神東礦區(qū)含水層含水特征分析

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1、神東礦區(qū)含水層含水特征分析時(shí)間：2005-7-299:43:17編輯：煤炭網(wǎng)神東煤炭公司煤質(zhì)處劉興海摘要分析了神東地區(qū)含水層的含水特征以及煤層開采對礦井安全生產(chǎn)的影響。針對礦區(qū)水文地質(zhì)特征，提出了水文災(zāi)害防治思路和治理措施。關(guān)鍵詞含水層地下水地表水災(zāi)害預(yù)防煤層是“夾”在沉積巖層之間的可利用礦產(chǎn)資源。在開采過程中，與其直接或間接接觸的各類巖體、松散層都會發(fā)生位移，而圍巖、松散層的位移則會對煤層開采帶來不同程度的影響，開采者必須認(rèn)真研究并盡可能消除這種影響。筆者在神東礦區(qū)長期從事地質(zhì)及水文地質(zhì)技術(shù)工作，擬從水文地質(zhì)、煤層頂板、瓦斯等方面談點(diǎn)規(guī)律性看法，但因篇幅有限，本文僅對神東礦

2、區(qū)水文地質(zhì)有關(guān)規(guī)律作簡要分析。1地下水神東礦區(qū)對煤礦安全生產(chǎn)有影響的含水層可簡單地分為松散層潛水含水層、燒變巖潛水含水層、基巖裂（孔）隙潛水含水層和奧陶紀(jì)灰?guī)r裂隙（溶洞）承壓含水層幾類，前兩類主要分布在黃河以西侏羅紀(jì)煤田各礦井，后者主要分布在黃河?xùn)|西兩側(cè)石炭、二疊紀(jì)煤田的康家灘等礦井。1）松散層潛水含水層。由于煤田地處毛烏素沙漠邊緣，礦區(qū)大部分地區(qū)煤層上覆主要含水層都屬此類。根據(jù)松散層結(jié)構(gòu)、巖性及顆粒度大小可分為沙礫層潛水含水層和粗沙潛水含水層、細(xì)（粉）沙潛水含水層。2）燒變巖潛水含水層。主要由后期河流沖刷或剝蝕使煤層裸露，經(jīng)長期風(fēng)、氧化進(jìn)而自燃，將上覆巖層烘烤使其垮落、變形

3、，形成較大的裂隙、孔隙，為后期儲水創(chuàng)造了有利條件。礦區(qū)烏蘭木倫礦以南凡煤層被后期河流溝壑切割裸露（或被沙層掩埋）的各礦井均有這種類型。此類又可分為透水不含水層和透水含水層型。3）基巖裂（孔）隙潛水含水層。主要為煤層頂板砂（粗砂）巖含水層、一般裂隙和構(gòu)造裂隙強(qiáng)風(fēng)化裂隙含水層、砂礫層（后期河流沖積物壓實(shí)而成）孔隙含水層，礦區(qū)各礦井均有分布。按其與煤層接觸關(guān)系、距離及影響程度，又可分為直接充水含水層和間接充水含水層兩類。4）奧陶紀(jì)灰?guī)r裂（孔）隙、溶洞承壓水。主要分布在康家灘、孫家溝等黃河兩岸石炭、二疊紀(jì)煤田含煤巖系之下較老地層奧陶紀(jì)石灰?guī)r中。由于其裂隙、孔隙、溶洞發(fā)育并在漫長的地質(zhì)

