仁懷市長崗井田地質(zhì)特征淺析

曾繼富　姚小豐

[摘要]通過對(duì)仁懷市長崗井田區(qū)域的地形地貌、降水及地表水以及環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的分析，然后指出在此區(qū)域礦山建井的可行性。

[關(guān)鍵詞]仁懷市 長崗井田 地質(zhì) 特征

中圖分類號(hào)：P5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2009）0110008-01

仁懷市長崗井田區(qū)域上屬侵蝕、剝蝕高中山高原山地地貌，地形主要為山巒、斜坡，山巒呈北東南西向展布，其間發(fā)育數(shù)條沖溝，沖溝發(fā)育方向近南北向。區(qū)域構(gòu)造以軸向?yàn)槟衔鞅睎|向的復(fù)式褶曲為主，其內(nèi)主要發(fā)育一些壓性斷裂。礦區(qū)內(nèi)地表水為赤水河水系，且對(duì)區(qū)內(nèi)地表、地下水的運(yùn)移、富集及排泄起著重要的控制作用。地下水類型以碳酸鹽巖類巖溶裂隙水為主，基巖裂隙水次之，松散堆積層孔隙水僅沿沖溝、溪溝及河谷地帶零星分布。

一、地形地貌、降水及地表水

礦區(qū)屬高、中山侵蝕、溶蝕、剝蝕山地地貌。地形總體上北高、南低，北東高、南西低，山脊大致呈北東～南西向展布，山巒此起彼伏，連綿不斷，坡陡谷深。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)為北面的摩天嶺，標(biāo)高為1431.60米，最低點(diǎn)為南東面大灣河流出圖區(qū)的河床一帶，標(biāo)高為657米，最大高差約為774.6米。巖溶地層中發(fā)育了一些封閉巖溶洼地，其內(nèi)常有落水洞、漏斗、溶洞等。多年平均降水量為1116.2毫米，雨季多集中在5～7月，水量充沛。多年平均氣溫15.3℃，多年平均蒸發(fā)量為943毫米，相對(duì)濕度80%。礦區(qū)內(nèi)于北東邊界及南西端分別發(fā)育有龍團(tuán)溝、巖上溝兩條溪溝，均橫切了頂板含隔水層，總體上由北西向南東徑流，主要由泉水匯集于沖溝內(nèi)而形成，其動(dòng)態(tài)變化較大，常表現(xiàn)為枯季時(shí)節(jié)流量小，雨季時(shí)節(jié)出現(xiàn)流量大幅增大。溪溝在流出礦區(qū)水文地質(zhì)單元南東邊界處的最低標(biāo)高為780米，可作為控制頂板含水層地下水的侵蝕基準(zhǔn)面。對(duì)底板含水層P2m1+q而言，其地下水受礦區(qū)之南西外圍的五馬河控制，故五馬河為區(qū)域最低侵蝕基準(zhǔn)面，標(biāo)高為560米。

二、環(huán)境地質(zhì)

（一）區(qū)域穩(wěn)定性

據(jù)中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖，地震烈度＜Ⅵ度。貴州北部地震記錄，仁懷縣曾經(jīng)發(fā)生的地震，其烈度均小于Ⅵ度，并且震中都不在仁懷縣境內(nèi)。區(qū)內(nèi)無新構(gòu)造活動(dòng)。區(qū)域穩(wěn)定性較好。

（二）不良工程地質(zhì)現(xiàn)象

區(qū)內(nèi)于ZK801孔一帶見一大型滑坡，長215米，寬340米，厚49.80米，體積364萬立方米，滑面為強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化界面，滑體為第四系黏土及強(qiáng)風(fēng)化基巖；于6～7勘探線見二處地面塌陷，其一呈似長方形，長30米，寬20米，其二呈圓形，直徑3米，成因均為老窯采煤引發(fā)。

（三）地表水及煤系水的污染評(píng)價(jià)

區(qū)內(nèi)及其附近無嚴(yán)重污染源，一般情況下，地表、地下水水質(zhì)較好。由于煤系中的地下水屬酸性水，SO4根離子達(dá)2080毫克／升，礦化度為2902毫克/升，PH值3.3。礦區(qū)未來開采中，抽礦坑水排出地表后，一是下滲到地下會(huì)污染地下水，造成其它層位的泉水不能飲用，二是污染地表水，三是對(duì)農(nóng)作物有一定的危害。

（四）地溫評(píng)價(jià)

據(jù)ZK101、ZK602井溫測量結(jié)果，地溫梯度僅為0.97～1.70℃，本礦區(qū)無地?zé)岙惓＃販刈钚≈怠⒆畲笾导暗販靥荻取?/p>

（五）煤層瓦斯

本次工作中對(duì)M8、M9、M11、M12煤層進(jìn)行了煤芯瓦斯測試，通過測試可知，礦區(qū)中煤層瓦斯成分以甲烷為主，其次為氮?dú)猓倨浯螢檠鯕狻８鶕?jù)測試結(jié)果，計(jì)算出煤芯瓦斯含量，其值為9.84～27.14毫升/千克。根據(jù)瓦斯計(jì)算結(jié)果，煤層瓦斯含量普遍較高，且多為10～20毫升/千克，含量相對(duì)較均一，平面上和垂直上無明顯的分區(qū)和分帶。未來礦山開采過程中，若遇通風(fēng)不暢時(shí)，瓦斯會(huì)增加或聚集，易產(chǎn)生爆炸。

