#第2章矿井一采区水文地质条件研究

2金源里井工矿一采区水文地质条件研究2.1区域水文地质概况霍林河盆地位于大兴安岭脊部偏东侧，属于大兴安岭水文地质分区。盆地及其周边发育的地层主要有古生界、中生界陆相碎屑岩和新生界松散沉积物。因盆地煤层多赋存于浅部，主要采用露天开采，井工开采较少，因此，水文地质工作主要集中在浅部，就目前掌握的资料，前人依据地下水的赋存条件及水力性质，将区域内地下水含水层划分为第四系孔隙含水层、煤系风化带孔隙-裂隙含水层（带）及基岩裂隙含水层（带）三为第四系孔隙含水层、煤系风化带孔隙-裂隙含水层（带）及基岩裂隙含水层（带）三种类型，各含水层的主要特征为：（1）第四系孔隙含水层-上更新统第四系孔隙含水层因区域内发育地层的岩性差异，又进一步分为全新统-上更新统□Q□Q34）含口细砂含水层和中、下更新统（Q1+2)□□□□□□□□□□□□□□□□□布在平原及沟谷地带，多为风积、冲洪积物，厚度2口布在平原及沟谷地带，多为风积、冲洪积物，厚度2口20m,□□□□□□2口10m,为HCO-Ca或3HCO-Na-Ca□,□□□□□30.5g/L,水温4-10℃。砂砾石含水层主要分布在三个大泉以西,砾石成分主要为火山岩、变质岩砾,砾径为20HCO-Ca或3HCO-Na-Ca□,□□□□□30.5g/L,水温4-10℃。砂砾石含水层主要分布在三个大泉以西,砾石成分主要为火山岩、变质岩砾,砾径为20口80mm,分选较差，磨圆较好，为冲洪积物,厚度变化较大,在15m左右,含水层埋藏较浅,为孔隙潜水,富水性较好。（2）煤系风化带孔隙-裂隙含水层（带）孔隙潜水,含水中等,钻孔单位涌水量一般在由霍林河组含煤地层风化裂隙及孔隙组成,岩性为煤层、泥岩及砂岩等,含孔隙、裂隙潜水,风化带底板深度一般为80口120m。含水带厚度为60口90m。□□□□□裂隙潜水,风化带底板深度一般为80口120m。含水带厚度为60口90m。□□□□□10口46m,最深达65m；低洼地带1口5m□□□□□,□□□□□□□□□□□□,含水性变化较大,单位涌水量0.001□4.44L/s•m,水质类型为HCO-Na•Ca,矿化度31.065g/L,水位埋深一般丘陵地带为10水位埋深一般丘陵地带为10口40m。口系风化裂隙带分为强风化带和弱风化带，强风化带底板埋深为50口带底板埋深为50口60m,口风化带厚度约30m。（3）基岩裂隙含水层（带）由侏罗系上统（J）火山碎屑岩、花岗岩及石炭3-二叠系（C-P)□□□□□□□□地下水赋存于岩石裂隙之中,钻孔单位涌水量0.46口5.14L/s.m,水质为HCO-Ca型。32.2井田含水层划分虽然区域地下水含水层有第四系孔隙含水层、煤系风化带孔隙和基岩裂隙含水层（带）三种类型，但是，三种类型含水层在金源里井田并不是全部发育：对于第四系孔隙含水层，为8.17m；而井田周边露天矿在育：对于第四系孔隙含水层，为8.17m；而井田周边露天矿在井的地下水埋藏深度，地下水的最小埋藏深度为月17日金源里井工矿主井延伸到垂深为24.35m；2008年由于金源里井田一采区第四系厚度为2007年前进行疏干排水时，实测了3.10口24.00m,平均1、4、6、16号疏干说明金源里井田目前的地下水埋藏深度接近或超过第四系的厚度,煤系风化裂隙带的分界面附近或之下,第四系已经不饱水。因此,目前在金源里井田第四系孔隙含水层不发育。23.50m（表 2-1,图2-1）；2008年65m时，矿井开始涌水，依据斜井的坡角，计算出的4月25日□□ 9号疏干井地下水埋藏深度为 24.7m。