礦井水文地質(zhì)特征分析

黨鈺寶

摘要：礦井水文地質(zhì)特征的分析對于礦井安全生產(chǎn)具有積極的意義。為了讓礦井發(fā)揮出它的最大效益，有必要對礦井的水文地質(zhì)特征進行分析研究。本文以石炭井焦煤分公司為例，對礦井水文地質(zhì)特征進行初步研究。

關(guān)鍵詞：礦井；水文地質(zhì)；特征

引言

對于水文地質(zhì)特征的分析我們大體上可以從礦井的含水層組，礦區(qū)的地質(zhì)類型和礦井巖層充水性等方面入手。在賀蘭山煤田的眾多的煤礦中，石炭井焦煤分公司水文地質(zhì)特征具有一定代表性，無論是它所處的位置，還是它的服務(wù)時間、礦井的深度上，對于研究賀蘭山煤田的礦井水文地質(zhì)特征具有重要的參考價值。但是近年來，礦井的生產(chǎn)中出現(xiàn)了一些問題，對煤礦的安全生產(chǎn)造成了一定的影響。這些問題已經(jīng)引起了公司的高度重視，今年對石炭井焦煤分公司的水文地質(zhì)資料進行了重新整理，對水文地質(zhì)類型進行了重新劃分。

一、礦井的水文地質(zhì)情況

（一）石炭井焦煤分公司礦井的水文地質(zhì)情況。石炭井焦煤分公司處在我國西北地區(qū)，賀蘭山腹地，為典型山地類型。地下水位較深，地下水普遍缺乏，這是不可抗因素，西北大部分地區(qū)屬于半干旱地區(qū)，少數(shù)地區(qū)屬于干旱地區(qū)，降水量稀少，而年蒸發(fā)量1784mm遠遠大于年降水量200mm。該地區(qū)的降水受到空氣對流的影響，降雨大都集中在七月份到九月份這3個月之間。淺部地下水大都是靠大氣降水補給，沒有冰山融水的參與。該地區(qū)的地下水補給量受到多種因素的影響，比如降水量，地面滲透強度，還有地區(qū)的地表特點，石炭井焦煤公司為典型山地地貌，地表起伏較大，降水入滲系數(shù)相對較小；而在石炭井焦煤公司附近的海拔在1100米以下的丘陵和海拔在900米以下的平原地區(qū)，受到地形的影響，坡度較小，降水入滲系數(shù)相對較大，有較多地下水滲入地下，但大部分雨季降水還是沿溝谷流失，這樣就在丘陵低山低洼的地段形成積水。

（二）石炭井焦煤分公司的水文地質(zhì)特征分析。石炭井焦煤公司水文地質(zhì)類型此前一直被劃分為簡單，礦井水源不足，巖層富水性能差，導致該地區(qū)的地下水無法保障生產(chǎn)生活需要，礦井的最高點海拔較高，最低點比最高點低500m。為了更好地研究對礦區(qū)的含水層巖組做了以下劃分。

第一巖組：是孔隙潛水含水層組，該含水層組主要存在于第四系松散堆積層中，在白堊系礫巖地層中少量存在?？紫稘撍M的巖性有三部分組成，最主要的就是風成沙，砂礫石含量次之，還有少量的卵礫石。該巖組的地下水主要是孔隙潛水，含水量較小，單位涌水量小，在該巖組中至今還未發(fā)現(xiàn)地下水露頭。

第二巖組：巖性總體以砂巖為主，中粒巖石最多，粗粒砂巖次之，每個旋回底部常含有煤，在富水性方面比第一巖組相對較高，是主要含水組之一。水位埋深57.54米到58.95米之間，地層累計厚度203.57米到580米之間。該含水層的上部分里面的含水層的富水性和第二巖組沉淀時的孔隙深度之間有著緊密的聯(lián)系。下端部分的主要是砂巖，該含水層與礦井開采的無直接水力關(guān)系。

第三巖組：該巖組層位相對于第一、二巖組較為穩(wěn)定，含水層由多種級別的砂礫組成，第三巖層的厚度基本上在129米到230米之間，平均厚度在168米左右，該巖組的含水性很弱，基本上可以不予考慮。

第四巖組：該巖組由三角洲體系和淺湖體系組成，三角洲體系主要為前緣相。巖層厚度達104米到174米之間，總體上來說砂巖占大多數(shù)。該巖組富水性也不強，因為該組的煤巖含量相對較多，對煤層的進一步發(fā)展有消極影響。

