李 冠
(湖南省煤田地質(zhì)局第五勘探隊,湖南 郴州 423000)
區(qū)內(nèi)印支褶皺帶廣泛分布,由一系列走向近南北的線形褶皺和逆沖斷層組成,控制著區(qū)內(nèi)晚古生代含煤地層的展布,為區(qū)域主體構(gòu)造??辈閰^(qū)外圍南側(cè)17km有燕山期侵入巖,對勘查區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)無影響??辈閰^(qū)位于郴耒煤田南部,主要礦產(chǎn)為煤炭;其南側(cè)有大面積的燕山早期花崗巖出露,出產(chǎn)鉛、鋅、鎢、銅等金屬礦產(chǎn)。
勘查區(qū)位于華南加里東-印支褶皺帶中湘南印支褶皺帶之耒陽-臨武南北向構(gòu)造東翼,茶陵-永興斷裂拗陷構(gòu)造帶中,屬湘江耒水水系??辈閰^(qū)東、西部均為上二疊統(tǒng)龍?zhí)睹合档貙?,龍?zhí)睹合禐橐惶姿樾汲练e含弱的砂巖裂隙水。影響區(qū)內(nèi)礦床水文地質(zhì)條件的因素主要有水文氣象、巖層的含(隔)水性、斷層水、老窯水等。
勘查區(qū)冬季寒冷,夏季炎熱,春秋溫暖,雨量充沛,四季分明,屬亞熱帶溫暖濕潤氣候區(qū)。年降雨 量1246.8mm~1852.8mm,每 年4月~7月 為 雨季,月最大降雨量449.0mm(1998年6月);年蒸發(fā)量1018.0mm~1043.2mm,每年6月~9月蒸發(fā)量最大,月最大蒸發(fā)量261.2mm(1990年7月);降雨量大于蒸發(fā)量;歷年最高氣溫39.3℃,最低氣溫-9.6℃,年平均氣溫16.6℃~17.3℃。大氣降水是本區(qū)地表水、地下水的主要補(bǔ)給來源。
本區(qū)地勢為南高北低,地表水系不發(fā)育,地表徑流條件較好。楊柳水小溪經(jīng)楊柳水、黑石頭、勘查區(qū)由南向北注入西河,寬3m~4m,主要切割白堊系巖層,從勘查區(qū)中部穿過,切割了含煤地層。以匯集大氣降水為主,水量受降雨量制約。最大流量為761.5L/s,最小流量為0.03L/s,洪水期水位與河岸持平,小溪為勘查區(qū)相對最低侵蝕基準(zhǔn)面。由于水面積小,冬季和旱季水量不足,主要用于農(nóng)灌。區(qū)內(nèi)小水塘較多,一般水量較小,秋冬季則干涸。
(1)含水層。①第四系(Q)。主要分布于小溪兩岸和山前洼地中,由沖積、洪積及殘積的黃灰及褐紅色砂質(zhì)粘土、亞粘土,砂礫石等組成。一般厚6.56m。砂礫石層含弱的孔隙水,泉水出露較少,流量為0.01L/s~0.02L/s。主要靠大氣降水和地表水補(bǔ)給。屬弱含水層。②二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M上段(P212)。主要由深灰色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)?!辛I皫r及煤組成,厚約215.66m。其中細(xì)砂巖或細(xì)~中粒砂巖為含水層,數(shù)層砂巖累計厚約40m~65m,膠結(jié)緊密,裂隙不發(fā)育,僅6煤上部的砂巖比較疏松。屬弱含水層。
(2)隔水層(組)。①二疊系上統(tǒng)大隆組(P2d)。主要深灰色薄~中厚層狀硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)泥巖及鈣質(zhì)泥巖組成,厚35m~185m,其中硅質(zhì)灰?guī)r含風(fēng)化裂隙水。地表泉水出露較少,底部鈣質(zhì)泥巖為相對隔水層,厚約20m~25m。②二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M下段(P2l1)。由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及薄層細(xì)粒砂巖組成,厚約354m。巖層較致密,透水性極差,地表一般無泉水出露,僅淺部風(fēng)化帶中有極少量下降泉,雨季滲水,旱季干涸。為相對隔水層。
