黄志强

(贵州省煤田地质局地质勘察研究院，贵州 贵阳 550008)



贵州盘县马依西二井田水文地质特征及充水因素研究

黄志强

(贵州省煤田地质局地质勘察研究院，贵州 贵阳 550008)

矿井水文地质类型划分是矿井防治水宏观决策的主要依据，是矿井水文地质工作的一项重要内容。本文以贵州盘县马依西二井田为研究对象，通过井田地下水的补给、迳流、排泄条件和水文地质特征分析，显示该井田水文地质类型主要以大气降水为主要补给来源，以顶板直接进水的裂隙充水矿床，水文地质条件中等。井田地表水通过冒落裂隙带及断层易构成充水导水通道，井田内的地表水体，与矿坑或充水岩层具有水力联系时，可成为矿坑充水水源，在地表水体附近开采时，由于开采形成的采空区可引起冒落带、地表开裂和塌陷，从而沟通地表水体，导致地表水溃入巷道。通过井田水文地质特征以及充水因素分析，为井田今后矿井突水指出方向，同时为水文地质相似矿井充水、突水灾害起到指导作用。

马依西二井田；水文地质特征；充水因素；突水

矿井水文地质类型划分是矿井防治水宏观决策的主要依据，是矿井水文地质工作的一项重要内容[1]。贵州省是全国煤矿井数量最多，同时是全国煤矿水文地质类型复杂和及复杂矿井数量最多的省份，在全国905个水文地质类型复杂和及复杂矿井煤矿中，贵州省就有112个占全国12.04%[2]。因此以贵州盘县马依西二井田水文地质特征及充水因素分析，为井田今后水文地质工作提供地质依据，同时也为同一水文地质单元相似矿井充水、突水灾害起到技术指导，保障煤矿安全生产。

1 井田概况

马依西二井田地处贵州省六盘水市盘县南部，直距盘县县城(红果)约36 km，矿井设计规模：240万 t/a。井田属构造剥蚀山地地貌，北西、中部为中山地形，南东部为切割较浅的低山地形，中山地形本井田山峦叠障，沟谷呈树枝状分布，常见单面山地形，构造坡平缓，剥蚀坡陡峭，低山地形属溶蚀—构造为主的岩溶地貌，发育岩溶洼地、溶洞、漏斗及落水洞等岩溶形态，地形较平缓。井田内地势北西高，南东低，最高点位于北部大山头，高程1 927.8m，最低点位于东部铜厂河河谷，高程1 468.82 m，相对高差为458.98 m。铜厂河河谷为本井田最低侵蚀基准面(最低点1 468.82 m)。

1.1 井田地下水的补给、迳流、排泄

1.1.1 补给

井田地下水补给来源以大气降水为主，地表水补给为辅，在非可溶岩分布区域，大部分降水沿地面的冲沟迳流，小部分降水沿地面的孔隙及裂隙渗入地下，补给地下水；在可溶岩分布区域，大气降水多沿落水洞、漏斗等岩溶负地形集中灌入式补给地下。补给强度受降雨时间、强度及岩性的影响，一般降雨时间长、雨量大补给强度亦大，可溶岩分布区域补给强度大于非可溶岩分布区域。地表水与地下水存在互补关系，地表水对地下水的补给，多数为非可溶岩地层中溪沟水，流经可溶岩地层时常潜入地下补给地下水，如洒坝、卡泥箐及大亨布三条小溪，在飞仙关组顶部与永宁镇组下部灰岩中均转为暗流。而在河谷或含水层与隔水层接触的低洼地段，地下水以暗河出口或泉的形式排出地表，补给地表水。

1.1.2 迳流

地下水的迳流在可溶岩地层中，以管道流为主，脉状流为辅；在非可溶岩地层中，以隙流为主，受马岭河与响水河分水岭的影响，区域内地下水的迳流方向有所不同，分水岭以西地下水由北北东向南南西方向迳流，分水岭以东地下水由北西向南东流。

1.1.3 排泄

地下水的排泄在非可溶岩层中多以泉的形式近源排泄于地形低凹处；而在可溶岩层中地下水多以岩溶大泉及暗河的形式沿河谷地带集中排泄。最低侵蚀基准面标高为1 468.82 m。井田内所有可采煤层位于侵蚀基准面以下。

