永安水文地質(zhì)報(bào)告

沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦

礦井水文地質(zhì)報(bào)告

山西煤炭地質(zhì)水文勘查研究院

二○一一年四月

沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦

礦井水文地質(zhì)報(bào)告

主編：潘會(huì)斌總工：楊展院長(zhǎng)：張曉峰

山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院

二零一一年四月

目錄

第一章緒論........................................................................................................1第一節(jié)目的和任務(wù).................................................................................................................1第二節(jié)位置及交通.................................................................................................................2第三節(jié)煤礦生產(chǎn)建設(shè)情況...................................................................................................8第四節(jié)周邊煤礦及小窯.....................................................................................................10第五節(jié)以往地質(zhì)工作及水文地質(zhì)工作.........................................................................14第二章礦井地質(zhì).........................................................................................................17第一節(jié)區(qū)域地質(zhì)概況..........................................................................................................17第二節(jié)礦井地質(zhì)...................................................................................................................21第三章煤層.........................................................................................................24第一節(jié)含煤性..........................................................................................................................24第二節(jié)可采煤層...................................................................................................................24第四章水文地質(zhì).........................................................................................................26第一節(jié)區(qū)域水文地質(zhì)..........................................................................................................26第二節(jié)礦井水文地質(zhì)條件.................................................................................................32第三節(jié)礦井充水因素分析及水害防治措施................................................................37第四節(jié)礦井涌水量預(yù)算.....................................................................................................46第五節(jié)供水水源...................................................................................................................47第六節(jié)對(duì)礦井開采水害影響程度和防治水工作難易程度的評(píng)價(jià)......................47第七節(jié)礦井水文地質(zhì)類型.................................................................................................48第五章3、15號(hào)煤層帶壓開采條件分析...............................................................51第一節(jié)煤層底板隔水巖柱特征.......................................................................................54第二節(jié)斷裂構(gòu)造的水文地質(zhì)意義...................................................................................60

第三節(jié)礦山壓力破壞影響分析.......................................................................................64第六章帶壓開采安全性評(píng)價(jià)...................................................................................67第一節(jié)突水系數(shù)的計(jì)算.....................................................................................................67第二節(jié)帶壓開采危險(xiǎn)區(qū)的劃分.......................................................................................70第七章防治水措施與建議.......................................................................................71第一節(jié)古空及采空積水的防治措施..............................................................................71第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第八章第一節(jié)第二節(jié)

斷層和陷落柱水害防治.......................................................................................74調(diào)整開采方法及工作面布置..............................................................................78采用工程手段加固隔水層...................................................................................79加強(qiáng)礦井防治水工作管理...................................................................................79結(jié)論及建議....................................................................................................80結(jié)論.........................................................................................................................80建議.........................................................................................................................81

附圖目錄順序號(hào)1234567891011圖號(hào)1234567-17-28-18-29圖名區(qū)域地質(zhì)及水文地質(zhì)圖礦井綜合水文地質(zhì)圖礦井綜合水文地質(zhì)柱狀圖1-1′礦井水文地質(zhì)剖面圖奧陶系灰?guī)r水位等值線圖奧陶系灰?guī)r頂面等值線圖3號(hào)煤層底板隔水層厚度等值線圖15號(hào)煤層底板隔水層厚度等值線圖3號(hào)煤層底板突水系數(shù)等值線及帶壓開采安全分區(qū)圖15號(hào)煤層底板突水系數(shù)等值線及帶壓開采安全分區(qū)圖3號(hào)煤層充水性圖比例尺1：1000001：50001：5001：50001：50001：50001：50001：50001：50001：50001：5000附表目錄

附表一揭露奧灰鉆孔情況一覽表附表二鉆孔抽水試驗(yàn)綜合成果表

附表三Zk8-1煤層底板隔水巖柱巖性及厚度成果表

附件目錄

1、《報(bào)告》評(píng)審意見及評(píng)審專家名單2、編制單位資質(zhì)證書3、采礦許可證書4、煤炭生產(chǎn)許可證書

第一章緒論

第一節(jié)目的和任務(wù)

201*年山西省煤炭資源整合，沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦為單獨(dú)保留礦山，是晉城沁和能源集團(tuán)有限公司下屬煤礦。山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)新采礦許可證，批準(zhǔn)開采3#～15#煤層，井田面積3.8587km2，生產(chǎn)規(guī)模由45萬t/a擴(kuò)大到60萬t/a。

井田位于原陽城礦區(qū)町店（詳查）勘探區(qū)內(nèi)。華北煤田地質(zhì)局調(diào)查隊(duì)、144隊(duì)、114隊(duì)、山西省煤炭地質(zhì)公司、晉城市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)等單位先后進(jìn)行過煤田概查、普查和詳查以及相關(guān)地質(zhì)報(bào)告編制工作，歷經(jīng)多次地質(zhì)勘查工作，研究程度較高，但在歷次勘探中，投入的水文地質(zhì)工作量較少，對(duì)井田內(nèi)的水文地質(zhì)情況了解的不夠。在近年來該礦的生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)井田水文地質(zhì)情況較為復(fù)雜。為全面系統(tǒng)的分析整理現(xiàn)有各類地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，評(píng)價(jià)礦井水文地質(zhì)類型和帶壓開采條件，201*年4月，沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦委托山西煤炭地質(zhì)水文勘查研究院對(duì)本井田進(jìn)行水文地質(zhì)評(píng)價(jià)，山西煤炭地質(zhì)水文勘查研究院組織有關(guān)技術(shù)人員對(duì)井田內(nèi)的前期勘查工作及礦井建設(shè)中的礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)工作進(jìn)行全面分析總結(jié)，編制完成了《沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦礦井水文地質(zhì)報(bào)告》。為礦井安全生產(chǎn)及下一步礦井防治水工作提供切實(shí)依據(jù)。

根據(jù)雙方簽定的協(xié)議和《煤礦防治水規(guī)定》等相關(guān)規(guī)定，確定本次工作的主要任務(wù)是：以以往地質(zhì)工作及礦井生產(chǎn)建設(shè)中補(bǔ)做的基礎(chǔ)地質(zhì)

工作等成果為基礎(chǔ)，結(jié)合井田內(nèi)勘探孔資料和周邊相鄰生產(chǎn)礦井資料，從礦井水文地質(zhì)條件、井巷充水因素、含水層性質(zhì)、富水性、補(bǔ)給條件、涌水量等方面對(duì)礦井水文地質(zhì)類型及帶壓開采條件進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)。

本次工作的主要任務(wù)為：

1、對(duì)本礦礦井水文地質(zhì)類型進(jìn)行劃分。

2、對(duì)礦井帶壓開采條件進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的防治措施。3、編制礦井綜合水文地質(zhì)圖、礦井充水性圖、礦井綜合水文地質(zhì)柱狀圖、礦井水文地質(zhì)剖面圖、帶壓開采安全性分區(qū)圖等圖件。

