劉 欽，孫亞軍，徐智敏，王 鑫，張成行，姚明豪

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

西部地區(qū)特殊的成巖環(huán)境和沉積過(guò)程造成西部地區(qū)廣泛分布著中生代侏羅系、白堊系極弱膠結(jié)地層。弱膠結(jié)地層中以弱膠結(jié)砂巖為主，其膠結(jié)性質(zhì)、水理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)與常規(guī)砂巖或軟巖有著顯著的差異[1-4]。該地層成巖時(shí)間較晚、膠結(jié)程度差、強(qiáng)度低、易風(fēng)化、遇水泥化崩解，是一種特殊軟巖[5-6]。目前我國(guó)西部煤炭資源開(kāi)采中遇到的問(wèn)題大多集中在弱膠結(jié)砂巖中巷道支護(hù)上[7]。國(guó)內(nèi)大多學(xué)者對(duì)西部地區(qū)水文地質(zhì)條件的基本認(rèn)識(shí)是降水少、干旱缺水、礦井水害危害小，但在實(shí)際的煤礦建設(shè)與開(kāi)采中，遇到涌水量大且持續(xù)穩(wěn)定的情況時(shí)有發(fā)生[8-10]。由于弱膠結(jié)砂巖強(qiáng)度低、黏聚力小導(dǎo)致巖石取芯率低、試驗(yàn)難度大，以往工作難以掌握其復(fù)雜的力學(xué)性質(zhì)及水理性質(zhì)，所以對(duì)弱膠結(jié)砂巖的地下水滲流特征等方面研究很少，很大程度上不能滿足礦業(yè)工程、地質(zhì)工程建設(shè)以及干旱缺水地區(qū)保水采煤的基礎(chǔ)理論需求。

新疆哈密大南湖五號(hào)礦井位于新疆吐哈煤田大南湖礦區(qū)東部，距離天山東麓雪線以南約150 km處，侏羅系砂巖具有滲透性好、富水性強(qiáng)、靜儲(chǔ)量大、高礦化度等典型水文地質(zhì)特征。隨著對(duì)侏羅系弱膠結(jié)砂巖含水層大規(guī)模群孔抽水試驗(yàn)的不斷進(jìn)行，含水層滲透系數(shù)有明顯逐漸增大的趨勢(shì):從最初的煤田勘探數(shù)據(jù)0.18 m/d增長(zhǎng)至抽水試驗(yàn)后期的4.33 m/d[11-12]。弱膠結(jié)砂巖含水層滲透性增大效應(yīng)給煤礦防治水造成了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，并且伴有大量水資源流失現(xiàn)象。本文以新疆哈密大南湖礦區(qū)侏羅系弱膠結(jié)砂巖為對(duì)象，對(duì)完整標(biāo)準(zhǔn)巖樣進(jìn)行室內(nèi)滲流實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、理論分析手段研究弱膠結(jié)砂巖孔隙結(jié)構(gòu)特征在水巖作用下的演變規(guī)律，并提出弱膠結(jié)砂巖含水層的保水采煤指導(dǎo)意義。

1 研究區(qū)概況

1.1 研究區(qū)地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

弱膠結(jié)砂巖成巖地質(zhì)年代不同以及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響程度不同，造成了其微觀結(jié)構(gòu)組成、礦物成分及膠結(jié)程度也存在差異。吐哈盆地是一個(gè)在海西期火山弧的基礎(chǔ)上沉積了晚二疊系—三疊系、侏羅系、白堊系—第四系3個(gè)演化階段地層而發(fā)育起來(lái)的中新生代山間凹陷盆地，是國(guó)內(nèi)較為典型的陸相含煤盆地[13]。侏羅系時(shí)期，擠壓型前陸盆地出現(xiàn)了超覆沉積，陸續(xù)沉積了中、下侏羅統(tǒng)地層，到了晚侏羅世，統(tǒng)一的盆地分離解體，各個(gè)地塊開(kāi)始陸續(xù)抬升并遭受風(fēng)化剝蝕。從白堊紀(jì)開(kāi)始，吐哈盆地開(kāi)始接受區(qū)域擠壓作用而轉(zhuǎn)化為擠壓型再生前陸盆地，侏羅系伸展盆地遭受強(qiáng)烈抬升和剝蝕等地質(zhì)作用[14]。

