普泉煤礦礦井水文地質(zhì)類型劃分探討

馮艷榮

（榆林市榮巖地質(zhì)勘探有限公司 陜西榆林 719000）

普泉煤礦礦井水文地質(zhì)類型劃分探討

馮艷榮

（榆林市榮巖地質(zhì)勘探有限公司 陜西榆林 719000）

本文在收集普泉煤礦及鄰區(qū)南梁煤礦關(guān)于水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)處理、研究了普泉煤礦開采受水害影響程度及防治水工作復(fù)雜程度，依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中相關(guān)要求，把普泉煤礦礦井水文地質(zhì)類型劃分為“中等”類型，從而為礦井防治水工作提供可靠的水文地質(zhì)依據(jù)。

水文地質(zhì)類型劃分；普泉煤礦；導(dǎo)水裂隙帶；防治水

引言

礦井水文地質(zhì)類型劃分及其復(fù)雜程度決定了礦井開采受水害威脅程度，也決定了礦井防治水工作的復(fù)雜程度，它關(guān)系到礦井開拓方式的選擇及采掘系統(tǒng)的布置，近而影響到礦井的總體規(guī)劃和設(shè)計[1]。因此客觀的對煤礦水文地質(zhì)類型進(jìn)行劃分，對于分析、評價礦井水害危害程度，具有十分重要的現(xiàn)實意義[2]。

1 概況

普泉煤礦位于榆家梁煤礦的東北角，東距陜西省府谷縣城約57km處，行政區(qū)劃隸屬府谷縣老高川鄉(xiāng)管轄。本區(qū)位于陜北黃土高原北端，毛烏素沙漠東南緣，地貌單元屬黃土梁峁區(qū)，地表大部分被第四系黃土所覆蓋，基巖僅在本區(qū)東北部小則溝及沙泉渠溝谷中局部出露。地勢總體南北高，中部低；最高處位于東南部梁峁上，標(biāo)高1282m，最低處位于中部黃羊城河河谷，標(biāo)高1146.0m，相對高差約136m。

礦井開采方式為長壁綜采，一次采全高，全部垮落法頂板管理，無軌防爆膠輪車運(yùn)輸。煤礦目前主采5-1煤層，年實際生產(chǎn)能力45萬t。

2 礦井水文地質(zhì)條件

2.1 含水層

2.1.1 第四系全新統(tǒng)沖積層含水層

分布于黃羊城河兩邊，構(gòu)成一級階地。上部巖性為灰黃色亞砂土、粉細(xì)沙；下部為沙礫石（卵石），厚度1.00～3.00m，結(jié)構(gòu)松散、孔隙大，透水性好，含水層厚度較薄。因分布范圍小，屬極弱富水含水層。

2.1.2 侏羅系中統(tǒng)延安組裂隙潛水含水層

地層僅出露于河流溝谷兩側(cè)，受構(gòu)造、沖刷剝蝕及沉積環(huán)境影響，砂體厚度沿走向及傾向均變化較大，致使含水層在空間分布上具有一定的局限性。本組地層按巖層層序和含水特征，可分為兩個含水層組，各含水層層間由泥巖及煤層阻隔，使得整個延安組形成一個復(fù)合含水層組。據(jù)鄰區(qū)南梁煤礦抽水試驗，現(xiàn)將主要可采煤層含水巖段分別敘述如下：

（1）靜樂組紅土底～2-2煤層含水巖段

分布于延安組上部，頂部為風(fēng)化基巖，平均厚度16m，節(jié)理裂隙發(fā)育；下部為淺灰色中、細(xì)粒砂巖，一般厚13.82～55.03m，平均31.66m。單位涌水量 0.00005～0.0005L/s·m，滲透系數(shù) 0.00018～0.0256m/d，屬極弱富水含水層。

（2）2-2～3-1煤層承壓含水巖段

巖性為淺灰色細(xì)粒砂巖，常與粉砂巖、砂質(zhì)泥巖呈不等厚互層狀，厚度4.49～26.32m，平均13m。據(jù)N8號孔抽水試驗，單位涌水量0.00141L/s·m，滲透系數(shù)0.0177m/d，屬極弱富水含水層。

