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1水文地質(zhì)條件

1.1區(qū)域水文地質(zhì)概況

礦區(qū)位于天山南麓中低山區(qū)的庫車河及其支流克格拉克厄肯河交匯處西（南）岸的基巖階地之上。區(qū)域上為典型的流水沖蝕山地地貌，礦區(qū)絕大部分地段位于庫車河二級階地上，區(qū)內(nèi)地形較破碎，溝、梁相間并多沿巖層走向進行延伸，地勢總體上呈南北高中間低、西高東低的箕狀斜坡，相對高差在200m之內(nèi)。礦區(qū)位于北暖溫帶大陸性干旱氣候帶，氣候干燥，降雨量很小。夏季高溫炎熱，冬季干燥寒冷，年溫差與日溫差都比較大。礦區(qū)附近有2條河流，庫車河及其支流克格拉克厄肯河。礦區(qū)東部為庫車河河床，流向由北向南，該段河床為本礦區(qū)最低侵蝕基準面。庫車河為常年性河流，以冰雪融化水、大氣降水及泉水為補給源，7、8月份常有山洪爆發(fā)。庫車河為礦區(qū)生產(chǎn)生活及飲用水水源?？烁窭硕蚩虾訛閹燔嚭又Я?，位于礦區(qū)北部，該河以冰雪融化水、大氣降水及泉水為補給源，常年有水。

1.2礦區(qū)水文地質(zhì)特征

1.2.1含（隔）水層劃分

賦存地下水的硬脆多孔的砂巖和礫巖及上覆第四系砂礫石為含水層，而柔性的泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和炭質(zhì)泥巖則是相對的隔水層。按上述含（隔）水層劃分依據(jù)，結(jié)合礦區(qū)的水文地質(zhì)情況，將本區(qū)地層劃分為4個含水層和一個隔水層

1.2.1.1第四系全新統(tǒng)沖洪積潛水含水層（H1）

該組巖層主要分布在井田北部向斜軸附近的沖溝及庫車河河床之中，由細砂、中砂、粗砂等組成，厚0~2.0m，結(jié)構(gòu)松散，透水性強，接受大氣降水和季節(jié)性地表水的補給，庫車河河水通過側(cè)向補給礦區(qū)地下水，劃分該層為孔潛水含水層。

1.2.1.2侏羅系下統(tǒng)阿合組裂隙孔隙弱含水層（H2）

該地層主要大面積出露于礦區(qū)西北部，巖性以中砂巖、粗砂巖、砂礫巖為主，厚度>50m，風化裂隙較發(fā)育，接受大氣降水補給及第四系潛水補給，其補給方式為垂直滲入為主。該地層部分已被火燒，烘烤變型，裂隙發(fā)育。根據(jù)含（隔）水層劃分依據(jù)，將該層劃為弱含水層。

1.2.1.3燒變巖裂隙孔隙含水層（H3）

燒變巖呈東西向條帶狀展布，廣泛分布于區(qū)內(nèi)煤層露頭和淺部及A6煤層上部，都為死火區(qū)。煤層頂?shù)装鍘r石因受到高溫烘烤變得硬而脆易破碎，裂隙發(fā)育，孔隙較大，透水性變強。該層厚度為98.25~150.30m，火燒深度一般在71.0~152.23m，主要接受大氣降水和融化雪水的補給以及季節(jié)性的地表水補給，賦存一定量地下潛水。對H3含水層進行抽水試驗得出，單位涌水量q＝0.0152L/s•m（q<0.1L/s•m），滲透系數(shù)K＝0.0957m/d，水量較小。

1.2.1.4侏羅系下統(tǒng)塔里奇克組裂隙孔隙弱含水層（H4

）侏羅系下統(tǒng)塔里奇克組在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布，出露于礦區(qū)中東部邊界庫車河西岸的陡崖處。巖性主要以淺灰、深灰色、灰白砂礫巖、粉砂巖、細砂巖、中砂巖、粗砂巖為主，含A6、A5、A3、A2、A1等煤層。地層厚度為96.09~164.86m，含水層厚度為29.23~51.20m，地下水在地層中滲流緩慢，補給條件較差。根據(jù)抽水試驗，H4含水層單位涌水量為0.00026~0.0907L/s•m（q<0.1L/s•m），滲透系數(shù)為0.0005~0.165L/s•m，含水層富水性弱，地下水在地層中滲流緩慢。抽水后地下水恢復(fù)至真實水位較慢，補給條件較差。

