中國煤田水文地質(zhì)基本特征及主要水文地質(zhì)問題

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1、中國煤田水文地質(zhì)基本特征及主要水文地質(zhì)問題中國煤田水文地質(zhì)基本特征及主要水文地質(zhì)問題作者介紹：王夢玉，1932年11月30日生于江蘇南京，原籍山西沁縣烏孫村，1955年7月畢業(yè)于南京大學(xué)地質(zhì)系本科，畢業(yè)后在北京煤炭科學(xué)研究院地質(zhì)所工作，1965年至今在中煤科工集團(tuán)西安研究院工作，從事礦井水文地質(zhì)研究工作50余年，是我國礦山防治水工作開拓者之一。教授級高級工程師，曾任煤炭工業(yè)部技術(shù)委員會，國際水文地質(zhì)學(xué)會會員及礦山水協(xié)會委員，1932年起享受政府津貼。中國煤炭資源豐富，從寒武紀(jì)石煤至第四紀(jì)泥炭沉積，共有十個(gè)聚煤期，其中，以石炭二疊紀(jì)和侏羅紀(jì)為主要的聚煤期。大地構(gòu)造控

2、制了煤田的分布、成煤時(shí)期、沉積環(huán)境、構(gòu)造特征，也形成了不同的水文地質(zhì)條件。天山——陰山緯向構(gòu)造帶以北的東北和內(nèi)蒙東部沉積早侏羅紀(jì)——晚白堊紀(jì)含煤地層；以南至昆侖山——祁連山緯向構(gòu)造帶以北，賀蘭山經(jīng)向構(gòu)造帶以東的廣闊地區(qū)，沉積了海陸交互相的石炭——二疊紀(jì)含煤地層；昆侖山——祁連山緯向構(gòu)造帶以南，康黔古陸以東則沉積了晚二疊紀(jì)含煤地層；西北地區(qū)則在侏羅紀(jì)形成了一些大型陸相煤盆地；此外，云南——西藏及臺灣地區(qū)在中生代和新生代分別沉積了含煤地層。以上聚煤區(qū)的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件各不相同，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合礦井防治水的需要，可以將中國煤田劃分為六個(gè)水文地質(zhì)類型區(qū)，即東北侏羅紀(jì)孔隙

3、——裂隙水類型區(qū)，華北石炭二疊紀(jì)孔隙——巖溶水類型區(qū)，西北侏羅紀(jì)裂隙水類型區(qū)，華南晚二疊紀(jì)巖溶水類型區(qū)，云南——西藏中生代裂隙水類型區(qū)及臺灣第三紀(jì)裂隙13中國煤田水文地質(zhì)基本特征及主要水文地質(zhì)問題——孔隙水類型區(qū)（圖1）。其中，以華北石炭二疊紀(jì)煤田和華南晚二疊紀(jì)煤田的水文地質(zhì)條件最為復(fù)雜，礦井水害嚴(yán)重。主要的水文地質(zhì)問題有三個(gè)。即：華北煤系底盤中奧陶統(tǒng)馬家溝灰?guī)r水害問題；黃淮平原新生界松散層水害問題；華南煤系底盤下二疊統(tǒng)茅口灰?guī)r水害問題及頂板上二疊統(tǒng)長興灰?guī)r水害問題。圖1中國煤田水文地質(zhì)類型區(qū)劃分圖華北石炭——二疊紀(jì)煤田主要可采煤層賦存于海陸交互相的太原統(tǒng)和陸相的

