前言：本站為你精心整理了煤區(qū)地質(zhì)論文：州域煤區(qū)水文地質(zhì)探究范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

本文作者：胡城作者單位：中國平煤神馬集團(tuán)許平煤業(yè)公司

區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)特征

1地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件

1）區(qū)域南部補(bǔ)給、徑流和排泄條件

（1）補(bǔ)給。在該區(qū)西、南和東面灰?guī)r裸露區(qū)，石炭、寒武系巖溶裂隙含水層呈條帶狀出露，接受大氣降水的滲透補(bǔ)給。而且在西南邊界黑龍廟、朝川水庫一帶，寒武系灰?guī)r中斷層以及小褶皺十分發(fā)育，地表及地下淺部巖溶發(fā)育，存在大型溶洞，形成地表與地下含水層的導(dǎo)水通道，有利于大氣降水的下滲。（2）徑流。在自然條件下，本區(qū)地下水在弧形構(gòu)造的西南翼寒武、石炭系灰?guī)r裸露的條帶區(qū)與水庫、河流地表水等處接受補(bǔ)給后，受地形和地層走向、傾向的控制，由西向東、由南向北徑流至劉洼斷層阻水地帶排泄。同時(shí)，在導(dǎo)水構(gòu)造破碎帶形成強(qiáng)徑流。但是，受到礦井長期、大量的排水影響，南部礦區(qū)巖溶水形成以朝川一井和蜈紹窩礦泄水巷為中心的兩個(gè)較大降落漏斗，成為新的排泄區(qū)，巖溶水的徑流路徑和方向隨之也發(fā)生了變化。（3）排泄。南部礦區(qū)巖溶水的排泄途徑有2條：其一為地下水接受補(bǔ)給后向東北方向流動(dòng)，至劉洼斷層受阻，以頂托越流形式排泄于新生界含水層中。其二為礦區(qū)各礦井的排水作用，改變了天然的巖溶水流場，形成規(guī)模各異的一些降落漏斗，周邊地下水向漏斗中心滲流排泄。綜上所述，南部礦區(qū)為一封閉的水文地質(zhì)單元，巖溶水體系呈現(xiàn)集中補(bǔ)給、常年消耗的特點(diǎn)，地下水的流態(tài)主要受大氣降水和礦井排水的控制，由于礦井排水時(shí)間長、水量大，使得地下水位整體呈逐漸下降的趨勢。

2）區(qū)域北部補(bǔ)給、徑流和排泄條件

（1）補(bǔ)給。巖溶裂隙水的補(bǔ)給來源主要是大氣降水入滲。補(bǔ)給源區(qū)主要有2個(gè)：一是北部邊界夏店斷層與梅莊斷層之間的窯院附近出露二疊系、石炭系和寒武系地層，寒武系、石炭系灰?guī)r出露，成為北部礦區(qū)巖溶水的主要補(bǔ)給區(qū)，但分布面積狹窄，僅約6km2，補(bǔ)給水量受到限制；二是南部補(bǔ)給源區(qū)，南部存在一個(gè)面積僅約1km2的灰?guī)r淺埋區(qū)，接受大氣降水的入滲補(bǔ)給，但補(bǔ)給量較小。（2）徑流。區(qū)域中西部地下水由北向南流動(dòng)，區(qū)域東部地下水由北東向南西流動(dòng)，到南部排泄進(jìn)入荊河或新生界松散砂礫石層中。（3）排泄。自然條件下，區(qū)域北部的大氣降水一部分以地表徑流形式排入荊河外，另一部分滲入坡積物和地下灰?guī)r中，在沖溝切割部位或荊河河谷中以泉的形式排泄；灰?guī)r水由北向南流至該區(qū)域的南部，頂托排泄進(jìn)入新生界松散砂礫石層中。隨著煤礦床開采規(guī)模的擴(kuò)大和延深，礦井長期、大量排水，必然使巖溶水位下降，當(dāng)水位降至低于新生界松散砂礫石層水位時(shí)，補(bǔ)排關(guān)系將會(huì)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，松散層水反過來補(bǔ)給灰?guī)r含水層。