第五巖組：該巖組的底部是由河流沖積而成的三角洲平原相組成，向上漸變，逐漸成為了堤泛沉積。該巖組的含水層的含水量相對于第一，二，三，四巖組較小，巖層含水性極弱。

（三）地下水的補給條件來源分析。上面我們已經(jīng)提到，石炭井焦煤分公司礦井附近的淺層地下水補給主要是靠大氣降水，一小部分地表降水沿破碎巖層裂隙，然后入滲到地下，成為地下水。剩下的大部分降水沿著基巖面，排泄到了附近的河流。在低洼的地段，容易形成集水區(qū)，該部分地區(qū)淺部地下水含水性較強。

基巖層整體位于底部，水的循環(huán)性相對較差，勘探地段的水大都是各個含水層滲流補給的?？傮w上來說，基巖層中含有的地下水影響煤礦的開采，需要在井下引流、排干，這部分地下水受到該礦井周圍煤礦井開采的一定影響。

二、礦井充水的探究和分析

（一）受到正在開采的煤礦井的影響。一個是受到焦煤公司南側(cè)另一開采礦井的影響。該礦井主采煤層和石炭井焦煤公司所采煤層一致。共有7個主采煤層。各個煤層的頂部采用的是垮落式樣的頂板設(shè)計模式。礦井水文地質(zhì)類型為中等 ，老空積水較多，主要發(fā)生在煤層開采過的地方，礦井的涌水量相對較大，最高涌水量達到了每小時250立方米，平均涌水量每小時170立方米。該集水區(qū)的積水量和該地區(qū)的降水量沒有直接關(guān)系，地下水大都來自二疊系、石炭系砂巖含水層。

第二個是受到石炭井焦煤公司自身開采的影響。石炭井焦煤公司涌水量最高每小時350立方米，平均涌水量每小時219立方米，主要出水點的最高涌水量在每小時36立方米到每小時56立方米之間，平均涌水量在每小時45立方米左右。面對這么高的涌水量，需要采取相關(guān)的措施來改善這一現(xiàn)狀，具體操作就是在老空區(qū)附近多打一些排水孔，加大老空區(qū)積水的排放。

（二）石炭井焦煤分公司的充水影響。第一方面，第四系含水層的主要來源是大氣降水，開采煤層的水源大都是二疊系和石炭系砂巖含水層，地下含水組充水性較強，各個含水組在垂直方向上聯(lián)系不大，這樣就導致了礦井涌水量和大氣降水量沒有直接的聯(lián)系。在眾多的充水水源中，地下含水層組起到了關(guān)鍵的作用，是礦井充水水源的主要組成部分。

一方面：在外界風化作用的影響下，露在地面或者埋藏較淺的基巖裂隙得到了很好地發(fā)育，然后歷經(jīng)再次沉積作用，這些縫隙逐漸的被沉積層所覆蓋，由于沉積層和縫隙之間接觸不完全，角度不搭配，導致了沉積層含水組和風化殼含水組聯(lián)系密切，整合到了一起，共同存儲著一定數(shù)量的地下水。然后這部分水經(jīng)過裂隙匯流到地下，為深層含水組提供水源，影響礦井生產(chǎn)。

另一方面，層狀裂隙間的充水多出現(xiàn)在深部含水層，淺部含水層不會存在，巖石在短時間內(nèi)成型，造成了巖石表面裂隙眾多，層狀巖石主要存在巖組巖性變化的過程中，提高了巖組的富水性，為地下水的富集和存儲做好了準備條件。由于層狀裂隙含水層中泥巖和粉砂巖含量較多，這樣只要環(huán)境適宜就能夠轉(zhuǎn)換為很好的存儲水的結(jié)構(gòu)。再加上在裂隙發(fā)育的過程中，存在不均勻性，導致了各個巖層的透水性不同，這樣各個礦井主要煤層的涌水量也就不同，在巷道最初發(fā)現(xiàn)的涌水層中，涌水量較大，能在很長一段時間內(nèi)提供補給，但是時間一長，涌水量減小，甚至是被排干，就不能很好地供給了。

三、結(jié)語

經(jīng)過上面的水文地質(zhì)的分析和對礦區(qū)的水文地質(zhì)勘探分析，我們依據(jù)含煤組巖組的富水性和成分組成將礦區(qū)分為了五個含水層組，然后我們又總結(jié)出了含水層的補給條件弱，穩(wěn)定性強的特點，這些結(jié)論對公司的安全生產(chǎn)具有積極意義。

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