彬長礦區白堊系洛河組不同層段水力聯系的綜合分析

■汪帆 鄭揚帆

（河南省煤田地質局一隊河南新鄭451150）

彬長礦區白堊系洛河組不同層段水力聯系的綜合分析

■汪帆 鄭揚帆

（河南省煤田地質局一隊河南新鄭451150）

整個彬長礦區影響煤層開采的主要含水層為白堊系下統洛河組砂巖含水層。在分析井田水文地質特征的基礎上，通過對洛河組進行精細劃分，進行抽水及水力連通試驗、井下群孔放水試驗、地下水質全分析等方法，查明了洛河組含水層不同層段之間的水力聯系。結果表明：洛河組（K1l）不同層段內，地下水的礦化度自上而下逐漸增大；洛河組（K1l）中上段之間水力聯系較為明顯，洛河組（K1l）中上段與下段之間的水力聯系較弱；洛河組（K1l）中上段含水層富水性強，接受區域地下水側向補給的條件較好，下段含水層富水性弱，接受區域地下水側向補給的條件較差。

彬長礦區 洛河組 抽水試驗 水力聯系

0　概述

本文以彬長礦區內某井田白堊系洛河組精細探查為例，通過單孔和群孔抽水試驗、井下群孔放水試驗及地下水質全分析等綜合手段，分析研究洛河組含水層是否為一個具有統一水位、上下水力聯系密切的統一含水層。洛河組下部是否存在穩定的相對較弱含水層，中上段與下段之間的水力聯系如何。

為評價洛河組不同層段之間的水力連通性，本次施工T1、T2孔2各地面鉆孔和JT1、JT2、JT3、JT4孔4個井下鉆孔，將洛河組地層精細劃分為上、中、下不同的三段，不同層段之間均存在厚度適中的相對隔水層。重點進行4層次水力連通試驗和1次群孔放水試驗，以查明對礦井開拓及煤層開采構成嚴重威脅的白堊系下統洛河組砂礫巖孔隙-裂隙含水層不同層段間的連通性。

1　洛河組（K1l）含水層精細劃分

1.1洛河組（K1l）上段含水層

該含水層巖性主要以紫紅、棕紅色粉砂巖、細粒砂巖和中粒砂巖為主，夾少量粉砂質泥巖。地面兩孔該段的深度分別為505.91～618.07 m和508.98～611.61 m，厚度分別為112.16 m和102.63 m，平均厚度為107.40 m。T2孔對該層段進行了單孔抽水試驗，通過標準化換算，該含水層的單位涌水量為0.6041 L/(s?m)，富水性中等。

1.2洛河組（K1l）下段含水層

該含水層巖性主要以紫紅色、棕紅色砂質泥巖、粉砂巖、細粒砂巖為主，夾少量中粒砂巖[3]。地面兩孔該段的深度分別為843.20～900.10 m和838.21～938.09 m，厚度分別為56.90m和99.88m，平均厚度為78.39 m。本次施工的T1孔對該含水層進行了帶觀測孔的抽水試驗。通過標準化換算，該含水層的單位涌水量分別為0.013 L/ (s·m)，富水性較弱。

2　水力連通試驗

為詳細了解白堊系洛河組內的水文地質特征及其連通性，洛河組內除進行單孔抽水試驗外，還進行了T1、T2孔洛河組中上段同層之間及中上段之間的水力連通試驗。

T1、T2孔洛河組下段與中上段之間的水力連通試驗：

1）T1孔分三次降深抽洛河組下段水，降深次序由大到小，最大抽水量為0.610 L/s，最大水位降為57.26 m。T2孔同步觀測洛河組上段水位。水位恢復階段，T2孔洛河組上段水位與T1孔洛河組下段水位具有大體相同的上升趨勢?？傮w來看，T2孔洛河組上段水位與T1孔洛河組下段抽水的同步性不強。

2）T2孔分三次降深抽洛河組上段水，降深次序由大到小，最大抽水量為15.140 L/s，最大水位降為11.05 m。T1孔同步進行洛河組下段水位觀測。T1孔洛河組下段水位大體表現出隨T2孔洛河組上段抽水、水位恢復等分別出現下降和上升的趨勢，但同步性不強。

2.3水力連通試驗成果分析

通過T1孔與T2孔洛河組中上段同層之間及T1孔洛河組下段與T2孔洛河組中上段之間的水力連通試驗可看出：

1）兩次洛河組中上段群孔抽水試驗表明：一是觀測孔在抽水孔抽水與水位恢復階段的地下水水位響應時間較短，小于5min；二是觀測孔水位降深也出現顯著的三個臺階狀；三是觀測孔水位呈現出與抽水孔一致的水位恢復趨勢，最終水位恢復時間較抽水孔滯后。分析認為T1、T2孔洛河組中上段同層之間水力聯系較密切。

2）洛河組中上段與下段群孔抽水試驗期間，不管洛河組下段抽水，還是洛河組中上段抽水，相應的觀測孔大體出現與抽水試驗相應的下降或上升，但沒有出現與洛河組中上段同層之間相類似的明顯的三次降深及恢復水位趨勢，同步性較弱。

3　水質全分析

為了綜合評價地下水水化學特征，在本次施工共取洛河組全分析水樣6組。通過對水質全分析化驗結果的簡單分析看出：

1）礦化度與地層時代存在著明顯的關系，一般老地層中水質的礦化度比年輕地層中水質的礦化度高。洛河組下段內水質的礦化度比上段的礦化度要高。

2）洛河組上段地層水質的礦化度為0.884 g/L，洛河組中上段地層水質的礦化度分別為1.008 g/L（T1孔）和1.122 g/L（T2孔），洛河組下段地層水質的礦化度為3.787 g/L，從水質礦化度的差異上也表現出洛河組上、中、下三段的水力聯系微弱，連通性較差。

4　結論

1）通過本次精細探查工程，洛河組不同層段含水層水文地質特征差異較明顯，其上段含水層富水性強中等，中上段含水層富水性強，接受區域地下水側向補給的條件較好；下段含水層富水性弱，接受區域地下水側向補給的條件較差。

2）洛河組下段含水層發育較穩定，地層厚度平均為78.39 m，地下水徑流滯緩。通過單孔和群孔抽水試驗、井下放水試驗以及地下水質全分析綜合分析表明：洛河組中上段含水層之間水力聯系較強；洛河組下段含水層與中上段含水層水力聯系微弱。

[1]穆鵬飛，朱開鵬，牟林.黃隴侏羅系煤田洛河組砂巖富水規律[J].中國煤炭地質，2015，27（5）:42-45.

[2]杜文斌，鄭揚帆，耿明奇.彬長礦區高家堡井田白堊系下統富水性及水力連通試驗分析 [J].中國煤炭地質，2015，27（5）:38-41.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-55-1