貴州省習(xí)水縣桑木場(chǎng)背斜北西翼煤炭整裝勘查區(qū)水文地質(zhì)條件淺析

■蘭紅強(qiáng)

（貴州煤礦地質(zhì)工程咨詢與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心貴州貴陽550081）

貴州省習(xí)水縣桑木場(chǎng)背斜北西翼煤炭整裝勘查區(qū)水文地質(zhì)條件淺析

■蘭紅強(qiáng)

（貴州煤礦地質(zhì)工程咨詢與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心貴州貴陽550081）

通過對(duì)整裝勘查區(qū)水文地質(zhì)概況、水文地質(zhì)特征、充水因素、充水機(jī)理分析，確定整裝勘查區(qū)水文地質(zhì)類型，為以后礦床開采提供依據(jù)。

煤炭地質(zhì)礦床

整裝勘查區(qū)位于云貴高原向四川盆地過渡地帶，區(qū)域構(gòu)造桑木場(chǎng)背斜北西翼次一級(jí)背、向斜組合的儲(chǔ)水構(gòu)造單元內(nèi)，地表水系屬長江流域赤水河水系以及綦江水系，其中勘查區(qū)北東部溫水鎮(zhèn)以東屬綦江水系，其余區(qū)域?qū)俪嗨铀担?/p>

1　整裝勘查區(qū)水文地質(zhì)條件

1.1地表水、地下水水文地質(zhì)特征

整裝勘查區(qū)地表水系較發(fā)育，區(qū)內(nèi)地表河流主要有屬長江流域赤水河水系的赤水河、官渡河、梅溪河、大水河及屬長江流域綦江水系的溫水河。官渡河、梅溪河、大水河流入?yún)^(qū)外的習(xí)水河、桐梓河及官店河，最終均流入赤水河。溫水河沿途接受溪溝水等補(bǔ)給后匯入綦江，區(qū)域內(nèi)巖層主要為碳酸鹽巖和碎屑巖兩大類，地下水類型主要為碳酸鹽巖中的裂隙溶洞水、碎屑巖夾碳酸鹽巖溶洞裂隙水及碎屑巖中的基巖裂隙水及第四系孔隙水四類。大氣降水主要以大氣降水作為主要補(bǔ)給來源。

1.2地層水文地質(zhì)特征

整裝勘查區(qū)出露地層從新到老有第四系（Q），三疊系下統(tǒng)茅草鋪組（T1m）、夜郎組（T1y），二疊系上統(tǒng)長興組（P3c）、龍?zhí)督M（P3l）及中統(tǒng)茅口組（P2m）。各地層水文地質(zhì)特征由上至下分述如下：

（1）第四系（Q）。本地層孔隙度大，透水性強(qiáng)，含孔隙水。區(qū)內(nèi)出露泉點(diǎn)3個(gè)，流量分別為0.032、0.07、0.72L/s，經(jīng)S213號(hào)泉長期動(dòng)態(tài)觀測(cè)，流量為0.95～2.38L/s，流量隨季節(jié)降水變化明顯，易干涸。總體上含水量少，富水性弱，屬弱含水層。

（2）三疊系下統(tǒng)茅草鋪組（T1m）。出露于整裝勘查區(qū)東部、北部、中部、南西部，主要由灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等組成。第二段（T1m2）：主要由灰、淺灰色中厚層狀灰白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖及似層狀角礫狀白云巖組成，段厚211.47～267.65m，平均235.66m。地表形成峰林、峰叢，溶溝、石芽極為發(fā)育，峰間形成巖溶洼地，洼地內(nèi)時(shí)有落水洞發(fā)育。地表發(fā)育干溶洞8處，落水洞18處，干漏斗2處；出露泉點(diǎn)53個(gè)，均為下降泉。本段地層含裂隙巖溶水，富水性強(qiáng)，屬強(qiáng)含水層。第一段（T1m1）：由灰色、淺灰色中厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成，段厚191.84～235.75m，平均212.40m。地表常形成峰林、峰叢及溶溝、石芽地貌，部分峰間形成巖溶洼地，洼地內(nèi)時(shí)有落水洞。地表發(fā)育干溶洞9處，落水洞21處，干漏斗1處，暗河出口1個(gè)（Z70）；出露泉點(diǎn)36個(gè)，均為下降泉，流量為0.022～45.64L/s，平均流量為2.60L/s；暗河出口流量為82.5L/s。暗河出口水流量相對(duì)較小，匯入官渡河。本段地層含裂隙巖溶水，富水性強(qiáng)，屬強(qiáng)含水層。

