福建省大田县笔架山井田水文地质特征初探

　　摘要：笔架山井田位于福建省大田县城西北直距约35km，面积1.3km2。含煤地层为二叠系下统童子岩组，主要可采煤层为21号煤层，煤炭总资源量119万t。井田内主要含水层为二叠系下统栖霞组（P1q）岩溶裂隙含水层、二叠系下统童子岩组三段（P1t3）构造裂隙含水层。本矿床属裂隙充水矿床，水文地质条件简单。井田的主要充水因素为大气降水、断层充水、老窑积水等。
　　
　　关键词：笔架山井田  含水层  充水因素
　　笔架山田位于福建省大田县城西北直距约35km，属建设镇管辖，面积1.3km2。
　　井田内含煤地层为二叠系下统童子岩组，厚度约774m，其中童子岩组一段控制厚度大于338m，含煤层15层；童子岩组二段控制厚度大于55m，不含煤；童子岩组三段控制厚度约17.50m，见不可采煤层1层。其中主要可采煤层为21号煤层，井田内煤炭总资源量为119万t。随着煤炭需求量的增加，开采技术条件的复杂，研究井田的水文地质特征，对于井田内煤矿的开采与安全显得十分重要。
　　1区域地质背景
　　1.1构造
　　笔架山井田位于广平向斜之次级褶皱龙凤场倒转向斜的南东翼，北西界以F8断层与大竹林煤矿东井田相毗邻，区内褶皱、断裂发育。（详见插图1）
　　1.2地层
　　根据地表及钻孔揭露，区内地层有石炭系下统林地组（C1l）；二叠系下统栖霞组（P1q）、文笔山组（P1w）、童子岩组（P1t1）及第四系（Q）。（详见表1）
　　2井田自然地理条件
　　2.1地形地貌
　　井田地貌类型为低山~侵蚀构造地形，最高点位于笔架山，标高+950.90m，最低点位于18线东头沟谷中，标高+486m。相对高差464.90m，沟谷发育，切割较深，地表水排泄畅通。井田位于笔架山南东侧，地形坡度20~60°，笔架山为大竹林东井田与笔架山井田之间的天然分水岭，北东部边界主要为林地组（C1l）地层，标高500~650m，南东、南西边界为汤泉岩体的低山丘陵。形成以笔架山为分水岭的比较完整独立的水文地质单元。
　　2.2地表水
　　井田内未见大的地表水体，沟谷基本干涸，仅在雨季才有流水。
　　2.3气候
　　本区属于温带海洋性兼内陆性气候，冬无严寒，夏无酷热，雨量充沛，主要降雨期集中在4~6月份，年最大降雨量2234.5mm，年最小降雨量1195.2mm，多年平均降雨量1592.8mm。年最高气温37℃，年最低气温-5℃，平均气温18℃。
　　3井田水文地质条件
　　3.1含水性特征
　　井田内的地下水类型以基岩裂隙承压水为主，次为风化裂隙带、第四系孔隙潜水。
　　3.1.1第四系孔隙潜水
　　第四系孔隙潜水仅在沟谷或山坡坡脚的残坡积层中零星分布，岩性以砂砾石和砂质土为主，厚度大于0~3m，泉流量0.012~0.236l/s，富水性弱。
　　3.1.2风化带裂隙潜水
　　赋存于风化裂隙带中，井田内风化裂隙带深度一般15~60m，含水层厚度小于30m，富水性弱。
　　3.1.3基岩裂隙承压水
　　基岩裂隙承压水赋存在童子岩组（P1t）地层中，富水性受岩性、裂隙发育程度及埋藏深度控制。根据钻孔揭露的含水层资料分析，含水层岩性主要为细砂岩，次为粗粉砂岩、细粉砂岩。含水层在剖面上呈透镜状分布，富水性中等~极弱。
　　3.1.3.1童子岩组第三段（P1t3）
　　含水层位于底部，岩性为细砂岩、细粉砂岩。因埋藏较浅，局部受风化裂隙影响，裂隙面呈土黄色、褐色。含水层数1~2层，单层厚度3.21m，平均厚度3.24m，富水性弱。
　　3.1.3.2童子岩组第二段（P1t2）
　　含水层位于顶部细砂岩及细粉砂岩中，钻孔钻进中回次水位具有较明显的变化。含水层数1~2层，单层厚度1.73~7.13m，平均厚度4.71m，富水性中等~弱。
　　3.1.3.3童子岩组第一段（P1t1）
