摘要:通過對勘查區(qū)內(nèi)地層和斷層含導水性的分析,認為區(qū)內(nèi)主要含水層為永寧鎮(zhèn)組、飛仙關(guān)組第三段、長興組、龍?zhí)督M和茅口組;認為6煤層開采時礦井直接充水水源為龍?zhí)督M裂隙水,間接充水水源為長興組巖溶水、飛仙關(guān)組第三段裂隙水,為以頂板間接進水的巖溶充水礦床,7號、16號煤層為以頂板直接進水的裂隙充水礦床,水文地質(zhì)條件簡單。
關(guān)鍵詞:水文地質(zhì)條件;直接充水含水層;充水因素,總基勘查區(qū)
中圖分類號:P641.72文獻標識碼: A 文章編號:
1引言
總基勘查區(qū)位于貴州省畢節(jié)市東北部,南北向長8.81 km,東西向?qū)?.81 km;面積為26.67km2?辈閰^(qū)位于太極向斜南端轉(zhuǎn)折部分,為向斜構(gòu)造。軸向北北東向。在南東翼地層傾角為32~72°,一般為65°,走向北北東—南南西向。西翼地層傾角為23~40°,一般為35°,走向為南北向。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)斷距大于30 m的斷層有5條,其中F1為逆斷層,F(xiàn)703、F2為正斷層,F(xiàn)3、F4為平移斷層。
井田內(nèi)含煤地層為龍?zhí)督M,屬以碎屑巖為主的海陸交互沉積(2),厚123.85—144.02m,平均135.18m,含煤16~28層,一般22層,煤層總厚7.46m—26.05m,平均厚度為14.02m,含煤系數(shù)10.37% ?刹擅簩佑腥龑樱幪枮6、7、16。
2地形地貌
勘查區(qū)屬中山剝蝕地貌,總體特征為一向斜洼地。區(qū)內(nèi)地形起伏較大,地勢中北部較低,東西部及南部較高。區(qū)內(nèi)分水嶺明顯,位于東翼呈NE—SW向發(fā)育。分水嶺兩翼發(fā)育大小沖溝數(shù)十條,其發(fā)育方向呈SE—NW向,呈羽狀分布,各沖溝呈樹支狀展布,橫向上多呈“V” 字型。永寧鎮(zhèn)一段主要形成峰叢山地,飛仙關(guān)地層形成陡巖或陡坎,含煤地層呈反向坡地貌。山體走向與地層走向大體一致?辈閰^(qū)位于太極向斜南揚起端,為向斜構(gòu)造,從南向北呈下伏趨勢,利于地下水的匯集儲存。最高點位于向斜西翼黃場大坡山頂,海拔1890.10m,最低點位于北東角礦界附近河床,海拔1217.00m,相對高差673.1m,一般海拔在1400~1600m之間。
3地表水
勘查區(qū)內(nèi)地表水有赤水河上游-保合河支流層臺河與東部小河,自南西向北東逕流,屬長江流域-赤水河綦江水系。河流流量受季節(jié)控制,雨季流量較大,旱季明顯變小。2009年12月30日在朱家大山測得東部小河流量484l/s。
4斷層水文地質(zhì)特征
區(qū)內(nèi)地表出露的斷層在除F1地質(zhì)鉆探中均未揭露。在F1、F2斷層帶附近有少量泉水出露,流0.05-1.50l/s。701號鉆孔揭露F1斷層,無漏失現(xiàn)象,因此其含導水性不強。F3、F4附近無泉點出露。此外鉆孔內(nèi)發(fā)現(xiàn)三條小斷層,這些斷層切割P2m、P3l,無漏失現(xiàn)象,對附近煤層有一定影響。
5含、隔水層
5.1二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)巖溶溶含水層
在勘查區(qū)東西部均有大片出露,由灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、燧石灰?guī)r及少量硅質(zhì)灰?guī)r、白云巖組成。調(diào)查發(fā)現(xiàn)泉水點3個,落水洞點1個。位于東部的地下暗河出水洞出露標高1275m,流量195-1312l/s,平均516l/s。富水性強。鉆孔揭露該層5次,揭露10m左右,無漏失現(xiàn)象。
5.2 二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)裂隙含水層