吐哈盆地具有完整獨(dú)立的地下水補(bǔ)徑排系統(tǒng)，北部高山冰川雪融水及大氣降水是盆地主要補(bǔ)給水源。由于弱膠結(jié)砂巖特殊的成巖環(huán)境及地下水賦存運(yùn)移條件，高孔隙率與高滲透性為地下水的運(yùn)移創(chuàng)造了良好的地質(zhì)條件。大南湖坳陷歷史上曾經(jīng)被湖水覆蓋，20世紀(jì)70年代后期受補(bǔ)給強(qiáng)度減弱、強(qiáng)烈蒸發(fā)作用的影響逐漸干涸。長(zhǎng)期的蒸發(fā)濃縮作用使得侏羅系弱膠結(jié)砂巖富含鹽分，地下水的礦化度極高。鹽類物質(zhì)在溶濾、陽(yáng)離子交換吸附、濃縮等作用下，賦存狀態(tài)及含量處于不斷演變之中，對(duì)弱膠結(jié)砂巖孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。

1.2 水文地質(zhì)問(wèn)題

新疆大南湖五號(hào)井侏羅系西山窯組的Ⅲ-1弱膠結(jié)砂巖含水層位于10煤與18煤之間，地層巖性由粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、砂礫巖以及砂質(zhì)泥巖組成。在研究區(qū)總體干旱缺水的背景下，當(dāng)井筒施工穿過(guò)Ⅲ-1含水層時(shí)，涌水量達(dá)到113 m3/h。通過(guò)22個(gè)地面疏降孔長(zhǎng)期高強(qiáng)度的排水，累計(jì)抽排水量達(dá)到821萬(wàn)m3，含水層的疏降效果明顯，此時(shí)該含水層滲透系數(shù)達(dá)到0.56 m/d，較礦井勘探階段的數(shù)據(jù)增加了1.6倍，較詳查階段增加了3個(gè)數(shù)量級(jí)(表1)。

表1 各階段含水層參數(shù)變化Table 1 Variation of aquifer permeability parameters

為保障首采工作面的安全回采，利用首采工作面開(kāi)切眼附近的5個(gè)地面水文孔，開(kāi)展長(zhǎng)達(dá)20 d的“大流量、大降深、長(zhǎng)延時(shí)”單孔及群孔抽水試驗(yàn)，含水層的滲透系數(shù)為4.33 m/d，較井筒疏降階段增大一個(gè)數(shù)量級(jí)。隨著井田內(nèi)含水層疏排水量的不斷增大，含水層的滲透性出現(xiàn)急劇增大的趨勢(shì)，弱膠結(jié)砂巖孔隙結(jié)構(gòu)也發(fā)生相應(yīng)的變化。

1.3 弱膠結(jié)砂巖巖性特征

根據(jù)沉積巖全巖X射線衍射實(shí)驗(yàn)(表2)，弱膠結(jié)砂巖以石英、鉀長(zhǎng)石及鈉長(zhǎng)石顆粒為主體骨架，以黏土礦物為膠結(jié)物。弱膠結(jié)中粒砂巖樣品的黏土礦物含量集中分布在14.1%～16.8%，基本滿足室內(nèi)實(shí)驗(yàn)樣品連續(xù)分布及穩(wěn)定性要求，具有一定的實(shí)驗(yàn)可參照性。

表2 沉積巖全巖X射線衍射定量分析Table 2 X ray diffraction quantitative analysis

根據(jù)弱膠結(jié)砂巖黏土礦物定量分析(表3)，弱膠結(jié)砂巖處于伊蒙混層向高嶺石的后期轉(zhuǎn)化階段，鉀長(zhǎng)石與斜長(zhǎng)石在酸性環(huán)境下溶解產(chǎn)生次生孔隙，并同時(shí)生成自生高嶺石沉淀。高嶺石黏土礦物呈疊層狀、書(shū)頁(yè)狀、質(zhì)點(diǎn)狀分布于礦物顆粒間或表面，使得弱膠結(jié)砂巖孔隙結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜(圖1)。

