中雞南區煤與含(隔)水層組合類型分析

邵新風

(陜西煤田地質勘查研究院有限公司，陜西 西安 710016)

0 引言

1 研究區含(隔)水層及其特征

1.1 含(隔)水層

根據地層巖性和富水性資料分析，研究區自上而下發育的主要含水層有：第四系全新統含水層(Q4)，第四系薩拉烏蘇組含水層(Q3s)，白堊系洛河組含水層(K1l)，侏羅系直羅組(J2z)、延安組含水層(J2y)。隔水層主要有：第四系離石組隔水層、新近系保德組隔水層、侏羅系安定組隔水層，如圖1所示。

圖1 中雞南區含(隔)水層及其主要特征

1.2 含(隔)水層特征

研究區含水層特征：第四系全新統含水層(Q4)，屬透水不含水層組，一般與下伏薩拉烏蘇組(Q3s)含水層構成同一含水層。薩拉烏蘇組含水層在全區大部分布，巖性以細砂和中砂為主，多與上覆地層構成了同一含水層，該含水層累計厚度為6.30～41.71 m，平均厚度為21.12 m，單位涌水量為0.07 L/(s·m)，滲透系數約0.30 m/d，富水性中等，為研究區主要含水層。洛河組砂巖含水層(K1l)，主要分布于研究區西部和北部，巖性以中粒砂巖為主，含水層厚度0.5～52.74 m，平均厚度21.87 m，單位涌水量為0.11 L/(s·m)，滲透系數為0.11 m/d，富水性中等，為研究區主要含水層。侏羅系直羅組、延安組含水層，單位涌水量最大為0.005 2 L/(s·m)，滲透系數為0.016 5 m/d，為礦井直接充水含水層。

研究區隔水層分布特征：第四系離石組隔水層在全區均有分布，巖性以亞粘土、亞砂土為主，其中夾多層古土壤層，一般厚度為3～21 m，平均厚度為10 m。新近系保德組隔水層只分布于黃土溝壑丘陵區，巖性為粘土及亞粘土，一般厚度為30 m，隔水性能好。侏羅系安定組在全區分布，厚度為8.79～126.95 m，平均厚度63.95 m，巖性以泥巖、粉砂巖為主，是研究區穩定的隔水層。

2 煤層與含(隔)水層組合類型

研究區煤層與含(隔)水層組合特點：煤水共生，含水層在上、煤層在下，煤層與含水層之間隔水層厚度變化大[1-5]。

根據研究區5-2煤上覆含(隔)水層的分布及厚度變化，將煤層與含(隔)水層的組合類型劃分為3類，如圖2所示。

圖2 中雞南區煤與含(隔)水層組合關系分類圖

2.1 第Ⅰ類組合關系

強含水層疊加型煤-水組合，圖3為第Ⅰ類組合關系圖。其特點為：該組合區內煤層上覆主要含水層為洛河組含水層與薩拉烏蘇組含水層，它們之間隔水土層較薄，在個別鉆孔缺失，導致兩含水層疊加，形成富水性強的含水層，滲透性好，厚度大，地下水可通過導水裂隙帶、斷層、封閉不良鉆孔等“天窗”涌入礦井，易造成突(涌)水事故，對礦井威脅大[6-10]；煤層上覆隔水層主要為煤系地層泥巖和安定組泥巖，連續性強，隔水層厚度相對較?。辉摻M合主要分布于研究區北部和西部。

2.2 第Ⅱ類組合關系

單一強含水層型煤-水組合，圖4為第Ⅱ類組合關系圖。其特點為：該組合內煤層上覆主要含水層為薩拉烏蘇組含水層，平均厚度22 m，富水性中等，地下水可通過導水裂隙帶、斷層、封閉不良鉆孔等通道涌入礦井，對未來礦井生產威脅較大[11-12]；煤層上覆隔水層主要為煤系地層泥巖和安定組泥巖，隔水層厚度相對較大；該組合主要分布于研究區中部和東南部。

圖3 第Ⅰ類組合關系圖

圖4 第Ⅱ類組合關系圖

2.3 第Ⅲ類組合關系

含水層隔水層共生型煤-水組合，圖5為第Ⅲ類組合關系圖。其特點為：含水層、土層隔水層均大面積分布，厚度變化大，土層厚度3～51 m，一般為24 m，潛水威脅不到礦井開采；研究區主要含水層在該組合內缺失，礦井直接充水含水層為侏羅系延安組、直羅組含水層，水量小，對礦井威脅不大；煤層上覆隔水層主要為煤系地層泥巖、安定組泥巖隔水層和新生界粘土隔水層，隔水層厚度大；該組合主要分布在研究區東北部。

圖5 第Ⅲ類組合關系圖

3 結論

(1)研究區5-2煤厚度穩定，但是煤層上覆含水層和隔水層分布不均勻，根據煤層與含(隔)水層的空間關系，劃分為3類煤水組合類型。

(2)強含水層疊加型煤-水組合，主要含水層厚度大，富水性強，礦井排水量大，對礦井安全生產威脅大；單一強含水層型煤-水組合，主要含水層厚度較小，富水性中等，礦井排水量次之，對礦井安全生產威脅較大；含水層隔水層共生型煤-水組合，主要含水層缺失，礦井排水量小，對礦井生產威脅不大。

(3)煤水組合關系的分析研究，為未來礦井水文地質條件探查、保障礦井安全生產提供技術支持。