贵州省安顺市西秀区蔡官镇金银山煤矿水文地质特征分析

罗勤义

贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心 贵州 贵阳 550000

1 区域水文地质概况

区域上属于扬子陆块(Ⅰ)黔北台隆(Ⅱ)遵义断拱(Ⅲ)，织纳小区蔡官向斜北西翼。位于黔西北溶隙-溶洞水亚区水文地质单元的南东边缘。本区域属长江流域乌江水系，位于长江流域与珠江流域分水岭附近，为红枫湖水库西侧补给区。

2 矿区地层富水性

2.1 第四系 由残积、坡积物组成，岩性主要为坡积残积粘土、亚粘土等，主要分布在斜坡地带及冲沟、洼地附近。该层透水性强，富水性弱。

2.2 三叠系下统永宁镇组 薄层及厚层灰岩，白云岩、溶塌角砾岩为主，因区域断层F4切割部分出露于煤矿南部。含裂隙溶洞水，富水性强。

2.3 三叠系下统大冶组二段 局部出露于矿界内南部王家大坡及煤矿外东部附近雷打坡，未出露完全，出露的地层为大冶组二段底部的岩层。以灰白色薄--中厚层状，灰、深灰色石灰岩，白云质灰岩为主，含泥质条带，该段地层石灰岩岩溶发育，容易接受大量地表降水而转化为裂隙溶洞水和层间岩溶管道水。该地层含裂隙溶洞水，富水性强。

2.4 三叠系下统大冶组一段 广泛出露于煤矿的中部及南部，以灰绿色薄至中厚层状的砂泥岩为主，夹石灰岩薄层，本次勘探5个钻孔均揭露该段，简易水文观测均未发现明显的涌漏水现象，该段在煤矿范围内出露一泉点S2，采取细菌水样一件送贵州省安顺市平坝区疾病预防控制中心检验，均未检测出菌落总数及总大肠杆菌；在本次勘探区间对其流量进行了长期的观测记录统计，流量0.080L/s～0.512L/s，平均0.215L/s，其变化幅度为1:2.38，流量变化受降雨影响。该段地层含基岩裂隙水，富水性弱。

2.5 长兴组 呈条带状出露于矿区北部，由薄至中厚层状，灰色、深灰色燧石灰岩、石灰岩组成，近层面含有沥青质，富产动物化石岩。本次勘探5个钻孔均揭露该组，未发现明显的涌漏水现象。该层共有2个泉点发育，煤矿范围内为泉点S1，2017年4月7日该泉水流量为0.33L/s；煤矿范围外东部老龙寨与陆家寨间的溪沟内出露泉点S4，采取细菌水样一件未检测出菌落总数及总大肠杆菌；在本次勘探区间对其流量进行了长期的观测记录统计，流量0.221L/s～1.003L/s，平均0.505L/s，其变化幅度为1:2.29，流量变化受降雨影响，含孔洞裂隙水，富水性中等。

2.6 龙潭组 出露于矿区北部。主要由灰至深灰色，砂泥岩夹石灰岩等。抽水钻孔J301的水样检测结果为SO4·HCO3—Ca水，固溶物414毫克/升，总硬度243.595毫克/升，PH值6.95。本次勘探5个钻孔均揭露该地层，均未发生明显的涌漏水现象。该层在煤矿范围内无泉点出露，地表调查3处老窑已被封闭，未有水流出。该组含基岩裂隙水，富水性弱。

2.7 峨嵋山玄武岩组 该组地层岩性为玄武岩，在揭露该层的J301钻孔中未见涌漏水现象，矿区内未见泉水点。该层含基岩裂隙水，富水性弱，为相对隔水层。

3 断层带水文地质特征

矿区总体上呈一单斜构造，矿区南部边界附近发现F2、F4断层。F2为一正断层，走向约80°，倾向150°，倾角70°，落差约60m，导水性差，富水性弱。F4也为一正断层，走向约85°，倾向150°，倾角70°，落差约450m。F4在未受到开采扰动的情况下导水性差，富水性弱。本次施工在J302孔142.35m处揭露隐伏断层F302-1，为一正断层，走向约110°，倾向70°，倾角30°，落差＜5m，导水性差，富水性弱。

