摘 ?要:富源縣順源煤礦為中型礦山,全部隱伏于地下,本文結(jié)合野外項(xiàng)目,綜合調(diào)查分析了地形地貌、氣象水文、地下水類型、斷裂帶水文地質(zhì)特征、地下水補(bǔ)徑排條件,對(duì)礦床充水因素進(jìn)行了分析,結(jié)果表明礦床充水水源主要充水水源是大氣降雨,上二疊統(tǒng)宣威組裂隙含水層和斷層破碎帶對(duì)開采影響較小,礦區(qū)北西部的田壩頭水庫對(duì)開采會(huì)有一定的影響和水患威脅。
關(guān)鍵詞:云南省煤礦;水文地質(zhì)條件
煤炭是富源縣主要的礦產(chǎn)資源,其為全縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供著重要支持;煤炭收入在全縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要比例1]。我國(guó)南方地區(qū)具有比較復(fù)雜的水文地質(zhì)條件,給當(dāng)?shù)孛旱V的開采帶來了一定的困難,很容易出現(xiàn)水災(zāi)害[2],順源煤礦位于富源縣城南東148°方位,平距約31公里處,行政區(qū)劃屬富源縣營(yíng)上鎮(zhèn)海扎村委會(huì)管轄。礦區(qū)地理座標(biāo)極值:東經(jīng)104°23′00″~ 104°24′15″,北緯25°26′00″~ 25°27′30″,南北長(zhǎng)約2.25km,東西寬約1.6km,面積約為3.3763km2。富源縣至黃泥河二級(jí)公路直接通過礦區(qū),至富源縣城約45公里,南東至富村鎮(zhèn)約25公里。開采標(biāo)高開采標(biāo)高1925m~2313.6m,全部隱伏于地下,煤礦資源儲(chǔ)量為3142萬噸。礦山設(shè)計(jì)開采規(guī)模為30萬噸/年,產(chǎn)品方案為原煤,礦山規(guī)模為中型煤礦山。
一 礦區(qū)概況
1地形地貌
順源煤礦地處云貴高原,總體地勢(shì)中部高南北低。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)位于礦東北黑背梁子的北部山頂,標(biāo)高為2192.3m,最低點(diǎn)在該區(qū)西北角田壩頭水庫附近,最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高1875.0m,相對(duì)高差為317.3m,區(qū)內(nèi)一般標(biāo)高為2100.0m左右。所處地貌為高原低中山侵蝕性地貌。
2氣象水文
本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候,,根據(jù)富源氣象站資料,最高氣溫34.9℃,最低氣溫-11℃,年平均氣溫15℃,近年來氣溫有上升趨勢(shì)。每年11月至次年4月為旱季,多風(fēng);5-9月為雨季,尤以7月份降雨量最大,可達(dá)年降雨的40%以上,日最大降雨量103.2mm,全年降雨量741.6~1213.6mm;全年蒸發(fā)量2312.1mm,日最大蒸發(fā)量16.5mm。該區(qū)處于局部分水嶺地帶,地表水體不發(fā)育,區(qū)內(nèi)沒有常年性河流,礦區(qū)及周圍僅有幾條季節(jié)性小溪,自北向南流出礦區(qū),注入塊擇河,匯入南盤江,屬南盤江水系、珠江流域。
二 地下水類型及斷層水文地質(zhì)特征
礦區(qū)內(nèi)出露及勘探揭露的地層有第四系松散層、下三疊統(tǒng)卡以頭組、上二疊統(tǒng)宣威組和峨嵋山玄武巖組。以其巖性組合特征和富水性、導(dǎo)水性強(qiáng)弱及特征將區(qū)內(nèi)地層分為含、隔水層,分述如下:
1第四系松散層(Q)孔隙潛水含水層:其主要分布于溝谷低凹處和坡腳處,巖性主要為沖洪積、殘坡積的砂礫石及粘土,厚度0~43.13m。對(duì)礦床充水有一定的影響,但無災(zāi)害性威脅。
2下三疊統(tǒng)卡以頭組(T1k)砂巖透水層:
