唐山礦水文地質條件分析

摘要：通過對唐山礦水文地質條件分析，文章認為礦區的充水水源為Ⅲ含水層（12-14煤層間含水層）和Ⅴ含水層（A層鋁土質泥巖-5煤層含水層），后者富水性以南翼區最強，十二水平井口老區次之，是含煤地層中富水性最強的含水層，也是最主要的涌水層，充水通道為含水層直接與煤層接觸導水、斷層和裂隙帶導水等。為了確保礦井安全，必須加強礦區水文地質條件和防治水分析研究。

關鍵詞：唐山礦 水文地質 充水條件

唐山礦位于開平煤田西北翼西南端，唐山礦技術邊界東起工業廣場煤柱線，西至嶺子背斜14煤層露頭線，南部邊界為Ⅴ或Ⅳ號斷層，北部邊界井口附近為14煤層露頭線，，往西為Ⅲ斷層下盤14煤層突出點。整個井田長14.55千米，寬3.5 千米，井田面積37.28平方千米。

1 區域水文地質概況

1.1 含水層段（巖組）劃分及水文地質特征

唐山礦的水文地質條件屬于復雜型，區內主要含有7個含水層：奧陶系灰巖含水層（Ⅰ含水層）、14煤層-G層鋁土質泥巖含水層（Ⅱ含水層）、12-14煤層間含水層（Ⅲ含水層）、5-12煤層間含水層（Ⅳ含水層）、A層鋁土質泥巖-5煤層含水層（Ⅴ含水層）、基巖面-A層鋁質泥巖含水層（Ⅵ含水層）、第四系沖積層（Ⅶ含水層）。

其中奧陶系灰巖是含煤地層基底，在井口工業廣場北與東北部山區有露頭裸露于地表，接受大氣降水的補給。在FⅠ斷層以北倒轉區內與第四紀沖積層直接接觸，和其底部礫卵石層水力聯系密切，存在互相補給的良好條件，并與其共同成為地層的補給水源。12 -14煤層間含水層（Ⅲ含水層）以靜儲量為主，動水補給甚微，一般出水點出水3～5年后自行干涸，含水層富水性，平面位置南翼區最強，十二水平井口老區較差。A層鋁土質泥巖——5煤層含水層（Ⅴ含水層）充水性最強的層位在中部，井下多數鉆孔至此段即涌水且涌水較大，是礦井采掘過程中最主要的涌水層，不僅靜儲量豐富，而且動水補給也很充沛，工作面涌水后多年不見衰減。Ⅴ含水層也是含煤地層中富水性最強的含水層。第四系沖積層（Ⅶ含水層）共分ⅦA、ⅦB、ⅦC、ⅦD四個含水層，其中ⅦD含水層為最主要的含水層，本含水層是礦井涌水量的主要補給水源，不僅富水性強，水量大而且水壓也較高。

1.2 區域巖溶地下水的補給、徑流和排泄

唐山礦為厚沖積層掩蓋下的礦井，基巖上部被較厚的第四紀沖積層所覆蓋。沖積層厚度從北東向南西逐漸增厚，在礦井中央工業廣場北尖滅為0m，向西南逐漸增厚，至胥20鉆孔厚度可達622.2 m。沖積層內富含孔隙水，底部礫、卵石層富水性最強。由于受地質構造的影響，在FⅠ斷層以北區域，煤系基底奧陶系灰巖逆掩于可采煤層之上，造成奧灰巖下壓煤的特殊水文地質條件。奧陶系灰巖在上述區域直接與第四紀沖積層接觸，二者水力聯系密切，地下水相互交替，共同成為含煤地層各含水層的補給水源。同時奧陶系灰巖在井田北部、東部山區有露頭裸露于地表，接受大氣降水的補給，轉而通過沖積層補給含煤地層。在井口西南部，在岳胥區境內，含煤地層有露頭與第四紀沖積層接觸，長期接受其地下水的補給，沿層間與構造裂隙流動，轉入礦井的排泄區。在含煤地層中，常在脆性砂巖內形成裂隙含水層，在礦井采掘工程中，揭露涌水后，多年不見衰減，給生產施工造成很大困難。

本井田是一個既有沖積層孔隙水，又有基巖裂隙水和奧陶系灰巖喀斯特巖溶水的充水礦井，水文地質條件復雜。

2 礦井充水條件分析

2.1 充水水源

唐山礦礦井充水主要以基巖裂隙水為主，含煤地層各含水層在各區域各石門富水性的強弱，隨裂隙發育的不同程度而異，裂隙發育地帶富水性強，裂隙不發育的地帶富水性則弱。礦井的主要充水水源為Ⅲ含水層（12-14煤層間含水層）和Ⅴ含水層（A層鋁土質泥巖-5煤層含水層），后者富水性以南翼區最強，十二水平井口老區次之，是含煤地層中富水性最強的含水層，也是最主要的涌水層。

2.2 充水通道

2.2.1 斷層和裂隙帶導水

唐山礦井田范圍內發育有五條大型縱斷層， 自北向南依次排列為ＦⅠ、ＦⅡ、ＦⅢ、ＦⅣ、ＦⅤ號斷層，這五條斷層不僅控制了整個井田邊界和區域的劃分，同時也控制了整個井田的水文地質條件。90年開鑿十號井時，在井口下321米處見FⅣ正斷層，隨后又見FⅤ斷層，當揭露這兩條斷層后，造成較大涌水，初見水量0.47立方米/分，最大涌水量0.96 立方米/分，影響施工進度，被迫壁后注漿。根據井下實見資料，小型張性斷層被巷道揭露時，一般有涌水，有時涌水較大。如十三水平至十四水平開拓斜井4070丙下，在掘至-858.2米的位置遇一落差2.6米，傾角62°的張性正斷層，沿斷層涌水，涌水量0.21立方米/分，此斷層涌水是因為導通上方含水層。斷裂破碎帶是下伏含水層最主要的導水通道。

2.2.2 含水層直接與煤層接觸導水

Ⅴ含水層位于Ａ層鋁土質泥巖～５煤層含水層之間，本含水層充水性最強的層位在中部，3煤層頂板主要為淺灰色中、粗粒砂巖，3-4煤層間主要為中粒砂巖，成份以石英為主，含暗色礦物，硅泥質膠結，裂隙比較發育，井下多數鉆孔至此段即涌水且涌水較大，發生水害可能性較大。

3 結語

唐山礦是一個既有沖積層孔隙水，又有基巖裂隙水和奧陶系灰巖喀斯特巖溶水的充水礦井，水文地質條件復雜。隨著開拓范圍的擴大，開采深度向下延深，多種水害類型顯現。為了確保礦井安全，必須從根本上消除和治理威脅安全生產的各類隱患，實施煤礦水害的防治措施，開展礦井防治水工作，必須加強礦區水文地質條件和防治水分析研究。

參考文獻：

[1]開灤礦務局唐山礦，開灤礦務局唐山礦礦井地質報告[R]2009.09:57-63.

[2]常英俊.曹村礦井田水文地質條件分析[J]現代企業文化.2009.30(1):153-155.

[3]桂和榮，郝臨山.煤礦地質[M].北京：煤炭工業出版社，2005.