峰峰煤田九龍礦井田水文地質(zhì)條件及充水因素分析

摘要：九龍礦位于紙坊至黑龍洞泉水排泄區(qū)的下游，屬地下水向深部潛流的滯流區(qū)，大型鉆孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，富水性弱，徑流緩慢，但水壓很高，礦井涌水量與礦井煤炭產(chǎn)量關(guān)系不大，多年來(lái)隨著開采面積及開采深度的增加，礦井涌水量逐年增加，反映出山伏青灰?guī)r、大青灰?guī)r及奧陶系灰?guī)r地下水從采掘工作面突出是影響礦井涌水量變化的主要原因。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)條件；充水性因素

中圖分類號(hào)：P641.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 17-0000-02

峰峰煤田位于太行山東麓南段，大致呈北北東向條帶狀分布。在區(qū)域水文地質(zhì)單元中，九龍礦位于黑龍洞泉群巖溶水文地質(zhì)單元。

黑龍洞泉群巖溶水文地質(zhì)單元西部山區(qū)基巖裸露，為奧灰?guī)r溶水的主要補(bǔ)給區(qū)；在山前附近基巖被第四系覆蓋或被煤系地層所覆蓋，為奧灰水徑流區(qū)；地下水的排泄除集中在紙坊至黑龍洞附近以泉水形式排泄外，并有礦坑排水、工農(nóng)業(yè)及生活用水等人工排泄，此外還有少量深部潛流排泄。九龍礦位于紙坊至黑龍洞泉水排泄區(qū)的下游，屬地下水向深部潛流的滯流區(qū)，大型鉆孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，富水性弱，徑流緩慢，但水壓很高。

1 井田水文地質(zhì)條件

1.1 地表水系

滏陽(yáng)河為井田內(nèi)主要地表水系，屬海河流域子牙河水系上游，源起鼓山奧陶系石灰?guī)r之泉群，由廣盛泉、晉祠泉、郭家莊西泉及黑龍洞泉四泉群匯集，自西向東橫穿本區(qū)，最大流量為152m3/s，最小流量為0.14m3/s，平均流量為12.1m3/s。滏陽(yáng)河河床主要為砂卵石，但下伏的第三系粘土層厚度大，分布廣，隔水性好，垂距煤層在450m至1000m以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了水體下采煤的安全深度。

1.2 含水層

（1）新生界砂礫巖含水層組：孔隙較為發(fā)育，直接接受大氣降水和地表水體的補(bǔ)給，分布范圍不廣，且與煤層間距較大，對(duì)井田開拓沒有影響。滲透系數(shù)9.56～107.65m/d，單位涌水量1.79～4.70l/s·m。

（2）上石盒子組砂巖含水層：全區(qū)發(fā)育，以上石盒子二段地層厚度較大。巖性以細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖及砂礫巖為主，裂隙不發(fā)育，富水性較弱，對(duì)生產(chǎn)影響不大。

（3）下石盒子組砂巖含水層：全區(qū)發(fā)育，巖性為細(xì)砂巖、中砂巖及少量粗砂巖，裂隙不發(fā)育，富水性弱。靜止水位112.87～115.89m，平均滲透系數(shù)0.147m/d，平均單位涌水量0.039L/s·m。含水層水在回采后期通過(guò)裂隙進(jìn)入采空區(qū)，對(duì)生產(chǎn)影響不大。

（4）大煤頂板砂巖含水層：厚度0.80～18.70m，平均厚6.60m，巖性為細(xì)砂巖、中砂巖及少量粗砂巖，裂隙不發(fā)育，富水性弱。水位標(biāo)高95.77～122.49m，水質(zhì)類型為Cl·HCO3—Na型水，滲透系數(shù)平均0.067m/d，單位涌水量平均0.015L/s·m。在礦井開拓延深及一水平的生產(chǎn)過(guò)程中，該含水層已被大面積揭露，礦井涌水形式以淋滴水為主，工作面回采時(shí)涌水量6～30m3/h，容易疏干，對(duì)生產(chǎn)有一定的影響。

（5）野青灰?guī)r含水層：厚度0.30～3.40m，平均厚2.08m，平均滲透系數(shù)0.546m/d，平均單位涌水量0.019L/s·m，水質(zhì)類型為Cl—Na型水。含水層厚度變化大，含燧石結(jié)核，裂隙不發(fā)育，富水性弱，在生產(chǎn)中已大面積揭露，工作面回采正常涌水量一般為6m3/h，容易疏干。局部構(gòu)造發(fā)育地區(qū)，由于斷層切割容易造成野青灰?guī)r水的積聚，揭露時(shí)初期水量較大，2～3d后水量迅速減少直至疏干。

