巴拉素煤矿井筒水文地质条件分析

张俊峰　孔泉

摘 要 通过对巴拉素煤矿筒水文地质条件的研究，分析了井筒范围内含水层、隔水层特征，地下水补径排条件及井筒的充水因素，预算了井筒涌水量，对今后井筒施工和保护区内含水层具有现实意义。

关键词 水文地质条件 含（隔）水层 井筒充水因素

中图分类号：P641.4 文献标识码：A

1 煤矿基本情况

巴拉素煤矿地处榆林市以西，距市中心47km，、面积约296.82km2。设计年生产能力为1000万吨，服务年限106年。设计采用全立井开拓，建设初期共布置3条井筒，即主立井、副立井和一号回风立井。

2 井筒地质特征

井筒范围内，地表基本被第四系松散沉积物所覆盖。井筒地层由新到老依次为：第四系全新统现代风积沙、上更新统萨拉乌苏组、中更新统离石黄土、白垩系下统洛河组、侏罗系安定组、直罗组及延安组。

该煤矿地质构造简单，总体构造形态为一北西西向缓倾的单斜层，区内无岩浆活动痕迹，局部发育宽缓的波状起伏。

3 井筒水文地质特征

3.1 含水层

根据井筒地下水的赋存条件及水力特征，将井筒地下水划分为五个含水岩层（组）：即第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水、第四系上更新统冲湖积层孔隙潜水、第四系中更新统黄土孔隙裂隙潜水、白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙潜水及侏罗系碎屑岩类裂隙承压水。

3.1.1第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水

由于潜水位均位于风积沙之下，故该层在区内为透水但不含水地层。

3.1.2 第四系上更新统冲湖积层孔隙潜水

分布于区的东侧和西测，处地形相对周边较高，厚度且薄，故含水层厚度亦薄。该区含水较少，富水性弱。

3.1.3 第四系中更新统黄土孔隙裂隙潜水

零星分布于区内，岩性以粉砂质粘土为主，粉土次之。水位埋深8.85m，含水层厚度2.65m，当降深2.24m时，涌水量0.35 m3/d，单位涌水量0.0018L/s·m，渗透系数0.0481m/d，富水性弱。

3.1.4白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙潜水

全区分布，是本区的主要含水岩组。平均厚度为210.49m。含水层岩性主要为砖红色中厚层状中、细粒长石砂岩，泥质胶结。水位埋深2.70～9.07m时，涌水量136.34～1555.00 m3/d，统降单位涌水量0.047～0.98L/s·m，渗透系数0.05～1.09m/d，富水性由弱到强。

3.1.5侏罗系碎屑岩类裂隙承压水

（1）安定组裂隙承压水

全区分布，含水层岩性主要为紫红色中厚层状中、细粒长石砂岩。水位埋深10.85～20.26m，涌水量9.85～68.60m3/d，统降单位涌水量0.01L/s·m，渗透系数0.01～0.06m/d，富水性弱。

（2）直罗组裂隙承压水

全区分布，平均厚度为139.36m。含水层主要为直罗组中、粗粒长石砂岩，尤以底部七里镇砂岩含水性最好。水位埋深13.91～27.14m，含水层厚度24.15～44.95m，当降深28.11～51.42m时，涌水量32～58.75m3/d，统降单位涌水量0.02～0.03L/s·m，渗透系数0.03～0.05m/d，富水性弱。

（3）延安组裂隙承压水

全区分布，含水层主要为该段中、粗粒长石砂岩。水位埋深10.38～13.09m，含水层厚度9.10～41.70m，当降深31.79～67.32m时，涌水量16.07～44.0m3/d，单位涌水量0.01～0.02L/s·m，统降单位涌水量0.01～0.02L/s·m，渗透系数0.01～0.08m/d，富水性弱。

3.2 隔水层

主要为分布于安定组较为稳定的中厚层泥岩类，它们是井筒内上覆洛河组砂岩与下伏直罗组、延安组含水层之间较好的隔水层。直罗组和延安组连续分布的泥岩和砂质泥岩是各承压含水岩组之间的相对隔水层。

3.3地下水补给、径流及排泄条件

第四系松散层孔隙潜水以大气降水补给为主。向地势较低洼的地区以泄流的形式补给地表水。

白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙潜水，除在基岩裸露处得到大气降水的直接补给外，其余地段多为外围同一含水层的侧向补给。该潜水与松散层潜水间局部地段存在黄土隔水夹层而略显承压水特性外，大部分地区则为具有密切水力联系的统一含水体，故其补给、径流、排泄与松散层潜水基本一致。

侏罗系砂岩裂隙承压水，承压水除基岩裸露区通过风化裂隙带间接得到大气降水补给外，还接受上游地段潜水渗入补给，径流方向基本沿岩层倾向向北及西北方向运移。

4 井筒充水因素分析

4.1 充水水源及强度

井筒的充水水源为洛河组砂岩孔隙裂隙水及其下部基岩层间承压水。由于本区构造不发育，砂岩多以细粒为主，含水及导水条件较差。故井筒开挖时对其充水强度较小。

4.2 充水途径及方式

当在洛河组开拓井筒时，地下水主要是通过孔隙及裂隙向井筒运移，在井筒顶底板及两壁多以渗流的形式向井筒充水；在正常基岩段中，地下水主要是通过砂岩孔隙向井筒运移，并沿井筒两壁及顶底板以滴水的形式或渗流的形式向井筒充水。

5 井筒涌水量预算

本次对主立井、副立井和一号回风立井采用“大井法”进行了涌水量预算。预计主立井涌水量为11607m3/d，副立井涌水量为10935m3/d，一号回风立井涌水量为11258m3/d。

6 结论与建议

（1）根据施工场地的地形地貌条件及井筒检查孔勘探资料，各井筒上部所处地层为中等至强富水的洛河组砂岩含水层，预算井筒涌水量9224m3/d，水量大，故建议采用冻结法施工。安定组、直罗组和延安组含水层含水微弱，充水强度小。

（2）各含水层段中连续分布的泥岩、砂质泥岩及粉砂岩，均为水平层理，是区内各含水层之间相对较好的隔水层。在无断裂构造和人为破坏的情况下，各含水层之间水力联系较弱。

参考文献

[1] 张飞驹，蒋泽泉.常家梁煤矿含（隔）水层特征及充水因素[J].地下水，2014，36（1）：21-23.

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[3] 巴拉素矿井井筒检查钻孔地质勘查报告[R].西安地质矿产勘查开发院，2012.