榆神矿区矿井充水因素及矿井水的利用

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1、榆神矿区矿井充水因素及矿井水的利用蒋泽泉，姚建明（陕西省煤田地质局一八五队，陕西榆林719000）摘要：以榆树湾井田为例，论述了榆神矿区矿井水文地质条件及矿井充水因素。认为榆神矿区矿井水资源较丰富，部分煤矿的涌水量可达8000m3/d左右，是矿区供水和生态环境建设宝贵的水资源，提出了利用矿井水的建议。关键词：矿井水；水文地质条件；充水因素；保水采煤中图分类号：文献标示码：A文章编号：1671-749X（2008）02-基金项目：陕西省软科学基金项目（2007KR18）。收稿日期：2007-10-28作者简介：蒋

2、泽泉（1967-），男，陕西临潼人，1988年毕业于陕西水利学校，曾经获陕西省科学技术奖一等奖（2006）和三等奖（2004），工程师，从事水文地质工程地质工作。0前言榆神矿区是我国新建的一个大型矿区，也是陕北大型煤炭基地建设的核心区，目前矿区一期建设的煤矿主要有锦界、凉水井、榆树湾煤矿等。为了合理利用资源，促进基地建设持续健康发展[1]，作者认为，应该充分利用矿区有限的水资源，保护生态环境，做到采煤与保水并举[2]。榆树湾井田分属秃尾河和榆溪河流域，东部绝大部分面积属秃尾河流域，西部以分水岭为界以西属榆溪河流

3、域，约占井田面积的1/5～1/6。东部发育的河流主要有东南部的东、西清水河、高家沟、草湾沟、贺家沟和东北部的田家沟、尚家沟两大沟系，最终都经红柳沟汇入秃尾河。东南部的东、西清水河属常年性河流，流量随季节变化较小，年总径流量为115万m3/a,其它各支沟属季节性河流，流量较小且随季节变化幅度较大。东北部的田家沟和尚家沟为季节性河流年总径流量约为25万m3/a。本文以榆树湾井田为例，简要论述榆神矿区矿井充水因素和矿井水资源化利用问题。1矿区水文地质条件榆神矿区地下水主要有萨拉乌苏组潜水和烧变岩潜水[3]，其中榆树湾

4、井田主要是萨拉乌苏组潜水，附近的煤矿在采煤过程中，曾经发生过矿井突水事故[4]，矿井水较大，因此，对矿井水加以利用，不仅可以缓解矿区供水紧张的矛盾，还有利于煤矿安全生产。1.1含（隔）水层萨拉乌苏组潜水含水层：主要分布于井田中部及西北部，多被风积沙覆盖，在低洼处与其构成统一含水层，厚度变化较大，一般为0~19.20m，岩性主要为细砂，偶为中粗砂，局部夹有含泥及腐殖质粉砂条带和透镜体。水位埋藏较浅，一般为0.73~2.86m。富水性强～弱皆有分布。井田较大部分属富水性弱区，在首采区富水性中等区占较大优势。含水层主

5、要接受大气降水的补给，在沙漠滩地区，地势平缓，降水入渗系数为0.6。据钻孔抽水资料，榆树湾井田萨拉乌苏组含水层单位涌水量0.0655~0.230L/s·m，渗透系数0.968~2.332m/d，矿化度224~262mg/L。离石黄土及三趾马红土隔水层：广布全区，厚度83.75~175.0m，该层上部为亚砂土、亚粘土，局部柱状节理发育。下部岩性为棕红、浅紫红色粉质粘土，含钙质结核。据C52号钻孔抽水资料，上部黄土层单位涌水量为0.000174L/s·m，渗透系数为0.0027m/d4。富水性极差，为区内主要隔水层

6、。碎屑岩裂隙承压含水层：区内主要含水层段为基岩顶面至2-2煤层顶板（J2Z~2-2）含水层段。含水岩层岩性主要为中细粒砂岩，局部为粗粒砂岩，在含煤地层含水岩层为粉砂岩、砂质泥岩等成互层状，裂隙发育微弱，透水性差，该层段顶部平均25m范围内为风化岩层，岩石风化后，次生结构面发育，使之含水性能稍强于下部正常岩段。该含水层全段具承压性，在局部地段据Y15号钻孔揭露，水头高出地表自流而出，用压力表测出水头高度为5.05m，自流涌水量为0.828L/s。据区内Y10、Y15钻孔抽水资料，该层段单位涌水量0.0288~0.

7、187L/s·m，渗透系数0.0168～0.173m/d。富水性弱～中等。1.2地下水的补径排条件第四系松散层潜水以大气降水补给为主，并接受少量的沙漠凝结水的补给。潜水面起伏与地形起伏基本一致，所以地下水的径流受地形控制，流向由高至低与现代地形吻合，局部受地层结构影响有所改变。在井田西部，以古庙梁为最高点，形成一条南北向分布的地表分水岭，分水岭以西，地下水向西径流汇入榆溪河。其东部树枝状沟谷发育，地下水向东径流，在低洼地带转换成沟流向东汇入秃尾河。其排泄方式主要以泉、渗流转化成沟流地表水，此外有蒸发、垂向渗漏和

8、人工开采。承压水除在区外基岩裸露区通过风化裂隙带间接得到大气降水补给外，潜水的越流补给及通过“天窗”补给为其主要补给途径。径流方向基本顺岩层倾向由东向西南方向运移。整体剖析本区承压水无统一隔水顶板，无统一补给区，因沉积层序的粒级不同，粒度横向均有交替变化性。承压水含水岩体在横向上具不连续性，垂向上具分段性。储水空间相对封闭，水量小、水质差、排泄条件差。2矿井充水条件分析依据本区水文地质