西馬煤礦第四系含水層水文地質(zhì)條件分析

宋立偉，張 寧，鞏紅林，張 茜

(1.東北煤田地質(zhì)局103勘探隊(duì)，遼寧 遼陽(yáng)111000;2.鐵法煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司大興煤礦，遼寧 調(diào)兵山112700)

西馬煤礦第四系含水層水文地質(zhì)條件分析

宋立偉1，張 寧1，鞏紅林2，張 茜1

(1.東北煤田地質(zhì)局103勘探隊(duì)，遼寧 遼陽(yáng)111000;2.鐵法煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司大興煤礦，遼寧 調(diào)兵山112700)

西馬煤礦區(qū)第四系含水層主要由砂、砂礫石，卵石組成，滲透性強(qiáng)，出水量大，水質(zhì)較好，可以做為供水源地。底部粘土層是阻隔第四系水下滲的主要隔水層，但是由于其分布不均，斷層、裂隙、地層露頭等的溝通，對(duì)煤礦充水有很大危險(xiǎn)性［1］。

第四系含水層;分布特征;水質(zhì)水量;隔水層;充水分析

西馬煤礦位于遼陽(yáng)市北部，距遼陽(yáng)市10 km，行政區(qū)域隸屬于遼陽(yáng)市西馬峰鎮(zhèn)。礦區(qū)水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，礦井涌水量現(xiàn)階段比較大，地下水安全不容忽視。井田內(nèi)賦存的含水層有古生界溶隙含水層、中生界裂隙中等－弱含水層、第四系孔隙強(qiáng)含水層及斷層裂隙弱含水帶。其中，中生界裂隙含水層、第四系孔隙含水層及斷層裂隙含水帶對(duì)煤層開(kāi)采危險(xiǎn)性較大，尤其是第四系強(qiáng)含水層，如果開(kāi)采溝通了此層水，結(jié)果將不可想象。礦山開(kāi)采需大量水，本區(qū)第四系水深適中，水量大，是潛在的供水水源［2］。所以查明第四系含水層水文地質(zhì)條件有很重要的意義。

1 分布特征

礦區(qū)內(nèi)第四系地層全區(qū)發(fā)育，厚度為60～120 m，一般上部以粘土為主，下部以砂、礫石、卵石為主，是主要含水層，厚40～100 m。地層及含水層厚度，從東北向西向南逐漸增厚。中部及底部粘土向南變薄、斷續(xù)、以至尖滅，含水層砂、礫石的顆粒直徑向南增大。見(jiàn)表1。

第四系含水層以東、西上崗子為界，以北有上下兩個(gè)含水層，下部含水層底伏粘土層，以南為一個(gè)含水層，底伏基巖。含水層參數(shù)見(jiàn)表2。

1)上崗子以北，在垂直方向，以中部粘土為界，分上下兩個(gè)含水層:

上部含水層，頂覆厚層粘土，由細(xì)、中、粗砂組成，成份以石英長(zhǎng)石為主，含少量粘土。厚度2～10 m，由東向西逐漸增厚，向南尖滅，組織松散，透水性良好。

表1 第四系地層厚度變化表

下部含水層，復(fù)于基巖風(fēng)化帶或底部粘土之上，由細(xì)、中、粗砂及礫石、卵石所組成，組織松散，局部夾薄層粘土等透鏡體。此含水層頂部有1～10 m厚層粘土，為上下含水層的分界，底部有0～18 m厚的粘土，對(duì)第四系水下滲起到隔水作用。

2)上崗子至太子河北岸，第四系層內(nèi)劃分為一個(gè)含水層，厚度為60～99.95 m。砂礫成份以石英為主，長(zhǎng)石及暗色礦物次之。礫石直徑5～10 mm，卵石直徑一般為10～20 mm，大者可達(dá)30～50 mm，向下粘性土漸增，約占 10% ～20%。

表2 第四系含水層參數(shù)表［3］

2 水位及水質(zhì)

從礦區(qū)第四系含水層和太子河水位長(zhǎng)期觀測(cè)得出，雨雪融后或太子河水位上升時(shí)，地下水位亦隨之上升，反之枯水季節(jié)則趨下降。說(shuō)明地下水和大氣降水、地表水相關(guān)密切。地下水位年變化幅度為2.6 m，流向西南。

根據(jù)取樣檢測(cè)，水質(zhì)較好，水質(zhì)評(píng)價(jià)詳見(jiàn)表3。

區(qū)內(nèi)第四系含水層為砂礫、卵石組成，厚度較大，水深適宜，大氣降水和地表水是區(qū)內(nèi)地下水主要補(bǔ)給源，單井涌水量達(dá)194.1萬(wàn) t/d，水量豐富，可作為礦區(qū)基本供水。

3 隔水層

礦區(qū)第四系可劃分為2個(gè)隔水層。

1)頂部粘土、亞粘土隔水層:厚約3～16 m，向東南及南部漸薄，且粘性土質(zhì)減少，特別是太子河邊緣，已不存在隔水層。

2)底部粘土隔水層:上崗子以北均有分布，以粘土及亞粘土為主，厚0～18 m，北厚南薄。以Q4(東上崗子?xùn)|北部約250 m)孔為中心，長(zhǎng)軸約2 300 m，短軸約1 350 m的橢圓范圍內(nèi)無(wú)粘土層，形成天窗。此隔水層，對(duì)第四系含水層水的下滲，能起到隔水作用。

表3 水質(zhì)評(píng)價(jià)表［4］

4 對(duì)煤礦的充水分析

區(qū)內(nèi)第四系含水層受大氣降水及河流的直接補(bǔ)給，水量極為豐富。斷層含水帶、火成巖含水層露頭處與第四系含水層直接相連。這樣，第四系含水層雖離煤層較遠(yuǎn)，基本不會(huì)直接涌入巷道，但是可以通過(guò)裂隙、斷層、露頭等流入巷道，造成嚴(yán)重后果。礦區(qū)東部風(fēng)井，在太原與本溪地層的交界190 m深處，依本層含水層水量應(yīng)該很小，但遇到裂隙時(shí)，突然發(fā)生涌水，達(dá)50～80 m3/h，即可能該裂隙含水層，受第四系含水層水補(bǔ)給所致。

5 結(jié)論

本區(qū)第四系含水層厚40～100 m，分布特征為從東北向西南遞增。巖性主要為中粗砂，礫石，卵石，滲透性較強(qiáng)，水量豐富，與地表水和大氣降水聯(lián)系緊密。底部粘土層是阻隔第四系含水層水下滲的主要隔水層，但由于其分布不均，裂隙、斷層、地層露頭等溝通，對(duì)下部煤層充水危險(xiǎn)不容忽視。

［1］孔令珍等.紅陽(yáng)四礦精查報(bào)告.1985.

［2］原國(guó)家冶金工業(yè)局.供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范.GB 50027－2001.中國(guó)計(jì)劃出版社.北京.2001.

［3］煤炭資源地質(zhì)勘探抽水試驗(yàn)規(guī)范(80)煤地字第638號(hào).

［4］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督局.中華人們共和國(guó)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T14848－93.

P641.4

B

1004－1184(2012)04－0195－02

2012－03－21

宋立偉(1962－)，男，河北玉田人，工程師，主要從事煤田地質(zhì)勘查、地?zé)崞詹?、煤層氣勘查、工程地質(zhì)勘查等。