白音华煤田三号露天矿区水文地质条件分析

张德顺

白音华煤田位于内蒙古自治区锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗白音华镇管辖，白音华煤田三号露天矿位于煤田中部，西南和东北分别以白音华煤田二号露天矿和白音华煤田四号露天矿相邻，井田面积46.23 km2的不规则图形。

本区地处白音华煤田中西部，属白音华盆地水文地质单元的西南部分。高力罕河床标高1003m，即为本区最低侵蚀基准面，露天矿最低排泄面为3煤组含水岩组底板，标高686m。

露天区水文地质条件叙述如下：

一、含水层

露天矿区开采充水的含水层有第四系孔隙潜水含水层，1、

2、3煤组裂隙承压水含水层组。

（一）第四系孔隙潜水含水层：岩性以细、中砂为主，局部含砾，工作帮（北帮）粉砂增多，深度及厚度变化较大，由0.02m～36.67m，一般7.99m左右。低洼湖沼处有局部上层滞水。

由15—水1孔抽水试验17-水2群孔抽水试验，获知（2004年白音华煤田三号露天矿勘探资料），含水层厚度6.83～21.33m，水位埋深2.25、2.27m，标高993.81～982.07m，单位涌水量从0.187变小为0.117L/S·M，渗透系数从2.727变小为0.564m/d。水质为HCO-3—Ca2+Mg型变为HCO3—Na+型，矿化度0.637g/L增高为0.999g/L，PH值为7.74、7.10，水温7℃。属中等富水性含水层。

（二）白音华组裂隙承压含水岩组：包含1、2、3煤组含水岩组，含水岩性主要为煤层，粗、细砂岩及砂砾岩，为半胶结岩层，胶结物为泥质及凝灰质胶结松散，在地应力作用下产生纵横交错的裂隙，为地下水运动和积聚提供条件，地下水运动对裂隙的沟通和扩大起了一定的作用。

（1）1煤组裂隙承压含水岩组：该组含水层为1上、1中、1下煤层及砂岩。湖盆边缘9-7孔处，厚度最大74.87m，平均27.89m，隐伏露头082-4至10-4孔地段，厚度0.36m（9-5孔）～1.14m（10-3-8孔）。由3-水2孔抽水试验获知：水头埋深43.50m，标高1018.46m，单位涌水量0.357L/S·M，渗透系数1.683m/d，水质为HCO-3·Cl—--Na+Ca2+型，矿化度0.996g/L，PH值7.44，水温8℃。属于中等富水岩组。

（2）2煤组裂隙承压含水岩组：该组含水层为2-1上、2-1中、2-1下煤层及砂岩。（据2004年白音华煤田三号露天矿勘探资料）。厚度最大77.85m（072-5孔），平均16.36m，南西部厚度为0.15（8-9孔）～2.35m（7-9孔），隐伏露头处0.71m（10-2孔）～3.85m（102-3孔）。12～14线间（14-10号孔）该岩组缺失。

由4-01孔抽水试验获知：水头埋深31.48m，标高1016.23m，单位涌水量0.991L/S·M，渗透系数3.753m/d。水质为Cl—·HCO-3-- Na+Ca2+型，矿化度2.255 g/L，PH值7.19，水温6℃，本区SW的878孔在1号露天矿内，1987年8月抽水试验资料得出水头埋深11.54m，标高1019.6m，单位涌水量0.2643

L/S·M，渗透系数1.4839 m/d，水质为HCO-3-- Ca2+·K++Na+型，矿化度0.466 g/L，PH值7.5。

从上述资料可以看出，此含水岩组富水性在不同地段有差异，属中等富水性含水岩组。

（3）3煤组裂隙承压含水岩组：该组含水层为3-1、3-2、3-3煤层及砂岩。Ⅱ号背斜SW翼12-7孔厚度最大120.44m，平均30.05m。南西部厚度为0.78（8-9孔） ～4.51m（9-9孔），隐伏露头处为0.50m（082-1孔）～4.30m。

本区对该岩组进行了11-3孔群孔抽水试验及13-7孔单孔抽水试验。9-3、151-3、172-3孔为2、3煤组含水岩组混合单孔抽水试验，三个孔的2煤组含水岩组厚度分别为14.58m、1.89m、2.61m，该岩组比其厚9.87m、26.03m、29.16m，混合抽水试验资料可视为反映了该岩组的水文地质特征。

