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1、中國煤田區(qū)域水文地質概況一、華北賦煤區(qū)水文地質概況根據水文地質條件的不同,華北賦煤區(qū)可分為沁水煤田、鄂爾多斯東緣含煤區(qū)、渭北煤田、太行山東含煤區(qū)、京唐含煤區(qū)、豫西和徐淮含煤區(qū),各區(qū)的水文地質條件有所不同。1、、區(qū)域含水層①煤系基底為巨厚的寒武奧陶系灰?guī)r厚約800余m,出露廣泛,接受大氣降水后形成儲量巨大的強含水層。根據寒武奧陶系灰?guī)r與煤系地層之間沉積的隔水層在各地區(qū)變化狀況,大致可分為三種類型:·隔水層厚度在百余m以上。所處地區(qū)構造相對簡單,寒武奧陶系灰?guī)r水對煤系地層威脅較小,如沁水盆地、京唐地區(qū)、
2、兩淮地區(qū)等。·隔水層厚度較薄,約為30~50m。所處地區(qū)構造相對較復雜,使寒武奧陶系灰?guī)r水與煤系地層含水層發(fā)生水力聯系,并對煤層造成充水威脅,如太行山東含煤區(qū)?!W陶系地層缺失。在豫西臨汝一帶缺失奧陶系地層。使寒武系灰?guī)r成為煤系地層的基底,但寒武系灰?guī)r出露不夠廣泛,巖層的富水性較差,如平頂山礦區(qū)多數礦井在開采一、二號煤層時發(fā)生寒武系灰?guī)r突水,淹沒礦井,但在較短時間內即可將水排干,恢復生產,說明寒武系灰?guī)r外來補給不充裕,巖層富水性不強,對煤系地層和煤層開采威脅較小。上述三種不同類型對煤層氣賦存有不同作
3、用,見后述。②太原組薄層灰?guī)r厚度為1~2m至6~7m,層數為幾層到十幾層,各地不等,常為煤層的直接頂板。含水性弱~中等,對煤層影響較大,但由于厚度薄,水的儲存量小,在無補給或少量補給的情況下,煤層開采后很快就可以疏干,如遇較大斷裂與奧陶系灰?guī)r發(fā)生水力聯系,外來補給充裕,則對煤層的開采和煤層氣影響則較大。③煤系地層上覆的砂巖地層厚度較大,除地表風化帶和裂隙發(fā)育的淺部富水性較強外,一般隨深度加深,裂隙逐漸減小,富水性逐步變弱,在一般開采深度對煤層氣影響較小。④巨厚新生界覆蓋層僅開平向斜、兩淮煤田和太行山
4、東麓少數煤田賦存有巨厚的新生界覆蓋層,對煤系地層影響較大。一種情況,新生界覆蓋層巨厚,接受大氣降水后直接補給煤層頂部或夾于煤系地層中的裂隙砂巖,由于覆蓋層巨厚,水儲存量大,形成了充沛的補給來源,如開平向斜。另一種如兩淮煤田,新生界覆蓋層巨厚,自上而下分為四個含水層,間含三層隔水層,新生界含水層與煤系地層的含水層相隔,使煤田的水文地質條件簡單化,形成了兩淮地區(qū)獨特的水文地質條件。(2)、沁水煤田、渭北煤田、鄂爾多斯東緣含煤區(qū)本區(qū)屬大陸性氣候,年降雨量為400-580毫米。石炭-二疊系煤系的為奧陶系峰峰
5、組,厚約50~100余m,為極弱含水層,與太原組、本溪組隔水層相加,厚約百余m,成為這一地區(qū)的相對隔水層,把奧陶系上、下馬家溝組的巨厚巖溶裂隙含水層與煤系地層隔絕開來,使煤系地層的水文地質條件趨于簡單化。煤系地層的含水層為太原組薄層灰?guī)r,下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組的砂巖。太原組薄層灰?guī)r的單位涌水量0.0004~0.108L/s.m。山西組、下石盒子組砂巖的單位涌水量0.00005~0.137L/s.m,滲透系數0.0002~0.137m/d。這二個含水層的含水性微弱,水動力小?! √M薄層灰?guī)r及山
6、西組、下石盒子組砂巖的降雨補給有限,水質皆為HCO3-Ca.Mg型,礦化度皆小于0.5g/l。地下水逕流緩慢。由于構造形式皆為單斜或向斜一翼,故以靜水壓力將煤層氣封閉于單斜的中深部?! 。?)、太行山東含煤區(qū)本區(qū)含水層為巨厚的奧陶系巖溶裂隙含水層,厚約600余m,上覆本溪組厚度30m左右。當斷裂斷距較大時,奧陶系灰?guī)r與太原組薄層灰?guī)r或山西組砂巖直接接觸,上、下含水層發(fā)生水力聯系。含水層水動力強,補給、涇流、排泄體系完整。本區(qū)西部皆為廣泛出露的寒武、奧陶系灰?guī)r,面積可達千余平方公里,接受大氣降雨后形成
7、了巨厚的奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙水。當煤田中有背斜或抬升地層出露時,由于地層阻擋,灰?guī)r泉水即出露地表,形成了完整的補逕排系統(tǒng)。本區(qū)為斷塊構造,導致煤系地層中的太原組薄層灰?guī)r和山西組砂巖與奧陶系直接接觸,發(fā)生水力聯系,因此煤層中煤層氣被奧灰水攜帶運移,形成無氣或貧氣地區(qū),如邢臺礦區(qū)、峰峰礦區(qū)鼓山西的和村-孫莊向斜、安陽礦區(qū)珍珠泉以西塊段、鶴壁礦區(qū)小南海泉群以西塊段等。東部,寒武奧陶系地下水流向為由西向東,隨著深度的增加巖溶裂隙隨之減少,水壓由+130m~-500m左右,水位年變化幅度為10~20m。在深部對
8、煤系地層形成了巨大的水壓。由于邯邢深大斷裂的阻隔,奧灰水在這一帶只有補給、逕流,無排泄地點,地下水的水化學類型為Cl-Na型,礦化度為5g/l左右,充分顯示了地下水呈停滯狀態(tài)?! 。?)、豫西煤田 該區(qū)地形為低山丘陵和平原,年降雨量為700~800毫米。其顯著特點為,缺失奧陶系灰?guī)r,煤系直接超覆于寒武系上。寒武系灰?guī)r單位涌水量為1.325~0.0000718L/s.m,滲透系數為4.8~0.00075m/d,水化學類型為HCO3-Ca.Mg型水,礦化度為0.255-