论文部分内容阅读
准格尔煤田位于华北地台鄂尔多斯台向斜东北部，属陕、甘、宁、晋、蒙黄土高原的一部分，地貌具典型的黄土高原梁、峁特征。沟谷发育。地形复杂，地表植物稀少，水土流失严重，生态环境脆弱。地形西北高，东南低，西北部塔哈拉川上游海拔标高1366m，东南部壕米圪坨海拔标高870m，比高496m。黄河流经煤田东缘，由北向南径流是煤田周边的最大地表水体，为煤田的最低侵蚀基准面。
本区属大陆性干旱气候，冬季严寒，夏季酷热，昼夜温差大，年平均气温5、3℃-7、6℃最高38、4℃，最低-36、30℃。一般结冰期为每年十月至翌年四月。最大冻土深度1、50m。降水量少，且多集中在7、8、9三个月，占年总降水量的60％-70％。年总降水量231 mm-459mm，多年平均降水量408mm，最大集雪厚150mm，多年最大24小时平均降水量53、1mm，一日最大降水量96、5mm。年总蒸发度1824、7mm-2204、6mm，为降水量的5-8倍。
准格尔煤田总体构造轮廓为一东部隆起，西部拗陷，走向近SN，向西倾斜的单斜构造，产状平缓，倾角一般<10°。在总体单斜构造轮廓下，发育有次一级构造，其以宽缓的褶皱为主。极少量落差不大的断层。地下水的储存，运动受总体构造形态及次一级宽缓褶皱的控制。
一、区域地层岩性及含(隔)水性特征
将煤田区域地层岩性及含(隔)水性特征由新至老简述如下：
1、第四系全新统风积沙(Q4eol)：主要分布于煤田北部的孔兑沟，大路沟及西北部大、小乌兰不浪一带，煤田内各大冲沟岸边及地形偏低处也有零星分布。一般呈沙粱、沙垄及新月形沙丘。位置不固定，在风力作用下经常移动。此层透水而不含水。
2、第四系全新统冲洪积层(Q4al＋pl)：主要分布在煤田外东北部喇嘛湾及南部马栅一带的黄河岸边，厚约0-25、00m，岩性为粉砂、中粗砂及亚粘土。煤田内各大冲沟也有分布，但面积小，连续性差，厚O、50m-5、50m，岩性为砂、砂砾、淤泥等。舍孔隙潜水，局部富水性较好，但极不均匀，且分布范围小。形不成具工业开采价值的水源地。1978年曾在薛家湾一带进行抽水试验，地下水位埋深0、72m-1、11m，水位标高1122、92m-1131、30m，单位涌水量0、067L/s、m-0、255L/s、m。
3、第四系上更新统马兰组(Q3m)：黄土层。淡黄、褐黄色，粒度均匀。垂直节理发育，局部含钙质结核，基本全区分布，厚0、00-155、00m。透水性好。局部与基岩及红土层接触面有泉水出露，流量甚微，多为0、01L/s-1、00L/s，季节性变化显著，直接受大气降水补给。
4、第三系红土层(N2)：主要由红色粘土与亚粘土组成，含钙质结核，底部为一薄层胶结极疏松的砂质砾岩。局部与基岩接触面的风化壳见有泉出露，流量极微，一般为0、01L/8-0、05L/8，最大0、35L/s。断续分布。为隔水层。
5、三叠系下统和尚沟组(T1h)：主要分布于煤田的西南部，出露于马栅、东桃树梁一带，厚度大于165m，岩性为棕红色砂岩、砂质泥岩、浅灰色中、细砂岩不等厚互层。地表见有极少量泉，流量0、01 L/8-0、32L/s，富水性极差。
6、三叠系下统刘家沟组(T1L)：主要分布于煤田西部，出露于煤田西南角边缘，厚度257、00m-385、00m。以浅灰、微粉红色细、中、粗砂岩为主，奥棕红、紫红色砂质泥岩。砂岩中常见交错层理，在沟谷切割深处见有少量裂隙泉出露，流量普遍小于0、10L/s。
7、二叠系上统石千峰组(P2sh)：分布于煤田西部。厚度>170m，岩性为紫红、黄绿、灰绿、褐黄色砂岩、砂质泥岩、泥岩、粘土岩不等厚互层。砂岩胶结疏松、孔隙较发育，地表见有少量泉，流量0、04L/s-0、40L/s。
8、二叠系上统上石盒子组(P2s)：主耍分布于煤田中、西部，厚度>290m。中上部岩性以紫红、灰绿色砂质泥岩、泥岩为主夹黄绿、浅灰白色粗砂岩；下部以灰绿、黄绿色中、粗砂岩为主，夹暗紫色泥岩、砂质泥岩。地表见有较多泉出露，流量一般为0、02L/s-1、00L/s。最大3、0L/s(出露于黄土与P2s接触面周围)。水质以HC03-ca·Mg型为主。矿化度0、2g/L。