以上事实地下水位在第四系和表2-1水文孔、疏干井抽水资料一览表口口含水层深度(m)含水层厚度（m）水位降深（m）静止水位（m）涌水量（m3/h）单位涌水量（L/SDm）渗透系数（K）影响半径⑻起止08-1140.41129.4088.9912.8940.417.5960.1641.388200补639.8186.1546.3413.1439.811.280.0270.0175209625.7073.2047.5016.8025.70651.072.43224425.4070.6045.2016.2025.40450.771.73219124.8072.3047.5016.8024.80651.072.432241623.5074.7051.2017.2023.501302.104.77229□□□□□□□□□□□□ ,□□□□□□□□□□□□□□ J)火山碎屑岩、花岗3岩及石炭 —□□□□ C-P）变质岩中，而依据金源里井田的钻孔资料，井田内并没有上述岩石发育,第四系之下为白垩系霍林河组含煤地层。因此,金源里井田基岩裂隙含水层（带）不发育。基于上述分析,金源里井田的含水层主要有两种类型,在浅部为煤系风化带孔隙裂隙含水层（带） ,在深部为煤系风化带承压含水层,其依据主要如下：⑴□□□□□□□□□□□□□□, □□□□□HCO-Ca或HCO-Na-Ca型，矿化33度小于0.5g/L,而08-11和补 6□□□□□□□□□□□□ HCO-Na•Ca型，矿化度3分别为1.06199g/L、1.06530.5g/Ll据08-11和补6□□□□□□□□□□□□ 。因此，从水质上看, 08-11和补6钻孔所揭露的含水层和第四系孔隙含水层截然不同,应该为煤系风化带孔隙-裂隙含水层（带） ,或煤系风化带承压含水层

0I05051”3■4 5,775*10,911・风口■6*80II・1214.511口 口井\3 ,5（2）金源里井工矿在2008年4月25日实测一采区的9号疏干井地下水埋深为24.7m,换算后的标高为875.3m；主井在2008年4月17日延伸到65m时，矿井开始涌水，依据斜井的坡角（22°），计算出见水垂深为24.35m，换算成见水标高为 875.65m；井田周边露天矿在2007（2）金源里井工矿在2008年4月25日实测一采区的9号疏干井地下水埋深为24.7m,换算后的标高为875.3m；主井在2008年4月17日延伸到65m时，矿井开始涌水，依据斜井的坡角（22°），计算出见水垂深为24.35m，换算成见水标高为 875.65m；井田周边露天矿在2007年前进行疏干排水时，实测了1、4、6、16号疏干井的地下水埋深，按地表的平均标高为900m,计算出的标高分别为：875.2m、874.6m、874.3m和876.5m,表明金源里井工矿一采区原地下水位在875m左右网深25m左右）□□□,和一采区见水点距离约600m的补6钻孔，在07年7月14日实测地下水埋深为 39.81m,依据孔口标高计算出的地下水位为875.91m,和一口区见水点的地下水位基本一致。而依据金源里井田及周边地形（图2-2）,金源里井田的地下水运移应该由补6钻孔向一采区运移,同时,由于该区地下水的水力坡度为1.010.5%□据 958□□□□□□□□，因此,补6钻孔处地下水位应该高出一采区地下水位其异常可归结为补6钻孔东侧,距补6钻孔50m的露天开采时，疏干排水造成补6钻孔图2-1井田疏干井分布图

处水位降深316m。但是依据处水位降深316m。但是依据08-11孔和观测孔水位降深（表2-2），如果补6钻孔处水位降深3D6m,□□□□□□□□□□□□□□□ 10余米，补6钻孔口水标高和露天矿□□□□□□□□ 8m,然而，依据 33□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□ 872.88m）,和补6钻孔处的水位相差仅 3.03m。说明补6钻孔所揭露的含水层具有一定的承压性,不是煤系风化孔隙 -裂隙含水层,推测为煤系风化带承压含水层。地形等高线分水岭井田边界地形等高线分水岭井田边界66钻孔所取水样进行水质化验图2-2井田地下水运移趋势示意图（3）关于补6钻孔水位出现明显异常,排除东侧露天矿开采疏干排水所致之后,其原因很可能是补6钻孔之上煤系风化裂隙带深度较小, 风化裂隙带深度范围内已经不含重力水,造成补6钻孔所揭露的煤系风化带孔隙 -裂隙带不饱水；同时,根据钻孔资料,补6钻孔在39.81m处揭露的岩层岩性主要是泥岩， 渗透率低， □□□□□,可推测补6时,水样名被称为煤系承压含水层（据补6钻孔煤系抽水试验综合图）。