朱集东矿北部明龙山断层含导水性研究

夏磊　刘启蒙　谢志钢

摘 要：朱集东矿北部的明龙山断层是落差超过1000m的大型断层，并且切割了多个含水层，水文地质条件较为复杂。在分析井田水文地质条件的基础上，依据断层带的岩性特征、断层带简易水文观测成果，以及断层上盘寒灰、太灰孔抽水试验结果，得出明龙山断层含水性和导水性均较差的结论，为煤矿安全生产和防治水工作提供依据。

关键词：朱集东矿；明龙山断层；水文地质条件；含、导水性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.087

1 绪论

朱集东井田范围：北起F201及明龙山断层，南至潘四井田边界，与潘四东矿相邻[1-2]；东起13-1煤层-1000m水平地面投影线，西至地震27勘探线与朱集西矿相邻，东西长约12.5km，南北宽约3.5km，开采深度由-350m至-1200m。

2 井田水文地质条件

朱集东井田处于黄淮平原的南部，煤系地层全部被古近系、新近系、第四系松散层所覆盖，为全隐伏煤田[3-4]。区内地层系钻探揭露及利用邻区资料，其地层自老至新有寒武系、二叠系、三叠系、古近系、新近系、第四系。

2.1 主要含水层

井田含水层主要由新生界松散砂层孔隙含水层、二叠系砂岩裂隙含水层和石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组成。

（1）新生界松散层含水层。井田区内新生界松散层两极厚为87.25m至394.30m，平均厚度为295.92m，其中下段通过勘探孔的抽水试验结果：单位涌水量3.589～3.071 L/s·m，渗透系数11.437～9.105 m/d，导水系数648.75～598.38 m2/d，储水系数（6.6～3.8）×10-4，越流系数（4.33～5.54）×10-4，表明本组水量充沛，并存在上部含水层越流补给。

（2）二叠系砂岩裂隙含水层。煤系砂岩含水层岩性以中、细砂岩为主，局部为粗砂岩和石英砂岩，分布于煤层、粉砂岩和泥岩之间，该含水层的厚度范围为41.1 m至155.44 m，根据勘探孔泥浆的消耗量：基岩风化带泥浆消耗量一般为0～0.16 m3/h，大者为0.80～2.40 m3/h；13-1煤层顶底板砂岩泥浆消耗量一般为0～0.16 m3/h；11-2煤层顶底板砂岩泥浆消耗量一般为0～0.16 m3/h，大者达1.60 m3/h；8～4-1煤层顶底板砂岩泥浆消耗量一般为0～0.16 m3/h。可以看出二叠系含水层的基岩风化带的含导水性较下部要强。

（3）太原组灰岩岩溶裂隙含水层。太原组上部1～4层灰岩为开采3煤时底板进水直接充水含水层。3、4层灰岩较厚，一般岩溶裂隙较发育，而1、2层灰岩厚度较小，岩溶裂隙不发育，裂隙多为方解石充填。

2.2 主要隔水层

（1）新生界松散层隔水层。主要是由以灰黄色砂质粘土或粘土为主，粘土质纯、致密，可塑性较强，具有膨胀性，厚度较大，分布较为稳定，具有良好的隔水性。

（2）二叠系主要隔水层。各个隔水层夹杂于各可采煤层顶底板含水砂岩层中，对各含水砂岩层的水力联系起到了阻隔作用。

3 明龙山断层含导水性分析

3.1 断层带岩性特征分析

为探查明龙山断层含导水性，施工有4个钻孔，其中水4上孔和水6孔揭穿了明龙山断层，水8孔于孔1050 m起进入明龙山断层带，水9孔位于断层上盘。

根据探查工程钻孔所揭露的断层带岩性来看，明龙山断层破碎带主要由泥岩、粉砂岩和细砂岩组成，少量含炭质，断层的破碎带裂隙较为发育，但是裂隙基本为泥质填充和胶结，因此可以基本判明龙山断层破碎带在勘察范围内，富水性极弱，基本不导水。

3.2 断层带水文地质试验成果分析

为了探明和研究明龙山断层的含、导水性，对断层带进行了简易水文观测，对断层上盘灰岩进行了抽水实验。

3.2.1 断层带简易水文观测

本次探查工程钻孔所揭露的断层带均为二叠系岩性，主要以破碎泥岩、糜棱状泥岩为主。水4上孔、水6孔、水8孔和水9孔的泥浆消耗量见表1。

从表1中可以看出，断层带泥浆消耗量属于正常值，没有出现异常漏失现象，结合钻探揭露断层带时的岩性分析，说明断层带富水性弱；不同深处泥浆消耗量变化不大，数值较为相近，说明断层带断层的上下盘没有明显的水力联系。

4 结论

（1）明龙山断层属逆推断层，走向NWW～NW，倾向NNE～

NE，傾角60～70°，断距4线大于1000m，9线断距大于400m，探查区内延展长度5600m。

（2）本次钻孔揭露的明龙山断层带的岩性均为二叠系地层，以破碎泥岩、糜棱状泥岩为主；少量的砂岩、砂质泥岩，破碎岩块为泥质充填、胶结，胶结程度较好，说明断层带含、导水性均较差。

（3）从冲洗液消耗，抽水试验和断层带充填物及断层带岩性分析，断层不含水、不导水。根据简易水文观测、断层带岩性及抽水试验分析认为：明龙山断层上、下盘之间无水力联系。

参考文献

[1]桂和荣，宋晓梅，彭子成.淮南煤田阜凤推覆构造带水文地质特征研究[J].地球学报，2005，26（02）：169-172.

[2]宋海涛，刘仁武.优势理论在分析韩1号断层导水性中的应用[J].中国矿业大学学报，1999，28（04）：401-403.

[3]苏明金，李源，贾少平.潘北矿F1断层组性质与含、导水性分析[J].煤矿开采，2012，17（05）：23-25.

[4]王平，胡桂娟，李大勇.F19断层含水导水性研究[J].煤矿开采， 2004，9（03）：14-16.

作者简介：夏磊（1995-），男，安徽合肥人，硕士研究生，研究方向：地下水灾害与防治。