F10斷層含水性分析

蔡夢雅+劉啟蒙

摘要：指出了含（富）水斷層的存在使得煤礦水文地質條件的復雜性增加，影響煤礦的安全生產。以新集二礦F10斷層為研究對象，通過該斷層上覆和下切灰巖富水性分析、F10斷層補勘工程水文地質資料及斷層兩盤巖層含水性分析，對其含水性進行了研究，結果表明：F10斷層的含水性總體較差。

關鍵詞：新集二礦；F10斷層；斷層含水性

中圖分類號：P542+3

文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2016）22-0140-02

1引言

斷層本身作為主要的富水區域和突水通道，是煤礦突水的重要誘發因素之一。可溶性灰巖水力循環條件好，后期溶蝕作用顯著，導致巖溶裂隙發育，含水空間擴大，進一步富水灰巖含水層在斷層周圍，使斷層帶含水的概率增大[1]。

若斷層含水，會增大在石門過斷層過程中灰巖突水的危險[2，3]。為確保石門安全和高效過斷層，有必要對F10斷層的含水性進行研究。

2F10斷層展布情況

新集二礦F10斷層橫貫新集二礦和新集一礦，東西走向長約13km，斷層走向N70°W，傾向SW，傾角為70～30°，落差0～500m。07勘探線圖在-300m以下揭露F10斷層，下切煤層下伏的太灰和奧灰。06勘探線上的0605鉆孔在-930m處揭露了下伏灰巖層。這些都反映了阜鳳逆沖斷層對F10斷層走向上的展布的影響程度之大。

3F10斷層含水性

3.1F10斷層關聯灰巖富水性

F10斷層上覆推覆體寒武系灰巖巖溶裂隙較為發育，水位標高+19.77～+22.25m，q=0.000026～0.974L/s·m，富水性弱至中等。揭露太灰時均未發生漏水現象，所取巖芯裂隙較發育，鉆孔附近處灰巖富水性弱，太原組灰巖富水性相對較弱且不均一。奧灰抽水孔穩定水位標高：-66.19～-29.57m，q=0.0017～0.0610L/s·m，滲透系數0.00083～0.696m/d，富水性弱，所取巖芯僅見蜂窩狀溶蝕孔。水位均平緩下降，奧陶系灰巖與太原組灰巖之間無明顯的水力聯系。

3.2F10斷層補勘工程水文地質資料

在主要井巷穿過的斷層帶附近布置了6個鉆孔控制F10斷層鉆孔，以GB0605、GBF10-2鉆孔為研究對象，以單孔和群孔抽水試驗結果為主要數據。

3.2.1水文地質條件分析

GB0605鉆孔抽水試驗共取2組水樣，抽下泵深度242.00m，正式抽下泵2600m。據奧陶含水層抽水資料，初始水位-70.45m，導水系數0.191m2/d；滲透系數0.00234m/d，單位涌水量0.00631L/s·m，奧陶含水層富水性弱。

GBF10-2鉆孔抽水的目的層段是奧陶系灰巖，鉆孔孔徑0.113m，深度903.50～1024.66m，厚121.16m；含水層厚度121.16m，平均水位埋深116.96m，降深50.14m，滲透系數0.006361m/d，單位涌水量0.00852L/s·m，奧陶灰巖含水層富水性弱。

3.2.2測井曲線分析及鉆孔實際情況

新集二礦補勘鉆孔揭露太原組灰巖測井曲線，太原組灰巖側向電阻率均較大說明灰巖含水性相對較差。太原組灰巖較為完整，說明裂隙不甚發育，太原組灰巖的富水性相對較弱。

據統計分析知，F10斷層帶裂隙發育較少。寒灰和太灰含水層漏失量小的比例較高，溶隙、裂隙發育不良。奧灰含水層泥漿漏失量除GB0605鉆孔外，其余鉆孔均超過80%，說明奧灰溶隙、裂隙總體發育不良，但局部破碎或巖溶發育。

3.3F10斷層兩盤巖層含水性

井田內共有11個鉆孔揭露了F10斷層，兩盤主要由泥巖與砂巖組成。巖柱中的泥巖類巖石厚度較大，斷層下盤泥巖厚度小于上盤，砂巖類巖石多為粉砂巖與細砂巖。

據揭露F10上下盤的鉆孔資料可知，泥巖類巖石所占比例通常達60%以上為較大，其次為砂巖類巖石。下盤巖性主要為泥巖、砂巖和灰巖，下盤巖性以泥巖和砂巖為主的區塊，泥巖厚度一般較大，含水性相對較差。

F10斷層影響帶上部50m范圍內巖層巖性中砂巖類巖石中主要為細砂巖和粉砂巖。GB01002孔揭露上盤砂巖厚度最大達41.93m。下部巖層中砂巖類的巖石主要由細砂巖和粉砂巖組成，GBF10-1孔揭露下盤砂巖厚度最大達26.57m。在斷層影響帶中，0307孔、0605孔、GB01002、GBF10-1、GBF10-2等鉆孔揭露的砂泥比均大于1，反映斷層影響帶中泥巖比例低于砂巖，巖層賦水性相對較好。

4結論

（1）斷裂含水性主要受到兩個方面的影響：一是斷裂帶的儲水能力，二是斷裂兩盤巖石的巖性及富水性。

（2）F10斷層的含水性總體較差，但是由于補勘抽水試驗及取樣測試主要集中在石門過F10斷層內的04～06勘探線范圍內，具有一定的局限性，建議在其他勘探線進行相關工作。

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