仁怀市长岗井田地质特征浅析

曾继富　姚小丰

[摘要]通过对仁怀市长岗井田区域的地形地貌、降水及地表水以及环境地质进行细致的分析，然后指出在此区域矿山建井的可行性。

[关键词]仁怀市 长岗井田 地质 特征

中图分类号：P5 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2009）0110008-01

仁怀市长岗井田区域上属侵蚀、剥蚀高中山高原山地地貌，地形主要为山峦、斜坡，山峦呈北东南西向展布，其间发育数条冲沟，冲沟发育方向近南北向。区域构造以轴向为南西北东向的复式褶曲为主，其内主要发育一些压性断裂。矿区内地表水为赤水河水系，且对区内地表、地下水的运移、富集及排泄起着重要的控制作用。地下水类型以碳酸盐岩类岩溶裂隙水为主，基岩裂隙水次之，松散堆积层孔隙水仅沿冲沟、溪沟及河谷地带零星分布。

一、地形地貌、降水及地表水

矿区属高、中山侵蚀、溶蚀、剥蚀山地地貌。地形总体上北高、南低，北东高、南西低，山脊大致呈北东～南西向展布，山峦此起彼伏，连绵不断，坡陡谷深。区内最高点为北面的摩天岭，标高为1431.60米，最低点为南东面大湾河流出图区的河床一带，标高为657米，最大高差约为774.6米。岩溶地层中发育了一些封闭岩溶洼地，其内常有落水洞、漏斗、溶洞等。多年平均降水量为1116.2毫米，雨季多集中在5～7月，水量充沛。多年平均气温15.3℃，多年平均蒸发量为943毫米，相对湿度80%。矿区内于北东边界及南西端分别发育有龙团沟、岩上沟两条溪沟，均横切了顶板含隔水层，总体上由北西向南东径流，主要由泉水汇集于冲沟内而形成，其动态变化较大，常表现为枯季时节流量小，雨季时节出现流量大幅增大。溪沟在流出矿区水文地质单元南东边界处的最低标高为780米，可作为控制顶板含水层地下水的侵蚀基准面。对底板含水层P2m1+q而言，其地下水受矿区之南西外围的五马河控制，故五马河为区域最低侵蚀基准面，标高为560米。

二、环境地质

（一）区域稳定性

据中国地震动参数区划图，地震烈度＜Ⅵ度。贵州北部地震记录，仁怀县曾经发生的地震，其烈度均小于Ⅵ度，并且震中都不在仁怀县境内。区内无新构造活动。区域稳定性较好。

（二）不良工程地质现象

区内于ZK801孔一带见一大型滑坡，长215米，宽340米，厚49.80米，体积364万立方米，滑面为强风化与中风化界面，滑体为第四系黏土及强风化基岩；于6～7勘探线见二处地面塌陷，其一呈似长方形，长30米，宽20米，其二呈圆形，直径3米，成因均为老窑采煤引发。

（三）地表水及煤系水的污染评价

区内及其附近无严重污染源，一般情况下，地表、地下水水质较好。由于煤系中的地下水属酸性水，SO4根离子达2080毫克／升，矿化度为2902毫克/升，PH值3.3。矿区未来开采中，抽矿坑水排出地表后，一是下渗到地下会污染地下水，造成其它层位的泉水不能饮用，二是污染地表水，三是对农作物有一定的危害。

（四）地温评价

据ZK101、ZK602井温测量结果，地温梯度仅为0.97～1.70℃，本矿区无地热异常，地温最小值、最大值及地温梯度。

（五）煤层瓦斯

本次工作中对M8、M9、M11、M12煤层进行了煤芯瓦斯测试，通过测试可知，矿区中煤层瓦斯成分以甲烷为主，其次为氮气，再其次为氧气。根据测试结果，计算出煤芯瓦斯含量，其值为9.84～27.14毫升/千克。根据瓦斯计算结果，煤层瓦斯含量普遍较高，且多为10～20毫升/千克，含量相对较均一，平面上和垂直上无明显的分区和分带。未来矿山开采过程中，若遇通风不畅时，瓦斯会增加或聚集，易产生爆炸。