2 井田水文地质特征分析

井田属盘南背斜东翼单斜蓄水构造马岭河汇水型水文地质单元，井田内主要河流有马岭河上游支流铜厂河及清底河。铜厂河：其南岸一级支流分布于井田北部边缘，为该河的发源地之一；清底河：于井田中部由北西向南东穿越井田。以下从地层富水性分析井田水文地质特征，按地层出露的顺序由新至老进行分析如下：

2.1 第四系(Q)含水层

以残积、坡积及冲积物等为主的松散物，局部有滑坡发育,断续分布于各个地层之上，尤其在冲沟底部、洼地出露地带，其岩土成份为砂土、亚粘土、粘土、碎石及卵砾石等，厚度0～20 m，调查泉点11个，流量为0.005～1.828 L/s，泉流量靠大气降水补给，动态变化大，属孔隙水弱含水层，透水性强。

2.2 三叠系下统永宁镇组(T1yn)

2.2.1 三叠系下统永宁镇组第三段(T1yn3)含水层

主要分布和出露于于井田边缘东部，岩性为白云质灰岩及泥质灰岩，调查落水洞3个、竖井2个，岩溶微地貌发育，大气降水全部沿落水洞、竖井及漏斗渗入地下，地表无泉水出露。据区域水文地质资料，该地层为富水性强。

2.2.2 三叠系下统永宁镇组第二段(T1yn2)含水层

分布于井田东部，下部岩性主要为粉砂质泥岩及泥质粉砂岩，上部为含泥灰岩及泥质灰岩，厚度105 m，在其出露区调查岩溶洼地5个、落水洞4个、溶洞及漏斗2个，泉点少见，流量小于0.005 L/s。含碳酸盐岩岩溶裂隙水，富水性弱，相对隔水层。

2.2.3 三叠系下统永宁镇组第一段(T1yn1)含水层

分布和出露于于井田东部和西南部边缘，岩性主要为泥质灰岩、石灰岩及白云质灰岩，厚度120～160 m，在其出露区调查岩溶洼地25个、落水洞17个、溶洞5个，漏斗7个，岩溶地貌发育，地表泉点少见，调查泉点仅2个，流量小于0.005 L/s。该地层出露为井田地下水补给地段，在该地层底部常有落水洞接受地表水补给，形成盲谷，出露面积小，本段含管道型岩溶水及岩溶裂隙水，富水性强。

2.3 三叠系下统飞仙关组(T1f)含水层

2.3.1 飞仙关组上段第三亚段(T1f2-3)含水层

主要分布和出露于井田东北部，中部及西南，厚105～125 m，中下部50 m左右岩性主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。含基岩裂隙水，富水性弱，为相对隔水层；上部65 m左右岩性主要为泥质灰岩，岩溶发育，局部地段暗河发育，本段含碳酸盐岩岩溶裂隙水，局部地段含管道型岩溶水，该段富水性强，为强含水层。

2.3.2 飞仙关组上段第二亚段(T1f2-2)含水层

在井田北部、中部均有广泛分布和出露，西南部、南部、南东部也有少量分布，岩性主要为泥质粉砂岩，夹粉砂岩及泥质灰岩，厚度210～290 m，调查泉点35个(包括本井田外12个)，流量小于5.00 L/s，总流量为12.887 L/s。含基岩裂隙水，富水性弱，为相对隔水层。

2.3.3 飞仙关组上段(T1f2)含水层

主要分布和出露于井田东北部，中部，西南部、南部、南东部也有少量分布，岩性主要为泥质粉砂岩，夹粉砂岩及泥质灰岩，含基岩裂隙水，富水性弱，为相对隔水层。

2.4 二叠系上统龙潭组(P3l)含水层

井田内未见出露，岩性以细粒碎屑岩为主，夹薄层泥质灰岩，厚度234～299 m。为井田含煤地层，本组地层从地表浅部至深部其含水性有从强到弱逐渐减弱的趋势。含基岩裂隙水，富水性弱。

2.5 二叠系上统峨嵋山玄武岩(P3β)

井田内未见出露。岩性以玄武岩及火山角砾岩为主，厚度230～260 m。调查泉点一个，流量0.300 L/s，涌水量为0.027～0.513 L/s，单位涌水量为0.000 757～0.010 2 L/s·m。该组含基岩裂隙水，富水性弱，属相对隔水层。

