金沙縣安洛鄉(xiāng)閩安煤礦水文地質(zhì)條件分析

唐長根

(貴州煤礦地質(zhì)工程咨詢與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中心，貴州 貴陽 550008)

1 礦區(qū)概況

金沙縣安洛鄉(xiāng)閩安煤礦位于金沙縣城南西部安洛鄉(xiāng)境內(nèi)，直距金沙縣城約19 km。礦區(qū)地貌屬溶蝕、侵蝕的低中山地形，峰叢、溝谷及溶蝕洼地等碳酸鹽巖喀斯特地貌較發(fā)育；碎屑巖常為壟狀山丘和山地、單面山等地貌特征。礦區(qū)地勢西低東高，地面標(biāo)高+1 110 m～+1 545 m。屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年最大降雨量1 179.2 mm，年最小降雨量774.7 mm，年平均降雨量1 057.0 mm。區(qū)內(nèi)地表水體不太發(fā)育，發(fā)育于區(qū)外的安洛河流經(jīng)南西礦界處，年平均流量約3.57 m/s，也為礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面，標(biāo)高+1 110 m。

礦區(qū)位于黔北煤田紙廠背斜北東翼北東部、中壩向斜北西翼北東部，總體單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)及周邊由下至上出露的地層有二疊系中統(tǒng)茅口組，二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M、長興組，三疊系下統(tǒng)夜郎組及第四系。其中含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M，屬海陸交互相沉積為主的含煤建造，由灰、深灰色薄-中厚層狀粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層、鋁土質(zhì)泥巖等組成，厚97.70～121.26 m，平均105.45 m。含煤7～16層，其中可采煤層為4、9、13、14及15號共五層，煤層較穩(wěn)定，平均總厚6.66 m，賦存標(biāo)高+1 200 m～+800 m，埋深400 m。

2 礦區(qū)含水層劃分及富水性

2.1 第四系孔隙水含水層

零星分布于區(qū)內(nèi)山坡槽谷及地勢低洼處，一般厚3 m。巖性為坡積及殘積的棕色、黃色黏土、砂礫等，孔隙度大。泉水出露少，一般流量0.04～0.14 L/s，大氣降水直接補(bǔ)給，屬富水性弱的孔隙水含水層。

2.2 夜郎組九級灘段碎屑巖裂隙水含水層

出露于礦區(qū)中部山脊，一般厚175 m。巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r。該地層淺部風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，深部裂隙弱發(fā)育，未見泉點。地層出露地勢較高，自然排泄條件較好，大氣降水直接補(bǔ)給，含水量少，屬富水性弱的碎屑巖裂隙水含水層，為相對隔水層。

2.3 夜郎組玉龍山段碳酸鹽巖巖溶水含水層

出露于礦區(qū)中部及西部。巖性為中厚層狀灰?guī)r，一般厚215 m。泉水流量為1.23～4.65 L/s，一般3.53 L/s。巖溶管道較發(fā)育，大氣降水直接補(bǔ)給，導(dǎo)水性好，屬富水性中等的碳酸鹽巖巖溶水含水層。

2.4 夜郎組沙堡灣段碎屑巖裂隙水含水層

巖性以鈣質(zhì)泥巖為主，厚約13 m。地表地層露頭處風(fēng)化節(jié)理裂隙較發(fā)育，深部裂隙發(fā)育極少，未見泉點。該地層厚度、出露面積均較小，接受大氣降水補(bǔ)給有限，主要靠上覆含水層中地下水越流補(bǔ)給，徑流緩慢，屬富水性弱的碎屑巖裂隙水含水層，為相對隔水層。

2.5 長興組碳酸鹽巖巖溶水含水層

該地層直接覆于含煤地層龍?zhí)督M之上，巖性以厚層灰?guī)r及燧石灰?guī)r為主，一般厚35 m。泉水流量0.22～0.51 L/s。地層埋藏較深，巖溶不發(fā)育，巖芯僅見少量溶蝕小孔及裂隙，鉆孔揭露該地層未出現(xiàn)涌水、漏水。區(qū)內(nèi)鉆孔抽水試驗單位涌水量0.000 3 L/(s·m)，滲透系數(shù)0.004 m/d，水質(zhì)類型為重碳酸鈣型水，礦化度0.1～3.0 g/L。屬富水性弱的碳酸鹽巖巖溶水含水層。

