礦井地質論文：礦井地質特點淺析
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本文作者：周月明1郜普濤2作者單位：1青海江倉能源發展有限責任公司2棗莊礦業集團有限責任公司
井田水文地質條件
四井田地處青藏高原，由于新近系以來，該區圖1整個井田及外圍構造以及井田沿地層傾向剖面Q—第四系;ENX—古近系古始新統西寧群;J3X—侏羅系上統享堂組;Jy—侏羅系中統窯街組(Jy3、Jy2、Jy1依次代表該組的上、中、下段);Jd—侏羅系下統大西溝組;TM—三疊系上統默勒群圖2井田勘探線剖面域受構造運動強烈上升，保留了第四紀冰期形成的凍土至今。多年凍土在井田內成連續分布，凍土層厚30～90m。按埋藏條件井田內地下水可分為凍結層上水和凍結層間水，凍結層上水主要是季節性凍融層內水，該層厚度在1.5～0m，接受大氣降水和多年凍土層融化水補給，靠地表徑流和蒸發排泄。凍結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系，地下水的補給和排泄只能通過井田外圍的融區進行。因此融區的分布成為江倉四井田控制水文地質特征眾多因素中最重要的因素。井田外圍融區有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，主要分布在南部江倉河床及岸邊;第2種是斷層融區，主要分布在大斷層F8、F1沿線。第3種是融凍剝蝕融區，主要分布在井田周圍山區基巖。
1含水層的劃分及特征
從鉆孔水文觀測資料分析，井田內泥巖、炭質泥巖、炭質粉砂巖及煤層呈不含水反應，砂巖多呈含水反應。但由于泥巖、炭質泥巖、炭質粉砂巖及煤層厚度變化巨大，煤層頂底板巖性的多樣性，要在井田內含煤地層進行含水層劃分較困難，只能將煤層視為相對隔水層，結合鉆孔抽水資料和煤層沉積規律及相對穩定的8、12、16、20號煤層作為劃分含水層的依據，將井田內地層劃分為5個含水層和5個隔水層。各含水層水文地質特征見表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形成，在井田內連續分布，厚度不均，平均厚度40m，最厚處達90m，由東往西，由北往南，厚度有增大的趨勢。多年凍土上部存在季節性凍土，夏季融化，形成一薄包氣帶，并能儲存部分水，冬季凍結，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，多年凍土將會逐漸消退，多年凍土隔水層將會變薄，局部甚至整個隔水層將會消失。2)其他隔水層。其他隔水層包括8煤、12號煤、16號煤、20號煤隔水層。隨著礦井的生產，8號煤、12號煤、16號煤、20號煤將會被陸續開采，作為隔水層的煤層開采后，煤層上下含水層將會串通，形成一個新的更大的含水層組。整個井田水文地質柱狀圖如圖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。通過充水水源與充水通道的結合，經過分析，認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給礦井充水。大氣降水是地下水和地表水補給的重要來源。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)，蒸發量大(表3)，但是由于多年凍土層對雨水入滲的攔截，地表產流率較高，在雨季發生暴雨時，河水上漲迅速，而且雨3)斷層破碎帶含水及斷層融區通道的存在成為其他水體對礦井充水的因素。四井田南部有斷層F20、F8、F16和F7。F20斷層遠離井田，F8斷層緊靠著礦區20號煤層，根據F8斷層附近鉆孔抽水試驗，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，其導水性也較差，故斷層基本上不充水，即使充水，水量也不會很大。但在四井田東南F8斷層破碎帶被江倉河切割，使江倉河河水能夠通過破碎帶向四井田含水層補水。四井田北面有F1斷層，該斷層下盤上升，導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，為大氣降水補給地下水創造了良好條件，并使下盤出露三疊系地層與上盤侏羅系地層對接，并給侏羅系地層補水。因此，F1、F8斷層破碎帶局部將會構成地表水與地下水發生水力聯系的通道，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系，使得層間基巖裂隙水補給不暢，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，再有是各煤層頂底板無穩定隔水層，這樣使得煤層開采時，頂底板上下層間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。
