楊家橋礦區王家山井田水文地質特征分析

劉亮輝，李萬平

（湖南省煤田地質局第二勘探隊，湖南株洲412003）

楊家橋礦區王家山井田水文地質特征分析

劉亮輝*，李萬平

（湖南省煤田地質局第二勘探隊，湖南株洲412003）

通過對楊家橋礦區王家山井田詳查階段所取得的水文地質資料，對井田內含水層和隔水層進行了劃分，對含水層的巖性、分布規律及水位、水質、富水性和補徑排泄條件及含水層之間水力聯系進行了詳細闡述，分析研究了井田充水因素，預算了未來礦井涌水量，并對今后的水文地質工作提出建議。

水文地質特征；涌水量計算；礦井充水因素

湖南省湘潭縣楊家橋礦區屬韶山煤田東部，含煤地層為二疊系龍潭組，煤層下伏二疊系茅口灰巖為巖溶裂隙含水層，富水性好，區內和20世紀90年代有一家縣辦煤礦因礦井突水淹井關閉。2007～2013年湖南省兩權價款地質勘查項目先后在王家山井田實施了普查、詳查勘查。

1 概況

井田位于湖南省湘潭市南西方向的楊家橋礦區東部，距湘潭市區南西方向直線距離約11km，距湘潭縣城西方向直線距離7km。屬丘陵地貌，植被發育，東、南面高，北面低，最大高差65m，山塘遍布，無大的水庫及河流。2013年煤炭詳查報告探獲資源儲量3527.4× 104t，詳查階段調查各含水層民井227處，取水樣化驗15組，施工抽水試驗孔4個。

1.1 地層

井田出露的地層由新至老有第四系（Q）、白堊系（K）、上三疊統安源組（T3a）、下三疊統大冶組（T1d）、上二疊統長興組（P2c）、龍潭組（P2l）、下二疊統茅口組（P1m）（見圖1）。

1.2 構造

井田位于楊家橋向斜的東部。北翼地層甚陡，傾角45°～80°，局部直立以至倒轉；南翼地層較平緩，傾角10°～45°，總體構造為一不對稱向斜。尚未發現較大的斷層（見圖2）。

2 水文地質特征

2.1 地層的富水性

2.1.1 第四系松散層孔隙含水層（Q）

以沖積層、洪積層和殘坡積層為主，以礫石、砂、砂土及粘土組成，殘坡積層一般不含水，沖、洪積層含孔隙水，透水性較好，為當地居民主要生活水源之一，調查民井92處，水位隨季節性變化明顯，水質為HCO3-Ca型，pH值7.41，總礦化度238.7mg/L,為弱富水性的孔隙含水層。

2.1.2 白堊系弱富水性的裂隙含水層（K）

以紅色砂巖、砂質泥巖為主，底部為鈣質膠結的礫巖層。表層強風化層中廣含孔隙裂隙水，為當地居民主要生活水源之一，調查民井115處，水位隨季節性變化明顯，地表泉流量0.06～1.2L/s，巖芯中裂隙不發育，礫巖中偶見溶洞，多數被充填。

鉆孔抽水試驗單位涌水量q=0.49～0.00648L/（s·m）（見表1），水位標高71.17～34.45m，水質為HCO3-Ca型，pH值7.45～7.52。

2.1.3 三疊系下統大冶組弱富水性的裂隙含水層（T1d）

主要由泥質灰巖和灰巖組成，裂隙較發育，裂隙寬0.5～2mm，小溶洞較多，但大多被方解石脈充填。地表民井分布較少，共調查民井10處。

據抽水試驗資料，單位涌水量為q=0.000061～0.00476L/（m·s）（見表2），水位標高30.38～-52.16m，水質為HCO3-Ca型，pH值7.51。

2.1.4 二疊系上統長興組弱富水性的裂隙含水層（P2c）

由硅質灰巖、硅質泥巖和硅質巖組成，節理裂隙發育，巖層破碎，采取率較低；裂隙及小溶隙（洞）發育，局部有石英脈和方解石脈充填，地表僅北翼部分出露，井泉出露少。據抽水試驗資料，單位涌水量q=0.013～0.00067L/（s·m）（見表3）。含水性不均一，水質為HCO3-Ca型，pH值7.45。

