貴州省安順市西秀區(qū)蔡官鎮(zhèn)金銀山煤礦水文地質(zhì)特征分析

羅勤義

貴州煤礦地質(zhì)工程咨詢與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中心 貴州 貴陽 550000

1 區(qū)域水文地質(zhì)概況

區(qū)域上屬于揚子陸塊(Ⅰ)黔北臺隆(Ⅱ)遵義斷拱(Ⅲ)，織納小區(qū)蔡官向斜北西翼。位于黔西北溶隙-溶洞水亞區(qū)水文地質(zhì)單元的南東邊緣。本區(qū)域?qū)匍L江流域烏江水系，位于長江流域與珠江流域分水嶺附近，為紅楓湖水庫西側(cè)補給區(qū)。

2 礦區(qū)地層富水性

2.1 第四系 由殘積、坡積物組成，巖性主要為坡積殘積粘土、亞粘土等，主要分布在斜坡地帶及沖溝、洼地附近。該層透水性強，富水性弱。

2.2 三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組 薄層及厚層灰?guī)r，白云巖、溶塌角礫巖為主，因區(qū)域斷層F4切割部分出露于煤礦南部。含裂隙溶洞水，富水性強。

2.3 三疊系下統(tǒng)大冶組二段 局部出露于礦界內(nèi)南部王家大坡及煤礦外東部附近雷打坡，未出露完全，出露的地層為大冶組二段底部的巖層。以灰白色薄--中厚層狀，灰、深灰色石灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r為主，含泥質(zhì)條帶，該段地層石灰?guī)r巖溶發(fā)育，容易接受大量地表降水而轉(zhuǎn)化為裂隙溶洞水和層間巖溶管道水。該地層含裂隙溶洞水，富水性強。

2.4 三疊系下統(tǒng)大冶組一段 廣泛出露于煤礦的中部及南部，以灰綠色薄至中厚層狀的砂泥巖為主，夾石灰?guī)r薄層，本次勘探5個鉆孔均揭露該段，簡易水文觀測均未發(fā)現(xiàn)明顯的涌漏水現(xiàn)象，該段在煤礦范圍內(nèi)出露一泉點S2，采取細菌水樣一件送貴州省安順市平壩區(qū)疾病預防控制中心檢驗，均未檢測出菌落總數(shù)及總大腸桿菌；在本次勘探區(qū)間對其流量進行了長期的觀測記錄統(tǒng)計，流量0.080L/s～0.512L/s，平均0.215L/s，其變化幅度為1:2.38，流量變化受降雨影響。該段地層含基巖裂隙水，富水性弱。

2.5 長興組 呈條帶狀出露于礦區(qū)北部，由薄至中厚層狀，灰色、深灰色燧石灰?guī)r、石灰?guī)r組成，近層面含有瀝青質(zhì)，富產(chǎn)動物化石巖。本次勘探5個鉆孔均揭露該組，未發(fā)現(xiàn)明顯的涌漏水現(xiàn)象。該層共有2個泉點發(fā)育，煤礦范圍內(nèi)為泉點S1，2017年4月7日該泉水流量為0.33L/s；煤礦范圍外東部老龍寨與陸家寨間的溪溝內(nèi)出露泉點S4，采取細菌水樣一件未檢測出菌落總數(shù)及總大腸桿菌；在本次勘探區(qū)間對其流量進行了長期的觀測記錄統(tǒng)計，流量0.221L/s～1.003L/s，平均0.505L/s，其變化幅度為1:2.29，流量變化受降雨影響，含孔洞裂隙水，富水性中等。

2.6 龍?zhí)督M 出露于礦區(qū)北部。主要由灰至深灰色，砂泥巖夾石灰?guī)r等。抽水鉆孔J301的水樣檢測結(jié)果為SO4·HCO3—Ca水，固溶物414毫克/升，總硬度243.595毫克/升，PH值6.95。本次勘探5個鉆孔均揭露該地層，均未發(fā)生明顯的涌漏水現(xiàn)象。該層在煤礦范圍內(nèi)無泉點出露，地表調(diào)查3處老窯已被封閉，未有水流出。該組含基巖裂隙水，富水性弱。

2.7 峨嵋山玄武巖組 該組地層巖性為玄武巖，在揭露該層的J301鉆孔中未見涌漏水現(xiàn)象，礦區(qū)內(nèi)未見泉水點。該層含基巖裂隙水，富水性弱，為相對隔水層。

3 斷層帶水文地質(zhì)特征

礦區(qū)總體上呈一單斜構(gòu)造，礦區(qū)南部邊界附近發(fā)現(xiàn)F2、F4斷層。F2為一正斷層，走向約80°，傾向150°，傾角70°，落差約60m，導水性差，富水性弱。F4也為一正斷層，走向約85°，傾向150°，傾角70°，落差約450m。F4在未受到開采擾動的情況下導水性差，富水性弱。本次施工在J302孔142.35m處揭露隱伏斷層F302-1，為一正斷層，走向約110°，傾向70°，傾角30°，落差＜5m，導水性差，富水性弱。

