彬長(zhǎng)礦區(qū)白堊系洛河組不同層段水力聯(lián)系的綜合分析

■汪帆 鄭揚(yáng)帆

（河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)河南新鄭451150）

彬長(zhǎng)礦區(qū)白堊系洛河組不同層段水力聯(lián)系的綜合分析

■汪帆 鄭揚(yáng)帆

（河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)河南新鄭451150）

整個(gè)彬長(zhǎng)礦區(qū)影響煤層開(kāi)采的主要含水層為白堊系下統(tǒng)洛河組砂巖含水層。在分析井田水文地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)洛河組進(jìn)行精細(xì)劃分，進(jìn)行抽水及水力連通試驗(yàn)、井下群孔放水試驗(yàn)、地下水質(zhì)全分析等方法，查明了洛河組含水層不同層段之間的水力聯(lián)系。結(jié)果表明：洛河組（K1l）不同層段內(nèi)，地下水的礦化度自上而下逐漸增大；洛河組（K1l）中上段之間水力聯(lián)系較為明顯，洛河組（K1l）中上段與下段之間的水力聯(lián)系較弱；洛河組（K1l）中上段含水層富水性強(qiáng)，接受區(qū)域地下水側(cè)向補(bǔ)給的條件較好，下段含水層富水性弱，接受區(qū)域地下水側(cè)向補(bǔ)給的條件較差。

彬長(zhǎng)礦區(qū) 洛河組 抽水試驗(yàn) 水力聯(lián)系

0　概述

本文以彬長(zhǎng)礦區(qū)內(nèi)某井田白堊系洛河組精細(xì)探查為例，通過(guò)單孔和群孔抽水試驗(yàn)、井下群孔放水試驗(yàn)及地下水質(zhì)全分析等綜合手段，分析研究洛河組含水層是否為一個(gè)具有統(tǒng)一水位、上下水力聯(lián)系密切的統(tǒng)一含水層。洛河組下部是否存在穩(wěn)定的相對(duì)較弱含水層，中上段與下段之間的水力聯(lián)系如何。

為評(píng)價(jià)洛河組不同層段之間的水力連通性，本次施工T1、T2孔2各地面鉆孔和JT1、JT2、JT3、JT4孔4個(gè)井下鉆孔，將洛河組地層精細(xì)劃分為上、中、下不同的三段，不同層段之間均存在厚度適中的相對(duì)隔水層。重點(diǎn)進(jìn)行4層次水力連通試驗(yàn)和1次群孔放水試驗(yàn)，以查明對(duì)礦井開(kāi)拓及煤層開(kāi)采構(gòu)成嚴(yán)重威脅的白堊系下統(tǒng)洛河組砂礫巖孔隙-裂隙含水層不同層段間的連通性。

1　洛河組（K1l）含水層精細(xì)劃分

1.1洛河組（K1l）上段含水層

該含水層巖性主要以紫紅、棕紅色粉砂巖、細(xì)粒砂巖和中粒砂巖為主，夾少量粉砂質(zhì)泥巖。地面兩孔該段的深度分別為505.91～618.07 m和508.98～611.61 m，厚度分別為112.16 m和102.63 m，平均厚度為107.40 m。T2孔對(duì)該層段進(jìn)行了單孔抽水試驗(yàn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化換算，該含水層的單位涌水量為0.6041 L/(s?m)，富水性中等。

1.2洛河組（K1l）下段含水層

該含水層巖性主要以紫紅色、棕紅色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖為主，夾少量中粒砂巖[3]。地面兩孔該段的深度分別為843.20～900.10 m和838.21～938.09 m，厚度分別為56.90m和99.88m，平均厚度為78.39 m。本次施工的T1孔對(duì)該含水層進(jìn)行了帶觀測(cè)孔的抽水試驗(yàn)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化換算，該含水層的單位涌水量分別為0.013 L/ (s·m)，富水性較弱。

2　水力連通試驗(yàn)

為詳細(xì)了解白堊系洛河組內(nèi)的水文地質(zhì)特征及其連通性，洛河組內(nèi)除進(jìn)行單孔抽水試驗(yàn)外，還進(jìn)行了T1、T2孔洛河組中上段同層之間及中上段之間的水力連通試驗(yàn)。

