中國煤田區域水文地質概況（一、華北賦煤區）
作者：佚名
2010-06-05 09:22
來源：不詳
一、華北賦煤區水文地質概況
根據水文地質條件的不同，華北賦煤區可分為沁水煤田、鄂爾多斯東緣含煤區、渭北煤田、太行山東含煤區、京唐含煤區、豫西和徐淮含煤區，各區的水文地質條件有所不同。
1、、區域含水層
① 煤系基底為巨厚的寒武奧陶系灰巖 厚約800余m，出露廣泛,接受大氣降水后形成儲量巨大的強含水層。根據寒武奧陶系灰巖與煤系地層之間沉積的隔水層在各地區變化狀況，大致可分為三種類型： ·隔水層厚度在百余m以上。所處地區構造相對簡單，寒武奧陶系灰巖水對煤系地層威脅較小，如沁水盆地、京唐地區、兩淮地區等。 ·隔水層厚度較薄，約為30~50m。所處地區構造相對較復雜，使寒武奧陶系灰巖水與煤系地層含水層發生水力聯系，并對煤層造成充水威脅，如太行山東含煤區 。 ·奧陶系地層缺失。在豫西臨汝一帶缺失奧陶系地層。使寒武系灰巖成為煤系地層的基底，但寒武系灰巖出露不夠廣泛，巖層的富水性較差，如平頂山礦區多數礦井在開采一、二號煤層時發生寒武系灰巖突水，淹沒礦井，但在較短時間內即可將水排干，恢復生產，說明寒武系灰巖外來補給不充裕，巖層富水性不強，對煤系地層和煤層開采威脅較小。上述三種不同類型對煤層氣賦存有不同作用，見后述。
② 太原組薄層灰巖 厚度為1~2m至6~7m，層數為幾層到十幾層，各地不等，常為煤層的直接頂板。含水性弱～中等，對煤層影響較大，但由于厚度薄，水的儲存量小，在無補給或少量補給的情況下，煤層開采后很快就可以疏干，如遇較大斷裂與奧陶系灰巖發生水力聯系，外來補給充裕，則對煤層的開采和煤層氣影響則較大。
③ 煤系地層上覆的砂巖地層 厚度較大，除地表風化帶和裂隙發育的淺部富水性較強外，一般隨深度加深，裂隙逐漸減小，富水性逐步變弱，在一般開采深度對煤層氣影響較小。
④ 巨厚新生界覆蓋層 僅開平向斜、兩淮煤田和太行山東麓少數煤田賦存有巨厚的新生界覆蓋層，對煤系地層影響較大。一種情況，新生界覆蓋層巨厚，接受大氣降水后直接補給煤層頂部或夾于煤系地層中的裂隙砂巖，由于覆蓋層巨厚，水儲存量大，形成了充沛的補給來源，如開平向斜。另一種如兩淮煤田，新生界覆蓋層巨厚，自上而下分為四個含水層，間含三層隔水層，新生界含水層與煤系地層的含水層相隔，使煤田的水文地質條件簡單化，形成了兩淮地區獨特的水文地質條件。
（2）、沁水煤田、渭北煤田、鄂爾多斯東緣含煤區 本區屬大陸性氣候，年降雨量為400-580 毫米。石炭－二疊系煤系的為奧陶系峰峰組，厚約50~100余m，為極弱含水層，與太原組、本溪組隔水層相加，厚約百余m，成為這一地區的相對隔水層，把奧陶系上、下馬家溝組的巨厚巖溶裂隙含水層與煤系地層隔絕開來，使煤系地層的水文地質條件趨于簡單化。煤系地層的含水層為太原組薄層灰巖，下二疊統山西組、下石盒子組的砂巖。太原組薄層灰巖的單位涌水量0.0004~0.108L/s.m。山西組、下石盒子組砂巖的單位涌水量0.00005~0.137 L/s.m，滲透系數0.0002~0.137m/d。這二個含水層的含水性微弱，水動力小。 太原組薄層灰巖及山西組、下石盒子組砂巖的降雨補給有限，水質皆為HCO3-Ca.Mg型，礦化度皆小于0.5g/l。地下水逕流緩慢。由于構造形式皆為單斜或向斜一翼，故以靜水壓力將煤層氣封閉于單斜的中深部。
