通化市渾江煤田義興屯—二道溝礦區(qū)主要威脅采礦的水來源分析

胡秀琦，劉琳娜，欒 嵐，張永成

吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長春 130012

通化市渾江煤田義興屯—二道溝礦區(qū)主要威脅采礦的水來源分析

胡秀琦，劉琳娜，欒 嵐，張永成

吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長春 130012

吉林省通化市渾江煤田義興屯—二道溝礦區(qū)主要水的來源有地表水、第四系孔隙水、裂隙水、巖溶水和生產(chǎn)礦井和老窯水，通過對該區(qū)地表水及含水層的分析，構(gòu)成該礦區(qū)最大威脅的水為附近有生產(chǎn)井的老窯。

水來源分析；主要威脅；義興屯—二道溝礦區(qū)采礦；渾江煤田；

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層主要有上遠古界：青白口系、震旦系。下古生界：寒武系、奧陶系。上古生界：石炭系、二疊系和新生界：第四系，現(xiàn)由老至新分述如下：

（1）上元古界青白口系：掛鐘嶺組（Qb1g）釣魚臺組（Qb2d）南芬組（Qb2n），主要巖性為砂巖、泥巖、頁巖。

（2）震旦系：橋頭組（Z32-3）和萬隆組（Z42-3），主要巖性石英砂巖、海綠石石英砂巖夾頁巖、灰?guī)r夾黃綠色泥質(zhì)頁巖。

（3）奧陶系馬家溝組（O2m）:主要巖性厚層狀灰?guī)r，與上覆地層接觸關(guān)系為平行不整合。

（4）石炭系上統(tǒng)本溪組（C2b）:由礫巖、角礫巖、紫色粉砂巖—細砂巖組成，與上覆地層接觸關(guān)系為平行不整合。

（5）石炭系上統(tǒng)太原組（C2t）:本組是勘探區(qū)內(nèi)主要含煤地層，巖性主要為黑色泥巖、頁巖、含碳泥巖、粉砂巖、細砂巖和煤層組成。本組含煤5層（4、5、6、6下、7），可采1層（6）。本組底部有灰白色中—粗砂巖，局部含石英礫，為本組與本溪組的分界。本組產(chǎn)植物化石有:Neuropteris ovata，Lepidendron.sp. 本組控制厚度18.80～44.98 m，平均31.76 m。與上覆地層接觸關(guān)系為整合。

（6）二疊系下統(tǒng)山西組（P1s），本組地層大部分被沖刷，底部為灰白色中—粗砂巖（標志層），是與太原組分界層。上部為灰白色中—細砂巖夾黑色泥巖、粉砂巖和煤層。本組含煤二層（3、3下），1層（3）局部可采。厚度0～40 m，與上覆地層接觸關(guān)系為整合。

（7）二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s），由中粉末砂巖組成，與上覆地層接觸關(guān)系為角度不整合。

（8）第四系（Q）:以坡積沖積層為主，下部為砂礫石層，上部為亞粘土層，厚度一般4～15 m，平均7 m。

1.2 構(gòu)造

（1）褶曲：勘查區(qū)構(gòu)造位于鐵廠—八道江向斜（區(qū)域二級構(gòu)造）的西段，即鐵廠復(fù)式向斜，從6煤層底板等高線圖上分析，煤層走向總體呈NE—SW方向展布，傾向SE。

(2)斷層:該區(qū)斷層按性質(zhì)和展布方向，分2組斷層，其中一組為NW—SE和NE—SW方向展布的正斷層編號為R；另一組為低角度的逆掩斷層，分布在勘查區(qū)的東南側(cè)。

2 區(qū)域水文地質(zhì)概況

義興屯—二道溝勘查區(qū)位于長白山脈西麓的渾江煤田鐵廠礦區(qū)。渾江煤田南北兩側(cè)分別為老嶺、龍崗兩支脈，中間為渾江侵蝕河谷，鐵廠礦區(qū)位于渾江支流大羅圈河下游。渾江及其支流大羅圈河兩岸河谷發(fā)育有一、二、三級階地，在鐵廠礦區(qū)義興屯—二道溝勘查區(qū)所處大羅圈河一級階地標高412～430 m，二級階地標高430～440 m，三級階地標高450～480 m。（見圖1）。

義興屯—二道溝勘查區(qū)主要水系發(fā)育有大羅圈河。大羅圈河發(fā)源于老嶺支脈北麓，流經(jīng)勘查區(qū)在鴨園北與渾江匯合。大羅圈河流量隨季節(jié)變化顯著，據(jù)1956年觀測資料，大羅圈河流量為5.12～57.93 m3/s。大羅圈河遇洪水時流量明顯增大，1957年8月洪水流量達334.10 m3/s，1940年遇特大洪水，大羅圈河河谷平地普遍水深1.50 m。

義興屯—二道溝勘查區(qū)屬大陸性氣候，歷年降雨量773.5～937.5 mm，降雨多集中在7、8、9月份，歷年蒸發(fā)量915.4～1216.5 mm，潮濕系數(shù)0.81，為濕潤適中帶，歷年氣溫最高為36.5 ℃，最低為-34.8 ℃。

渾江煤田地下水發(fā)育有孔隙水、裂隙水和巖溶水。孔隙水主要分布在渾江及其支流河谷兩岸，一、二、三級階地的砂礫石層中，厚6 m左右，富水性中等—極強。裂隙水可分為基巖風化裂隙水和構(gòu)造脈狀裂隙水，基巖風化裂隙水分布在基巖淺部，一般發(fā)育深度在100 m以內(nèi)，富水性中等—弱。構(gòu)造脈狀裂隙水則主要沿構(gòu)造斷裂帶分布，富水性不均一。巖溶水主要分布在奧陶系可溶性灰?guī)r當中，富水性受巖溶發(fā)育條件控制，極不均一。

