仁懷市長崗井田地質特征淺析

曾繼富　姚小豐

[摘要]通過對仁懷市長崗井田區(qū)域的地形地貌、降水及地表水以及環(huán)境地質進行細致的分析，然后指出在此區(qū)域礦山建井的可行性。

[關鍵詞]仁懷市 長崗井田 地質 特征

中圖分類號：P5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2009）0110008-01

仁懷市長崗井田區(qū)域上屬侵蝕、剝蝕高中山高原山地地貌，地形主要為山巒、斜坡，山巒呈北東南西向展布，其間發(fā)育數(shù)條沖溝，沖溝發(fā)育方向近南北向。區(qū)域構造以軸向為南西北東向的復式褶曲為主，其內主要發(fā)育一些壓性斷裂。礦區(qū)內地表水為赤水河水系，且對區(qū)內地表、地下水的運移、富集及排泄起著重要的控制作用。地下水類型以碳酸鹽巖類巖溶裂隙水為主，基巖裂隙水次之，松散堆積層孔隙水僅沿沖溝、溪溝及河谷地帶零星分布。

一、地形地貌、降水及地表水

礦區(qū)屬高、中山侵蝕、溶蝕、剝蝕山地地貌。地形總體上北高、南低，北東高、南西低，山脊大致呈北東～南西向展布，山巒此起彼伏，連綿不斷，坡陡谷深。區(qū)內最高點為北面的摩天嶺，標高為1431.60米，最低點為南東面大灣河流出圖區(qū)的河床一帶，標高為657米，最大高差約為774.6米。巖溶地層中發(fā)育了一些封閉巖溶洼地，其內常有落水洞、漏斗、溶洞等。多年平均降水量為1116.2毫米，雨季多集中在5～7月，水量充沛。多年平均氣溫15.3℃，多年平均蒸發(fā)量為943毫米，相對濕度80%。礦區(qū)內于北東邊界及南西端分別發(fā)育有龍團溝、巖上溝兩條溪溝，均橫切了頂板含隔水層，總體上由北西向南東徑流，主要由泉水匯集于沖溝內而形成，其動態(tài)變化較大，常表現(xiàn)為枯季時節(jié)流量小，雨季時節(jié)出現(xiàn)流量大幅增大。溪溝在流出礦區(qū)水文地質單元南東邊界處的最低標高為780米，可作為控制頂板含水層地下水的侵蝕基準面。對底板含水層P2m1+q而言，其地下水受礦區(qū)之南西外圍的五馬河控制，故五馬河為區(qū)域最低侵蝕基準面，標高為560米。

二、環(huán)境地質

（一）區(qū)域穩(wěn)定性

據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖，地震烈度＜Ⅵ度。貴州北部地震記錄，仁懷縣曾經(jīng)發(fā)生的地震，其烈度均小于Ⅵ度，并且震中都不在仁懷縣境內。區(qū)內無新構造活動。區(qū)域穩(wěn)定性較好。

（二）不良工程地質現(xiàn)象

區(qū)內于ZK801孔一帶見一大型滑坡，長215米，寬340米，厚49.80米，體積364萬立方米，滑面為強風化與中風化界面，滑體為第四系黏土及強風化基巖；于6～7勘探線見二處地面塌陷，其一呈似長方形，長30米，寬20米，其二呈圓形，直徑3米，成因均為老窯采煤引發(fā)。

（三）地表水及煤系水的污染評價

區(qū)內及其附近無嚴重污染源，一般情況下，地表、地下水水質較好。由于煤系中的地下水屬酸性水，SO4根離子達2080毫克／升，礦化度為2902毫克/升，PH值3.3。礦區(qū)未來開采中，抽礦坑水排出地表后，一是下滲到地下會污染地下水，造成其它層位的泉水不能飲用，二是污染地表水，三是對農(nóng)作物有一定的危害。

（四）地溫評價

據(jù)ZK101、ZK602井溫測量結果，地溫梯度僅為0.97～1.70℃，本礦區(qū)無地熱異常，地溫最小值、最大值及地溫梯度。

（五）煤層瓦斯

本次工作中對M8、M9、M11、M12煤層進行了煤芯瓦斯測試，通過測試可知，礦區(qū)中煤層瓦斯成分以甲烷為主，其次為氮氣，再其次為氧氣。根據(jù)測試結果，計算出煤芯瓦斯含量，其值為9.84～27.14毫升/千克。根據(jù)瓦斯計算結果，煤層瓦斯含量普遍較高，且多為10～20毫升/千克，含量相對較均一，平面上和垂直上無明顯的分區(qū)和分帶。未來礦山開采過程中，若遇通風不暢時，瓦斯會增加或聚集，易產(chǎn)生爆炸。

