湖南省冷水江市一平硐煤礦水文地質特征研究

（1湖南省煤炭地質勘查院 湖南長沙410014；2湖南省煤田地質局第二勘探隊 湖南株洲412003）

（1湖南省煤炭地質勘查院 湖南長沙410014；2湖南省煤田地質局第二勘探隊 湖南株洲412003）

本文以冷水江礦區一平硐煤礦為研究對象，在充分收集以往報告及生產井實測資料的基礎上，對本區水文地質特征進行分析研究，并采用比擬法對礦井未來涌水量進行了計算，為下一步指導煤礦建設和生產、預防透水事故提供參考依據。

一平硐煤礦水文地質分析涌水量預測

1 概況

一平硐煤礦是湖南省煤業集團支柱煤礦之一，行政區域隸屬冷水江市巖口鎮，位于金竹山礦區的西南部一井田。區內第四系覆蓋較廣泛，地表徑流條件較好。區內水系不發育，僅有良溪沿途切割壺天群與梓門橋灰巖，在界牌流出本區于漣源匯入漣水，地面山塘水庫較多，但貯水量較小，對煤礦開采無大的影響。

2 地層構造

礦井范圍內出露地層為第四系、中上石炭統壺天群，下石炭統梓門橋組，測水組，石磴子組。一平硐煤礦位于“橋頭河向斜”西南端的收斂部位，井田構造形態為一不對稱向斜，軸向約45°，巖層傾角較緩。斷層多發育在礦井外圍，僅少量斷層延伸至礦井內,且斷層充填較好，導水性差。

3 礦區水文地質

3.1 含水層

（1）第四系孔隙含水層(Q)：分布于溪溝兩岸和坡麓地帶，砂巖、灰巖、礫石等碎塊及亞砂土。厚0～18m，平均6m。砂礫石中含弱孔隙潛水。

（2）壺天群巖溶裂隙水含水層：上部為灰白色微紅色巨厚層狀灰巖及硅質灰巖。底部為淺灰色或微紅色砂礫狀灰巖。本組厚240m。地表巖溶較發育，表現為溶溝、溶槽、石芽等，出露泉水流量2.473～100.9L/s，經鉆探揭露一般垂深300m以上巖溶發育，富含溶洞裂隙水。300m以下富水性逐漸減弱。單位涌水量0.066～0.149 L/s·m。

（3）梓門橋巖溶裂隙水含水層：上部為中厚～厚層狀石灰巖，厚約50m；中部為泥質灰巖夾泥灰巖，厚約50m；下部為泥灰巖夾鈣質泥巖厚35.0m。地表廣泛出露多，巖溶較發育，出露泉水流量為0.24～11.349L/S，單位涌水量為0.0006～0.155L/s·m。為富水性強的巖溶裂隙含水層。

（4）測水組砂巖裂隙水含水組：本含水組為一套碎屑巖地層，由砂巖、砂礫巖、細砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層等組成。砂巖、砂礫巖或細砂巖含弱裂隙水，厚約34.88m。據勘探報告，該含水層水頭高達5.8～37.03m。單位涌水量為0.001～0.0294L/s·m，滲透系數為0.0163m/d，為礦坑水的直接充水含水層。

（5）石磴子組巖溶裂隙水含水層：為深灰色中厚層狀石灰巖、泥質石灰巖和鈣質泥巖，頂部為厚層狀鈣質泥巖，厚約86m。分布-300m標高以下含煤地層的底部，巖溶、裂隙一般不發育，富水性微弱。但在斷層帶附近存在脈狀巖溶裂隙水,據勘探報告，單位流量0.0285L/s·m，為富水性中等的巖溶裂隙含水層。

3.2 隔水層

（1）Ⅰ號隔水層組：梓門橋組底部的泥質灰巖至測水組上段第二層砂巖頂界為止，其巖性為鈣質泥巖、泥灰巖、泥巖、粉砂巖等組成，一般厚約70m，層位穩定，隔水性好，為煤系上覆之良好隔水層，能有效阻隔石炭系強巖溶水向礦坑充水。

（2）Ⅱ號隔水層組：由測水組下段砂質泥巖、細砂巖與石磴子組頂部的鈣質泥巖組成隔水層組，厚約32m。遇水膨脹，具良好的阻水性能，能有效阻隔其下伏石磴子組巖溶裂隙水向礦坑充水。

圖1 一平硐煤礦水文地質剖面

3.3 老窯水文地質特征

由于本區煤炭開發歷史悠久，淺部老窯星羅棋布，開采深度約50m，開采2、3、4、5煤層，均含有不同程度的積水。在淺部+50m水平以上的生產小煤礦，有一部分井口層位在梓門橋灰巖之中，成為溝通地表水與梓門橋灰巖水的主要導水通道，對礦坑充水有著重要的影響。

3.4 地下水的補給，逕流和排泄條件

本區地表多為石炭系壺天群灰巖及梓門橋組灰巖所覆蓋，地表巖溶發育，為地下水的良好補給區。區內降水充沛，但雨后地表逕流很少，大都滲入地下巖溶裂隙中，并很快以泉或溪流的形式在溝底或溪邊出露，排入仙神山水庫水庫及小溪、水塘中。

3.5 礦井充水因素分析

礦井范圍為丘陵地貌，礦井水主要補給來源為大氣降水，由于煤系地層上、下部均有隔水層，礦坑直接充水含水層僅為測水組砂巖裂隙水；該礦周邊生產井較多，開采煤層比該礦淺，周邊礦井采空區積水多沿采空變形裂縫滲入礦內，使該井涌水量較大。據調查，礦山已開采到-70m水平，礦井最大涌水量為320m3/h，正常涌水量為850m3/h。因此，該礦井充水因素為測水組砂巖裂隙水及老窯水。

3.6 礦井涌水量預算

根據本區的水文地質條件及礦坑充水因素分析，未來礦坑水因素為測水組砂巖裂隙水及老窯水。礦山未來開采到-180m，用比擬法預測礦井涌水量。

計算公式：

參數取值：Q1——-70m水平礦井目前涌水量，一般為320m3/h，最大為850m3/h。Q2——-180m水平礦井未來涌水量；F1——5煤層已采空區面積為105千m2；F2——5煤層未來采空區總面積為239千m2；S1——礦井已開拓水平（-70m）水位降深，砂巖平均水位為227m，水位降深取值為297m；S2——礦井未來開拓水平（-180m）水位降深，取值為407m。

通過計算得出礦井未來開采至-180m水平后，一般涌水量為563m3/h，最大涌水量為1093m3/h。

4 結論

綜上所述，本礦井充水因素為測水組砂巖裂隙水及老窯水，地表水對礦床充水影響較小，水文地質條件屬中等類型。在生產過程應做好礦老窿穿水防治工作，以保障煤礦安全生產。

[1]何紅生，漣邵煤田北段測水煤系巖相古地理與聚煤作用【J】，中國煤炭地質，2009（03）.

[2]何紅生，湘中漣源凹陷測水煤系順層構造與滑脫構造研究【J】，湘潭師范學院學報，2004（06）.

湖南省冷水江市一平硐煤礦水文地質特征研究

■朱文卿1何艷林1姚倫治2

P641[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-128-1