山寨煤矿开采地质环境评价.pdf

兰州大学 硕士学位论文 山寨煤矿开采地质环境评价 姓名李奇峰 申请学位级别硕士 专业土木工程 岩土工程 指导教师梁收运 20100501 兰州人学硕{ 学位论文 摘要 矿床开采技术条件是评价矿床时的一项重要研究内容，是指决定或影响开采方法 和技术措施的各种地质及技术因素。矿区水工环地质条件是矿床开采技术条件的一个 重要内容，决定着矿山的建设规模及矿床的丌发利用。正确可靠的评价能给矿产开发、 安全生产、环境保护提供重要的设计依据。 论文以山寨煤矿地质环境评价为主题，通过收集资料、野外地质调查，结合地质 钻探、抽水试验、室内试验等综合方法，重点分析，全面兼顾，评价了山寨煤矿地质 环境特征，为矿山开采提供水工环地质依据，评价方法也为矿山水工环地质勘探与评 价提供借鉴。 水文地质评价中，重点对含水层与隔水层及矿井充水因素作了深入的分析；工程 地质评价中，对矿体围岩的工程地质特征及煤层直接顶底板进行了较为详尽的分析； 环境地质评价中，着重对矿区环境地质的影响因素作了深入探讨。 ’评价结果表明山寨井田矿床主要充水含水层富水性弱，补给条件差，水文地质 复杂类型为第二类第一型，即以裂隙充水为主，水文地质条件简单的矿床。矿区地形 地貌复杂，地层岩性变化大，地下水静水压力大，煤层在开采过程中顶压和底鼓现象 将是常见现象，矿床顶底板将会出现难以管理等复杂工程地质问题，工程地质勘查类 型属“I I I 类I I I 型”，即层状岩类复杂型。矿区生态环境脆弱，地表植被稀疏，山体滑坡、 崩塌现象一般发育，地下水质综合评价结果为较差至极差。矿井开采后，会进一步恶 化地质环境，矿区地质环境质量类型为第三类，即矿区地质环境质量属不良类型。 预测煤矿开采，矿山水文地质问题主要表现为采煤排水会造成矿区主要充水含水 层的疏干，地下水对采矿活动充水威胁较小。矿山工程地质问题主要表现为煤层的顶 底板会造成井巷和工作面的顶压和底鼓现象。矿山环境地质问题主要表现为采煤后可 产生地表变形及矿区有害物质的污染。因此，针对矿山水工环地质问题，采用加强巷 道与工作面的支护、预留保护煤柱、采后修复治理等积极的预防治理措施，可减轻采 矿活动对矿山地质环境的破坏。 关键词煤矿开采；水文地质；工程地质；环境地质；勘探与评价 兰州大学顾’f 学位论文 A b s t r a c t A b s t r a c t T h et e c h n i c a lc o n d i t i o n so fd e p o s i tm i n i n gi sa ni m p o r t a n tr e s e a r c hc o n t e n tf o r e v a l u a t i n gd e p o s i t s ，w h i c hi sv a r i o u s i yg e o l o g i c a la n d t e c h n i c a lf a c t o r si n c l u d i n gd e c i d i n go r i n f l u e n c i n gt h em i n i n gm e t h o da n dt e c h n i c a lm e a s u r e s ．T h eh y d r o g e o l o g yc o n d i t i o n so f m i n i n ga r e ai sa ni m p o r t a n tc o n t e n to ft h et e c h n i c a lc o n d i t i o n so fd e p o s i tm i n i n g ，w h i c h d e t e r m i n e st h ec o n s t r u c t i o ns c a l eo fm i n e sa n dd e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no fd e p o s i t s ．