4、年代形成了豐富的含水層，受地質(zhì)運(yùn)動(dòng)影響，地層傾斜，奧灰水水頭壓力往往高于礦井開采煤層標(biāo)高，給煤礦生產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重威脅，是開采石炭、二疊紀(jì)煤層礦井的主要防范對象之一。2地表水烏蘭木倫河、勃牛川、窟野河、黃羊城溝及其支溝廣泛分布于礦區(qū)各井田。由于這些河流、溝壑的沖蝕作用，原本完整且連成一片的煤層被切割成若干不規(guī)則的區(qū)塊，不僅給礦井設(shè)計(jì)和工作面布置帶來影響，也給安全生產(chǎn)帶來影響。3不同水文地質(zhì)條件的特點(diǎn)及對礦井安全生產(chǎn)的影響神東煤田的地表雖溝壑縱橫，部分煤層裸露，但絕大部分被風(fēng)積沙、半固定沙、固定沙和黃土層覆蓋，屬掩蓋式煤田。其上覆松散沙層、沙礫層的充水性、含水性、滲透性等水文地質(zhì)

5、條件以及它們與煤層、煤層頂板基巖裂隙、風(fēng)化裂隙、燒變巖裂隙之間的水力聯(lián)系、特點(diǎn)及規(guī)律對礦井生產(chǎn)安全的影響，就必然成為研究的對象和重點(diǎn)。3.1松散層含水層1）細(xì)、粉沙潛水含水層。巖石經(jīng)風(fēng)化并以風(fēng)為主要?jiǎng)恿Γ蛊渲苯佣逊e覆蓋在煤層基巖表面，經(jīng)大氣降水長期補(bǔ)給，又沒有排泄途徑，形成含水層。此種沙層結(jié)構(gòu)簡單，主要由顆粒很小的細(xì)沙、粉沙組成。烏蘭木倫，石圪臺，前石畔井田上覆松散層大部分屬此種類型。其它礦井分區(qū)域也有不同的分布。主要特點(diǎn)是孔隙率、滲透系數(shù)小，含水層厚度往往很大，但富水性較低，不易形成富水區(qū)或強(qiáng)富水區(qū)。通常象人們所說的“海綿體”一樣，在無外力作用下，一般很難釋放。當(dāng)煤層上覆

6、基巖厚度大，超過導(dǎo)水裂隙帶高度時(shí)，此類含水層對煤礦安全構(gòu)不成大的威脅。但當(dāng)基巖厚度小，特別是基巖厚度小于冒落帶高度或更小時(shí)，在工作面開采過程中，頂板垮落所形成的裂隙帶迅速與含水層溝通，打破了含水層原有的平衡，使沙層在水動(dòng)力作用下很快沿裂隙涌入采空區(qū)或工作面，發(fā)生“潰水潰沙”，可能造成機(jī)毀人亡等重大安全事故。細(xì)、粉沙層潛水的主要特點(diǎn)是由于孔隙率小，滲透系數(shù)小，很難用超前疏放、抽排辦法將其泄出，給礦井防水防沙帶來一定難度。當(dāng)其與古河床、古沖溝、低凹基巖表面、強(qiáng)風(fēng)化巖等幾種不利的儲水構(gòu)造因素相結(jié)合時(shí)，對煤礦安全生產(chǎn)的影響會更大。前石畔井田瓷窯灣煤礦潰水潰沙淹沒主要巷道就是典型例子。

7、2）粗沙潛水含水層。孔隙率、滲透系數(shù)比細(xì)、粉沙層大，有時(shí)與細(xì)粉沙層、沙礫層或其它含（隔）水層在垂向上呈互層狀、透鏡狀，在平面上呈不規(guī)則狀、條帶狀分布，也可直接覆蓋在基巖面上或燒變巖之上。當(dāng)其直接覆蓋在基巖面之上且下伏無較強(qiáng)風(fēng)化層和燒變巖裂隙等有利含水條件時(shí)，就形成粗沙潛水含水層。粗沙含水層可形成弱—中等富水區(qū)，如與強(qiáng)風(fēng)化層、薄基巖、古沖溝、基巖面低凹地帶等不利條件相結(jié)合，將對煤礦生產(chǎn)安全帶來大的影響，但若其覆蓋于燒變巖之上，就成為透水不含水或弱含水層。此類含水層因其孔隙率、滲透系數(shù)相對較大，可以超前采取