新疆界梁子井田水文地质类型划分浅析

■赵海滨赵贞贞朱国庆

（1山东省第一地质矿产勘查院 山东济南 250014;2山东省第八地质矿产勘查院 山东日照 276826）

新疆界梁子井田水文地质类型划分浅析

■赵海滨1赵贞贞2朱国庆1

（1山东省第一地质矿产勘查院 山东济南 250014;2山东省第八地质矿产勘查院 山东日照 276826）

随着《煤矿防治水规定》及《煤矿安全规程》的相继施行，我国煤矿防治水工作已迈入了新时期。合理划分煤矿的水文地质类型，是煤矿防治水的一项重要内容，该文以界梁子井田为例，分析了矿井水文地质条件，针对矿井水文地质类型划分的6大指标进行了研究，最终确定了水文地质类型为中等型。

水文地质类型划分充水因素界梁子井田

0 引言

近年来，随着煤矿水害事故的增加，煤矿防治水工作愈来愈受到人们的重视，划分好矿井水文地质类型对煤矿防治水具有重要的指导意义。

1 井田水文地质概况

1.1 井田地质概况

井田位于伊犁盆地北缘，出露地层有石炭系奥依曼布拉克组；三叠系小泉沟群赫家沟组，侏罗系水西沟群八道湾组、三工河组；新近系、古近系和第四系，含煤地层为侏罗系三工河和八道湾组，含煤地层总平均厚度为340.19m，共含煤20层，自上而下统一编号为煤13～煤30，煤层总厚9.58～120.07m，平均厚度47.49m，含煤系数13.96%[1]。

1.2 井田水文地质条件

井田位于伊犁盆地北部断隆带一宽缓的倾伏向斜盆地中，地形呈三面高向西低的簸箕状，为区域地下水的径流排泄区，基本上构成一完整的小水文地质单元。井田内仅有季节性汤姆察布拉克河，最大洪水流量小于20m3/s，附近无常年性地表水。

1.2.1 含水层

（1）第四系冲洪积孔隙弱～中等含水层（H1）：主要分布于井田中西部，含水层岩性为松散的卵砾石，受降水渗透及雪水侧渗补给，厚度0.2～99.37m，流量0.08～8L/s，矿化度0.78～1.80g/L，水质类型为SO4?Cl-Na型。

（2）古近系砂砾岩孔隙中等含水层（H2）:厚度5.91～214.14m，含水层岩性主要由粗砂岩、砂砾岩及砾岩组成，胶结松散。水位埋深-10.25～20.08m,涌水量321.40～1337.47m3/d,渗透系数0.052～0.815m/ d,矿化度3.5～6.1g/L,水质类型为SO4·Cl-Na型。

（3）侏罗系三工河组粗碎屑岩类孔隙～裂隙弱含水层（H3）:厚度2～51.60m，含水层岩性为砾岩、中粗砂岩，主要接受古近系含水层越流补给及侧渗补给，单位涌水量0.001～0.004L/s.m，矿化度大于1g/ L。

（4）侏罗系八道湾组碎屑岩类孔隙～裂隙弱含水层（H4）：厚度3.69～31.37m，含水层岩性以泥质胶结松散的中粗砂岩、砂砾岩、砾岩为主，水位埋深41～155m，单位涌水量0.000073～0.029L/s?m，矿化度2.34～5.19g/L，水化学类型为SO4·Cl-Na型。

（5）烧变岩及煤27～煤29空洞裂隙含水层（H5）：仅分布于井田的东南角，烧变岩厚8.23m,水位埋深163.77m，煤与烧变岩混合水的单位涌水量为0.0002L/s.m；煤29含水层水位埋深164.70m,单位涌水量0.01L/s.m，矿化度9.57g/L,水质类型SO4·Cl-Na·Mg型。

1.2.2 隔水层

（1）第四系更新统黄土隔水层（G1）：广布全区，厚度5～475.2m，岩性为中密-密实的浅黄色粉土，渗透性差，降水后易成散流，不易渗透,为井田内隔水性强且稳定分布的压盖隔水层。

（2）新近系泥质岩类隔水层（G2）：厚18.31～265.50m，岩性以砂砾质泥岩、泥质砂砾岩及黄褐～红色泥岩为主，结构较致密、透水性极差，具有隔水性。

（3）H3与H4-1间隔水层（G3）：主要由中厚层状泥岩、粉砂岩、细砂岩夹煤组成，厚26.7～89.46 m，岩石结构致密细腻不透水，具一定隔水性，是H3与H4-1间的仅局部分布的隔水层。

（4）含水层H4-2上部隔水层（G4）：厚度2.20～202.13m，岩性主要由泥岩、粉砂岩、夹细砂岩和煤21-1煤23-2共同构成，泥质成分高厚度较大，细砂岩完整无裂隙，透水性差。

（5）H4-2与H4-3隔水层（G5）：埋藏于八道湾组下部煤25-1与煤28或煤30及底板之间，主要由厚层状泥岩、粉砂岩和煤层共同构成，岩石致密完整厚度大，厚度在100～160m之间，是全区稳定的强隔水层。

