平頂山煤田水文地質(zhì)單元劃分

  近年來(lái)，由于開(kāi)采深度、開(kāi)采強度、開(kāi)采速度、開(kāi)采規模的增大，礦井生產(chǎn)向縱深發(fā)展，水患威脅日益嚴重，小至采區停產(chǎn)，大至重大人身傷亡、礦井淹沒(méi)，水害往往給煤礦造成巨大的經(jīng)濟損失［1 － 6］。因此，為提高防治效果，現有煤礦生產(chǎn)單位改變了傳統“孤軍作戰”的水害防治方法，推進(jìn)了水害由多點(diǎn)分散治理向區域綜合治理，由采掘中局部治理向整體超前治理的轉變。要實(shí)現上述轉變，必須在查清目標區域地質(zhì)與水文地質(zhì)條件的基礎上，進(jìn)行水文地質(zhì)單元劃分，根據水文地質(zhì)單元的條件，確定區域水害治理的方案。在分析水文地質(zhì)單元劃分影響因素的基礎上，以中國平煤神馬集團平頂山煤田( 以下簡(jiǎn)稱(chēng)平頂山煤田) 為例，進(jìn)行了水文地質(zhì)單元劃分研究，并給出了水害治理的思路和措施。

 

  1 水文地質(zhì)單元劃分的影響因素

 

  水文地質(zhì)單元是具有完整的地下水補、徑、排結構的系統。影響水文地質(zhì)單元劃分的因素很多，根據專(zhuān)家建議，結合相關(guān)經(jīng)驗，主要歸納為以下幾個(gè)方面: 區域與礦區水文地質(zhì)條件( 慮地下水的儲存與分布條件、含水層與隔水層巖性等) 、自然地理條件( 地形地貌、氣象與水文條件) 、地層條件( 主要考慮地層巖性) 、地質(zhì)構造( 斷裂帶、區域性斷層、斷層破碎帶、節理密集帶等) 、滲透系數、水位( 主要考慮地下水水位與煤層底板的高差) 、礦山壓力( 主要考慮工作面尺寸、開(kāi)采方法、煤層厚度、煤層傾角、開(kāi)采深度、頂底板巖性及結構等) 。

 

  2 平頂山煤田的自然地理條件

 

  平頂山煤田東起洛崗一號正斷層，西北至郟縣斷層; 南起庚組煤( 一煤) 層露頭，東北至襄郟斷層。

 

  東西走向長(cháng)40 km，南北傾向寬10 ～ 20 km，含煤面積為650 km2。

 

  平頂山煤田的北部和中部為低山; 西南部為丘陵; 低山與丘陵之間為槽形谷地。區內較大的河流為沙河和汝河，屬淮河水系，自西向東分別流經(jīng)礦區的南部和北部，在東部馬灣匯合，河兩側和礦區東部為平原區。區內在沙河上攔河建有昭平臺水庫和白龜山水庫，為區內最大的地表水體，其中白龜山水庫位于平頂山煤田的西南緣，總庫容6． 40 億m3。北部主要由二疊系上統平頂山砂巖組成的低山，自西向東有紅石山、龍山、擂鼓臺、落鳧山、平頂山、馬棚山等，為地表分水嶺。

 

  3 煤田地質(zhì)條件

 

  3． 1 地層條件

 

  2) 平頂山煤田鍋底山斷層以北水文地質(zhì)單元( ⅡⅡ) 的治理對策。鍋底山斷層以北為區域灰巖水的深埋區，由于鍋底山斷層的阻水性能，致使補給水量不大，動(dòng)儲量有限，地下水徑流遲緩，礦井疏排以消耗凈儲量為主，灰巖水位整體呈下降趨勢。礦井突水量具有從小到大至峰值，然后逐漸減少并趨于穩定的特點(diǎn)，當低水位發(fā)生突水時(shí)，位于高水位的原突水點(diǎn)的水量即明顯減小直至干枯。單元內李口向斜軸以南有一礦、二礦、三環(huán)公司、四礦、五礦( 鍋底山斷層以北) 、六礦、八礦、十礦、十二礦、吳寨礦等。

 

  巖溶水區域治理對策確定為: “整體疏放、局部加固”。

 

  3) 平頂山煤田襄城縣巖溶水系統( Ⅲ單元) 的治理對策。該區北部邊界為襄郟斷層，切斷了灰巖含水層的水力聯(lián)系，阻隔了區域基巖地下水對區內的側向補給，為阻水邊界; 南部邊界為李口向斜軸，灰巖含水層埋藏深，巖溶不發(fā)育，也可以看成是相對隔水邊界。區內基巖地下水的補給來(lái)源主要是汝河水及大氣降水通過(guò)煤系露頭上覆第四系松散層垂直入滲補給，或直接在基巖裸露區補給，補給條件整體較差且空間差異大，地下水動(dòng)儲量不很大，礦井疏排以消耗太原組灰巖水靜儲量為主。具有淺部接受補給，總徑流方向由西北向東南運移，深部呈疏降狀態(tài)的特征，為一相對獨立的水文地質(zhì)單元。目前，單元內生產(chǎn)礦井為十三礦和首山一礦等。巖溶水區域治理對策確定為: “整體疏放、局部加固”。

 

  7 結語(yǔ)

 

  在對平頂山煤田自然地理條件、區域地質(zhì)條件、區域水文地質(zhì)特征研究的基礎上，對平頂山煤田進(jìn)行了區域水文地質(zhì)單元劃分，將其劃分為3 個(gè)一級水文地質(zhì)單元，2 個(gè)二級水文地質(zhì)單元。結合礦井水文地質(zhì)條件、礦井生產(chǎn)實(shí)際和以往突水情況，給出了平頂山煤田灰巖承壓水害治理的指導思想、灰巖承壓預防的技術(shù)防線(xiàn)，最后結合煤田水文地質(zhì)單元劃分的結果，在分析其水文地質(zhì)條件的基礎上，給出了適合聯(lián)合治理的區域的治理對策。項目研究對構建適合中平能化集團實(shí)際的分區域多層次的礦井水害綜合防治的技術(shù)體系，推進(jìn)集團公司礦井防治水工作整體科學(xué)發(fā)展，指導礦井安全生產(chǎn)，提高礦井安全保障程度具有一定的借鑒意義。