T h e a c c u r a t ea n dr e l i a b l ee v a l u a t i o no fm i n e r a le x p l o i t a t i o np r o v i d e si m p o r t a n td e s i g nb a s i sf o r m i n e r a le x p l o i t a t i o n ，s a f ep r o d u c t i o na n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n ． T h i sp a p e rt a k e st h eg e o l o g i c a le n v i r o n m e n ta s s e s s m e n to fS h a n z h a im i n ea st h et h e m e ， t h r o u g hc o l l e c t i n gd a t a , f i e l dg e o l o g i c a li n v e s t i g a t i o n ，c o m b i n e dw i t hg e o l o g i c a ld r i l l i n g ， p u m p i n g t e s t sa n di n d o o rt e s t sa n dS O o n ，m a i n l ya n a l y s e s a n de v a l u a t e st h e g e o - e n v i r o n m e n tc h a r a c t e r i s t i c so fS h a n z h a im i n e ，w h i c hp r o v i d e sh y d r o g e o l o g yb a s i sf o r m i n i n ga n dt h ee v a l u a t i o nm e t h o do f f e r st h er e f e r e n c et oh y d r o g e o l o g y ，e n g i n e e r i n gg e o l o g y m a dg e o - e n v i r o n m e n te x p l o r a t i o na n da s s e s s m e n to fm i n e s ． I nt h eh y d r o g e o l o g ye v a l u a t i o n ，t h es t u d yf o c u s e so nt h ea n a l y s i so fa q u i f e ra n d w a t e r - r e s i s t i n gl a y e ra n dt h ef i l l i n gw a t e rf a c t o r so fc o a lm i n e ．I ne n g i n e e r i n gg e o l o g y e v a l u a t i o n ，t h ee n g i n e e r i n gg e o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c so f r o c ka n dt h ed i r e c tr o o fa n df l o o ro f c o a lb e da r es t u d i e di nd e t a i l ．A tl a s t ，t h ep a p e rm a i n l yr e s e a r c h e sg e o e n v i r o n m e n t a l i n f l u e n c ef a c t o r so fm i n ei nt h eg e o e n v i r o n m e n te v a l u a t i o n ． T i l ee v a l u a t i n gr e s u l t ss h o w st h a tt h ec a p a b i l i t yo ff i l l i n gw a t e ri sw e a ka n dt h es u p p l y c o n d i t i o ni sp o o ri nm a j o ra q u i f e ro fS h a n z h a im i n e ，S Ot h ec o m p l e xt y p eo fh y d r o g e o l o g yi s s p e c i e s2 ．