因此,通过以时,水样名被称为煤系承压含水层（据补6钻孔煤系抽水试验综合图）。因此,通过以上分析，可以推断金源里井在浅部可发育煤系风化带孔隙 -裂隙带含水层（带） ，但厚度上分析，可以推断金源里井在浅部可发育煤系风化带孔隙 -裂隙带含水层（带） ，但厚度不大，深部则发育煤系风化带承压含水层。表2-208-11钻孔抽水试验水位降深统计表08-11孔降深s(m)涌水量Q（L/s）单位涌水量q（L/sQm）和主井距离 50m观测孔口深（ m）和主井距离 150m观测孔降深 （m）12.894.250.333.000.48.843.350.380.80.112.893.960.313.000.48.842.700.310.80.1（4）从金源里井工矿主副井掘进过程中，矿井涌水量变化规律可以看出（图 2-3、图2-4、表2-3、表2-4），矿井涌水量在主副斜井掘进垂深为 24.35m、32m、41m、52m、64m、79m□□□□□□□□,□□□□□□： 24.35m开始见水，在24.35132m之间涌□□□□□□□□□□□□□,□□□□ 0m3/h增加到 30m3/h；在垂深为 32141m之间时，□□□□□ 30m3/h；在垂深为 41152m之间时，涌水量由 30m3/h缓慢增加到 60m3/h；在垂深为 52164m□□□,□□□□ 60m3/h急剧增加到 390m3/h,尤其是在 52153m之,□□□□,□ 1m□□□□□,□□□□□□ 140m3/h；在垂深为 64179m之间时，增幅缓慢，之后涌水量开始减小。图2-4主副井口掘进过程中垂深和涌水量关系曲线表2-3主副井掘进过程中涌水量统计表（据程工手抄本）日期（y.m.d）掘进深度 （m）涌水量 （m3/h）备注08.4.12明槽进口槽，无水。08.4.17主副井65m副井：3-5主井：7-10开始有水口底板）08.4.25主井：84m副井：87.5m涌水量： 12.08涌水量： 15.708.5.28主井：79副井：110停电测的水量08.6.24172.9m180.3m240.68226.808.7.24230-250m429.2迎头水小08.8.25279m,277m403.8总涌水量，迎头水小08.9.20359m360m129.6210.608.11.25313.7总涌水量08.12.24291.609.1.17285.409.3.3233.509.3.28222.1909.4.24227.709.5.25230.0表2-4金源里井工矿矿井涌水量统计表（据张部长）口水日期涌水量 （m3/h）观测人说明2008.066.9230.2张志程国付容积法 漂浮发6.21327.26.29388.82008.077.7401.8程春儒 张有才漂浮发7.25429.62008.088.4450程春儒 张有才容积法 漂浮发8.15419.68.25403.82008.099.11397.2程春儒 张有才地面排水口漂浮发9.2340.29.283342008.1010.20320.76程春儒 张有才地面排水口漂浮发

2008.1111.19313.7程春儒 张有才地面排水口漂浮发2008.1212.25291.6程春儒 张有才地面排水口漂浮发2009.011.17285.4程春儒 张有才地面排水口漂浮发2009.1111.27228.7张运生容积法2009.1212.27285.92张运生容积法2010.011.28241.063张运生容积法2010.033.5251.11张运生容积法主、副井筒附近为32m左右，32m以浅揭露的含水层为煤系风化带孔隙-裂隙含水层，32m开始揭露隔水层，在41口52m之间，应该在51m□□□ 5-1□□□□，主副斜井穿过隔水层，进入承压含水层；在80m左右穿过该承压含水层，直至井底未揭露含水层。(5)依据9号疏干井在2008年4月25日，实测地下水埋藏深度；2008年4月17日主井延伸到65m□,□□□□□□,□□□□□□□□□□□；1、4、6、16号疏干井在2007年前的地下水埋藏深度。