西南山區(qū)礦井充水因素分析

余芳芳　魏中舉

摘 要：通過分析礦井的水文地質(zhì)條件以及各充水因素，得出該煤礦井下充水的主要原因是大氣降水，同時(shí)地下水起到一定的補(bǔ)充作用，含、隔水層相間分布，自然情況下隔水層隔水性能好。在煤層開采過程中，應(yīng)注意突水現(xiàn)象，尤其在靠近老窯采空區(qū)時(shí)，一定要加強(qiáng)探防水工作。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)；礦井充水因素；含水層

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.108

1 礦井水文地質(zhì)概況

礦區(qū)位于近地表分水嶺斜坡地段上，地形較陡，有利于地表水自然排泄。煤礦范圍內(nèi)出露的地層有茅口組、吳家坪組、長興組和第四系松散層。礦區(qū)內(nèi)煤層大部分埋藏于潛水面之下，礦區(qū)巖溶發(fā)育，隨處可見洼地、漏斗、落水洞、深溝、石芽、殘丘等。由于含、隔水層相間分布，自然情況下隔水層隔水性能好，透水性能差[1-2]。礦區(qū)內(nèi)含水層之間的補(bǔ)給都是通過大氣降水，主要的補(bǔ)給途徑是通過巖層裂隙、斷層破碎帶、巖溶塌陷等滲入地下。地下水主要賦存于碳酸鹽巖巖溶水、裂隙及孔隙中，并沿地形自然斜坡作分散逕流運(yùn)動。目前生產(chǎn)巷道內(nèi)有充水，主巷內(nèi)較為潮濕，局部可見頂板有滴水現(xiàn)象。

2 礦井充水水源

2.1 大氣降水對礦井充水的影響

大氣降水是區(qū)內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來源。礦區(qū)年平均降雨量1238.8mm，每年5-10月為大雨、暴雨季節(jié)，其降雨量占年降雨量的75%。大氣降水中有一部分沿裂隙或孔隙補(bǔ)給地下，溝通井下含水層，對井下巷道開掘及煤層回采造成一定的影響。

2.2 地表水對礦井充水的影響

白水河流經(jīng)礦區(qū)，為典型的山區(qū)雨源型河流，當(dāng)?shù)V井開采河床下之煤層或淺部煤層時(shí)涌水量可能會增大，雨季時(shí)河水暴漲，河床壓力增大，河水滲入礦井可能性和涌入量將增加。礦區(qū)發(fā)育的白水河是當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，其標(biāo)高高于井下現(xiàn)開采煤層標(biāo)高+900m水平，礦區(qū)內(nèi)煤層大部分埋藏于潛水面之下，在開采條件下可通過塌陷帶、裂隙、斷層滲入井下而成為充水水源，對中下部煤層的開采構(gòu)成威脅。

2.3 地下水含水層對礦井充水的影響

由于受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用，形成洗馬向斜，其次受次級分水嶺的控制，地下水以白水河為侵蝕基準(zhǔn)面匯流，最后受構(gòu)造及地形地貌的控制形成條帶狀展布的沉積巖層，決定了地下水由南向北逕流，運(yùn)移表現(xiàn)為分散逕流型。本礦可采煤層D煤層所在地層為吳家坪組第一段上部，其頂部含水層有吳家坪組第二段（中等含水層），吳家坪組第三段（弱含水層），長興組（中等含水層），大冶組第一段（富水性弱，可視為相對隔水層），大冶組第二段（富水性強(qiáng)），第四系（富水性弱）。其底部含水層為茅口組（強(qiáng)含水層）。茅口組灰?guī)r含水層位于煤系地層下部，一般處于自然狀態(tài)下與各煤層之間水力聯(lián)系比較弱。但在裂隙帶或受斷層影響破碎地帶，該含水層將與煤層發(fā)生水力聯(lián)系，成為礦井充水水源。礦區(qū)內(nèi)吳家坪組二段與礦井之間水力聯(lián)系較強(qiáng)，主要是導(dǎo)水?dāng)鄬踊蚱渌麑?dǎo)水通道溝通上覆、下伏含水層的水力聯(lián)系時(shí)，這些含水層將成為礦井的主要充水水源。

2.4 斷層對礦井充水的影響

礦區(qū)為洗馬向斜東翼近核部，礦區(qū)范圍總體屬單斜巖層，傾向北西277°，傾角20-35°，平均傾角30°，地表未發(fā)現(xiàn)斷層及褶曲，井下發(fā)現(xiàn)數(shù)條斷距大于1-5m的斷層。根據(jù)實(shí)地踏勘，結(jié)合地震波三相探測數(shù)據(jù)，斷層破碎帶含水帶呈脈狀或帶狀，含水帶沿?cái)鄬幼呦蜓由欤溟L度和深度取決于斷層破碎帶規(guī)模的大小。但應(yīng)注意斷層破碎帶對含水層之間水力聯(lián)系的影響。

2.5 采空區(qū)積水對礦井充水的影響

井田邊界附近還存在其它煤礦采空區(qū)，根據(jù)礦方提供的資料，在礦區(qū)內(nèi)外形成的采空區(qū)面積約56742m2，積水量約13270m3，開采最低標(biāo)高在+900m。當(dāng)?shù)V井一旦擴(kuò)大生產(chǎn)能力，原有廢棄的開采系統(tǒng)、采空區(qū)積水勢必成為懸在擬開采區(qū)頭上的水患，成為礦井直接突水的水源。

3 結(jié)語

大氣降水通過巖層裂隙、巖溶通道等滲入地下，補(bǔ)給地下水。煤礦床上覆地層為吳家坪組地層，礦區(qū)內(nèi)吳家坪組含煤地層巖溶水對煤礦床開采有一定的影響；吳家坪組下伏的茅口組強(qiáng)巖溶含水層之間水力聯(lián)系也較強(qiáng)，導(dǎo)水裂隙或其他導(dǎo)水通道溝通上覆、下伏含水層與礦床水力聯(lián)系時(shí)，這些含水層將會成為礦井的主要充水水源。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：貴州省科技廳技術(shù)基金項(xiàng)目（黔科合LH字[2015]7607號）。

作者簡介：余芳芳（1987-），女，碩士，講師，主要從事地質(zhì)工程的教學(xué)和研究工作。