2.6 龍?zhí)督M碎屑巖裂隙水含水層

出露于礦區(qū)西部。巖性為砂巖、煤層、泥巖、鋁土巖、薄層灰?guī)r，一般厚105 m。泉水流量0.08～0.22 L/s，水質(zhì)類型為SO42--Ca2+·Na+。該地層淺部裂隙發(fā)育，深部不發(fā)育，主要靠大氣降水補(bǔ)給，地下水徑流緩慢。鉆孔抽水試驗單位涌水量0.000 95 L/(s·m)，滲透系數(shù)0.002 8 m/d，為富水性弱的碎屑巖裂隙水含水層。

2.7 茅口組碳酸鹽巖巖溶水含水層

該地層直接伏于含煤地層龍?zhí)督M之下，由灰?guī)r、燧石灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r組成。地表巖溶及地下巖溶管道發(fā)育，區(qū)內(nèi)4個鉆孔揭露該地層未出現(xiàn)漏水、涌水。總體上該地層透水性好，導(dǎo)水能力強(qiáng)，屬富水性強(qiáng)的碳酸鹽巖巖溶水含水層。

3 礦區(qū)充水水源

3.1 直接充水水源

區(qū)內(nèi)龍?zhí)督M含可采煤層5層，為緩傾斜復(fù)煤層開采，全部陷落法管理頂板，區(qū)內(nèi)4、9、13、14、15號煤層累計采厚6.66 m，其導(dǎo)水裂隙帶最大高度為37.90 m，上覆長興組碳酸鹽巖巖溶水含水層與4 號煤層層間距為19.40～30.20 m。可知龍?zhí)督M煤層開采產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶高度會波及至上覆長興組碳酸鹽巖巖溶水含水層及夜郎組沙堡灣段碎屑巖裂隙水含水層(隔水層)，而成為礦井頂板直接進(jìn)水的充水水源。此外，含煤地層龍?zhí)督M碎屑巖裂隙水將來采礦時直接進(jìn)入礦坑，也為礦井直接充水水源。

下伏茅口組碳酸鹽巖巖溶水含水層與15號煤層相距1.50～4.65 m，平均3.39 m，巖性為鋁土質(zhì)泥巖，自然抗壓強(qiáng)度為10.5 MPa，加之15號煤層露頭高于當(dāng)?shù)貐^(qū)域侵蝕準(zhǔn)面及其大部分位于當(dāng)?shù)厍治g準(zhǔn)面標(biāo)高+1 100 m之下，地下水補(bǔ)給來源高，具承壓水性質(zhì)，水壓大，在采礦影響下，強(qiáng)巖溶水可能突破隔水底板鋁土質(zhì)泥巖進(jìn)入礦坑，成為礦井底板進(jìn)水的直接充水水源。

3.2 間接充水水源

區(qū)內(nèi)含煤地層上覆夜郎組玉龍山段碳酸鹽巖巖溶水含水層及九級灘段碎屑巖裂隙水含水層與含煤地層間隔大于導(dǎo)水裂隙帶最大高度37.90 m。因此僅在開采疏排水引起地下水位下降時，由于水力聯(lián)系，將會運移至含煤地層，成為礦井頂板進(jìn)水的間接充水水源。

4 礦區(qū)水文地質(zhì)類型

區(qū)內(nèi)4、9、13、14號煤層距下伏茅口組強(qiáng)巖溶水含水層較遠(yuǎn)，礦井主要充水水源為長興組巖溶水、龍?zhí)督M弱裂隙水，屬頂板直接進(jìn)水為主的巖溶水及碎屑巖裂隙水充水為主的煤礦床，礦區(qū)水文地質(zhì)勘查類型應(yīng)為第二類第二型，水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度為中等。

15號煤層距下伏茅口組強(qiáng)巖溶水含水層1.50～4.65 m，除受龍?zhí)督M弱裂隙水含水層充水外，還受下伏茅口組強(qiáng)巖溶水含水層充水，礦床屬于頂板裂隙含水層/底板巖溶含水層進(jìn)水的煤礦床，礦區(qū)水文地質(zhì)勘查類型應(yīng)為第三類第三型，水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度為復(fù)雜。

5 結(jié)論

(1)通過分析各可采煤層與含水層之間層間距與煤層開采產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶最大高度，認(rèn)為4、9、13、14號煤層主要充水水源為長興組巖溶水、龍?zhí)督M弱裂隙水，15號煤層為龍?zhí)督M弱裂隙水、茅口組巖溶水。

(2)依據(jù)不同充水含水層含水空間特征及富水性，結(jié)合煤層與當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面的關(guān)系，按煤層劃分了不同的水文地質(zhì)類型，有利于煤礦山開采不同煤層過程中采取有針對性的防范措施，從而確保安全生產(chǎn)。