广西合山煤田洛山矿区含隔水层水文地质特征及矿井充水来源分析

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1、广西合山煤田洛山矿区含隔水层水文地质特征及矿井充水来源分析广西壮族自治区第六地质队537100【摘要】笔者于2013年〜2014年全程参与了洛山矿区水文地质详细勘查工作。通过钻探、钻孔注水、压水、抽水试验等多种手段，初步查明了矿区的水文地质特征，分析预测了矿井可能的涌水水源，为估算井下疏干排水影响范围和矿坑涌水量创造了条件。董淑琳【关键词】地下水、水文地质、矿井涌水洛山矿区位于合东部边缘、合山向斜东翼北段，矿区分布地层的地层：第四系溶余堆积红粘土；三叠系下统北泗组屮~厚层细晶灰岩；罗楼组上段薄层灰岩夹泥岩、钙质泥岩、泥灰岩，下薄层细晶泥质灰岩、

2、泥岩互层段；二叠系上统合山组上段含燧石结核细晶灰岩夹煤层，下段含燧石结核细晶灰岩；二叠系下统茅口组屮厚层状细晶灰岩；栖霞组薄〜厚层状泥晶灰岩，含泥质条带、硅质条带和结核。桂林至来宾区域性大断裂带从矿区通过，区内共分布有17条断裂，其屮压行断裂9条、平推断裂2条、张性断裂6条。一、含、隔水层水文地质特征根据含水岩组及富水性划分，矿区范围分布有：纯碳酸岩屮等富水含水层、碳酸岩夹碎屑岩弱富水含水层、碎屑岩夹不纯碳酸岩弱含水〜隔水层等3套含（隔）层。1、纯碳酸岩屮等富水含水层含水岩组为茅口阶上段〜合山组下段屮厚层状细晶灰岩、细晶含燧石结核灰岩，厚40〜

3、320m,含裂隙溶洞水，地下水主要以潜水的形式赋存和运移于含水岩组的溶洞及岩溶裂隙屮，其补给來源主要为大气降雨及矿区东侧外围地下水的侧向补给。由于该含水层产状陡直，东、西两侧有弱含水〜隔水层阻隔，因而不利于岩溶发育，钻孔遇洞率25%、平均线岩溶率0.28%,溶洞弱〜中等发育，钻孔单位涌水量在0.0024〜0.032L/(s.m)之间，渗透系数在0.0296〜5・2m/d之间，属弱〜中等富水含水层。该含水层分布于矿区东部，位于设计开采煤层之下，矿山开采未采动到该含水层，该含水层对矿山开采无直接影响，但有可能通过导水断裂带间接对矿井充水。2、碳酸岩

4、夹碎屑岩弱富水含水层含水岩组有：二叠系下统栖霞组的含泥质条带、硅质条带和结核泥晶灰岩、砂、页岩；合山组上段的含煤层燧石结核灰岩；罗楼组上段的灰岩夹泥岩、钙质泥岩、泥灰岩；北泗组的细晶灰岩夹泥岩，厚60〜180m,含溶洞裂隙水，地下水主要以潜水的形式赋存和运移于含水岩组的岩溶裂隙及溶洞中，受南北走向的层间泥岩、煤层等相对隔水层的影响，其补给来源主要为大气降雨及南、北两侧外围地下水的侧向补给。由于矿区范围该含水层产状陡直，有泥岩、煤层等弱含水〜隔水层的阻隔，其岩溶弱发育。矿区范围施工于该含水层的钻孔均未遇到溶洞，钻孔单位涌水量在0.0035〜0.0

5、10L/(s.m)之间，渗透系数在0.0023〜0.0057m/d之间，属弱富水含水层。3、碎屑岩夹不纯碳酸岩弱含水〜隔水层由罗楼组下段细晶泥质灰岩与泥岩互层、大隆组凝灰岩夹灰岩的组成,厚20〜60m,呈带状出露于洛山矿区中部。浅部30〜50m风化和构造裂隙较发育，但多呈闭合状，少部分张裂隙多为泥质全充填，因而导水、含水性差，渗透系数在0.001〜0.0015m/d之间；50m深度以下裂隙发育微弱，口为闭合状，透水性差，压水试验表明，其渗透系数约0.0007m/d,属于相对隔水层。该弱含水〜相对隔水层的存在将洛山井设计开采煤层所在含水层与顶板上

6、的北泗组岩溶含水层隔离，两个岩溶含水系统无明显的水力联系，从而造就了洛山矿区无大规模岩溶发育的特点。二、断裂带水文地质特征洛山矿区位于桂林〜来宾区域性深断裂带上，区内共分布有17条大、小断裂，虽然南北走向的断层规模人，但都为压性断层，断裂带内挤压作用强烈，挤压破碎带宽1〜10m不等，主要由钙、泥质胶结碎裂岩构成，带内角砾岩胶结良好、结构致密，裂隙多呈闭合状，其间还夹有断层泥，不利于地下水的赋存和运移，因而导水性弱〜中等、富水性弱。此外矿区存在10多条近东〜西向小断裂，由于这些断裂仅0.5〜1.4km长，断距小、与区外中等富水含水层及山塘水库等地

7、表水体不连通，且带内断层角砾岩钙质或泥质胶结较好、连通性较差，因而断层的富水性和导水性弱〜中等，矿山开采预留足够宽度的安全煤柱的情况下,区域性深断裂带对矿床充水影响小。三、矿区地下水的补给条件受地形地貌、地层岩性及地质构造的控制，矿区基本上处于一个相对独立的水文地质单元中，该水文地质单元西部边界为三叠系下统罗楼组下段泥晶灰岩与泥岩互层；东部边界为矿区外侧边缘的二叠系下统栖霞组底部的砂页岩；南部及北部边界则与地表分水岭重叠。区内地势高，无发源于区外的河流、溪沟、灌渠流入，因此矿区一带地下水的补给来源有大气降雨、水库水、农田灌溉水的补给。由于矿区范

8、围地表岩溶洼地、溶洞、漏斗等不发育，H东、西两侧山峰陡哨，坡脚谷地坡残积层松散层以粘性土为主，透水性差，因而降雨形成的地表面流滞留渗透吋间较短，不利于