王成

內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局104勘探隊 赤峰 024000

內(nèi)蒙古錫林郭勒盟朝克烏拉煤礦水文地質(zhì)勘查類型的劃分和評價

王成

內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局104勘探隊 赤峰 024000

朝克烏拉煤礦主要可采煤層的直接充水含水層為巴彥花組中段煤系地層含水層，富水性弱；而其上覆的巴彥花組上段砂礫巖含水層為間接充水含水層，富水性強，為礦井開采的主要突水隱患。針對勘查區(qū)歷次地質(zhì)勘查及水文補勘成果對勘查區(qū)水文地質(zhì)勘查類型的不同劃分，本文結(jié)合劃分依據(jù)，討論了其合理性，并給出了較為客觀的評價。

礦區(qū)地層；水文地質(zhì)勘查；含水層；富水性

朝克烏拉煤礦位于內(nèi)蒙古錫林浩特市巴彥寶力格鄉(xiāng)境內(nèi)，規(guī)劃煤炭生產(chǎn)規(guī)模8Mt/a，目前已完成礦井開采初步設(shè)計?？紤]到勘查區(qū)水文地質(zhì)條件復雜，含水層較多且富水性強，尤其是首采工作面附近，水文地質(zhì)勘查控制程度欠缺，因此又進行了水文地質(zhì)補充勘探工作，并提交了水文地質(zhì)補勘報告。該報告對礦區(qū)水文地質(zhì)勘查類型進行了重新劃分，對其合理性引起了業(yè)界的討論。

一、礦區(qū)地層

通過歷次勘查工作中的鉆探揭露，將本區(qū)地層從老到新分述如下[1]：

1.白堊系下統(tǒng)巴彥花組（K1b）

（1）巴彥花組下段（K1b1）：巖性為一套灰、灰綠色粉砂巖、泥巖及細砂巖，巖性、巖相變化均較大，含植物化石碎片。

（2）巴彥花組中段（K1b2）：巖性主要為深灰、灰白色泥巖、粉砂巖、礫巖及煤層組成，是本區(qū)主要含煤段，煤層厚度變化較大，分岔尖滅現(xiàn)象頻繁，該段含動物及植物化石較多，底部為一層粗砂巖，有時相變?yōu)榈[巖或細砂巖。

（3）巴彥花組上段（K1b3）：主要巖性為灰色、灰綠色砂巖、礫巖和泥巖，巖性巖相變化較大。

2.新近系（N）

本區(qū)僅見新近系上新統(tǒng)（N2），巖性主要為紅色、紫紅色砂質(zhì)泥巖和雜色泥巖，半固結(jié)，中夾褐灰色玄武巖。

3.第四系（Q）

覆蓋勘查區(qū)全部，成因類型較多，有風積、沖積和湖積，地表分布為全新統(tǒng)（Q4），均為松散、無膠結(jié)，分選較差的砂礫石層和粉土層。

二、含水層

1.第四系孔隙潛水含水層

該含水層賦存于整個勘查區(qū)內(nèi)，巖性主要由沖洪積砂礫石層和湖積細砂及少量風積砂層組成，厚度2.40～46.70m，單位涌水量0.190～0.302L/s·m，靜止水位2.11m，屬富水性中等—強的含水層，為礦井開采的間接充水含水層[2]。

2.新近系孔隙承壓含水層

該含水層上覆于巴彥花組地層頂部，巖性主要為棕紅色、紫紅色礫巖、砂礫巖夾薄層砂巖，厚度0.80～68.60m，靜止水位2.60m，單位涌水量0.808L/s·m，屬富水性中等的含水層，為礦井開采的間接充水含水層。

3.白堊系下統(tǒng)巴彥花組裂隙承壓含水層

（1）上部砂礫巖（K1b3）含水層：該含水層以變質(zhì)巖礫為主，上覆于煤系地層上部，靜止水位2.96～3.45m，含水層厚度117.06～157.02m，單位涌水量1.69～2.32L/s·m，滲透系數(shù)1.51～1.60m/d，為強富水含水層，是主要可采煤層頂板間接充水含水層，也是礦井水害防治的重點[3]。

