门克庆井田水文地质条件分析
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门克庆井田水文地质条件分析
李春旭
(中煤能源集团公司华盛一公司,河北邯郸056004)
【摘要】通过对门克庆矿水文地质条件分析,认为矿区的主要充水水源为侏罗系煤层顶板砂岩含水层和白垩系间接充水含水层,后者富
水性较强,充水通道为导水裂隙带和封闭不良钻孔等。为了确保矿井安全,必须加强矿区水文地质条件和防治水分析研究。
【关键词】门克庆;水文地质;井田
1矿井概况
门克庆煤矿位处鄂尔多斯高原的东北部.陕北黄土高原的北缘.
毛乌素沙地的东北边缘地带.属高原沙漠地貌景观 区内全被第四系
风积砂所覆盖,总地势东北高,西南低,地形较为平坦、宽缓,地形高差
不大,一般仅为10m左右;区内地表水系不发育,无水库、湖泊等地表
水体:区内降水量偏小,年最低降水量150.2mm.最高降水量
432.2mm;蒸发量较大.多年平均蒸发量为2316mm。先期开采煤层为
2、号3号煤,开拓方式为立井单水平开拓。
2井田水文地质条件
2.1井田含水层概述
门克庆井田地处鄂尔多斯台向斜盆地裂隙地下水系统的东北部.
东胜隆起区的中东部。据区域资料分析,该系统分布范围很广,推测其
北界以盆地边缘为界,为地下水补给边界;南界地势低,为排泄边界;
东部与西部分别以盆地边缘为界.推测为相对阻水边界
井田内除第四系松散岩类孔隙潜水含水层外.其下伏基岩为白垩
系志丹群和侏罗系安定组、直罗组、延安组裂隙承压水含水层。各组裂
隙含水层的承压水头较高
1)白垩系志丹群孔隙、裂隙承压水含水层.隐伏于第四系松散层
之下含水层以中粗粒砂岩为主。因属河流相堆积。结构较为疏松.孔
隙、裂隙相对发育,加之地层埋藏较浅,使得含水层的补、蓄条件相对
良好。赋存较丰富的裂隙承压水。据抽水试验,含水层厚度27.43~
99-31m.平均51.80m.单位涌水量为0.1786~0.5661Us.m,富水性中
等。
2)侏罗系安定组裂隙承压水含水层
该含水层隐伏于白垩系志丹群之下.平均埋深390.41m.属中深
埋区。地层分布较为连续、稳定,是由一套砂质泥岩、泥岩、粉砂岩与中
细粒砂岩等互层组成。其中,含水层是以其碎屑岩中的细粒砂岩及局
部所夹薄层中粒砂岩为主.砂质结构.块状构造,矿物成分以石英长石
为主,含量约占80%左右,次为泥质。安定组是以泥质岩即隔水层为
主.含水层约占地层总厚度的33.58%左右.在含水层段局部岩石较为
破碎,一般较为完整,因岩石颗粒较细,结构致密,泥质成份偏高,因此
裂隙发育程度一般较差。且多泥砂质充填.胶结程度较好。裂隙的开启
程度相对不佳.连通性不好.从总体上看.反映为弱含水层的发育特
征。
从地层组合结构看.为砂岩与泥质岩相互叠置的互层结构.这种
地层结构组合.在垂向上或水平上限制了地下水的补给作用,加之砂
岩难溶成分含量高.盐溶化作用微弱.泥质偏高及裂隙不甚发育等原
因,地下水的补给来源有限,径流条件较为滞缓,水交替作用不强,加
之该组地层及其含水层的累计厚度相对较薄等原因.使得安定组含水
层的富水性相比上覆志丹群含水层有所变弱
安定组裂隙含水层系侏罗系延安组上段(J2y3)2#煤开采矿井间接
充水含水层。由于含水层粒度较小,多以细粒或局部中粒砂岩为主。裂
隙发育程度相对较差.且含水层累计厚度相对较薄.以及地下水补给
条件及其径流条件等限制.使得安定组含水层的发育程度和富水性相
比其上覆裂隙水含水层明显变差。但从矿井防治水角度出发。可有效
地抑制上覆志丹群孔隙、裂隙水的下渗越流补给作用。由此分析认为。
安定组含水层富水性弱.对减小2 煤组开采顶板涌水及矿井防治水
是有利的。
3)侏罗系安定组至2 煤顶裂隙承压水含水层.其顶界埋深在
326.50~460.95m,属深埋区。地层分别由侏罗系中统安定组(J a)、直罗
组(hz)和中统延安组上段(J矿)一套砂质泥岩、泥岩、粉砂岩、细粒砂
岩、中粒砂岩及粗粒砂岩所组成,地层分布连续、稳定。其中.主要含水
层是以直罗组及延安组上段中粒砂岩和粗粒砂岩为主.砂质结构.块
状构造,矿物成分以长石石英为主.含少量泥质或微含泥质。据统计.
