基于陆相沉积控制的主充水含水层富水性三维展布特征

作者：王朝引

来源：煤炭科学技术, 2020, 48(12): 198-204.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2020.12.025

• 富水性
• 三维展布特征
• 沉积相
• 音频电穿透技术

鄂尔多斯盆地北部属于中生代陆相沉积,受毛乌素沙漠降水入渗强、松散层储水空间大等因素控制,在蒙陕接壤的深埋煤田区形成了"水压高、水量大、富水不均一"的煤层顶板主充水含水层。为查清该含水层富水性空间展布特征,以纳林河二号煤矿为研究对象,采用沉积相分析法开展了层序地层格架、岩石粒径分布、砂泥岩空间展布等研究,采用音频电穿透技术对工作面顶板含水层三维结构特征进行了探测,并利用井下疏放水钻孔对物探结果进行了检查验证,结果表明:纳林河二号矿井延安组三段中上部发育真武洞砂岩,厚5～20 m,连续性好;直罗组一段平行不整合于延安组之上,厚70～90 m,底部七里镇砂岩厚5～23 m,连续性好,自然伽马曲线值低;延安组三段和直罗组一段是3-1煤开采的主充水含水层。延安组和直罗组砂岩含水层受河流相沉积控制,含水层富水性在三维空间上呈条带状分布,其中延安组三段沿北东—南西方向展布,富水性由东南向西北逐渐减弱;直罗组一段沿北北西-南南东方向展布,古河道中心砂地比为0.4～0.7,富水性由西北向东南逐渐减弱,矿井中部富水性相对较强。延安组和直罗组含水层富水区呈北东—南西和北西—南东交叉分布,由于直罗组早期河流回春,水动力条件增强,在直罗组底部发育了曲流河沉积形成的灰绿色、青灰色(含砾)中—粗长石砂岩含水层,导致直罗组含水层整体富水性较延安组含水层强,且与延安组含水层具有垂向连通性。音频电穿透三维探测确定重点异常区,31101工作面顶板钻孔涌水量(>100 m3/h)和水压均较大,31116工作面顶板含水层富水性分布特征也与物探探测结果吻合,证明纳林河二号井田范围内煤层顶板含水层富水性存在区域性差异,单个工作面范围内也存在含水层富水异常区。