【文章內(nèi)容簡介】 和奧陶系巖層，本區(qū)近晚期新構造運動處于緩慢下降過程，地表水系、河流階地和溝谷均不發(fā)育。 井田水文地質(zhì)條件 茴村勘探區(qū)處在區(qū)域水文地質(zhì)單元的滯緩徑流區(qū)，井田被一系列近北東向的斷層切割，尤其是井田東、西兩側被落差較大的高角度正斷層切割，在垂向上形成一系列南北向長條狀地壘，各條塊間水力聯(lián)系受到限制。雖然井田內(nèi)各個含水組的水文地質(zhì)條件與區(qū)域上基本一致，但是基巖地下水的補給、徑流、排泄條件及其賦存狀態(tài)，均受邊界斷層的控制和影響。 （ 1） 含水層與隔水層 按水文地質(zhì)特征，并結合井 田具體情況，從上至下劃分為六個含水組，現(xiàn)分述如下： 第三、四系孔隙水含水組 第三、四系沉積層一般厚度 200～ 240m，總的趨勢，自北向南由厚變薄。 35線以南地區(qū)厚度一般小于 220m， 35 線至 40 線以西之間小于 240m， 40 線以北大于 240m。 新生界最底層巖層一般是良好的隔水層，厚度大，以粘土為主，但在井田中部的 39 線 ~40 線一帶和沿二 2煤層露頭的 371孔、 3406孔及區(qū)外的 351 孔附近為“天窗”分布區(qū)（新生界最底層巖層為含水層）。另外，還有一種情況是新生界局部地帶的最底層雖是隔水層，但巖性為亞粘土，一般厚度 2~5m，而上部巖層則是質(zhì)純、分選性好的中砂和細砂層，含水性較好，厚度也較大，在開采后期，原始受力狀態(tài)遭到破壞后，可與下伏基巖含水組發(fā)生水力聯(lián)系。 本含水層組可分為六個含水段（見表 141）。 表 141 第三、四系含水層組各含水段水文地質(zhì)特征表 特征 編號 深度（ m） 起～止 時代 巖性 層數(shù) 厚 兩極值 度 一般 水力 性質(zhì) 分 布特征 隔水層巖性 1 ～ Q4 粉砂 中砂 1～ 5 ～ 10～ 5 孔隙 潛水 厚層狀 層狀 粘土 亞粘土 河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 15 2 ～ Q13 中砂 細紗 1～ 2 ～ 5～ 6 孔隙承 壓水 層狀似 層狀 粘土 3 ～ 細砂中砂 1～ 6 ～ 8～ 10 同上 層狀 薄層狀 粘土 4 N2 2 砂 中砂 1～ 2 ～ 15～ 20 同上 層狀 厚層狀 鋁質(zhì) 粘土 5 ～ N1 2 細砂 中砂 1～ 2 ～ 3～ 4 同上 薄層狀 條帶狀 含少量鈣質(zhì)粘土 6 ～ N1 細砂 中砂 1～ 3 ～ 6～ 同上 透鏡狀 鈣質(zhì) 粘土 以上六個含水段中的第一個含水組的富水性和水質(zhì)都比較好。第四個含水段 ,雖然也有較好的富水性，但根據(jù) 388孔抽水流場分析，其流場的補給時間約為抽水持續(xù)時間的 倍，說明補給條件差，而從區(qū)域上分析，該含水層的補給條件和富水性都比較好，是供水的目的層，因此第四含水段仍可作為中小型供水水源。 上述諸含水段之間，普遍有良好的隔水層。一般情況下無水力聯(lián)系，以層間水平運動為主。 （ 2）基巖風化帶裂隙承壓含水組 基巖風化帶主要由砂巖、泥巖和砂質(zhì)泥巖所組成，底界以風化帶發(fā)育深度為準，厚度 20～ 30m，一般 25m，作為地下水儲存、運移場所的風化節(jié)理裂隙，不甚發(fā)育，延伸淺，消失快，隨深度增加而減弱，并有泥質(zhì)及巖屑充填，節(jié)理面上常見許多銹黃色鐵質(zhì)及褐色錳質(zhì)薄膜，富水性不均勻，自上向下逐漸變?nèi)?