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本文作者：周月明1郜普濤2作者單位：1青海江倉(cāng)能源發(fā)展有限責(zé)任公司2棗莊礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司

井田水文地質(zhì)條件

四井田地處青藏高原，由于新近系以來，該區(qū)圖1整個(gè)井田及外圍構(gòu)造以及井田沿地層傾向剖面Q—第四系;ENX—古近系古始新統(tǒng)西寧群;J3X—侏羅系上統(tǒng)享堂組;Jy—侏羅系中統(tǒng)窯街組(Jy3、Jy2、Jy1依次代表該組的上、中、下段);Jd—侏羅系下統(tǒng)大西溝組;TM—三疊系上統(tǒng)默勒群圖2井田勘探線剖面域受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈上升，保留了第四紀(jì)冰期形成的凍土至今。多年凍土在井田內(nèi)成連續(xù)分布，凍土層厚30～90m。按埋藏條件井田內(nèi)地下水可分為凍結(jié)層上水和凍結(jié)層間水，凍結(jié)層上水主要是季節(jié)性凍融層內(nèi)水，該層厚度在1.5～0m，接受大氣降水和多年凍土層融化水補(bǔ)給，靠地表徑流和蒸發(fā)排泄。凍結(jié)層下水主要指多年凍土層以下基巖裂隙承壓水。由于多年凍土層的存在，阻斷了基巖裂隙承壓水與地表水的水力聯(lián)系，地下水的補(bǔ)給和排泄只能通過井田外圍的融區(qū)進(jìn)行。因此融區(qū)的分布成為江倉(cāng)四井田控制水文地質(zhì)特征眾多因素中最重要的因素。井田外圍融區(qū)有3種，第1種是受河流侵蝕作用和地表水熱力溶融作用形成的侵蝕溶融區(qū)，主要分布在南部江倉(cāng)河床及岸邊;第2種是斷層融區(qū)，主要分布在大斷層F8、F1沿線。第3種是融凍剝蝕融區(qū)，主要分布在井田周圍山區(qū)基巖。

1含水層的劃分及特征

從鉆孔水文觀測(cè)資料分析，井田內(nèi)泥巖、炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)粉砂巖及煤層呈不含水反應(yīng)，砂巖多呈含水反應(yīng)。但由于泥巖、炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)粉砂巖及煤層厚度變化巨大，煤層頂?shù)装鍘r性的多樣性，要在井田內(nèi)含煤地層進(jìn)行含水層劃分較困難，只能將煤層視為相對(duì)隔水層，結(jié)合鉆孔抽水資料和煤層沉積規(guī)律及相對(duì)穩(wěn)定的8、12、16、20號(hào)煤層作為劃分含水層的依據(jù)，將井田內(nèi)地層劃分為5個(gè)含水層和5個(gè)隔水層。各含水層水文地質(zhì)特征見表2。

2隔水層特征

1)多年凍土隔水層。井田主要隔水層為第四系多年凍土隔水層，該隔水層主要由礫石和冰膠結(jié)形成，在井田內(nèi)連續(xù)分布，厚度不均，平均厚度40m，最厚處達(dá)90m，由東往西，由北往南，厚度有增大的趨勢(shì)。多年凍土上部存在季節(jié)性凍土，夏季融化，形成一薄包氣帶，并能儲(chǔ)存部分水，冬季凍結(jié)，又成為隔水層。多年凍土層溫度在－0.7℃左右，受溫度影響比較明顯。隨著全球氣候的變暖和日后開采的影響，多年凍土將會(huì)逐漸消退，多年凍土隔水層將會(huì)變薄，局部甚至整個(gè)隔水層將會(huì)消失。2)其他隔水層。其他隔水層包括8煤、12號(hào)煤、16號(hào)煤、20號(hào)煤隔水層。隨著礦井的生產(chǎn)，8號(hào)煤、12號(hào)煤、16號(hào)煤、20號(hào)煤將會(huì)被陸續(xù)開采，作為隔水層的煤層開采后，煤層上下含水層將會(huì)串通，形成一個(gè)新的更大的含水層組。整個(gè)井田水文地質(zhì)柱狀圖如圖3所示。

礦井充水因素

充水通道和充水水源是礦井充水的必要條件。四井田內(nèi)充水水源有大氣降水、河流水、湖泊水，基巖層間裂隙水;充水通道主要是各種融區(qū)。通過充水水源與充水通道的結(jié)合，經(jīng)過分析，認(rèn)為礦井充水主要有以下4方面因素。1)大氣降水和高山冰雪融水通過融區(qū)給礦井充水。大氣降水是地下水和地表水補(bǔ)給的重要來源。四井田所屬高原大陸性氣候，年降水量小(降水集中在每年6—9月)，蒸發(fā)量大(表3)，但是由于多年凍土層對(duì)雨水入滲的攔截，地表產(chǎn)流率較高，在雨季發(fā)生暴雨時(shí)，河水上漲迅速，而且雨3)斷層破碎帶含水及斷層融區(qū)通道的存在成為其他水體對(duì)礦井充水的因素。四井田南部有斷層F20、F8、F16和F7。F20斷層遠(yuǎn)離井田，F(xiàn)8斷層緊靠著礦區(qū)20號(hào)煤層，根據(jù)F8斷層附近鉆孔抽水試驗(yàn)，該斷層破碎帶單位涌水量較少。斷層破碎帶多為泥及角礫充填，其導(dǎo)水性也較差，故斷層基本上不充水，即使充水，水量也不會(huì)很大。但在四井田東南F8斷層破碎帶被江倉(cāng)河切割，使江倉(cāng)河河水能夠通過破碎帶向四井田含水層補(bǔ)水。四井田北面有F1斷層，該斷層下盤上升，導(dǎo)致該盤三疊系以上地層全部被剝蝕，形成一條帶山丘，直接出露三疊系地層，為大氣降水補(bǔ)給地下水創(chuàng)造了良好條件，并使下盤出露三疊系地層與上盤侏羅系地層對(duì)接，并給侏羅系地層補(bǔ)水。因此，F(xiàn)1、F8斷層破碎帶局部將會(huì)構(gòu)成地表水與地下水發(fā)生水力聯(lián)系的通道，成為礦井充水因素之一。4)基巖層間裂隙水直接給礦井充水。雖然多年凍土層阻斷了地表水與地下含水層的水力聯(lián)系，使得層間基巖裂隙水補(bǔ)給不暢，但是由于基巖厚度較大，基巖裂隙里存在的裂隙水不容忽視，再有是各煤層頂?shù)装鍩o穩(wěn)定隔水層，這樣使得煤層開采時(shí)，頂?shù)装迳舷聦娱g裂隙水極易流入礦井。所以，基巖層間裂隙水是礦井充水的主要因素。