主要依據(jù)為：

（1）《煤礦防治水規(guī)定》（國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局201*.12）（2）《煤礦防治水規(guī)定釋義》（國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局201*.12）（3）《煤礦安全規(guī)程》（國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局201*.3）（4）《井下探放水技術(shù)規(guī)范》（MTT632-1996）

（5）《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》（煤行管字[201*]第81號(hào)）。

（6）201*年4月，晉城市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)編制的《沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》。

（9）礦方提供的采掘工程剖面圖。（10）礦方提供的其他資料。

第二節(jié)位及交通

一、井田位置與交通

該井田位于沁水縣城東南約60km處的嘉峰鎮(zhèn)永安村附近，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°27′11″～112°28′33″，北緯35°32′59″～35°34′48″。201*年11月6日，山西省國(guó)土資源廳為該礦換發(fā)采礦許可證，證號(hào)為C140000201*1112201*2096，批準(zhǔn)開采3#～15#煤層，生產(chǎn)規(guī)模為60萬t/a，井田面積3.8587km2。3#煤層井田范圍由表1-1拐點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定,9#、15#煤層井田范圍由表1-2中拐點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定（1980西安坐標(biāo)系，6度帶）。批準(zhǔn)開采深度標(biāo)高：564.971m～299.971m。

表1-13#煤層井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)

點(diǎn)號(hào)135791113國(guó)家6°帶坐標(biāo)X3939019.543939354.543939438.543939401.543938390.543937564.533937805.53Y19631581.4819632791.4919632847.4919633654.4919633645.4919633253.4919631999.49點(diǎn)號(hào)2468101214國(guó)家6°帶坐標(biāo)X3939423.543939372.543939451.543939399.543937700.533936645.533937681.53Y19632762.4919632883.4919633654.4919633543.4919633639.5019633347.5019631701.49

表1-29#、15#煤層井田范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)

點(diǎn)號(hào)1357國(guó)家6°帶坐標(biāo)X3939019.543939451.543937564.533937805.53Y19631581.4819633654.4919633253.4919631999.49點(diǎn)號(hào)2468國(guó)家6°帶坐標(biāo)X3939438.543937700.533936645.533937681.53Y19632805.4919633639.5019633347.5019631701.49

沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦位于沁水縣東南部嘉峰鎮(zhèn)永安村附近，西北距沁水縣城約60km。侯馬～月山鐵路從井田東部約3km處通過，嘉峰站距井田4km左右，陽城～端氏公路從井田東部外自南向北穿行。煤炭經(jīng)侯月鐵路可發(fā)往全國(guó)各地，礦井地理位置優(yōu)越，交通較為便利（詳見交通位置圖）。

圖1-2-1交通位圖

二、自然地理（一）地形地貌

井田地處太行山南段西側(cè)，地貌屬剝蝕、侵蝕低山區(qū)。井田內(nèi)溝谷縱橫，溝谷及山梁總體走向北西，總的地勢(shì)為西北高、東南低。地形最高點(diǎn)位于井田西北，地面高程773m，最低點(diǎn)位于井田東南部的張溝，地面高程595.94m，最大相對(duì)高差177.06m。區(qū)內(nèi)大面積覆蓋第四系上更新統(tǒng)黃土，溝坡處基巖出露，松樹、灌木叢生，地表植被覆蓋率20～40%。

（二）、氣象水文

沁水縣屬暖溫帶季風(fēng)氣候，大陸性氣候特征明顯。四季分明，冬長(zhǎng)夏短，雨熱同季，季風(fēng)強(qiáng)盛。春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽宜人，冬季氣候寒冷。根據(jù)沁水縣氣象臺(tái)多年觀測(cè)資料(1951－201*年)：多年平均氣溫為10.3℃，一月份最冷，平均氣溫－4.8℃，極端最低溫度為1958年1月16日的－19.9℃；七月份最熱，平均23.3℃，極端最高溫度為1966年6月22日的37.8℃。多年平均蒸發(fā)量為1820mm，無霜期173天。冬季多西北風(fēng)，夏季多南風(fēng)，最大風(fēng)力10級(jí)；最大凍土深度0.61m。

多年平均降水量643.7mm，年最大降水量為986.3mm（1958年），最小降水量357.4mm（1965年），最大7日降水量為411.8mm(1982年7月29日至8月4日)，日最大降水量220.5（1982年8月1日-2日），時(shí)最大降水量60.6mm，10分鐘最大降水量34.5mm。降水量年內(nèi)分配極不均勻，6至9月份的降水量占全年降雨量的55%左右，因此汛期是造成地質(zhì)

災(zāi)害的關(guān)鍵時(shí)期。

井田內(nèi)河流屬黃河流域沁河水系蘆葦河。

蘆葦河：沁河較大的支流之一。它發(fā)源于沁水縣張村鄉(xiāng)的石溝河，流經(jīng)沁水縣張村、陽城縣羊泉、芹池、町店、八甲口等地，在潤(rùn)城鎮(zhèn)匯入沁河。蘆葦河全長(zhǎng)49km，其中陽城縣境內(nèi)長(zhǎng)度為38.8km，流域面積291.3km2，河床平均寬度約180m，年逕流總量為1501萬m3，最大洪峰流量1500m3/s。該河從礦區(qū)西南部約3km處由西向東流過，在礦區(qū)一帶，河床寬約80～150m，河水呈黑色，水面寬約3～15m，水深0.1～0.3m。

礦區(qū)內(nèi)河谷屬蘆葦河支溝張溝，均屬季節(jié)性河溝，平時(shí)干涸無水，雨季有短暫洪流。主、副斜井均位于張溝支溝中，井筒口標(biāo)高高出當(dāng)?shù)睾訙献罡吆樗�位線3m以上。

（三）、地震

據(jù)歷史記載及地震臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)，上世紀(jì)70年代之前，晉城地區(qū)共發(fā)生過5級(jí)以上地震1次，5級(jí)以下地震44次，最大地震是1303年9月發(fā)生在高平的5.5級(jí)地震。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011201*《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-201*，該地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度和地震動(dòng)反應(yīng)譜周期分別為0.05ｇ和0.45s。根據(jù)國(guó)家地震局1:400萬《中國(guó)地震綜合等震線圖》，本區(qū)地震設(shè)防烈度為6度區(qū)。

