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摘要：阐述了宏鑫煤业水文地质情况，通过对其地表水、含水层、隔水层以及地下水补给与排泄的综合分析，得出了矿井充水的因素及水文地质类型属中等。
关键词:水文地质；充水因素；地质类型
中图分类号：F407文献标识码： A
1 郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司概况
郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司（以下简称宏鑫煤业）设计生产能力为15万吨/年，开采二1煤层，井田面积约0.7670km2。
本矿区位于河南省登封市告成镇，为登封煤田，区域地层区划属华北地层区嵩箕小区，区域内主要发育地层为寒武系、奥陶系中统、石炭系上统、二叠系、三叠系和第四系。其中，石炭系和二叠系为主要含煤地层。井田内发育有一组向南西倾伏的向斜构造。其中，朱家沟向斜由井田南东部斜穿而过，轴向为北东-南西向，向斜北西翼地层倾角9～16.5°，南北翼地层倾角8～14°。另外井田内还发育有F10断層、F9断层和F7断层。第一，F10断层：位于井田中部，延伸长度大于2000m，断层走向50°，倾向140°，倾角70°左右，落差30～70m，为南东盘下降，北西盘上升的正断层。第二，F9断层：位于井田中部，延伸长度大于1.5km，断层走向27～56°，倾向297～326°，倾角70°左右，落差10～30m。为北盘下降、南盘上升的正断层。第三，F7断层：位于本矿东南部界外，走向58°，倾向328°，倾角70°左右，落差20～80m。地质构造属中等。
2 井田水文地质情况
2.1 地表水
井田内地表无常年性河流，地面冲沟发育，仅雨季时有短暂水流，雨后即干。
2.2 井田主要含水层
（1）寒武～奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。该含水层厚度为50.46m，距二1煤层底板55.67m，具有自西向东逐渐增厚的趋势，岩性主要为石灰岩、白云质灰岩，白云岩夹薄层或厚层石灰岩组成，岩溶发育，但极不均一。含岩溶承压水，据浅部钻孔抽水资料，单位涌水量0.0096～1.86L/s·m，渗透系数为0.1567～5.85m/d，静水位标高为+221.48m，水质类型为HCO3-Ca·Mg型水，矿化度0.3～0.4g/L，富水性不均一。
（2）太原组下段灰岩含水层。主要由太原组下段L1～L4灰岩组成，层位稳定，厚度9.89m，距二1煤层底板36.61m。灰岩致密坚硬，但岩性较破碎，岩溶少见，裂隙较发育，但多被方解石充填。岩溶裂隙不甚发育，含岩溶裂隙承压水。钻孔单位涌水量0.37L/s·m，渗透系数为2.8m/d，水化学类型为HCO3-Ca或HCO3-Ca·Mg型，矿化度一般小于0.5g/L，静水位标高为+223.83m，该含水层富水性、导水性弱～中等，且极不均一。
（3）太原组上段灰岩含水层。为太原组上段L7～L8灰岩组成的含水层组，厚度7.76m，层位稳定，厚度4.94m，距二1煤层底板6.18m，岩溶裂隙发育，但不均一。含岩溶裂隙承压水。单位涌水量为0.014～0.664L/s·m，渗透系数为0.08～9.44m/d，静水位标高为+166.61～224.76m，水质为HCO3-Ca·Mg型，矿化度一般小于0.5g/L。
（4）二1煤层顶板砂岩含水层
在二1煤层之上60m范围内，发育2～3层中～粗粒砂岩，累计厚度16.60m，距二1煤层顶板25.89m。砂岩岩性坚硬，裂隙不甚发育，且多被方解石充填，钻孔单位涌水量为0.00049～0.034L/s·m，渗透系数为0.006494～0.28m/d，静水位标高+218.54～269.48m，水化学类型为HCO3·Cl·CO3·SO4-(K+Na)型。该含水层主要以顶板淋水形式向矿坑充水，水量较小，富水性弱且不均一。
2.3 隔水层
主要隔水岩层有：
（1）本溪组铝土质泥岩段。由浅灰色铝土岩及铝土质泥岩组成，具鲕状和豆状结构，含黄铁矿结核及团块，局部呈层状，平均厚6.05m，厚度不均一，隔水性能一般。正常情况下能够阻隔太原组含水层与下部奥灰含水层之间的水力联系，但在个别岩层薄弱地带或构造发育地带将失去隔水作用。