1.2.1.5侏羅系下統(tǒng)塔里奇克組

A1煤層底界至三疊系上統(tǒng)郝家溝組底界隔水層（G1）該層主要出露于井田的東南部及南部礦界之外，位于A1煤層底界以下，包括三疊系上統(tǒng)黃山街組，巖性主要以灰色、灰黃色、灰綠色、灰黑色粉砂巖、細砂巖、泥巖為主，上部見有炭質(zhì)泥巖、煤線、薄煤層，平均厚度109.96m。由于組成該巖層的顆粒極細，巖石致密，裂隙不發(fā)育，泥質(zhì)成份高，因而其富水性和透水性差，根據(jù)含（隔）水層（帶）的劃分依據(jù)，將該組地層劃分為相對隔水層。

1.2.2斷層導(dǎo)水性礦區(qū)構(gòu)造較簡單

位于捷斯德里克向斜構(gòu)造的南翼，為一單斜構(gòu)造，巖層傾向北，傾角8°~40°，目前礦區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)較大斷層存在，在正常情況下斷層對礦井未來開拓不會產(chǎn)生大的影響，但在開采過程中開采至斷層附近時，應(yīng)引起重視，加強支護。

1.2.3地下水與地表水間的水力聯(lián)系

礦區(qū)每年降水多集中在5－9月，暴雨期容易形成山洪，季節(jié)性的地表水流與暫時性的地表水體通過巖石的風化裂隙與燒變巖裂隙入滲補給地下水，使得地下水與地表水存在一定的水力聯(lián)系。另外，井田東界外的庫車河自北向南橫切整個煤系地層，河水可通過下伏第四系全新統(tǒng)砂礫石層補給基巖含水層。

1.2.4含水層之間的水力聯(lián)系

1.2.4.1第四系含水層與基巖含水層之間的水力聯(lián)系

區(qū)內(nèi)第四系潛水含水層主要接受大氣降水與融化雪水的補給以及季節(jié)性地表水的補給，局部低洼地段會賦存一定量的地下水，屬弱-中等富水含水層，第四系含水層中的潛水可以通過基巖風化裂隙補給基巖含水層，使兩者間發(fā)生水力聯(lián)系。

1.2.4.2基巖含水層之間的水力聯(lián)系

區(qū)內(nèi)基巖含水層均為弱含水層，各含水層之間夾雜著透水性極差的泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，因地下水補給條件較差，巖石裂隙與孔隙不太發(fā)育，地下水循環(huán)條件差，另受隔水層的阻擋，除了受構(gòu)造破壞的局部地段各含水層之間存在一定的水力聯(lián)系外，其余地段水力聯(lián)系非常微弱。

1.2.4.3火燒區(qū)潛水與基巖含水層及第四系含水層之間的水力聯(lián)系

該區(qū)火燒區(qū)直接覆蓋在基巖含水層之上，接受融雪水、大氣降水補給賦存一定量的地下潛水，通過基巖裂隙，火燒區(qū)潛水可垂直入滲補給其下伏的基巖含水層，使兩者間發(fā)生水力聯(lián)系。

1.2.5地下水補給、逕流與排泄條件

區(qū)內(nèi)地下水主要補給源為大氣降水、融化雪水和季節(jié)性地表水以及庫車河河水，其中大氣降水和融化雪水通過基巖風化裂隙和燒變巖裂隙垂直入滲補給下伏基巖含水層，地表水則在深切的溝谷處通過上伏第四系砂礫石層入滲補給下伏基巖含水層。西部鉆孔水位標高一般在1791.75~1806.53m，而東部泉水標高一般在1779.00~1791.12m，向斜兩翼鉆孔水位標高一般在1862.62~1805.61m，說明該區(qū)地下水總體上是自西向東運移，向斜兩翼向軸部運移，在深切的溝谷處以泉的形式排泄。地下水徑流的不斷延續(xù)，也是其排泄的過程。另外，生產(chǎn)礦井疏干排水也是井田地下水排泄的主要方式之一。