表3 黏土礦物X射線衍射定量分析Table 3 X ray diffraction quantitative analysis for clay minerals of sandstone

圖1 弱膠結(jié)砂巖黏土礦物分布形態(tài)電鏡Fig.1 Distribution pattern of clay minerals by SEM

2 微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

弱膠結(jié)砂巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)指的是巖石孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及連通性的關(guān)系。它不僅控制了地下水的賦存和運(yùn)移，而且影響地下水滲流補(bǔ)給速度，甚至影響水巖作用過(guò)程，因此研究弱膠結(jié)砂巖含水層孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)評(píng)價(jià)砂巖滲透性有重要的意義。本次利用氦孔隙度實(shí)驗(yàn)與壓汞實(shí)驗(yàn)對(duì)弱膠結(jié)砂巖巖樣孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測(cè)試與分析，研究區(qū)侏羅系弱膠結(jié)砂巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征如下:

(1)研究區(qū)內(nèi)弱膠結(jié)砂巖孔隙度為21.83%～34.45%，平均為28.84%，其中40%巖樣的孔隙度大于30%，屬于高孔隙度巖石(表4)。

(2)根據(jù)壓汞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究區(qū)弱膠結(jié)砂巖巖樣具有較高退汞率、迂曲度及比表面積，孔喉主要分布在中孔(0.1～1 μm)及大孔(>1 μm)為主，小孔與微孔分布較少，如圖2所示。

(3)根據(jù)毛管壓力曲線(圖3)，開(kāi)始階段(汞飽和度在0～30%)曲線斜率非常大，呈鉛直狀，YP-2巖樣存在零進(jìn)汞段，其它巖樣均為連續(xù)進(jìn)汞，體現(xiàn)弱膠結(jié)砂巖內(nèi)大孔孔喉分布頻率高的結(jié)構(gòu)特征和強(qiáng)儲(chǔ)水性能;中間階段(汞飽和度在30%～70%)曲線斜率稍微變小，當(dāng)壓力達(dá)到3 MPa時(shí)，汞飽和度達(dá)到50%，說(shuō)明弱膠結(jié)砂巖內(nèi)中孔孔喉分布頻率較高和較強(qiáng)的儲(chǔ)水性;結(jié)束階段(汞飽和度在70%～100%)曲線逐漸變平緩，體現(xiàn)弱膠結(jié)砂巖內(nèi)部小孔喉分布較少，滲透及儲(chǔ)水貢獻(xiàn)率很小。

表4 弱膠結(jié)砂巖孔隙度測(cè)定Table 4 Porosity analysis of week commented sandstone

圖2 YP-2孔喉直徑分布頻率直方圖Fig.2 Histogram of pore throat diameter distribution frequency(YP-2)

3 弱膠結(jié)砂巖滲流實(shí)驗(yàn)

為研究弱膠結(jié)砂巖完整巖樣在動(dòng)水條件下微觀孔隙結(jié)構(gòu)演變機(jī)理，須以實(shí)驗(yàn)室內(nèi)滲流實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。本文在巖樣加載試驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)組裝一種試驗(yàn)裝置以便于進(jìn)行弱膠結(jié)砂巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征變化的研究。滲流試驗(yàn)系統(tǒng)由巖樣加載滲透裝置、注水泵裝置、圍壓加載裝置、軸壓加載裝置、壓力傳感器、溫度傳感器、自動(dòng)記錄天平等組成(圖4)。

圖4 弱膠結(jié)砂巖水相滲流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)Fig.4 Water permeability test system for weak cemented sandstone

3.1 滲流實(shí)驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)前期野外抽放水試驗(yàn)研究結(jié)論，弱膠結(jié)砂巖孔隙中富集的可溶性鹽在動(dòng)水滲流作用下，可溶性物質(zhì)通過(guò)溶濾、陽(yáng)離子交換吸附等作用進(jìn)入地下水循環(huán)系統(tǒng)中，孔隙中均勻分布的黏土礦物飽和吸水后經(jīng)地下水滲流沖刷作用，從高水頭向低水頭方向運(yùn)移，以致弱膠結(jié)砂巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)不斷變化。弱膠結(jié)砂巖滲流實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:

