龔慶紅

吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長春 130012

吉林省伊通滿族自治縣煤礦二井礦區(qū)位于吉林省伊通滿族自治縣大孤山鎮(zhèn)柴家崗子和楊樹林境內(nèi)侯家屯南，地理坐標(biāo)：東經(jīng)125°04′56″～125°06′39″，北緯43°15′47″～43°16′49″。礦井面積2.886 5 km2，開采深度標(biāo)高+180～+100m。礦區(qū)地勢平坦開闊，略有起伏，地勢東南高西北低。

1 水文地質(zhì)特征

1.1 自然地理條件

本區(qū)屬北寒溫帶大陸性干旱半干旱季風(fēng)氣候，其特點是：四季分明，春季干燥多風(fēng)、夏季濕熱多雨，秋季涼爽多晴天，冬季寒冷漫長。多年平均降水量623mm，降水量多集中在6、7、8月份，年蒸發(fā)量1 444.8mm，夏季極端最高氣溫36 ℃，冬季極端最低氣溫-38 ℃，年平均氣溫4.7 ℃，結(jié)凍期由11月份初至翌年3月末，凍土層深度1.5～1.8m。春秋季節(jié)多西南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，最大風(fēng)速可達20m/s。

礦區(qū)地勢較平坦開闊，略有起伏。地勢呈東南高西北低，海拔一般245～265m，相對高差20m左右。礦區(qū)內(nèi)西北部為二級階地，東南部為波狀告地，礦區(qū)南部為丘陵區(qū)，北部有大孤山，海拔431m。該區(qū)屬遼河流域上游，水系較發(fā)育，主要有小子河及楊樹河。小子河由東南向西北流淌，流經(jīng)礦區(qū)北東3 km的大孤山鎮(zhèn)，匯入二龍山水庫。楊樹河流量隨季節(jié)性變化明顯，枯水期流量甚小，可斷流豐水期流量達100.30m3/d。

1.2 礦區(qū)水文地質(zhì)

根據(jù)地下水的賦存條件、水理性質(zhì)及水力特征，區(qū)內(nèi)地下水主要為松散巖類孔隙水，碎屑巖類裂隙孔隙水和基巖風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水三種類型?，F(xiàn)敘述如下：

1.2.1 松散巖類孔隙水

（1）河谷階地砂、砂礫石，孔隙潛水∶分布于楊樹河，小子河河谷階地。含水層巖性為第四系全新統(tǒng)和上更新沖積砂、砂礫石層，水位埋深1.67～6.75m，微具承壓性，單井涌水量1 016.40～4 435.5m3/d（水量豐富）、100～500m3/d（水量中等）水化學(xué)類型為HCO3-Ca型水，礦化度為0.29 g/L。該層地下水主要接受大氣降水補給，排泄方式以河水和垂向為主。

（2）波狀臺地砂礫石孔隙承壓水∶分布于浪狀臺地上，含水層巖性為粉細砂、砂礫石層，厚度邊南向北逐漸增加，水位埋深8.50～37.00m，水頭高度7～23m。水化學(xué)類型為HCO3-Ca、Na型水，礦化度為0.15 g/L。該層地下水主要接受大氣降水補給，以側(cè)向徑流為主要排泄方式。

1.2.2 碎屑巖類裂隙孔隙承壓水

該類型地下水埋藏于第四系之下，含水層巖性為伊通組、粉砂巖、中細砂巖等，水位埋深1.00～24.00m。按其富水性可分為兩個富水等級，水量豐富區(qū)，主要分布在大孤山鎮(zhèn)北部；單井了涌水量1 843.20m3/d，水量中等區(qū)，在區(qū)內(nèi)廣泛分布，含水層較厚，但巖性顆粒細，泥質(zhì)弱膠結(jié)，透水性差，單井涌水量3 02.4m3/d（降深20m）。地下水水化學(xué)類型為HC03-Ca型，礦化度為0.25 g/L。該層地下水以側(cè)向徑流補給為主，因上部第四系含水層與下部含水層連通，也有第四系孔隙水滲入補給。

1.2.3 基巖風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水

分布于礦區(qū)南部的丘陵區(qū)，含水層巖性為華力西期花崗巖和奧陶系變質(zhì)巖，風(fēng)化帶裂隙深度一般30～50m。由于長期風(fēng)化作用，裂隙較發(fā)育，泉流量一般0.39～0.079 L/s，水量貧乏。地下水化學(xué)類型為HCO3-Ca型，礦化度0.13～0.26 g/L。大氣降水是主要補給來源，多以泉的形式排泄出地表。