2邊界條件

1）區(qū)域南部的邊界條件

區(qū)內(nèi)分布有張村井田、三里寨井田、牛莊井田、黑龍廟井田、蜈蛁窩井田等。張村井田位于礦區(qū)的中部西南地區(qū)，緊鄰煤層露頭和巖溶露頭。朝川礦一井、二井分別屬三里寨井田，三井位于張村井田東部。由于受李寨正斷層、劉洼正斷層、上石灰窯正斷層主干斷裂構(gòu)造的控制，礦區(qū)被切割為一三角形的弧形單斜構(gòu)造，弧頂向南，西翼地層傾向北東、東翼地層傾向北西，依次分布著寒武系，石炭系、二疊系和三疊系地層。北側(cè)的劉洼弧形正斷層，落差千余米，傾向北，使下盤的寒武系灰?guī)r與上盤的三疊系地層對接，形成北部的阻水邊界。西南部的上石灰窯正斷層與東南部的李寨正斷層，落差均在500m以上，使下盤的寒武系石灰?guī)r與上盤的二疊系或第三、第四系地層對接，形成西南與東南的阻水邊界，致使整個(gè)礦區(qū)屬基本封閉的水文地質(zhì)單元，見圖2。

2）區(qū)域北部的邊界條件

夏店正斷層走向近東西，傾向南，北盤上升，南盤下降，落差大于1000m，走向延伸約26km。斷層北盤為萁山背斜軸部的太古界、下元古界的片麻巖、石英巖、石英砂巖，南盤為古～中生界地層，構(gòu)成該區(qū)域北部的阻水邊界。毛寨正斷層、大張正斷層落差大于1000m，分別構(gòu)成該區(qū)域南及東南阻水邊界，西部遠(yuǎn)離寒武系灰?guī)r露頭區(qū)，又是灰?guī)r深埋區(qū)，巖溶裂隙不發(fā)育，可視為相對阻水邊界。

水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐?/p>

1水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐值囊罁?jù)

本次水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐种饕罁?jù)為自然地理?xiàng)l件、地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件。（1）自然地理?xiàng)l件主要考慮地形地貌、氣象與水文條件。（2）地質(zhì)條件包括礦區(qū)構(gòu)造和地層條件。主要考慮斷層，因?yàn)橐?guī)模較大的斷層往往是巖溶水強(qiáng)徑流帶，不僅控制著所在區(qū)域或井田范圍巖溶水滲流的總體方向和滲流場空間分布，而且常是巖溶水進(jìn)入礦井的通道。斷層在礦井突水中的作用取決于其性質(zhì)、規(guī)模、形成時(shí)代，斷層兩側(cè)伴生裂隙的發(fā)育程度、斷層所切割地層巖性和富水性等。（3）水文地質(zhì)條件包括地下水的儲(chǔ)存與分布條件、巖溶地下水流場、地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄條件和邊界條件。

2水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐值慕Y(jié)果

根據(jù)上述礦區(qū)邊界條件，研究區(qū)域處于一個(gè)相對封閉的水文地質(zhì)單元內(nèi)，因此，考慮礦區(qū)構(gòu)造、地層條件和水文地質(zhì)特征，確定汝州煤田為1個(gè)一級水文地質(zhì)單元—汝州巖溶水系統(tǒng)。在汝州巖溶水系統(tǒng)中，煤田北部，受夏店正斷層、下魯正斷層、大張正斷層的影響，使得包括寧莊和庇山等井田在內(nèi)的區(qū)域形成一個(gè)相對封閉的水文地質(zhì)單元，將其確定為汝州煤田北部水文地質(zhì)單元，即汝Ⅰ水文地質(zhì)單元；汝州煤田南部，受劉洼正斷層、上石灰窯正斷層、李寨正斷層的影響，使得包括牛莊、朝川、張村等井田在內(nèi)的區(qū)域形成一個(gè)基本封閉的水文地質(zhì)單元，考慮朝川、張村井日常疏水降壓的實(shí)際情況（受朝川礦一井排水影響，張村井田內(nèi)寒武系灰?guī)r地下水水位大幅度下降），將其確定為汝州煤田南部水文地質(zhì)單元，即汝Ⅱ水文地質(zhì)單元；煤田西部，從圖1可知，受武莊正斷層、下魯正斷層、大張正斷層、溫泉街正斷層的影響，該區(qū)域處于一個(gè)基本封閉的水文地質(zhì)單元內(nèi)，將其確定為汝州煤田西部水文地質(zhì)單元，即汝Ⅲ水文地質(zhì)單元；剩余的區(qū)域?yàn)槿曛菝禾镏胁克牡刭|(zhì)單元，即汝Ⅳ水文地質(zhì)單元。因此在一級水文地質(zhì)單元中又分成了4個(gè)二級水文地質(zhì)單元，即汝Ⅰ、汝Ⅱ、汝Ⅲ、汝Ⅳ水文地質(zhì)單元。在一、二級水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐值幕A(chǔ)上，考慮水文地質(zhì)條件和井田生產(chǎn)情況，筆者又進(jìn)一步進(jìn)行了三級水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐?。對北部汝Ⅰ水文地質(zhì)單元，以毛寨正斷層（落差大于1000m，為礦區(qū)一相對阻水邊界）為界，劃分出2個(gè)三級水文地質(zhì)單元汝Ⅰ－1和汝Ⅰ－2；南部水文地質(zhì)單元，楊山逆斷層位于水文地質(zhì)單元的南部，延展方向從西向東，呈弧形貫穿整個(gè)張村井田，將張村井田與朝川井田、牛莊井田分割開來，根據(jù)勘探和煤礦生產(chǎn)情況，張村井田內(nèi)24勘探線以西為水文地質(zhì)條件簡單區(qū)，勘探線以東為水文地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)。據(jù)此，將南部水文地質(zhì)單元（汝Ⅱ）以楊山逆斷層、24勘探線為界，劃分出3個(gè)三級水文地質(zhì)單元汝Ⅱ－1、汝Ⅱ－2和汝Ⅱ－3。汝州煤田水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果見圖3和表1。