第三節(jié)煤礦生產(chǎn)建設(shè)情況

沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦屬單獨(dú)保留煤礦。始建于1954年，性質(zhì)屬縣辦煤礦，1956年正式投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力9萬t/a；采用斜井開拓，開采一水平3#煤層，標(biāo)高470m。采煤方法1956年為房柱式采煤法，爆破落煤，木柱支護(hù)，回采率低。1981年由于管理不善，曾發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成人員傷亡，影響生產(chǎn)。1990年進(jìn)行9～30萬t/a改擴(kuò)建設(shè)計(jì)，利用井田南部原主井改為副井，重新在井田東北部開拓一主斜井，在后期工程中，又在井田北部五里廟開鑿一眼立井作為回風(fēng)井。201*年12月10日由山西省國(guó)土資源廳換發(fā)采礦許可證，證號(hào)為1400000720423，批準(zhǔn)開采3#、9#、15#煤層，井田面積3.8586km2，載明生產(chǎn)規(guī)模45萬t/a；201*年1月20日山西省煤炭工業(yè)局換發(fā)煤炭生產(chǎn)許可證，證號(hào)為201*05210232，批準(zhǔn)開采3#煤層，開拓方式為斜井開拓，生產(chǎn)能力45萬t/a，采煤工藝為炮采，有效期201*年1月20日至201*年1月31日；201*年10月23日，山西省煤炭工業(yè)局批準(zhǔn)變更采煤工藝，由炮采變更為高檔普采；201*年4月13日山西煤礦安全監(jiān)察局為該礦換發(fā)了安全生產(chǎn)許可證，編號(hào)為(晉)MK安許證字[201*]GW007。

201*年11月6日由山西省國(guó)土資源廳換發(fā)采礦許可證，證號(hào)為C140000201*111201*2096，批準(zhǔn)開采3#、9#、15#煤層，井田面積3.8587km2，載明生產(chǎn)規(guī)模60萬t/a；201*年12月22日山西省煤炭工業(yè)局換發(fā)煤炭生產(chǎn)許可證，證號(hào)為201*05210232，批準(zhǔn)開采3#煤層，

開拓方式為斜井開拓，生產(chǎn)能力60萬t/a，采煤工藝為高檔普采，有效期201*年12月22日至201*年12月31日；201*年11月19日山西煤礦安全監(jiān)察局為該礦換發(fā)了安全生產(chǎn)許可證，編號(hào)為(晉)MK安許證字[201*]GW007Y1B1，許可范圍為煤炭開采，有效期限201*年11月19日至201*年11月6日。

礦井采用斜井開拓，201*年以來井下布置有三條大巷，即皮帶運(yùn)輸大巷、材料運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷，井下布置有一個(gè)3210下分層高檔普采工作面，采用走向長(zhǎng)壁分層后退式機(jī)械化的采煤方法，偽頂隨采隨落，直接頂為泥巖或粉砂巖，全部垮落法管理頂板，采用中央邊界式通風(fēng)，皮帶運(yùn)輸，無極繩運(yùn)料，箕斗串車提升，機(jī)械排水。該礦井采用斜井開拓，布置有主斜井、副斜井、回風(fēng)立井、安全出口各一個(gè)（表1-3）。井田內(nèi)3#煤層目前除去礦界、村莊等保安煤柱外，可采儲(chǔ)量已近枯竭，9#煤層不可采，15#煤層未采，無小煤礦開采。

礦井建有獨(dú)立完善的排水系統(tǒng)，礦坑各處涌水集中排放到主水倉后，再排到井上水處理站。井下實(shí)際正常涌水量為340.8m3/d，最大涌水量為758.4m3/d。礦井井下中央水泵房設(shè)有主、副水倉，其中主水倉容量約為600m3，副水倉容量約為700m3，總有效容量1300m3。泵房配有三臺(tái)D8545×5型水泵，兩趟管徑為108*4mm水管。采區(qū)泵房設(shè)有800m3水倉一個(gè)，配置三臺(tái)80D-30*10型水泵，敷設(shè)兩趟管徑為108*4mm水管。201*年1月21日進(jìn)行了主排水泵的常規(guī)檢驗(yàn)。

表1-3永安煤礦礦井井筒特征表

井口坐標(biāo)(X/Y)高程(m)方位坡度長(zhǎng)度(m)347井筒形狀凈斷面2（m）12.7主斜井3938533.56660.2019633563.723937402.13620.7019633131.28356°25°三心拱形副斜井350°22°126半圓拱形7.9回風(fēng)立井安全出口斜井3939034.59738.90308°55′57″90°19632451.013937695.83631.2019633060.74300°22°285圓形12.56250三心拱形5.4第四節(jié)周邊煤礦及小窯

該井田周邊相鄰六座礦井，東北為山西晉煤集團(tuán)沁水永安煤業(yè)有限公司，東南為山西沁和能源集團(tuán)南凹寺煤業(yè)有限公司，西南與山西陽城蘆河煤業(yè)有限公司張溝井口井田相鄰，西為山西金海能源有限公司陽城大寧金海煤礦井田，北西為沁水五里廟煤業(yè)有限公司（現(xiàn)整合到晉煤集團(tuán)永安煤業(yè)），北東部為晉煤集團(tuán)寺河煤礦井田。現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹如下：

1、山西晉煤集團(tuán)沁水永安煤業(yè)有限公司

位于井田東北邊界外,該礦始建于1985年，1986建成投產(chǎn)，201*年12月省國(guó)土資源廳換發(fā)采礦許可證，證號(hào)為14000008201*7，核定生產(chǎn)能力210kt/a，斜、立井綜合開拓，開采3#煤層，面積1.2504km2，中央并列式通風(fēng)，走向長(zhǎng)壁式炮采，采用懸移支架支護(hù)，全部垮落法管理頂板，刮板機(jī)輸送，皮帶運(yùn)輸，礦井一般涌水量不大，機(jī)械排水，

屬高瓦斯礦井。1995年曾越界開采永安井田，后經(jīng)國(guó)土部門調(diào)整，重新核發(fā)采礦證，部分采空區(qū)仍位于永安井田內(nèi)，按小窯破壞區(qū)對(duì)待。

2、山西沁和能源集團(tuán)南凹寺煤業(yè)有限公司

位于井田東南邊界外,始建于1976年，1978年投產(chǎn)。201*年11月

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日省國(guó)土資源廳換發(fā)采礦許可證，證號(hào)為

C140000201*1112201*2271，批準(zhǔn)開采3#-15#煤層，井田面積為2.488km2，礦井正在進(jìn)行60萬t/a升級(jí)改造。該礦為斜井開拓，走向長(zhǎng)壁分層炮采，采用懸移支架支護(hù)，全部垮落法管理頂板，刮板機(jī)輸送，皮帶運(yùn)輸，中央并列式通風(fēng)，機(jī)械排水，屬高瓦斯礦井。礦井正常涌水量為200m3/d，最大涌水量為380m3/d。