t y p e1 t h a tt h em i n eb e di sf i l l e dw i t hf r a c t u r ew a t e ra n dh y d r o - g e o l o g i c a l c o n d i t i o n si ss i m p l e ．D u et oc o m p l i c a t e dt o p o g r a p h y ，v a r i o u sl i t h o l o g y ，b i gh y d r o s t a t i c p r e s s u r eo fg r o u n d w a t e ri nm i n ea r e a ，t h ep h e n o m e n o n o ft o pp r e s s u r ea n dt h eh e a v i n gf l o o r a r ec o m m o np h e n o m e n o ni nt h ep r o c e s so fc o a lm i n i n ga n dt h er o o fa n df l o o ro fd e p o s i tw i l l a p p e a rc o m p l e xe n g i n e e r i n gg e o l o g i c a lp r o b l e m ss u c ha sh a r dm a n a g ea n dS Oo n ，s ot h e c l a s so fe n g i n e e r i n gg e o l o g ye x p l o r a t i o ni ss p e c i eI I I ，t y p eI I I i n t r i c a t e l yl a y e r e dr o c k t y p e s ．I ne x p l o r a t i o na r e a , b e c a u s eo fe c o l o g i c a le n v i r o n m e n tb e i n gw e a k ，s p a r s ev e g e t a t i o n , l a n d s l i d e sa n dc o l l a p s eg r o w i n ga n dc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fg r o u n d w a t e rq u a l i t yi s p o o rt ov e r yp o o r ，t h eg e o e n v i r o n m e n t a ls i t u a t i o nw i l lb ew o r s ea f t e rm i n ee x p l o i t a t i o n , t h e r e f o r ，t h eg e o - e n v i r o n m e n tq u a l i t yi ss p e c i eI I It h a tt h eg e o e n v i r o n m e n to fm i n i n ga r e a i sp o o r ． D u r i n gt h ep r o c e s so fm i n i n g ，t h eh y d r o g e o l o g i c a lp r o b l e m sa r ec h a r a c t e r i z e db yt h e i v 兰州人学颁上学位论文 d r a i n a g eo fm a i na q u i f e r sa n dt h ew a t e r - f i l l i n gh a sl e s so fat h r e a ti nm i n i n ga r e a ；t h e g e o l o g i c a le n g i n e e r i n gp r o b l e m ss h o wt h a tt h et u n n e la n dd i g g i n gw o r ka r e ac a np r o d u c et o p p r e s s u 】．