葛泉井田区域水文地质特征研究

刘会盼

冀中能源股份有限公司葛泉矿 河北邢台 054102

1 补径排条件

百泉水文地质单元面积3843km2，寒武及奥陶系灰岩裸露面积为645km2。由于山区断裂破碎带发育，尤其SN向和NW向张性断裂存在，使寒武系和奥陶系地下水连为一体，构成一个以奥陶系中统碳酸盐类地层为主的地下水库。百泉水文地质单元为一基本独立且封闭的单元，东北界为邢台大断层；西界为寒武系中统毛庄组相对隔水层；南界为北名河地下分水岭[1]。

1.1 补给条件

受大气降水、碳酸盐类地层接触地段河流的大量补给，奥陶系中统碳酸盐类地层成为本区最富水的含水层。补给区水位高低与降水量大小同步，最高水位出现在7-8月，最低水位出现在6月，水位变幅10-50m，水化学类型多为HCO3--Ca++、HCO3--Na+型。矿化度在0.2-0.3g/L，水温16-18℃。①基岩露头区的大气降水入渗补给。位于本区高村、王窑、云驾岭、西郝庄、皇台底、营头岗和内丘以西的645.0km2的石灰岩露头区属低山丘陵地形。地表沟谷纵横，岩溶、裂隙非常发育，大气降水沿灰岩露头直接下渗，形成面状补给，是该区石灰岩岩溶含水层的良好补给区。据有关资料，北洺河以北石灰岩含水层的天然补给量为6.911m3/s。②河流入渗补给。单元内有六条季节性河流。它们由南往北依次为南洺河、北洺河、马会河、沙河、七里河、白马河。其最大径流长度达49.0km，最大循环深度至标高-650.0m。排泄点达活泉处标高为71.5m，百泉处55.0m。总流向为从西到东，最后汇入东部滏阳河。这些河流进入石灰岩裸露区后即漏失断流而转入地下，形成线状集中补给[2]。

1.2 径流条件

区内地下水径流受地形、地质构造控制，地下水进入石灰岩岩溶系统后，自南西、西、西北主要沿岩溶、裂隙发育带以水平方向向东流动。地下径流呈现出明显分带现象，河床沿岸、岩浆与石灰岩接触带及断裂破碎带附近岩溶、裂隙发育，集结大量地下径流，形成脉状、管道状岩溶水等强径流带。径流带有白马河强径流带，七里河强径流带，沙河强径流带，北洺河强径流带，紫山百泉强径流带。本区岩溶地下水径流是以百泉为汇点的扇形渗流场。葛泉井田南侧是洺河-百泉径流带，北侧是沙河-百泉径流带。

径流区地下水位与径流区岩溶、裂隙发育程度和径流途径长短有关。高水位发生在9-12月之间，低水位出现在4-7月，水位变幅1-10m。水质类型为HCO3--Ca++、HCO3-·SO4---Ca++·Mg++型等，矿化度0.3-0.5g/L，水温多在18℃左右。

1.3 排泄条件

百泉地处太行山东缘大断裂破碎带和邢台二号断裂破碎带的西侧。这两条断裂破碎带断距达数百米，且以第三、四系、石炭、二叠系隔水岩层为上盘，对奥陶系石灰岩含水层水东流起阻挡作用，而百泉由于背斜隆起，地面标高最低，使石灰岩处于岩溶地层出露区，给地下水向上排泄造成有利条件，成为地下水的泄水区。

百泉水文地质单元内地下水的排泄主要有三个方向。其一是从达活泉、百泉等泉群自然排出地表；其二是人工开采；其三是补给上部含水体。以泉群方式的自然排泄为奥陶系石灰岩岩溶水的主要泄水形式之一。随着工农业生产的发展，采取奥陶系石灰岩层岩溶水作为各种用途的供水水源已成为该含水体排泄的重要途径之一[3]。

2 灰岩含水层水文地质特征

（1）碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组。包括寒武系、奥陶系碳酸盐岩含、隔水层，碳酸盐岩总厚812-1268m，一般1100m左右。出露于本区西部山区，面积约394km2，含岩溶裂隙承压水，其富水性取决于岩溶裂隙发育程度。

奥陶系含水层出露于矿区西部，地表溶沟、槽较多，岩溶裂隙发育，矿区内为埋藏型，含丰富岩溶裂隙地下水，但不均匀，在适当的构造部位有岩溶大泉出露，如邢台东部的百泉和北部的达活泉。

下统（O1）白云岩、白云质灰岩裂隙率1.27-8.4%，钻孔单位涌水量0.05-15.29L/s·m。中奥陶统峰峰组（O2f）和上、下马家沟组（O2s、O2x）岩溶裂隙普遍发育，富水性强-极强。

第三组（峰峰组）灰岩含水层厚89.00-168.00m，裂隙发育。钻孔单位涌水量0.0588-0.392L/s·m，渗透系数0.0553-31.64m/d，一般6.76m/d。地面1号、4号水井及井下3号、5号、7号、9号水井均取水于该层。九十年代地面1号、风井1号、7号水源井水位标高+109-+130m，一般+110m左右。富水性强，目前水位+65m。

（2）碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙水。该组主要是指本溪组、太原组铝土质泥岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩与石灰岩互层。主要灰岩含水层4层，分别是野青灰岩、伏青、大青和本溪灰岩含水层，灰岩含水层仅西部山区有零星小面积露头，大部分被第四系覆盖，为埋藏型的。该套灰岩以大青和本溪灰岩含水层溶蚀性较强，岩溶裂隙发育，富水性强，个别钻孔抽水单位涌水量达5.05L/s·m。该组中部、上部均为砂泥岩、粉砂岩隔水层，底部为本溪组铝土质泥岩，局部夹中、粗粒砂岩，岩石结构致密，裂隙不发育，透水性差。

3 结语

根据矿井充水水文地质条件和生产实际情况综合分析，可作为矿井生产过程中，分阶段开采不同块段地区的水文地质情况，开采防排水系统设计的依据。随着矿井开采深度的不断增加，地质构造（断层、裂隙、陷落柱）条件、水文条件（水压增大）将日趋复杂，在今后的矿井地质、水文工作中应不断搜集完善相关资料，更详细的了解矿井水文地质特征，为后期矿井设计提供科学的基础资料。