丰城煤矿区长兴灰岩水文地质特征

维普资讯 http://www.cqvip.com 江西煤炭科技　２００８年第１期　ＪＩＡＮＧＸＩ　ＣＯＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＮＯ．１　２００８　丰城煤矿区长兴灰岩水文地质特征　周锦中，江中乐　（江西省煤田地质局，江西南昌３３０００１）　摘要：长兴灰岩为丰城煤矿区的主要充水含水层。通过矿区内见灰岩钻孔简易水文地质观测资料和抽水试验资料收集　整理，分析了长兴灰岩岩溶发育规律。　关键词：岩溶；水平分区；垂直分带　中图分类号：ＴＤ１６３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６—２５７２（２００８）Ｏ１—００７８—０３　Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃ　Ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ　Ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ　ｉｎ　Ｆｅｎｇｃｈｅｎｇ　Ｃｏｌｌｉｅｒｙ　ＺＨＯＵ　Ｊｉｎｇｚｈｏｎｇ　ＪＩＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇｌｅ　（Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｃｏａｌｆｉｅｌｄ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ，３３０００１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｆｒｏｍ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｎ　ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ　ｂｏｒｅ－　ｈｏｌｅ　ｉｎ　Ｆｅｎｇｃｈｅｎｇ　Ｃｏｌｌｉｅｒｙ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒｓ　ｈａｖｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｘｉｎｇ　ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ　ｋａｒｓｔｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｋａｒｓｔ；ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｚｏｎｉｎｇ；ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｚｏｎｉｎｇ　丰城煤矿区位于赣江中下游丘陵地带，为一向斜构　１岩溶发育特点　造，东部曲江井田局部发育次一级褶曲，整个褶皱束具有　１．１区域分区性　大致相同的走向，多为北东向，东部为北东东向，呈弧形条　带状展布，地层北陡南缓。　次级分水岭之间为半裸露岩溶区。形成南北高中间　向斜南翼多为第三系红层所覆盖，地形平缓，向斜北　低的蓄水构造。地表水由南北两侧汇集于矿区中部，增加　翼北部以大牛山～松石山～仙姑岭（由龙潭组地层组成）　了地下水的补给量。再之，这一带长兴灰岩直接被第四系　构成分水岭；南部以黄金山～徐家山～乌龟山～火炉岗～　覆盖，第四系水与长兴灰岩岩溶水有明显的水力联系。地　对门山～钟山（由三叠系大冶组灰岩和侏罗系门口山组砂　下水流向由南西流向北东。　岩组成）构成次级分水岭。长兴灰岩分布于矿区中部，出　在仙姑岭井田东部以泉群形式溢出地表。由于水交　露于分水岭和次级分水岭之间，岩性为浅灰色略带肉红色　替活跃，水量充沛，致使一１００ｍ水平以上岩溶非常发育。　