(1)運(yùn)用反滲透離子交換設(shè)備及混床制作去離子水，不會(huì)對(duì)溶濾作用過(guò)程造成水質(zhì)干擾，為研究滲流作用過(guò)程中砂巖可溶鹽溶濾機(jī)理提供空白背景值。

(2)將纏繞止水帶的巖樣緩慢放入巖樣加載滲透裝置中，令注水端與出水端加壓軸與巖樣兩側(cè)對(duì)齊壓緊并將兩端螺口鎖死，擰緊圍壓螺栓。

(3)同時(shí)打開(kāi)圍壓泵、軸壓泵加壓，按照預(yù)設(shè)壓力同幅度加壓，保證巖樣所受?chē)鷫号c軸壓相近而不變形。圍壓軸壓加載完畢后，檢查滲流系統(tǒng)是否穩(wěn)定，是否存在水流漏失并及時(shí)修復(fù)。

本文實(shí)驗(yàn)共選取15組巖樣進(jìn)行滲流實(shí)驗(yàn)(圖5)。將圍壓、軸壓設(shè)定為2.5 MPa，滲透壓差設(shè)定為0.45 MPa。滲透系數(shù)是研究巖石地層滲透性最主要參數(shù)，能間接反映滲流過(guò)程中巖石內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律。

圖5 中粒砂巖巖樣Fig.5 Medium grain sandstone sample

由于弱膠結(jié)砂巖滲透性強(qiáng)，結(jié)合滲流作用下微觀孔隙結(jié)構(gòu)的觀測(cè)要求，本文采用穩(wěn)態(tài)法獲取滲透系數(shù)值。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，分別對(duì)試樣施加圍壓、軸壓、注入壓力，巖樣兩端形成穩(wěn)定的滲透壓差，根據(jù)測(cè)得的出水量及滲流速度，獲得實(shí)時(shí)的滲透系數(shù)值。根據(jù)滲透系數(shù)計(jì)算公式繪制了滲透系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，YP-2，YP-15，YP-21三組樣品出現(xiàn)滲透性突變現(xiàn)象(圖6)。

圖6 YP-21滲流突變曲線Fig.6 Seepage catastrophe curve of YP-21

3.2 滲流試驗(yàn)結(jié)果分析

從滲流曲線形態(tài)及實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)看，可將弱膠結(jié)砂巖滲流實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為2個(gè)階段，即穩(wěn)定滲流階段及滲流突變階段。YP-2，YP-15及YP-21巖樣滲透性發(fā)生突變之后，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到出水量急劇增大，并伴有乳白色懸浮物的滲出。據(jù)表5可知，滲透突變程度最高達(dá)10倍左右。這樣從室內(nèi)實(shí)驗(yàn)角度證實(shí)研究區(qū)內(nèi)弱膠結(jié)砂巖含水層在動(dòng)水?dāng)_動(dòng)條件下，存在滲透系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象，為進(jìn)一步研究孔隙結(jié)構(gòu)演變機(jī)理提供了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

表5 弱膠結(jié)砂巖滲透性突變Table 5 Permeability Mutation of weak Cemented sandstone

4 微觀孔隙結(jié)構(gòu)的演變機(jī)理

利用去離子水與弱膠結(jié)砂巖進(jìn)行水巖滲流作用，通過(guò)測(cè)定出水水質(zhì)成分，結(jié)合氦孔隙率法綜合分析水巖作用及其強(qiáng)度對(duì)弱膠結(jié)砂巖內(nèi)部微觀孔隙結(jié)構(gòu)影響?？紫抖葴y(cè)定法是研究巖石內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)最直觀的方法，當(dāng)滲流實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將飽和巖樣放入加熱箱內(nèi)60 ℃條件下烘干24 h至完全干燥。測(cè)量巖樣外觀參數(shù)(精確到0.01 mm)及質(zhì)量(精確到0.01 g)，利用氦孔隙率測(cè)定儀測(cè)量滲流實(shí)驗(yàn)后巖樣的總孔隙度(表6)，并判斷孔隙度變化規(guī)律。

表6 水巖作用下孔隙度對(duì)比Table 6 Porosity comparison before and after the water rock interaction

