皖北錢營孜煤礦含、隔水層特征及評(píng)價(jià)

摘 要：為查明皖北錢營孜煤礦及周圍水文地質(zhì)情況，在對(duì)皖北錢營孜煤礦主、副和風(fēng)三個(gè)鉆孔調(diào)查的基礎(chǔ)上，獲取了該礦基本水文地質(zhì)特征，并對(duì)各含水層進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：該礦從頂往底可分為松散層和二疊系含、隔水層，其中松散層含水層與二疊系含水層之間無明顯的水力聯(lián)系。新生界松散層第一含水層直接接受大氣降水補(bǔ)給，富水較強(qiáng)，第二含水層富水性較弱，第三含水層富水性較強(qiáng)。盡管目前二疊系含水層富水性較弱從而不會(huì)對(duì)煤層開采造成大的威脅，但在未來的開采工作中應(yīng)予以注意，因?yàn)樗蔷查_挖的直接充水含水層。

關(guān)鍵詞：含水層水文地質(zhì)特征評(píng)價(jià)錢營孜煤礦安徽

中圖分類號(hào)：TD745文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X(2011)06(a)-0072-01

前言

皖北地區(qū)由于特殊的區(qū)域水文地質(zhì)特征，礦井突水問題一直是各生產(chǎn)單位及研究單位關(guān)心的重要問題，從而進(jìn)行了大量關(guān)于水文地質(zhì)評(píng)價(jià)、突水水源識(shí)別的研究，取得了一系列的成果[1-3]。在諸多研究當(dāng)中，首當(dāng)其沖的應(yīng)該是區(qū)域水文地質(zhì)特征的掌握和評(píng)價(jià)?；诖?，我們對(duì)該礦進(jìn)行了主、副和風(fēng)三個(gè)鉆孔，并就該礦水文地質(zhì)特征進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，為進(jìn)一步查明各井筒及井底車場周圍水文地質(zhì)情況提供了參考。

1 研究區(qū)背景

錢營孜煤礦隸屬于安徽省皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司，井田位于宿州市墉橋區(qū)境內(nèi)，其中心位置距宿州市約15公里。境內(nèi)有合肥徐州高速公路橫貫礦區(qū)，礦井經(jīng)鐵路專用線與京滬、隴海兩大鐵路干線相連，交通運(yùn)輸十分便利。井田以氣煤和三分之一焦煤為主，均為低磷、低硫、中高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)煉焦煤和電力用煤，是國家鼓勵(lì)提倡的潔凈環(huán)保用煤，市場銷售前景十分廣闊。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2.40Mt/a，采用立井開拓方式，設(shè)主井、副井和回風(fēng)井3個(gè)井筒。

2 含、隔水層的劃分

根據(jù)鉆孔資料，該礦與煤礦開采安全有關(guān)的含、隔水層主要可以分為兩層，分別為松散層和二疊系含、隔水層，其特征分述如下：

2.1 松散層含、隔水層

（1）第一含水層 一般自地表垂深3～5m起，底板埋深30.20～35.70m平均33.48m。砂層總厚9.41～16.85m平均12.54m，占38～47%。巖性主要由土黃色粉砂、細(xì)砂粘土質(zhì)砂，夾4～5層粘土或砂質(zhì)粘土組成。區(qū)內(nèi)灌溉機(jī)井多開鑿于此層內(nèi)，水量30～50m3/h。一含可作為該礦工業(yè)和生活飲用水的水源。（2）第一隔水層 底板埋深49.90～50.00，平均49.97m。隔水層厚度11.65～13.45m，平均12.58m，占68～88%。該層分布穩(wěn)定，厚度變化較大，粘土類可塑性強(qiáng)，一般隔水性能較好。能起到一定的隔水作用。（3）第二含水層 底板埋深60.80～64.65，平均62.85m。砂層厚3.05～5.55m，平均4.22m，占28～38%。該含水層不發(fā)育，富水性弱。（4）第二隔水層 底板埋深87.80～90.05m，平均88.98m。隔水層厚度21.70～27.20m，平均24.47m，占92～96%。粘土類一般可塑性好，膨脹性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)致密，分布穩(wěn)定，隔水性能好。（5）第三含水層 底板埋深160.35～161.15m，平均160.73m。砂層厚27.65～42.60m，平均34.93m。占39～58%。該層分布穩(wěn)定，砂層結(jié)構(gòu)松散，富水性較強(qiáng)。（6）第三隔水層 底板埋深218.15～221.50m，平均219.80m。隔水層厚度51.50～57.90m，平均53.65m。占87～95%。該層分布穩(wěn)定，厚度較大，粘土類質(zhì)純，致密，可塑性好，膨脹性強(qiáng)，隔水性良好，是區(qū)域及礦井內(nèi)重要的隔水層。由于它的存在，使其以上各含水層地下水及地表水、大氣降水與其下的煤系水失去水力聯(lián)系。