該地層分布廣,出露在東、西兩翼,為一套海陸交替相碎屑巖夾碳酸鹽巖的含煤沉積巖層,厚約130m,主要為灰色、深灰色、雜色等泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細砂巖、泥巖夾灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r及煤層組成。調(diào)查發(fā)現(xiàn)泉水點5個,流量0.01—1.50 l/s。據(jù)鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測資料,鉆進中沖洗液消耗量正常。本組地層中裂隙發(fā)育,富水性弱,屬弱含水層。
5.3 二疊系上統(tǒng)長興組(P3c)巖溶裂隙含水層
地層厚度35—53m,由深灰色、灰色硅質(zhì)灰?guī)r、燧石灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r組成。鉆探中有4個孔在該地層發(fā)生漏水現(xiàn)象,巖性為石灰?guī)r,消耗量3.60-4.20m3/h。本組地層裂隙較發(fā)育,屬中等含水層。
5.4 三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組一段(T1f1)相對隔水層
區(qū)內(nèi)分布廣泛,厚30—78m,為淺灰色、淺灰綠色薄層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖類,夾砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。底部有0.15m左右的淺灰、灰綠色薄層蒙脫石粘土巖。鉆探中無鉆孔在該地層發(fā)生涌漏水現(xiàn)象。本組地層中裂隙發(fā)育,富水性弱,屬相對隔水層。
5.5、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組二段(T1f2)巖溶裂隙含水層
厚48—107m,為灰色中至厚層狀灰?guī)r,上部夾鮞;?guī)r。調(diào)查發(fā)現(xiàn)泉水點3個,流量0.01-0.80l/s。鉆探中1個鉆孔在該層發(fā)生涌水,涌水量2.17l/s,水位標高1403.62m。本組地層溶蝕裂隙較發(fā)育,含巖溶水,屬中等含水層。大部分礦體位于1400m標高之下,該含水層對煤層開采有一定影響。
5.6 三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組三段(T1f3)碎屑巖裂隙含水層
厚321—434m,紫紅色、紫褐色薄層至中厚層狀泥巖類及粉砂巖類為主,夾中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r或灰?guī)r。調(diào)查泉水點11個,流量0.01——1.50l/s。鉆探中4個鉆孔在該層發(fā)生涌水現(xiàn)象,流量0.02-1.24l/s,水位標高1272.1-1425.67m。巖性為粉砂巖。本組地層中裂隙發(fā)育,含裂隙水,屬中等含水層。水質(zhì)類型HCO3—K+Na
6號煤層出露標高東部1300-1565m,平均1400m,西部1600-1675m,平均標高約為1650m,大部礦體位于水位之下,水壓較高。
5.7三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組一段(T1yn1)巖溶溶洞含水層
分布于勘查區(qū)中北部(太極場向斜核部北段),厚度>30m,下部為淺灰色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r,中部為灰色薄層狀夾中層狀、含泥灰?guī)r夾灰?guī)r。調(diào)查發(fā)現(xiàn)泉水點3個,流量0.01——0.25l/s;調(diào)查巖溶點12個。本次鉆探中1個孔在該層位底部發(fā)生涌水現(xiàn)象,流量0.09l/s。該地層溶蝕裂隙發(fā)育,富含溶隙水,屬強含水層。