2 主要含煤地層含水層，隔水層巖性描述

第三系伊通組為主要含煤地層，共有可采煤層三層。

第一可采煤層：埋深40～180m左右，頂板以粉砂巖、細砂巖為主，厚度8～10m，為含水層。底板以泥巖為主，次為粉砂質(zhì)泥巖，厚度3～8m，為隔水層。

第二可采煤層：埋深80～240m左右，頂板以砂巖為主，厚度9～20m，為含水層。底板以泥巖為主，次為粉砂質(zhì)泥巖，厚度3～10m。

第三層可采煤層：埋深略大于第二層，第二層可采煤層底板為第三層的頂板，為隔水層。第三可采煤層底板以泥巖為主，局部為砂巖，厚度8～11m，埋藏深度90～260m，據(jù)鉆孔分層抽水資料，含煤砂巖段含水層泥質(zhì)弱膠結(jié)，單井涌水量254.64m3/d。

3 礦區(qū)斷層破碎帶導(dǎo)水性

3.1 斷層性質(zhì)

礦區(qū)東南邊緣斷層貫穿整個槽地，是控制槽地形成、發(fā)展及含煤地層的賦存狀態(tài)的邊界大斷裂。其走向為北東（60°左右），傾向北西，傾角大于70°，落差大于500m。

3.2 斷層破碎帶導(dǎo)水性

碎碎帶導(dǎo)水性取決于破碎帶性質(zhì)及巖性；在井下巷道發(fā)現(xiàn)的小斷層突水點，水流狀態(tài)呈涌流，測得流量220.56m3/d。

4 礦區(qū)涌水量計算

本區(qū)礦區(qū)涌水量預(yù)測采用裘布依公式計算和預(yù)測開采深度167m的影響半徑和礦區(qū)疏干影響范圍，并利用比擬法，試驗測試和大井法計算礦區(qū)涌水量。

4.1 比擬法

根據(jù)實測礦井實際開采89m的實測最大涌水量，預(yù)測礦井開采深度167m時礦坑排水量。

Q?！獙崪y礦井涌水量（m3/h）；

S?！V井水位降深（m）；

F?！_采面積（km2）；

S—礦井設(shè)計降深（m）；

F—設(shè)計開采面積（km2）

4.2 礦區(qū)實測涌水量

經(jīng)抽水試驗測試礦井正常涌水量為98m3/h，最大涌水量為16m3/h。

4.3 大井法

Q —礦區(qū)涌水量（m3/d）

K —含水層滲透系數(shù)（m3/d）

H —水柱高度（m）；

表1 礦區(qū)疏干量計算結(jié)果表Table 1 Calculation results of drainage amount ofmining area

M —含水層厚度（m）；

R?！潘畷r水位影響半徑（m）；

r0—礦區(qū)大井半徑（m）；

F。—疏干面積（m2）；

d —隔水邊界至開采井距離，d=600m。

礦區(qū)涌水量計算，當(dāng)開采深度為167m時采用比擬法計算結(jié)果為309.95m3/h；大井法計算結(jié)果為293.73m3/h，兩者較接近，應(yīng)選用平均值301.84m3/h作為礦區(qū)預(yù)測涌水量。

5 結(jié)論

本礦區(qū)位于大孤山鎮(zhèn)以南的河谷階地上，計算區(qū)內(nèi)地形地貌為了河谷階地，波狀臺地和丘陵。其中河谷階地砂礫石孔隙水富水性為1 000～5 000m3/d；波狀臺地砂礫石孔隙承壓水富水性100～1 000m3/d；丘陵風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水富水性＜1 L/s。礦區(qū)范圍內(nèi)覆于第四系之下的第三系碎屑巖類裂隙孔隙承壓水富水性為100～1 000m3/d。

礦區(qū)涌水量計算采用三種方法，即比擬法、抽水試驗實測和大井法。計算結(jié)果為采礦垂直深度89m時最大涌水量為160m3/h。當(dāng)采礦垂直深度167m時，最大涌水量為301.84m3/h，預(yù)測的礦區(qū)涌水量可作為礦區(qū)疏干排水的依據(jù)。

[1] 吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所.吉林省伊通縣農(nóng)田供水水文地質(zhì)勘察報告[R]. 1981