ea n df l o o rh e a v ei nc o a ls e a mr o o fa n df l o o r ；a n dt h eg e o l o g i c a le n v i r o n m e n t p r o b l e m sm a i n l ya r et h es u r f a c ed e f o r m a t i o na n dt h ep r o d u c t i o no fh a r m f u l s u b s t a n c e s w h i c hw i l lc a u s ee n v i r o n m e n tp o l l u t i o n ．T h u s ，t od e a lw i t ht h em i n eh y d r o g e o l o g yi s s u e s ， t h ep r e v e n t i v em e a s u r e s e ．g ．t u n n e lr e i n f o r c e m e n t ，s u p p o r to fd i g g i n gw o r kf a c e ，p r o v i s i o n p r o t e c t i v ep i l l a ra n dp o s t h a r v e s tt r e a t m e n ta n dS Oo n c a l lr e d u c et h ed e s t r u c t i o no f g e o l o g i c a le n v i r o n m e n ti nm i n i n ga c t i v i t i e s ． K e yw o r d s C o a lm i n i n g ，H y d r o g e o l o g y ，E n g i n e e r i n gg e o l o g y ，E n v i r o n m e n t a lg e o l o g y ， E x p l o i t a t i o na n de v a l u a t i o n ． V 兰州人学硕f 学位论文 原创性声明 本人郑重声明本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行 研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数 据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含 任何其它个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做 出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名乏勉 日 论文作者签名 8 3 9 夹砂岩。 中安定组 J 2 a 紫红色泥岩、砂质泥岩、砂岩。下部央灰绿色泥岩。1 5 l 侏 中统 燕山 紫红、灰绿色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩。含 直罗组 J 2 c 2 4 3 罗 运动 煤线。 生 灰白色砂岩、粉砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩炭质 系中统延安组 J 2 Y 2 3 5 泥岩、煤及油贝岩。 下统富县组 J , f 印支 紫红、厌绿等杂色砂砾岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩。2 3 界 延长群 T 3 y n运动 黄绿、灰绿色砂岩、泥岩，上部含煤线。 3 2 7 7● 叠纸坊群 T 2 z从紫、灰黑色砾岩、中．粗粒砂岩，紫红色细砂岩。 4 0 2 系 下统 T 1 紫红色中埔l 砂岩夹泥岩、细砂岩、砂砾岩等。3 7 8 石T ．峰组 P 2 s h 灰绿、蓝厌、紫红色砂岩、砂质泥岩央泥岩。 1 0 6 古 上统 上石盒 ●- 子组 P 2 s 灰绿、灰黄色砂岩央紫、灰绿色泥岩、砂质泥岩。 7 4 叠 下石盒 系子组 P I X 深灰色砂质泥岩与泥质砂岩互层。 5 0 下统 海两 灰黑色、灰色砂质泥岩、泥岩、石英砂岩，底部含 山两组 P l s 5 2 运动 煤、铝、铁。 奥平凉组 0 2 p 灰色钙质贝岩及黄绿色砂质泥岩、薄层灰岩。 1 8 0 生 中统 陶三道沟组0 2 s浅褐红、浅黄色厚层从岩o j 豹皮狄岩且层。 4 3 5 系下统水泉岭组 O l S 灰、灰红臼云质从岩、白厶岩央灰岩，贞岩。 