5.8 三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組二段(T1yn2)相對隔水層
分布于礦區(qū)中北部(太吉向斜核部北段),底為灰色泥巖,下部灰色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r夾砂泥巖,中部以薄至中層狀灰?guī)r為主,上部以灰色白云巖為主,頂部為角礫狀白云巖。調(diào)查發(fā)現(xiàn)泉水點2個,流量0. 11l/s,為巖溶水;調(diào)查巖溶點3個。該層中裂隙較發(fā)育,含少量風化裂隙水,富水性弱,為相對隔水層。
5.9 第四系(Q)松散孔隙含水層
分布廣泛,大部分組織松散,未膠結(jié),透水性較好,以坡積、殘積、沖積、洪積物為主,厚0—33 m,區(qū)內(nèi)在該層中未發(fā)現(xiàn)泉水點,為弱含水層。
6 礦井充水水源
6.1大氣降水
勘查區(qū)地形地貌有利于大氣降水的入滲,因而大氣降水補給是地表水及各含水層的主要補給水源,是未來礦井充水的間接因素,其充水強度與季節(jié)、降水量關(guān)系密切。
6.2地表水
勘查區(qū)內(nèi)地表水不系不發(fā)育,地表水體規(guī)模較小,受降水影響較大,因此為定期間斷補給,對礦井涌水量的影響隨季節(jié)變化。枯季水量較小,對開采影響有限,但是雨季溝水流量較大,應(yīng)加強地表及地下排水因地表水受大氣降水嚴格控制,枯季水量小,雨季水量大,有明顯的季節(jié)性變化。雨季對淺部開采有一定影響。
6.3老窯積水
本區(qū)東部及西部煤層出露,淺部分布有一定數(shù)量的老窯,多有積水,開采后通過導水裂隙帶進入礦井,故應(yīng)進一步查清其分布及積水情況,以免造成礦井突水。
6.4地下水
煤層位于龍?zhí)督M地層中,裂隙較發(fā)育,是一個含水層和隔水層互交的含水巖組,屬弱含水層,為直接充水含水層。6號煤至長興組中等含水層平均距離27m,開采后導水裂隙帶將連通該含水層,成為未來礦井間接充水含水層。下伏茅口組強含水層距16號煤30m,采煤產(chǎn)生的底板破壞裂隙可能使煤層與之連通,成為直接充水含水層。
7 礦井充水通道
7.1采動裂隙
采煤產(chǎn)生的采動裂隙是主要的充水通道,它會溝通上覆含水層與下伏茅口組含水層。
7.2、封閉不良的鉆孔
勘查中所有鉆孔均未做啟封檢驗,質(zhì)量不明,如果有封閉不良的鉆孔(2),可能成為溝通上部或下部含水層的導水鉆孔。
7.3 斷層
勘查區(qū)斷層發(fā)育較多,部分切割含煤地層,對采煤有一定影響。
8 結(jié)論
、倏辈閰^(qū)地下水主要以大氣降水補給,自然斜坡對降水滲漏較為有利,大部礦體位于當?shù)厍治g基準面以下,龍?zhí)督M的裂隙水為今后礦井的直接充水水源。6煤層與長興組含水層相距約27m,開采裂隙將導致煤層與含水層直接連通,成為6煤層的間接充水含水層,中下部16號煤層,距下部茅口組灰?guī)r含水層30m,初步認為開采后底板破壞帶不會連通含水層。
②勘查區(qū)構(gòu)造作用強烈,褶曲和斷層較發(fā)育。太極向斜形成過程中產(chǎn)生的層間裂隙有利于巖溶的發(fā)育和地下水的匯集與運移,形成蓄水構(gòu)造。飛仙關(guān)組三段多孔出現(xiàn)涌水現(xiàn)象,其含水性中等,地下水靜水壓力大,對未來采煤、建巷有較大影響。
、6煤層為以頂板間接進水的巖溶充水礦床,7、16煤層為以頂板直接進水的裂隙充水礦床,水文地質(zhì)條件簡單。
參考文獻:
1 劉從義,李萍等,貴州省畢節(jié)市總基煤礦普查地質(zhì)報告(R).貴陽:貴州省煤田地質(zhì)局,2011
2 劉開云,白布井田充水因素分析(J)中國煤炭地質(zhì),20009(21)