區(qū)域水害治理

根據(jù)上述汝州煤田水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐值慕Y(jié)果，結(jié)合汝州煤田各生產(chǎn)礦井近幾年的水害治理經(jīng)驗(yàn)，特提出在汝州煤田范圍內(nèi)適合聯(lián)合治理的區(qū)域內(nèi)實(shí)施聯(lián)合區(qū)域水害治理，推行灰?guī)r水區(qū)域綜合治理，從而增強(qiáng)灰?guī)r水防治的整體效果。由于梨園礦長虹井孤懸一隅，不具備區(qū)域聯(lián)合治理?xiàng)l件；梨園郭莊井資源枯竭，不久閉井，無須進(jìn)一步研究；汝州中部和西部水文地質(zhì)單元內(nèi)不包含生產(chǎn)井田。區(qū)域水害治理措施如下：（1）寧莊－庇山水害區(qū)域聯(lián)合治理對策。寧莊、庇山井田同屬于三級水文地質(zhì)單元汝Ⅰ－2，井田水害符合區(qū)域聯(lián)合治理的條件，因此提出治理對策為區(qū)域聯(lián)合治理，以疏為主，物探輔助，關(guān)注斷層。適當(dāng)部位施工泄水巷，井下群孔預(yù)疏降，局部注漿加固底板。（2）朝川－張村水害區(qū)域聯(lián)合治理對策。朝川、張村井田同屬于二級水文地質(zhì)單元汝Ⅱ，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際（朝川礦一井疏水，張村礦寒灰水文大幅度下降），兩個(gè)井田水害符合區(qū)域聯(lián)合治理的條件，因此提出治理對策為區(qū)域聯(lián)合治理，主疏降，局部堵。張村井田東翼、朝川一井西翼嚴(yán)格限制帶壓開采，提前預(yù)疏放，在－200m標(biāo)高以上，以疏放為主；－200～－400m標(biāo)高，對巖溶水仍以疏放為主，局部注漿封堵；在－400m標(biāo)高以下，采取疏放寒灰?guī)r溶水和底板注漿加固方法治理底板水害。張村和朝川礦一井疏放巖溶水強(qiáng)度可按“三七開”的比例來劃分，張村礦疏放二1煤底板巖溶水水量控制在400～500m3／h，朝川礦疏放二1煤底板巖溶水水量控制在900～1000m3／h。（3）長虹井水害治理對策。由于長虹井孤懸一隅，因此這里單獨(dú)給出長虹井水害治理對策。疏水降壓為主，加強(qiáng)礦井防治水管理工作，堅(jiān)持預(yù)測預(yù)報(bào)，做好防治水工程，規(guī)范探放水設(shè)計(jì)與操作，頂板疏放為主，重視底板太原組上段灰?guī)r水和老空水，對小煤窯按規(guī)定留足防水煤柱，設(shè)計(jì)必要的水文觀測孔，進(jìn)行井下水文觀測。