9、二叠系下统下石盒子组(Plx)：基本全煤田分布，主要出露于煤田中、东部各大沟谷及支沟中，厚度一般为40m-120m。中、上部为黄褐、紫红色泥岩、粘土岩、砂质泥岩夹薄层黄绿色砂岩；下部为灰黄色中、粗砂岩央薄层紫红、灰绿色砂质泥岩。中、上部砂质泥岩、泥岩段为较好的隔水层。隔水性良好。下部的砂岩孔隙、裂隙较发育，常见有较多的下降泉出露，但流量较小，多在0,01L/s-0、6L/s间，最大1、18L/s。水质以HC03-Ca·Mg型为主，矿化度0、2g/l。
二、区域煤层直接充水含水层地下水的循环
准格尔煤田的主要可采煤层为5、6、9号煤。开发5、6、9号煤的直接充水含水层为二叠系下统山西组砂岩裂隙含水岩组，石炭系上统太原组砂岩裂隙含水岩组。区域煤层直接充水含水层的补、径、排概况如下：
1、补给：直接充水含水层地下水的补给源以大气降水为主，大气降水通过零星出露的煤系地层露头或黄土覆盖的隐伏煤系地层露头垂直下渗补给，决定补给量多少的主要因素是降水量与降水形式、补给区的大小。本区的年降水量在400mm左右，且多集中在7、8、9三个月。降水形式以暴雨与雷阵雨为主。降水最少且集中加之地形起伏大、沟谷纵横不利于降水的人渗。而易形成表流沿纵横发育之沟谷集中排人黄河。煤系地层出露处普遍地形坡度较大，植被稀少。对排泄大气降水有利。因补给量非常有限，煤层直接充水古水层补给来源贫乏，决定了其富水性差，水文地质条件简单。
2、径流：地下水接受补给后，受煤田总体构造轮廓的控制。总体为由东向西运动，在煤田的北部为由北及北东向南西运动，局部地段由于煤系地，层的起伏或透水性的差异以及煤层风化等因素的影响而略有变化。
3、排泄：地下水排泄有如下几种形式：在煤田西部以侧向径流的形式排出区外；地下水径流至煤田的西南部，以侧向径流的形式排出区外或排入黄河；在有利地形部位(如切割较深的沟谷、洼地)以泉的形式排出地表；在局部地下水埋藏浅的部位以蒸发的形式排泄，但因该区地下水位埋藏普遍较深，此类排泄量微乎其微。
综上。本煤田降水量少。煤层直接充水含水层补给区面积小。地形起伏大，沟谷纵横且切割深，无良好的汇水地形。构造总体为向西倾斜，具波状起伏的单斜。对地下水的富集、储存不利。煤层直接充水禽水层的补给量极小，富水性差，水文地质条件简单。
本区属大陆性干旱气候，冬季严寒，夏季酷热，昼夜温差大，年平均气温5、3℃-7、6℃最高38、4℃，最低-36、30℃。一般结冰期为每年十月至翌年四月。最大冻土深度1、50m。降水量少，且多集中在7、8、9三个月，占年总降水量的60％-70％。年总降水量231 mm-459mm，多年平均降水量408mm，最大集雪厚150mm，多年最大24小时平均降水量53、1mm，一日最大降水量96、5mm。年总蒸发度1824、7mm-2204、6mm，为降水量的5-8倍。
准格尔煤田总体构造轮廓为一东部隆起，西部拗陷，走向近SN，向西倾斜的单斜构造，产状平缓，倾角一般<10°。在总体单斜构造轮廓下，发育有次一级构造，其以宽缓的褶皱为主。极少量落差不大的断层。地下水的储存，运动受总体构造形态及次一级宽缓褶皱的控制。
一、区域地层岩性及含(隔)水性特征
将煤田区域地层岩性及含(隔)水性特征由新至老简述如下：
1、第四系全新统风积沙(Q4eol)：主要分布于煤田北部的孔兑沟，大路沟及西北部大、小乌兰不浪一带，煤田内各大冲沟岸边及地形偏低处也有零星分布。一般呈沙粱、沙垄及新月形沙丘。位置不固定，在风力作用下经常移动。此层透水而不含水。
2、第四系全新统冲洪积层(Q4al＋pl)：主要分布在煤田外东北部喇嘛湾及南部马栅一带的黄河岸边，厚约0-25、00m，岩性为粉砂、中粗砂及亚粘土。煤田内各大冲沟也有分布，但面积小，连续性差，厚O、50m-5、50m，岩性为砂、砂砾、淤泥等。舍孔隙潜水，局部富水性较好，但极不均匀，且分布范围小。形不成具工业开采价值的水源地。1978年曾在薛家湾一带进行抽水试验，地下水位埋深0、72m-1、11m，水位标高1122、92m-1131、30m，单位涌水量0、067L/s、m-0、255L/s、m。