厚层状细晶质石灰岩，下部含大量燧石结核，层厚约　溶洞最大高度为２４．１７ｍ，最大单位涌水量为２２．９８Ｌ／ｓ．ｍ，　２２０ｍ，灰岩易被溶蚀，在露头部位由于溶蚀形成的岩溶洼　最大岩溶率达８４．８％，机缘率为７０．８６％。往南为覆盖型　地，最深处可达１００余米，且多被细砂、砾石所充填。该层　岩溶区，其岩溶发育程度大大逊色于前者，该区长兴灰岩　富含岩溶裂隙水，为区内龙潭组ｃ煤组的直接充水含水层　被三叠系大冶组及侏罗系碎屑岩、第三系地层覆盖，岩溶　及Ｂ煤组的间接充水含水层，现该区的ｃ煤组多未开采，　发育程度取决于盖层厚度，岩性组合及构造的破坏程度。　水患严重是主要原因之一，因此，研究其岩溶发育规律和　一般单层覆盖优于多层覆盖，并随盖层厚度的加大而减弱　富水性，对今后ｃ煤组煤层的开采具有一定的理论和实际　（表１、表２）。　意义。　・７８・　维普资讯 http://www.cqvip.com 表１长兴灰岩岩溶发育情况（一）　ｏ　２　４　６　８　１０　１２岩溶率ｆ蛳　表２长兴灰岩岩溶发育情况（二）　效　井田一岩溶率（％）　溶洞数占　簿洞墨壹　奎　能见率（％）井田溶洞总数井田溶洞总累　平均最大　的百分比（％）高的百分比（％）　．７－８７　８４｜８０　７１．１９　一９３｜ｌ５　７７．１４　７４．１４　９５．２８　ｓ　１２．４２　ｚ　，．　８０Ｏ一　仙姑岭、－７．５６　４　４１．１８　８４．６７　标：　高　（米）　２００ｍ　１．２岩溶的顺层性　在排除构造、盖层厚度等影响因素后，长兴灰岩岩性　具有分层性，岩溶沿易溶层顺层发育。在半裸露区，长兴　灰岩与龙潭煤系王潘里段交界地带，常常形成长兴灰岩底　界岩溶顺层发育的特征，并且往往形成由浅到深的喇叭口　形状的岩溶条带。这一特征的形成，一是由于煤系地层具　有相对隔水的阻水作用，聚集长兴灰岩岩溶水沿长兴灰岩　图１　丰城矿区长兴灰岩岩溶率随深度变化曲线　底界运动，从而促进了岩溶的形成。二是两地层交界面　处，王潘里层间承压裂隙水与长兴灰岩岩溶水混合后，前　者的水质出现“三高”，即ＰＨ值增高（７．１—８．２），ＨＣＯ，毫　克当量百分比增高（５６．１７—９２．８３），Ｋ＋Ｎａ毫克当量百分　比增高（２４．６２—５９．８０），在侏罗系与王潘里段不整合面处　Ｋ＋Ｎａ毫克当量百分比竟高达９７．７７７％。由于岩溶水中　含Ｃａ的成分多，因此，Ｃａ与ＨＣ０，形成弱溶解盐，促进岩　溶的发育。ＰＨ值在碳酸平衡过程中使水的活性增高，当　ＰＨ值大于８时，使ＨＣ０，的浓度增高。Ｎａ和Ｋ两种离子　都具有很高的溶解性和迁移能力，会增进地下水的活力，　促进岩溶形成的进程。　“活动空间”是地下水岩溶进程的决定性因素。由于　长兴灰岩的裂隙随深度减弱，岩溶喇叭口朝上，即上大下　小，大约延深到一５０一一１００ｍ就基本消失了。　１．３垂直分带性　图２丰城矿区岩洞累高随深度变化曲线　（５）岩溶发育最低标高一７１８．７８ｍ（１１０１孑Ｌ、不漏水），　据观察，矿区内在一４５０ｍ以下所见的溶洞，全部被充填。　２岩溶含水特征　１）岩溶发育的不均匀性，使岩溶含水性也不均一。不　同地段水文地质参数及钻孑Ｌ简易水文地质情况差异明显。　如曲江井田４—４孑Ｌ见裂隙漏水，抽水结果，ｑ＝１８．５３１／　ｓ．ｍ，Ｋ＝９９．２５　ｍ／ｄ；而距其仅１４０ｍ的４—２孑Ｌ未见裂隙亦　无漏水现象，其抽水结果为ｑ＝０．ＯＯ７９Ｌ／ｓ．ｍ，Ｋ＝　０．００２５ｍ／ｄ。　（１）在半裸露区，由于大气降水直接补给地下水，水交　替强烈，与第四系孑Ｌ隙水及地表水有水力联系，所以一　１００ｍ以上岩溶极为发育。　（２）…ｌｏｏ　２ＯＯｍ，钻孑Ｌ揭露最大溶洞高度为２３．　２）含水性具有随岩溶发育强度加大而增强的一般特　００ｍ，钻孑Ｌ见洞率为６．８％。　（３）…２００　４ＯＯｍ，钻孑Ｌ揭露最大溶洞高度为１２．　点。即坞社里、梅仙岭一１００ｍ水平以上，仙姑岭、曲江一　２ＯＯｍ以上富水性较强，以下则较弱；从长兴组地层钻进时　的冲洗液消耗量随深度变化的规律可知，浅部钻孑Ｌ揭露灰　岩溶洞或溶隙时严重漏水，而一２ＯＯｍ以下则消耗量比较　正常，一６５０ｍ以下基本不消耗。