3、陽城縣蘆河煤炭有限公司張溝井口

位于井田西南端邊界外,為陽城縣町店鎮(zhèn)辦煤礦,始建于1982年4月，于1984年10月建成投產(chǎn)，屬町店鎮(zhèn)鎮(zhèn)辦集體企業(yè)。201*年10月25日，山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)的采礦許可證，證號(hào)為1400000622282，批準(zhǔn)開采3#煤層，礦區(qū)面積1.9214km2，生產(chǎn)規(guī)模為150kt/a。采用斜井開拓，中央并列式通風(fēng)，長(zhǎng)壁分層炮采，全部跨落法管理頂板，木棚支護(hù)，主運(yùn)輸大巷為無極繩循環(huán)絞車礦車運(yùn)輸，回采工作面為刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，機(jī)械排水，屬瓦斯突出礦井。礦井水源主要來自3#煤層采空區(qū)積水，采空區(qū)位于井田東北部，和永安煤礦采空區(qū)相鄰，井底建有主、副水倉，主水倉容量為200m3，副水倉容量為100m3，礦井一般涌水量90m3/d，最大可達(dá)120m3/d。

4、山西金海能源有限公司陽城大寧金海煤礦

與本井田西北部相連，采礦許可證號(hào)為140000410465，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力4500kt/a，井田面積為53.69km2，該礦正在籌建。

5、沁水五里廟煤業(yè)有限公司

位于井田北西部邊界外,現(xiàn)整合到晉煤集團(tuán)永安煤業(yè)有限公司。201*年10月省國(guó)土資源廳換發(fā)采礦許可證，證號(hào)為C1400000622302，核定生產(chǎn)能力210kt/a，面積0.8519km2，斜、立井綜合開拓，開采3#煤層，中央并列式通風(fēng)，走向長(zhǎng)壁炮采，采用懸移支架支護(hù)全部垮落法管理頂板，刮板機(jī)輸送，皮帶運(yùn)輸，一般礦井涌水量不大，機(jī)械排水，屬高瓦斯礦井。未開采區(qū)主要分布在井田東北部和西部。

圖1-4-1四鄰關(guān)系圖

6、晉煤集團(tuán)寺河煤礦

位于井田北東部邊界外,該井田跨陽城、沁水兩縣，1996年12月

30日正式開工建設(shè)，全井田面積為91.2km2，可采煤層為3#、9#、15#煤層，為斜井分盤區(qū)開拓，綜合機(jī)械化開采，采用分區(qū)式通風(fēng)，開采方法為一次采全高長(zhǎng)壁采煤法，全部垮落法管理頂板，屬高瓦斯礦井。

據(jù)調(diào)查，周邊礦井以往開采時(shí)未曾發(fā)生過井下突水事故。

第五節(jié)以往地質(zhì)工作及水文地質(zhì)工作

一、以往勘查地質(zhì)工作

井田位于原陽城礦區(qū)町店（詳查）勘探區(qū)內(nèi)，在陽城礦區(qū)上黃崖井田精查勘探區(qū)東部A+B級(jí)儲(chǔ)量區(qū)內(nèi)。

1957年，華北煤田地質(zhì)局調(diào)查隊(duì)完成晉城陽城1：50000地質(zhì)填圖，并提交了概查報(bào)告。1959年原152隊(duì)在上述填圖范圍淺部普查勘探后，提交了沁水煤田陽城礦區(qū)普查地質(zhì)報(bào)告，施測(cè)了1：10000地形地質(zhì)圖，1962年復(fù)審降為概查。

山西煤田地質(zhì)勘探144隊(duì)于1975年8月提交了陽城礦區(qū)町店（詳查）勘探區(qū)地質(zhì)報(bào)告，在永安煤礦井田范圍內(nèi)施工鉆孔3個(gè)(120、124、125)，完成鉆探進(jìn)尺912.43m，范圍外1個(gè)（119），完成鉆探進(jìn)尺177.29m；1977年12月提交了《山西省沁水煤田陽城礦區(qū)上黃崖井田精查勘探地質(zhì)報(bào)告》，在永安煤礦井田范圍內(nèi)施工鉆孔3個(gè)（2041、2051、2069），完成鉆探進(jìn)尺1067.88m，范圍外2個(gè)鉆孔（2025、2086），進(jìn)尺826.03m。山西煤田地質(zhì)勘探144隊(duì)1973～1977年先后在永安煤礦井田范圍內(nèi)施工鉆孔6個(gè)，總計(jì)鉆探進(jìn)尺1980.31m，各鉆孔均進(jìn)行了測(cè)井，范圍外3個(gè)，總計(jì)鉆探進(jìn)尺1003.32m。

1996年由山西煤田地質(zhì)勘探114地質(zhì)隊(duì)提交《永安煤礦地質(zhì)報(bào)告》，提交的井田工業(yè)儲(chǔ)量為3290.7萬噸，井田面積為4.6km2。

201*年4月由山西省煤炭地質(zhì)公司提交《山西省晉城沁和煤業(yè)有限公司永安煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》，提交的井田工業(yè)儲(chǔ)量為3205萬噸，井田面積為3.8586km2。

201*年4月晉城市煤田地質(zhì)勘探隊(duì)編制的《沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》；

上述普、詳、精查各階段在井田內(nèi)（包括井田邊界鉆孔）共施工鉆孔6個(gè)，并完成了其它相應(yīng)的地質(zhì)工作量。

以往地質(zhì)勘查工作為沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦的開采提供了基礎(chǔ)性資料，如可采煤層、煤層厚度、埋深、頂?shù)装鍘r性特征等。經(jīng)過開采驗(yàn)證，以往地質(zhì)勘查成果基本與實(shí)際情況相符，地質(zhì)可靠程度較高。

二、礦井地質(zhì)工作及水文地質(zhì)工作

該礦自建井以來，積累了一定的礦井地質(zhì)與礦井水文地質(zhì)資料，經(jīng)分析資料真實(shí)可靠，能夠?yàn)楸敬螆?bào)告參考使用。

1.井巷測(cè)量

為了隨時(shí)掌握生產(chǎn)進(jìn)度和便于開采規(guī)劃，對(duì)井田和井下巷道進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)量。井口和主要巷道用J2經(jīng)緯儀和NTS352全站儀進(jìn)行了實(shí)測(cè)，次要巷道采用半儀器法進(jìn)行了簡(jiǎn)單測(cè)量，并將測(cè)量成果、工程進(jìn)度、停頭位置及時(shí)繪制在采掘工程平面圖和井上下對(duì)照?qǐng)D上，并將采

掘進(jìn)度及采空區(qū)及時(shí)繪制在采掘工程平面圖和井上下對(duì)照?qǐng)D上，為井下煤層開采設(shè)計(jì)規(guī)劃提供了依據(jù)。

2.地質(zhì)現(xiàn)象編錄

本次報(bào)告利用以往地質(zhì)報(bào)告中3號(hào)煤層井下見煤點(diǎn)的厚度、結(jié)構(gòu)，將其標(biāo)注于采掘工程平面圖上，為報(bào)告編制提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。

3.水文地質(zhì)觀測(cè)

對(duì)井下涌水量及涌水部位進(jìn)行了觀測(cè)分析，并根據(jù)涌水量情況及時(shí)向地面抽排，保證了井下安全生產(chǎn)。

4.瓦斯監(jiān)測(cè)