4 地表水

4.1 冲沟水:呈树枝状分布在矿区北部边界和南东部，受降雨控制，北部冲沟水汇入三岔河，南东部冲沟水汇入穿洞河经乐平河汇入红枫湖。

4.2 山塘:区内有两山塘，为保护山塘已设计保留保护煤柱，目前地表无裂缝、崩塌等现象，对煤矿生产影响不大。山塘水流入穿洞河经乐平河汇入红枫湖。

4.3 小水库:煤矿北部边界外有团结水库，坝顶标高+1463m，水库容量约175000m3，水流入三岔河。煤矿东部边界外有鹅闹冲水库，水库坝顶标高约+1462m，水库容量约150000m3。煤矿南西部边界外有安家箐水库，水库坝顶标高约+1441m，水库容量约200000m3。鹅闹冲水库、安家箐水库水流经乐平河汇入红枫湖，为保护这些小水库已设计保留保护煤柱，但将来煤矿开采掘进至小水库边界附近时，必须特别重视生产安全。

5 矿井水文地质条件

5.1 老窑采积水情况 老窑主要位于煤矿北部边界0号煤露头附近，以斜井为主，当年由于井口垮塌、排水困难、通风困难等原因而停采。这些老窑里的积水对将来煤矿开采其附近煤层时存在着安全隐患，将来可利用物探等手段查清情况，提前疏干降压，排除隐患。

5.2 采空区积水情况 本次调查，结合矿方提供的资料，该矿斜井开拓，目前采空区的充水水源主要为岩层中渗出的水，受降雨入渗影响，井下以面状方式渗出为主，采空区整体北高南低，与煤层倾向基本一致，井下水流由北向南部低处汇集然后抽排出矿井，目前矿井下各主要疏水通道畅通，抽水设备每天运行正常，矿井内的积水基本被排干。但是以预防为主，开采浅部及这些采空区附近煤层时，一定要执行“有掘必探，先探后采”的原则。

6 煤矿地下水补给、径流、排泄条件

大气降水是区内地下水的主要补给来源，大气降水大部分沿细小裂隙或孔隙下渗补给方式是区内地下水补给的主要特点，整个矿区范围均处于补给区。地下水径流方向与地表水的径流方向基本一致，南东面地表冲沟水、地下水自北西向南东径流，注入矿区南东边界外的溪沟然后经穿洞河流入乐平河。北部冲沟水最终汇入煤矿外北部三岔河，三岔河河谷为当地最低侵蚀基准面，海拔1320m。

7 开采后矿井水文地质条件的变化

根据矿井的生产实际，结合本次勘探所得资料分析，该矿目前矿井水文地质条件复杂程度为中等。将来随着采空区范围扩大，地面可能会产生崩塌、滑坡、地裂缝等不良地质现象，地表水通过地裂缝也会大量渗入井下；在南部，因煤层直接与强含水层T1yn石灰岩直接接触，当采面接近南部断层时，涌水量会成倍增加甚至有突水的可能。因此，矿井水文地质条件会随开采范围扩大而发生相应的变化，在开采后期会并变得越来越复杂，开采过程中应结合生产实际进行分析，以指导安全生产。

8 充水因素分析

8.1 充水水源:有地表冲沟水，第四系孔隙水，龙潭组弱基岩裂隙水，老窑采空区积水。

8.2 充水通道:有岩石天然节理裂隙，采矿冒落裂隙，断层破碎带，老窑采空裂隙，封闭不良的钻孔等。

8.3 充水方式:地表水及地下水主要通过节理和裂隙沿巷道顶板以滴水、淋水等方式渗入矿井。

9 突水地带预测

在本矿区南部发育区域性正断层F2和F4，落差分别为60m和450m。断层造成南部上盘的富水性较强的三叠系下统永宁镇组、大冶组和二叠系上统的长兴组等地层与含煤地层中的煤层接触或接近。断层F2和F4附近地带以及含煤地层出露或煤层露头地带为煤矿防治突水或透水的重点地带。

10 矿井涌水量估算

根据矿方提供的涌水量台账，本矿涌水量受降雨影响，枯季最小涌水量374m3/d，雨季最大涌水量556m3/d，正常涌水量451m3/d。矿井先期开采地段，通过本次涌水量估算，正常涌水量2437m3/d，最大涌水量2998 m3/d。将来煤矿生产过程中，应根据矿井实际涌水量资料，及时对估算涌水量的计算公式及参数进行修正，使其更符合开采后矿井水文地质条件。

小结:目前矿井直接充水水源主要为长兴组岩溶裂隙水、龙潭组基岩裂隙水及老窑采空区积水，以顶板裂隙充水为主，矿井水文地质条件复杂程度为中等，水文地质类型属二类二型。但将来随着煤矿开采面积的扩大，矿井的水文地质条件会变得较复杂，将来应结合生产实际进行分析。