内蒙古贺兰山煤田二道岭矿区天荣五号井田水文地质特征研究

任国涛 马良

（宁夏矿业开发勘查院，宁夏 银川 750021）

内蒙古贺兰山煤田二道岭矿区天荣五号井田水位于内蒙古阿左旗政府所在地巴彦浩特镇（巴音）东北部，距巴彦浩特镇约60km，行政分别隶属阿左旗宗别立镇和古拉本镇。充分了解水文地质为矿权评估及转让，并为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质资料。

1 区域水文地质概况

该区气候干燥，雨量稀少，地势高亢，最高标高2 286m，最低标高1 813m，高差473m，当地侵蚀基准面标高1400m。木呼鲁背斜轴所在的那里沟梁为贺兰山自然分水岭，东侧汇于宁夏大风沟、白芨芨沟，西侧汇于内蒙古确台沟、二道岭沟，大部分沟谷平时干涸无水，山洪暴发始有水流。确台沟（位于勘查区西侧）、二道岭沟（位于勘查区南南约6～7km）有常年细小溪流，煤矿生产废水大多排于该两条沟内，向北流到区外。煤矿地下水按其含水层埋藏条件及水力性质不同，可划分为第四系孔隙潜水和基岩孔隙裂隙水两种［1］。

1.1 松散岩类孔隙水

本含水类型包括各种成因类型的第四系松散冲洪积及风积沙堆积物。冲洪积层一般分布于沟谷中，岩性以砂、砾石、卵石为主，含水层单一，一般厚度5～10m，地形低洼处有地下潜水，水量不大。

本含水类型地段水量均不大，水位、水量随季节变化明显，主要是大气降水补给，排泄除局部消耗于蒸发外，主要沿沟谷向外排泄。

1.2 碎屑岩类孔隙裂隙水

矿区本含水类型为侏罗系层间孔隙裂隙水。直罗组底部中、粗粒砂岩及砂砾岩，厚度大，一般50m左右，岩性疏松富水性好，但水量变化大；延安组含煤地层，岩性由不同粒级的砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成，总体富水性差；安定组以红色泥岩为主，为隔水层。

2 井田水文地质条件

2.1 含水层与隔水层

据钻孔简易水文观测资料及ZK0802水文钻孔抽水试验及立新井田8、19号孔资料，勘查区含水层有2层。

2.1.1 水层

第Ⅱ含水层组：为延安组第一-第四段中砂岩含水层，从—层煤顶界至七层煤底界。其中二1煤层与二2煤层间的粗砂岩平均厚20m，三煤层顶板砂岩平均厚22m，五煤层老顶砂岩平均厚13m。12勘查线19号孔抽水试验，单位涌水量Q=0.082l／s·m，渗透系数K＝0.128m／d。水质属淡水。本含水层组为弱含水岩层组。

第Ⅰ含水层组：为直罗组下岩性段砂岩层，岩性为粗粒长石石英砂岩含小砾石，含水层平均厚度为39m。据14勘查线8号钻孔、12勘查线19号钻孔抽水试验结果单位 涌 水 量 Q=0.038～0.069l/s·m，渗 透 系 数 K=0.074～0.178m／d。水质属淡水。本组亦为较弱含水岩层组。

2.1.2 隔水层

第I、第II含水层间，即延安组上部岩性多为薄层状粉砂岩与泥岩互层，平均厚87m左右。钻探过程中未见涌水，为第I、第II含水层间之隔水层。

安定组及其下伏直罗组上岩性段两者为连续沉积，为勘查区内较厚的隔水层。安定组主要以褐红色泥岩为主，直罗组上岩性段主要以灰黄、灰绿、灰色泥岩、粉砂岩为主。

2.2 地下水特征

二道岭矿区为一向斜构造，在向斜盆地内，含水的砂岩与致密的泥岩重叠出现，加之构造控制，故地下水具承压性质。陡崖沟以北施工的钻孔，地下水大部分涌出地表，有的水头高达18m，因地形切割剧烈使地下水具有良好的排泄条件。