（六）煤塵煤炸及煤層的自燃性

據(jù)M8、M9、M11、M12測試結果，火焰長度為0毫米，抑制煤塵爆炸最低巖粉量為零，結論為煤塵無爆炸性。M9煤層的全硫為4.65%，煤吸氧量為1.03立方厘米/克，結論為M9煤層自燃傾向分類為Ⅰ級，即容易自燃；M12煤層的全硫為3.46～3.92%，煤吸氧量為0.82～0.98立方厘米/克，結論為M12煤層自燃傾向分類為Ⅰ～Ⅱ級，即自燃～容易自燃。

（七）放射性

含煤巖系巖石天然放射性強度一般為（12.52～88.97）×10-2PA/kg，未見放射性異常，僅局部地段（ZK701）M12底板黃鐵礦黏土巖天然放射性強度高達1090.98×10-2PA/kg。

（八）礦山開采可能產(chǎn)生的水工環(huán)地質問題

根據(jù)計算，導水裂隙帶高度已進入頂板巖溶含水層內，頂板水將可能進入礦井；當遇構造破碎帶時，有可能出現(xiàn)底板突水；生產(chǎn)坑道水和老窯水有可能進入礦井。采掘過程中，巷道內將可能產(chǎn)生冒頂、片幫、底鼓。地下開采形成一定的采空區(qū)后，采空塌陷有可能影響至地表，屆時將可能引發(fā)地面塌陷、地裂縫，地表泉水被疏干等，在斜坡及陡崖地段，還可能引發(fā)滑坡、崩塌等；排放礦坑水將可能污染地下水及地表水；礦區(qū)內煤層瓦斯含量較高，聚集后易產(chǎn)生瓦斯爆炸；煤層可能產(chǎn)生自燃現(xiàn)象；局部地段黃鐵礦粘土巖天然放射性強度高。

三、結論

本礦區(qū)通過勘探工作，對開采技術條件方面提出以下結論和建議，供礦山建井設計參考。

1．本次勘探工作是按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程進行，所取得的成果總體可滿足建井設計的需要。

2．礦區(qū)內直接充水含水層為P3l，T1y2、P3c為礦床的間接頂板充水含水層，富水性弱-中等；當遇構造破碎帶和底板薄弱地段時，有可能出現(xiàn)底板突水。

3．礦區(qū)內頂煤礦床水文地質勘查類型為第三類第一亞類第二型。即以巖溶含水層充水為主、頂板進水為主、水文地質條件中等的巖溶充水礦床。底煤礦床水文地質勘查類型為第三類第二亞類第三型。即以巖溶含水層充水為主、底板進水為主、水文地質條件復雜的巖溶充水礦床。

4．預測礦井正常涌水量為2538立方米/天，最大涌水量為8122立方米/天，其中最大涌水量偏小。須說明，預測的礦井涌水量未包含底板含水層的突水量，若出現(xiàn)底板突水，礦井涌水量將急劇增加，開采中，應注意井巷底板的水文地質情況，如出現(xiàn)突水前兆，及時采取措施。

5．建議礦區(qū)供水水源地為：一是利用大灣河及12、25號泉，但應加強水量、水質監(jiān)測；二是打井取水。

6．礦區(qū)內可采煤層頂、底板普遍為軟穩(wěn)定性差，開采中應采取支護。

7．礦區(qū)中煤層瓦斯含量普遍較高；M9煤層自燃傾向性為容易自燃；M12煤層自燃傾向性為自燃～容易自燃。開采中應加強監(jiān)測和防范。

8．M8、M9、M11、M12煤塵無爆炸性。

9．礦區(qū)內老窯積水客觀存在，未來礦井開拓中，要邊探邊掘，避免老窯突水事故發(fā)生。

10．根據(jù)初步設計，大巷從九級灘段頂部開掘，其間要揭露T1y2、P3c巖溶裂隙含水層，應充分收集好水文地質工程地質資料，為以后的開采提供進一步的依據(jù)。

11．加強管理好礦坑水的排放，避免對環(huán)境造成污染。

12．盡早開展礦區(qū)及工業(yè)廣場地質災害危險性評估工作。