本课题研究的区域为东翼区,下面主要阐述东翼区的水文地质条件。
7.2.3.1 东翼区边界条件
东翼区位于五矿东部,介于F11断层(断距30~180 m)和F12断层(断距为80~120m)之间,两条断层在井田南北边界处相交,受F11断层和F12断层的包围,从整体上看该区在平面上呈一“枣核状”。东翼区南北长2400 m,东西最宽处约700 m,面积1.1 km2。由于F11、F12断层呈阶梯状上升排列,使得东翼区在剖面上东部呈阶梯状抬起。受F11、F12断层的封闭式包围,本区成为一相对独立的封闭地段(图7.15)。
图7.15 五矿东翼区边界图
7.2.3.2 东翼区含水层
东翼区主要含水层为大青含水层和奥灰强含水层。
(1)大青含水层
大青灰岩厚度4~6 m,平均5m,走向近SN,倾斜平缓,倾角10°左右。东翼区大青灰岩单孔出水量一般为0.1~0.3 m3/min,最大为2.8 m3/min(FD34)。大青灰岩为裂隙岩溶承压含水层,上覆岩层为厚度34~50 m的砂页岩,下伏岩层为厚度30 m的砂页岩夹煤层,再向下为奥陶系灰岩强含水层。东翼区断裂构造非常发育. 受构造影响,下伏隔水层的隔水性能变弱,而下部又有高压奥陶系灰岩水的顶托,因此具有形成奥陶系灰岩水向上越流补给大青水的条件。大青含水层的补给来源为奥陶系灰岩水。1996年东翼区大青放水试验,在东翼区奥灰FO8孔投放荧光黄3kg,东翼区大青FD34、FD16孔先后收到,也证明了这一点。
1996年4月东翼区大青放水试验,放水量为1.2~1.6 m3/min,时间为7d,水位降深东翼区大青普遍大于20 m,FD34孔放水孔最大降深达83 m(图7.16)。
通过1996年的东翼区大青放水试验,可以得出大青含水层具有贮存水量不大,补给量有限,易于疏干等特点。通过数值模拟还得到东翼区大青灰岩的导水系数、贮水系数和越流系数(表7.20)。
图7.16 东翼区1996年大青放水降深图
表7.20 东翼区大青灰岩含水层参数表
(2)奥灰强含水层
奥灰强含水层为峰峰煤田煤系地层基底,厚584 m左右。根据岩性可分为三组八段,富水性各段差异很大。据勘探资料证实,二、四、五、七段为强含水段,其余为弱含水段。在东翼区范围内,目前奥灰水位标高在+120 m左右,每年雨季水位升高。
奥灰含水层,岩溶裂隙十分发育、富水性极强。受断裂构造切割,是煤系地层内各薄层灰岩含水层的主要补给水源。
根据矿区奥灰勘探钻孔资料,顶部第八段厚度15~20 m,裂隙被充填,钻孔涌水量1.5~3 m3/min,第七段厚度85 m左右,钻孔见溶洞0.5 m左右,由于均系地表勘探钻孔揭露,没有做抽、压水试验,难以获得更多的资料。
奥灰水质类型,属HCO3·SO4-Ca·Mg型水,矿化度0.5g/L。
井田内奥灰水文地质资料较少,东翼区奥灰水文地质资料更少。
7.2.3.3 东翼区隔水层
(1)二叠系泥岩隔水层
1)上石盒子组泥岩、砂质泥岩,岩石完整,隔水性好。
2)由2号煤层、底板泥岩、砂质泥岩组成,其中2#煤层底板(砂质泥岩)是主要隔水层。
(2)石炭系砂页岩隔水层
石炭系砂页岩,埋深较大时,岩性致密,裂隙甚少,透水性弱,属良好的隔水层。