海拉尔盆地抽水试验止水方法的探究-发表论文__墨水学术,论文发表
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海拉尔盆地抽水试验止水方法的探究
姚忠岭1孙砥夫2郎宏伟3刘国4
(1.内蒙古煤田地质局231勘探队,内蒙古呼伦贝尔021000)
(2.内蒙古煤田地质局231勘探队,内蒙古呼伦贝尔021000)
(3.唐山开滦勘查设计有限公司,河北唐山063009)
(4.内蒙古煤田地质局231勘探队,内蒙古呼伦贝尔021000)
摘要:抽水试验是煤炭资源水文地质勘查的重要手段,止水可靠性直接关系到抽水试验的效果及成败,本文结合海拉尔盆地含煤地层的特点,探究适合其地层特征的止水方法。
关键词:抽水试验止水方法海拉尔软岩
1前言
抽水试验是煤炭资源地质勘查的重要手段,其目的是研究含水层重要水文地质特征,取得含水层水文地质参数,评价含水层的富水性,并为预计矿井涌水量与对地下水综合利用的评价提供资料[1]。止水是抽水试验的一个重要环节,止水的目的是为了隔离钻孔所贯穿的透水层或漏水带,封闭有害的和不用的含水层,进行分层观察和抽水试验,取得不同含水层(组)的水文地质资料[2]。止水效果如何,直接关系到抽水试验的质量和观测(地下水动态—水位、水量、水温、水质)资料的准确性,直接影响着煤炭资源地质勘查的经济效益。止水方法选择的恰当与否,决定了止水效果的可靠性,因此根据不同的岩层特征选择适合的止水方法就显得尤为重要了。
2常用止水方法
水文地质钻探经过尽几十年的生产实践,积累了丰富的止水方面的经验,止水方法多种多样,分类划分的依据也不尽相同。根据止水材料可分为:海带止水、粘土止水、桐油止水、沥青止水及橡胶止水等;根据止水器的不同可分为:支撑管式止水器、提拉压缩式止水器、胶囊止水器及托盘止水器等;根据水文钻孔止水位置的孔径可分为:同径止水和异径止水。每种止水方法的止水原理不尽相同,都有自己的优缺点及适应条件,应根据实际情况合理选择。
3海拉尔盆地赋煤地层特征
海拉尔盆地为海西褶皱基底上发育的晚中生代—古近纪断-坳陷盆地,控制盆地的边界断裂主要为北东向和北北东向,形成于早白垩世,之后经受了多期反转。盆地的沉积地层从下往上依次为:下侏罗统的布达特群、东宫组;上侏罗统的兴安岭群;下白垩统的铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组和伊敏组;上白垩统的青元岗组及上新统的呼查山组。煤层主要发育在南屯组上段、大磨拐河组上段和伊敏组中,伊敏组煤层的埋深大多不超过1000m,镜质体反射率<0.5%,位于褐煤阶段;大磨拐河组上段煤层埋深大多在1500m以内,镜质体反射率为0.35%~0.7%,为褐煤~气煤;南上段煤层埋深1000~2400m,镜质体反射率介于0.8%~1.5%之间,为气煤~焦煤。可以看出,伊敏组和绝大部分大磨拐河组上段煤在可商业性开发的深度范围内[3]。
因此伊敏组和大磨拐河组地层为海拉尔盆地煤炭资源地质勘查的主要目的层。伊敏组地层由灰白色泥岩、粉砂岩、砂岩、炭质泥岩组成,夹砾岩、砂砾岩,含多层煤,为湖沼相沉积。大磨拐河组地层由砂砾岩、砂泥岩及煤层组成,下部以砾岩、砂砾岩为主,夹泥岩、薄层粉砂岩及灰白色凝灰质粗砂岩;中部为灰白或灰黄色砾岩、砂岩、泥岩及煤层;上部为黄灰色凝灰质粗砂岩、砂岩、泥岩互层夹煤线。该组上部以一厚层泥岩为界与上覆伊敏组分开。统计分析盆地内多个勘查区的煤层顶底板物理力学性质,其抗压强度一般小于15MPa,岩石物理力学性质比较差,主要为软—极软岩类岩石。
伊敏组及大磨拐河组中煤层的直接充水含水层为煤层及煤层顶底板砂岩、砂砾岩含水层,煤炭资源地质勘查要研究这些含水层的水文地质特征,并通过抽水试验取得含水层水文地质参数,评价含水层的富水性,并预计矿井涌水量。抽水试验的止水层位一般为伊敏组和大磨拐河组中的泥岩及粉砂岩,通过上面叙述可知,止水