表7 滲出水水質(zhì)分析測(cè)試Table 7 Water quality analysis of seepage water

水中溶解性總固體含量在160～930 mg/L，根據(jù)滲出水量計(jì)算溶解固體總量，其中YP-14 鹽類含量最高為206.40 mg;溶出鹽類占原巖總質(zhì)量的0.26%～0.71%，可溶鹽溶出對(duì)滲流實(shí)驗(yàn)前后的孔隙度增加貢獻(xiàn)率為45.80%～82.28%，可溶鹽的溶出是影響弱膠結(jié)砂巖滲透性的主要因素。根據(jù)出水水質(zhì)分析研究結(jié)論，推斷弱膠結(jié)砂巖內(nèi)部可溶鹽以NaCl及NaHCO3鹽分為主，并含有少量的Ca(HCO3)2、CaSO4。本文對(duì)參與滲流實(shí)驗(yàn)的原始巖樣進(jìn)行針對(duì)性的電鏡掃描觀察，除部分巖樣發(fā)現(xiàn)有少量石膏呈不規(guī)則塊狀分布外(圖7)，未見(jiàn)明顯的其他鹽類結(jié)晶顆粒物，說(shuō)明弱膠結(jié)砂巖內(nèi)鹽類以微質(zhì)點(diǎn)狀形態(tài)分布為主。

圖7 弱膠結(jié)砂巖內(nèi)可溶鹽(石膏)分布電鏡圖Fig.7 Distribution of soluble salts in weak cemented sandstone by SEM

廣義的水巖物理作用主要是指流水對(duì)巖石或土壤進(jìn)行侵蝕，對(duì)松散物質(zhì)進(jìn)行搬運(yùn)，最后由于流水動(dòng)能的減弱又使其搬運(yùn)物沉積下來(lái)[15-16]。狹義的水巖物理作用是指水通過(guò)對(duì)巖石軟化、泥化、沖刷、沉淀等過(guò)程，從而改變巖石物理力學(xué)性質(zhì)或微觀結(jié)構(gòu)。滲流實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有大量乳白色懸浮物滲出(圖8)，當(dāng)各階段達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)后，出水水質(zhì)逐漸變清。

圖8 滲流突變階段水質(zhì)特征Fig.8 Suspended solids of mutation seepage stage

利用X射線衍射法測(cè)試水中懸浮物成分為高嶺石黏土礦物。滲流實(shí)驗(yàn)懸浮物總量在49.73～59.54 mg，平均為54.60 mg。滲流實(shí)驗(yàn)懸浮物滲出量較可溶鹽溶出量總體偏小且穩(wěn)定，占巖樣總質(zhì)量的0.15%～0.41%，占黏土礦物總量的1.05%～2.91%，由此可見(jiàn)，受滲流實(shí)驗(yàn)控制參數(shù)的影響，水巖物理沖刷懸浮物滲出能力較為有限。根據(jù)懸浮物滲出量計(jì)算對(duì)孔隙度增大貢獻(xiàn)率為14.78%～54.20%，可見(jiàn)高嶺石懸浮物滲出也是弱膠結(jié)砂巖滲透性增強(qiáng)的主要因素。

5 對(duì)保水采煤的意義

保水采煤是指在防治采煤突水的同時(shí)，對(duì)水資源進(jìn)行有意識(shí)的保護(hù)，使煤炭開(kāi)采對(duì)礦區(qū)水文生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)量小于水文環(huán)境恢復(fù)能力[17-19]。含水層對(duì)礦坑進(jìn)行補(bǔ)給排泄過(guò)程中，一方面給煤礦安全開(kāi)采形成嚴(yán)重威脅，另一方面造成水資源的流失，不利于干旱缺水地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。下面將從2個(gè)方面論述弱膠結(jié)砂巖的保水采煤指導(dǎo)思路。