（6）H4-3含水层以下隔水层（G6）：由八道湾组底部及三叠系赫家沟组厚层状泥岩、粉砂岩非煤系地层组成，厚度40～244.86m；岩层致密完整，隔水性强，是井田内稳定分布的煤系底板强隔水层。

2 井田充水因素分析

2.1 充水水源

井田充水水源主要有大气降水、地表水及地下水三大类。其中大气降水和冰雪融水是井田的间接充水水源；地表水仅有汤姆察布拉克河，属季节性河流，一般不会产生充水影响。地下水为井田的主要充水水源，其中，古近系砂砾岩孔隙水是先期开采地段矿井最主要的充水因素，而八道湾组砂砾岩孔隙裂隙水则较为复杂：煤23-2底板砂砾岩裂隙孔隙含水层（H4-2）上段，是直接底板充水因素。煤18与煤21-1之间含水层水（H4-1），是开采煤18与煤21-1的直接或间接充水因素。煤28以下含水层水（H4-3），是开采煤28～煤29的局部充水因素。由于各含水层的含水性差，对矿床充水影响不大。另外井田东部烧变岩区底部煤层中常含一定静储量的水，是煤层开采初期的局部充水因素。

2.2 充水通道

2.2.1 断裂构造

井田内无大的断裂构造。区域断裂F5为断距大于500m的逆断层，仅在与界梁子背斜轴交汇处的烧变岩区，具有一定导储水性，成为南部边缘局部导水通道。但因断层南盘为主动盘，北有区域铁厂沟向斜阻隔，对先期开采地段矿井充水不会构成威胁。

2.2.2 封闭不良的钻孔

井田施工钻孔较多，封孔时可能存在封闭不良现象。开采时若井巷揭露或接近未封闭或封闭不良的钻孔时，会导致上下含水层特别是第四系和古近系孔隙含水层的连通，造成涌水量增大。

2.2.3 冒落带、导水裂隙带

煤层开采会破坏岩体结构，导致冒落等不良地质现象的发生，就该井田而言，充水通道主要为采空煤层顶板岩层冒落形成的导水裂隙带，造成古近系孔隙水越流补给。

3 井田水文地质类型划分

3.1 受采掘破坏或影响的含水层或水体

（1）含水层性质及补给条件：煤矿开采影响的含水层主要是煤矿的顶底板，含水层补给条件差，补给来源少，属于简单型。

（2）单位涌水量：根据施工的钻孔抽水试验结果得知，古近系的单位涌水量为0.065-0.086L/s.m，煤系地层（侏罗系）的单位涌水量为0.000073-0.029 L/s.m，综合判断，井田的单位涌水量当属中等型。

3.2 矿井及周边老空水分布状况

该井田内无小煤窑，在其周边零星分布着年产3～9万t以下的乡镇企业或个体小煤井20余个，矿井涌水量10～480m3/d，水量很小，个别干燥无水，仅界梁子沟个别矿井因受断裂、烧变空洞积水或老窑水的影响，排水量高达360～960m3/d。井田及周边老空水分布属中等型。

3.3 矿井涌水量

经采用大井法和比拟法计算，最终确定井田的最大涌水量为128 m3/h，正常涌水量为98 m3/h，在开采过程中若加强煤层顶底板的保护，其矿井涌水量将会有减少的趋势。矿井涌水量属简单型。

3.4 突水量

突水为矿井突然涌进的水，一般发生在岩溶或沟通了地表水体的地区，本井田涌水量小，无常年性地表水体，但井田火烧区较为发育，且出露地表，易接受大气降水的补给，形成天然的储水仓库，不排除有局部汇集的可能，突水量属中等型。

3.5 开采受水害影响程度

采掘工程主要受顶板渗水、煤层淋水等因素影响，因渗水及淋水的水量均很小，易于疏干和封堵，不会产生大的淹没事故，不威胁矿井安全，开采受水害影响程度属中等型。

3.6 防治水工作难易程度

井田涌水量小，井田内无小煤窑，仅在周围零星分布20余个小煤窑，且排水量均很小；井田内无常年性地表水体，降雨量小，含水层补给条件差。防治水工作难易程度属简单型。

4 结论与建议

该井田的矿井水文类型划分除单位涌水量、矿井及周边老空水分布状况、突水量及开采受水害影响程度定位中等外，其余均属简单型，按照“就高不就低”的原则，划定该矿井水文地质类型为中等型。

建议在开采前，加强对附近老空水的调查和摸底；加强水文监测，健全安全生产责任制，对在开采过程中出现的挂红、挂汗、水叫、空气变冷、出现雾气、顶板淋水加大、底板鼓起、水色发浑有臭味、裂隙渗水、采掘面有害气体增加等前兆，加强重视，提前采取合理措施，做到“预测预报、有疑必探，先探后掘、先治后采”，防患于未然。

[1]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定 [M].北京：煤炭工业出版社，2009.

[2]GB12719-91.矿区水文地质工程地质勘探规范 [S].

[3]蒋辉.专门水文地质学 [M].北京：地址出版社，2007.

P64[文献码]B

1000-405X（2015）-11-68-2

赵海滨（1982～），男，工程师，研究方向为矿区水工环地质勘查。