2.6 井田水文地质类型

井田地下水以大气降水补给为主，井田煤层位于当地侵蚀基准面(1 468.82 m)以下；主要充水岩层(永宁镇组、飞仙关组上段第三亚段)受到飞仙关组上段第三亚段以下地层阻隔，对煤层开采影响不大；第四系松散层分布不连续且厚度小，含水有限。井田属以大气降水为主要补给来源的以顶板直接进水的裂隙充水矿床，水文地质条件中等，水文地质类型为二类二型。而在煤层被开采后，含煤地层之上覆地层地表塌陷、开裂，透水性增强，产生导水裂隙带，被沟通的冲沟水、泉水、上覆充水岩层中的地下水成为矿坑充水水源，使得矿区自然环境下水文地质条件发生改变。

3 井田充水因素分析

矿床充水是矿坑涌水、矿坑突水的前提条件，充水水源的规模、充水通道的导水性以及导致采矿后发生变化的采矿因素是矿床充水因素分析的重点[3]。下面就井田充水水源以及充水通道对井田矿床进行分析。

3.1 充水水源

3.1.1 大气降水

井田位于补给径流区，各个地层半裸露、裸露及地势低洼地带，直接或间接接受大气降水补给，其充水量与降水强度、持续时间关系密切。雨后地表水、地下水流量增大，其充水强度亦加大。因此，未来矿井应加强雨季的疏排工作。大气降水为矿区内地下水、地表水主要充水水源。

3.1.2 地表水

区内地表水主要变现形式为河流及水库，河流属珠江水系南盘江上游支流(马岭河)，为山区雨原型河流。河床粗糙，比降大，水流湍急。雨季山洪飞瀑，河水暴涨暴落，枯季流量甚微及枯竭断流。河水直接受大气降水补给，季节性变化明显。

1)铜厂河：位于井田北部，自西向东流向流入下游猪场河，井田流经长度约3.8 km。河流比降17%，最小流量、最大流量分别111.67 m3/s、4 098.99 m3/s，从大洞至蜡波其波底北西角，河段标高1 510～1 468 m，洪水位标高为1 511.5～1 469.4 m，今后矿床开采后由于顶板陷落而形成冒落裂隙带，F13断层带切割至含煤地层的影响，冒落裂隙带及断层会波及地表成为铜厂河地表水体向矿井充水的主要导水通道，今后对开采上煤组煤层时有较大的影响，该地段亦是可能导致矿井突水的地带。

2)清底河：清底河是境内的唯一河流，源于井田西部和雨谷东部的飞仙关组地层，流向自北西向南东，沿井田南部边缘流出本井田外，本井田内河流长度6.5 km，河流坡降为19‰。最小流量、最大流量分别为0.099 m3/s 、0.832 m3/s，今后矿床开采后由于顶板陷落而形成冒落裂隙带， F25- F6、F13断层带切割至含煤地层的影响，冒落裂隙带及断层带会波及地表成为清底河地表水体向矿井充水的主要导水通道，今后对开采上煤组煤层时有较大的影响，该地段亦是可能导致矿井突水的地带。

3)清底河水库：位于清底河水系中部，库容量约1 130万 m3，今后矿床开采后由于顶板陷落而形成冒落裂隙带，清底河水库水压力及矿山压力影响，冒落裂隙带及断层带会波及地表成为清底河地表水体向矿井充水的主要导水通道，今后对开采上煤组煤层时有较大的影响，该地段亦是可能导致矿井突水的地带。

4)洒坝水库：位于忠义乡洒坝村，库容量约102万 m3。今后矿床开采后由于顶板陷落而形成冒落裂隙带，酒坝水库水压力及矿山压力作用的影响，冒落裂隙带及断层带会波及地表成为清底河地表水体向矿井充水的主要导水通道，今后对开采上煤组煤层时有较大的影响，该地段亦是可能导致矿井突水的地带。

3.1.3 地下水

龙潭组及飞仙关组下段为裂隙含水层，随深度增加含水性减弱，它们富水性弱但具有承压性。因此，在今后开采过程中应做好疏排工作，预防地下水涌入矿井。含煤地层上覆的飞仙关组上段地层，它们均有较厚的隔水层与含煤地层相隔，正常情况下对矿井开采影响不大。