整合礦界內(nèi)原先各礦鑒定均為高瓦斯礦井，已建立健全了瓦斯實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，按安全規(guī)程分別測(cè)定了井下瓦斯含量、瓦斯涌出量。認(rèn)真監(jiān)測(cè)井下瓦斯含量變化，做好通風(fēng)工作，并按照有關(guān)要求進(jìn)行年度瓦斯等級(jí)鑒定，為防范瓦斯事故，確保礦井安全生產(chǎn)提供了保障。

5.煤質(zhì)化驗(yàn)

對(duì)3號(hào)煤的工業(yè)指標(biāo)、煤塵爆炸性、自燃傾向性做了相應(yīng)的化驗(yàn)，為了解本井田的煤層、煤質(zhì)情況提供了詳實(shí)的資料。

總之，在生產(chǎn)過程中做了一定的礦井地質(zhì)工作和礦井水文地質(zhì)工作。今后還需進(jìn)一步做好這方面的工作，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，重視和搞好礦井地質(zhì)編錄工作，積極為礦井的安全生產(chǎn)提供更多更有效的服務(wù)。

第二章礦井地質(zhì)

第一節(jié)區(qū)域地質(zhì)概況

一、區(qū)域地層

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，沁水縣地層由老到新為中元古界震旦系，古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，中生界三疊系及新生界第四系地層。區(qū)域地層分布特征見表2-1-1。

二、區(qū)域構(gòu)造

井田位于沁水構(gòu)造盆地南端，地層總體向北傾伏。沁水構(gòu)造盆地是山西省最大的四級(jí)構(gòu)造單元，總體呈北北東向展布。

沁水盆地是一個(gè)被斷裂包圍的斷塊，主體部分出露二疊系和三疊系，周邊翹起，出露下古生界地層。沁水盆地形成于中生代，是受水平擠壓形成的凹陷。相對(duì)周邊構(gòu)造單元來說，沁水盆地比較穩(wěn)定，變形強(qiáng)度由邊緣向內(nèi)部減弱，盆地主體部分發(fā)育開闊的北北東向短軸褶曲，兩翼巖層傾角一般小于20度，邊緣斷裂多為逆沖性質(zhì)，尤其是東西兩側(cè)均向外側(cè)逆沖，突出了水平擠壓的特征。沁水盆地東側(cè)以晉（城）－獲（鹿）斷裂帶與太行山隆起相接，該斷裂在山西省內(nèi)延伸超過320公里，總體走向NNE，有跡象表明該斷裂帶生成時(shí)間較早，中生代燕山運(yùn)動(dòng)中又有活動(dòng)，表現(xiàn)為地層由東向西的逆沖。由于變形強(qiáng)度和后期隆起被剝蝕改造的差異，晉獲斷裂帶表現(xiàn)為分段特征。黎城以北基巖露頭區(qū)，逆斷裂保存良好，變質(zhì)基底就逆沖于下古生界之上。黎城以南線性構(gòu)造仍

十分清楚，南段莊頭斷層至?xí)x城之間出露為由古生界組成的線性褶皺，而白馬寺斷層即是其組成部分。

本井田位于沁水煤田盆地南緣。本區(qū)的區(qū)域地層出露較全，由老到新為古生界寒武系、奧陶系、石炭系、中生界，新生界和第四系地層。

沁水縣地層情況表表2-1-1

界系統(tǒng)全新統(tǒng)組段二段中統(tǒng)中三生疊界系下統(tǒng)劉家溝組石千峰組T1lP2shP2s3P2s2P2s1P1xP1s二馬營(yíng)組一段符號(hào)Q4Q3Q2T2e2T2e1T1h厚度0-390.5-345-3789-107巖性描述淺黃、灰黃色砂礫石、砂、亞砂土及粘土互層。上部：淺黃色黃土狀粉土、粉質(zhì)粘土；底部淺黃色砂礫石。淺綜紅色亞粘土夾透鏡狀砂礫石及褐紅色古土壤層。分布情況東峪、樊莊、龍渠河一帶，縣河、沁河、端氏河一帶樊村河信王必楊家河一帶新第生四上更新統(tǒng)界系中更新統(tǒng)和尚溝組黃綠色厚層狀細(xì)粒、中粒長(zhǎng)石砂巖與紫紅色泥巖互層；底部呈巨厚層狀達(dá)30余米，地貌上形成陡坎。頂部：泥巖或粉砂巖；上部：黃綠色�。�厚層狀細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖，夾粉砂巖；149-161中部：褐紅色砂質(zhì)泥巖夾長(zhǎng)石砂巖、粉砂巖；下部：黃綠色中厚層狀細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖夾灰綠、綜紅色頁巖、紫紅色泥巖薄層。223-231棕色細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖與紫紅色頁巖、泥巖互層。棕色細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖夾紫色頁巖及數(shù)層同生礫石，砂巖中常含園度極好的“砂球”。黃綠色厚層狀長(zhǎng)石砂巖與紫紅色泥巖、頁巖互層，近頂部常有透鏡狀淡水灰201-217巖，泥巖中普遍含鈣質(zhì)團(tuán)塊。464-484上二古疊生系界上統(tǒng)三段二上石盒子組段一段下石盒子組下統(tǒng)山西組十里、柿莊、固縣、鄭村、胡底、樊莊、117-137杏黃、紫色砂巖、砂質(zhì)泥巖，頂部夾透鏡狀燧石，上部具一層安山質(zhì)凝灰?guī)r。必底、鄭莊、王寨、黃、杏黃色為主，少量紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖、頁巖、砂質(zhì)頁巖及黃綠色砂樊村河、113-171杏峪、下川、巖。底部常為一層黃白色厚層狀含砂粗粒砂巖。黃、杏黃色泥巖、砂質(zhì)泥巖、頁巖及砂巖，夾一至兩層雜色含鮞粒錳鐵質(zhì)鋁城關(guān)、中村、156-191土沃、張村等土頁巖或一至兩層透鏡狀錳鐵礦。34.73-黃綠、杏黃色頁巖、砂質(zhì)頁巖及砂巖，近頂部平一至二層雜色含鮞粒錳鐵質(zhì)大部分地區(qū)93.71鋁土頁巖或一至二層透鏡狀錳鐵礦。27.9-上部灰色砂質(zhì)頁巖、頁巖及砂巖，含煤層（香煤等）；下部灰色頁巖、砂質(zhì)頁67.25巖夾燧石層、二至三層薄煤。