4、山西統(tǒng)中，其底盤為中奧陶統(tǒng)馬家溝灰?guī)r。13中國煤田水文地質(zhì)基本特征及主要水文地質(zhì)問題太原統(tǒng)中的夾層灰?guī)r在華北煤田有廣泛的分布（圖2），總的趨勢是，由西北向東南，海水逐漸加深，灰?guī)r層數(shù)由2～3層，增加到14層以上，灰?guī)r總厚度由5m以下，增加到60m以上，皖北可達(dá)70m。夾層灰?guī)r的富水性除與厚度、巖溶等因素有關(guān)外，主要決定于與中奧陶統(tǒng)灰?guī)r的水力聯(lián)系程度，從單位涌水量q分布可以看出，峰峰至焦作這一條帶在20L/s.m以上，這是由于這兩個(gè)礦區(qū)的主要夾層灰?guī)r大青灰?guī)r（峰峰）、L2灰?guī)r（焦作）距中奧陶統(tǒng)灰?guī)r垂距僅25～40m，可通過斷層側(cè)向補(bǔ)給或越流補(bǔ)給，兩者水力聯(lián)系密切所致

5、。圖2華北石炭－二迭紀(jì)煤田夾層灰?guī)r分布圖中奧陶統(tǒng)灰?guī)r的厚度（圖3）由東而西逐漸變薄，由魯中的700～800m，至太行山東麓及蘇北、魯南的600m，晉中、京西、豫中的13中國煤田水文地質(zhì)基本特征及主要水文地質(zhì)問題400m，淮南、豫西的200～300m。從區(qū)域沉積規(guī)律來看，在河北曲陽以北，開灤、京西、軒崗等煤田，中奧陶統(tǒng)灰?guī)r最上部的峰峰組缺失，石炭二疊紀(jì)煤系沉積在上馬家溝組灰?guī)r之上。太行山區(qū)、晉中、魯中、蘇北、皖北的峰峰組，由北而南變薄，至太行山南麓的焦作煤田缺失，至豫西的登封以南，奧陶紀(jì)灰?guī)r已無沉積，平頂山、禹縣、臨汝等煤田煤系地層直接沉積在寒武系地層之上。海水入侵

6、由東而西，在關(guān)中地區(qū)形成一個(gè)走廊，海水退卻的比較晚，沉積了上奧陶統(tǒng)灰?guī)r地層，13中國煤田水文地質(zhì)基本特征及主要水文地質(zhì)問題圖3華北石炭－二迭紀(jì)煤田中奧陶統(tǒng)灰?guī)r分布圖底部主采煤層距中奧陶統(tǒng)灰?guī)r頂面之間隔水層厚度小于50m的地區(qū)在北京——西山——淄博——濟(jì)寧——徐州一線以西，以太行山東、南麓及霍縣、韓城等礦區(qū)最薄。焦作礦區(qū)最底部的煤層為局部可采，如以主要開采層大煤至中奧陶統(tǒng)灰?guī)r頂面計(jì)算，則隔水層在100m以上。因此，底板隔水層厚度小于20m的礦區(qū)，主要為峰峰、霍縣、韓城礦區(qū)。對北方煤礦1207次底板突水資料分析表明，以太行山東、南麓各礦區(qū)突水情況最為嚴(yán)重，計(jì)870次，

7、占統(tǒng)計(jì)次數(shù)的71.4％；其次，為魯中、徐淮各礦區(qū)，計(jì)295次，占17.5％。晉中、晉東南各礦區(qū)突水次數(shù)最少，僅發(fā)生19次，占1.5％。最大突水量的分布情況與突水頻率分布情況一致，亦主要分布在太行山東、南麓及開灤至魯中各礦區(qū)，礦井一次最大突水量皆在100m3/min以上。第三紀(jì)以來，黃淮地區(qū)急劇下降，形成了許多湖盆，其中沉積了很厚的第三紀(jì)地層。第四紀(jì)晚期，黃河及其它河系把流經(jīng)太行山、燕山、黃土高原及晉蒙山地的物質(zhì)攜帶至平原地區(qū)，在山系谷口形成了一系列洪積——沖積扇。平原部分、主要為河流沖積物所覆蓋。搬運(yùn)和沉積的單元有黃河、海河、淮河等水系。黃淮平原曾多次遭受海浸，例

8、如7400