斷層帶未發(fā)現(xiàn)大量漏水和涌水現(xiàn)象,鉆孔沖洗液消耗量一般較小,說明斷層帶的富水性和導(dǎo)水性不強(qiáng)。由于F11區(qū)域性大斷層的作用,使當(dāng)沖組巖層之下的棲霞、壺天灰?guī)r相應(yīng)抬高,可能對礦井充水有一定影響,應(yīng)采取防水措施。
街洞礦區(qū)街洞區(qū)段東南部龍?zhí)督M出露地段,老窯開采較甚,調(diào)查開采最大深度約80m。范圍內(nèi)有茶塘、茶山嶺煤礦在生產(chǎn),其動態(tài)賦存的老窯水對礦井開采影響不大。
勘查區(qū)為湘江水系之耒水流域,雨量充沛,地下水主要由大氣降雨補(bǔ)給,沿溶蝕裂隙、巖溶通道及構(gòu)造裂隙等途徑由高勢能向低勢能方向運(yùn)移,以匯流及環(huán)流的形式向排泄區(qū)逕流,在含水性強(qiáng)與弱的巖層接觸帶、斷層帶附近排泄。
勘查區(qū)次一級分水嶺明顯,地形、巖性控制了本區(qū)地下水補(bǔ)給、逕流、排泄條件。本區(qū)地下水來源于大氣降水的補(bǔ)給,次為地表水的滲入。區(qū)內(nèi)龍?zhí)督M地層因處于地表次一級分水嶺附近,一般為本區(qū)地下水的滲入補(bǔ)給區(qū)。本區(qū)地下水接受大氣降水、地表水滲入補(bǔ)給后,大致亦由兩側(cè)向中央、由南向北逕流、排泄。
根據(jù)區(qū)內(nèi)地層、巖性及其巖石堅固性等特征,礦區(qū)巖土體可劃分為土體和巖體兩大類:
(1)土體。第四系坡積、殘積物,分布于山坡及溝谷低洼地。其成分以粘土、黃土為主,夾風(fēng)化硅質(zhì)巖、灰?guī)r、砂巖,泥巖塊,具粘結(jié)性和可塑性。厚度0m~13.6m。上述土體結(jié)構(gòu)松散,力學(xué)強(qiáng)度較小,承載力較低,具弱透水性,對開礦影響小。
(2)巖體。由于巖性及性及巖石物理力學(xué)質(zhì)的不同,可分為:①較堅硬~堅硬、中厚層狀、巖溶發(fā)育弱~中等,以硅質(zhì)灰?guī)r及硅質(zhì)泥巖為主的巖性綜合體,由大隆組、當(dāng)沖組地層組成。②軟硬相間,薄~中厚層狀,以砂巖、砂質(zhì)泥巖、石英砂巖、泥巖、粉砂巖及煤層等為主的巖性綜合體,由龍?zhí)督M地層組成。
6煤層:直接頂板為灰黑色、薄層狀砂質(zhì)泥巖,具水平層理或緩波狀層理,產(chǎn)植物碎片化石,含薄層狀菱鐵礦結(jié)核。屬Ⅱ級頂板。老頂為灰~淺灰色粉砂巖、細(xì)砂巖。直接底板:灰黑色泥巖為主,產(chǎn)豐富的植物碎片化石。7煤層:直接頂板為灰黑色、薄層狀粉砂巖或砂質(zhì)泥巖,具水平層理,含星散狀黃鐵礦結(jié)核。屬Ⅱ級頂板。底板以灰黑色、薄層狀粉砂巖為主,具水平層理。根據(jù)鄰礦資料,6、7煤層頂板一般為Ⅱ級頂板,底板一般為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖,局部有底鼓現(xiàn)象。工程地質(zhì)條件簡單。
勘查區(qū)屬低山丘陵地貌,多為碎屑巖巖出露巖石堅硬,由于地形坡度平緩,基巖上第四系厚度不大、基底不平,一般不易產(chǎn)生滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象,但在陡崖處要注意防止崩塌等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。區(qū)內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,無工業(yè)污染,人為活動對地質(zhì)環(huán)境影響總體較輕,地質(zhì)環(huán)境及現(xiàn)狀總體較好。
綜上所述,區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件中等,環(huán)境地質(zhì)條件中等,工程地質(zhì)條件中等,屬低瓦斯、無煤塵爆炸性、不易自燃煤層,地溫正常,綜合礦床開采技術(shù)條件為Ⅱ-4類型。