沁水縣地層情況表續(xù)表2-1-1

界系上石古炭生系界奧陶系統(tǒng)上統(tǒng)中統(tǒng)組太原組本溪組峰峰組中統(tǒng)上馬家溝組下馬家溝組亮甲山組冶里組鳳山、長(zhǎng)山、崮山組張夏組寒武系中統(tǒng)徐莊組毛莊組下統(tǒng)中震元旦古系界汝陽群饅頭組北大尖組白草坪組段符號(hào)C3tC2bO2fO2sO2xO1∈3∈2z∈2x∈2m∈1mZbdZd厚度57.95-131.67巖性描述分布情況中村、下川與翼城交界和土沃、臺(tái)亭以東地帶下川大部地區(qū)和土沃、唐坪一帶下古生界下統(tǒng)上統(tǒng)上部灰色細(xì)粒砂巖、頁巖夾二至三層灰?guī)r及煤層（半香煤等）；中部二至三層灰?guī)r、頁巖及煤層（臭煤等）；下部褐灰色鋁土巖，粘土巖夾煤線及透鏡狀灰?guī)r或燧石層；底部灰白色石英砂巖。4-37.52黃綠及褐灰色粘土巖、鋁土巖、偶夾砂巖、煤線；底部山西式鐵礦。上部灰黃色泥巖夾泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r，角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r；中部淺灰色中厚50-114－厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r夾少許灰?guī)r；下部灰黃色薄層狀泥灰?guī)r及質(zhì)純灰?guī)r。上部灰色�。�厚層狀含泥質(zhì)白云巖夾灰?guī)r；中部青灰、灰黑色中厚－巨厚層狀灰223-260巖，豹皮狀灰?guī)r；下部薄層狀泥灰?guī)r，角礫狀泥灰?guī)r。青灰色中－巨厚層狀白云巖，白云質(zhì)純灰?guī)r；下部灰黃色薄層狀泥灰?guī)r，角礫狀82-92泥灰?guī)r。淺灰色中厚－巨厚層狀白云巖，含燧石條帶及結(jié)合白云巖。底部二至三層厚僅十61-209余厘米的黃綠色頁巖。98-154132-209中厚－厚層狀結(jié)晶白云巖，下部薄層狀泥質(zhì)條帶細(xì)晶白云巖夾竹葉狀白云巖。下川小河灣至東川一帶上部�。�巨厚層狀鮞狀白云質(zhì)灰?guī)r；中部厚－巨厚層狀鮞狀灰?guī)r；下部厚－巨厚層狀灰?guī)r；底部薄層泥質(zhì)灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r夾紫紅色頁巖。上部中厚－厚層狀灰?guī)r、豆鮞狀灰?guī)r夾紫紅色頁巖；中下部紫紅色頁巖夾中厚層96-133狀致密灰?guī)r、薄層狀細(xì)砂巖。紫紅色薄層狀含白云母小片泥巖、頁巖夾薄層狀、透境狀灰?guī)r；頂部青灰色厚－32-42巨厚層狀結(jié)晶灰?guī)r�；尹S色薄層狀灰?guī)r、泥頁巖夾�。�中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r，泥質(zhì)白云巖，頂部夾少許39-69竹葉狀灰?guī)r。底部白云巖、白云質(zhì)石英砂巖。中上部紫、紫紅色中厚－厚層狀中粗粒石英巖狀砂巖夾三層白色巨厚層狀石英巖下川舜王坪118-460狀砂巖；下部淺紫色中厚層狀石英巖狀砂巖與紫紅色頁巖互層；底部紫紅色厚－一帶與垣曲巨厚層狀中粒石英巖狀砂巖。交界處紫紅、紫、暗紫灰、磚紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾淺紫色�。�中厚層狀石英巖狀砂巖。68-217上部夾粘土質(zhì)白云巖一層。

第二節(jié)礦井地質(zhì)

一、地層

礦區(qū)地表大部分被第四系黃土覆蓋。零星出露二疊系上統(tǒng)上石盒子組，二疊系下統(tǒng)下石盒子組、山西組和石炭系上統(tǒng)太原組、中統(tǒng)本溪組及奧陶系地層呈埋藏型�，F(xiàn)將礦區(qū)內(nèi)鉆孔揭露及地表出露地層由老至新分述如下：

1、奧陶系中統(tǒng)（1）上馬家溝組(O2s)

井田東部永安村深水井揭露厚度207.98m。巖性主要為灰、深灰色巨厚層狀石灰?guī)r夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。裂隙較發(fā)育。

（2）峰峰組(O2f)

埋藏于井田深部，為煤系地層的基底。主要為深灰、黑灰色厚層狀石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成，頂部含星散狀黃鐵礦及其結(jié)核。井田內(nèi)勘探鉆孔揭露最大厚度16.7m，永安村巖溶深井揭露厚度66.91m。

2、石炭系(C)（1）中統(tǒng)本溪組(C2b)

本組厚度4.0～37.52m，平均厚12.53m，厚度變化大。巖性主要為灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及淺灰色粘土質(zhì)泥巖，局部鮞粒發(fā)育，底部一般有一層鐵質(zhì)粉砂巖或鐵質(zhì)泥巖，與下伏奧陶系地層呈平行不整合接觸。

（2）上統(tǒng)太原組(C3t)

連續(xù)沉積于下伏本溪組之上，為一套海陸交互相含煤建造，井田主要含煤地層之一，主要以深灰～灰黑色砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層及石灰?guī)r為主。其中含煤10層，以下部煤層發(fā)育較好，發(fā)育有石灰?guī)r、泥灰?guī)r8層，其下部灰?guī)r穩(wěn)定且厚度較大，底部以K1砂巖與下伏地層呈整合接觸。本組厚度57.95～131.67m，平均92.05m。

3、二疊系(P)（1）下統(tǒng)山西組(P1s)

為一套陸相碎屑巖含煤地層，井田主要含煤地層之一，連續(xù)沉積于下伏太原組之上。主要由灰色粉砂巖、淺黃色中細(xì)砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成，一般含煤1～2層，以石英砂巖（K7）與太原組分界，本組地層厚度41.57～56.16m，平均47.89m。（2）下統(tǒng)下石盒子組(P1x)

本組厚57.72～93.71m，平均71.17m。主要由黃綠色、淺灰色砂巖，灰綠色、淺灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。頂部為淺灰色、夾紅褐色斑，含大量菱鐵礦球粒及黃鐵礦團(tuán)塊的泥巖，俗稱“桃花泥巖”，上部和下部為中細(xì)粒砂巖和粉砂巖，間夾泥巖，含大量菱鐵礦鮞粒，底部以K8砂巖與下伏地層呈整合接觸。

（3）上統(tǒng)上石盒子組(P2s)

主要出露于礦區(qū)東、西兩側(cè)溝坡上，其上部層段被剝蝕，本井田鉆孔揭露最大厚度為146.00m，僅存有下部地層，巖性主要為砂巖夾雜

色泥巖，為灰綠色、黃褐色砂巖,局部夾紫色泥巖與灰綠色、灰白色砂巖層，局部泥巖中含菱鐵質(zhì)結(jié)核，中上部夾鐵質(zhì)砂巖及錳鐵質(zhì)結(jié)核。與下伏下石盒子組呈連續(xù)沉積。

4、第四系中、上更新統(tǒng)(Q2+3)

