湖南省街洞礦區(qū)茶山嶺深部礦床開采技術(shù)條件分析

李 冠

（湖南省煤田地質(zhì)局第五勘探隊(duì)，湖南 郴州 423000）

1 區(qū)域地質(zhì)

區(qū)內(nèi)印支褶皺帶廣泛分布，由一系列走向近南北的線形褶皺和逆沖斷層組成，控制著區(qū)內(nèi)晚古生代含煤地層的展布，為區(qū)域主體構(gòu)造?？辈閰^(qū)外圍南側(cè)17km有燕山期侵入巖，對(duì)勘查區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)無影響?？辈閰^(qū)位于郴耒煤田南部，主要礦產(chǎn)為煤炭；其南側(cè)有大面積的燕山早期花崗巖出露，出產(chǎn)鉛、鋅、鎢、銅等金屬礦產(chǎn)。

2 水文地質(zhì)

勘查區(qū)位于華南加里東-印支褶皺帶中湘南印支褶皺帶之耒陽-臨武南北向構(gòu)造東翼，茶陵-永興斷裂拗陷構(gòu)造帶中，屬湘江耒水水系?？辈閰^(qū)東、西部均為上二疊統(tǒng)龍?zhí)睹合档貙?，龍?zhí)睹合禐橐惶姿樾汲练e含弱的砂巖裂隙水。影響區(qū)內(nèi)礦床水文地質(zhì)條件的因素主要有水文氣象、巖層的含（隔）水性、斷層水、老窯水等。

2.1 水文氣象

勘查區(qū)冬季寒冷，夏季炎熱，春秋溫暖，雨量充沛，四季分明，屬亞熱帶溫暖濕潤氣候區(qū)。年降雨 量1246.8mm～1852.8mm，每 年4月～7月 為 雨季，月最大降雨量449.0mm(1998年6月)；年蒸發(fā)量1018.0mm～1043.2mm，每年6月～9月蒸發(fā)量最大，月最大蒸發(fā)量261.2mm(1990年7月)；降雨量大于蒸發(fā)量；歷年最高氣溫39.3℃，最低氣溫-9.6℃，年平均氣溫16.6℃～17.3℃。大氣降水是本區(qū)地表水、地下水的主要補(bǔ)給來源。

2.2 地表水系

本區(qū)地勢(shì)為南高北低，地表水系不發(fā)育，地表徑流條件較好。楊柳水小溪經(jīng)楊柳水、黑石頭、勘查區(qū)由南向北注入西河，寬3m～4m，主要切割白堊系巖層，從勘查區(qū)中部穿過，切割了含煤地層。以匯集大氣降水為主，水量受降雨量制約。最大流量為761.5L/s，最小流量為0.03L/s，洪水期水位與河岸持平，小溪為勘查區(qū)相對(duì)最低侵蝕基準(zhǔn)面。由于水面積小，冬季和旱季水量不足，主要用于農(nóng)灌。區(qū)內(nèi)小水塘較多，一般水量較小，秋冬季則干涸。

2.3 巖層的含隔水性

（1）含水層。①第四系（Q）。主要分布于小溪兩岸和山前洼地中，由沖積、洪積及殘積的黃灰及褐紅色砂質(zhì)粘土、亞粘土，砂礫石等組成。一般厚6.56m。砂礫石層含弱的孔隙水，泉水出露較少，流量為0.01L/s～0.02L/s。主要靠大氣降水和地表水補(bǔ)給。屬弱含水層。②二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M上段（P212）。主要由深灰色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)?！辛Ｉ皫r及煤組成，厚約215.66m。其中細(xì)砂巖或細(xì)～中粒砂巖為含水層，數(shù)層砂巖累計(jì)厚約40m～65m，膠結(jié)緊密，裂隙不發(fā)育，僅6煤上部的砂巖比較疏松。屬弱含水層。

（2）隔水層(組)。①二疊系上統(tǒng)大隆組（P2d）。主要深灰色薄～中厚層狀硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖及鈣質(zhì)泥巖組成，厚35m～185m，其中硅質(zhì)灰?guī)r含風(fēng)化裂隙水。地表泉水出露較少，底部鈣質(zhì)泥巖為相對(duì)隔水層，厚約20m～25m。②二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M下段（P2l1）。由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及薄層細(xì)粒砂巖組成，厚約354m。巖層較致密，透水性極差，地表一般無泉水出露，僅淺部風(fēng)化帶中有極少量下降泉，雨季滲水，旱季干涸。為相對(duì)隔水層。