（2）中部煤層（K1b2）含水層：該含水層（段）分布于整個勘查區(qū)，巖性主要以煤層為主，泥質(zhì)膠結(jié)，局部松散易碎，含水層厚度1.35～161.90m，單位涌水量0.0161～0.0119L/s· m，屬弱富水含水層，為礦井開采的直接充水含水層。

（3）下部砂泥巖（K1b1）含水層：該含水層（段）下覆于4煤組以下，巖性主要由灰色、灰綠色砂巖、砂礫巖組成，富水性不詳。

4.斷層水

勘探報告和井筒勘察報告中對F08和F01斷層進行了抽水試驗，均表明斷層富水性弱，滲透性能差。

三、隔水層

區(qū)內(nèi)隔水層為新近系粘土巖隔水層、2煤組頂板泥巖段隔水層及煤層間隔水層，巖性主要以粘土巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖為主。各隔水層雖均全區(qū)分布，且隔水性較好，但從整個勘查區(qū)考慮，均屬非穩(wěn)定隔水層，都不同程度地存在局部地段缺失的現(xiàn)象，構(gòu)成各含水層導通的“天窗”，特別是在煤層開采的情況下，受導水裂隙帶及冒落帶的影響，富水性強的間接充水含水層極易轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯映渌畬?，造成礦井突水。

四、水文地質(zhì)勘查類型的劃分

1.勘探報告對勘查區(qū)水文地質(zhì)勘查類型的劃分

勘查區(qū)內(nèi)對煤層開采有直接影響的充水含水層為白堊系中部煤層（K1b2）含水層（段），其次為下部泥巖（K1b1）含水層（段）和上部砂礫巖（K1b3）含水層（段）。

由于本勘探區(qū)內(nèi)直接充水含水層（段）的富水性較小，水量有限；含水層（段）本身的孔隙率、裂隙率發(fā)育較差，徑流條件不暢，透水性能不佳，補給微弱，地下水以消耗儲存量為主。

但因本區(qū)煤層位于當?shù)厍治g基準面以下，各含水層（段）的富水性在水平和垂直方向上又各向異性，其間的水力聯(lián)系亦呈不均一性，因此在開采條件下極易與上覆強富水含水層（段）溝通、產(chǎn)生水力聯(lián)系，因此水文地質(zhì)條件又相對復雜。

根據(jù)上述條件，依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/ T0215-2002），將本勘探區(qū)水文地質(zhì)類型確定為Ⅱ類Ⅰ型（偏復雜），即水文地質(zhì)條件簡單（偏復雜）的裂隙充水礦床。

2.水文補勘報告對勘查區(qū)水文地質(zhì)勘查類型的劃分

勘查區(qū)內(nèi)對煤層開采構(gòu)成威脅的充水含水層為白堊系下統(tǒng)巴彥花組上段（K1b3）的砂礫巖承壓裂隙含水層（間接充水），富水性強；其次為巴彥花中段（K1b2）煤系承壓裂隙含水層（直接充水），富水性弱；以及巴彥花組下段（K1b1）裂隙承壓含水層（間接充水）[3]。

由于勘查區(qū)內(nèi)煤層上覆的間接充水含水層的富水性強，含水層厚度大，裂隙發(fā)育，透水性強，且主采煤層又位于當?shù)厍治g基準面以下，局部斷層發(fā)育，盡管各含水層的富水性在水平和垂直方向上各向異性，但在開采條件下局部地段極易與上覆強富水含水層溝通，因此依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0215-2002），將本區(qū)水文地質(zhì)勘查類型確定為Ⅱ類Ⅲ型。