，垂直運動為主。 基巖風化帶在無“天窗”的情況下，與上覆含水層無水力聯(lián)系，鉆進過程中未發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象，沖洗液消耗量不大。據(jù) 374孔抽水證明，流場范圍內(nèi)，巖層含水性較弱，補給源貧乏，水位復原時間長于抽水持續(xù)時間的 倍，以消耗靜儲量為主。地質(zhì)報告通過與新莊井田抽水成果對比也證明了風化帶富水性微弱，滲透性能差，屬弱含水巖組。 但是，在 39～ 40線以淺一帶以及煤層露頭區(qū)的個別地段，第三、四系的最底層為含水層時，該含水組則接受上部孔隙承壓水的補給，水文地質(zhì)條件變得復雜。 （ 3）二 2煤層上（ 60m）砂巖裂隙承壓水含水組 由二 2煤層上 60m 范圍內(nèi)的細、中粒砂巖組成，是二 2煤的直接河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 16 充水巖組，砂巖層數(shù)最多 8層，最少 1 層，一般 3～ 5層，厚度 7～15m。砂巖厚度較大的區(qū)段有三個：①中部 411 孔～ 3805 孔：呈南北向帶狀，厚度大于 20m，最厚的 394 孔達 ；②南部 3406 孔～3204 孔：呈南北向帶狀，厚度大于 20m；③ 42 線以北：厚度最大，4608 孔大于 55m，節(jié)理裂隙不甚發(fā)育，且多被白色方解石脈充填。鉆進時沖洗液消耗量不大，一般小于 ，大于 1m3/h的鉆孔有415 孔等 4 個鉆孔。根據(jù) 372 孔水位恢復曲線反映，流場補給條件不佳，導水性差，水位恢復曲線計算出的滲透系數(shù)比裘布依公式計算值還小 31%，偏小原因是因為井旁富水性強于流場平均值所引起的，其穩(wěn)定流抽水實驗結果的一組數(shù)據(jù)顯示，該含水組補給源不足，透水性能差，富水性弱。 地質(zhì)報告根據(jù)本含水組與第三、四系和風化帶含水組的重迭關系和采用經(jīng)驗公式計算出的導 水裂隙帶高度（如表 133），可將該含水組相對的分為三種不同的水文地質(zhì)情形，具體如下。 表 133 導水裂隙帶高度計算表 裂 隙 帶 最大 高 度（ m） 計算公式 適用條件 H=100M (+)+ M= 水平及傾斜、緩傾斜煤層隔水性能好的中硬覆蓋巖層 情形 1：二 2煤層至基巖風化面厚度小于 35m，導水裂隙帶頂部已進入第三、四系含水組。此情形沿二 2煤層露頭呈帶狀分布，范圍較小。在區(qū)內(nèi)“天窗”地段，則與第三、四系、基巖風化帶含水組發(fā)生水力聯(lián)系，水量增大，在開采后期，有可能沿塌陷裂縫涌進巷道，發(fā)生突水。相應區(qū)域一般作為防水煤柱。 情形 2：二 2煤層至基巖風化面厚度 35～ 60m，導水裂隙帶頂部進入基巖風化帶含水組。此情形分布 3606 孔、 396孔附近，面積很小。僅接受基巖風化帶含水組補給，不會構成大的突水威脅。但在個別區(qū)域基巖風化帶含水組含水性較好，應加強探水工作。 情形 3：二 2煤層至基巖風化面厚度大于 60m，導水裂隙帶頂部未進入基巖風化帶含水組，無水力聯(lián)系 ，水文地質(zhì)條件簡單。本井田大部分區(qū)域?qū)儆诖朔N情形。 （ 4）二 2煤底板太原群上段灰?guī)r（ L9～ L7）巖溶裂隙承壓含水組 井田內(nèi)共有 14 個鉆孔揭穿該含水組，占施工鉆孔總數(shù)的 %，河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 17 是二 2煤底板充水巖組，由 3～ 5 層灰?guī)r組成，頂界為 K3頂板，底界為 L7灰?guī)r底板，一般厚度 18～ 20m，在井田范圍內(nèi)，南北兩端稍薄。該含水組以 L8分布最穩(wěn)定，且厚度大，最厚 （ 393 孔），一般 6～ 8m，溶隙比較發(fā)育，巖溶不發(fā)育，有少量的巖溝、溶槽和小孔洞，溶隙多被白色的方解石脈充填。 由于該含水組水量較豐富，水壓高，井田內(nèi)斷 裂又比較發(fā)育，《精查報告》選擇 38— 38— 10 兩孔進行了抽水試驗，成果見下表。 表 134 38— 38— 10 孔抽水試驗成果表 項目 孔號 水位 水位標高 （ m） q ( 升 / 秒米 ) R （米） K （米 /升） M （克 /升） 水化學類型 38— 7 SO4K+NaCa 38— 10 SO4— CaK+Na 該含水層與二 2煤層間有多層砂巖和少量的砂質(zhì)泥巖、泥巖，厚度一般在 50m 左右，形成良好的隔水屏障。 （ 5）太原群下段灰?guī)r（ L1～ L4）巖溶裂隙承壓含水組 井田內(nèi)共有 5個鉆孔揭穿該含水組，占施工鉆孔總數(shù)的 %，由 3～ 4層灰?guī)r組成，頂界為 L4灰?guī)r頂板，底界為 L1灰?guī)r底板，厚度～ ，一般 14～ 17m，以 L2分布最穩(wěn)定，厚度大，最厚 （ 41— 3 孔），最薄 （ 41— 5 孔），一般 7～ 8m，巖溶裂隙比較發(fā)育，裂隙多被白色方解石脈充填，巖組含水性較好，但不均勻。鉆進過程中，發(fā)現(xiàn)漏水鉆孔一個（ 39— 4 孔），沖洗液消耗量最大。從灰?guī)r化學樣分析結果可以看出，屬微溶灰?guī)r。 該含水層組之上即為太原群中段巖層，厚度一般 30m 左右，主要巖性為砂質(zhì)泥巖、泥巖和少量的薄層灰?guī)r，系良好的隔水層。 （ 6）奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水組 井田內(nèi)共有 3個鉆孔揭露，占施工鉆孔總數(shù)的 %，其中兩個鉆孔揭深為 50m 以上，一個鉆孔為 ，含水巖層為層狀～厚層狀灰?guī)r，灰色， 隱晶質(zhì)，性脆，塊狀，中夾鋁質(zhì)泥巖薄層，含黃鐵礦結核，節(jié)理裂隙比較發(fā)育，被白色方解石脈充填后，呈樹枝狀或網(wǎng)河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 18 狀。局部具有溶蝕現(xiàn)象，有溶溝、溶槽和小溶洞，洞內(nèi)有泥質(zhì)填物，屬較強含水巖組，具有水壓高，突水猛等特點。 頂部隔水層 C2厚 ～ ，其中鋁質(zhì)泥巖有的厚達 ，隔水性能良好，因此，一般情況下，與上覆含水巖組無水力聯(lián)系。 斷層對本井田地下水的控制與影響 （ 1）受邊界斷層 F28和 F4的斷錯影響，井田為一地壘式斷塊，基巖含水組的連續(xù)性遭到了嚴重破壞，地下水的賦存狀態(tài)、運動條件也 發(fā)生了變化，二 2煤對接下降盤巖性多為不同時代的泥巖、砂質(zhì)泥巖。而對接上升盤巖性多為 C3灰?guī)r、 Q2灰?guī)r（落差大的斷層），少數(shù)是泥巖、砂質(zhì)泥巖（落差較小的斷層），斷層切斷了地下水的側向水平補給，改變了原有的層間運動及徑流方向，致使地下水處于似停滯的封閉狀態(tài)，循環(huán)交替條件差。 （ 2）井田內(nèi)斷層破碎帶的含、導水性 ① 按力學性質(zhì)分析，井田內(nèi)斷裂，多呈壓性或壓扭性，理論上其含、導水性差。 ② 在鉆進過程中，斷層破碎帶也未發(fā)現(xiàn)漏水，沖洗液消耗量不大，對 F32破碎帶進行的穩(wěn)定流抽水試驗，也證明了富水性微弱，導水性差，且具有一定的阻水性能。 ③ 從 40— 1 38— 7 孔的抽水流場分析中，也揭示出了下列斷層破碎帶的的含、導水性能較差的水文地質(zhì)特征； 40— 16孔：為 F32破碎帶的抽水孔，水位恢復曲線顯示，水位恢復三天多，而僅為抽水前位的 47%，充分證明了它是一個儲水條件和導水性能差的斷層。 38— 7孔：該孔系 C3上部灰?guī)r段的抽水孔，水位恢復曲線反映，流場中存在兩條阻水斷層，一條是 F3在 370 分鐘出現(xiàn)，一條是 F104斷層，在 1110 分鐘出現(xiàn)。 總之，本井田內(nèi)斷層原始 狀態(tài)下，含、導水性較差。但值得說明的是，礦井開采后，有可能破壞其原始應力平衡，增強導水性，生產(chǎn)中應引以為重視。 《精查地質(zhì)報告》采用大井法預計了礦井涌水量，結果是： 400m 水平正常涌水量 ，最大涌水量為 m3/h。 煤層特征 河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 19 含煤地層 本區(qū)含煤地層有二迭系（ P）太原組、山西組及下石河子組和上石河子組一、二段，總厚 ，共含煤 22 層（分為一 ～ 六共 6個煤組），煤層總厚 。主要煤層特征見表 122。 表 122 主 要 煤 層 特 征 表 煤層編號 煤層厚度 結構 與標志層間距 可采情況 穩(wěn)定程度 山西組 二 2 ～ 平均 簡單 上距 K4 普遍可采 穩(wěn)定 下石河子組 三 2 2 0～ 平均 簡單 上距 K5 局部可見可采點 不穩(wěn)定 下石河子組 三 2 3 0～ 平均 簡單 上距 K5 局部可采 不穩(wěn)定 下石河子組 三 2 4 0～ 平均 簡單 上距 K5 偶見可采點 不穩(wěn)定 由上表可以看出，僅下二迭統(tǒng)山西組二 2煤全區(qū)發(fā)育，層位穩(wěn)定，普遍可采，為本礦井主采煤層。下石河子組三 32 煤局部可采。其余煤層均不可采。 可采煤層 （ 1） 二 2煤層 二 2煤層賦存于山西組中部，上距 ，下距 K345m，煤層厚度 ～ ，平均厚度 。煤厚 ～ m 的有 10 個點，占 %； ～ m 的 22 個點（多集中在初采區(qū)），占 %；大于 的 4 個點，占 %?？梢姡汉穸嗉性?～ 之間，屬穩(wěn)定 ～ 較穩(wěn)定型中厚煤層，煤層結構簡單。 （ 2） 三 32煤層 三 32煤層賦存于下石盒子組中部，下距二 2煤層 。為局部可采煤層，可采區(qū)域分北、中、南三塊，可采區(qū)平均厚度 ， 煤巖對比 本區(qū)共有 6 個煤組，各煤組特征明顯，標志層易于識別，煤組對比主要依據(jù)標志層。標志層自下而上為： K K K S(沙鍋窯砂巖 )、 K K K K K K9，如表 123。 河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 20 表 123 標 志 層 特 征 表 所在組段 標志層 代號 標志層 厚度