補(bǔ)給，厚度0.2～99.37m，流量0.08～8L/s，礦化度0.78～1.80g/L，水質(zhì)類型為SO4?Cl-Na型。

（2）古近系砂礫巖孔隙中等含水層（H2）:厚度5.91～214.14m，含水層巖性主要由粗砂巖、砂礫巖及礫巖組成，膠結(jié)松散。水位埋深-10.25～20.08m,涌水量321.40～1337.47m3/d,滲透系數(shù)0.052～0.815m/ d,礦化度3.5～6.1g/L,水質(zhì)類型為SO4·Cl-Na型。

（3）侏羅系三工河組粗碎屑巖類孔隙～裂隙弱含水層（H3）:厚度2～51.60m，含水層巖性為礫巖、中粗砂巖，主要接受古近系含水層越流補(bǔ)給及側(cè)滲補(bǔ)給，單位涌水量0.001～0.004L/s.m，礦化度大于1g/ L。

（4）侏羅系八道灣組碎屑巖類孔隙～裂隙弱含水層（H4）：厚度3.69～31.37m，含水層巖性以泥質(zhì)膠結(jié)松散的中粗砂巖、砂礫巖、礫巖為主，水位埋深41～155m，單位涌水量0.000073～0.029L/s?m，礦化度2.34～5.19g/L，水化學(xué)類型為SO4·Cl-Na型。

（5）燒變巖及煤27～煤29空洞裂隙含水層（H5）：僅分布于井田的東南角，燒變巖厚8.23m,水位埋深163.77m，煤與燒變巖混合水的單位涌水量為0.0002L/s.m；煤29含水層水位埋深164.70m,單位涌水量0.01L/s.m，礦化度9.57g/L,水質(zhì)類型SO4·Cl-Na·Mg型。

1.2.2 隔水層

（1）第四系更新統(tǒng)黃土隔水層（G1）：廣布全區(qū)，厚度5～475.2m，巖性為中密-密實(shí)的淺黃色粉土，滲透性差，降水后易成散流，不易滲透,為井田內(nèi)隔水性強(qiáng)且穩(wěn)定分布的壓蓋隔水層。

（2）新近系泥質(zhì)巖類隔水層（G2）：厚18.31～265.50m，巖性以砂礫質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂礫巖及黃褐～紅色泥巖為主，結(jié)構(gòu)較致密、透水性極差，具有隔水性。

（3）H3與H4-1間隔水層（G3）：主要由中厚層狀泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖夾煤組成，厚26.7～89.46 m，巖石結(jié)構(gòu)致密細(xì)膩不透水，具一定隔水性，是H3與H4-1間的僅局部分布的隔水層。

（4）含水層H4-2上部隔水層（G4）：厚度2.20～202.13m，巖性主要由泥巖、粉砂巖、夾細(xì)砂巖和煤21-1煤23-2共同構(gòu)成，泥質(zhì)成分高厚度較大，細(xì)砂巖完整無(wú)裂隙，透水性差。

（5）H4-2與H4-3隔水層（G5）：埋藏于八道灣組下部煤25-1與煤28或煤30及底板之間，主要由厚層狀泥巖、粉砂巖和煤層共同構(gòu)成，巖石致密完整厚度大，厚度在100～160m之間，是全區(qū)穩(wěn)定的強(qiáng)隔水層。

（6）H4-3含水層以下隔水層（G6）：由八道灣組底部及三疊系赫家溝組厚層狀泥巖、粉砂巖非煤系地層組成，厚度40～244.86m；巖層致密完整，隔水性強(qiáng)，是井田內(nèi)穩(wěn)定分布的煤系底板強(qiáng)隔水層。

2 井田充水因素分析

2.1 充水水源

井田充水水源主要有大氣降水、地表水及地下水三大類。其中大氣降水和冰雪融水是井田的間接充水水源；地表水僅有湯姆察布拉克河，屬季節(jié)性河流，一般不會(huì)產(chǎn)生充水影響。地下水為井田的主要充水水源，其中，古近系砂礫巖孔隙水是先期開(kāi)采地段礦井最主要的充水因素，而八道灣組砂礫巖孔隙裂隙水則較為復(fù)雜：煤23-2底板砂礫巖裂隙孔隙含水層（H4-2）上段，是直接底板充水因素。煤18與煤21-1之間含水層水（H4-1），是開(kāi)采煤18與煤21-1的直接或間接充水因素。煤28以下含水層水（H4-3），是開(kāi)采煤28～煤29的局部充水因素。由于各含水層的含水性差，對(duì)礦床充水影響不大。另外井田東部燒變巖區(qū)底部煤層中常含一定靜儲(chǔ)量的水，是煤層開(kāi)采初期的局部充水因素。