此段地层累计间距为216.32~328.33m.平均为276.17m:含水层出水
段累计厚度为35.27~l10.25m.平均为78.60m.含水层厚度约占地层
总厚度的28.46%左右。
据钻孔岩心鉴定及结合钻探施工情况分析,含水层(出水段)岩石
结构一般较松散,因岩石破碎采取率偏低,孔壁掉块也时有发生:从总
体情况看,砂岩裂隙较为发育。据不完全统计.裂隙率在1.5~3.2%左
右,开启程度大部良好,部分较差,多为砂泥质半充填.部分全充填.连
通性一般良好。由于砂岩裂隙的发育,为裂隙地下水补给、赋存和聚集
创造了一定条件。单位涌水量0.0608~0.2068L/s-m.渗透系数0.0717~
0.3062m/d,富水性一般中等.局部富水性弱。
2.2含水层与隔水层分布规律及特征
门克庆井田白垩系志丹群及其下伏侏罗系各组(段)皆为泥质岩
隔水层与砂岩含水层在垂向上呈相互叠置的组合结构 其中.隔水层
是以泥岩、砂质泥岩及粉砂岩为主.隔水层的累计厚度约占地层总厚
度的35.23%~51.19%左右,加之细粒砂岩也占一定的比例.且具有一
定的隔水性能 据分析.隔水层的粘土及细颗粒成分较高.一般情况
下.隔水性能及抗阻水能力良好
2-3裂隙承压水补径排条件
裂隙含水层地下水的补给来源.除白垩系志丹群在区外局部裸露
区直接接受大气降水入渗及上覆第四系孔隙水的人渗越流补给外.均
以侧向径流补给为主.在垂向上其上覆裂隙水的越流补给量甚微。其
径流方向与区域裂隙水的水动力条件密切相关.并遵循了区域裂隙水
的运动方向,即由北向南径流。其排泄方式是以侧向径流为主,即沿地
势下跌方向由北向南流出区外,补给邻区含水层中地下水。此外.矿井
排水、人工凿井取水也是排泄方式之一。
3矿井充水因素分析
门克庆井田矿井充水水源主要来自地下水。其中.延安组2 煤层
顶板直接充水水源主要来自延安组、直罗组及安定组中粗粒砂岩水.
富水性相对较好,一般可达中等,局部较弱,存在顶板透水的可能性。
是矿井主要充水含水层:2 煤底板直接充水水源主要来自 煤至3
煤顶中、粗粒砂岩水.富水性弱,对煤层开采影响不大:延安组3 煤层
顶板直接充水水源主要来自 煤至3 煤含水层之间中细粒砂岩水.
富水性弱.但含水层之间具有一定的水力联系.对煤层开采会产生一
定影响:3 煤底板直接充水水源主要来自3 煤至6 煤含水层之间中
粗砂岩水,富水性弱.对3 煤开采不会造成较大影响;6 煤层顶、底板
直接充水水源分别来自3 煤至6 煤含水层之间中粗砂岩水,以及三
叠系碎屑岩承压水.富水性均很弱,在没有采空区及老窑的情况下.不
会对6 煤开采造成较大影响
另据调查.井田及周边目前尚无老空区及生产煤矿及小煤窑的分
布。
4对矿井开采受水害影响程度分析
据已取得的勘探试验资料分析.侏罗系各时代含水层富水性弱一
中等:各裂隙承压水含水层之间的水力联系一般较弱:据多孔及群孔
抽水试验,观测孔水位动态瞬时影响速率缓慢.水位降深较小,且水位
恢复缓慢:据裂隙承压水含水层水化学分析资料表明.其中阳离子成
分均以Na+离子含量为主.说明含水层之间在垂向上水力联系微弱.
仅在区外含水层发生较弱的倾向水力联系.同时表现出地下水动力条
件为弱径流型的水文地质特征
综合上述分析认为,井田范围内各煤层开采时,(下转第168页)
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