2 8 3 I 统人台了组 ∈3 灰、狄黄色臼‘岩。 1 0 0 张夏组 ∈2 Z 灰色鲕状灰岩及紫红色贞岩。 5 4 寒 中统徐庄组 ∈2 X 暗紫红色贞岩，钙质粉砂岩夹薄层灰岩及细砂岩。 1 1 0 武 界 系 毛庄组 ∈2 1 1 1 紫红色贞岩央石英细砂岩。5 9 下统 ∈1 浅红、紫红色亡| 云岩、细砂岩、粉砂岩、石英岩、 5 5 砾岩。 加里 震 蓟 王全U 组 Z j W 东 浅灰色含石英条带白云质灰岩，白云岩夹页岩。 1 3 5 l ．口．贺兰 亚 县 山群 运动 界 系 黄旗U 组 Z j h 灰紫、浅紫红色石英砂岩、泥岩、灰岩。 4 2 8 2 ．2 ．1 井田地层 山寨井田范围内地表未见古近纪以前地层出露，据钻孔揭露及地表所见，地层从 老到新有上三叠统延长群 T 3 y n 、下侏罗统富县组 J l f 、中侏罗统延安组 J 2 Y 、 直罗组 J 2 z 与安定组 J 2 a 、新近系甘肃群 N g n 和第四系 Q 。各地层沉积 待征、厚度变化由老到新详述如下 1 三叠系上统延长群 T 3 y n 兰州火学硕t 学位论文 出露于井田北部策底河及井田外砚峡、殿沟一带。为煤系地层沉积基底，属一套 巨厚层的陆相碎屑沉积。岩性以黄绿、灰绿、灰黄色长石砂岩为主，夹狄绿、灰、灰 黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，含煤线，局部夹黄绿色中砾岩，顶部多见灰白色砂岩 及深灰色泥岩、粉砂岩。碎屑成分主要为石英、长石、白云母等。砂岩胶结松散，含 泥质包裹体。井田内只有7 个钻孔揭露其顶部，最大钻厚1 5 2 ．7 7 m B 11 0 4 号孔 ，区域地 层资料厚度大于3 2 7 7 m 。 2 侏罗系 J 仅在华亭煤田北部策底河北岸和煤田南部陇州沟等地零星出露，自下而上有下侏 罗统富县组、中侏罗统延安组、直罗组和安定组。 下侏罗统富县组 J l f 主要分布在井田外的南部。岩性岩相变化很大，系煤系 沉积前的“填平补齐”的洼地或河床沉积。为氧化环境下的以粗碎屑为主的杂色砂岩、 杂砂岩夹砂质泥岩、泥岩，反映了沉积时较强的水动力条件。垂向上常表现为多旋回 向上变细层序，上部具有俗称的“似鲕状”结构，层理发育。井田内只有8 个钻孔见到本 组地层，厚度0 ．9 8 ～17 ．9 8 m ，平均6 ．4 5 m 。 中侏罗统延安组 J 2 Y 为井田内唯一含煤地层，系一套山前洪泛平原沉积、三 角洲平原沉积和湖泊相沉积组合的碎屑岩系，夹有经济价值的可燃有机岩．煤、炭质泥 岩、油页岩。岩性主要为灰白、灰、褐灰色砂岩、央砾砂岩与黑色泥岩、深灰及灰绿 色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层、炭质泥岩和劣质油页岩。井田西部边缘在煤系上 部有浅紫红、紫褐色泥岩、砂质泥岩。煤系地层垂向上颜色色调从上到下为灰紫、灰 绿、灰、深灰、灰黑．灰褐、灰白色变化；炭屑含量由下自上逐渐变少；砂岩的粒度向 上趋于变细，圆度由棱角状、次棱角状到次圆状变化，分选性逐渐变好；泥质岩由下 自上增多，主要矿物成分有高岭石、伊利石和石英等。厚度1 5 3 ．8 1 m 左右，与下伏下侏 罗统富县组 J l f 或上三叠统延长群 T 3 y n 地层呈平行不整合接触。 直罗组 J 2 z 属半干旱气候下的河湖相沉积。上部岩性为紫红、浅紫、灰黄、 浅灰绿等杂色砂质泥岩、泥岩夹紫红、灰绿色砂岩；下部灰白、灰绿夹紫红色粉砂岩、 细砂岩与泥岩、砂质泥岩呈互层状，局部底层可见厚层状灰白、灰绿色含砾粗砂岩。 垂向上，上部以紫杂色的彩色岩段为主，而下部以灰绿色为特征。一般发育均匀层理、 小型波状层理、小型交错层理。其地层厚度变化南部厚于北部，向斜部位厚于背斜 处。厚11 ．3 0 ～2 3 6 ．6 1 m ，平均1 0 7 ．7 8 m 。与下伏延安组地层为平行不整合接触。 中侏罗统安定组 J 2 a 该组地层主要见于井田向斜附近的深孔中，其它地段均 9 兰州大学硕上学位论文 剥蚀殆尽。为一套半干旱．干旱气候下的湖相沉积物。主要岩性为紫褐、灰褐、浅紫红 色及灰绿色等杂色砂质泥岩和粉砂岩央紫红、黄绿、灰绿色砂岩。底部一般可见紫红 色含砾粗砂岩。多见钙质结核及蓝绿色还原斑。以均匀层理为主，化石稀少。见及厚 度2 4 ．2 1 B 1 2 0 1 孑L ～3 4 3 ．9 6 m B 1 3 0 1 孑L ，平均l1 4 ．