（3）三疊系下統(tǒng)夜郎組。A.九級(jí)灘段（T1y3）。紫色、灰紫色夾灰綠色薄層狀粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖，亞段厚167.55～209.74m，平均190.04m。地表形成剝、侵蝕斜坡地貌。地表發(fā)育落水洞1處，發(fā)育于灰?guī)r中；出露泉點(diǎn)70個(gè)，均為下降泉，除發(fā)育于灰?guī)r中6個(gè)泉點(diǎn)流量較大外（1.13～16.81L/s），其余泉點(diǎn)流量均小于1L/s，為0.013～0.55L/s。本層巖石致密，厚度厚，地表含風(fēng)化基巖裂隙水，往地部則含構(gòu)造裂隙水，含水性弱，屬弱含水層，可視為相對(duì)隔水層。B.玉龍山段（T1y2）。該段巖性主要由灰色、淺灰色泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r組成，段厚81.63～152.43m，平均為116.19m。地表發(fā)育出水洞1處，落水洞4處；出露泉點(diǎn)32個(gè)，均為下降泉，流量為0.012～5.28L/s。本段層含裂隙巖溶水，富水性強(qiáng)，屬強(qiáng)含水層。C.沙堡灣段（T1y1）。灰色、淺灰色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，段厚8.18～23.97m，平均厚16.24m。本段地表巖石含風(fēng)化基巖裂隙水，往地部則含構(gòu)造裂隙水，含水性弱，屬弱含水層，可視為相對(duì)隔水層。

（4）二疊系上統(tǒng)長興組（P3c）。巖性為灰、深灰色灰?guī)r、燧石灰?guī)r。組厚36.81～61.12m，平均厚48.49m。地表發(fā)育落水洞1處；出露泉點(diǎn)7個(gè)，均為下降泉，流量為0.03～0.87L/s。本組地層含裂隙巖溶水，富水性中等，屬中等含水層。

（5）二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）。區(qū)內(nèi)主要含煤地層，在木袒壩背斜兩翼地表以及區(qū)南部整裝勘查區(qū)邊界附近均有出露，巖性主要為細(xì)砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、煤層等組成。受風(fēng)化剝蝕、侵蝕等作用地表形成槽谷地貌。地表發(fā)育落水洞1處；出露泉點(diǎn)15個(gè)，均為下降泉，流量為0.02～0.53L/s；調(diào)查老窯89個(gè)，其中21個(gè)老窯未見水流出，68個(gè)老窯均有水流出，流量為0.01～1.70L/s，絕大部分流量均小于0.1L/s，出水方式為頂板滴水、邊幫滲水。據(jù)2個(gè)泉點(diǎn)動(dòng)態(tài)觀測(cè)成果，S152泉流量為0.08～0.51L/s，平均為0.22 L/s，水質(zhì)類型為HCO3-SO4-2-Ca+2，固溶物為0.671g/L；S151泉流量為0.08～0.67L/s，平均為0.27 L/s；Z63泉水流量為0.15～1.45L/s，平均為0.55 L/s。。本組地層淺部含風(fēng)化裂隙水，深部含構(gòu)造裂隙水，富水性弱，屬弱含水層。

（6）二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）。在整裝勘查區(qū)南部邊界附近以及龍保背斜軸部及兩翼均有出露，巖性為灰～深灰色中厚層狀—厚層狀含少量燧石斑塊及結(jié)核的灰?guī)r。地表發(fā)育干溶洞3處，落水洞43處；出露泉點(diǎn)23個(gè)，均為下降泉，流量為0.02～8.16L/s。本次勘查絕大部分鉆孔控制本組地層頂部約15m，4個(gè)鉆孔控制厚度約60m，沖洗液均未全漏失及地層未見涌水，巖石發(fā)育節(jié)理裂隙及晶洞。本組層地層含裂隙巖溶水，富水性強(qiáng)，屬強(qiáng)含水層。