（2）太原组中部砂泥岩段。自L4石灰岩顶至L7石灰岩底，岩性主要由泥岩、砂质泥岩、砂岩等碎屑岩组成，以泥岩、砂质泥岩为主，间夹薄层灰岩及胡氏砂岩，厚度一般20.76m左右。正常情况下，隔水性能良好，能够阻隔太原组上、下部含水层之岩溶裂隙水充入矿坑，是太原组上、下段灰岩含水层之间的良好隔水层，但在个别岩层薄弱地带或构造发育地带将失去隔水作用。
（3）二1煤层底板隔水层。自二1煤层底板至太原组上段灰岩顶之间的碎屑岩段，岩性以砂质泥岩、粉细粒砂质为主（底部夹一薄层灰岩或灰岩透镜体），厚度一般6.18m左右，其分布连续，层位稳定，裂隙不发育，透水性差，隔水性良好，为二1煤层与太原组上段灰岩含水层间的良好隔水层，但由于二1煤层采动后的底板扰动，该隔水层将失去隔水作用。
（4）二1煤层顶板隔水层。自二1煤层顶板之上60m范围内，岩性主要由泥岩、砂质泥岩、粉～细粒砂岩等组成，厚度一般20～30m，层位稳定，裂隙不发育，透水性差，隔水性能较好，一般可阻隔二1煤层顶板砂岩之间的水力联系。二1煤层采动后，冒裂带导通上下含水层的水力联系，该隔水层将失去隔水作用。
2.4 地下水的补给与排泄
（1）地下水的补给。矿区地下水的补给主要有大气降水的补给、地表径流的补给、地下径流补给和老空区的补给等四种形式。第一，大气降水的补给。本区为大陆性半干燥气候区，大气降水多集中在7、8、9月份。虽然区内基岩出露条件较好，但因地形高低起伏变化较大，地表径流、排泄条件好，其渗入补给作用弱，加之二1煤层顶板有较厚的隔水层的阻隔，补给量有限。矿井在二1煤层浅部开采，受采动影响，地面塌陷区产生了许多导水裂隙，破坏了煤层顶部的隔水层，雨水将通过采动裂隙渗入矿井，造成矿井涌水量在雨季明显增加；第二，地下水径流补给。受各含水层储水条件（或水压力状态）的改变及隔水层厚度变化和矿区范围内断裂构造的影响，各主要含水层之间常常发生水力联系，形成含水层之间的补给即地下径流的补给或“越流”补给；第三，矿区及井田外存在小窑或老空区，它们的存在对矿井安全生产是个隐患，亦构成矿井地下水的一个补给途径。
（2）地下水的排泄。在矿井开采条件下，本矿及周围煤矿的开采排水成为矿区地下水排泄的主要途径。
3 矿井充水因素分析和井田水文地质类型
3.1 矿井充水因素分析
根据井田实际涌水量及水文地质情况的分析，该矿井的主要充水因素有：
（1）大气降水。是地下水的主要补给来源，通过基岩裂隙及松散堆积物空隙渗入地下，在裂隙沟通的情况下进入矿坑，矿井涌水量受大气降水季节变化影响具有明显的动态变化特征。
（2）含水层水。其一，二1煤层顶板砂岩含水层直接覆盖于二1煤层之上，当回采落顶后，顶板砂岩裂隙承压水将首先充入矿坑，是矿井主要充水水源之一。其二，二1煤层底板灰岩岩溶裂隙承压水。该含水层厚度较小，岩溶裂隙发育极不均一，富水性较弱，但在受到构造破坏或采矿活动破坏严重时，或与下伏太原组下段灰岩及奥陶系灰岩强含水层沟通时，则有可能造成水害事故。
（3）采空区积水。在矿区东南部存在两个不同程度的二1煤层积水区，临近该区域生产时，应对采空区进行超前探放水，防止水害发生。
3.2 井田水文地质类型
（1）地表水、大气降水、二1煤层顶板砂岩含水层、太原组下段灰岩水及奥陶系灰岩水均可对受采掘破坏或影响的含水层及水体给予一定的补给，因此为中等类型。
（2）矿井及周边存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚，属中等类型。
（3）目前矿井实际涌水量为56m3/h，属简单类型。
（4）寒武～奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层突水系数为0.01 MPa/m，太原组下段灰岩含水层突水系数为0.02 MPa/m，证明寒武～奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层和太原组下段灰岩含水层无突水危险。属简单类型。
（5）开采受水害影响程度为中等。
（6）经以上各条分析，防治水工作易于进行。因此，该项指标定为中等。
宏鑫煤业二1煤层水文地质类型综合评价属中等。
4 结语