3.業(yè)主對礦區(qū)水文地質(zhì)勘查類型的劃分

以往各勘查階段及水文補充勘探結(jié)果分析僅證明K1b3含水層確實是強富水含水層，但回采過程中是否與K1b3含水層導通成為直接含水層，與采煤工藝有直接關(guān)系，按照《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0215-2002）的相關(guān)規(guī)定，通過水文補勘便確定為Ⅱ類Ⅲ型，理由不充分。

綜放開采導水裂隙帶確定尚未有成型的計算公式。目前，確定導水裂隙帶高度的方式僅有四種：一是參照《三下開采》的經(jīng)驗公式，但不適合綜放采煤工藝；二是采用相似模擬理論；三是采用數(shù)值計算；四是采用工程類比的方式。朝克烏拉礦井的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)與扎煤集團相類似，扎煤集團在類似地質(zhì)條件下生產(chǎn)積累了成功的經(jīng)驗。因此，應借鑒扎煤集團生產(chǎn)實際的導水裂隙帶的確定方法和數(shù)值，重新確定本區(qū)水文地質(zhì)勘查類型。

4.綜合評價

（1）由于當前礦區(qū)還未采煤投產(chǎn)，地質(zhì)報告僅能從地質(zhì)勘查的角度，并結(jié)合《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0215-2002），分析地質(zhì)及水文地質(zhì)問題，對于勘探單位，受專業(yè)的限制，難以也不必從采煤工藝角度再做深入探討。

（2）K1b2煤系承壓裂隙含水層為礦井直接充水含水層，富水性弱，而其上覆的K1b3砂礫巖含水層為煤層開采的間接充水含水層，富水性強。在煤層開采過程中，此含水層能否與下伏的開采煤層導通，取決于礦區(qū)實際的水文地質(zhì)賦存條件和采煤工藝的有機結(jié)合。

五、結(jié)論

從地質(zhì)勘查的角度，僅能依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0215-2002），而此規(guī)范對裂隙充水礦床水文地質(zhì)勘查類型的劃分主要根據(jù)直接充水含水層的單位涌水量的大小，并未考慮間接充水含水層的涌水量情況。水文補勘報告對礦區(qū)水文地質(zhì)勘查類型劃分為Ⅱ類Ⅲ型的依據(jù)主要有兩個：（1）煤層上覆隔水層不穩(wěn)定，有地層缺失的“天窗”；（2）煤層采動破壞情況下可能導通上覆強含水層。無論這兩個依據(jù)是否充分合理，都無法從《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0215-2002）中找到水文地質(zhì)勘查類型劃分的依據(jù)。

[1]內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥寶力格煤田（中段）一礦區(qū)勘探報告，內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，2007年1月15日.

[2]巴彥寶力格煤電項目朝克烏拉礦井井筒檢查鉆孔勘察報告，內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局104勘探隊，2009年4月.

[3]北方聯(lián)合電力有限責任公司朝克烏拉煤礦水文地質(zhì)補充勘探報告，內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局104勘探隊，2012年11月.

Division and evaluation of hydrogeological exploration types in ChaoKeWuLa coal mine of Silinghol League of Inner Mongolia

WANG Cheng
Coal Geological Bureau of the Inner Mongolia Autonomous Region NO.104 Exploration Team,ChiFeng 024000,Inner Mongolia, China

The main mine coal of direct water filling aquifer is middle segment of BaYanHua Group coal measure strata aquifer in ChaoKeWuLa coal,water yield property weakly;however,the upper segment BaYanHua Group sandy conglomerate aquifer in the upper coal is indirect water filling aquifer,rich water,is the main water inrush hidden trouble in mining.In this paper,based on the different division of hydrogeological exploration type in previous geological exploration and hydrogeological supplement exploration results,the fully integrate the division of basis,the rationality is discussed,and the objective evaluation is given.

Strata in mining area；Hydrogeological；exploration；Aquifer；Water；yield；property

王成，男，1985年3月生，內(nèi)蒙古赤峰市人，工程師，主要從事水文地質(zhì)工作與研究。