义马东部矿区含水层与隔水层地质条件分析

随着煤矿开采深度加深,矿井突水事故频发,如何减少矿井突水事故,对于煤矿含水层及其隔水层的研究要求就日益突出了。根据地层岩性及其组合埋藏条件,义马东部矿区可划分为7套含水层及其3套隔水层。其含水层与隔水层分述如下:

1矿区含水层论文网p>

1。1奥陶系石灰岩岩溶承压性含水层

义马东部矿区奥陶系灰岩多为白云岩及白云质灰岩。地表岩溶出露形态复杂,溶洞主要分布于沟谷两侧岩壁上,沿岩层面发育,多个溶洞常呈线状串珠相,溶洞大小不一,断裂带常发育岩溶较大的溶洞。

溶洞发育方向为NW与NE向,部分溶洞垂直裂隙较发育,地下岩溶发育程度一般,且非常不均匀。总体来讲,浅部岩溶较发育,以溶孔及溶蚀裂隙为主,随埋深增加岩溶发育强度减弱,裂隙多被方解石脉充填。其单位涌水量q=0。00061-5。65L/s。m,渗透系数K=0。00045-9。02m/d。均属中等富水,但富水性极不均匀。水化学类型为HCO3-Ca?Mg型水,固形物为0。299-1。67g/l。

1。2太原组石灰岩岩溶裂隙承压性含水层

太原组石灰岩以砂岩。硅质泥岩。泥质砂岩夹石灰岩及煤线组成。其中,灰岩3。4层,单层厚度0。2至7。50m厚不等,厚度走向方向变化不大,倾向方向逐渐变薄,灰岩总厚7。14至16。35m,裂隙一般较发育,但多被方解石脉所充填。

其单位涌水量q=0。00044-0。0843L/s。m,渗透系数K=0。00412-4。76m/d。富水性弱且不均匀,一般浅部比深部富水性好。水化学类型为HCO3-Ca?Mg型水,固形物0。462-0。839g/l。

1。3山西组砂岩孔隙裂隙承压性含水层

山西组砂岩总厚度51-90m,以中粗粒砂岩为含水层,一般有3-7层。单层厚度2-8m,以大占砂岩和香炭砂岩为主,最大厚度为54。96m,最小厚度为6。06m,平均厚度30m左右,其中分布泥岩和砂质泥岩隔水层。岩层裂隙不发育,地下水补给条件差。

其单位涌水量q=0。00025-0。0181L/s。m,渗透系数K=0。00135-0。217m/d。富水性弱且不均匀,当裂隙发育时,钻孔漏水较严重,含水性较强,反之含水性较弱。水化学类型主要为HCO3-Na型,固形物含量为0。264-

0。687g/l。

1。4石盒子组砂岩孔隙裂隙承压性含水层

石盒子组砂岩总厚度402-518m,其中以中粗粒砂岩层为含水层,厚度23。31-43。66m,一般有13至19层,单层厚度0。2-7。0m,其间泥岩和砂质泥岩隔水。岩层裂隙不发育,地下水补给条件差。

其单位涌水量q=0。15-0。28L/s。m。富水性弱,且不均匀,属孔隙裂隙承压含水层。水化学类型为HCO3-Na型水,固形物0。395-0。574g/l。

1。5风化带孔隙裂隙潜水含水层

该层分布于基岩浅部,可分为全风化带和半风化带。厚度30m左右,为风化带的主要含水段,厚度变化受岩性和地形控制。矿区内风化带一般含水性很弱,仅河床底部风化带含水性较强。水质一般为HCO3?SO4-Ca?Mg型水,固形物含量为0。286-0。560g/l。

1。6第四系冲积。洪积砂。卵石孔隙潜水含水层

由经常性流水或洪水携带的物质沉积而成,主要分布于河谷中,厚度一般3-8m,自河谷边部至中部有逐渐增厚的趋势。岩性松散,分选性一般,磨圆度为次棱角至圆形,砾。卵石主要为砂石及灰岩等,砾径一般2-10cm,大者25cm左右。富水性中等。水质一般为HCO3?SO4-Ca型水,固形物0。376-0。643g/l。

2矿区隔水层

2。1本溪组铝土质泥岩隔水层

该层为厚3-25m,大部分一般9。08m左右。根据钻孔揭露,井田内普遍发育,层位稳定,裂隙不发育,岩性致密,不透水,隔水条件良好,可阻止奥陶系灰岩水与太原组灰岩水之间的水力联系。

2。2二1煤底板至L7灰岩顶部隔水层

研究区内普遍存在,厚度10m左右。稳定;节理。裂隙为闭合型。具有较多填充物。透水性差;其中太原组灰岩含水性弱,可阻该层以下含水层地下水进入矿井。根据矿区内生产矿井调查资料,矿井底板出水量很少,表明其隔水性比较可靠。太原组灰岩为二1煤层直接充水含水层,当遇断裂切穿含水层而沟通了含水层与煤层的水力联系时,则地下水就能顺利进入矿井。

2。3山西组顶界以上的隔水层

山西组顶界以上岩石组成颗粒小而密,其裂隙多为闭合型。具有较多填充物。透水性极差而其总厚度一般为30m左右。本矿区内地层普遍分布,其层位稳定,可阻止上部砂岩裂隙水发生直接水力联系。

综上所述,义马东部矿区含水层与隔水层地质条件较为复杂,及时掌握地层含水层与隔水层的构造整合关系,对于矿井水的预测和治理将起到不可或缺的作用。

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