（3）、太行山東含煤區本區含水層為巨厚的奧陶系巖溶裂隙含水層，厚約600余m，上覆本溪組厚度30m左右。當斷裂斷距較大時，奧陶系灰巖與太原組薄層灰巖或山西組砂巖直接接觸，上、下含水層發生水力聯系。含水層水動力強，補給、涇流、排泄體系完整。本區西部皆為廣泛出露的寒武、奧陶系灰巖，面積可達千余平方公里，接受大氣降雨后形成了巨厚的奧陶系灰巖巖溶裂隙水。當煤田中有背斜或抬升地層出露時，由于地層阻擋，灰巖泉水即出露地表，形成了完整的補逕排系統。 本區為斷塊構造，導致煤系地層中的太原組薄層灰巖和山西組砂巖與奧陶系直接接觸，發生水力聯系，因此煤層中煤層氣被奧灰水攜帶運移，形成無氣或貧氣地區，如邢臺礦區、峰峰礦區鼓山西的和村－孫莊向斜、安陽礦區珍珠泉以西塊段、鶴壁礦區小南海泉群以西塊段等。東部，寒武奧陶系地下水流向為由西向東，隨著深度的增加巖溶裂隙隨之減少，水壓由+130m~-500m左右, 水位年變化幅度為10~20m。在深部對煤系地層形成了巨大的水壓。由于邯邢深大斷裂的阻隔，奧灰水在這一帶只有補給、逕流，無排泄地點，地下水的水化學類型為Cl-Na型，礦化度為5g/l左右，充分顯示了地下水呈停滯狀態。
（4）、豫西煤田 該區地形為低山丘陵和平原，年降雨量為700~800毫米。其顯著特點為，缺失奧陶系灰巖，煤系直接超覆于寒武系上。寒武系灰巖單位涌水量為1.325~0.0000718 L/s.m，滲透系數為4.8~0.00075 m/d，水化學類型為HCO3-Ca.Mg型水，礦化度為0.255-0.324 g/l。含水性為中等偏弱。而煤系地層的薄層灰巖其單位涌水量為0.302~0.0000479 L/s.m，滲透系數2.93~0.000458 m/d, 水化學類型為HCO3-Ca.Mg型，礦化度為0.55g/l左右。其含水性微弱，煤系砂巖層單位涌水量0.45~0.000217 L/s.m，滲透系數4.0~0.000721 m/d，水化學類型HCO3-Na.Ca型水，礦化度為0.37g/l左右，含水性微弱。 煤系地層的下伏、上覆和夾于煤系的含水層，除寒武系灰巖水有時略大一點可造成礦井突水外，其余的含水性都較弱，地下水逕流緩慢，可以其靜水壓力對煤層氣進行封閉，形成煤層氣區域性富集。其中的平頂山礦區地下水由西南流向北東方向，水壓由+80~-400m，對煤層形成了較大壓力，地下水的年變化幅度小，為3~7m。
（5）、徐淮含煤區 本區計有四個煤田，本書敘述以兩淮為主。該區地形基本上為一西北高東南低的沖積洪積平原區，年降雨量為750~900 毫米。煤系地層上覆新生界松散層，厚度較大，200-400m。煤田呈軸向NWW~EW向的復向斜構造，兩翼發育有一系列走向壓扭性逆斷層，部分地層直立倒轉。煤田內部走向逆斷層也較發育。 主要含水層為新生界松散孔隙含水層，分為四含三隔，特別是底含和三含對煤田有重要影響。底含的單位涌水量0.0176~0.8311 L/s.m，滲透系數0.002226~2.367m/d，水化學類型為Cl- K+Na型水，三含與上部含水層有一些水力聯系，單位涌水量0.025~2.3L/s.m。滲透系數0.82~15.98m/d，水化學類型為Cl- K+Na型水，礦化度為0.8~2.69g/L。因此，含水層補給源貧乏，地下水運移緩慢，近于停滯，垂直滲透性差，近于封閉狀態，含水層以儲存量為主。
煤系地層中，砂巖裂隙含水層單位涌水量為0.00152~0.8911 L/s.m，滲透系數為0.00152~2.37m/d，礦化度為2.368~2.45g/l，水化學類型為Cl-K+Na型。含水層含水性極弱。太原組薄層灰巖其單位涌水量為0.00105~0.224 L/s.m，滲透系數為0.0017~3.09m/d，礦化度1.9~2.99g/l，水化學類型為Cl-K+Na型。煤系地層砂巖、薄層灰巖含水性微弱，地下水逕流緩慢或停滯。 四含覆蓋于煤系地層之上，其地下水運移緩慢或停滯，對煤系地層幾乎沒有補給。
關鍵詞：華北水文地質煤田
