贵州省习水县桑木场背斜北西翼煤炭整装勘查区水文地质条件浅析

2016-04-14兰红强

地球 2016年8期

关键词：灰岩水文地质含水层

■兰红强

（贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心贵州贵阳550081）

贵州省习水县桑木场背斜北西翼煤炭整装勘查区水文地质条件浅析

■兰红强

（贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心贵州贵阳550081）

通过对整装勘查区水文地质概况、水文地质特征、充水因素、充水机理分析，确定整装勘查区水文地质类型，为以后矿床开采提供依据。

煤炭地质矿床

整装勘查区位于云贵高原向四川盆地过渡地带，区域构造桑木场背斜北西翼次一级背、向斜组合的储水构造单元内，地表水系属长江流域赤水河水系以及綦江水系，其中勘查区北东部温水镇以东属綦江水系，其余区域属赤水河水系，

1　整装勘查区水文地质条件

1.1地表水、地下水水文地质特征

整装勘查区地表水系较发育，区内地表河流主要有属长江流域赤水河水系的赤水河、官渡河、梅溪河、大水河及属长江流域綦江水系的温水河。官渡河、梅溪河、大水河流入区外的习水河、桐梓河及官店河，最终均流入赤水河。温水河沿途接受溪沟水等补给后汇入綦江，区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类，地下水类型主要为碳酸盐岩中的裂隙溶洞水、碎屑岩夹碳酸盐岩溶洞裂隙水及碎屑岩中的基岩裂隙水及第四系孔隙水四类。大气降水主要以大气降水作为主要补给来源。

1.2地层水文地质特征

整装勘查区出露地层从新到老有第四系（Q），三叠系下统茅草铺组（T1m）、夜郎组（T1y），二叠系上统长兴组（P3c）、龙潭组（P3l）及中统茅口组（P2m）。各地层水文地质特征由上至下分述如下：

（1）第四系（Q）。本地层孔隙度大，透水性强，含孔隙水。区内出露泉点3个，流量分别为0.032、0.07、0.72L/s，经S213号泉长期动态观测，流量为0.95～2.38L/s，流量随季节降水变化明显，易干涸。总体上含水量少，富水性弱，属弱含水层。

（2）三叠系下统茅草铺组（T1m）。出露于整装勘查区东部、北部、中部、南西部，主要由灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩等组成。第二段（T1m2）：主要由灰、浅灰色中厚层状灰白云质灰岩、白云岩及似层状角砾状白云岩组成，段厚211.47～267.65m，平均235.66m。地表形成峰林、峰丛，溶沟、石芽极为发育，峰间形成岩溶洼地，洼地内时有落水洞发育。地表发育干溶洞8处，落水洞18处，干漏斗2处；出露泉点53个，均为下降泉。本段地层含裂隙岩溶水，富水性强，属强含水层。第一段（T1m1）：由灰色、浅灰色中厚层状灰岩、泥质灰岩组成，段厚191.84～235.75m，平均212.40m。地表常形成峰林、峰丛及溶沟、石芽地貌，部分峰间形成岩溶洼地，洼地内时有落水洞。地表发育干溶洞9处，落水洞21处，干漏斗1处，暗河出口1个（Z70）；出露泉点36个，均为下降泉，流量为0.022～45.64L/s，平均流量为2.60L/s；暗河出口流量为82.5L/s。暗河出口水流量相对较小，汇入官渡河。本段地层含裂隙岩溶水，富水性强，属强含水层。

（3）三叠系下统夜郎组。A.九级滩段（T1y3）。紫色、灰紫色夹灰绿色薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩，亚段厚167.55～209.74m，平均190.04m。地表形成剥、侵蚀斜坡地貌。地表发育落水洞1处，发育于灰岩中；出露泉点70个，均为下降泉，除发育于灰岩中6个泉点流量较大外（1.13～16.81L/s），其余泉点流量均小于1L/s，为0.013～0.55L/s。本层岩石致密，厚度厚，地表含风化基岩裂隙水，往地部则含构造裂隙水，含水性弱，属弱含水层，可视为相对隔水层。B.玉龙山段（T1y2）。该段岩性主要由灰色、浅灰色泥质灰岩、灰岩组成，段厚81.63～152.43m，平均为116.19m。地表发育出水洞1处，落水洞4处；出露泉点32个，均为下降泉，流量为0.012～5.28L/s。本段层含裂隙岩溶水，富水性强，属强含水层。C.沙堡湾段（T1y1）。灰色、浅灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，段厚8.18～23.97m，平均厚16.24m。本段地表岩石含风化基岩裂隙水，往地部则含构造裂隙水，含水性弱，属弱含水层，可视为相对隔水层。