圖1 礦區(qū)位置圖Fig.1 Location map of miming area

天然條件下，渾江煤田各含水層均直接或間接接受大氣降水的補給 ，以泉或其它形式排泄于地表。

3 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

3.1 含水層

義興屯—二道溝勘查區(qū)位于大羅圈河谷一級階地，區(qū)內(nèi)發(fā)育含水層有第四系孔隙含水層，基巖風化裂隙含水層、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組巖溶含水層和構(gòu)造脈狀裂隙含水層?；鶐r風化裂隙含水層和構(gòu)造脈狀裂隙含水層是未來礦井的直接充水含水層。

各含水層水文地質(zhì)特征分述如下：

（1）第四系孔隙含水層:由砂、礫石等組成，分布于大羅圈河河谷兩岸，層厚4～6 m，富水性極強，該含水層與地表水體間無隔水層分布，與地表水聯(lián)系密切。

（2）巖風化裂隙含水層:由淺部基巖組成，風化帶發(fā)育深度一般在100 m以內(nèi)。該含水層富水性中等—弱。

（3）奧陶系中統(tǒng)馬家溝組巖溶含水層:由馬家溝組灰?guī)r組成，巖溶多沿層面中斷層面發(fā)育。該含水層富水性復(fù)雜，通化市錕鵬實業(yè)有限公司錕鵬煤礦遇該含水層時發(fā)生突水兩次。

（4）構(gòu)造脈狀裂隙水：主要沿斷層帶發(fā)育，富水性強，原鐵廠洗煤廠二井揭露F31號斷層時，地下水沿斷層面涌入礦井。

3.2 地表水體

勘查區(qū)地表水體分布主要為大羅圈河，該河自南向北流經(jīng)勘查區(qū)。大羅圈河洪水期流量大，水位高，遇特大洪水時，鐵廠平地平均水深1.50 m。

3.3 生產(chǎn)礦井和老窯

勘查區(qū)附近有生產(chǎn)礦井和老窯，生產(chǎn)礦井有通化市錕鵬實業(yè)有限公司錕鵬煤礦、通化市鑫旺煤礦。老窯有閉坑的宏遠煤礦及通化市紅星洗煤有限公司一井。

4 主要威脅礦井的水的來源分析

根據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)條件，礦區(qū)地表水體分布主要為大羅圈河，該河自南向北流經(jīng)勘查區(qū)。大羅圈河洪水期流量大，水位高，遇特大洪水時，鐵廠平地平均水深1.50 m。對井口建在平地內(nèi)的礦井威脅較大，易造成地表水從井口灌入的淹井事故。

礦區(qū)主要的含水層為第四系砂、礫石等組成，分布于大羅圈河河谷兩岸，層厚4～6 m，富水性極強，該含水層與地表水體間無隔水層分布，與地表水聯(lián)系密切。但該層水與下部水利聯(lián)系不密切，對采礦影響不大。

奧陶系中統(tǒng)馬家溝組巖溶含水層，由馬家溝組灰?guī)r組成，巖溶多沿層面中斷層面發(fā)育，該含水層富水性復(fù)雜，但其在礦體的下部，如不揭露該層對采礦不會構(gòu)成威脅。

礦區(qū)附近有生產(chǎn)井在生產(chǎn)過程中已破壞了奧陶系中統(tǒng)馬家溝組巖溶含水層，使礦井中水量增大，是必會影響該礦區(qū)的水量。老窯，在該區(qū)附有閉坑的宏遠煤礦及通化市紅星洗煤有限公司一井，閉坑后，在采空區(qū)內(nèi)存積著大量的水，一旦與該礦區(qū)連通，會發(fā)生突水現(xiàn)象，后果不堪設(shè)想。所以構(gòu)成該礦區(qū)最大威脅的水為附近有生產(chǎn)井的老窯。

[1] 張虹剛，周志宇，王 虹，等.萬福井田水文地質(zhì)特征及礦井涌水量預(yù)測[J].吉林地質(zhì)，2012,31（4）.

[2] 常成操.伊通滿族自治縣煤礦二井水文地質(zhì)類型劃分探討[J].吉林地質(zhì)，2013,32（4）.

[3] 杜敏銘，鄧英爾，許 模.礦井涌水量預(yù)測方法[J].四川地質(zhì)學報，2009，（1）.

[4] 管恩太，武 強. 礦井涌水量預(yù)測評述[J].中州煤炭，2005，（2）.

Main water source of threaten to mining in Yixingtun-Erdaogou mining area of Hunjiang coalf eld, Tonghua City

HU Xiu-qi, LIU Lin-na, LUAN Lan, ZHANG Yong-cheng
Hydrogeologic Survey of Jilin Province, Changchun 130012, Jilin, China

In the Yixingtun-Erdaogou mining area of Hunjiang coal f eld, Tonghua City of Jilin Province, the main water source are surface water, the Quaternary pore water, f ssure water, Karstic water, producing well and goaf water. Through the analysis of surface water and aquifer, we pointed out that the biggest threat to the mining area is goaf water near the producing well.

analysis of water source; goaf; main threat; Yixingtun-Erdaogou mining area; Hunjiang coal f eld

P641.4

B

1001—2427（2014）01 - 115 -3

2013-09-05;

2014-03-20

胡秀琦（1962—），女，吉林長春人，吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所工程師.