通过对宏鑫煤业井田水文地质地表河流、井田含水层、井田隔水层、地下水补给、排泄条件的阐述，得出本井田水文地质类型属中等的结论。
关键词:水文地质；充水因素；地质类型
中图分类号：F407文献标识码： A
1 郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司概况
郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司（以下简称宏鑫煤业）设计生产能力为15万吨/年，开采二1煤层，井田面积约0.7670km2。
本矿区位于河南省登封市告成镇，为登封煤田，区域地层区划属华北地层区嵩箕小区，区域内主要发育地层为寒武系、奥陶系中统、石炭系上统、二叠系、三叠系和第四系。其中，石炭系和二叠系为主要含煤地层。井田内发育有一组向南西倾伏的向斜构造。其中，朱家沟向斜由井田南东部斜穿而过，轴向为北东-南西向，向斜北西翼地层倾角9～16.5°，南北翼地层倾角8～14°。另外井田内还发育有F10断層、F9断层和F7断层。第一，F10断层：位于井田中部，延伸长度大于2000m，断层走向50°，倾向140°，倾角70°左右，落差30～70m，为南东盘下降，北西盘上升的正断层。第二，F9断层：位于井田中部，延伸长度大于1.5km，断层走向27～56°，倾向297～326°，倾角70°左右，落差10～30m。为北盘下降、南盘上升的正断层。第三，F7断层：位于本矿东南部界外，走向58°，倾向328°，倾角70°左右，落差20～80m。地质构造属中等。
2 井田水文地质情况
2.1 地表水
井田内地表无常年性河流，地面冲沟发育，仅雨季时有短暂水流，雨后即干。
2.2 井田主要含水层
（1）寒武～奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。该含水层厚度为50.46m，距二1煤层底板55.67m，具有自西向东逐渐增厚的趋势，岩性主要为石灰岩、白云质灰岩，白云岩夹薄层或厚层石灰岩组成，岩溶发育，但极不均一。含岩溶承压水，据浅部钻孔抽水资料，单位涌水量0.0096～1.86L/s·m，渗透系数为0.1567～5.85m/d，静水位标高为+221.48m，水质类型为HCO3-Ca·Mg型水，矿化度0.3～0.4g/L，富水性不均一。
（2）太原组下段灰岩含水层。主要由太原组下段L1～L4灰岩组成，层位稳定，厚度9.89m，距二1煤层底板36.61m。灰岩致密坚硬，但岩性较破碎，岩溶少见，裂隙较发育，但多被方解石充填。岩溶裂隙不甚发育，含岩溶裂隙承压水。钻孔单位涌水量0.37L/s·m，渗透系数为2.8m/d，水化学类型为HCO3-Ca或HCO3-Ca·Mg型，矿化度一般小于0.5g/L，静水位标高为+223.83m，该含水层富水性、导水性弱～中等，且极不均一。
（3）太原组上段灰岩含水层。为太原组上段L7～L8灰岩组成的含水层组，厚度7.76m，层位稳定，厚度4.94m，距二1煤层底板6.18m，岩溶裂隙发育，但不均一。含岩溶裂隙承压水。单位涌水量为0.014～0.664L/s·m，渗透系数为0.08～9.44m/d，静水位标高为+166.61～224.76m，水质为HCO3-Ca·Mg型，矿化度一般小于0.5g/L。
（4）二1煤层顶板砂岩含水层
在二1煤层之上60m范围内，发育2～3层中～粗粒砂岩，累计厚度16.60m，距二1煤层顶板25.89m。砂岩岩性坚硬，裂隙不甚发育，且多被方解石充填，钻孔单位涌水量为0.00049～0.034L/s·m，渗透系数为0.006494～0.28m/d，静水位标高+218.54～269.48m，水化学类型为HCO3·Cl·CO3·SO4-(K+Na)型。该含水层主要以顶板淋水形式向矿坑充水，水量较小，富水性弱且不均一。
2.3 隔水层
主要隔水岩层有：
（1）本溪组铝土质泥岩段。由浅灰色铝土岩及铝土质泥岩组成，具鲕状和豆状结构，含黄铁矿结核及团块，局部呈层状，平均厚6.05m，厚度不均一，隔水性能一般。正常情况下能够阻隔太原组含水层与下部奥灰含水层之间的水力联系，但在个别岩层薄弱地带或构造发育地带将失去隔水作用。