1.2.6地下水化學(xué)特征因受庫車河切割影響

火燒區(qū)在該河谷的西岸呈開放型，地下水匯集于向斜軸部，在河谷地帶以泉的形式排泄，選取向斜軸部附近火燒區(qū)底部有一出露泉水，流量在0.69L/s左右，pH值8.13，溶解性總固體為1082.8mg/L，為微咸水，水化學(xué)類型為：Cl•SO4-（K+Na）•Ca•Mg型水?？紫稘撍捎诘貙涌紫栋l(fā)育，透水性強，水循環(huán)快，有利于離子交換，溶解性總固體308mg/L，水質(zhì)好；而賦存于巖層中的地下水，由于巖石裂隙發(fā)育較差，泥質(zhì)充填且夾層較多，地層滲透性不如前者，溶解性總固體略高，為447.2~3446mg/L。從地下水的化學(xué)類型也可以進一步說明侏羅系地層泥質(zhì)含量較高，裂隙不發(fā)育，故巖層透水性和富水性均較弱，地下水徑流不暢，交替滯緩。

2充水因素分析

2.1煤層與煤層頂?shù)装寤鶐r裂隙水（H4）

煤層頂?shù)装宥即嬖诤畬?，各含水層之間因受隔水層影響水力聯(lián)系微弱，從鄰近生產(chǎn)礦井開拓情況分析，煤層及煤層頂?shù)装寤鶐r裂隙水為主要充水水源之一。

2.2大氣降水與地表水

當井下煤層開采后，會打破巖層固有的穩(wěn)定性，上覆巖層失去支撐后發(fā)生彎曲與位移，在地表形成低洼地形，出現(xiàn)塌陷坑與裂縫，大氣降水和融化雪水易形成季節(jié)性的地表水流，通過地面塌陷坑及裂縫進入礦井，造成礦坑涌水量增大，甚至造成淹井事故。

2.3老窯積水

雖然礦區(qū)內(nèi)無老窯存在，但緊鄰礦區(qū)北界有庫孜翁牧場煤礦西井存在，煤礦在開采過程中若越界開采或留設(shè)保安煤柱不當均會造成老窯水突入礦井。

2.4現(xiàn)有礦井充水情況

礦區(qū)東界以東500m為庫車河河床，最低侵蝕基準面標高在+1764.9m左右。河床潛水通過侏羅系地層的孔隙裂隙側(cè)向滲透補給礦井。隨著開發(fā)強度的增大，排水量也逐漸增大。礦區(qū)緊鄰庫車河，礦區(qū)內(nèi)部分巖層已經(jīng)火燒，裂隙較發(fā)育，當開采至地下水位以下時，采煤過程中將形成大面積采空區(qū)，未來陷落、冒落范圍內(nèi)將有可能出現(xiàn)暫時性地表洪流直接灌入。

2.5火燒區(qū)積水

（H3）區(qū)內(nèi)燒變巖因受地形與水文地質(zhì)條件影響及火燒深度的差異，在底部多形成鍋底狀或鋸齒狀，在接受大氣降水與融化雪水補給后會賦存一定量的裂隙潛水。其下部煤層開采時，火燒區(qū)容易受到冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶的波及，導(dǎo)致賦存的積水通過冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶進入礦坑。在淺部開采時（特別是開采A6煤層時）燒變巖裂隙潛水將成為礦床充水的主要因素。

3結(jié)論

通過對礦區(qū)水文地質(zhì)條件的調(diào)查分析，結(jié)合水文地質(zhì)孔與鉆孔的簡易水文觀測資料、抽水試驗結(jié)果等進行綜合研究得出以下結(jié)論：①根據(jù)區(qū)內(nèi)巖性組合、含水層水力性質(zhì)及埋藏條件等，將區(qū)內(nèi)劃分為4個含水層和1個隔水層；②礦區(qū)含水層富水性較弱，隔水層穩(wěn)定性較好，補給條件差，水文地質(zhì)條件較簡單，屬于以裂隙充水含水層為主的水文地質(zhì)條件較簡單的礦床；③重點對礦井充水因素、充水通道與強度進行了分析總結(jié)，為其后期預(yù)防和治理水害提供了科學(xué)依據(jù)。

作者：劉茜清劉軍袁振麗單位：江蘇長江地質(zhì)勘查院