吉木薩爾水西溝礦區(qū)吉新煤礦水文地質(zhì)條件及類型分析

張亦楠

摘要：吉新煤礦位于準噶爾凹陷南緣烏魯木齊山前凹陷之泉子街凹陷，石場溝向斜北翼。出露地層主要有中生界下侏羅統(tǒng)八道灣組、三工河組和第四系沖洪積物。含煤地層為八道灣組，構造線呈北西―南東向展布，大部分地層呈單斜構造產(chǎn)出，個別地段略有彎曲，形成寬緩的小背斜。該組地層屬濱湖-泥炭沼澤相沉積，是井田主要的含煤巖系。其中含可采煤層6層。本文對吉木薩爾水西溝礦區(qū)吉新煤礦水文地質(zhì)類型進行了分析研究。

關鍵詞：吉木薩爾水西溝礦區(qū);吉新煤礦;水文地質(zhì);類型

1 水文地質(zhì)條件分析

1.1 含水層

井田內(nèi)含水層主要有第四系上全新統(tǒng)沖洪積溝谷潛水含水層、下侏羅統(tǒng)三工河組含水巖組、下侏羅統(tǒng)八道灣組煤系弱含水層、燒變巖透水含水層。其中礦井直接充水水源是下侏羅統(tǒng)八道灣組煤系弱含水層。

侏羅統(tǒng)含水巖組的含水性在橫向、縱向上都有明顯變化，在橫向上的變化受貫穿礦區(qū)內(nèi)的石場溝影響，近石場溝處鉆孔因溝谷中地表水及第四系河水補給，又靠近構造―火燒區(qū)富水帶，井田內(nèi)所有抽水孔相比較，鉆孔涌水量最大，單位涌水量為0.14～0.37 L/s·m，滲透系數(shù)K為0.59 m/d;遠離石場溝地表水及第四系河水，又遠離構造―火燒區(qū)富水帶，缺乏補給源，因而單孔涌水量極小，單位涌水量僅為2.49～3.16×10-4 L/s·m，滲透系數(shù)為0.28×10-3 m/d，可見其變化之大。

1.2 井田充水因素分析

煤礦井下主要是頂板進水，其次是煤層中滲水，說明基巖裂隙水為礦床充水的重要因素之一。煤系弱含水層主要以靜儲量為主。除上述兩種礦床充水的重要因素之外，火燒層中孔隙潛水和老窯積水的亦有可能對礦床充水。

1.3 充水通道

（1）采動裂隙：采動裂隙帶包括頂板的導水裂隙帶和底板的導水破壞帶，由于煤層頂板裂隙帶和底板破壞帶是隨著煤層的開采逐步發(fā)展和擴張的，具有大面積發(fā)育的特點，因此將成為礦井涌水的主要充水通道。

（2）斷層：根據(jù)資料，其中DF10、DF18斷層，為壓性逆斷層，局部發(fā)育的裂隙為泥質(zhì)物質(zhì)充填，主要表現(xiàn)為對煤層的切割、錯動，根據(jù)區(qū)外鉆孔對DF10、DF18斷層含水帶抽水試驗，單位涌水量0.016～0.031 L/s·m，可知含水層組富水性弱。DF43斷層位于Ⅲ號構造-火燒區(qū)富水帶，根據(jù)吉新煤礦工作面探放水施工成果階段分析，布設的鉆孔雖然未能探出此斷層含水性，但根據(jù)目前鉆孔出水、巖性及氣體情況可初步分析DF43斷層為壓扭性逆斷層，斷層面被泥質(zhì)填充，孔隙裂隙很小，斷層面密合，斷層外帶裂隙多為閉合型，故充水性和導水性的可能性不大，此斷層水對工作面的水患威脅極小。

（3）火燒巖：侏羅系火燒巖孔隙裂隙十分發(fā)育，具備良好的儲水空間和地下水徑流的順暢通道，加之出露地表，火燒巖的下界面低于當?shù)厍治g基準面，極易受大氣降水和地表水補給，易形成天然儲水倉?；馃齾^(qū)底界低于河床10 m，地表水的滲漏對礦區(qū)含水層側向補給。

2 礦井涌水量

礦井涌水量在今后的開采中，隨著下侏羅統(tǒng)八道灣組煤系弱含水層靜儲量的疏放，不會呈增大的趨勢。根據(jù)以往的涌水量資料，礦井最大涌水量164.38 m3/h、礦井的正常涌水量105.88 m3/h。觀測結果顯示礦井涌水量從2011年2月～2011年9月有增大趨勢，經(jīng)分析認為是煤層回采后，采空區(qū)塌陷，導通第四系含水層，第四系含水層水量隨季節(jié)變化較為明顯，含水層水經(jīng)采動破壞帶或老空區(qū)進入井下。