9 7 m 。与下伏直罗统地层呈整合 接触关系。 3 新近系甘肃群 N g n 区内普遍出露，与下伏地层呈角度不整合接触。据岩性特征可分为二段。 第二段 N g n 2 ，岩性以黄褐、浅黄、紫红色砂质泥岩为主、夹同色砂岩或中砾 岩，含钙质结核，局部含石英细砾。井田内西北厚东南薄，厚1 6 ．0 1 ～2 8 7 ．3 9 m ，平均厚 1 9 2 ．3 6 m 。第一段 N g n l ，属干旱气候下的河床相沉积。主要岩性以浅紫红、黄褐、 浅黄、灰白色厚层状粗砂岩、砂岩、砂质砾岩为主，夹紫红、浅灰色砂质泥岩。砾岩 胶结疏松，砾成分复杂，多以石英岩砾、狄岩砾和花岗岩砾为主。见大型交错层理和 均匀层理。局部见钙质结核和炭屑。厚度变化大，厚1 2 ．1 3 ～2 。0 0 m ，平均厚3 7 ．8 9 m 。 4 第四系 Q 广泛出露，不整合于一切老地层之上，井田内厚度0 ．5 0 ～2 2 ．6 0 m ，平均9 ．1 6 m 。主 要分布有上更新统马兰组黄土及全新统地层，不整合于一切老地层之上。 上更新统马兰组 Q 3 m 分布较广，构成黄土丘陵的表层。岩性为浅黄、灰白 色粉砂质黄土。含大量白云母片和少量钙质结核，疏松多孔，垂直裂隙发育。厚0 ～1 5 m ， 一般厚7 m 左右。 全新统 Q 4 区内厚度小，成因类型复杂，主要为耕植土层、坡积物和冲洪积 物。耕植土层和坡积物广泛分布于山顶和山坡，多为土黄色或红色土壤，垦为农田， 部分为杂草灌木丛地。厚度一般0 ～7 ．9 6 m 。冲积层主要分布于河谷及其两侧阶地，由砾 石、砂砾石层、亚砂土组成，厚度一般2 m 左右。 2 ．2 ．2 含煤地层 1 含煤性 本井田的含煤地层为中侏罗统延安组 J 2 y ，总的平均厚度为1 5 3 ．8 1 m 。主要赋 存5 个煤层 组 ，共7 层煤。自上而下为煤l 、煤2 一l 、煤2 ．2 、煤2 ．3 、煤3 、煤4 和煤5 。 煤层总平均厚度2 9 ．8 2 m ，含煤系数1 9 ．3 9 ％。煤5 层系全区可采煤层，其平均厚度占延安 组煤层平均厚度的7 5 ．3 2 ％；煤3 层属大部分可采煤层，其它煤层均为零星可采或不可采 煤层。 1 0 兰州人学硕．J j 学位论文 根据岩性、煤层发育组合和含煤特征、旋回结构、沉积演化规律等因素，自下而 上可划分为三个岩段，包括四个旋回，五个煤层 组 。 第一段 J 2 Y 1 为主要含煤段，基本是一个完整的单阶旋回，即I 旋回。沉积环境 较稳定，底部为冲积粗碎屑沉积，中上部发育特厚煤5 层。第二段 J 2 f 1 为复合含煤 段，由I I 、ⅡI 两个不完整中级旋回构成，其中I I 旋回顶部含煤4 ，I I I 旋回自下而上含煤 3 、煤2 组和煤1 。沉积环境多变，水体进退频繁，属多含煤的细碎屑．泥质沉积。第三 段 J 2 y 3 为不含煤段，但局部央有煤线，沉积物以泥岩、粉砂岩为主，含砂率普通较 低，属浅湖相细碎屑沉积。 2 可采煤层的层位、厚度及可采范围 煤5 层位于延安组第一段 J 2 y 1 的中上部，层位稳定，属全区可采煤层。在井 田西部近F 3 断层处，煤5 层急剧变薄，其余地段厚度相对稳定，以特厚煤层为主。总体 而言，煤层厚度自西南向东北方向的煤层露头处呈变薄趋势。据井田内4 7 个钻孔的统 计资料，纯煤真厚0 ．0 2 ～4 2 ．2 1 m S 1 9 0 2 ，平均厚度2 2 ．4 6 m ，煤层倾角一般在3 ～2 1 0 之间，为全区可采的较稳定煤层。 煤3 层位于延安组第二段 J 2 ，2 中下部，I I I 旋回的下部，井田内除东部及东北 部局部地段无沉积外，主要广泛分布于井田西部及中南部，为大部分可采煤层，在井 田东北部及东部不可采或缺失。属较稳定．不稳定型煤层。井田内见煤点共2 9 个，纯煤 真厚0 ．0 5 - 4 ．5 3 m 1 9 0 2 ，平均厚度2 ．1 7 m ，煤层倾角一般在3 2 1 0 之间，层位基本稳 定。 2 ．3 井田构造 2 ．3 ．1 井田构造形迹 山寨矿井位于华亭煤田向斜的北部。从东到西主要包括东部背斜构造，西部向斜 及边界断层 图2 ．3 。 1 东部背斜为华亭煤田中部背斜构造东北段。本井田起于1 8 0 1 钻孔，止于井 田南部边界，由北而南背斜轴向N 1 2 0 W 转至N 2 5 0 W ，向南倾伏。背斜西翼倾角6 ～l l o ， 东翼倾角1 1 ～1 6 0 ，为一宽缓背斜。 