烧变岩水文地质参数分析范文

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1研究区疏干井概况

大南湖二号露天煤矿开采过程中，采掘场首先揭露第四系、侏罗系地层和烧变岩层，届时烧变岩含水层潜水将涌入采掘场，成为采掘场直接充水水源。根据拉沟位置南侧Ⅲ火烧区烧变岩含水层组在空间展布上的特点，需要采用地表降水井疏干方式预先降低烧变岩该含水层组地下水位，并在南帮、非工作帮相应平盘设排水沟和集水坑，利用工作面潜水泵排除地下水［3］。本次施工的疏干降水井为地表预先疏干，适用于水文地质、工程地质条件较复杂的工作区。在Ⅲ火烧区地表施工6口疏干钻孔，用深井泵将充水岩层地下水排出地表，预先降低水位和水压，可减小采掘场排水压力。

2Ⅲ火烧区烧变岩发育情况

2.1Ⅲ烧变岩发育范围Ⅲ火烧区位于井田中部，走向近南西－北东向，东西长约3000m，南北宽约1400m，火烧面积大约4.2km2，造成矿区东南部3~30煤层烧蚀，见图1。烧蚀深度最浅101.62m，最深226.42m，烧变岩厚度12.85~188.22m，地面标高414.03~454.35m，第四系厚度0~13.10m。［1］水位埋深5.50~57.54m。水化学类型为Cl-Na型，矿化度16.5g/L［1］。本次施工针对该含水层进行抽水试验，单位涌水量为4.995~58.995L/s.m，为强~极强富水含水层。该含水层的特性是接受大气降水能力强，接受地下水补给较快，赋水空间大和下伏地层水力联系密切。

2.2Ⅲ烧变岩露头特征工作区6口降水井的孔位开孔即为烧变岩，周围低洼地带有少量的第四系细沙覆盖，大部分地带都为烧变岩直接出露区。烧变岩原岩主要为泥岩、粉砂岩、细砂岩、炭质泥岩及煤层，粒级偏小，在地层含硅质、泥质较多的层段，原岩烧变易发生陶瓷化。根据对露头的观察发现，烧变岩较为破碎，裂隙极为发育，具有一定的储水空间，是良好的透水通道。具体见图1~图4露头照片。煤层的火烧导致烧变岩改变了原岩的结构和构造，烘烤裂隙、烧融空隙、坍塌空隙都在烧变岩含水层不同程度的发育，因而烧变岩的储水空间大小及导水通道的良莠具有极强的非均质性，这在6口降水井的渗透系数差别上也有所体现。

3降水井抽水试验水文地质参数

3.1降水井水文地质参数计算6口降水井穿过均穿过烧变岩含水层，且烧变岩含水层顶界有自由水界面，为潜水含水层，所以参考潜水完整井计算公式。根据已知水文地质参数（表1），参照潜水完整井计算公式（1）可得含水层渗透系数K及抽水影响半径R，各井参数见表2。

3.2水文地质参数差异性分析SJ6抽水试验较其他5井降深小、单位涌水量大，基本要差一个数量级，分析其原因有两方面。（1）钻探工艺不同。SJ6是采用冲击钻大钻头成孔，会导致成孔口径大，填入的砾料量多，过水面积大；再者冲击钻会震碎井筒周围本已破碎且裂隙发育的烧变岩岩层，形成井筒周围的附加裂隙，增加了含水层导水通道，进一步加大其进水面积。（2）烧变孔洞。推测SJ6井筒周围是原煤层烧燃坍塌，空隙发育，上部岩层烧变、破碎、坍塌严重的区域，地下烧变岩含水层孔隙、裂缝及空洞极为发育。其他5井的烧变岩坍塌破碎程度较低。

4结论

在烧变区域泥岩烧变后变形，裂隙孔隙发育，而砂岩在受煤层烘烤烧结后产生大量的裂隙孔隙形成导水通道，加之煤层燃烧后导致上覆岩层的坍塌，加大了烧变岩含水层的含水空间及导水通道。烧变岩受大气降水、雪融水的补给形成烧变岩潜水岩。烧变岩含水层渗透性极好，水丰度大，为极强富水性岩层；且具备良好的透水通道，地下水径流补给迅速，层内水力关系密切，烧变岩含水层的非均质性极强。

作者：刘同庆 杨雪 徐克全 单位：山东省煤田地质局第五勘探队