井田內(nèi)分布廣泛，主要為淺紅色砂質(zhì)粘土，上部為黃灰色，含鈣質(zhì)結(jié)核；下部夾砂礫層。厚0～50.20m，平均25.00m。與下伏地層呈角度不整合接觸。

二、構(gòu)造

井田內(nèi)以寬緩的褶曲為主要構(gòu)造形跡，褶曲軸向近南北向，地層走向北東向，巖層傾角4～6°。井田斷層不發(fā)育，未見陷落柱和巖漿巖體。

張溝背斜：軸向近南北，背斜軸位于井田東部，井田大部分處在背斜的西翼，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)度2500m，產(chǎn)狀平緩，兩翼巖層基本對(duì)稱，傾角4～6°。

綜上所述，該井田構(gòu)造條件簡(jiǎn)單，為寬緩的褶曲構(gòu)造，地層較平緩，井田構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類。

第三章煤層

第一節(jié)含煤性

井田主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，二者合計(jì)地層平均總厚139.94m，共含煤12層，煤層平均厚度12.29m，含煤系數(shù)為8.8%。其中批采的3號(hào)、15號(hào)煤層平均總厚9.31m，含煤系數(shù)為6.65%。

山西組地層厚度41.57～56.16m，平均厚度47.89m，共含煤2層，自上而下編號(hào)分別為1號(hào)、3號(hào)煤層，含煤平均總厚6.63m，含煤系數(shù)13.8%。其中1號(hào)煤層位于本組頂部，層位不穩(wěn)定，不可采，不具工業(yè)價(jià)值；3號(hào)煤層位于本組下部，厚度大且穩(wěn)定，是該井田主要可采煤層。

太原組地層厚度57.95～131.67m，平均總厚92.05m，共含煤10層，自上而下編號(hào)分別為5、7、8-1、8-2、9、10、11、12、13、15號(hào)煤層，煤層平均總厚5.66m，含煤系數(shù)6.1%，其中15號(hào)為全井田穩(wěn)定可采煤層，9號(hào)煤零星可采，其余均屬不可采煤層。

第二節(jié)可采煤層

礦區(qū)內(nèi)可采煤層有3、15，共2層煤，其余為零星可采或不可采煤層�？刹擅簩犹卣饕姳�3-2-1。

（1）3#煤層：賦存于山西組的下部，全區(qū)穩(wěn)定可采，為該礦現(xiàn)開采煤層，煤層埋深一般80～310m，底板標(biāo)高410～560m。煤層厚6.23～6.66m，平均6.43m，夾矸1～4層，結(jié)構(gòu)中等，偽頂為泥巖，直接頂為

24#

#

泥巖或粉砂巖，厚度2.56～8.24m，老頂為砂質(zhì)泥巖或中細(xì)砂巖，厚度0～5.55m，平均4.24m。底板為泥巖或粉砂巖，厚5.62～8.92m，平均7.49m。

（2）15#煤層：位于太原組一段頂部，上距3#煤底75.94～86.74m，平均79.92m，煤層埋深一般160～390m，底板標(biāo)高300～480m。煤層厚1.65～2.90m，平均2.12m。一般含夾矸0-3層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單～復(fù)雜，煤層偽頂為泥巖、局部為炭質(zhì)泥巖，厚度0～0.20m，直接頂、老頂為K2石灰?guī)r，石灰?guī)r厚度7.16～12.19m，平均9.26m。屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。

可采煤層情況一覽表表3-2-1

煤層編號(hào)煤層厚度（m）煤層間距(m)層位最小-最大平均山西組3#最小-最大平均穩(wěn)定程度及可采情況含夾矸層數(shù)1-4頂板巖性底板巖性6.23-6.666.431.65-2.9079.94-86.7479.92全區(qū)穩(wěn)定可采泥巖泥巖粉砂巖粉砂巖砂質(zhì)泥巖泥巖砂巖灰?guī)r太原組15#2.12全區(qū)穩(wěn)定可采0-4

第四章水文地質(zhì)

第一節(jié)區(qū)域水文地質(zhì)

井田地表河流屬黃河流域沁河水系。沁河是晉東南最大的河流，發(fā)源于長(zhǎng)治市沁源縣霍山東麓的二郎神溝，由河南省濟(jì)源市五龍口出太行山，于武涉縣南側(cè)嘉應(yīng)關(guān)注入黃河。干流全長(zhǎng)485km，流域面積13532km2。沁河流域以石質(zhì)山區(qū)為主，土質(zhì)山區(qū)次之，干流河道大部分為砂巖地層，水量滲漏較少。井田內(nèi)無地表水體，雨季降水沿溝谷向沁河水系支流蘆葦河排泄。

井田位于沁水盆地南緣太行山復(fù)背斜西翼，沁水復(fù)向斜東翼，晉獲褶斷帶西側(cè)，所處區(qū)域水文地質(zhì)單元為二疊系碎屑巖分布區(qū)和低山丘陵水文地質(zhì)區(qū)，井田所在地處在奧陶系巖溶水延河泉域徑流區(qū)。延河泉是我省少數(shù)的幾個(gè)巖溶大泉之一，位于陽城縣馬山村沁河河谷西側(cè)，是沁河河谷近20km范圍內(nèi)一系列泉群出露地的最大露頭。據(jù)19821989年監(jiān)測(cè)資料，多年平均流量為3.39m3/s，最大流量6.32m3/s（1984.9.15），最小流量2.36m3/s（1988.3.10），泉水出露高程為463.33m。延河泉域是一個(gè)從補(bǔ)給、徑流到排泄的完整的地下水流域，主要含水層為中奧陶厚層狀石灰?guī)r，沁水向斜使泉域地層構(gòu)成南部向北，東西兩側(cè)向中間傾斜的儲(chǔ)水構(gòu)造。

東部邊界：分南、北兩段。南段以晉獲褶斷帶與三姑泉為界，該段晉獲褶斷帶由一組壓扭性斷裂及側(cè)轉(zhuǎn)的背斜組成呈北北東走向與地表分水嶺一致；北段與丹河和沁河地表分水嶺一致，地表出露石炭、

26

二疊系地層，下伏中奧陶統(tǒng)灰?guī)r含水層，是一個(gè)可移動(dòng)的地下分水嶺，局部導(dǎo)水。

西部邊界：以沁河與汾河地形分水嶺為界，海拔2100－2300m，由于斷層作用，使斷層西側(cè)長(zhǎng)城系砂頁巖與東側(cè)寒武、奧陶系含水層接觸，形成阻水邊界。

北部邊界：位于東溝-朝陽地-嘉峰鎮(zhèn)-賈寨村一線，地表分布二疊系、三疊系沙泥巖，寒武系、奧陶系碳酸鹽巖埋深380－450m，巖溶地下水處于滯留或緩流狀態(tài)，并由于沿寺頭等兩條斷層形成地塹，使煤系地層與奧陶系碳酸鹽巖接觸，起到阻水作用，為阻水邊界。