（4）二叠系上统长兴组（P3c）。岩性为灰、深灰色灰岩、燧石灰岩。组厚36.81～61.12m，平均厚48.49m。地表发育落水洞1处；出露泉点7个，均为下降泉，流量为0.03～0.87L/s。本组地层含裂隙岩溶水，富水性中等，属中等含水层。

（5）二叠系上统龙潭组（P3l）。区内主要含煤地层，在木袒坝背斜两翼地表以及区南部整装勘查区边界附近均有出露，岩性主要为细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩、煤层等组成。受风化剥蚀、侵蚀等作用地表形成槽谷地貌。地表发育落水洞1处；出露泉点15个，均为下降泉，流量为0.02～0.53L/s；调查老窑89个，其中21个老窑未见水流出，68个老窑均有水流出，流量为0.01～1.70L/s，绝大部分流量均小于0.1L/s，出水方式为顶板滴水、边帮渗水。据2个泉点动态观测成果，S152泉流量为0.08～0.51L/s，平均为0.22 L/s，水质类型为HCO3-SO4-2-Ca+2，固溶物为0.671g/L；S151泉流量为0.08～0.67L/s，平均为0.27 L/s；Z63泉水流量为0.15～1.45L/s，平均为0.55 L/s。。本组地层浅部含风化裂隙水，深部含构造裂隙水，富水性弱，属弱含水层。

（6）二叠系中统茅口组（P2m）。在整装勘查区南部边界附近以及龙保背斜轴部及两翼均有出露，岩性为灰～深灰色中厚层状—厚层状含少量燧石斑块及结核的灰岩。地表发育干溶洞3处，落水洞43处；出露泉点23个，均为下降泉，流量为0.02～8.16L/s。本次勘查绝大部分钻孔控制本组地层顶部约15m，4个钻孔控制厚度约60m，冲洗液均未全漏失及地层未见涌水，岩石发育节理裂隙及晶洞。本组层地层含裂隙岩溶水，富水性强，属强含水层。

1.3断层水文地质特征

整装勘查区内断层主要发育于南西部隆兴镇至中部东皇镇图书村一带，共发现断层40条，其中地面出露断层32条，隐伏断层8条。根据区内断层性质、切割含水层、分布情况及对煤矿床开采可能引起充水，总体来说，断层还可能沟通了各地层的水力联系，地下水活动更加强烈。在煤层的开采过程中，地面的塌陷及采矿的冒落裂隙都将引起断层导水性增加，这些断裂破碎带是将来的矿床充水的重要通道。因此，断层对矿井涌水量有着重要的影响，煤矿在开采过程中应加以防范，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。区内地表冲沟水较发育，位于含煤地层露头地带及上覆地层地带的冲沟水沿途接受泉水补给呈树枝状汇成小溪沟，雨季还有较大面积大气降雨汇入，水量较大，冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带直接接触，将来沿沟溪一带开采煤层时，冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部煤层开采的直接充水水源。

整装勘查区中部至北东部发育流量较大的官渡河、梅溪河、大水河、温水河均流经煤系地层，当开采至河床附近时，河流水极有可能沿断裂带、采矿裂隙进入含煤地层，成为矿井直接充水水源。

（2）地下水。龙潭组为区内含煤地层，含基岩裂隙水，当煤层开采时，这些基岩裂隙水将构造断裂带、采矿裂隙等进入矿井，成为煤矿床开采的直接充水水源。此外分布于煤层浅部的老窑积水也是可

采煤层顶板直接充水水源。

3　水文地质类型

本矿床赋存于龙潭组弱含水层中，其中龙潭组5号煤层之上因有数层厚度不一的灰岩，且长兴组中等含水层直接覆盖于龙潭组之上，煤层开采导水裂隙带又会波及长兴组中等含水层及夜郎组玉龙山段强含水层。

本区地处云贵高原向四川盆地过渡地带，为背向斜组合的储水构造单元。多条地表河流蜿蜒流淌其中，区内小部分煤层埋深高于当地最低侵蚀基准面，大部分煤层埋深低于当地最低侵蚀基准面，未来矿井主要受夜郎组长兴组中等裂隙溶洞水、龙潭组弱裂隙水充水为主，个别地段还受冲沟水、河水、老窑积水、茅口组岩溶水充水影响，在局部可能发生突水，故本区水文地质条件复杂程度为中等，水文地质勘查类型属二类二型。