2008年金源里井工矿开始建井施工时，距6主、副井筒附近为32m左右，32m以浅揭露的含水层为煤系风化带孔隙-裂隙含水层，32m开始揭露隔水层，在41口52m之间，应该在51m□□□ 5-1□□□□，主副斜井穿过隔水层，进入承压含水层；在80m左右穿过该承压含水层，直至井底未揭露含水层。(5)依据9号疏干井在2008年4月25日，实测地下水埋藏深度；2008年4月17日主井延伸到65m□,□□□□□□,□□□□□□□□□□□；1、4、6、16号疏干井在2007年前的地下水埋藏深度。2008年金源里井工矿开始建井施工时，距6号疏干井不足100m的08-11□□,□□□□□□□□□875m左右，然而，在2008年8月10日完井并进行抽水试验时，其地下水埋藏深度为40.41m,地下水位为859.12m,同时，在北西距离其50m、150m的观测井1、2的水位均为861.20m（图2-5),均比推断的标高低15m左右。造成08-11钻孔处地下水位下降的主要原因可能有两个：一是2008年金源里井工矿开始施工,矿井涌水导致井田一采区地下水位普遍下降；二是由于08-11钻孔东侧露天矿开采,造成地下水位下降。然而,在距离08-11钻孔不足百米的风井在施工过程中,掘进到42.5m时，矿井突然涌水，并且涌水量较大，具有承压水的特点，掘进到80m左右时，涌水量减小。通过以上分析，可以得出08-11钻孔和风井附近,煤系风化孔隙 -裂隙水近于疏干状态,二者所揭露的含水层为煤系风化带承压含水层,承压含水层的顶界面埋藏深度为 42.5m。风化带孔隙 -裂隙（带）含水层，含水层厚度不大，在主副井处为8m左右网深 24.5132m）；□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□30m左右（垂深 52口80m）。如图风化带孔隙 -裂隙（带）含水层，含水层厚度不大，在主副井处为8m左右网深 24.5132m）；□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□30m左右（垂深 52口80m）。如图2-6所示。2.3井田煤系风化带承压含水层成因分析依据主、副、风井掘井和钻孔资料，金源里井田8煤之上的含煤地层岩性主要为泥岩、泥质砂岩、粉砂质泥岩和煤层。从理论上分析，不具形成承压含水层的条件，然而在主、副、风井掘进过程中，当揭露风化带的煤层时，涌水量急剧增加，有时还有喷水现象，表明煤层成为含水层。因此，有必要对煤层承压含水层的成因进行分析。图2-6矿井含水层划分（右侧为 08-11钻孔柱状）整个霍林河地区煤系风化带深度可达 801120m,□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□ 80190m,即在风化裂隙带内，所有岩石均存在裂隙，并储水导水。然而，由于在整个煤系中，煤层的顶底板均为泥岩和粉砂质泥岩，泥岩和粉砂质泥岩遇水崩解软化,使裂隙闭合,不具储水导水性,起到了隔水作用。而煤层中的裂隙则保留下来,水力联系较好,储水导水能力较强,使风化裂隙带内的煤层成为了有

隔水顶底板的含水层。因此，风化裂隙带内的煤层成为了承压含水层。关于煤层含水，顶底板不含水也得到了 958矿工程实践的证实。基于以上分析，金源里井工矿的承压含水层主要为风化裂隙带内的煤层。依据风化带按风化程度由浅入深划分为全风化带、强风化带、弱风化带和微风化带的特点，煤层含水性、导水性由浅入深变差。结合霍林河地质风化带的深度，金源里井田煤层埋深在100m□□□□□□□□□□□□ 100m□□□,□□□□□□□□□□□□□□□,在□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□ 100m以浅的5□□□□□□ 6煤组含水层。2.4一采区地下水的补给、径流、排泄及运移情况分析金源里井工矿一采区在地形地貌上，位于剥蚀丘陵和山间河谷平原地带，第四系厚度3.10口24.00m,平均为 8.17m,岩性多为坡口积亚砂土，底部局部发育砂砾石层。