那精煤礦礦區(qū)巖溶水水力聯(lián)系規(guī)律研究

梁昌燦

摘要：那精煤礦承壓巖溶含水層的溶洞極為發(fā)育，地下水主要以溶洞、裂隙狀態(tài)賦存，巖溶水水量豐富，具有一定的水頭壓力，水力聯(lián)系廣。從均衡條件看，巖溶含水層有豐富的動(dòng)、靜儲(chǔ)量。文章論述了那精煤礦承壓巖溶水水力聯(lián)系規(guī)律特性，并對(duì)特性進(jìn)行分析、總結(jié)。

關(guān)鍵詞：巖溶水；含水層；溶洞；水力聯(lián)系

1、基本情況

那精煤礦屬60萬(wàn)噸/年機(jī)械化技改礦井，礦井水文地質(zhì)條件屬于復(fù)雜類型。2013年12月-50m平巷發(fā)生涌水，通過在三大井筒構(gòu)筑擋水墻后將涌水控制在+35m水平以下。那精煤礦通過對(duì)整個(gè)礦井進(jìn)行多次聯(lián)合抽放水試驗(yàn)分析，基本摸清了礦井水水力聯(lián)系規(guī)律特性，對(duì)礦井水害有了相對(duì)的掌控。

2、礦區(qū)地質(zhì)

（一）百旺F3平移斷層：位于探區(qū)中部，走向近似南北，南起刁江附近，長(zhǎng)約3公里，水平相對(duì)錯(cuò)開約80米，把庭律探區(qū)分為東西兩個(gè)部分，斷裂部位煤層由于被沖刷和風(fēng)化，所以在此部位三煤層缺失。

（二）百旺F4走向正斷層：位于庭律探區(qū)中部，東起庭律，西至加乙村，走向近似東西，長(zhǎng)約6公里，傾向北，傾角大于60度，斷距20～40米，三煤層在部分?jǐn)嗔巡课槐粵_刷而缺失。

3、礦區(qū)水文地質(zhì)條件

（一）含水層和隔水層分布規(guī)律和特征

礦區(qū)內(nèi)分布出露的地層有第四系（Q）、中三疊統(tǒng)平而關(guān)群（T2P）隔水層、下三疊統(tǒng)羅樓群（T1L）相對(duì)隔水層、上二疊統(tǒng)合山組（P2h）巖溶含水層，下二疊統(tǒng)茅口階（P1m）巖溶含水層。其中煤系地層為上二疊統(tǒng)合山組（P2h）巖溶含水層。

合山組煤系地層主要由灰?guī)r，燧石灰?guī)r，炭質(zhì)頁(yè)巖和煤層組成，屬巖溶含水層。其中占地層大部分的灰?guī)r為主要的巖溶含水層，全層厚187～360m，一般厚250m。

礦區(qū)可采煤層為三煤層，“三煤”位于合山組煤系地層中部，其上為二煤、一煤，其下為四煤、五煤。三煤與二煤間隔一般1～4m，有時(shí)達(dá)5～10m，其間由泥質(zhì)灰?guī)r及頁(yè)巖組成，屬弱巖溶層，與二煤一起可構(gòu)成三煤的相對(duì)隔水頂板（層），但此相對(duì)隔水層厚度變化較大，一般為0.3～6.0m，局部缺失，在構(gòu)造裂隙發(fā)育部位，仍可通過裂隙導(dǎo)水而失去隔水作用。二煤和一煤間為厚度3～20m的燧石灰?guī)r。一煤頂板以上為厚度70～85m的燧石灰?guī)r，燧石灰?guī)r之上為5～50m厚度變化較大的灰?guī)r分布，上伏為下三疊統(tǒng)弱巖溶地層構(gòu)成相對(duì)隔水層。