4 地表水

4.1 沖溝水:呈樹枝狀分布在礦區(qū)北部邊界和南東部，受降雨控制，北部沖溝水匯入三岔河，南東部沖溝水匯入穿洞河經(jīng)樂平河匯入紅楓湖。

4.2 山塘:區(qū)內(nèi)有兩山塘，為保護山塘已設(shè)計保留保護煤柱，目前地表無裂縫、崩塌等現(xiàn)象，對煤礦生產(chǎn)影響不大。山塘水流入穿洞河經(jīng)樂平河匯入紅楓湖。

4.3 小水庫:煤礦北部邊界外有團結(jié)水庫，壩頂標高+1463m，水庫容量約175000m3，水流入三岔河。煤礦東部邊界外有鵝鬧沖水庫，水庫壩頂標高約+1462m，水庫容量約150000m3。煤礦南西部邊界外有安家箐水庫，水庫壩頂標高約+1441m，水庫容量約200000m3。鵝鬧沖水庫、安家箐水庫水流經(jīng)樂平河匯入紅楓湖，為保護這些小水庫已設(shè)計保留保護煤柱，但將來煤礦開采掘進至小水庫邊界附近時，必須特別重視生產(chǎn)安全。

5 礦井水文地質(zhì)條件

5.1 老窯采積水情況 老窯主要位于煤礦北部邊界0號煤露頭附近，以斜井為主，當年由于井口垮塌、排水困難、通風困難等原因而停采。這些老窯里的積水對將來煤礦開采其附近煤層時存在著安全隱患，將來可利用物探等手段查清情況，提前疏干降壓，排除隱患。

5.2 采空區(qū)積水情況 本次調(diào)查，結(jié)合礦方提供的資料，該礦斜井開拓，目前采空區(qū)的充水水源主要為巖層中滲出的水，受降雨入滲影響，井下以面狀方式滲出為主，采空區(qū)整體北高南低，與煤層傾向基本一致，井下水流由北向南部低處匯集然后抽排出礦井，目前礦井下各主要疏水通道暢通，抽水設(shè)備每天運行正常，礦井內(nèi)的積水基本被排干。但是以預防為主，開采淺部及這些采空區(qū)附近煤層時，一定要執(zhí)行“有掘必探，先探后采”的原則。

6 煤礦地下水補給、徑流、排泄條件

大氣降水是區(qū)內(nèi)地下水的主要補給來源，大氣降水大部分沿細小裂隙或孔隙下滲補給方式是區(qū)內(nèi)地下水補給的主要特點，整個礦區(qū)范圍均處于補給區(qū)。地下水徑流方向與地表水的徑流方向基本一致，南東面地表沖溝水、地下水自北西向南東徑流，注入礦區(qū)南東邊界外的溪溝然后經(jīng)穿洞河流入樂平河。北部沖溝水最終匯入煤礦外北部三岔河，三岔河河谷為當?shù)刈畹颓治g基準面，海拔1320m。

7 開采后礦井水文地質(zhì)條件的變化

根據(jù)礦井的生產(chǎn)實際，結(jié)合本次勘探所得資料分析，該礦目前礦井水文地質(zhì)條件復雜程度為中等。將來隨著采空區(qū)范圍擴大，地面可能會產(chǎn)生崩塌、滑坡、地裂縫等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地表水通過地裂縫也會大量滲入井下；在南部，因煤層直接與強含水層T1yn石灰?guī)r直接接觸，當采面接近南部斷層時，涌水量會成倍增加甚至有突水的可能。因此，礦井水文地質(zhì)條件會隨開采范圍擴大而發(fā)生相應(yīng)的變化，在開采后期會并變得越來越復雜，開采過程中應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析，以指導安全生產(chǎn)。

8 充水因素分析

8.1 充水水源:有地表沖溝水，第四系孔隙水，龍?zhí)督M弱基巖裂隙水，老窯采空區(qū)積水。

8.2 充水通道:有巖石天然節(jié)理裂隙，采礦冒落裂隙，斷層破碎帶，老窯采空裂隙，封閉不良的鉆孔等。

8.3 充水方式:地表水及地下水主要通過節(jié)理和裂隙沿巷道頂板以滴水、淋水等方式滲入礦井。

9 突水地帶預測

在本礦區(qū)南部發(fā)育區(qū)域性正斷層F2和F4，落差分別為60m和450m。斷層造成南部上盤的富水性較強的三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組、大冶組和二疊系上統(tǒng)的長興組等地層與含煤地層中的煤層接觸或接近。斷層F2和F4附近地帶以及含煤地層出露或煤層露頭地帶為煤礦防治突水或透水的重點地帶。

10 礦井涌水量估算

根據(jù)礦方提供的涌水量臺賬，本礦涌水量受降雨影響，枯季最小涌水量374m3/d，雨季最大涌水量556m3/d，正常涌水量451m3/d。礦井先期開采地段，通過本次涌水量估算，正常涌水量2437m3/d，最大涌水量2998 m3/d。將來煤礦生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)礦井實際涌水量資料，及時對估算涌水量的計算公式及參數(shù)進行修正，使其更符合開采后礦井水文地質(zhì)條件。

小結(jié):目前礦井直接充水水源主要為長興組巖溶裂隙水、龍?zhí)督M基巖裂隙水及老窯采空區(qū)積水，以頂板裂隙充水為主，礦井水文地質(zhì)條件復雜程度為中等，水文地質(zhì)類型屬二類二型。但將來隨著煤礦開采面積的擴大，礦井的水文地質(zhì)條件會變得較復雜，將來應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析。