收稿日期：2014－07－23作者简介：田亚飞（1974—），男，陕西佳县人，1997年毕业于中国地质大学（北京）岩土工程专业，工程师，从事岩土工程及煤矿地质技术研究与管理工作。
郭家滩煤矿含（隔）水层特征及井筒充水因素田亚飞（陕西榆林能源集团有限公司，陕西榆林719000）摘要：针对榆神矿区三期开发区郭家滩煤矿井筒施工区水文地质条件，分析了井筒施工区的含水层、隔水层特征，研究了井筒充水因素，对于井筒施工和含水层结构保护具有一定意义。
关键词：水文地质条件；含（隔）水层；保水采煤；井筒充水因素；榆神矿区中图分类号：TD163文献标识码：B 文章编号：1671－749X （2015）01－0103－03Characteristics of aquifers and water-filling factors of shaftin Guojiatan Coal MineTIAN Ya-fei（Shaanxi Yulin Energy Group Co．，Ltd ，Yulin 719000，China ）Abstract ：According to the hydrogeological conditions of shaft construction area of Guojiatan Coal Mine in Yushen mining area ，the paper analyzed the characteristics of aquifer in shaft construction area and water filling factors of shaft．The results can provide references for shaft construction．Key words ：hydrogeological condition ；aquifer ；water-preserved mining ；water-filling factor of shaft ；Yushen mining area0引言榆神矿区郭家滩煤矿是我国西部即将建设的一处特大型煤矿，设计年产1000万t ，全部采用综合机械化采煤技术。
煤矿建设前，对井筒穿过区进行了综合勘查，以便查明井筒穿过区的水文地质条件，制定井筒防治水技术措施，确保井筒施工顺利进行，同时保护井筒施工区含水层结构，实现地下水资源保护与矿井开采同步协调发展。
本文将以勘查资料为依据，分析井筒含水层、隔水层特征，研究井筒充水因素，为科学施工提供依据。
1井筒含水层及隔水层特征1.1含水层特征萨拉乌苏组及风积沙孔隙潜水含水层：①井筒区内井检孔揭露厚度11.50 25.10m ，风积沙的岩性为浅黄色、褐黄色细沙、粉沙，疏松；萨拉乌苏组岩性主要为灰褐色中细粒砂，及灰白色、灰黄色细砂及粉细砂。
含水层厚度8.23 17.79m ，平均厚度为11.29m ；水位埋深2.51 5.74m ，平均埋深为3.88m 。
根据钻孔资料该含水层为透水性强，富水性弱 中等的含水层。
富水程度主要受降雨量制约和土层顶面形态控制。
应注意的是，沙层水的水位动态，分布范围与大气降水的丰欠直接相关，沙层水位随着一年中降水量的变化相应变化。
本次钻探工程施工时正值冬春交际，冻土层未融即溶之时，潜水位较浅，地表水塘、海子田间疏水渠水位均较高，但随着时间的推移至本次野外施工结束时，很多的小水塘、海子和水渠已干涸或近干枯，此为例证；②据抽水试验，单位涌水量0.27537 0.46827l /s.m ，平均0.35898l /s.m ；统径统降单位涌水量0.07052 0.10086l /s.m ，平均0.07901l /s.m ，富水性弱 中等；渗透系数3.11849 8.94400m /d ，平均301第1期田亚飞郭家滩煤矿含（隔）水层特征及井筒充水因素6.37249m/d；矿化度249.2 327.3mg/l，平均为274.6mg/l，属淡水；pH值7.768.00，平均为7.90，为中性水；水温为10ħ，属冷水。
水化学类型主要为HCO3－Ca型水。
离石黄土弱含水层：黄土层井筒区内厚度变化大，除J1号钻孔外其余钻孔均揭穿了该地层3.80 26.30m，平均11.10m。
据本次J7号钻孔抽水试验，单位涌水量0.07843l/s.m，统径统降单位涌水量0.07052l/s.m，为弱富水性含水层，渗透系数0.58041m/d，矿化度216.1mg/l，为淡水，pH值7.93为中性水，水温为11ħ，属冷水。
水化学类型主要为HCO3－Ca·Mg·K+Na型水。
安定组孔隙裂隙承压含水层：①井筒区内风化岩厚度5.60 18.50m，平均厚度12.94m。
因其岩性破碎，套管在其上部无法坐稳止水，所以本次未对其进行专门抽水试验，但该层是井筒重要的充水含水层。
检查8个钻孔揭露了该地层，厚度42.40 116.49m；6个钻孔揭穿了该地层，本次钻孔揭穿厚度76.32 138.80m；平均102.63m，岩性简单，上部以紫红色、紫杂色、暗紫色团块状泥岩、粉砂岩为主；中部和底部为一套紫红色、褐红色巨厚层状中、粗粒长石砂岩，局部夹紫红色、灰绿色粉砂岩，砂质泥岩；②含水层厚度39.40 66.43m，平均57.23m；单位涌水量0.04551 0.16036l/s.m，平均0.09059l/s.m；统径统降单位涌水量0.03114 0.08107l/s.m，平均0.05721l/s.m，富水性弱；渗透系数0.09121 0.32171m/d，平均0.18622m/d；矿化度277.5 385.9mg/l，平均312.8mg/l，属淡水；pH值7.87 8.25，平均8.05，为中性 弱碱性水；水温为11ħ 13ħ，属冷水。