在勘查过程中对涌水钻孔均进行了观测，其涌水量随时间的增加而逐渐减小。由第I、第II含水层造成的孔内涌水，17号孔最大涌水量6.24m3/d，终孔涌水量1.17m3／d；96年11月2日该孔已不再涌水；1201号孔最大涌水量30.72m3/d，终孔不再涌水；1202号孔最大涌水量约96m3/d，终孔涌水量约24m3／d，至今仍然涌水，涌水量约20m3／d。由安定组中砂岩透镜体位于地势低洼处造成的孔内涌水，0102号孔最大涌水量约576m3/d，终孔涌水量约480m3／d；0202号孔最大涌水量约6m3/h，终孔后不再涌水。

依此可知，井田内地下水静储量消失后动储量不能及时补给。故地下水均有减少的趋势。从该区气候、构造、地貌等特征反映出煤矿的水文地质特征是地下水水头压力大、水量小、补给来源缺乏，地面溪流排泄良好，属水文地质条件简单类型，详见涌水钻孔一览表（表2-1）。

表1 涌水钻孔一览表

2.3 矿井涌水量预测

根据浅部矿井调查资料，矿井开采水平在+1900标高以上时，矿井涌水量150～200m3／d；建矿中期，开采水平在+1850m标高时，矿井涌水量为225～300m3／d；建矿后期，开采+1800m标高水平，其涌水量为350～450m3／d。开采水平在+1650m～+1700m标高时，2004年枯水期涌水量 300～350m3／d，丰水期涌水量 500～650m3／d，平水期涌水量为400～450m3／d。

计算公式：Q=BK×［（2H-M）M-h02］÷2R；R=2S×（K×H）1/2

式中Q：井巷涌水量（m3／d）；

H：压力水头高度；

B：巷道长度；

K：渗透系数0.1275m/d；

M：承压含水层厚度；

h0：坑道内水柱高度m；

R：影响半径；

S：水位降低；

2.4 供水水源

2.4.1 煤矿水源

煤矿内地下水比较贫乏，确台沟与二道岭沟有常年溪流，台沟有水源井2眼，日供水量可达2 400m3／d，在二道岭沟有水源井—眼，日供水量在1 000m3左右。

2.4.2 煤矿水源方向

二道岭矿区地下水水头压力大、水量少、补给来源缺乏，水量将随时间的增加而逐渐减少，不能作为长期供水水源地。根据阿盟水利局提供的情况，能够作为供水水源地的有克尔一岗营子水源每昼夜补给量为8 800m3。

2.4.3 水质

井田内水质一般属淡水，总硬度0.54～27.6德国度，pH值6.8～8.5。少部分涌水钻孔一般含有微量硫化氢气体，经短距离流动，气味消失。

3 井田水文地质勘查类型

井田内地下水有地表潜水和地下承压水两种类型，地下水补给条件差，静储量消失后动储量不能及时补给。故地下水随着矿井建设均有减少的趋势。从该区气候、构造、地貌等特征反映出煤矿的水文地质特征是地下水水头压力大、水量小、补给来源缺乏，地面溪流排泄良好，属水文地质条件简单类型。

4 结论

经一系列的勘探手段对所掌握的水文地质资料加以综合研究分析，从地貌及地表水、含（隔）水岩组类型、地下水的补给径流排泄、矿床充水因素分析、供水水源等方面充分了解内蒙古贺兰山煤田二道岭矿区天荣五号井田区域水文地质特征和井田水文地质特征，是必不可少有着举足轻重的意义，为矿区井田建设、工地建设、开采技术条件提供了重要的依据。

［1］贺兰山煤田二道岭矿区深部天荣五号井田勘查报告［R］银川：宁夏矿业开发勘查院，2008.