2.2 充水通道

2.2.1 斷裂構(gòu)造

井田內(nèi)無(wú)大的斷裂構(gòu)造。區(qū)域斷裂F5為斷距大于500m的逆斷層，僅在與界梁子背斜軸交匯處的燒變巖區(qū)，具有一定導(dǎo)儲(chǔ)水性，成為南部邊緣局部導(dǎo)水通道。但因斷層南盤為主動(dòng)盤，北有區(qū)域鐵廠溝向斜阻隔，對(duì)先期開(kāi)采地段礦井充水不會(huì)構(gòu)成威脅。

2.2.2 封閉不良的鉆孔

井田施工鉆孔較多，封孔時(shí)可能存在封閉不良現(xiàn)象。開(kāi)采時(shí)若井巷揭露或接近未封閉或封閉不良的鉆孔時(shí)，會(huì)導(dǎo)致上下含水層特別是第四系和古近系孔隙含水層的連通，造成涌水量增大。

2.2.3 冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶

煤層開(kāi)采會(huì)破壞巖體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致冒落等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生，就該井田而言，充水通道主要為采空煤層頂板巖層冒落形成的導(dǎo)水裂隙帶，造成古近系孔隙水越流補(bǔ)給。

3 井田水文地質(zhì)類型劃分

3.1 受采掘破壞或影響的含水層或水體

（1）含水層性質(zhì)及補(bǔ)給條件：煤礦開(kāi)采影響的含水層主要是煤礦的頂?shù)装澹畬友a(bǔ)給條件差，補(bǔ)給來(lái)源少，屬于簡(jiǎn)單型。

（2）單位涌水量：根據(jù)施工的鉆孔抽水試驗(yàn)結(jié)果得知，古近系的單位涌水量為0.065-0.086L/s.m，煤系地層（侏羅系）的單位涌水量為0.000073-0.029 L/s.m，綜合判斷，井田的單位涌水量當(dāng)屬中等型。

3.2 礦井及周邊老空水分布狀況

該井田內(nèi)無(wú)小煤窯，在其周邊零星分布著年產(chǎn)3～9萬(wàn)t以下的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)或個(gè)體小煤井20余個(gè)，礦井涌水量10～480m3/d，水量很小，個(gè)別干燥無(wú)水，僅界梁子溝個(gè)別礦井因受斷裂、燒變空洞積水或老窯水的影響，排水量高達(dá)360～960m3/d。井田及周邊老空水分布屬中等型。

3.3 礦井涌水量

經(jīng)采用大井法和比擬法計(jì)算，最終確定井田的最大涌水量為128 m3/h，正常涌水量為98 m3/h，在開(kāi)采過(guò)程中若加強(qiáng)煤層頂?shù)装宓谋Ｗo(hù)，其礦井涌水量將會(huì)有減少的趨勢(shì)。礦井涌水量屬簡(jiǎn)單型。

3.4 突水量

突水為礦井突然涌進(jìn)的水，一般發(fā)生在巖溶或溝通了地表水體的地區(qū)，本井田涌水量小，無(wú)常年性地表水體，但井田火燒區(qū)較為發(fā)育，且出露地表，易接受大氣降水的補(bǔ)給，形成天然的儲(chǔ)水倉(cāng)庫(kù)，不排除有局部匯集的可能，突水量屬中等型。

3.5 開(kāi)采受水害影響程度

采掘工程主要受頂板滲水、煤層淋水等因素影響，因滲水及淋水的水量均很小，易于疏干和封堵，不會(huì)產(chǎn)生大的淹沒(méi)事故，不威脅礦井安全，開(kāi)采受水害影響程度屬中等型。

3.6 防治水工作難易程度

井田涌水量小，井田內(nèi)無(wú)小煤窯，僅在周圍零星分布20余個(gè)小煤窯，且排水量均很小；井田內(nèi)無(wú)常年性地表水體，降雨量小，含水層補(bǔ)給條件差。防治水工作難易程度屬簡(jiǎn)單型。

4 結(jié)論與建議

該井田的礦井水文類型劃分除單位涌水量、礦井及周邊老空水分布狀況、突水量及開(kāi)采受水害影響程度定位中等外，其余均屬簡(jiǎn)單型，按照“就高不就低”的原則，劃定該礦井水文地質(zhì)類型為中等型。

建議在開(kāi)采前，加強(qiáng)對(duì)附近老空水的調(diào)查和摸底；加強(qiáng)水文監(jiān)測(cè)，健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，對(duì)在開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)的掛紅、掛汗、水叫、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、頂板淋水加大、底板鼓起、水色發(fā)渾有臭味、裂隙滲水、采掘面有害氣體增加等前兆，加強(qiáng)重視，提前采取合理措施，做到“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探，先探后掘、先治后采”，防患于未然。

[1]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦防治水規(guī)定 [M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.

[2]GB12719-91.礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范 [S].

[3]蔣輝.專門水文地質(zhì)學(xué) [M].北京：地址出版社，2007.

P64[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-68-2

趙海濱（1982～），男，工程師，研究方向?yàn)榈V區(qū)水工環(huán)地質(zhì)勘查。