（3）3-1～4-4煤層相對隔水巖段

巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖居多，偶夾中、細(xì)粒砂巖透鏡體。巖石結(jié)構(gòu)致密，泥質(zhì)含量高，裂隙不發(fā)育，含水微弱或不含水，為含水層層間相對隔水層。

（4）4-4～5-1煤層含水巖段

巖性為灰白色細(xì)、中粒砂巖，厚15.63～25.60m，一般22.18m，單位涌水量0.000372L/s·m，滲透系數(shù)0.000973m/d，屬極弱富水含水層。

綜上所述，延安組裂隙潛水含水層屬極弱富水含水層。

2.2 隔水層

2.2.1 第四系中更新統(tǒng)離石組黃土相對隔水層

本區(qū)分布廣泛，南部較厚，中、北部稍薄，厚度為0～12.52m，巖性為淺黃色亞沙土、亞粘土，水位埋藏較深，含水微弱，儲水條件差，是區(qū)內(nèi)相對較差的隔水層。

2.2.2 新近系靜樂組紅土隔水層

分布于區(qū)內(nèi)各沖溝溝腦或山頂，厚度0～14.51m。巖性為淺紅色、棕紅色砂質(zhì)粘土、亞粘土，夾十多層鈣質(zhì)結(jié)核層。粘土呈塊狀，無層理，質(zhì)地均一，較致密，是區(qū)內(nèi)較好的隔水層。

3 礦井充水因素分析

3.1 充水水源

本區(qū)間接充水水源為大氣降水、地表水及第四系沙層潛水；直接充水水源為煤系地層含水層，其涌水量甚微，富水性弱，易于疏干，對開采不會造成危害。

3.2 充水通道

據(jù)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》（GB12719-91）附錄F推薦的中硬巖類冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶最大高度計算公式，經(jīng)計算得3-1、4-2、5-1煤層導(dǎo)水裂隙帶均導(dǎo)通煤層上覆基巖厚度，其中3-1煤層導(dǎo)水裂隙帶導(dǎo)通煤層上覆基巖直達(dá)松散層，故導(dǎo)水裂隙帶成為各煤層巷道充水的主要通道。

3.3 充水強(qiáng)度

區(qū)內(nèi)煤層頂部含水層含水性微弱，基本沒有水的富存。煤層開采后，導(dǎo)水裂隙帶與上部富水層溝通，直達(dá)地表，礦坑涌水量增加顯著，尤其是每年7～9月份，礦坑充水量會成倍增加。

4 礦井涌水量

5-1煤層預(yù)算涌水量為176m3/d。據(jù)生產(chǎn)礦井調(diào)查實測礦井涌水量一般為360m3/d左右。

5 礦井受水害影響程度及防治水工作難易程度評價

依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第十一條表2-1依次、逐條對礦井受水害影響程度及防治水工作難易程度進(jìn)行評價。

5.1 受采掘破壞或影響的含水層及水體

5.1.1 含水層性質(zhì)及補(bǔ)給條件

礦井受開采破壞或影響的含水層為侏羅系中統(tǒng)延安組裂隙含水層，均為弱富水層，僅有一定的靜儲量，易于疏干排水。本區(qū)各煤層直接充水含水層補(bǔ)給的途徑主要是大氣降水和側(cè)面逕流補(bǔ)給，以垂直滲漏補(bǔ)給為主，補(bǔ)給量有限。