　　含水层主要位于21号煤层顶、底板附近及P1t1-2上部，含水层岩性以细砂岩、粗粉砂岩为主夹细粉砂岩。含水层数1~4层，单层厚度1.42~17.93m，平均厚度7.80m，富水性中等~极弱。钻进中局部出现漏水、涌水现象。其中16/ZK55揭露到21号煤层底板附近含水层时，出现涌水，孔口稳定涌水量1.688l/s，水头高度7.72m，单位涌水量0.219l/s•m，渗透系数较大，达2.184m/d。水质类型为CO32-•SO42-—Ca2+型。无侵蚀性CO2，PH值为7.40。
　　3.1.3.4栖霞组（P1q）
　　井田内地表未见出露，深部仅16/ZK50揭露到。岩芯完整，呈柱状，仅见有一些被石英脉充填的裂隙，充填性较好，未见地下水活动痕迹。富水性弱。
　　3.1.4主要隔水层
　　井田内的泥质岩，岩芯完整致密，裂隙不发育，一般为隔水层。
　　3.1.4.1童子岩组第二段（P1t2）下部砂质泥岩、泥岩
　　岩芯完整、致密，都为长柱状、柱状，隔水性能较好，厚度40m。
　　3.1.4.2文笔山组下部
　　岩性为砂质泥岩、泥岩，岩芯一般较完整，呈柱状，隔水性较好，厚度50m。
　　3.2断层破碎带导水性
　　井田内主要断层有F0、F1、F2和F8。其中F0位于井田东部，邻靠边界，上盘为林地组砂砾岩，下盘为童子岩组地层；F1和F2分别有4个和1个钻孔控制；F8位于井田北部边界，钻孔中有3个点控制。上述井田内的主要断层均未见明显的导水、含水现象。其他小断层见有两处导水，导水性弱。
　　3.3井田地下水的补给、径流、排泄条件
　　笔架山为井田的最高山峰，标高950.9m，山岭呈北东向展布，形成一个天然的地表水及地下分水岭，并构成一个比较完整独立的水文地质单元。井田最低侵蚀基准面为18线东端沟底，标高486m。
　　由于井田内地形相对高差大，沟谷发育，切割较深，降水后大部分以地表迳流方式流出井田，仅少部分渗入地下以不明显的下降泉或片流的形式从切割的沟谷中缓慢渗出，汇集于溪沟。
　　4充水因素分析
　　4.1充水水源
　　4.1.1大气降水
　　大气降水是井田地下水的主要补给来源之一，大气降水量的变化直接影响着矿井涌水量的大小，雨季矿井涌水量明显增大。
　　4.1.2地下水
　　第四系孔、裂隙水，童子岩组裂隙承压水：由于含水层直接分布于煤层顶底板及其附近，开采中易被揭露，成为矿井水的直接充水来源，但总的含水层富水性弱，厚度小，水量有限，对矿井充水无威胁。
　　4.1.3断层充水
　　区内断层多为不导水或弱导水，断层在地表出露的地形较高，与地表水体没有切割及直接联系，对矿井充水一般无威胁。
　　4.1.4老窑水
　　区内共有16个小煤开采老硐，分布标高在+540.9～+661.1m，均为平硐开采，无下山。仅两个硐见流水，巷道无坍塌，排水沟通畅，硐口水量分别为0.221L/S和0.112L/S，其他硐巷道无坍塌，且多干枯，没有形成积水区。根据目前掌握的资料，矿山不存在老空积水隐患。
　　4.2充水通道
　　井田内矿坑补给通道为岩层内构造裂隙，井田断层主要分布于井田边界，区内断层导水性弱，矿坑补给通道主要为小断层，断层裂隙、裂隙带，导水性弱。
　　4.3相邻矿井
　　矿井周边无相邻煤矿或其他矿山水害隐患。
　　4.4钻孔封孔质量分析
　　区内钻孔封孔质量合格，矿井开采至钻孔附近时没有发生突水和涌水现象，对矿井开采没有影响。
　　5结论
　　井田内无大的地表水体，地表水排泄通畅；大气降水是地下水、地表水的主要补给源；断层导水性弱。井田水文地质条件属裂隙充水类简单型。
　　参考文献：
　　[1]福建省大田县大竹林煤矿笔架山井田普查地质报告，福建三明，福建省闽西地质大队，1988
　　[2]福建省大田县建设煤矿笔架山井田资源储量核实报告，福建泉州，福建省197煤田地质勘探队，2006