水化学类型主要为HCO3－Ca·Mg·K+Na型水。
直罗组孔隙裂隙承压含水层：①井筒范围均有分布，未出露，因古直罗河的下切作用，厚度变化较大，本次井筒检查6个钻孔揭露了该段地层，揭露厚度61.82 123.20m；4个钻孔（J3、J4、J9、J10）揭穿了该段地层，据本次及勘探阶段钻孔资料揭穿厚度76.60 126.52m，平均112.14m。
下部为灰白色中、粗粒长石石英砂岩，岩屑长石砂岩，为该地层主要含水层。
中部及上部为灰绿色、兰灰色团块状粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，夹中、细粒长石砂岩；②据据本次抽水试验资料，含水层厚度31.31 91.10 m，平均58.19m；单位涌水量0.00708 0.05127l/s.m，平均0.02485l/s.m；统径统降单位涌水量0.00484 0.03562l/s.m，平均0.01714 l/s.m，富水性弱；渗透系数0.01386 0.13955m/d，平均0.08302m/d；矿化度270.2 409.9mg/l，平均352.6mg/l，属淡水；pH值8.28 8.46，平均8.38，为弱碱性水；水温为10ħ 14ħ，属冷水。
水化学类型主要为HCO3－K+Na型水。
延安组第五段孔隙裂隙承压含水层：①本段地层无出露，岩性为一套浅灰色中细粒砂岩与砂质泥岩、炭质泥岩互层。
厚度63.71 69.67m，平均66.52m；含水层厚度21.20 44.40m，平均33.68m。
本段地层为含煤地层且为2－2煤层的直接充水含水层，含煤地层中粉砂岩与砂质泥岩等成层状，裂隙发育微弱，富水性弱，透水性差；②含水层厚度21.20 44.40m，平均32.80m；单位涌水量0.00051 0.00246l/s.m，平均0.00149l/s.m；统径统降单位涌水量0.00035 0.00168l/s.m，平均0.00102 l/s.m，富水性弱；渗透系数0.00218 0.0523m/d，平均0.00371m/d；矿化度772.1 2069.6mg/l，平均1420.9mg/l，属淡水 微咸水；pH值8.22 8.24，平均8.23，为弱碱性水；水温为12ħ 13ħ，属冷水。
水化学类型主要为SO4－K+Na型水。
1.2隔水层特征井筒范围内的隔水层主要是新近系保德组红土，其次为基岩中的泥岩和粉砂岩。
保德组红土隔水层：①井筒范围除J6、J8两个钻孔附近未赋存其余地段均有分布，因受第四系沉积初期冲蚀影响，厚度变化大，钻孔揭露厚度0.00 29.50m，平均14.08m。
其岩性主要为浅红色、棕红色粘土及亚粘土，具粘性，手搓成条状，含不规则的钙质结核；②保德组红土局部钙质结核富集成层，横向渗透性能较好，具有一定含水性。
保德组红土的地下水，主要存在于钙质结核层中，特别是该层底部钙质结核层与风化裂隙承压水连通，故局部地段该层有含水现象。
红土采样测试显示：红土含水率小于30%，液限29.39% 36.63%，塑限18.19% 23.60%，液性指数小于0.56，处于可塑状态，具有较好的隔水性。
保德组红土是相对隔水层。
正常基岩中的泥岩和粉砂岩隔水层：从井筒检查孔揭露地层的岩性组成特征分析，各含水层段中的泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩均呈互层状沉积，岩性粒度小，孔隙率小，胶结致密，一般以水平层理为特401陕西煤炭2015年征，是本次井筒检查孔上、下含水层段之间相对较好的隔水层。
2井筒充水因素分析2.1充水水源根据主、副斜井及进风立井、回风立井所穿透的各含水层富水性，其主要充水水源为松散沙层、土层段、风化岩段、安定组与直罗组砂岩层段；次为延安组砂岩含水层段。
2.2充水途径及方式各井筒的主要充水途径为松散沙层、土层孔隙和岩层中发育的风化裂隙、原生裂隙及构造节理裂隙和粗颗粒岩层的孔隙，以围岩孔隙涌水和裂隙涌水为主要充水方式。
各充水层以水平透水、汇水为特征，随着井筒的垂直向下或斜坡延伸，水位（水头）压力也不断增大，井筒围岩渗水压力也增大，引起软岩段充水通道松弛，导水裂隙易张裂掉块，发生充水相对集中状况。
2.3充水强度沙层受降水入渗补给面积广，储水条件较好，渗透性强，井壁结构松散极不稳定，充水强度较大。
另外需要注意的是，沙层受大气降水补给明显，在雨季施工时其涌水量会发生较明显的变化。
土层段孔隙潜水：主要接受上部沙层水的重力渗流补给和下部基岩承压水的承压水头补给，水源补给条件好，其中黄土层局部含沙量较大，并伴有沙层透镜体，储水条件较好，具有一定的充水风险。
风化岩、安定组裂隙承压水：在土层缺失和明显变薄区域，主要受松散沙层及土层段的重力渗流补给，水源补给条件较好，充水量及强度较大。
根据抽水资料显示，该段富水性接近中等，水量有所增加，井筒穿越该段时其涌水量有局部变大的可能性。
直罗组、延安组裂隙承压水：水源补给条件差，透水性差，充水量及强度较小。