5.1.2 單位涌水量

據(jù)鄰區(qū)南梁煤礦抽水資料，侏羅系中統(tǒng)延安組基巖裂隙含水層單位涌水量為 0.0004～0.0014L/s·m。

故礦井受采掘破壞或影響的含水層及水體劃分為簡單。

5.2 礦井及周邊老空水分布狀況

普泉煤礦3-1煤層已采空，井下賦存一定量的積水。積水具體富集位置、范圍及積水量清楚。故礦井及周邊老空水分布狀況劃分為中等（如表1）。

表1 礦井水文地質(zhì)類型劃分表

5.3 礦井涌水量

5-1煤層預(yù)算涌水量為176m3/d。據(jù)生產(chǎn)礦井調(diào)查實測開采5-1煤層礦井涌水量一般為360m3/d。故礦井涌水量大小劃分為簡單。

5.4 突水量

普泉煤礦在生產(chǎn)過程中密切關(guān)注礦井突水點及突水量大小，到目前為止無發(fā)現(xiàn)任何突水點。故礦井突水量大小劃分為簡單。

5.5 開采受水害影響程度

普泉煤礦礦井充水來源主要有大氣降水、地下水體及煤層開采后形成的采空區(qū)積水。受采掘工程影響的含水層主要為侏羅系中統(tǒng)延安組基巖裂隙含水層，屬直接破壞和影響的含水層，其富水性屬弱含水層，滲透性差，且涌水量較小，補(bǔ)給條件較差。一般對礦井不構(gòu)成災(zāi)害性威脅。故礦井開采受水害影響程度為簡單。

5.6 防治水工作難易程度

普泉煤礦礦井總涌水量較小，主要防治水措施為完善礦井排水系統(tǒng)。故防治水工作難易程度為簡單。

6 礦井水文地質(zhì)類型劃分（如表2）

表2 普泉煤業(yè)礦井水文地質(zhì)類型劃分表

據(jù)普泉煤礦及鄰區(qū)南梁煤礦礦井水文地質(zhì)特征及其相關(guān)參數(shù)，依照《煤礦防治水規(guī)定》第十一條之規(guī)定，對照其表1中所列分類依據(jù)，確定普泉煤礦礦井水文地質(zhì)類型為“中等”類別。

7 結(jié)論

（1）礦井充水水源有大氣降水、地表水和老空區(qū)積水。充水通道主要是煤層開采所形成的導(dǎo)水裂隙帶及含水層的原生裂隙。

（2）涌水特征主要為井巷巖壁滲水和穿越含水層地段淋水、滴水以及煤層頂板淋水、滴水，無其他特殊水體（大氣降水、地表水等）參與礦井涌水，涌水量構(gòu)成單一，無突水發(fā)生。

（3）礦井受采掘破壞或影響的含水層主要有侏羅系中統(tǒng)延安組基巖裂隙含水層，涌水量甚微，富水性弱，易于疏干，對開采不會造成危害。礦井現(xiàn)有的抽排水能力遠(yuǎn)大于礦井實際涌水量，主要防治水措施為井下疏排水，防治水工作相對簡單。

（4）按照《煤礦防治水規(guī)定》第十一條中表2-1列舉分類依據(jù)，綜合確定把普泉煤礦礦井水文地質(zhì)類型劃分為“中等”類別。

[1]葛亮濤.中國煤田水文地質(zhì)學(xué)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.

[2]劉兆昌，等.供水水文地質(zhì)（第三版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[3]鄭世書，等.專門水文地質(zhì)學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

[4]袁延西，王鳳，江星辰.黑龍溝煤礦水文地質(zhì)類型劃分的探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013（01）：26.

[5]石英儒.金鳳煤礦首采工作面防治水技術(shù)研究[D].西安：西安科技大學(xué)，2013.

[6]陜北侏羅紀(jì)煤田神府地方開采區(qū)南梁井田地質(zhì)勘探（精查）報告[R].榆林：陜西省煤田地質(zhì)局西秦一八五工程公司.

[7]陜西省府谷縣普泉煤業(yè)有限公司煤礦（整合區(qū)）勘探報告[R].榆林：榆林市榮巖地質(zhì)勘探有限公司.

TD741

A

1004-7344（2016）07-0189-02

2015-12-24

馮艷榮（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事地質(zhì)勘探（包括工勘、煤勘、石油服務(wù)）工作。