1.3斷層水文地質(zhì)特征

整裝勘查區(qū)內(nèi)斷層主要發(fā)育于南西部隆興鎮(zhèn)至中部東皇鎮(zhèn)圖書村一帶，共發(fā)現(xiàn)斷層40條，其中地面出露斷層32條，隱伏斷層8條。根據(jù)區(qū)內(nèi)斷層性質(zhì)、切割含水層、分布情況及對(duì)煤礦床開采可能引起充水，總體來說，斷層還可能溝通了各地層的水力聯(lián)系，地下水活動(dòng)更加強(qiáng)烈。在煤層的開采過程中，地面的塌陷及采礦的冒落裂隙都將引起斷層導(dǎo)水性增加，這些斷裂破碎帶是將來的礦床充水的重要通道。因此，斷層對(duì)礦井涌水量有著重要的影響，煤礦在開采過程中應(yīng)加以防范，做好超前探水、放水及防突水工作。

2　充水因素分析

充水水源：

（1）地表水。區(qū)內(nèi)地表沖溝水較發(fā)育，位于含煤地層露頭地帶及上覆地層地帶的沖溝水沿途接受泉水補(bǔ)給呈樹枝狀匯成小溪溝，雨季還有較大面積大氣降雨匯入，水量較大，沖溝附近的網(wǎng)狀、脈狀裂隙密集，它們與煤層風(fēng)化、氧化帶直接接觸，將來沿溝溪一帶開采煤層時(shí)，沖溝水可能沿風(fēng)化裂隙或采礦裂隙滲入或突入礦井，為礦井淺部煤層開采的直接充水水源。

整裝勘查區(qū)中部至北東部發(fā)育流量較大的官渡河、梅溪河、大水河、溫水河均流經(jīng)煤系地層，當(dāng)開采至河床附近時(shí)，河流水極有可能沿?cái)嗔褞?、采礦裂隙進(jìn)入含煤地層，成為礦井直接充水水源。

（2）地下水。龍?zhí)督M為區(qū)內(nèi)含煤地層，含基巖裂隙水，當(dāng)煤層開采時(shí)，這些基巖裂隙水將構(gòu)造斷裂帶、采礦裂隙等進(jìn)入礦井，成為煤礦床開采的直接充水水源。此外分布于煤層淺部的老窯積水也是可

采煤層頂板直接充水水源。

3　水文地質(zhì)類型

本礦床賦存于龍?zhí)督M弱含水層中，其中龍?zhí)督M5號(hào)煤層之上因有數(shù)層厚度不一的灰?guī)r，且長興組中等含水層直接覆蓋于龍?zhí)督M之上，煤層開采導(dǎo)水裂隙帶又會(huì)波及長興組中等含水層及夜郎組玉龍山段強(qiáng)含水層。

本區(qū)地處云貴高原向四川盆地過渡地帶，為背向斜組合的儲(chǔ)水構(gòu)造單元。多條地表河流蜿蜒流淌其中，區(qū)內(nèi)小部分煤層埋深高于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面，大部分煤層埋深低于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面，未來礦井主要受夜郎組長興組中等裂隙溶洞水、龍?zhí)督M弱裂隙水充水為主，個(gè)別地段還受沖溝水、河水、老窯積水、茅口組巖溶水充水影響，在局部可能發(fā)生突水，故本區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度為中等，水文地質(zhì)勘查類型屬二類二型。

4　結(jié)論

通過以上水文地質(zhì)特征以及充水因素分析可知：

（1）勘查區(qū)水文地質(zhì)類型屬二類二型，充水水源主要為夜郎組長興組中等裂隙溶洞水、龍?zhí)督M弱裂隙水充水為主，個(gè)別地段還受沖溝水、河水、老窯積水、茅口組巖溶水充水影響。

（2）勘查區(qū)內(nèi)斷層較多，斷層對(duì)礦井涌水量有著重要的影響，煤礦在開采過程中應(yīng)加以防范，做好超前探水、放水及防突水工作。

（3）開采煤層時(shí)，茅口組強(qiáng)巖溶水可能進(jìn)入礦井，成為礦井直接充水水源。在開采時(shí)需注意底板的擾動(dòng)破壞，采取必要的防水措施，以防茅口組巖溶水突入。

［1］貴州煤田地質(zhì).徐彬彬何明德

［2］水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ).王大純等

［3］地下水動(dòng)力學(xué).陳崇希林敏.

［4］貴州省習(xí)水縣桑木場(chǎng)背斜北西翼煤炭整裝勘查報(bào)告.唐長根徐建等

F416.21［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-130-1

蘭紅強(qiáng)（1986～），男，2009年7月畢業(yè)于貴州大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)，助理工程師，研究方向?yàn)槊禾锏刭|(zhì)勘查。