（六）煤塵煤炸及煤層的自燃性

據(jù)M8、M9、M11、M12測試結(jié)果，火焰長度為0毫米，抑制煤塵爆炸最低巖粉量為零，結(jié)論為煤塵無爆炸性。M9煤層的全硫?yàn)?.65%，煤吸氧量為1.03立方厘米/克，結(jié)論為M9煤層自燃傾向分類為Ⅰ級(jí)，即容易自燃；M12煤層的全硫?yàn)?.46～3.92%，煤吸氧量為0.82～0.98立方厘米/克，結(jié)論為M12煤層自燃傾向分類為Ⅰ～Ⅱ級(jí)，即自燃～容易自燃。

（七）放射性

含煤巖系巖石天然放射性強(qiáng)度一般為（12.52～88.97）×10-2PA/kg，未見放射性異常，僅局部地段（ZK701）M12底板黃鐵礦黏土巖天然放射性強(qiáng)度高達(dá)1090.98×10-2PA/kg。

（八）礦山開采可能產(chǎn)生的水工環(huán)地質(zhì)問題

根據(jù)計(jì)算，導(dǎo)水裂隙帶高度已進(jìn)入頂板巖溶含水層內(nèi)，頂板水將可能進(jìn)入礦井；當(dāng)遇構(gòu)造破碎帶時(shí)，有可能出現(xiàn)底板突水；生產(chǎn)坑道水和老窯水有可能進(jìn)入礦井。采掘過程中，巷道內(nèi)將可能產(chǎn)生冒頂、片幫、底鼓。地下開采形成一定的采空區(qū)后，采空塌陷有可能影響至地表，屆時(shí)將可能引發(fā)地面塌陷、地裂縫，地表泉水被疏干等，在斜坡及陡崖地段，還可能引發(fā)滑坡、崩塌等；排放礦坑水將可能污染地下水及地表水；礦區(qū)內(nèi)煤層瓦斯含量較高，聚集后易產(chǎn)生瓦斯爆炸；煤層可能產(chǎn)生自燃現(xiàn)象；局部地段黃鐵礦粘土巖天然放射性強(qiáng)度高。

三、結(jié)論

本礦區(qū)通過勘探工作，對(duì)開采技術(shù)條件方面提出以下結(jié)論和建議，供礦山建井設(shè)計(jì)參考。

1．本次勘探工作是按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程進(jìn)行，所取得的成果總體可滿足建井設(shè)計(jì)的需要。

2．礦區(qū)內(nèi)直接充水含水層為P3l，T1y2、P3c為礦床的間接頂板充水含水層，富水性弱-中等；當(dāng)遇構(gòu)造破碎帶和底板薄弱地段時(shí)，有可能出現(xiàn)底板突水。

3．礦區(qū)內(nèi)頂煤礦床水文地質(zhì)勘查類型為第三類第一亞類第二型。即以巖溶含水層充水為主、頂板進(jìn)水為主、水文地質(zhì)條件中等的巖溶充水礦床。底煤礦床水文地質(zhì)勘查類型為第三類第二亞類第三型。即以巖溶含水層充水為主、底板進(jìn)水為主、水文地質(zhì)條件復(fù)雜的巖溶充水礦床。

4．預(yù)測礦井正常涌水量為2538立方米/天，最大涌水量為8122立方米/天，其中最大涌水量偏小。須說明，預(yù)測的礦井涌水量未包含底板含水層的突水量，若出現(xiàn)底板突水，礦井涌水量將急劇增加，開采中，應(yīng)注意井巷底板的水文地質(zhì)情況，如出現(xiàn)突水前兆，及時(shí)采取措施。

5．建議礦區(qū)供水水源地為：一是利用大灣河及12、25號(hào)泉，但應(yīng)加強(qiáng)水量、水質(zhì)監(jiān)測；二是打井取水。

6．礦區(qū)內(nèi)可采煤層頂、底板普遍為軟穩(wěn)定性差，開采中應(yīng)采取支護(hù)。

7．礦區(qū)中煤層瓦斯含量普遍較高；M9煤層自燃傾向性為容易自燃；M12煤層自燃傾向性為自燃～容易自燃。開采中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測和防范。

8．M8、M9、M11、M12煤塵無爆炸性。

9．礦區(qū)內(nèi)老窯積水客觀存在，未來礦井開拓中，要邊探邊掘，避免老窯突水事故發(fā)生。

10．根據(jù)初步設(shè)計(jì)，大巷從九級(jí)灘段頂部開掘，其間要揭露T1y2、P3c巖溶裂隙含水層，應(yīng)充分收集好水文地質(zhì)工程地質(zhì)資料，為以后的開采提供進(jìn)一步的依據(jù)。

11．加強(qiáng)管理好礦坑水的排放，避免對(duì)環(huán)境造成污染。

12．盡早開展礦區(qū)及工業(yè)廣場地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作。