2.4 斷層帶水文地質(zhì)特征

斷層帶未發(fā)現(xiàn)大量漏水和涌水現(xiàn)象，鉆孔沖洗液消耗量一般較小，說明斷層帶的富水性和導(dǎo)水性不強(qiáng)。由于F11區(qū)域性大斷層的作用，使當(dāng)沖組巖層之下的棲霞、壺天灰?guī)r相應(yīng)抬高，可能對(duì)礦井充水有一定影響，應(yīng)采取防水措施。

2.5 老窯水文地質(zhì)特征

街洞礦區(qū)街洞區(qū)段東南部龍?zhí)督M出露地段，老窯開采較甚，調(diào)查開采最大深度約80m。范圍內(nèi)有茶塘、茶山嶺煤礦在生產(chǎn)，其動(dòng)態(tài)賦存的老窯水對(duì)礦井開采影響不大。

2.6 地下水、地表水、大氣降水的關(guān)系及動(dòng)態(tài)變化

勘查區(qū)為湘江水系之耒水流域，雨量充沛，地下水主要由大氣降雨補(bǔ)給，沿溶蝕裂隙、巖溶通道及構(gòu)造裂隙等途徑由高勢(shì)能向低勢(shì)能方向運(yùn)移，以匯流及環(huán)流的形式向排泄區(qū)逕流，在含水性強(qiáng)與弱的巖層接觸帶、斷層帶附近排泄。

2.7 地下水補(bǔ)給、逕流、排泄條件

勘查區(qū)次一級(jí)分水嶺明顯，地形、巖性控制了本區(qū)地下水補(bǔ)給、逕流、排泄條件。本區(qū)地下水來源于大氣降水的補(bǔ)給，次為地表水的滲入。區(qū)內(nèi)龍?zhí)督M地層因處于地表次一級(jí)分水嶺附近，一般為本區(qū)地下水的滲入補(bǔ)給區(qū)。本區(qū)地下水接受大氣降水、地表水滲入補(bǔ)給后，大致亦由兩側(cè)向中央、由南向北逕流、排泄。

3 工程地質(zhì)

3.1 巖土類型及力學(xué)特征

根據(jù)區(qū)內(nèi)地層、巖性及其巖石堅(jiān)固性等特征，礦區(qū)巖土體可劃分為土體和巖體兩大類：

（1）土體。第四系坡積、殘積物，分布于山坡及溝谷低洼地。其成分以粘土、黃土為主，夾風(fēng)化硅質(zhì)巖、灰?guī)r、砂巖，泥巖塊，具粘結(jié)性和可塑性。厚度0m～13.6m。上述土體結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)強(qiáng)度較小，承載力較低，具弱透水性，對(duì)開礦影響小。

（2）巖體。由于巖性及性及巖石物理力學(xué)質(zhì)的不同，可分為：①較堅(jiān)硬～堅(jiān)硬、中厚層狀、巖溶發(fā)育弱～中等，以硅質(zhì)灰?guī)r及硅質(zhì)泥巖為主的巖性綜合體，由大隆組、當(dāng)沖組地層組成。②軟硬相間，薄～中厚層狀，以砂巖、砂質(zhì)泥巖、石英砂巖、泥巖、粉砂巖及煤層等為主的巖性綜合體，由龍?zhí)督M地層組成。

3.2 礦井井巷圍巖工程地質(zhì)特征

6煤層：直接頂板為灰黑色、薄層狀砂質(zhì)泥巖，具水平層理或緩波狀層理，產(chǎn)植物碎片化石，含薄層狀菱鐵礦結(jié)核。屬Ⅱ級(jí)頂板。老頂為灰～淺灰色粉砂巖、細(xì)砂巖。直接底板：灰黑色泥巖為主，產(chǎn)豐富的植物碎片化石。7煤層：直接頂板為灰黑色、薄層狀粉砂巖或砂質(zhì)泥巖，具水平層理，含星散狀黃鐵礦結(jié)核。屬Ⅱ級(jí)頂板。底板以灰黑色、薄層狀粉砂巖為主，具水平層理。根據(jù)鄰礦資料，6、7煤層頂板一般為Ⅱ級(jí)頂板，底板一般為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，局部有底鼓現(xiàn)象。工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

4 勘查區(qū)環(huán)境地質(zhì)

勘查區(qū)屬低山丘陵地貌，多為碎屑巖巖出露巖石堅(jiān)硬，由于地形坡度平緩，基巖上第四系厚度不大、基底不平，一般不易產(chǎn)生滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，但在陡崖處要注意防止崩塌等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。區(qū)內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，無工業(yè)污染，人為活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響總體較輕，地質(zhì)環(huán)境及現(xiàn)狀總體較好。

5 結(jié)語

綜上所述，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件中等，環(huán)境地質(zhì)條件中等，工程地質(zhì)條件中等，屬低瓦斯、無煤塵爆炸性、不易自燃煤層，地溫正常，綜合礦床開采技術(shù)條件為Ⅱ-4類型。