圖1 楊家橋礦區王家山井田水文地質圖

圖2 17線水文地質剖面圖

2.1.5 二疊系下統茅口組中—強富水性巖溶裂隙含水層（P1m）

表1 鉆孔抽水試驗水文地質參數統計表

表2 鉆孔抽水試驗水文地質參數統計表

表3 鉆孔抽水試驗水文地質參數統計表

淺灰色、灰色細—粗粒結晶石灰巖組成，地表基巖出露很少，多為粘土覆蓋。據詳查區西面《列家橋井田地質勘探報告》水5孔抽水試驗資料和本次勘查抽水試驗資料,北翼單位涌水量q=12.95～0.361L/（s·m），南翼單位涌水量q=0.0107～0.00172L/（s·m）（見表4），水質為HCO3-Ca型，pH值7.58，北翼為強富水性巖溶裂隙含水層，南翼為中等富水性的巖溶裂隙含水層。

表4 鉆孔抽水試驗水文地質參數統計表

2.2 斷層裂隙帶的水文地質特征

井田內沒有發現大的斷層，只是在鉆孔1701、1807和2203孔中揭露發現3條小的隱伏斷層，造成煤系地層的部分斷失，根據水文地質觀測及鉆探資料分析，斷層帶兩盤地層一般泥質含量較高，為隔水層或弱含水層，斷層破碎帶多為泥質膠結或充填，鉆探過程中一般沒有漏水或涌水現象，由此可見，斷層帶含、導水性均較弱。

2.3 巖溶發育特征

井田內二疊系下統茅口組（P1m）為淺灰色、灰色細—粗粒結晶石灰巖，地表基巖出露很少，多為粘土覆蓋，鉆孔揭露土層20～60m。區內向斜南北兩翼巖溶及裂隙發育程度有差異，北翼地層受強烈的構造運動，地層產狀陡，巖層破碎，有利于地下水的補、徑、排，裂隙巖溶較發育；而南翼隱伏于白堊系紅層之下，補給條件較差，巖溶發育程度相對較弱。

發現巖溶形態以小的溶孔及溶蝕裂隙為主，沒有見大的溶洞，溶蝕空間多被方解石充填。據本次勘探鉆孔資料分析，巖溶發育在-280m以上較好，-280m以下巖溶發育程度相對較差。

2.4 地下水的補給，徑流和排泄條件

井田北翼地層甚陡，南翼平緩。北部出露地層大部分為大冶組、長興組和龍潭組，茅口組除4～15線之間外都被安源組覆蓋，茅口組灰巖地表均為風化形成的粘土層，南翼大冶組、長興組和龍潭組被白堊系紅層覆蓋，地下水通過巖層裂隙接受大氣降雨補給之后，其徑流、排泄主要受微地貌控制，一部分沿裂隙向下徑流，一部分在溝谷及低洼地帶以井泉的形式排泄。

2.5 礦井充水因素分析

2.5.1 直接充水含水層對礦井充水的影響

礦井開采的頂板充水含水層為長興組硅質灰巖，于地表露頭及淺部風化帶、構造帶裂隙發育，含強富水性裂隙巖溶水，深部則含水性減弱，其底部鈣質泥巖為隔水層，長興組含水層與上覆大冶組含水層除因斷層切割局部有微弱聯系外，一般無水力聯系，龍潭組砂巖含水性較弱，對礦井充水影響較小。底板直接充水含水層為茅口組灰巖，含強富水性巖溶裂隙水，直接與2煤層接觸（2煤層下部0～16.55m的泥巖基本不具隔水作用），對礦井充水影響極大。

2.5.2 大氣降水及老窯水對礦井充水的影響

區礦井主要充水因素為大氣降水及老窯水。區內北翼老窯開采歷史悠久，現都已坍塌廢棄，直接受降水補給，是降水補給和滲漏礦井的良好途徑，故淺部礦井充水與大氣降水關系密切。

2.6 礦井涌水量預算

資料分析，茅口組灰巖的富水性南北兩翼存在差異，北翼富水性比南翼好，根據礦床水文地質條件及其礦坑充水因素分析，依據抽水試驗資料，選擇地下水動力學法之大井法計算，計算結果見表5。

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1004-5716(2015)03-0165-04

2015-01-13

2015-01-15

劉亮輝（1967-），男（漢族），湖南婁底人，工程師，現從事水工環技術工作。