朱集東礦北部明龍山斷層含導(dǎo)水性研究

夏磊　劉啟蒙　謝志鋼

摘 要：朱集東礦北部的明龍山斷層是落差超過1000m的大型斷層，并且切割了多個(gè)含水層，水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。在分析井田水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，依據(jù)斷層帶的巖性特征、斷層帶簡(jiǎn)易水文觀測(cè)成果，以及斷層上盤寒灰、太灰孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，得出明龍山斷層含水性和導(dǎo)水性均較差的結(jié)論，為煤礦安全生產(chǎn)和防治水工作提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：朱集東礦；明龍山斷層；水文地質(zhì)條件；含、導(dǎo)水性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.087

1 緒論

朱集東井田范圍：北起F201及明龍山斷層，南至潘四井田邊界，與潘四東礦相鄰[1-2]；東起13-1煤層-1000m水平地面投影線，西至地震27勘探線與朱集西礦相鄰，東西長(zhǎng)約12.5km，南北寬約3.5km，開采深度由-350m至-1200m。

2 井田水文地質(zhì)條件

朱集東井田處于黃淮平原的南部，煤系地層全部被古近系、新近系、第四系松散層所覆蓋，為全隱伏煤田[3-4]。區(qū)內(nèi)地層系鉆探揭露及利用鄰區(qū)資料，其地層自老至新有寒武系、二疊系、三疊系、古近系、新近系、第四系。

2.1 主要含水層

井田含水層主要由新生界松散砂層孔隙含水層、二疊系砂巖裂隙含水層和石炭系太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組成。

（1）新生界松散層含水層。井田區(qū)內(nèi)新生界松散層兩極厚為87.25m至394.30m，平均厚度為295.92m，其中下段通過勘探孔的抽水試驗(yàn)結(jié)果：?jiǎn)挝挥克?.589～3.071 L/s·m，滲透系數(shù)11.437～9.105 m/d，導(dǎo)水系數(shù)648.75～598.38 m2/d，儲(chǔ)水系數(shù)（6.6～3.8）×10-4，越流系數(shù)（4.33～5.54）×10-4，表明本組水量充沛，并存在上部含水層越流補(bǔ)給。

（2）二疊系砂巖裂隙含水層。煤系砂巖含水層巖性以中、細(xì)砂巖為主，局部為粗砂巖和石英砂巖，分布于煤層、粉砂巖和泥巖之間，該含水層的厚度范圍為41.1 m至155.44 m，根據(jù)勘探孔泥漿的消耗量：基巖風(fēng)化帶泥漿消耗量一般為0～0.16 m3/h，大者為0.80～2.40 m3/h；13-1煤層頂?shù)装迳皫r泥漿消耗量一般為0～0.16 m3/h；11-2煤層頂?shù)装迳皫r泥漿消耗量一般為0～0.16 m3/h，大者達(dá)1.60 m3/h；8～4-1煤層頂?shù)装迳皫r泥漿消耗量一般為0～0.16 m3/h?？梢钥闯龆B系含水層的基巖風(fēng)化帶的含導(dǎo)水性較下部要強(qiáng)。

（3）太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層。太原組上部1～4層灰?guī)r為開采3煤時(shí)底板進(jìn)水直接充水含水層。3、4層灰?guī)r較厚，一般巖溶裂隙較發(fā)育，而1、2層灰?guī)r厚度較小，巖溶裂隙不發(fā)育，裂隙多為方解石充填。

2.2 主要隔水層

（1）新生界松散層隔水層。主要是由以灰黃色砂質(zhì)粘土或粘土為主，粘土質(zhì)純、致密，可塑性較強(qiáng)，具有膨脹性，厚度較大，分布較為穩(wěn)定，具有良好的隔水性。

（2）二疊系主要隔水層。各個(gè)隔水層夾雜于各可采煤層頂?shù)装搴皫r層中，對(duì)各含水砂巖層的水力聯(lián)系起到了阻隔作用。

3 明龍山斷層含導(dǎo)水性分析

3.1 斷層帶巖性特征分析

為探查明龍山斷層含導(dǎo)水性，施工有4個(gè)鉆孔，其中水4上孔和水6孔揭穿了明龍山斷層，水8孔于孔1050 m起進(jìn)入明龍山斷層帶，水9孔位于斷層上盤。

根據(jù)探查工程鉆孔所揭露的斷層帶巖性來看，明龍山斷層破碎帶主要由泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖組成，少量含炭質(zhì)，斷層的破碎帶裂隙較為發(fā)育，但是裂隙基本為泥質(zhì)填充和膠結(jié)，因此可以基本判明龍山斷層破碎帶在勘察范圍內(nèi)，富水性極弱，基本不導(dǎo)水。

3.2 斷層帶水文地質(zhì)試驗(yàn)成果分析

為了探明和研究明龍山斷層的含、導(dǎo)水性，對(duì)斷層帶進(jìn)行了簡(jiǎn)易水文觀測(cè)，對(duì)斷層上盤灰?guī)r進(jìn)行了抽水實(shí)驗(yàn)。

3.2.1 斷層帶簡(jiǎn)易水文觀測(cè)

本次探查工程鉆孔所揭露的斷層帶均為二疊系巖性，主要以破碎泥巖、糜棱狀泥巖為主。水4上孔、水6孔、水8孔和水9孔的泥漿消耗量見表1。

從表1中可以看出，斷層帶泥漿消耗量屬于正常值，沒有出現(xiàn)異常漏失現(xiàn)象，結(jié)合鉆探揭露斷層帶時(shí)的巖性分析，說明斷層帶富水性弱；不同深處泥漿消耗量變化不大，數(shù)值較為相近，說明斷層帶斷層的上下盤沒有明顯的水力聯(lián)系。

4 結(jié)論

（1）明龍山斷層屬逆推斷層，走向NWW～NW，傾向NNE～

NE，傾角60～70°，斷距4線大于1000m，9線斷距大于400m，探查區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)度5600m。

（2）本次鉆孔揭露的明龍山斷層帶的巖性均為二疊系地層，以破碎泥巖、糜棱狀泥巖為主；少量的砂巖、砂質(zhì)泥巖，破碎巖塊為泥質(zhì)充填、膠結(jié)，膠結(jié)程度較好，說明斷層帶含、導(dǎo)水性均較差。

（3）從沖洗液消耗，抽水試驗(yàn)和斷層帶充填物及斷層帶巖性分析，斷層不含水、不導(dǎo)水。根據(jù)簡(jiǎn)易水文觀測(cè)、斷層帶巖性及抽水試驗(yàn)分析認(rèn)為：明龍山斷層上、下盤之間無水力聯(lián)系。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：夏磊（1995-），男，安徽合肥人，碩士研究生，研究方向：地下水災(zāi)害與防治。