3 開采受水害的影響程度

3.1 A7、A6煤層頂板含水層水

A7、A6煤層導水裂隙帶均穿不透上部八道灣組煤系以上相對隔水層（G3），只有導水裂隙帶范圍內(nèi)的裂隙含水層組對煤層開采產(chǎn)生一定的影響，建議在工作面回采前，做好探放水工作，尤其針對物探圈定的含富水異常區(qū)查清其導、含水性，是可以確保安全生產(chǎn)的。

3.2 老空水

吉新煤礦有老窯6個，主要分布在石場溝附近，一般開采水平標高1000 m以上的A6煤層，其它煤層均沒有開采，2002年以前區(qū)內(nèi)小煤窯均已封閉。井田中部3個小采空形成的積水區(qū)域幾乎連為一體，向深部逐漸分解為范圍較小的積水區(qū)。該積水區(qū)域主要是淺部（150 m以淺，950 m準平面以上）可能有礦井水患危險，特別是1000 m準水平范圍內(nèi)6煤層附近。向深部富水性逐漸減弱，突水危險不大。且采空區(qū)范圍和開采深度需要進一步調(diào)查驗證，建議在開采過程中，提前做好老空水的探放工作，制定一定的安全措施，以免威脅礦井安全。

4 水文地質(zhì)類型劃分

根據(jù)2009年12月1日起施行的《煤礦防治水規(guī)定》，從以下六個方面確定吉新煤礦礦井水文地質(zhì)類型：（1）礦井直接充水水源是下侏羅統(tǒng)八道灣組煤系弱含水層：受采掘破壞或影響的主要是下侏羅統(tǒng)八道灣河組煤系弱含水層以靜儲量為主，富水性弱、補給條件差，單位涌水量q≤0.1 L/s·m。按照《煤礦防治水規(guī)定》第一類分類依據(jù)，井田內(nèi)主采煤層受采掘破壞或影響的含水層為簡單型。（2）存在少量老空積水，位置、范圍、積水量清楚：按照《煤礦防治水規(guī)定》第二類分類依據(jù)，井田及周邊老空水分布狀況屬中等。（3）礦井正常涌水量為105.88 m3/h，最大涌水量164.38 m3/h，按照《煤礦防治水規(guī)定》第三類分類依據(jù)，屬于中等類型。（4）礦井生產(chǎn)過程中，偶有突水事故。按照《煤礦防治水規(guī)定》第四類分類依據(jù)，井田突水量屬簡單型。（5）礦井開采過程中，受八道灣河組煤系弱含水層、第四系潛水含水層、三工河組含水層、燒變巖含水層等水害影響程度簡單，采掘工程不受水害影響。按照《煤礦防治水規(guī)定》第五類分類依據(jù)，吉新煤礦開采受水害影響程度屬中等型。（6）本井田防治水工作需要在原有防治水模式的基礎上，重點是對上部采空區(qū)的范圍及積水情況進行地面物探及鉆探控制，防治水工作簡單或易于進行，屬簡單型。

綜上所述，本井田礦井水文地質(zhì)類型劃分除礦井及周邊老空水分布狀況、礦井涌水量、及突水情況定為中等外，其他劃分依據(jù)均為簡單，綜合分析礦井周邊生產(chǎn)礦井總體涌水量微弱，且與本礦交界處都留有足夠的保護煤柱，不存在水害威脅。井田范圍內(nèi)，淺部+1000 m以上存在老空區(qū)，地面物探已查明各空區(qū)范圍及積水情況，合理留設足夠的保護煤柱分隔，老空水對本礦井不構成威脅。因此，劃定本礦井水文地質(zhì)類型為中等型。

參考文獻

[1]武強，張志龍，張生元，等。煤層底板突水評價的新型實用方法-脆弱性指數(shù)法[J].煤炭學報，2007，32（11）.

[2]申寶宏，雷毅，郭玉輝.中國煤炭科學技術新進展[J].煤炭學報.2011.36.（11）.

[3]王心義，徐濤，黃丹。距離判別法在相似礦區(qū)突水水源識別中的應用[J].煤炭學報，2011，36（8）.

（作者單位：新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院）