综观5个抽水试验孔资料，平面上以13线（Ⅱ号背斜）为界，对SW、NE两部分予以水平分带论述。

①13线SW部分：9-3孔、11-3孔水头埋深从37.61m变浅为0.38m，标高为1015.258～1006.042m，单位涌水量由0.0746l/s·m变大为0.174l/s·m，渗透系数从0.106m/d变大为0.311m/d。水质从Cl-·HCO-3—Na+ ·Ca2+型变为Cl-·HCO-3—Na+型，矿化度由2.249 g/l降低为1.493g/l，均属微咸水。F-含量

0.20～0.60mg/l。总硬度（CaCO3）897.31～420.38mg/l，由极硬水变为硬水。PH值皆为7.62，属中性水。水温7℃。

②13线NE部分：13-7孔、151-3孔、172-3孔水头埋深分别为+5.98m、+1.28m、+0.40m，标高分别为1003.227m、993.585m、985.047m，单位涌水量由2.454l/s·m变小为0.200l/s·m、0.0194l/s·m，渗透系数由11.224m/d变小为0.600m/d、0.0441m/d。水质皆为HCO-3· Cl-—Na+ 型。矿化度<1g/l，均属淡水。F-含量在13-7孔为0，172-3孔、151-3孔则为0.30 mg/l、0.90mg/l。从总硬度（CaCO3）看，13-7孔、172-3孔为103.09～106.10mg/l，属软水，151-3孔为48.04mg/l，属极软水。从PH值看，13-7孔、172-3孔为7.82～7.84，属中性水；151-3孔为8.22，属弱碱性水。水温5℃。垂向上该岩组在12-7孔、13-7孔、14-7孔地段，顶板标高分别为967.50m、961.50m、963.67m，高于相邻地段，为平缓向斜构造中的小背斜（Ⅱ号背斜），因所处空间位置较高，含水岩组相对埋深较浅，地下水循环交替相对较强，13-7孔的抽水试验在水量、水质两方面显现了与其它地段较大差异。

从上述资料分析，3煤组含水岩组属弱～强富水性含水岩组。

二、隔水层

四个含水层（岩组）之间基本发育有稳定的隔水层，岩性以粘土、泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩及粉砂岩为主。

（一）煤组含水岩组顶部隔水层。该层仅在10线SW部分发育，由第四系孔隙潜水含水层底部中更新统冲湖积粘性土、第三系上新统粘土、1煤组顶板泥岩组成。从潜水层底板至1煤组含水岩组顶板的层间距最大为132.41m（7-7孔），最小14.18m（10-7孔），平均66.10m。厚度最大116.40m（082-5孔），最小

13.35m（092-7孔），平均51.39m。

隔水层内砂（岩）夹层厚度0.00～95.05m（072-7孔）。唯072-7～072-8孔夹层厚度大于隔水层，两孔层间距分别为122.85m、93.71m，粘土、泥岩厚度分别为27.30m、40.01m，隔水性好。

（二）煤组含水岩组顶部隔水层。1煤组含水岩组（或潜水层）底板至2煤组含水岩组顶板的层间距最大为280.40m（7-8孔），最小2.50m（072-4孔），平均98.36m。厚度最大232.50m

（182-8孔），最小2.50m（072-4孔），平均82.48m。12-14线间（14-10孔除外）该层缺失。

隔水层内砂（岩）夹层厚度0.00～201.13m（7-9孔），唯湖盆边缘7-9、7-8、8-9、8-7、9-8孔地段及151-11孔地带夹层厚度大于隔水层，但最小泥岩厚度>3.83m，隔水性良好。

（三）煤组含水组顶部隔水层。2煤组含水岩组（或潜水层）底板至3煤组含水岩组顶板的层间距最大为193.43m（10-8孔），最小为0，平均32.53m。厚度最大为123.19m（10-8孔），最小为0，平均23.95m。

14线NE部分一般厚度<10 m ，19-7孔、182-8孔、18-2孔、182-13孔地段，162-2孔、161-6孔、17-6孔、15-12孔地带，3煤组含水岩组与上部含水岩组相连，隔水层缺失。东侧厚度增大至85.55m（162-1孔）。

14线SW部分一般厚度>10m，唯11-6孔、10-4孔、9-7孔地带厚度<5m。

隔水层内砂（岩）夹层厚度0～58.77m（072-6孔）。凡夹层厚度大于隔水层地段，隔水层厚度>10m ，隔水性好。

（四）煤组含水岩组底板隔水层。3煤组含水岩组底板以下是巨厚泥岩，隔水性好。