1、1义马东部矿区含水层与隔水层地质条件分析摘要：本文通过对义马东部矿区含水层与隔水层地质条件分析，为此矿区煤层开采生产中的突水预测及其防治，提供较为基础的含水层与隔水层资料，为矿井安全生产提供资料。 关键词：义马东部矿区 含水层 隔水层 随着煤矿开采深度加深，矿井突水事故频发，如何减少矿井突水事故，对于煤矿含水层及其隔水层的研究要求就日益突出了。根据地层岩性及其组合埋藏条件，义马东部矿区可划分为 7 套含水层及其 3 套隔水层。其含水层与隔水层分述如下： 1 矿区含水层 1.1 奥陶系石灰岩岩溶承压性含水层 义马东部矿区奥陶系灰岩多为白云岩及白云质灰岩。地表岩溶出露形态复杂，溶洞主要分布于沟谷两
2、侧岩壁上，沿岩层面发育，多个溶洞常呈线状串珠相，溶洞大小不一，断裂带常发育岩溶较大的溶洞。 溶洞发育方向为 NW 与 NE 向，部分溶洞垂直裂隙较发育，地下岩溶发育程度一般，且非常不均匀。总体来讲，浅部岩溶较发育，以溶孔及溶蚀裂隙为主，随埋深增加岩溶发育强度减弱，裂隙多被方解石脉充填。其单位涌水量 q=0.00061-5.65L/s.m，渗透系数 K=0.00045-9.02m/d。均属中等富水，但富水性极不均匀。水化学类型为 HCO3-Ca?Mg 型水，固形物为 0.299-1.67g/l。 21.2 太原组石灰岩岩溶裂隙承压性含水层 太原组石灰岩以砂岩、硅质泥岩、泥质砂岩夹石灰岩及煤线组成
3、。其中，灰岩 3、4 层，单层厚度 0.2 至 7.50m 厚不等，厚度走向方向变化不大，倾向方向逐渐变薄，灰岩总厚 7.14 至 16.35m，裂隙一般较发育，但多被方解石脉所充填。 其单位涌水量 q=0.00044-0.0843 L/s.m，渗透系数 K=0.00412-4.76m/d。富水性弱且不均匀，一般浅部比深部富水性好。水化学类型为HCO3-Ca?Mg 型水，固形物 0.462-0.839g/l。 1.3 山西组砂岩孔隙裂隙承压性含水层 山西组砂岩总厚度 51-90m，以中粗粒砂岩为含水层，一般有 3-7 层。单层厚度 2-8m，以大占砂岩和香炭砂岩为主，最大厚度为 54.96m，
4、最小厚度为 6.06m，平均厚度 30m 左右，其中分布泥岩和砂质泥岩隔水层。岩层裂隙不发育，地下水补给条件差。 其单位涌水量 q=0.00025-0.0181L/s.m，渗透系数 K=0.00135-0.217m/d。富水性弱且不均匀，当裂隙发育时，钻孔漏水较严重，含水性较强，反之含水性较弱。水化学类型主要为 HCO3-Na 型，固形物含量为 0.264- 0.687g/l。 1.4 石盒子组砂岩孔隙裂隙承压性含水层 石盒子组砂岩总厚度 402-518m，其中以中粗粒砂岩层为含水层，厚度 23.31-43.66m，一般有 13 至 19 层，单层厚度 0.2-7.0m，其间泥岩和砂质泥岩隔水
5、。岩层裂隙不发育，地下水补给条件差。 3其单位涌水量 q=0.15-0.28L/s.m。富水性弱，且不均匀，属孔隙裂隙承压含水层。水化学类型为 HCO3-Na 型水，固形物 0.395-0.574g/l。 1.5 风化带孔隙裂隙潜水含水层 该层分布于基岩浅部，可分为全风化带和半风化带。厚度 30m 左右，为风化带的主要含水段，厚度变化受岩性和地形控制。矿区内风化带一般含水性很弱，仅河床底部风化带含水性较强。水质一般为 HCO3?SO4-Ca?Mg 型水，固形物含量为 0.286-0.560g/l。 1.6 第四系冲积、洪积砂、卵石孔隙潜水含水层 由经常性流水或洪水携带的物质沉积而成，主要分布于
6、河谷中，厚度一般 3-8m，自河谷边部至中部有逐渐增厚的趋势。岩性松散，分选性一般，磨圆度为次棱角至圆形，砾、卵石主要为砂石及灰岩等，砾径一般 2-10cm，大者 25cm 左右。富水性中等。水质一般为 HCO3?SO4-Ca 型水，固形物 0.376-0.643g/l。 2 矿区隔水层 2.1 本溪组铝土质泥岩隔水层 该层为厚 3-25m，大部分一般 9.08m 左右。根据钻孔揭露，井田内普遍发育，层位稳定，裂隙不发育，岩性致密，不透水，隔水条件良好，可阻止奥陶系灰岩水与太原组灰岩水之间的水力联系。 2.2 二 1 煤底板至 L7 灰岩顶部隔水层 研究区内普遍存在，厚度 10m 左右、稳定；
7、节理、裂隙为闭合型、具有较多填充物、透水性差；其中太原组灰岩含水性弱，可阻该层以下含水层地下水进入矿井。根据矿区内生产矿井调查资料，矿井底板出水4量很少，表明其隔水性比较可靠。太原组灰岩为二 1 煤层直接充水含水层，当遇断裂切穿含水层而沟通了含水层与煤层的水力联系时，则地下水就能顺利进入矿井。 2.3 山西组顶界以上的隔水层 山西组顶界以上岩石组成颗粒小而密，其裂隙多为闭合型、具有较多填充物、透水性极差而其总厚度一般为 30m 左右。本矿区内地层普遍分布，其层位稳定，可阻止上部砂岩裂隙水发生直接水力联系。 综上所述，义马东部矿区含水层与隔水层地质条件较为复杂，及时掌握地层含水层与隔水层的构造整合关系，对于矿井水的预测和治理将起到不可或缺的作用。 参考文献： 1张长文，付斌等.矿井突水问题得研究J.煤炭科技，2004.5. 2张人权主编.水文地质学基础M，2011.1. 3马立强，张东升，董正筑.隔水层裂隙演变机理与过程研究J. 采矿与安全工程学报，2011（03）. 作者简介：刘鹏程（1980-） ，男，河南焦作人，教师，中专讲师，研究方向：煤矿地质；林刘军（1983-） ，男，河南内黄人，教师，助理讲师，研究方向：煤矿地质。