T1、T2孔洛河組下段與中上段之間的水力連通試驗(yàn)：

1）T1孔分三次降深抽洛河組下段水，降深次序由大到小，最大抽水量為0.610 L/s，最大水位降為57.26 m。T2孔同步觀測(cè)洛河組上段水位。水位恢復(fù)階段，T2孔洛河組上段水位與T1孔洛河組下段水位具有大體相同的上升趨勢(shì)?？傮w來(lái)看，T2孔洛河組上段水位與T1孔洛河組下段抽水的同步性不強(qiáng)。

2）T2孔分三次降深抽洛河組上段水，降深次序由大到小，最大抽水量為15.140 L/s，最大水位降為11.05 m。T1孔同步進(jìn)行洛河組下段水位觀測(cè)。T1孔洛河組下段水位大體表現(xiàn)出隨T2孔洛河組上段抽水、水位恢復(fù)等分別出現(xiàn)下降和上升的趨勢(shì)，但同步性不強(qiáng)。

2.3水力連通試驗(yàn)成果分析

通過(guò)T1孔與T2孔洛河組中上段同層之間及T1孔洛河組下段與T2孔洛河組中上段之間的水力連通試驗(yàn)可看出：

1）兩次洛河組中上段群孔抽水試驗(yàn)表明：一是觀測(cè)孔在抽水孔抽水與水位恢復(fù)階段的地下水水位響應(yīng)時(shí)間較短，小于5min；二是觀測(cè)孔水位降深也出現(xiàn)顯著的三個(gè)臺(tái)階狀；三是觀測(cè)孔水位呈現(xiàn)出與抽水孔一致的水位恢復(fù)趨勢(shì)，最終水位恢復(fù)時(shí)間較抽水孔滯后。分析認(rèn)為T(mén)1、T2孔洛河組中上段同層之間水力聯(lián)系較密切。

2）洛河組中上段與下段群孔抽水試驗(yàn)期間，不管洛河組下段抽水，還是洛河組中上段抽水，相應(yīng)的觀測(cè)孔大體出現(xiàn)與抽水試驗(yàn)相應(yīng)的下降或上升，但沒(méi)有出現(xiàn)與洛河組中上段同層之間相類似的明顯的三次降深及恢復(fù)水位趨勢(shì)，同步性較弱。

3　水質(zhì)全分析

為了綜合評(píng)價(jià)地下水水化學(xué)特征，在本次施工共取洛河組全分析水樣6組。通過(guò)對(duì)水質(zhì)全分析化驗(yàn)結(jié)果的簡(jiǎn)單分析看出：

1）礦化度與地層時(shí)代存在著明顯的關(guān)系，一般老地層中水質(zhì)的礦化度比年輕地層中水質(zhì)的礦化度高。洛河組下段內(nèi)水質(zhì)的礦化度比上段的礦化度要高。

2）洛河組上段地層水質(zhì)的礦化度為0.884 g/L，洛河組中上段地層水質(zhì)的礦化度分別為1.008 g/L（T1孔）和1.122 g/L（T2孔），洛河組下段地層水質(zhì)的礦化度為3.787 g/L，從水質(zhì)礦化度的差異上也表現(xiàn)出洛河組上、中、下三段的水力聯(lián)系微弱，連通性較差。

4　結(jié)論

1）通過(guò)本次精細(xì)探查工程，洛河組不同層段含水層水文地質(zhì)特征差異較明顯，其上段含水層富水性強(qiáng)中等，中上段含水層富水性強(qiáng)，接受區(qū)域地下水側(cè)向補(bǔ)給的條件較好；下段含水層富水性弱，接受區(qū)域地下水側(cè)向補(bǔ)給的條件較差。

2）洛河組下段含水層發(fā)育較穩(wěn)定，地層厚度平均為78.39 m，地下水徑流滯緩。通過(guò)單孔和群孔抽水試驗(yàn)、井下放水試驗(yàn)以及地下水質(zhì)全分析綜合分析表明：洛河組中上段含水層之間水力聯(lián)系較強(qiáng)；洛河組下段含水層與中上段含水層水力聯(lián)系微弱。

[1]穆鵬飛，朱開(kāi)鵬，牟林.黃隴侏羅系煤田洛河組砂巖富水規(guī)律[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2015，27（5）:42-45.

[2]杜文斌，鄭揚(yáng)帆，耿明奇.彬長(zhǎng)礦區(qū)高家堡井田白堊系下統(tǒng)富水性及水力連通試驗(yàn)分析 [J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2015，27（5）:38-41.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-55-1