根據水文地質條件的不同，華北賦煤區可分為沁水煤田、鄂爾多斯東緣含煤區、渭北煤田、太行山東含煤區、京唐含煤區、豫西和徐淮含煤區，各區的水文地質條件有所不同。
1、、區域含水層
① 煤系基底為巨厚的寒武奧陶系灰巖 厚約800余m，出露廣泛,接受大氣降水后形成儲量巨大的強含水層。根據寒武奧陶系灰巖與煤系地層之間沉積的隔水層在各地區變化狀況，大致可分為三種類型： ·隔水層厚度在百余m以上。所處地區構造相對簡單，寒武奧陶系灰巖水對煤系地層威脅較小，如沁水盆地、京唐地區、兩淮地區等。 ·隔水層厚度較薄，約為30~50m。所處地區構造相對較復雜，使寒武奧陶系灰巖水與煤系地層含水層發生水力聯系，并對煤層造成充水威脅，如太行山東含煤區 。 ·奧陶系地層缺失。在豫西臨汝一帶缺失奧陶系地層。使寒武系灰巖成為煤系地層的基底，但寒武系灰巖出露不夠廣泛，巖層的富水性較差，如平頂山礦區多數礦井在開采一、二號煤層時發生寒武系灰巖突水，淹沒礦井，但在較短時間內即可將水排干，恢復生產，說明寒武系灰巖外來補給不充裕，巖層富水性不強，對煤系地層和煤層開采威脅較小。上述三種不同類型對煤層氣賦存有不同作用，見后述。
② 太原組薄層灰巖 厚度為1~2m至6~7m，層數為幾層到十幾層，各地不等，常為煤層的直接頂板。含水性弱～中等，對煤層影響較大，但由于厚度薄，水的儲存量小，在無補給或少量補給的情況下，煤層開采后很快就可以疏干，如遇較大斷裂與奧陶系灰巖發生水力聯系，外來補給充裕，則對煤層的開采和煤層氣影響則較大。
③ 煤系地層上覆的砂巖地層 厚度較大，除地表風化帶和裂隙發育的淺部富水性較強外，一般隨深度加深，裂隙逐漸減小，富水性逐步變弱，在一般開采深度對煤層氣影響較小。
④ 巨厚新生界覆蓋層 僅開平向斜、兩淮煤田和太行山東麓少數煤田賦存有巨厚的新生界覆蓋層，對煤系地層影響較大。一種情況，新生界覆蓋層巨厚，接受大氣降水后直接補給煤層頂部或夾于煤系地層中的裂隙砂巖，由于覆蓋層巨厚，水儲存量大，形成了充沛的補給來源，如開平向斜。另一種如兩淮煤田，新生界覆蓋層巨厚，自上而下分為四個含水層，間含三層隔水層，新生界含水層與煤系地層的含水層相隔，使煤田的水文地質條件簡單化，形成了兩淮地區獨特的水文地質條件。
（2）、沁水煤田、渭北煤田、鄂爾多斯東緣含煤區 本區屬大陸性氣候，年降雨量為400-580 毫米。石炭－二疊系煤系的為奧陶系峰峰組，厚約50~100余m，為極弱含水層，與太原組、本溪組隔水層相加，厚約百余m，成為這一地區的相對隔水層，把奧陶系上、下馬家溝組的巨厚巖溶裂隙含水層與煤系地層隔絕開來，使煤系地層的水文地質條件趨于簡單化。煤系地層的含水層為太原組薄層灰巖，下二疊統山西組、下石盒子組的砂巖。太原組薄層灰巖的單位涌水量0.0004~0.108L/s.m。山西組、下石盒子組砂巖的單位涌水量0.00005~0.137 L/s.m，滲透系數0.0002~0.137m/d。這二個含水層的含水性微弱，水動力小。 太原組薄層灰巖及山西組、下石盒子組砂巖的降雨補給有限，水質皆為HCO3-Ca.Mg型，礦化度皆小于0.5g/l。地下水逕流緩慢。由于構造形式皆為單斜或向斜一翼，故以靜水壓力將煤層氣封閉于單斜的中深部。
