通化市浑江煤田义兴屯—二道沟矿区主要威胁采矿的水来源分析

胡秀琦，刘琳娜，栾 岚，张永成

吉林省水文地质调查所，吉林 长春 130012

通化市浑江煤田义兴屯—二道沟矿区主要威胁采矿的水来源分析

胡秀琦，刘琳娜，栾 岚，张永成

吉林省水文地质调查所，吉林 长春 130012

吉林省通化市浑江煤田义兴屯—二道沟矿区主要水的来源有地表水、第四系孔隙水、裂隙水、岩溶水和生产矿井和老窑水，通过对该区地表水及含水层的分析，构成该矿区最大威胁的水为附近有生产井的老窑。

水来源分析；主要威胁；义兴屯—二道沟矿区采矿；浑江煤田；

1 矿区地质特征

1.1 地层

区内地层主要有上远古界：青白口系、震旦系。下古生界：寒武系、奥陶系。上古生界：石炭系、二叠系和新生界：第四系，现由老至新分述如下：

（1）上元古界青白口系：挂钟岭组（Qb1g）钓鱼台组（Qb2d）南芬组（Qb2n），主要岩性为砂岩、泥岩、页岩。

（2）震旦系：桥头组（Z32-3）和万隆组（Z42-3），主要岩性石英砂岩、海绿石石英砂岩夹页岩、灰岩夹黄绿色泥质页岩。

（3）奥陶系马家沟组（O2m）:主要岩性厚层状灰岩，与上覆地层接触关系为平行不整合。

（4）石炭系上统本溪组（C2b）:由砾岩、角砾岩、紫色粉砂岩—细砂岩组成，与上覆地层接触关系为平行不整合。

（5）石炭系上统太原组（C2t）:本组是勘探区内主要含煤地层，岩性主要为黑色泥岩、页岩、含碳泥岩、粉砂岩、细砂岩和煤层组成。本组含煤5层（4、5、6、6下、7），可采1层（6）。本组底部有灰白色中—粗砂岩，局部含石英砾，为本组与本溪组的分界。本组产植物化石有:Neuropteris ovata，Lepidendron.sp. 本组控制厚度18.80～44.98 m，平均31.76 m。与上覆地层接触关系为整合。

（6）二叠系下统山西组（P1s），本组地层大部分被冲刷，底部为灰白色中—粗砂岩（标志层），是与太原组分界层。上部为灰白色中—细砂岩夹黑色泥岩、粉砂岩和煤层。本组含煤二层（3、3下），1层（3）局部可采。厚度0～40 m，与上覆地层接触关系为整合。

（7）二叠系上统上石盒子组（P2s），由中粉末砂岩组成，与上覆地层接触关系为角度不整合。

（8）第四系（Q）:以坡积冲积层为主，下部为砂砾石层，上部为亚粘土层，厚度一般4～15 m，平均7 m。

1.2 构造

（1）褶曲：勘查区构造位于铁厂—八道江向斜（区域二级构造）的西段，即铁厂复式向斜，从6煤层底板等高线图上分析，煤层走向总体呈NE—SW方向展布，倾向SE。

(2)断层:该区断层按性质和展布方向，分2组断层，其中一组为NW—SE和NE—SW方向展布的正断层编号为R；另一组为低角度的逆掩断层，分布在勘查区的东南侧。

2 区域水文地质概况

义兴屯—二道沟勘查区位于长白山脉西麓的浑江煤田铁厂矿区。浑江煤田南北两侧分别为老岭、龙岗两支脉，中间为浑江侵蚀河谷，铁厂矿区位于浑江支流大罗圈河下游。浑江及其支流大罗圈河两岸河谷发育有一、二、三级阶地，在铁厂矿区义兴屯—二道沟勘查区所处大罗圈河一级阶地标高412～430 m，二级阶地标高430～440 m，三级阶地标高450～480 m。（见图1）。

义兴屯—二道沟勘查区主要水系发育有大罗圈河。大罗圈河发源于老岭支脉北麓，流经勘查区在鸭园北与浑江汇合。大罗圈河流量随季节变化显著，据1956年观测资料，大罗圈河流量为5.12～57.93 m3/s。大罗圈河遇洪水时流量明显增大，1957年8月洪水流量达334.10 m3/s，1940年遇特大洪水，大罗圈河河谷平地普遍水深1.50 m。

义兴屯—二道沟勘查区属大陆性气候，历年降雨量773.5～937.5 mm，降雨多集中在7、8、9月份，历年蒸发量915.4～1216.5 mm，潮湿系数0.81，为湿润适中带，历年气温最高为36.5 ℃，最低为-34.8 ℃。

