中国煤炭地质总局广西煤炭地质局
摘要:通过分析矿区水文地质特征,认为该区含煤地层含水性弱,断层导水性差,矿井充水水源主要是来自大气降水,地表水和老窑积水,对于矿井生产应采取相应防治水措施。
关键词:水文地质特征;矿井充水;大气降水;防治水措施;乐民矿区
前言
贵州省盘县乐民矿区含煤地层面积近100km2,蕴藏着丰富的煤炭资源,煤质佳,是我国西南地区焦煤生产基地。该区08年以前地质勘探程度低,基本未做水文地质工作,个别矿井曾发生严重水害事故,为了摸清该地区煤炭资源情况,为综合利用煤炭资源提供地质依据,广西煤炭地质150勘探队按照国土资源部的要求,从2008年开始在该区进行了为期二年的煤炭资源勘查工作。本文是根据本次勘查资料,对该区水文地质进行的分析研究,将对矿井生产有重要的指导意义。
1 地质背景
1.1 地 层
本区出露地层由老至新依次有:二叠系中统茅口组(P2m)碳酸盐岩类、二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)火成岩类、二叠系上统龙潭组(P3l)碎屑岩类夹煤层,为矿区主要煤系地层、三叠系下统飞仙关组(T1f)碎屑岩类、三叠系下统永宁镇组(T1y)碳酸盐岩类、第四系(Q)松散碎屑物。
2 开采技术条件分析
2.1 水文地质特征
2.1.1地形地貌与地表水
矿区属构造侵蚀、剥蚀低中山地貌,地形切割剧烈,沟谷纵横,地形标高一般在1500~1900m,坡度一般为20~45°。
矿区为一完整水文地质单元,补给区面积约301km2,分水岭一带标高一般在1900~2100m,补给区形状近圆形,地形南、西、北三面高,东面低。矿区无大的地表水体只发育有小河段数条较大冲沟,补给区的南、西、北三面地表水,通过这些河、沟向矿区中部集中,再流入东面的海子河(见图1)。
海子河是矿区最大的河流,河床为当地最低侵蚀基准面,标高1465.10m,是矿区地表水唯一排泄口,也是地下水的主要排泄通道,海子河水向东流入黄泥河,再进入南盘江,属珠江水系。该河一般水面宽12~18m,水深0.8~1.5m,最大流量130m3/s,最小流量2.5m3/s。对于矿区的小河及较大冲沟,均为常年性流水,但流量随季节性变化大,雨季流量是枯水季节流量数倍至数十倍,山洪暴发时水量甚至是上百倍。
2.2 含水层与隔水层
a、第四系(Q)松散孔隙含水层:由碎石块、砂砾、砂土、亚砂土、粘土等坡积、堆积、残积物与冲积物组成,零星分
布于沟谷、低洼地带、缓坡等处,厚度0~20m,一般为10m,均覆盖于各地层基岩之上,一般透水不含水或弱含水。泉水流量0.02~0.05L/S,季节性变化大,旱季断流,水质属HCO3- Ca型水,对矿床充水影响甚微。
b、三叠系下统永宁镇组(T1y)碳酸盐岩岩溶含水层:主要分布在区内北部及西南部的高山上,厚度一般大于200m。上部为浅灰色中厚层状灰岩,夹黄色~紫色薄层状砂岩、粉砂岩、泥岩及泥灰岩,下部为灰色薄层至中厚层状泥质灰岩夹砂质泥岩,及灰色中厚层状灰岩,地表泉水出露较多,泉水流量1.519~27.899L/S,季节性变化大,部分泉旱季断流。水质HCO3-Ca型。
c、三叠系下统飞仙关组(T1f)碎屑岩类裂隙含水层:主要分布于矿区中部,厚度一般约350m,该组地层由砂岩及泥岩互层组成,砂岩为含水层,泥岩为隔水层,地表裂隙较发育,随深度增加裂隙逐渐减少、闭合。地下水露头点较多,泉水流量0.01~1.828L/S,均为季节性泉,旱季变小或断流。水质HCO3-Ca·Mg型。为矿床开采间接充水含水层,其含水层富水性中等偏弱,透水性差。
d、二叠系上统龙潭组(P3l)碎屑岩类裂隙含水层:为矿区含煤地层,属海陆交互相沉积,假整合于峨嵋山玄武岩组之上,地层厚度一般约280m。该组地层浅部风化裂隙及构造裂隙发育,富水性及导水性较强,随着深度的增加,裂隙逐渐减少,闭合,含水性相对较弱。该组含水层主要由砂岩含水层和泥岩隔水层组成,地下水主要赋存于风化带及砂岩段内,为多层含水结构,具承压性。地下水主要来自大气降水补给。
e、二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P3β)火成岩类浅部风化裂隙含水层和隔水层:地层厚度一般为300m。上部主要岩性为紫红色凝灰岩,深灰色、暗绿色火山角砾岩,偶夹玄武岩;下部为深绿色、灰黑色玄武岩,岩性致密、坚硬。该组矿区浅部受风化裂隙发育,随着深度的增加,裂隙逐渐减少,闭合,风化裂隙带为含水层,大气降水为主要补给来源
f、二叠系中统茅口组(P2m)碳酸盐类岩溶裂隙含水层:主要岩性为浅灰色、灰色灰岩及燧石灰岩,厚层状,细晶结构,地层厚度大于300m。该含水层地表及地下岩溶发育,岩溶形态主要有岩溶洼地、溶斗、溶沟、溶洞、落水洞、地下河等,个别溶洞洞体较大,泉水流量0.05~403L/S,随季节性变化大,水质HCO3- Ca型,为强岩溶含水层。
图1 矿区水文地质略图
2.3 断裂构造对矿床充水的影响
矿区构造复杂程度属中等~复杂类型,其断层以近南北向或北东~南西向为主,这些断层落差较大,一般大于150m,大都为正断层。区内较大的地下水露头均与断裂构造有关。如位于乐民镇龙口村的S1666号泉,该泉水是从永宁镇组(T1y)地层的断裂带流出,雨季流量达27.899L/S,位于上红岩村的S1781号泉,泉水从茅口组(P2m)地层的断裂带流出,雨季流量达403L/S。
据矿井资料,生产矿井大都遇上大小不等的断裂构造,由于目前矿井开采深度不大,一般在最低侵蚀基准面以上,加之破碎带胶结较好,所以矿井开采遇断层带出水极弱或无水。
论文作者:梁兴东
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月上
论文发表时间:2018/9/8
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