葛泉井田區域水文地質特征研究

劉會盼

冀中能源股份有限公司葛泉礦 河北邢臺 054102

1 補徑排條件

百泉水文地質單元面積3843km2，寒武及奧陶系灰巖裸露面積為645km2。由于山區斷裂破碎帶發育，尤其SN向和NW向張性斷裂存在，使寒武系和奧陶系地下水連為一體，構成一個以奧陶系中統碳酸鹽類地層為主的地下水庫。百泉水文地質單元為一基本獨立且封閉的單元，東北界為邢臺大斷層；西界為寒武系中統毛莊組相對隔水層；南界為北名河地下分水嶺[1]。

1.1 補給條件

受大氣降水、碳酸鹽類地層接觸地段河流的大量補給，奧陶系中統碳酸鹽類地層成為本區最富水的含水層。補給區水位高低與降水量大小同步，最高水位出現在7-8月，最低水位出現在6月，水位變幅10-50m，水化學類型多為HCO3--Ca++、HCO3--Na+型。礦化度在0.2-0.3g/L，水溫16-18℃。①基巖露頭區的大氣降水入滲補給。位于本區高村、王窯、云駕嶺、西郝莊、皇臺底、營頭崗和內丘以西的645.0km2的石灰巖露頭區屬低山丘陵地形。地表溝谷縱橫，巖溶、裂隙非常發育，大氣降水沿灰巖露頭直接下滲，形成面狀補給，是該區石灰巖巖溶含水層的良好補給區。據有關資料，北洺河以北石灰巖含水層的天然補給量為6.911m3/s。②河流入滲補給。單元內有六條季節性河流。它們由南往北依次為南洺河、北洺河、馬會河、沙河、七里河、白馬河。其最大徑流長度達49.0km，最大循環深度至標高-650.0m。排泄點達活泉處標高為71.5m，百泉處55.0m。總流向為從西到東，最后匯入東部滏陽河。這些河流進入石灰巖裸露區后即漏失斷流而轉入地下，形成線狀集中補給[2]。

1.2 徑流條件

區內地下水徑流受地形、地質構造控制，地下水進入石灰巖巖溶系統后，自南西、西、西北主要沿巖溶、裂隙發育帶以水平方向向東流動。地下徑流呈現出明顯分帶現象，河床沿岸、巖漿與石灰巖接觸帶及斷裂破碎帶附近巖溶、裂隙發育，集結大量地下徑流，形成脈狀、管道狀巖溶水等強徑流帶。徑流帶有白馬河強徑流帶，七里河強徑流帶，沙河強徑流帶，北洺河強徑流帶，紫山百泉強徑流帶。本區巖溶地下水徑流是以百泉為匯點的扇形滲流場。葛泉井田南側是洺河-百泉徑流帶，北側是沙河-百泉徑流帶。

徑流區地下水位與徑流區巖溶、裂隙發育程度和徑流途徑長短有關。高水位發生在9-12月之間，低水位出現在4-7月，水位變幅1-10m。水質類型為HCO3--Ca++、HCO3-·SO4---Ca++·Mg++型等，礦化度0.3-0.5g/L，水溫多在18℃左右。

1.3 排泄條件

百泉地處太行山東緣大斷裂破碎帶和邢臺二號斷裂破碎帶的西側。這兩條斷裂破碎帶斷距達數百米，且以第三、四系、石炭、二疊系隔水巖層為上盤，對奧陶系石灰巖含水層水東流起阻擋作用，而百泉由于背斜隆起，地面標高最低，使石灰巖處于巖溶地層出露區，給地下水向上排泄造成有利條件，成為地下水的泄水區。

百泉水文地質單元內地下水的排泄主要有三個方向。其一是從達活泉、百泉等泉群自然排出地表；其二是人工開采；其三是補給上部含水體。以泉群方式的自然排泄為奧陶系石灰巖巖溶水的主要泄水形式之一。隨著工農業生產的發展，采取奧陶系石灰巖層巖溶水作為各種用途的供水水源已成為該含水體排泄的重要途徑之一[3]。

2 灰巖含水層水文地質特征

（1）碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組。包括寒武系、奧陶系碳酸鹽巖含、隔水層，碳酸鹽巖總厚812-1268m，一般1100m左右。出露于本區西部山區，面積約394km2，含巖溶裂隙承壓水，其富水性取決于巖溶裂隙發育程度。

奧陶系含水層出露于礦區西部，地表溶溝、槽較多，巖溶裂隙發育，礦區內為埋藏型，含豐富巖溶裂隙地下水，但不均勻，在適當的構造部位有巖溶大泉出露，如邢臺東部的百泉和北部的達活泉。

下統（O1）白云巖、白云質灰巖裂隙率1.27-8.4%，鉆孔單位涌水量0.05-15.29L/s·m。中奧陶統峰峰組（O2f）和上、下馬家溝組（O2s、O2x）巖溶裂隙普遍發育，富水性強-極強。

第三組（峰峰組）灰巖含水層厚89.00-168.00m，裂隙發育。鉆孔單位涌水量0.0588-0.392L/s·m，滲透系數0.0553-31.64m/d，一般6.76m/d。地面1號、4號水井及井下3號、5號、7號、9號水井均取水于該層。九十年代地面1號、風井1號、7號水源井水位標高+109-+130m，一般+110m左右。富水性強，目前水位+65m。

（2）碎屑巖夾碳酸鹽巖類巖溶裂隙水。該組主要是指本溪組、太原組鋁土質泥巖、泥巖、砂質泥巖、砂巖與石灰巖互層。主要灰巖含水層4層，分別是野青灰巖、伏青、大青和本溪灰巖含水層，灰巖含水層僅西部山區有零星小面積露頭，大部分被第四系覆蓋，為埋藏型的。該套灰巖以大青和本溪灰巖含水層溶蝕性較強，巖溶裂隙發育，富水性強，個別鉆孔抽水單位涌水量達5.05L/s·m。該組中部、上部均為砂泥巖、粉砂巖隔水層，底部為本溪組鋁土質泥巖，局部夾中、粗粒砂巖，巖石結構致密，裂隙不發育，透水性差。

3 結語

根據礦井充水水文地質條件和生產實際情況綜合分析，可作為礦井生產過程中，分階段開采不同塊段地區的水文地質情況，開采防排水系統設計的依據。隨著礦井開采深度的不斷增加，地質構造（斷層、裂隙、陷落柱）條件、水文條件（水壓增大）將日趨復雜，在今后的礦井地質、水文工作中應不斷搜集完善相關資料，更詳細的了解礦井水文地質特征，為后期礦井設計提供科學的基礎資料。