由长兴灰岩钻孑Ｌ抽水试　Ｏｍ，钻孑Ｌ见洞率为６．４％。　（４）一４００ｍ以下，钻孑Ｌ揭露最大溶洞高度为７．２３ｍ，　钻孑Ｌ见洞率为３．２％。　显然，长兴灰岩岩溶随埋藏深度加深而逐渐减弱的发　育规律是非常明显的（图１，２）。　验资料可知，浅部岩溶强发育区，单位涌水量ｑ＝１．１１８—　５８．４７５１／ｓ．ｍ、Ｋ＝４．８２９—６８．８７３ｍ／ｄ，而深部岩溶不发育　．７９・　维普资讯 http://www.cqvip.com 区，ｑ＝０．０００２９—０．０３４　８Ｉ／，ｓ．ｍ．Ｋ＝０．０￣０７４—０．　罗湖直至赣江，另一部分渗入地下补给第四系水及长兴灰　０９５ｌｍ／ｄ，说明其富水性极不均一。　岩水。杨坑河基本是沿隐伏于第四系下的长兴灰岩向东　３　长兴灰岩水的补给、迳流、排泄　流动，中、下游为长兴灰岩的排泄区，年平均排泄量达１０２．　４Ｗｓ，且随季节性变化，旱季灰岩水补给河水和第四系水。　在长兴灰岩隐伏区，第四系地层直接覆盖在长兴灰岩　溶蚀洼地之上，厚度最大达１８６ｍ，大气降水一部分以地表　雨季河水对其进行反补给（图３）。　迳流形式流入地表河流（杨坑河），而后由西向东迳流，入　’７２　７６　Ｂ０　舛　＿１３　３１　　Ｉｌ　嗲　～●　　●｛　／　Ｆ９　｝　２７　，　　．／’　／　，　／　２７　／　一　～～　／一　／／　７　・　一　，－　ｊ－　ｆ，　．魍　／＿‘７　，—　————　２４ｊ５一　，＼ｉ１Ｊ　’　／　１３　７７／　／　７　　／，／　／ｊ　／／／　／　２３　／　／　　／　／　／——　…　图例　／　／——～～／／　冁　ｆｆ　１　／／　／—＼　／一　、　／／／　｛２３．ｓ—Ｉ　。＾，一］　ｆ・ｌ　／　、　—————　一一　静水位线剥蚀线　……　艨一　地质界线　地下水流向　图３　丰城矿区长兴灰岩动静水位等水位线图　长兴灰岩水地下迳流通畅，迳流方向以由西向东流为　明显的不均一性，且有随岩溶发育强度增加而增强的特　主。在向斜北翼隐伏露头区以泉、沼泽湿地的形式排泄。　点，灰岩浅部地段的富水性与深部地段的富水性相差巨　局部地段由于开采或断层影响可对龙潭组王潘里段砂岩　大。　水进行补给。　４结语　作者简介：周锦中（１９６３一），男，江西进贤人，１９８２年毕业于华东　地质学院水文地质专业；高级工程师，现任江西省煤田地质局副　１）长兴灰岩的岩溶发育具有明显的水平分区性和垂　局长。　直分带性，矿区北翼中部的岩溶发育深度明显比两侧深；　一２０ｏｍ以上岩溶较发育，一４０ｏｍ以下岩溶基本不发育。　收稿日期：２０ｃｒ７—１１—２８　编辑：郭正义　岩溶发育亦存在较明显的顺层性。　２）长兴灰岩的富水性受岩溶发育强度的影响表现出　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ；ｔｒ　ｊ；ｔｒ　ｊ；ｔｒ　ｊ；ｔｒ　ｊ；ｔｒ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ；ｔｒ　ｊ；ｔｒ　ｊ；ｔｒ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ；ｔｒ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　—　ｋ－　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　—　ｋ－　ｊ　ｊ　ｊ　ｊ　新疆准东煤田探明储量　新疆维吾尔自治区国土资源厅日前透露，新疆准东煤田目前已探明煤炭资源储量８８９亿ｔ。随着当地煤电煤化工产　业基地建设的全面启动，准东煤田将对新疆加快实施优势资源转化战略起到积极的推动作用。　准东煤田位于昌吉回族自治州境内，面积约２．１８万ｋｍ　，煤层结构简单稳定、厚度大、煤质好，在已探明的８８９亿ｔ资　源储量中，查明资源储量达４７９亿ｔ、预查资源量４１０亿ｔ，目前主要有芦草沟、大井、将军庙等煤炭产地，是新疆重要的煤　电煤化工产业基地之一。　・８０・