2 西部向斜井田内展布在庙顶山一带，即B 11 0 2 孑L ～B 1 3 0 2 孔一线。从南到北 走向由S S E 转S S W 向，向北延出井田外，向南至陈家沟井田。西翼因受F 3 逆断层牵引 作用的影响，倾角增大 6 0 ～8 0 0 ，东翼倾角较平缓，小于2 0 0 。向斜轴部垂深在9 0 0 m 1 1 兰州大学硬学位论文 以下，轴部狭窄。 3 矿井西部边界断层．唐家山逆断层 F 3 全长约1 8 k m ，走向近S S E ，断面 倾向西，倾角7 0 0 一8 0 。，断层西盘上升，东盘下降。断距由南而北逐渐减小。约l O - - 3 0 0 m ， 断裂北端切割了华亭向斜的西翼与向斜轴．并在策底煤矿北唐家山一带见及延安组第 一段及上三叠统延长群逆于延安组第二段之上，向南延展至井田之外。该断层展布于 山寨井田的西部，并构成天然边界，为舍煤地层沉积以后所形成的断裂。 玉 图2 - 3 山寨井田构造示意图 2 ．3 ．2 井田构造对煤层及水文地质的影响 1 对煤层的影响 由于褶皱构造的继承性，基底的次一级凹陷与隆起在成煤过程中继续发展而表现 出同沉积构造的性质，所以造成背斜轴煤层厚度普遍变薄。但褶皱构造对煤质的影响 不甚显著，这是因为煤5 层形成于构造环境稳定和古沉积环境变化甚微的情况下。 断层构造属后期形成的逆断层，下盘近断层处无煤层赋存或很薄，一是受古地形 的影响，二是受高角度逆断层牵引使煤5 层进一步变薄，断层对煤层煤质的影响不大。 1 2 兰州大学硕} 学位论文 2 对水文地质的影响 由于矿井范围内尚未发现大的断层，向背斜相对宽缓，加之含煤地层以泥质岩为 主，隔水岩层多于含水岩层，且没有良好的补给来源和通道，所以煤5 层的上下岩层的 含水性较差。虽有井F f l 西部边界断层，但其属高角度压性逆断层，在某种程度上起阻 水作用，发育的构造对水文地质的影响不甚明显。 2 ．4 区域水文地质 华亭矿区位于六盘山山脉南延部分的关山东麓，关山呈南北向延伸，巍然耸立， 形成一道天然屏障，最高峰海拔2 7 4 8 ．6 0 m ，构成区内主要水文网分水岭。其东麓相对 来讲降水量较大，气候比较湿润，植被发育。 根据地层含水特征，将区内地下水分为第四系松散层孔隙水和前第四系碎屑岩类 孔隙裂隙水、碳酸盐类裂隙岩溶水三大类。 2 ．4 ．1 第四系松散层孔隙水 赋存于山前洪积扇、河谷地区的砂砾卵石层及丘陵梁峁地区黄土层孔隙中。前者 地下水位埋藏较浅，水量丰富，后者水量贫乏。 1 洪积扇地区砂砾卵石层孔隙水 主要分布于关山山前较大的西华、砚马寺、山寨洪积扇下部砂砾卵石层中。含水 层厚度变化较大，随第四系底板起伏而变化，洪流主道及低洼处厚度较大，一般厚 5 - 2 0 m ，最厚达3 0 m 以上。水位埋深在洪积扇顶一般1 5 ～2 5 m ，向下游至洪积扇的前缘 较浅，甚至溢出地表，富水性差异较大。单孔涌水量一般在5 0 0 - 1 0 0 0 m 3 ／d ；单位涌水 量一般在O ．5 ～3U s ．m ；渗透系数一般在1 0 m ／d 左右，属中等．强富水含水层。水位年变化 幅度在扇顶可达1 0 m ，在扇的前缘则变化幅度较小，一般为1 - 2 m 。水化学类型多为 H C 0 3 ．C a 型，矿化度在0 ．3 9 ／l 左右。补给来源主要为大气降水和地表水的直接渗入。 2 河谷地区砂砾卵石层孔隙潜水 主要赋存于策底河、、讷水河、光底河、黑河等河谷地区河漫滩和一、二级阶地前 缘，含水层岩性为松散的卵石层。河漫滩和一级阶地地段水位埋深一般小于2 m ，水位 埋深由河漫滩向一级阶地后缘增加，最深达4 ．3 m ；含水层厚度一般2 m 左右，向一级阶 地后缘变薄，厚度小于1 m ；单井出水量大1 2 1 井～般在2 0 0 “ - - 3 0 0 m 3 ／d ，含水层的富水性 与含水层厚度有关，含水层厚度愈厚，富水性愈好；水化学类型为H C 0 3 ．C a 型或H C 0 3 ． S 0 4 ．C a 型；矿化度0 ．5 o ．9 9 6 9 ／1 ；P H 值7 ．3 ，为中性水；各项常规指标和毒理学指标均 1 3 兰州大学硕I 学位论文 在允许范围之内，水质良好，适宜饮用。 在二级阶地前缘，地下水位埋深在4 m 左右，含水层厚度小于l m ，单井出水量小于 1 0 0 m 3 ／d 。水化学类型为H C 0 3 、S 0 4 ．C a 、M g 型水，矿化度0 ．6 9 1 9 ／1 左右，各项常规指标 和毒理学指标均在允许范围之内，水质良好，适宜饮用。 