（6）山、伏青灰?guī)r含水層：厚度1.19～9.73m，平均厚4.92m，水位標(biāo)高110.14m，水質(zhì)類型為Cl·SO4—Na型水，平均滲透系數(shù) 2.32m/d，平均單位涌水量0.0756L/s·m。灰?guī)r結(jié)構(gòu)致密，含燧石結(jié)核，局部裂隙發(fā)育，主要富水區(qū)段集中在4～8線及13～18線淺部和2～4線深部，富水性中等。九龍礦在北二、北三采區(qū)施工了4個(gè)山、伏青勘探鉆孔，鉆孔水量均極小或無(wú)水，最大為北二回風(fēng)下山標(biāo)高-626m處的山3孔，水量0.6m3/h ，水位-376m。說(shuō)明富水性不強(qiáng)且易于疏干，但水頭值較高，對(duì)生產(chǎn)仍存在一定威脅。

（7）大青灰?guī)r含水層：巖性主要為深灰、青灰色石灰?guī)r，厚度0.40～6.84m，裂隙發(fā)育，多充填方解石，富水性中等，富水區(qū)段主要集中4～10線淺部及14線附近。水質(zhì)類型為Cl·SO4—Na·Ca型水，水位標(biāo)高118.12～129.28m，平均滲透系數(shù)1.931m/d，平均單位涌水量0.01L/s·m。北二采區(qū)回采15421N工作面多次發(fā)生大青灰?guī)r水通過(guò)裂隙從底板涌出，最大涌水量達(dá)150m3/h，一般3～5天后水量明顯衰減，目前15421N工作面涌水量穩(wěn)定在30m3/h。礦井水文補(bǔ)充勘探結(jié)果，大青灰?guī)r含水層單孔涌水量0（D4孔、D5孔）～200m3/h（D8孔），一般為15m3/h左右；水位：-372.9m（D9孔）～+113.7m（D7孔）。

（8）奧陶系灰?guī)r含水層：奧陶系灰?guī)r含水層總厚500～600m，為井田內(nèi)主要含水層，富水區(qū)域主要在4～8線淺部，水位標(biāo)高111.76～133.80m；2005年6月10日南二大巷出水后奧灰水位標(biāo)高變?yōu)?02～106m；2007年10月21日15423N工作面出水后奧灰水位標(biāo)高為82.67～97.80m。水質(zhì)類型為Cl·SO4—Ca·Na型水，平均滲透系數(shù)2.218m/d，平均單位涌水量0.634L/s·m。

1.3 隔水層

（1）9煤底板隔水層：9煤下距奧灰16.15～23.18m，其間以砂質(zhì)泥巖及本溪組鋁土質(zhì)泥巖為主，隔水性良好。

（2）煤系地層隔水層：煤系地層中的粉砂巖、泥巖均可視為穩(wěn)定的隔水層，隔水性良好。

（3）第三、四系隔水層：第三、四系砂礫石層之間發(fā)育1～2層伊利石粘土，厚度5～20m，層位穩(wěn)定，連續(xù)性好，隔水性良好。

1.4 各含水層之間的水力聯(lián)系

從含水層的水位、水量及水化學(xué)類型等方面來(lái)看，各含水層之間在正常情況下無(wú)水力聯(lián)系，各含水層之間存在著良好的隔水層。

奧灰與煤系地層呈假整合接觸，正常情況下不發(fā)生水力聯(lián)系，但遇落差較大的斷層或?qū)萋渲?，使之與煤系含水層直接對(duì)接，奧灰便成為煤系含水層的主要補(bǔ)給來(lái)源。

2 充水因素分析

本區(qū)北起F9斷層，南至F26斷層，西自F8斷層，東為深部邊界，整個(gè)井田形成四周下降中間隆起的地壘構(gòu)造，使井田內(nèi)各主要含水層與外圍含水層基本失去水力聯(lián)系，大大減少了地下水的補(bǔ)給來(lái)源，形成了地下水以靜儲(chǔ)量為主的水文地質(zhì)特征，為一封閉較好的水文地質(zhì)塊段。

井田內(nèi)奧灰埋藏深（500～1060m），受降水補(bǔ)給有一定的滯后期，奧灰水主要通過(guò)西南進(jìn)水口流入井田，向北部、東部徑流。群孔抽水試驗(yàn)表明，北段漏斗擴(kuò)展速度快，水位下降大，說(shuō)明北段以消耗靜儲(chǔ)量為主，補(bǔ)給條件差；南段漏斗擴(kuò)展速度慢，水位下降小，說(shuō)明補(bǔ)給條件較好，為相對(duì)徑流帶。與鄰區(qū)相比，本區(qū)水質(zhì)類型截然不同，且水溫差異大，表明井田與區(qū)外水力循環(huán)交替不暢，徑流條件差，奧灰水在一定壓力條件下緩慢運(yùn)動(dòng)，基本上處于相對(duì)滯流狀態(tài)，但水壓很高，對(duì)煤層開采威脅很大。

3 結(jié)論

九龍礦礦井涌水量與礦井煤炭產(chǎn)量關(guān)系不大，多年來(lái)隨著開采面積及開采深度的增加，礦井涌水量逐年增加，反映出山伏青灰?guī)r、大青灰?guī)r及奧陶系灰?guī)r地下水從采掘工作面突出是影響礦井涌水量變化的主要原因。