（2）太原组中部砂泥岩段。自L4石灰岩顶至L7石灰岩底，岩性主要由泥岩、砂质泥岩、砂岩等碎屑岩组成，以泥岩、砂质泥岩为主，间夹薄层灰岩及胡氏砂岩，厚度一般20.76m左右。正常情况下，隔水性能良好，能够阻隔太原组上、下部含水层之岩溶裂隙水充入矿坑，是太原组上、下段灰岩含水层之间的良好隔水层，但在个别岩层薄弱地带或构造发育地带将失去隔水作用。
（3）二1煤层底板隔水层。自二1煤层底板至太原组上段灰岩顶之间的碎屑岩段，岩性以砂质泥岩、粉细粒砂质为主（底部夹一薄层灰岩或灰岩透镜体），厚度一般6.18m左右，其分布连续，层位稳定，裂隙不发育，透水性差，隔水性良好，为二1煤层与太原组上段灰岩含水层间的良好隔水层，但由于二1煤层采动后的底板扰动，该隔水层将失去隔水作用。
（4）二1煤层顶板隔水层。自二1煤层顶板之上60m范围内，岩性主要由泥岩、砂质泥岩、粉～细粒砂岩等组成，厚度一般20～30m，层位稳定，裂隙不发育，透水性差，隔水性能较好，一般可阻隔二1煤层顶板砂岩之间的水力联系。二1煤层采动后，冒裂带导通上下含水层的水力联系，该隔水层将失去隔水作用。
2.4 地下水的补给与排泄
（1）地下水的补给。矿区地下水的补给主要有大气降水的补给、地表径流的补给、地下径流补给和老空区的补给等四种形式。第一，大气降水的补给。本区为大陆性半干燥气候区，大气降水多集中在7、8、9月份。虽然区内基岩出露条件较好，但因地形高低起伏变化较大，地表径流、排泄条件好，其渗入补给作用弱，加之二1煤层顶板有较厚的隔水层的阻隔，补给量有限。矿井在二1煤层浅部开采，受采动影响，地面塌陷区产生了许多导水裂隙，破坏了煤层顶部的隔水层，雨水将通过采动裂隙渗入矿井，造成矿井涌水量在雨季明显增加；第二，地下水径流补给。受各含水层储水条件（或水压力状态）的改变及隔水层厚度变化和矿区范围内断裂构造的影响，各主要含水层之间常常发生水力联系，形成含水层之间的补给即地下径流的补给或“越流”补给；第三，矿区及井田外存在小窑或老空区，它们的存在对矿井安全生产是个隐患，亦构成矿井地下水的一个补给途径。
（2）地下水的排泄。在矿井开采条件下，本矿及周围煤矿的开采排水成为矿区地下水排泄的主要途径。
3 矿井充水因素分析和井田水文地质类型
3.1 矿井充水因素分析
根据井田实际涌水量及水文地质情况的分析，该矿井的主要充水因素有：
（1）大气降水。是地下水的主要补给来源，通过基岩裂隙及松散堆积物空隙渗入地下，在裂隙沟通的情况下进入矿坑，矿井涌水量受大气降水季节变化影响具有明显的动态变化特征。
（2）含水层水。其一，二1煤层顶板砂岩含水层直接覆盖于二1煤层之上，当回采落顶后，顶板砂岩裂隙承压水将首先充入矿坑，是矿井主要充水水源之一。其二，二1煤层底板灰岩岩溶裂隙承压水。该含水层厚度较小，岩溶裂隙发育极不均一，富水性较弱，但在受到构造破坏或采矿活动破坏严重时，或与下伏太原组下段灰岩及奥陶系灰岩强含水层沟通时，则有可能造成水害事故。
（3）采空区积水。在矿区东南部存在两个不同程度的二1煤层积水区，临近该区域生产时，应对采空区进行超前探放水，防止水害发生。
3.2 井田水文地质类型
（1）地表水、大气降水、二1煤层顶板砂岩含水层、太原组下段灰岩水及奥陶系灰岩水均可对受采掘破坏或影响的含水层及水体给予一定的补给，因此为中等类型。
（2）矿井及周边存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚，属中等类型。
（3）目前矿井实际涌水量为56m3/h，属简单类型。
（4）寒武～奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层突水系数为0.01 MPa/m，太原组下段灰岩含水层突水系数为0.02 MPa/m，证明寒武～奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层和太原组下段灰岩含水层无突水危险。属简单类型。
（5）开采受水害影响程度为中等。
（6）经以上各条分析，防治水工作易于进行。因此，该项指标定为中等。
宏鑫煤业二1煤层水文地质类型综合评价属中等。
4 结语
通过对宏鑫煤业井田水文地质地表河流、井田含水层、井田隔水层、地下水补给、排泄条件的阐述，得出本井田水文地质类型属中等的结论。