2.2 二疊系含、隔水層

二疊系巖性由砂巖、泥巖、粉砂巖、煤層等組成，并以粉砂巖為主。自上而下劃分為2個(gè)含水層和1個(gè)隔水層。

（1）上石盒子上部砂巖含水層 底板埋深為348.50～379.30m，平均363.13m。含水層兩極厚度為67.00-74.63m，平均71.72m。巖性以灰白色細(xì)粒砂、中粒砂巖及粗砂巖為主，以泥巖、粉砂巖。井田內(nèi)砂巖厚度變化較大。砂巖中裂隙發(fā)育，具有不均一性。（2）1煤上、下粉砂巖及泥巖隔水層 底板埋深為720.35～754.05m，平均733.16m，隔水層厚度313.83～328.01m，平均321.59m。巖性以紫斑雜色及灰色的粉砂巖、泥巖為主夾7-11層細(xì)砂巖。含紫色花班，性脆含較多菱鐵鮞粒，該段隔水性能較好。 （3） 2煤上、下砂巖裂隙含水層 底板埋深為758.05～790.61m，平均774.33m，含水層厚度14.81～21.59m，平均18.20m。巖性以灰白色細(xì)、中砂巖為主，夾灰色粉砂巖及泥巖。砂巖裂隙發(fā)主育不均，局部多發(fā)育垂直裂隙，富水性為弱～中等，其地下水處于封閉～半封閉環(huán)境，以儲(chǔ)存量為主，在不與其它含水豐富的含水層發(fā)生水力聯(lián)系時(shí)，水量小且易于疏干。

3 含水層補(bǔ)給、逕流、排泄條件及水力聯(lián)系

（1）新生界松散層第一含水層 該含水層上部屬潛水，下部屬弱承壓水，為多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合含水層，主要靠大氣降水和地表水垂直滲透補(bǔ)給，循環(huán)條件良好，水位動(dòng)態(tài)變化與大氣降水關(guān)系密切，主要排泄途徑為蒸發(fā)和人工開采。（2）新生界松散層第二、三含水層 二者均屬多層結(jié)構(gòu)的松散層孔隙承壓含水層，以區(qū)域?qū)娱g逕流補(bǔ)給為主，其次在局部一、二隔變薄地帶，二含接受一含越流補(bǔ)給，同時(shí)又越流補(bǔ)給三含。（3）上石盒子上部砂巖裂隙含水層 上石盒子上部砂巖裂隙含水層由于砂巖裂隙局部較發(fā)育，富水性較強(qiáng)，滲透性較好，在自然狀態(tài)下，地下水運(yùn)動(dòng)緩慢，處于半封閉狀態(tài)，地下水補(bǔ)給、排泄條件差，以儲(chǔ)存量為主。主要為區(qū)域?qū)娱g補(bǔ)給、逕流、排泄。

4 含水層評(píng)價(jià)

（1）新生界松散層第一含水層：該層分布穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)松散。透水性強(qiáng)，含水豐富，屬中等富水性孔隙含水層，直接接受大氣降水補(bǔ)給，水質(zhì)較好，是礦區(qū)內(nèi)人畜飲用及農(nóng)業(yè)灌溉的水源。（2）新生界松散層第二含水層：該層為多層結(jié)構(gòu)的松散層孔隙含水層，本井田不發(fā)育，砂層結(jié)構(gòu)松散，但因其厚度不大，而富水性弱。（3）新生界松散層第三含水層：該層砂層厚度大，分布穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)松散，富水性較強(qiáng)。隨著深度的增加，水質(zhì)逐漸變差，但上部水仍可作飲用水。（4）二疊系地層砂巖裂隙含水層.

參考文獻(xiàn)

[1] 殷曉曦，許光前，桂和榮，等.系統(tǒng)聚類逐步判別法對(duì)皖北礦區(qū)突水水源的分析[J].煤田地質(zhì)與勘探，2006.

[2] 桂和榮，陳陸望.礦區(qū)地下水水文地球化學(xué)演化與識(shí)別[M].北京:地質(zhì)出版社，2007.

[3] 陳陸望，桂和榮，殷曉曦.地下水溶解碳酸鹽中碳氧穩(wěn)定同位素組成特征與演化規(guī)律[J].煤炭學(xué)報(bào)，2008.