(1)弱膠結(jié)砂巖孔隙結(jié)構(gòu)儲(chǔ)水空間的變異性。

弱膠結(jié)砂巖含水層包括粗砂巖、砂礫巖等富水性更強(qiáng)的含水巖組，本次中粒砂巖巖樣容水度實(shí)測(cè)值高達(dá)0.28 g/cm3，該含水層猶如一個(gè)巨大的“海綿”，可以存儲(chǔ)大量的地下水，為生態(tài)環(huán)境建設(shè)、生產(chǎn)生活用水提供了良好的水源，對(duì)極度干旱缺水地區(qū)而言是非常寶貴的地下水資源。受水巖化學(xué)、物理作用的影響，弱膠結(jié)砂巖滲流實(shí)驗(yàn)后的孔隙度均有所增大，平均增幅為4.16%，砂巖孔隙度的增大直接影響其內(nèi)部?jī)?chǔ)水空間的大小。含水層靜儲(chǔ)量的估算運(yùn)用體積法，即含水層體積與巖層的孔隙率相乘得出，孔隙度與靜儲(chǔ)量具有同步增大的性質(zhì)。弱膠結(jié)砂巖含水層孔隙結(jié)構(gòu)儲(chǔ)水量的增大導(dǎo)致煤礦疏排水工程量及巨額費(fèi)用，同時(shí)由于水量的增大，給煤礦防治水工作造成很大的挑戰(zhàn)。

(2)弱膠結(jié)砂巖滲透性突變性。

根據(jù)弱膠結(jié)砂巖滲流實(shí)驗(yàn)以及野外抽水試驗(yàn)，含水層在較大規(guī)模的動(dòng)態(tài)抽、注水的過(guò)程中，微觀孔隙結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致滲透性發(fā)生突變或持續(xù)增大現(xiàn)象。宏觀滲流條件下，含水層介質(zhì)為多孔介質(zhì)，包括孔隙、裂隙及溶隙。砂巖含水層中地下水滲流以裂隙流為主，孔隙滲流為輔。從微觀角度看，弱膠結(jié)砂巖含水層中孔隙水提供水源，裂隙提供主滲流通道。由于構(gòu)造裂隙的大量存在及三維立體滲流模式，裂隙發(fā)育位置附近的孔隙中的可溶鹽與黏土礦物更容易在動(dòng)水震蕩擾動(dòng)中參與到地下水循環(huán)中，經(jīng)抽排水作用從含水層中滲出，導(dǎo)致宏觀較微觀滲流的含水層滲透性變異程度更高。但是室內(nèi)試驗(yàn)完全以一維孔隙滲流為主，孔隙內(nèi)可遷移黏土礦物較難徹底滲出，因此滲透性變化不及宏觀滲流，如圖9所示。

圖9 微觀孔隙滲流與宏觀孔隙裂隙滲流示意Fig.9 Sketch of microscopic pore seepage and macroscopic pore fissure seepage

根據(jù)達(dá)西定律，含水層滲透率的數(shù)量級(jí)式增加，導(dǎo)致礦井涌水量也會(huì)相應(yīng)幅度的劇增，因此西部地區(qū)采礦工程需盡量避免對(duì)弱膠結(jié)砂巖地層采用大規(guī)模疏排方案。

綜上所述，弱膠結(jié)砂巖含水層水體下保水采煤應(yīng)當(dāng)遵循“保護(hù)性開(kāi)采、避免大規(guī)模擾動(dòng)”的思路。

6 結(jié) 論

(1)研究區(qū)長(zhǎng)期的蒸發(fā)濃縮作用使得侏羅系弱膠結(jié)砂巖富含鹽分，對(duì)弱膠結(jié)砂巖孔隙結(jié)構(gòu)有影響。高嶺石黏土礦物呈疊層狀、書(shū)頁(yè)狀、質(zhì)點(diǎn)狀分布于礦物顆粒間或表面，使得弱膠結(jié)砂巖孔隙結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。

(2)弱膠結(jié)砂巖屬高孔隙度巖石，具有大孔孔喉及中孔孔喉分布集中的結(jié)構(gòu)特征和強(qiáng)富水能;小孔喉分布較少，滲透性及儲(chǔ)水貢獻(xiàn)率很小。

(3)在動(dòng)水?dāng)_動(dòng)滲流作用下，弱膠結(jié)砂巖樣的孔隙度有明顯增大的趨勢(shì)，可溶鹽及高嶺石的溶(滲)出是砂巖滲透性增強(qiáng)的主要因素。

(4)根據(jù)弱膠結(jié)砂巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，提出了有關(guān)孔隙結(jié)構(gòu)儲(chǔ)水空間變異性以及滲透突變型的保水采煤理念。