葛泉井田區(qū)域水文地質(zhì)特征研究

劉會盼

冀中能源股份有限公司葛泉礦 河北邢臺 054102

1 補(bǔ)徑排條件

百泉水文地質(zhì)單元面積3843km2，寒武及奧陶系灰?guī)r裸露面積為645km2。由于山區(qū)斷裂破碎帶發(fā)育，尤其SN向和NW向張性斷裂存在，使寒武系和奧陶系地下水連為一體，構(gòu)成一個以奧陶系中統(tǒng)碳酸鹽類地層為主的地下水庫。百泉水文地質(zhì)單元為一基本獨(dú)立且封閉的單元，東北界為邢臺大斷層；西界為寒武系中統(tǒng)毛莊組相對隔水層；南界為北名河地下分水嶺[1]。

1.1 補(bǔ)給條件

受大氣降水、碳酸鹽類地層接觸地段河流的大量補(bǔ)給，奧陶系中統(tǒng)碳酸鹽類地層成為本區(qū)最富水的含水層。補(bǔ)給區(qū)水位高低與降水量大小同步，最高水位出現(xiàn)在7-8月，最低水位出現(xiàn)在6月，水位變幅10-50m，水化學(xué)類型多為HCO3--Ca++、HCO3--Na+型。礦化度在0.2-0.3g/L，水溫16-18℃。①基巖露頭區(qū)的大氣降水入滲補(bǔ)給。位于本區(qū)高村、王窯、云駕嶺、西郝莊、皇臺底、營頭崗和內(nèi)丘以西的645.0km2的石灰?guī)r露頭區(qū)屬低山丘陵地形。地表溝谷縱橫，巖溶、裂隙非常發(fā)育，大氣降水沿灰?guī)r露頭直接下滲，形成面狀補(bǔ)給，是該區(qū)石灰?guī)r巖溶含水層的良好補(bǔ)給區(qū)。據(jù)有關(guān)資料，北洺河以北石灰?guī)r含水層的天然補(bǔ)給量為6.911m3/s。②河流入滲補(bǔ)給。單元內(nèi)有六條季節(jié)性河流。它們由南往北依次為南洺河、北洺河、馬會河、沙河、七里河、白馬河。其最大徑流長度達(dá)49.0km，最大循環(huán)深度至標(biāo)高-650.0m。排泄點(diǎn)達(dá)活泉處標(biāo)高為71.5m，百泉處55.0m?？偭飨?yàn)閺奈鞯綎|，最后匯入東部滏陽河。這些河流進(jìn)入石灰?guī)r裸露區(qū)后即漏失斷流而轉(zhuǎn)入地下，形成線狀集中補(bǔ)給[2]。

1.2 徑流條件

區(qū)內(nèi)地下水徑流受地形、地質(zhì)構(gòu)造控制，地下水進(jìn)入石灰?guī)r巖溶系統(tǒng)后，自南西、西、西北主要沿巖溶、裂隙發(fā)育帶以水平方向向東流動。地下徑流呈現(xiàn)出明顯分帶現(xiàn)象，河床沿岸、巖漿與石灰?guī)r接觸帶及斷裂破碎帶附近巖溶、裂隙發(fā)育，集結(jié)大量地下徑流，形成脈狀、管道狀巖溶水等強(qiáng)徑流帶。徑流帶有白馬河強(qiáng)徑流帶，七里河強(qiáng)徑流帶，沙河強(qiáng)徑流帶，北洺河強(qiáng)徑流帶，紫山百泉強(qiáng)徑流帶。本區(qū)巖溶地下水徑流是以百泉為匯點(diǎn)的扇形滲流場。葛泉井田南側(cè)是洺河-百泉徑流帶，北側(cè)是沙河-百泉徑流帶。

徑流區(qū)地下水位與徑流區(qū)巖溶、裂隙發(fā)育程度和徑流途徑長短有關(guān)。高水位發(fā)生在9-12月之間，低水位出現(xiàn)在4-7月，水位變幅1-10m。水質(zhì)類型為HCO3--Ca++、HCO3-·SO4---Ca++·Mg++型等，礦化度0.3-0.5g/L，水溫多在18℃左右。