（3）、太行山東含煤區本區含水層為巨厚的奧陶系巖溶裂隙含水層，厚約600余m，上覆本溪組厚度30m左右。當斷裂斷距較大時，奧陶系灰巖與太原組薄層灰巖或山西組砂巖直接接觸，上、下含水層發生水力聯系。含水層水動力強，補給、涇流、排泄體系完整。本區西部皆為廣泛出露的寒武、奧陶系灰巖，面積可達千余平方公里，接受大氣降雨后形成了巨厚的奧陶系灰巖巖溶裂隙水。當煤田中有背斜或抬升地層出露時，由于地層阻擋，灰巖泉水即出露地表，形成了完整的補逕排系統。 本區為斷塊構造，導致煤系地層中的太原組薄層灰巖和山西組砂巖與奧陶系直接接觸，發生水力聯系，因此煤層中煤層氣被奧灰水攜帶運移，形成無氣或貧氣地區，如邢臺礦區、峰峰礦區鼓山西的和村－孫莊向斜、安陽礦區珍珠泉以西塊段、鶴壁礦區小南海泉群以西塊段等。東部，寒武奧陶系地下水流向為由西向東，隨著深度的增加巖溶裂隙隨之減少，水壓由+130m~-500m左右, 水位年變化幅度為10~20m。在深部對煤系地層形成了巨大的水壓。由于邯邢深大斷裂的阻隔，奧灰水在這一帶只有補給、逕流，無排泄地點，地下水的水化學類型為Cl-Na型，礦化度為5g/l左右，充分顯示了地下水呈停滯狀態。
（4）、豫西煤田 該區地形為低山丘陵和平原，年降雨量為700~800毫米。其顯著特點為，缺失奧陶系灰巖，煤系直接超覆于寒武系上。寒武系灰巖單位涌水量為1.325~0.0000718 L/s.m，滲透系數為4.8~0.00075 m/d，水化學類型為HCO3-Ca.Mg型水，礦化度為0.255-0.324 g/l。含水性為中等偏弱。而煤系地層的薄層灰巖其單位涌水量為0.302~0.0000479 L/s.m，滲透系數2.93~0.000458 m/d, 水化學類型為HCO3-Ca.Mg型，礦化度為0.55g/l左右。其含水性微弱，煤系砂巖層單位涌水量0.45~0.000217 L/s.m，滲透系數4.0~0.000721 m/d，水化學類型HCO3-Na.Ca型水，礦化度為0.37g/l左右，含水性微弱。 煤系地層的下伏、上覆和夾于煤系的含水層，除寒武系灰巖水有時略大一點可造成礦井突水外，其余的含水性都較弱，地下水逕流緩慢，可以其靜水壓力對煤層氣進行封閉，形成煤層氣區域性富集。其中的平頂山礦區地下水由西南流向北東方向，水壓由+80~-400m，對煤層形成了較大壓力，地下水的年變化幅度小，為3~7m。
（5）、徐淮含煤區 本區計有四個煤田，本書敘述以兩淮為主。該區地形基本上為一西北高東南低的沖積洪積平原區，年降雨量為750~900 毫米。煤系地層上覆新生界松散層，厚度較大，200-400m。煤田呈軸向NWW~EW向的復向斜構造，兩翼發育有一系列走向壓扭性逆斷層，部分地層直立倒轉。煤田內部走向逆斷層也較發育。 主要含水層為新生界松散孔隙含水層，分為四含三隔，特別是底含和三含對煤田有重要影響。底含的單位涌水量0.0176~0.8311 L/s.m，滲透系數0.002226~2.367m/d，水化學類型為Cl- K+Na型水，三含與上部含水層有一些水力聯系，單位涌水量0.025~2.3L/s.m。滲透系數0.82~15.98m/d，水化學類型為Cl- K+Na型水，礦化度為0.8~2.69g/L。因此，含水層補給源貧乏，地下水運移緩慢，近于停滯，垂直滲透性差，近于封閉狀態，含水層以儲存量為主。
煤系地層中，砂巖裂隙含水層單位涌水量為0.00152~0.8911 L/s.m，滲透系數為0.00152~2.37m/d，礦化度為2.368~2.45g/l，水化學類型為Cl-K+Na型。含水層含水性極弱。太原組薄層灰巖其單位涌水量為0.00105~0.224 L/s.m，滲透系數為0.0017~3.09m/d，礦化度1.9~2.99g/l，水化學類型為Cl-K+Na型。煤系地層砂巖、薄層灰巖含水性微弱，地下水逕流緩慢或停滯。 四含覆蓋于煤系地層之上，其地下水運移緩慢或停滯，對煤系地層幾乎沒有補給。
關鍵詞：華北水文地質煤田
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