■ 何智 刘鹏
(1云南地矿国际矿业股份有限公司云南昆明650000;2云南黄金矿业集团股份有限公司勘查院云南昆明650000)
地质构造对矿区水文地质特征的影响
■何智1刘鹏2
(1云南地矿国际矿业股份有限公司云南昆明650000;2云南黄金矿业集团股份有限公司勘查院云南昆明650000)
本文以云南东部某煤矿区为研究对象,通过对该地区地质构造的研究来分析此构造地对矿区水文地质特征的影响,主要从对水文边界的控制,地下径流,地下排泄以及对矿井开采的影响几个方面来进行分析,通过更加深入的了解地质构造对矿区水文特征的影响以保障随后对矿区开采的安全性,无论从经济层面还是学术层面都是必要的。
地质构造云南矿区水文地质特征
以我国云南东部矿区为例,它的褶皱构造、断层构造以及复合顶板构造都决定了该矿区水文地质特征的复杂性,这也给开采工作带来了巨大的阻碍,所以研究其构造对实际的开采以及探测研究都具有重要的价值。本文就从地质构造对矿区的水文地质特征的影响进行全面的探讨。
地质构造是指地壳中的岩层地壳运动的作用发生变形与变位而遗留下来的形态,也就是由于地球内部能量的不断地运动和转移,导致其对地质通过不同的作用力而产生的变位或者变形,常见的譬如褶皱、断层等地理现象。水文地质主要是指在自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质分布和形成规律很大程度上受到地质构造的影响。
该地区的水文地质状况主要表现为地表水发育不好,地下水由于该地区的断层、裂隙、褶皱、孔隙等影响,导致地下水和地表水的补给关系根本无法平衡,就会出现地表水缺失的情况下。又因为存在沉积作用,地下水又在很深的层部,就会出现很多层级结构的复合型的承压含水体,这种含水体主要形成于含水层和隔水层之间,煤矿区的含水层相比较于其他层区的含水性、透水性以及富水性都要较差一些。而且由于地形结构导致该区地表径流条件很好,地表水的渗透性更是有限,对地下水的补充也更是不足,所以该区的含水量不大,也没有办法充足的接受地表水的补给。
矿区一般因为其成因不同,可以分为两种大型的断层,一种是张扭性断层,另一种是压扭性断层,这两种断层都是高角度、大面积的特点,面积可达到几公里到几十公里不等,断距则一般在百米以上,这些断层无论是对地下水的渗透性还是富水性都有很大的影响,对地下水的流向也会产生根本影响。
根据考察,该断层主要是有三种底层组成,即寒武系、奥陶系、石炭二叠系。这种复杂性的断层由于地壳运动的原因,裂隙率很高,属于浅部径流带,断层上盘被各种松散的沉积物覆盖,所以该地区的控水作用很明显。
4.1对地下水的补给作用的影响
地下水的补给主要来源于大气降水和地表水,矿区一般泥土覆盖厚度是很大的,而且地形也很复杂,但是由于矿区的地表径流条件很好,那么大气降水之后通过面流和片流很快就会排泄到沟谷,然后很快透过基石的露头和裂隙形成有限的补给,而不能在地表长时间停留,所以在其他地段的渗透率很小,含水层的补充十分有限,矿区内的河流流向又是与底层的走向是相垂直的,河流在流经矿区时候也会在基岩露头处的裂隙和发育段向下层渗透产生渗漏补给。
4.2地质构造对地下水径流的影响
由于矿区的断层结构,地下水的径流带处于矿区的浅部,而且是在单斜构造的急倾斜转折到缓倾斜的部位,矿区浅部主要是多次受到地质运动的挤压,张扭作用,所以整个矿区的地质层由平坦变为褶皱,从而形成了一个带有褶皱的断层破碎带。这种情况下又使得各个岩层以及断层、裂隙、节理之间相互错位连通,不同层级之间又会有对接,这样又会导致上下的含水层能够很好地想通,然后形成一个含水量相同的水域,这样的地下径流水都是从深部的裂隙向浅部的裂隙开始运动和渗透,该矿区反应出来的就是地下径流水主要是边缘浅部的断层走向,即该矿区的水源形成和水源流通。
4.3地质构造对地下水排泄产生的影响
地质构造对地下水的补给和径流方向都产生很大影响,自然会对地下水的排泄也产生根本的影响,大气降水和地表水对矿区地下水的补给随着季节的变动以及地表径流方向的变化,会产生水位差,水位差所引起的水压也会随着地下深度的增加而不断增加,不同的水位水压也在地下形成了不同的层级,我们称之为相对隔水边界。浅部的地下水补给区和径流带的大体方向是一致的,这表明水力关系密切,但是这两种的水质在本质上是有差别的,也就是由于水压传到造成的。但是由于地下矿区地质结构的复杂性,地下水的动储量和静储量一直是保持平衡的关系,所以在矿区,没有太明显的排泄口,大多是与地面潜水排泄方向是一致的。
矿区由于地质构造的运动,通常会把矿体分成几个部分,每个矿体的分布,形态以及产状都是很复杂的,这种情况也无疑给矿区的开采工作带来更大的难度。开采过程中,首先要了解该矿区的断层情况,水文地质特征,然后针对断层破碎带来制定安全可行的开采计划,一些大的断层发育的区域,会导致该地区矿产的分布、倾斜程度、走向等等不同的变化,所以在矿区开采时候要分地段分区域对地质构造和水位构造进行研究,因此,地质构造对矿区的开采也是有很大的影响的。
水害事故一旦发生,造成的经济损失是无法挽回的,而且也严重威胁着矿区工作者的生命安全,所以及时检测矿区的水文地质情况,做好水文地质的分析工作,指导好矿区治水的方案,以避免矿区水害的发生,促进矿区的安全开采和生产。
[1]贾湛永,张鑫.地质构造影响下大采高工作面支架工作特性分析 [J].中州煤炭,2012, (1):15-16.
[2]黄金波,张伟东.煤矿采区地下水系统与地质环境的关系探讨 [J].中小企业管理与科技,2011,(3):229-230.
[3]代革联.地质构造对韩城矿区水文地质特征的影响 [J].干旱区资源与环境, 2010,24(7):62-67.
F407.1[文献码]B
1000-405X(2016)-3-123-1