一采区地势大致由北北西向南南东倾伏，在一采区的南端，有发育于三个大泉一带沟谷之□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□ 975m□□□□□□□□□ 900m以下；□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□ 950m□□□□□□□□□ 900m□□□□ 2-2）。□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□,□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□, 倾角为 4°口 11°□□□□□□□□□□□□□□□□ ,□□□□□□含煤地层岩性为灰口深灰色泥岩、 □□□□□□□□□□□□□□□ □□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□泽环境沉积的煤层,煤层顶板多发育泥岩、粉砂岩。金源里井工矿一采区的含水层,传统观点认为,一采区在天然条件时,有两个主要含水层,即第四系砂砾石含水层和煤系风化带孔隙□,□□□□□□□□□□ 25m□□,□□□□□含水层,即第四系砂砾石含水层和煤系风化带孔隙□,□□□□□□□□□□ 25m□□,□□□□□此,目前第四系中已不饱水,不存在第四系砂砾石含水层；煤系风化孔隙层厚度也不大,在主副井附近,厚度也仅为-裂隙带含水层。然而,经过本次研3.10口24.00m,平均为8.17m,D-裂隙带含水8m左右；根据主副井施工过程中矿井涌水量的变化规律,以及补6量的变化规律,以及补6、08-11钻孔观测的水位和风井施工中涌水的特点,煤系中发育有煤系风化带承压含水层,煤系风化带承压含水层在主副斜井穿过处铅垂厚度30m育有煤系风化带承压含水层,煤系风化带承压含水层在主副斜井穿过处铅垂厚度30m左右。从金源里井工矿一采区所处的地貌、地质构造和含水层的发育来看,一采区附近没有大的河流通过，煤系风化带孔隙-裂隙含水层地下水的来源有两个：一是主要通过大气降雨入渗补给，然而,本区属于典型干旱,大陆性气侯，主要特征是降水量小且集中，蒸发量大，年降水量不足400mm,年蒸发量大于1700mm,靠大气降雨补给的水量不大；二是靠赋存于采区南部和东北两个分水岭所圈定的汇水区中的地下水进行补给,然而,通过观测井在08年9、10、11、12月、09年3、4月的八个月中下降3.8m,平均每月0.475m；9号疏干孔自2008年4月通过观测井在08年9、10、11、12月、09年3、4月的八个月中下降3.8m,平均每月0.475m；9号疏干孔自2008年4月25日至2010年3月26日水位一直下降：20084月为24.7m,5月为28.55m,6月为32.5m,7月为36.40m,8月为41.10m,20094月为44.9m,5月为45.4m,2010年3月26日水位为47.2m,和其相邻的10号疏干2010年3月26日水位为46.2m,目前水位均在煤系风化带孔隙-裂隙含水层底界之下,表明煤系风化带孔隙-裂隙含水层已被疏干,反映出上述两种补给均较差。对于煤系承压水含水层的地下水,主要是靠含水层的天然露头接收大气降雨补给,或承压含水层和煤系风化裂隙带接触,煤系风化带孔隙-裂隙含水层地下水补给,其补或承压含水层和煤系风化裂隙带接触,煤系风化带孔隙-裂隙含水层地下水补给,其补给区位于一采区的东部,然而,由于一采区东部露天采矿活动,疏干排水使水位下降,补给量减小。同时,从9号疏干孔测压水位自2008年补给量减小。同时,从9号疏干孔测压水位自2008年8月的 41.10m,下降到2010年3月26日水位为47.2m,月26日水位为47.2m,可以得出，承压含水层的补给量也比较有限。煤系风化带孔隙-裂隙含水层的地下水,在天然条件时,井田北部的径流主要是自北西向南东经过一采区运移到查格达布拉格河,南部径流则由南西向北东运移到查格达北西向南东经过一采区运移到查格达布拉格河,南部径流则由南