三煤底板至四煤間為厚度100～200m的燧石灰?guī)r，四煤與五煤之間為燧石灰?guī)r，厚度0～32m，變化極大，局部缺失。五煤層厚度一般為0.35～2.5m，變化大且極不穩(wěn)定，其下為硅鋁巖或底礫巖，厚度變化大底礫巖之下為茅口階中厚-厚層狀灰?guī)r、燧石灰?guī)r。

（二）礦區(qū)巖溶水發(fā)育情況

礦區(qū)北和東北側(cè)為純碳酸鹽巖巖溶山區(qū)，巖溶相對(duì)發(fā)育，匯水面積大，賦水空間大，儲(chǔ)水量相對(duì)大，為礦區(qū)主要的側(cè)向滲流補(bǔ)給區(qū)；南側(cè)為相對(duì)隔水邊界，下部巖溶水有承壓性。

煤系所在合山組巖溶含水層，為礦床的直接充水含水層。直接充水含水層地下水主要通過頂?shù)装鍢?gòu)造裂隙、破碎帶進(jìn)入井巷，對(duì)礦床充水。

合山組下伏的茅口階中等～強(qiáng)巖溶含水層為礦井間接充水含水層，茅口階含水層可通過部分構(gòu)造裂隙、破碎帶以越流形式間接補(bǔ)給礦井，加大礦井涌水量或形成突水。

4、礦井涌水情況

礦井在建設(shè)過程中揭露多個(gè)涌水點(diǎn)，2013年12月3日-50m平巷垱頭涌水，屬于礦井最大涌水點(diǎn)，通過在三大井筒構(gòu)造擋水墻后才能把水控制在+35m水平以下，+35m水平以下井巷則全部被淹。+35m水平以上井巷也共揭露有涌水點(diǎn)6處，總涌水量達(dá)到1500m3/h。

5、水力聯(lián)系規(guī)律研究

（1）第一次抽水試驗(yàn)

利用副井擋水墻內(nèi)-5m平巷兩臺(tái)300m3/h流量潛水泵抽水，將被淹井筒內(nèi)水位壓至-5m水平，然后停泵，使水位回升。通過分析“一降一升”期間排水量、排水時(shí)間、水位回升時(shí)間、以及礦井各涌水點(diǎn)同步變化情況，尋找礦井涌水點(diǎn)水力聯(lián)系關(guān)系。

（2）第二次抽水試驗(yàn)

通過前一次的抽水水試驗(yàn)，基本可以驗(yàn)證，100工作面進(jìn)風(fēng)巷、+5水倉(cāng)的涌水點(diǎn)與-50m平巷涌水點(diǎn)有密切水力聯(lián)系，且均表現(xiàn)為巖溶水的規(guī)律特性。為了更科學(xué)地分析閘墻內(nèi)的水源與礦井+35m水平以上井巷涌水點(diǎn)水力聯(lián)系規(guī)律，2016年1月8日再次開展了抽水試驗(yàn)，并試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理、分析并利用曲線圖進(jìn)行了各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比。

（3）規(guī)律分析

通過試驗(yàn)，以及現(xiàn)場(chǎng)情況表現(xiàn)，礦井所揭露的三煤層底板水均屬于同一水源，水力聯(lián)系密切，導(dǎo)水通道發(fā)育良好。其中，+5水倉(cāng)、100進(jìn)風(fēng)巷底板水與三大井筒擋水墻內(nèi)的水源具有直接聯(lián)系，隨著對(duì)三大井筒內(nèi)水源的抽水規(guī)律變化，+5水倉(cāng)底板水、100進(jìn)風(fēng)巷底板水幾乎同步發(fā)生變化，說明在礦井這一片區(qū)域的三煤層底板水有直接通道連通。而+70m東截水巷底板出水點(diǎn)由于距離井筒較遠(yuǎn)，通道發(fā)育不發(fā)達(dá)，水力聯(lián)系規(guī)律則有遲緩、非同步變化規(guī)律。

參考文獻(xiàn)：

[1]白建軍.帶壓開采條件下礦井巖溶水突水研究.〔D〕.太原.太原理工大學(xué).2010.endprint