中雞南區(qū)煤與含(隔)水層組合類型分析

邵新風

(陜西煤田地質勘查研究院有限公司，陜西 西安 710016)

0 引言

1 研究區(qū)含(隔)水層及其特征

1.1 含(隔)水層

根據(jù)地層巖性和富水性資料分析，研究區(qū)自上而下發(fā)育的主要含水層有：第四系全新統(tǒng)含水層(Q4)，第四系薩拉烏蘇組含水層(Q3s)，白堊系洛河組含水層(K1l)，侏羅系直羅組(J2z)、延安組含水層(J2y)。隔水層主要有：第四系離石組隔水層、新近系保德組隔水層、侏羅系安定組隔水層，如圖1所示。

圖1 中雞南區(qū)含(隔)水層及其主要特征

1.2 含(隔)水層特征

研究區(qū)含水層特征：第四系全新統(tǒng)含水層(Q4)，屬透水不含水層組，一般與下伏薩拉烏蘇組(Q3s)含水層構成同一含水層。薩拉烏蘇組含水層在全區(qū)大部分布，巖性以細砂和中砂為主，多與上覆地層構成了同一含水層，該含水層累計厚度為6.30～41.71 m，平均厚度為21.12 m，單位涌水量為0.07 L/(s·m)，滲透系數(shù)約0.30 m/d，富水性中等，為研究區(qū)主要含水層。洛河組砂巖含水層(K1l)，主要分布于研究區(qū)西部和北部，巖性以中粒砂巖為主，含水層厚度0.5～52.74 m，平均厚度21.87 m，單位涌水量為0.11 L/(s·m)，滲透系數(shù)為0.11 m/d，富水性中等，為研究區(qū)主要含水層。侏羅系直羅組、延安組含水層，單位涌水量最大為0.005 2 L/(s·m)，滲透系數(shù)為0.016 5 m/d，為礦井直接充水含水層。

研究區(qū)隔水層分布特征：第四系離石組隔水層在全區(qū)均有分布，巖性以亞粘土、亞砂土為主，其中夾多層古土壤層，一般厚度為3～21 m，平均厚度為10 m。新近系保德組隔水層只分布于黃土溝壑丘陵區(qū)，巖性為粘土及亞粘土，一般厚度為30 m，隔水性能好。侏羅系安定組在全區(qū)分布，厚度為8.79～126.95 m，平均厚度63.95 m，巖性以泥巖、粉砂巖為主，是研究區(qū)穩(wěn)定的隔水層。

2 煤層與含(隔)水層組合類型

研究區(qū)煤層與含(隔)水層組合特點：煤水共生，含水層在上、煤層在下，煤層與含水層之間隔水層厚度變化大[1-5]。

根據(jù)研究區(qū)5-2煤上覆含(隔)水層的分布及厚度變化，將煤層與含(隔)水層的組合類型劃分為3類，如圖2所示。

圖2 中雞南區(qū)煤與含(隔)水層組合關系分類圖

2.1 第Ⅰ類組合關系

強含水層疊加型煤-水組合，圖3為第Ⅰ類組合關系圖。其特點為：該組合區(qū)內煤層上覆主要含水層為洛河組含水層與薩拉烏蘇組含水層，它們之間隔水土層較薄，在個別鉆孔缺失，導致兩含水層疊加，形成富水性強的含水層，滲透性好，厚度大，地下水可通過導水裂隙帶、斷層、封閉不良鉆孔等“天窗”涌入礦井，易造成突(涌)水事故，對礦井威脅大[6-10]；煤層上覆隔水層主要為煤系地層泥巖和安定組泥巖，連續(xù)性強，隔水層厚度相對較小；該組合主要分布于研究區(qū)北部和西部。

2.2 第Ⅱ類組合關系

單一強含水層型煤-水組合，圖4為第Ⅱ類組合關系圖。其特點為：該組合內煤層上覆主要含水層為薩拉烏蘇組含水層，平均厚度22 m，富水性中等，地下水可通過導水裂隙帶、斷層、封閉不良鉆孔等通道涌入礦井，對未來礦井生產(chǎn)威脅較大[11-12]；煤層上覆隔水層主要為煤系地層泥巖和安定組泥巖，隔水層厚度相對較大；該組合主要分布于研究區(qū)中部和東南部。

圖3 第Ⅰ類組合關系圖

圖4 第Ⅱ類組合關系圖

2.3 第Ⅲ類組合關系

含水層隔水層共生型煤-水組合，圖5為第Ⅲ類組合關系圖。其特點為：含水層、土層隔水層均大面積分布，厚度變化大，土層厚度3～51 m，一般為24 m，潛水威脅不到礦井開采；研究區(qū)主要含水層在該組合內缺失，礦井直接充水含水層為侏羅系延安組、直羅組含水層，水量小，對礦井威脅不大；煤層上覆隔水層主要為煤系地層泥巖、安定組泥巖隔水層和新生界粘土隔水層，隔水層厚度大；該組合主要分布在研究區(qū)東北部。

圖5 第Ⅲ類組合關系圖

3 結論

(1)研究區(qū)5-2煤厚度穩(wěn)定，但是煤層上覆含水層和隔水層分布不均勻，根據(jù)煤層與含(隔)水層的空間關系，劃分為3類煤水組合類型。

(2)強含水層疊加型煤-水組合，主要含水層厚度大，富水性強，礦井排水量大，對礦井安全生產(chǎn)威脅大；單一強含水層型煤-水組合，主要含水層厚度較小，富水性中等，礦井排水量次之，對礦井安全生產(chǎn)威脅較大；含水層隔水層共生型煤-水組合，主要含水層缺失，礦井排水量小，對礦井生產(chǎn)威脅不大。

(3)煤水組合關系的分析研究，為未來礦井水文地質條件探查、保障礦井安全生產(chǎn)提供技術支持。