地下水的补给来源主要是地表水的渗漏补给，其次是地下水的侧向补给和大气降 水垂直补给，由南西向北东方向径流，流出区外。 3 梁峁丘陵黄土裂隙孔隙潜水 除关山林区外，广大的低山丘陵梁峁地区都覆盖有厚度不等的黄土。多数黄土为 透水而不含水层，而在其所形成的黄土状粉土中，仅在局部汇水面积相对较大，底部 有隔水层存在时的有利部位，才能形成富水性极弱的黄土潜水。由于含水层分布面积 小，厚度薄，单泉流量在0 ．0 1 ～0 ．0 0 1l ／s 之间。水化学类型单一，为H C 0 3 一C a 、M g 型水， 矿化度0 ．3 0 ．5 9 n 左右，水质良好，适宜饮用。 黄土潜水唯一的补给来源为大气降水的垂直渗入补给，径流途径短，动态变化十 分明显，在旱季大多数干枯。 2 ．4 ．2 碎屑岩类孔隙裂隙水 赋存于新近系、白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系之中，以承压水为主，并在表 层风化裂隙中贮存有潜水。 1 孔隙裂隙潜水 大气降水通过基岩上覆的黄土或直接渗入基岩上部的风化裂隙形成潜水，以泉的 形式排泄。新近系、侏罗系、三叠系砂岩和砂砾岩层潜水水量较小，一般单井流量在 0 ．0 1 - 4 ．1l ／s 之间，仅在构造带附近，由于岩石破碎，裂隙发育，单泉流量有增大趋势。 如唐家山断层附近泉水流量可达0 ．2 2 1 ～0 ．6 7l ／s ，水化学类型为H C 0 3 - C a 、M g 型，矿化 度0 ．1 3 ～0 ．4 2 9 n 。 2 孔隙裂隙承压水 埋藏于向斜构造形成的小型沉积盆地中，沉积厚度和规模都不大，缺少良好的含 水层，地下水的补给条件及贮存条件较差，除个别有利地段外，一般水量匮乏。 ①新近系承压水主要赋存于西华．策底、横渠等新近系沉积盆地中。前者为复合 含水层，后者为单一含水层，分述如下 西华．策底新近系沉积盆地裂隙孔隙含水层其沉积基底在王家寨及黎家庄以北最 低，沉积厚度较大。含水层由4 ～l O 层灰白色、浅棕红色砂岩、砂砾岩组成，胶结程度 1 4 兰州火学硕i 学位论文 差，松散。含水层厚0 ～1 0 0 ．4 4 m ，水位埋深在1 ．0 3 ～5 8 ．5 4 m ，但在北’讷水河下游一带高 出地表达1l m 。随着近2 0 多年来华亭县城供水部门的超量开采，水位平均每年以1 ．5 m 的速度下降，水头已普遍低于地表2 0 余米。其富水性在北河村一带较好，为中等富水 区，单孔涌水量在1 5 7 ～9 1 9 m 3 ／d ，单位涌水量一般在0 ．1 4 3 ～0 ．5 6 4l ／s ．m 。其它地段为弱 富水区，单孔涌水量一般小于1 0 0 m 3 ／d 。水化学类型主要为H C 0 3 ．C a 、M g 、N a 型，矿 化度0 ．3 5 ～0 ．7 1 4 9 ／1 。从水质分析成果看，常量元素含量指标及微量元素含量均符合国家 饮用水标准。补给区在盆地边缘西南方的西华和东北方的策底、砚峡一带露头部位， 以接受大气降水和地表水及深部基岩与其接触部位越流补给。由西北向东南方向径流， 在自然状态下，在华亭县城东部一带向第四系排泄，现由于供水部门大量开采，地下 水排泄主要为人工排泄。 横渠新近系沉积盆地裂隙孔隙承压含水层含水层由砂砾岩组成，厚度一般为 1 0 ～2 0 m ，最厚可达3 9 ．3 3 m 横1 2 号孔 。水头高度在朱家沟以东河谷地区高出地表， 达4 ．6 9 m 。单孔涌水量为4 6 3 ．6 ～2 4 6 7 m 3 ／d ，单位涌水量为1 ．0 2 ～3 ．2 81 ／s m ，渗透系数一般 为6 ．4 7 ～2 4 ．4 4 m ／d ，最大的可达4 7 ．5 9m ／d 。富水性较均匀，为强富水含水层。水化学类 型一般为H C 0 3 ．C a 、M g 型，矿化度0 ．3 9 ．0 ．5 5 9 ／1 。补给来源为第四系潜水及大气降水。 ②白垩系向斜盆地承压水位于安口．新窑矿区和西部广大地区。含水层岩性多为 紫红色砾岩、砂质砾岩。含水层平均厚度2 0 0 m ，具较高承压水头，水头在地形低沣处 高于地表，最高可达2 3 m 。含水层的富水性因受各种因素的影响，在平面上和垂向上 均存在着较大的差异。在垂向上上部较下部富水性好，特别是在强风化带5 0 m 深度内 明显强于下部。可划分为弱．中等富水区。水化学类型多为H C 0 3 ．C a 、M g 型，矿化度0 ．2 ～ O ．