浑江煤田地下水发育有孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水主要分布在浑江及其支流河谷两岸，一、二、三级阶地的砂砾石层中，厚6 m左右，富水性中等—极强。裂隙水可分为基岩风化裂隙水和构造脉状裂隙水，基岩风化裂隙水分布在基岩浅部，一般发育深度在100 m以内，富水性中等—弱。构造脉状裂隙水则主要沿构造断裂带分布，富水性不均一。岩溶水主要分布在奥陶系可溶性灰岩当中，富水性受岩溶发育条件控制，极不均一。

图1 矿区位置图Fig.1 Location map of miming area

天然条件下，浑江煤田各含水层均直接或间接接受大气降水的补给 ，以泉或其它形式排泄于地表。

3 矿区水文地质条件

3.1 含水层

义兴屯—二道沟勘查区位于大罗圈河谷一级阶地，区内发育含水层有第四系孔隙含水层，基岩风化裂隙含水层、奥陶系中统马家沟组岩溶含水层和构造脉状裂隙含水层。基岩风化裂隙含水层和构造脉状裂隙含水层是未来矿井的直接充水含水层。

各含水层水文地质特征分述如下：

（1）第四系孔隙含水层:由砂、砾石等组成，分布于大罗圈河河谷两岸，层厚4～6 m，富水性极强，该含水层与地表水体间无隔水层分布，与地表水联系密切。

（2）岩风化裂隙含水层:由浅部基岩组成，风化带发育深度一般在100 m以内。该含水层富水性中等—弱。

（3）奥陶系中统马家沟组岩溶含水层:由马家沟组灰岩组成，岩溶多沿层面中断层面发育。该含水层富水性复杂，通化市锟鹏实业有限公司锟鹏煤矿遇该含水层时发生突水两次。

（4）构造脉状裂隙水：主要沿断层带发育，富水性强，原铁厂洗煤厂二井揭露F31号断层时，地下水沿断层面涌入矿井。

3.2 地表水体

勘查区地表水体分布主要为大罗圈河，该河自南向北流经勘查区。大罗圈河洪水期流量大，水位高，遇特大洪水时，铁厂平地平均水深1.50 m。

3.3 生产矿井和老窑

勘查区附近有生产矿井和老窑，生产矿井有通化市锟鹏实业有限公司锟鹏煤矿、通化市鑫旺煤矿。老窑有闭坑的宏远煤矿及通化市红星洗煤有限公司一井。

4 主要威胁矿井的水的来源分析

根据矿区水文地质条件，矿区地表水体分布主要为大罗圈河，该河自南向北流经勘查区。大罗圈河洪水期流量大，水位高，遇特大洪水时，铁厂平地平均水深1.50 m。对井口建在平地内的矿井威胁较大，易造成地表水从井口灌入的淹井事故。

矿区主要的含水层为第四系砂、砾石等组成，分布于大罗圈河河谷两岸，层厚4～6 m，富水性极强，该含水层与地表水体间无隔水层分布，与地表水联系密切。但该层水与下部水利联系不密切，对采矿影响不大。

奥陶系中统马家沟组岩溶含水层，由马家沟组灰岩组成，岩溶多沿层面中断层面发育，该含水层富水性复杂，但其在矿体的下部，如不揭露该层对采矿不会构成威胁。

矿区附近有生产井在生产过程中已破坏了奥陶系中统马家沟组岩溶含水层，使矿井中水量增大，是必会影响该矿区的水量。老窑，在该区附有闭坑的宏远煤矿及通化市红星洗煤有限公司一井，闭坑后，在采空区内存积着大量的水，一旦与该矿区连通，会发生突水现象，后果不堪设想。所以构成该矿区最大威胁的水为附近有生产井的老窑。

[1] 张虹刚，周志宇，王 虹，等.万福井田水文地质特征及矿井涌水量预测[J].吉林地质，2012,31（4）.

[2] 常成操.伊通满族自治县煤矿二井水文地质类型划分探讨[J].吉林地质，2013,32（4）.

[3] 杜敏铭，邓英尔，许 模.矿井涌水量预测方法[J].四川地质学报，2009，（1）.

[4] 管恩太，武 强. 矿井涌水量预测评述[J].中州煤炭，2005，（2）.

Main water source of threaten to mining in Yixingtun-Erdaogou mining area of Hunjiang coalf eld, Tonghua City

HU Xiu-qi, LIU Lin-na, LUAN Lan, ZHANG Yong-cheng
Hydrogeologic Survey of Jilin Province, Changchun 130012, Jilin, China

In the Yixingtun-Erdaogou mining area of Hunjiang coal f eld, Tonghua City of Jilin Province, the main water source are surface water, the Quaternary pore water, f ssure water, Karstic water, producing well and goaf water. Through the analysis of surface water and aquifer, we pointed out that the biggest threat to the mining area is goaf water near the producing well.

analysis of water source; goaf; main threat; Yixingtun-Erdaogou mining area; Hunjiang coal f eld

P641.4

B

1001—2427（2014）01 - 115 -3

2013-09-05;

2014-03-20

胡秀琦（1962—），女，吉林长春人，吉林省水文地质调查所工程师.