3、第四系上更新统马兰组(Q3m)：黄土层。淡黄、褐黄色，粒度均匀。垂直节理发育，局部含钙质结核，基本全区分布，厚0、00-155、00m。透水性好。局部与基岩及红土层接触面有泉水出露，流量甚微，多为0、01L/s-1、00L/s，季节性变化显著，直接受大气降水补给。
4、第三系红土层(N2)：主要由红色粘土与亚粘土组成，含钙质结核，底部为一薄层胶结极疏松的砂质砾岩。局部与基岩接触面的风化壳见有泉出露，流量极微，一般为0、01L/8-0、05L/8，最大0、35L/s。断续分布。为隔水层。
5、三叠系下统和尚沟组(T1h)：主要分布于煤田的西南部，出露于马栅、东桃树梁一带，厚度大于165m，岩性为棕红色砂岩、砂质泥岩、浅灰色中、细砂岩不等厚互层。地表见有极少量泉，流量0、01 L/8-0、32L/s，富水性极差。
6、三叠系下统刘家沟组(T1L)：主要分布于煤田西部，出露于煤田西南角边缘，厚度257、00m-385、00m。以浅灰、微粉红色细、中、粗砂岩为主，奥棕红、紫红色砂质泥岩。砂岩中常见交错层理，在沟谷切割深处见有少量裂隙泉出露，流量普遍小于0、10L/s。
7、二叠系上统石千峰组(P2sh)：分布于煤田西部。厚度>170m，岩性为紫红、黄绿、灰绿、褐黄色砂岩、砂质泥岩、泥岩、粘土岩不等厚互层。砂岩胶结疏松、孔隙较发育，地表见有少量泉，流量0、04L/s-0、40L/s。
8、二叠系上统上石盒子组(P2s)：主耍分布于煤田中、西部，厚度>290m。中上部岩性以紫红、灰绿色砂质泥岩、泥岩为主夹黄绿、浅灰白色粗砂岩；下部以灰绿、黄绿色中、粗砂岩为主，夹暗紫色泥岩、砂质泥岩。地表见有较多泉出露，流量一般为0、02L/s-1、00L/s。最大3、0L/s(出露于黄土与P2s接触面周围)。水质以HC03-ca·Mg型为主。矿化度0、2g/L。
9、二叠系下统下石盒子组(Plx)：基本全煤田分布，主要出露于煤田中、东部各大沟谷及支沟中，厚度一般为40m-120m。中、上部为黄褐、紫红色泥岩、粘土岩、砂质泥岩夹薄层黄绿色砂岩；下部为灰黄色中、粗砂岩央薄层紫红、灰绿色砂质泥岩。中、上部砂质泥岩、泥岩段为较好的隔水层。隔水性良好。下部的砂岩孔隙、裂隙较发育，常见有较多的下降泉出露，但流量较小，多在0,01L/s-0、6L/s间，最大1、18L/s。水质以HC03-Ca·Mg型为主，矿化度0、2g/l。
二、区域煤层直接充水含水层地下水的循环
准格尔煤田的主要可采煤层为5、6、9号煤。开发5、6、9号煤的直接充水含水层为二叠系下统山西组砂岩裂隙含水岩组，石炭系上统太原组砂岩裂隙含水岩组。区域煤层直接充水含水层的补、径、排概况如下：
1、补给：直接充水含水层地下水的补给源以大气降水为主，大气降水通过零星出露的煤系地层露头或黄土覆盖的隐伏煤系地层露头垂直下渗补给，决定补给量多少的主要因素是降水量与降水形式、补给区的大小。本区的年降水量在400mm左右，且多集中在7、8、9三个月。降水形式以暴雨与雷阵雨为主。降水最少且集中加之地形起伏大、沟谷纵横不利于降水的人渗。而易形成表流沿纵横发育之沟谷集中排人黄河。煤系地层出露处普遍地形坡度较大，植被稀少。对排泄大气降水有利。因补给量非常有限，煤层直接充水古水层补给来源贫乏，决定了其富水性差，水文地质条件简单。
2、径流：地下水接受补给后，受煤田总体构造轮廓的控制。总体为由东向西运动，在煤田的北部为由北及北东向南西运动，局部地段由于煤系地，层的起伏或透水性的差异以及煤层风化等因素的影响而略有变化。
3、排泄：地下水排泄有如下几种形式：在煤田西部以侧向径流的形式排出区外；地下水径流至煤田的西南部，以侧向径流的形式排出区外或排入黄河；在有利地形部位(如切割较深的沟谷、洼地)以泉的形式排出地表；在局部地下水埋藏浅的部位以蒸发的形式排泄，但因该区地下水位埋藏普遍较深，此类排泄量微乎其微。
综上。本煤田降水量少。煤层直接充水含水层补给区面积小。地形起伏大，沟谷纵横且切割深，无良好的汇水地形。构造总体为向西倾斜，具波状起伏的单斜。对地下水的富集、储存不利。煤层直接充水禽水层的补给量极小，富水性差，水文地质条件简单。