1.3 排泄條件

百泉地處太行山東緣大斷裂破碎帶和邢臺二號斷裂破碎帶的西側(cè)。這兩條斷裂破碎帶斷距達(dá)數(shù)百米，且以第三、四系、石炭、二疊系隔水巖層為上盤，對奧陶系石灰?guī)r含水層水東流起阻擋作用，而百泉由于背斜隆起，地面標(biāo)高最低，使石灰?guī)r處于巖溶地層出露區(qū)，給地下水向上排泄造成有利條件，成為地下水的泄水區(qū)。

百泉水文地質(zhì)單元內(nèi)地下水的排泄主要有三個方向。其一是從達(dá)活泉、百泉等泉群自然排出地表；其二是人工開采；其三是補(bǔ)給上部含水體。以泉群方式的自然排泄為奧陶系石灰?guī)r巖溶水的主要泄水形式之一。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，采取奧陶系石灰?guī)r層巖溶水作為各種用途的供水水源已成為該含水體排泄的重要途徑之一[3]。

2 灰?guī)r含水層水文地質(zhì)特征

（1）碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組。包括寒武系、奧陶系碳酸鹽巖含、隔水層，碳酸鹽巖總厚812-1268m，一般1100m左右。出露于本區(qū)西部山區(qū)，面積約394km2，含巖溶裂隙承壓水，其富水性取決于巖溶裂隙發(fā)育程度。

奧陶系含水層出露于礦區(qū)西部，地表溶溝、槽較多，巖溶裂隙發(fā)育，礦區(qū)內(nèi)為埋藏型，含豐富巖溶裂隙地下水，但不均勻，在適當(dāng)?shù)臉?gòu)造部位有巖溶大泉出露，如邢臺東部的百泉和北部的達(dá)活泉。

下統(tǒng)（O1）白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r裂隙率1.27-8.4%，鉆孔單位涌水量0.05-15.29L/s·m。中奧陶統(tǒng)峰峰組（O2f）和上、下馬家溝組（O2s、O2x）巖溶裂隙普遍發(fā)育，富水性強(qiáng)-極強(qiáng)。

第三組（峰峰組）灰?guī)r含水層厚89.00-168.00m，裂隙發(fā)育。鉆孔單位涌水量0.0588-0.392L/s·m，滲透系數(shù)0.0553-31.64m/d，一般6.76m/d。地面1號、4號水井及井下3號、5號、7號、9號水井均取水于該層。九十年代地面1號、風(fēng)井1號、7號水源井水位標(biāo)高+109-+130m，一般+110m左右。富水性強(qiáng)，目前水位+65m。

（2）碎屑巖夾碳酸鹽巖類巖溶裂隙水。該組主要是指本溪組、太原組鋁土質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖與石灰?guī)r互層。主要灰?guī)r含水層4層，分別是野青灰?guī)r、伏青、大青和本溪灰?guī)r含水層，灰?guī)r含水層僅西部山區(qū)有零星小面積露頭，大部分被第四系覆蓋，為埋藏型的。該套灰?guī)r以大青和本溪灰?guī)r含水層溶蝕性較強(qiáng)，巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，個別鉆孔抽水單位涌水量達(dá)5.05L/s·m。該組中部、上部均為砂泥巖、粉砂巖隔水層，底部為本溪組鋁土質(zhì)泥巖，局部夾中、粗粒砂巖，巖石結(jié)構(gòu)致密，裂隙不發(fā)育，透水性差。

3 結(jié)語

根據(jù)礦井充水水文地質(zhì)條件和生產(chǎn)實(shí)際情況綜合分析，可作為礦井生產(chǎn)過程中，分階段開采不同塊段地區(qū)的水文地質(zhì)情況，開采防排水系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)。隨著礦井開采深度的不斷增加，地質(zhì)構(gòu)造（斷層、裂隙、陷落柱）條件、水文條件（水壓增大）將日趨復(fù)雜，在今后的礦井地質(zhì)、水文工作中應(yīng)不斷搜集完善相關(guān)資料，更詳細(xì)的了解礦井水文地質(zhì)特征，為后期礦井設(shè)計提供科學(xué)的基礎(chǔ)資料。