3.1.4 断层破碎带

地表水、地下水可通过断层破碎带的性质进入矿坑。区内断层一般富水性弱，导水性差。由于断层破碎带岩石强度低，加之围岩开控形成卸荷作用，将改变断层裂隙带的自然状态，易沟通地表水，地下水。造成地表水、地下水沿断层破碎带涌入井巷。就成为该区的充水水源。

3.2 充水通道

1)地表塌陷、开裂：由于地表下矿井开采引起地表变形、移动从而产生的破坏，构成大气降水和地表水直接充水途径，还可以影响各种地面建筑及设施发生倾斜。

2)断层破碎带：井田内断层破碎带甚多，在天然条件下属无水断层，可起隔水作用，在矿山压力和含水层水压力共同作用下，断层岩层受到破坏，降低了力学强度，易沟通地表水，地下水。造成地表水、地下水沿断层破碎带涌入巷道成直接充水途径。

3)冒落带、导水裂隙带：矿井开采在地下形成采空区，采空区的顶板岩层发生变形、移动和破坏，以至开裂、离层、而呈块状、碎块状下落到采空区，而最后波及到地表产生导水裂隙带，为上覆含水层、地表水体提供了充水途径。

4)封闭不良钻孔：井田勘查过程中的所有钻孔都未进行钻孔启封试验，封孔质量不明。如果有封闭不良钻孔存在，它们可能成为沟通地表水、地下水与未来矿井的通道。

4 结语

井田属以大气降水为主要补给来源的以顶板直接进水的裂隙充水矿床，水文地质条件中等。井田地表水通过冒落裂隙带及断层易构成充水导水通道，地段亦是可能导致矿井突水的地带。井田内的地表水体，与矿坑或充水岩层具有水力联系时，就能成为矿坑充水水源，在地表水体附近开采时，由于开采形成的采空区可引起冒落带、地表开裂和塌陷，从而沟通地表水体，导致地表水溃入巷道。在其附近地段开采时，应加强顶板管理，以防水害发生。

通过井田水文地质特征以及充水因素分析，为井田今后矿井突水指出方向，同时为水文地质相似矿井充水、突水灾害起到指导作用。

[1]力勋千，任素贞.我国煤矿井水文地质类型划分研究[J].煤炭学报.1992，17(2):89.

[2]武强，赵苏启，孙文洁，等.中国煤矿水文地质类型划分与特征分析[J].煤炭学报.2013，38(6):902.

[3]曹剑峰，迟宝明，王文科，等.专门水文地质学(第三版)[M].科学出版社.2008.

[3]姚松，吕坚，等. 贵州省盘县马依西二井田煤炭勘探报告[R].贵州省煤田地质局地质勘察研究院.2012.

The anasys of Hydrogeological characteristics and Water filling factors on Mayixier field in Pan Country Guizhou province

HUANG Zhi-qiang

(The Guizhou province coal mine geological survey institute,Guiyang 550008,China)

Mine hydrogeological classification is Main basis to Water conservancy macro decision-making of the mine , and an important content of mine hydrogeology work. The text based on the research of on Mayixier field in Pan Country Guizhou province. Through analysis of the recharge, runoff and discharge conditions of groundwater in mining field and the hydrogeological characteristics, shows that this mine’s hydrogeological type supply main from atmospheric precipitation , the deposit with the water from roof fracture, hydrogeological conditions of medium. The surface water of mine make a water filling and channel by caving fissure zone and fault, when the surface water of mine make a hydraulic connection with mine and water filling rock can be the water source of the mine. When the mining near the surface waters, The mining goaf maked by mining may cause caving zone, surface cracking and collapse, thus dredge the surface waters , lead to surface water crush roadway. Through the anasys of Hydrogeological characteristics and Water filling factors, for future mine water inrush direction are pointed out, At the same time for hydrogeology similar mine water filling, water inrush disasters play a guiding role.

The mine of Mayixi；Hydrogeological characteristics；Water filling factors；water inrush

2016-12-06

黄志强(1985-)，男，贵州铜仁人，工程师，主要从事煤田水工环地质勘探及水资源研究工作。

P641.4+3

A

1004-1184(2017)02-0027-03