主要分布礦區(qū)中部黑背梁子山脊和大山口村西邊山脊一帶,一般100m左右。區(qū)內(nèi)僅出露本組下部地層,巖性為紫灰色及灰綠色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、夾泥巖條帶。地表風(fēng)化裂隙發(fā)育,巖層多呈碎塊狀,該層因其厚度小,埋藏淺,風(fēng)化裂隙發(fā)育,多處于飽氣帶,但導(dǎo)水性較強(qiáng),為良好的透水層。其地下水水位將服從于下伏的煤系地層的地下水水位。
3上二疊統(tǒng)宣威組(P2x)砂泥巖裂隙弱含水層:
平均厚267.77m,巖性為淺灰色至深灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖,間夾泥巖及煤層,煤系砂巖含水性較強(qiáng),泉水流量受季節(jié)影響,隨降雨量的大小變化而變化,地下水水位與地形高低有關(guān),一般在近山脊處地下水水位較高,而在山腳處地下水水位則較低,主要接受大氣降雨補(bǔ)給相關(guān)。該層淺部風(fēng)化裂隙發(fā)育,富水性較弱,為礦床開采的直接充水含水層。
4上二疊統(tǒng)峨嵋山組(P2β)玄武巖相對(duì)隔水層:
巖性為深灰、灰綠色、杏仁狀玄武巖及凝灰?guī)r,巖性比較致密,平均19.16m。含水性由淺入深逐漸減弱,富水性弱。該層上部有3~4層凝灰?guī)r,起阻水作用,為相對(duì)隔水層。
區(qū)內(nèi)主要斷層有5條斷層,各斷層區(qū)其水文地質(zhì)特征與正常地層相似,導(dǎo)水性與富水性均較弱,對(duì)煤層的開采一般無大的影響。
三 地下水補(bǔ)給,逕流,排泄條件
區(qū)內(nèi)地下水主要接受大氣降雨的補(bǔ)給,由于區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育,地形切割較深,大氣降雨除一部分形成地表逕流和蒸發(fā)外,其它的則被地表吸收,并沿風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙等通道下滲運(yùn)移補(bǔ)給地下水,在運(yùn)移過程中一部分又以泉的形式排泄出地表補(bǔ)給地表水,另一部分則繼續(xù)運(yùn)移和賦存于地層中,礦區(qū)地下水表現(xiàn)為本區(qū)既是補(bǔ)給區(qū)又是排泄區(qū)的特點(diǎn)。
四 礦床充水因素分析
1充水水源:礦區(qū)的主要充水水源是大氣降雨,在建井和生產(chǎn)初期,礦井涌水量為直接充水含水層正常的逕流量值,當(dāng)生產(chǎn)中后期,開采破壞了地層巖石的受力平衡,上覆地層產(chǎn)生大量裂隙,礦井涌水量除大氣降水沿裂隙的滲入加大補(bǔ)給外,而且涌水量也會(huì)隨巷道的延深延長(zhǎng),開采、回采面積的增大而增大,可能形成災(zāi)害性水患。
2直接充水含水層:即上二疊統(tǒng)宣威組裂隙含水層,巷道揭露宣威組裂隙含水層,地下水會(huì)沿裂隙滲入坑道,涌水量的大小隨巷道的延深延長(zhǎng)而增大,因其地層的富水性和導(dǎo)水性均較弱正常情況下,只要配備足量的排水設(shè)備,就能保證正常的生產(chǎn)。
3地表水:一般白則小溪和寬塘小溪與直接充水含水層無直接的水力聯(lián)系,且都在礦區(qū)邊界之外,故對(duì)礦床開采一般無影響。但礦區(qū)北西部的田壩頭水庫,因其庫底地層為第四系和煤系地層,故在其附近,特別是在淺部生產(chǎn)時(shí),對(duì)開采會(huì)有一定的影響和水患威脅。
4斷層破碎帶:斷層破碎帶的水文地質(zhì)特征與正常地層一樣,其富水性和導(dǎo)水性均較弱,正常情況下,其對(duì)礦床開采無直接影響。
參考文獻(xiàn)
[1] ?劉坤麗 煤炭市場(chǎng)變化對(duì)富源縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響及對(duì)策研究[J].當(dāng)代經(jīng)濟(jì);2017第5期.
[2] ?金曉 張影 ?煤礦水文地質(zhì)條件及防治水研究[J].《建材與裝飾》;2016第33期.
作者簡(jiǎn)介:鄧鐘敏(1984~)男,滿族,水工環(huán)工程師,講師,云南國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院,主要從事地質(zhì)方面教學(xué)工作。