彬长矿区白垩系洛河组不同层段水力联系的综合分析

■汪帆 郑扬帆

（河南省煤田地质局一队河南新郑451150）

彬长矿区白垩系洛河组不同层段水力联系的综合分析

■汪帆 郑扬帆

（河南省煤田地质局一队河南新郑451150）

整个彬长矿区影响煤层开采的主要含水层为白垩系下统洛河组砂岩含水层。在分析井田水文地质特征的基础上，通过对洛河组进行精细划分，进行抽水及水力连通试验、井下群孔放水试验、地下水质全分析等方法，查明了洛河组含水层不同层段之间的水力联系。结果表明：洛河组（K1l）不同层段内，地下水的矿化度自上而下逐渐增大；洛河组（K1l）中上段之间水力联系较为明显，洛河组（K1l）中上段与下段之间的水力联系较弱；洛河组（K1l）中上段含水层富水性强，接受区域地下水侧向补给的条件较好，下段含水层富水性弱，接受区域地下水侧向补给的条件较差。

彬长矿区 洛河组 抽水试验 水力联系

0　概述

本文以彬长矿区内某井田白垩系洛河组精细探查为例，通过单孔和群孔抽水试验、井下群孔放水试验及地下水质全分析等综合手段，分析研究洛河组含水层是否为一个具有统一水位、上下水力联系密切的统一含水层。洛河组下部是否存在稳定的相对较弱含水层，中上段与下段之间的水力联系如何。

为评价洛河组不同层段之间的水力连通性，本次施工T1、T2孔2各地面钻孔和JT1、JT2、JT3、JT4孔4个井下钻孔，将洛河组地层精细划分为上、中、下不同的三段，不同层段之间均存在厚度适中的相对隔水层。重点进行4层次水力连通试验和1次群孔放水试验，以查明对矿井开拓及煤层开采构成严重威胁的白垩系下统洛河组砂砾岩孔隙-裂隙含水层不同层段间的连通性。

1　洛河组（K1l）含水层精细划分

1.1洛河组（K1l）上段含水层

该含水层岩性主要以紫红、棕红色粉砂岩、细粒砂岩和中粒砂岩为主，夹少量粉砂质泥岩。地面两孔该段的深度分别为505.91～618.07 m和508.98～611.61 m，厚度分别为112.16 m和102.63 m，平均厚度为107.40 m。T2孔对该层段进行了单孔抽水试验，通过标准化换算，该含水层的单位涌水量为0.6041 L/(s?m)，富水性中等。

1.2洛河组（K1l）下段含水层

该含水层岩性主要以紫红色、棕红色砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主，夹少量中粒砂岩[3]。地面两孔该段的深度分别为843.20～900.10 m和838.21～938.09 m，厚度分别为56.90m和99.88m，平均厚度为78.39 m。本次施工的T1孔对该含水层进行了带观测孔的抽水试验。通过标准化换算，该含水层的单位涌水量分别为0.013 L/ (s·m)，富水性较弱。

2　水力连通试验

为详细了解白垩系洛河组内的水文地质特征及其连通性，洛河组内除进行单孔抽水试验外，还进行了T1、T2孔洛河组中上段同层之间及中上段之间的水力连通试验。

T1、T2孔洛河组下段与中上段之间的水力连通试验：

1）T1孔分三次降深抽洛河组下段水，降深次序由大到小，最大抽水量为0.610 L/s，最大水位降为57.26 m。T2孔同步观测洛河组上段水位。水位恢复阶段，T2孔洛河组上段水位与T1孔洛河组下段水位具有大体相同的上升趋势。总体来看，T2孔洛河组上段水位与T1孔洛河组下段抽水的同步性不强。

2）T2孔分三次降深抽洛河组上段水，降深次序由大到小，最大抽水量为15.140 L/s，最大水位降为11.05 m。T1孔同步进行洛河组下段水位观测。T1孔洛河组下段水位大体表现出随T2孔洛河组上段抽水、水位恢复等分别出现下降和上升的趋势，但同步性不强。

2.3水力连通试验成果分析

通过T1孔与T2孔洛河组中上段同层之间及T1孔洛河组下段与T2孔洛河组中上段之间的水力连通试验可看出：

1）两次洛河组中上段群孔抽水试验表明：一是观测孔在抽水孔抽水与水位恢复阶段的地下水水位响应时间较短，小于5min；二是观测孔水位降深也出现显著的三个台阶状；三是观测孔水位呈现出与抽水孔一致的水位恢复趋势，最终水位恢复时间较抽水孔滞后。分析认为T1、T2孔洛河组中上段同层之间水力联系较密切。

2）洛河组中上段与下段群孔抽水试验期间，不管洛河组下段抽水，还是洛河组中上段抽水，相应的观测孔大体出现与抽水试验相应的下降或上升，但没有出现与洛河组中上段同层之间相类似的明显的三次降深及恢复水位趋势，同步性较弱。

3　水质全分析

为了综合评价地下水水化学特征，在本次施工共取洛河组全分析水样6组。通过对水质全分析化验结果的简单分析看出：

1）矿化度与地层时代存在着明显的关系，一般老地层中水质的矿化度比年轻地层中水质的矿化度高。洛河组下段内水质的矿化度比上段的矿化度要高。

2）洛河组上段地层水质的矿化度为0.884 g/L，洛河组中上段地层水质的矿化度分别为1.008 g/L（T1孔）和1.122 g/L（T2孔），洛河组下段地层水质的矿化度为3.787 g/L，从水质矿化度的差异上也表现出洛河组上、中、下三段的水力联系微弱，连通性较差。

4　结论

1）通过本次精细探查工程，洛河组不同层段含水层水文地质特征差异较明显，其上段含水层富水性强中等，中上段含水层富水性强，接受区域地下水侧向补给的条件较好；下段含水层富水性弱，接受区域地下水侧向补给的条件较差。

2）洛河组下段含水层发育较稳定，地层厚度平均为78.39 m，地下水径流滞缓。通过单孔和群孔抽水试验、井下放水试验以及地下水质全分析综合分析表明：洛河组中上段含水层之间水力联系较强；洛河组下段含水层与中上段含水层水力联系微弱。

[1]穆鹏飞，朱开鹏，牟林.黄陇侏罗系煤田洛河组砂岩富水规律[J].中国煤炭地质，2015，27（5）:42-45.

[2]杜文斌，郑扬帆，耿明奇.彬长矿区高家堡井田白垩系下统富水性及水力连通试验分析 [J].中国煤炭地质，2015，27（5）:38-41.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-7-55-1