巴拉素煤礦井筒水文地質(zhì)條件分析

張俊峰　孔泉

摘 要 通過對巴拉素煤礦筒水文地質(zhì)條件的研究，分析了井筒范圍內(nèi)含水層、隔水層特征，地下水補徑排條件及井筒的充水因素，預算了井筒涌水量，對今后井筒施工和保護區(qū)內(nèi)含水層具有現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞 水文地質(zhì)條件 含（隔）水層 井筒充水因素

中圖分類號：P641.4 文獻標識碼：A

1 煤礦基本情況

巴拉素煤礦地處榆林市以西，距市中心47km，、面積約296.82km2。設(shè)計年生產(chǎn)能力為1000萬噸，服務(wù)年限106年。設(shè)計采用全立井開拓，建設(shè)初期共布置3條井筒，即主立井、副立井和一號回風立井。

2 井筒地質(zhì)特征

井筒范圍內(nèi)，地表基本被第四系松散沉積物所覆蓋。井筒地層由新到老依次為：第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代風積沙、上更新統(tǒng)薩拉烏蘇組、中更新統(tǒng)離石黃土、白堊系下統(tǒng)洛河組、侏羅系安定組、直羅組及延安組。

該煤礦地質(zhì)構(gòu)造簡單，總體構(gòu)造形態(tài)為一北西西向緩傾的單斜層，區(qū)內(nèi)無巖漿活動痕跡，局部發(fā)育寬緩的波狀起伏。

3 井筒水文地質(zhì)特征

3.1 含水層

根據(jù)井筒地下水的賦存條件及水力特征，將井筒地下水劃分為五個含水巖層（組）：即第四系松散巖類孔隙及孔隙裂隙潛水、第四系上更新統(tǒng)沖湖積層孔隙潛水、第四系中更新統(tǒng)黃土孔隙裂隙潛水、白堊系洛河組砂巖孔隙裂隙潛水及侏羅系碎屑巖類裂隙承壓水。

3.1.1第四系松散巖類孔隙及孔隙裂隙潛水

由于潛水位均位于風積沙之下，故該層在區(qū)內(nèi)為透水但不含水地層。

3.1.2 第四系上更新統(tǒng)沖湖積層孔隙潛水

分布于區(qū)的東側(cè)和西測，處地形相對周邊較高，厚度且薄，故含水層厚度亦薄。該區(qū)含水較少，富水性弱。

3.1.3 第四系中更新統(tǒng)黃土孔隙裂隙潛水

零星分布于區(qū)內(nèi)，巖性以粉砂質(zhì)粘土為主，粉土次之。水位埋深8.85m，含水層厚度2.65m，當降深2.24m時，涌水量0.35 m3/d，單位涌水量0.0018L/s·m，滲透系數(shù)0.0481m/d，富水性弱。

3.1.4白堊系洛河組砂巖孔隙裂隙潛水

全區(qū)分布，是本區(qū)的主要含水巖組。平均厚度為210.49m。含水層巖性主要為磚紅色中厚層狀中、細粒長石砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)。水位埋深2.70～9.07m時，涌水量136.34～1555.00 m3/d，統(tǒng)降單位涌水量0.047～0.98L/s·m，滲透系數(shù)0.05～1.09m/d，富水性由弱到強。

3.1.5侏羅系碎屑巖類裂隙承壓水

（1）安定組裂隙承壓水

全區(qū)分布，含水層巖性主要為紫紅色中厚層狀中、細粒長石砂巖。水位埋深10.85～20.26m，涌水量9.85～68.60m3/d，統(tǒng)降單位涌水量0.01L/s·m，滲透系數(shù)0.01～0.06m/d，富水性弱。

（2）直羅組裂隙承壓水

全區(qū)分布，平均厚度為139.36m。含水層主要為直羅組中、粗粒長石砂巖，尤以底部七里鎮(zhèn)砂巖含水性最好。水位埋深13.91～27.14m，含水層厚度24.15～44.95m，當降深28.11～51.42m時，涌水量32～58.75m3/d，統(tǒng)降單位涌水量0.02～0.03L/s·m，滲透系數(shù)0.03～0.05m/d，富水性弱。

（3）延安組裂隙承壓水

全區(qū)分布，含水層主要為該段中、粗粒長石砂巖。水位埋深10.38～13.09m，含水層厚度9.10～41.70m，當降深31.79～67.32m時，涌水量16.07～44.0m3/d，單位涌水量0.01～0.02L/s·m，統(tǒng)降單位涌水量0.01～0.02L/s·m，滲透系數(shù)0.01～0.08m/d，富水性弱。

3.2 隔水層

主要為分布于安定組較為穩(wěn)定的中厚層泥巖類，它們是井筒內(nèi)上覆洛河組砂巖與下伏直羅組、延安組含水層之間較好的隔水層。直羅組和延安組連續(xù)分布的泥巖和砂質(zhì)泥巖是各承壓含水巖組之間的相對隔水層。

3.3地下水補給、徑流及排泄條件

第四系松散層孔隙潛水以大氣降水補給為主。向地勢較低洼的地區(qū)以泄流的形式補給地表水。

白堊系洛河組砂巖孔隙裂隙潛水，除在基巖裸露處得到大氣降水的直接補給外，其余地段多為外圍同一含水層的側(cè)向補給。該潛水與松散層潛水間局部地段存在黃土隔水夾層而略顯承壓水特性外，大部分地區(qū)則為具有密切水力聯(lián)系的統(tǒng)一含水體，故其補給、徑流、排泄與松散層潛水基本一致。

侏羅系砂巖裂隙承壓水，承壓水除基巖裸露區(qū)通過風化裂隙帶間接得到大氣降水補給外，還接受上游地段潛水滲入補給，徑流方向基本沿巖層傾向向北及西北方向運移。

4 井筒充水因素分析

4.1 充水水源及強度

井筒的充水水源為洛河組砂巖孔隙裂隙水及其下部基巖層間承壓水。由于本區(qū)構(gòu)造不發(fā)育，砂巖多以細粒為主，含水及導水條件較差。故井筒開挖時對其充水強度較小。

4.2 充水途徑及方式

當在洛河組開拓井筒時，地下水主要是通過孔隙及裂隙向井筒運移，在井筒頂?shù)装寮皟杀诙嘁詽B流的形式向井筒充水；在正?；鶐r段中，地下水主要是通過砂巖孔隙向井筒運移，并沿井筒兩壁及頂?shù)装逡缘嗡男问交驖B流的形式向井筒充水。

5 井筒涌水量預算

本次對主立井、副立井和一號回風立井采用“大井法”進行了涌水量預算。預計主立井涌水量為11607m3/d，副立井涌水量為10935m3/d，一號回風立井涌水量為11258m3/d。

6 結(jié)論與建議

（1）根據(jù)施工場地的地形地貌條件及井筒檢查孔勘探資料，各井筒上部所處地層為中等至強富水的洛河組砂巖含水層，預算井筒涌水量9224m3/d，水量大，故建議采用凍結(jié)法施工。安定組、直羅組和延安組含水層含水微弱，充水強度小。

（2）各含水層段中連續(xù)分布的泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，均為水平層理，是區(qū)內(nèi)各含水層之間相對較好的隔水層。在無斷裂構(gòu)造和人為破壞的情況下，各含水層之間水力聯(lián)系較弱。

參考文獻

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