（六）煤尘煤炸及煤层的自燃性

据M8、M9、M11、M12测试结果，火焰长度为0毫米，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为零，结论为煤尘无爆炸性。M9煤层的全硫为4.65%，煤吸氧量为1.03立方厘米/克，结论为M9煤层自燃倾向分类为Ⅰ级，即容易自燃；M12煤层的全硫为3.46～3.92%，煤吸氧量为0.82～0.98立方厘米/克，结论为M12煤层自燃倾向分类为Ⅰ～Ⅱ级，即自燃～容易自燃。

（七）放射性

含煤岩系岩石天然放射性强度一般为（12.52～88.97）×10-2PA/kg，未见放射性异常，仅局部地段（ZK701）M12底板黄铁矿黏土岩天然放射性强度高达1090.98×10-2PA/kg。

（八）矿山开采可能产生的水工环地质问题

根据计算，导水裂隙带高度已进入顶板岩溶含水层内，顶板水将可能进入矿井；当遇构造破碎带时，有可能出现底板突水；生产坑道水和老窑水有可能进入矿井。采掘过程中，巷道内将可能产生冒顶、片帮、底鼓。地下开采形成一定的采空区后，采空塌陷有可能影响至地表，届时将可能引发地面塌陷、地裂缝，地表泉水被疏干等，在斜坡及陡崖地段，还可能引发滑坡、崩塌等；排放矿坑水将可能污染地下水及地表水；矿区内煤层瓦斯含量较高，聚集后易产生瓦斯爆炸；煤层可能产生自燃现象；局部地段黄铁矿粘土岩天然放射性强度高。

三、结论

本矿区通过勘探工作，对开采技术条件方面提出以下结论和建议，供矿山建井设计参考。

1．本次勘探工作是按现行规范规程进行，所取得的成果总体可满足建井设计的需要。

2．矿区内直接充水含水层为P3l，T1y2、P3c为矿床的间接顶板充水含水层，富水性弱-中等；当遇构造破碎带和底板薄弱地段时，有可能出现底板突水。

3．矿区内顶煤矿床水文地质勘查类型为第三类第一亚类第二型。即以岩溶含水层充水为主、顶板进水为主、水文地质条件中等的岩溶充水矿床。底煤矿床水文地质勘查类型为第三类第二亚类第三型。即以岩溶含水层充水为主、底板进水为主、水文地质条件复杂的岩溶充水矿床。

4．预测矿井正常涌水量为2538立方米/天，最大涌水量为8122立方米/天，其中最大涌水量偏小。须说明，预测的矿井涌水量未包含底板含水层的突水量，若出现底板突水，矿井涌水量将急剧增加，开采中，应注意井巷底板的水文地质情况，如出现突水前兆，及时采取措施。

5．建议矿区供水水源地为：一是利用大湾河及12、25号泉，但应加强水量、水质监测；二是打井取水。

6．矿区内可采煤层顶、底板普遍为软稳定性差，开采中应采取支护。

7．矿区中煤层瓦斯含量普遍较高；M9煤层自燃倾向性为容易自燃；M12煤层自燃倾向性为自燃～容易自燃。开采中应加强监测和防范。

8．M8、M9、M11、M12煤尘无爆炸性。

9．矿区内老窑积水客观存在，未来矿井开拓中，要边探边掘，避免老窑突水事故发生。

10．根据初步设计，大巷从九级滩段顶部开掘，其间要揭露T1y2、P3c岩溶裂隙含水层，应充分收集好水文地质工程地质资料，为以后的开采提供进一步的依据。

11．加强管理好矿坑水的排放，避免对环境造成污染。

12．尽早开展矿区及工业广场地质灾害危险性评估工作。