F10断层含水性分析

蔡梦雅+刘启蒙

摘要：指出了含（富）水断层的存在使得煤矿水文地质条件的复杂性增加，影响煤矿的安全生产。以新集二矿F10断层为研究对象，通过该断层上覆和下切灰岩富水性分析、F10断层补勘工程水文地质资料及断层两盘岩层含水性分析，对其含水性进行了研究，结果表明：F10断层的含水性总体较差。

关键词：新集二矿；F10断层；断层含水性

中图分类号：P542+3

文献标识码：A文章编号：1674-9944（2016）22-0140-02

1引言

断层本身作为主要的富水区域和突水通道，是煤矿突水的重要诱发因素之一。可溶性灰岩水力循环条件好，后期溶蚀作用显著，导致岩溶裂隙发育，含水空间扩大，进一步富水灰岩含水层在断层周围，使断层带含水的概率增大[1]。

若断层含水，会增大在石门过断层过程中灰岩突水的危险[2，3]。为确保石门安全和高效过断层，有必要对F10断层的含水性进行研究。

2F10断层展布情况

新集二矿F10断层横贯新集二矿和新集一矿，东西走向长约13km，断层走向N70°W，倾向SW，倾角为70～30°，落差0～500m。07勘探线图在-300m以下揭露F10断层，下切煤层下伏的太灰和奥灰。06勘探线上的0605钻孔在-930m处揭露了下伏灰岩层。这些都反映了阜凤逆冲断层对F10断层走向上的展布的影响程度之大。

3F10断层含水性

3.1F10断层关联灰岩富水性

F10断层上覆推覆体寒武系灰岩岩溶裂隙较为发育，水位标高+19.77～+22.25m，q=0.000026～0.974L/s·m，富水性弱至中等。揭露太灰时均未发生漏水现象，所取岩芯裂隙较发育，钻孔附近处灰岩富水性弱，太原组灰岩富水性相对较弱且不均一。奥灰抽水孔稳定水位标高：-66.19～-29.57m，q=0.0017～0.0610L/s·m，渗透系数0.00083～0.696m/d，富水性弱，所取岩芯仅见蜂窝状溶蚀孔。水位均平缓下降，奥陶系灰岩与太原组灰岩之间无明显的水力联系。

3.2F10断层补勘工程水文地质资料

在主要井巷穿过的断层带附近布置了6个钻孔控制F10断层钻孔，以GB0605、GBF10-2钻孔为研究对象，以单孔和群孔抽水试验结果为主要数据。

3.2.1水文地质条件分析

GB0605钻孔抽水试验共取2组水样，抽下泵深度242.00m，正式抽下泵2600m。据奥陶含水层抽水资料，初始水位-70.45m，导水系数0.191m2/d；渗透系数0.00234m/d，单位涌水量0.00631L/s·m，奥陶含水层富水性弱。

GBF10-2钻孔抽水的目的层段是奥陶系灰岩，钻孔孔径0.113m，深度903.50～1024.66m，厚121.16m；含水层厚度121.16m，平均水位埋深116.96m，降深50.14m，渗透系数0.006361m/d，单位涌水量0.00852L/s·m，奥陶灰岩含水层富水性弱。

3.2.2测井曲线分析及钻孔实际情况

新集二矿补勘钻孔揭露太原组灰岩测井曲线，太原组灰岩侧向电阻率均较大说明灰岩含水性相对较差。太原组灰岩较为完整，说明裂隙不甚发育，太原组灰岩的富水性相对较弱。

据统计分析知，F10断层带裂隙发育较少。寒灰和太灰含水层漏失量小的比例较高，溶隙、裂隙发育不良。奥灰含水层泥浆漏失量除GB0605钻孔外，其余钻孔均超过80%，说明奥灰溶隙、裂隙总体发育不良，但局部破碎或岩溶发育。

3.3F10断层两盘岩层含水性

井田内共有11个钻孔揭露了F10断层，两盘主要由泥岩与砂岩组成。岩柱中的泥岩类岩石厚度较大，断层下盘泥岩厚度小于上盘，砂岩类岩石多为粉砂岩与细砂岩。

据揭露F10上下盘的钻孔资料可知，泥岩类岩石所占比例通常达60%以上为较大，其次为砂岩类岩石。下盘岩性主要为泥岩、砂岩和灰岩，下盘岩性以泥岩和砂岩为主的区块，泥岩厚度一般较大，含水性相对较差。

F10断层影响带上部50m范围内岩层岩性中砂岩类岩石中主要为细砂岩和粉砂岩。GB01002孔揭露上盘砂岩厚度最大达41.93m。下部岩层中砂岩类的岩石主要由细砂岩和粉砂岩组成，GBF10-1孔揭露下盘砂岩厚度最大达26.57m。在断层影响带中，0307孔、0605孔、GB01002、GBF10-1、GBF10-2等钻孔揭露的砂泥比均大于1，反映断层影响带中泥岩比例低于砂岩，岩层赋水性相对较好。

4结论

（1）断裂含水性主要受到两个方面的影响：一是断裂带的储水能力，二是断裂两盘岩石的岩性及富水性。

（2）F10断层的含水性总体较差，但是由于补勘抽水试验及取样测试主要集中在石门过F10断层内的04～06勘探线范围内，具有一定的局限性，建议在其他勘探线进行相关工作。

参考文献：

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