南部邊界：與地表分水嶺一致，沿衙道-范洼-雙窩溝-西交-陽坡-小河灣一線，地面分布長(zhǎng)城系及下寒武統(tǒng)隔水巖層，為一阻水邊界。

以上劃定延河泉域范圍，包括陽城縣及澤州縣西部和沁水縣南部，面積2765km2，其中可溶巖裸露區(qū)面積1084.8km2（圖4-1）。

一、區(qū)域內(nèi)主要含水層

區(qū)域內(nèi)主要含水層地下水(按含水介質(zhì)分)有：松散巖類含水巖組、碎屑巖類含水巖組、碎屑巖夾碳酸鹽類含水巖組、碳酸鹽類含水巖組。

1、松散巖類含水巖組

含水巖組主要為第四系松散沉積物，呈帶狀分布于沁河及其支流，由砂質(zhì)粘土夾砂及卵礫石組成，厚5－40m。富水性因地而異，河谷區(qū)一般中等～強(qiáng)，單位涌水量q=0.2－11.8L/sm；丘陵山區(qū)富水性一般

較弱，單位涌水量多小于0.1L/sm。

該類水主要接受大氣降水的補(bǔ)給，排泄方式主要是蒸發(fā)或向下滲漏補(bǔ)給下伏含水層。水化學(xué)類型一般為HCO3－NaCa型水，局部受煤礦礦坑排水污染，水化學(xué)類型為SO4KNa型水。

2、碎屑巖類含水巖組

含水巖組為二疊系上、下石盒子組和山西組，含水層主要為砂巖，與泥頁巖隔水層呈相間分布，含水層間水力聯(lián)系較差。富水性差異較大，不均勻。山西組由泥巖、砂巖及煤層組成，厚34－72m，含裂隙水，單位涌水量q=0.0004－0.003L/sm；上、下石盒子組為泥巖、砂巖組成，厚258－812m，受溝谷切割常有泉水出露，泉流量一般小于1L/s，屬弱富水性含水層。

該類水主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，在沁河河谷局部地段接受上覆孔隙水系統(tǒng)的越流補(bǔ)給，在基巖裸露的溝谷中接受地表水的滲漏補(bǔ)給；地下水運(yùn)動(dòng)方向受地層產(chǎn)狀和地形條件的控制，沁水復(fù)向斜西翼總體由西向東，由南向北逕流，地面侵蝕作用和深切溝谷破壞了含水巖系的完整性，地下水具多層性，沒有統(tǒng)一的地下水位；地下水排泄途徑主要有：人工開采地下水和以泉的形式轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇硭�及局部地段越流補(bǔ)給下伏巖溶裂隙水系統(tǒng)。

3、碎屑巖夾碳酸鹽巖類含水巖組

含水巖組為石炭系上統(tǒng)太原組，含水層主要為太原組K2－K5灰?guī)r和數(shù)層砂巖，厚76－142m，是太原組各煤層的主要充水水源。由于其

間夾有數(shù)層煤、砂質(zhì)泥巖，將各個(gè)含水層分隔成層狀分布的近似獨(dú)立的含水層，故相互間水力聯(lián)系較弱。富水程度取決于巖溶裂隙的發(fā)育程度，一般在近地表露頭處含水性較好，隨著埋深增加含水性變?nèi)�，單位涌水�?.001－1.09L/sm。

該類水的主要補(bǔ)給來源是大氣降水和上覆裂隙水的垂直入滲，主要排泄方式是采煤礦坑排水及人工開采。地下水運(yùn)動(dòng)方向受地層產(chǎn)狀和地形條件的控制，沁水復(fù)向斜西翼，總體由西向東，由南向北逕流。

4、碳酸鹽巖類含水巖組

包括寒武系至中奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖類含水層。其主要含水層段為中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r巖溶含水層，總厚400500m，包括下、上馬家溝組及峰峰組，主要出露于泉域東、南及西部，中部及北部為厚層碎屑巖所覆蓋。主要接受裸露區(qū)大氣降水及局部灰?guī)r裸露河道地表水的補(bǔ)給，中部及北部厚層覆蓋區(qū)有北部地下分水嶺向南西的徑流。排泄出口主要有沿沁河呈線狀排列的延河泉群、河頭泉群及陽城縣附近的開采井群。

泉域內(nèi)中奧陶統(tǒng)灰?guī)r含水層受埋藏深度、巖溶發(fā)育規(guī)律及構(gòu)造等的影響，含水性具明顯的水平分區(qū)和垂直分帶：在平面上，灰?guī)r裸露區(qū)及薄層覆蓋區(qū)與厚層覆蓋區(qū)巖溶發(fā)育特征、含水性有較大差異，在剖面上，有“上弱下強(qiáng)”的含水規(guī)律。井田處于厚層覆蓋區(qū)的中部。

圖4-1-1延河泉域略圖

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二、區(qū)域內(nèi)主要隔水層

1、石炭系中、上統(tǒng)泥巖、鋁質(zhì)泥巖隔水層

主要有泥巖、鋁質(zhì)泥巖組成，位于石炭系上統(tǒng)太原組15號(hào)煤層底至奧陶系巖溶裂隙含水層頂，為一套以泥質(zhì)巖為主的細(xì)碎屑巖地層，特別是本溪組的鋁土泥巖，質(zhì)地細(xì)膩，具有良好的隔水性能，為區(qū)域內(nèi)主要隔水層組，對(duì)奧灰水起到了重要的阻隔作用。

2、碎屑巖類層間隔水層

主要由具塑性的泥巖組成，呈層狀分布于各砂巖含水層之間，形成平式復(fù)合結(jié)構(gòu)，阻隔各含水層的垂向水力聯(lián)系。

三、區(qū)域地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄條件

延河泉是我省少數(shù)的幾個(gè)巖溶大泉之一，位于陽城縣馬山村沁河河谷西側(cè)，是一個(gè)從補(bǔ)給、徑流到排泄的完整的地下水流域，主要含水層為中奧陶厚層狀石灰?guī)r，沁水向斜使泉域地層構(gòu)成南部向北，東西兩側(cè)向中間傾斜的儲(chǔ)水構(gòu)造。

中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r為區(qū)內(nèi)富水性相對(duì)較強(qiáng)的含水層，主要接受大氣降水補(bǔ)給，局部接受河道地表水滲透補(bǔ)給及上覆含水層的越層補(bǔ)給，集中向南方向的延河泉排泄。

石炭系、二疊系地層由于具有含水層、隔水層相間成層的特點(diǎn)，對(duì)大氣降水及地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給存在不利因素，特別是深部巖層裂隙不發(fā)育，接受大氣降水及地表水的補(bǔ)給主要受地形控制，在切割較深處以裂隙下降泉的形式排出地表，只有少部分垂向補(bǔ)給深部含水

層。

第四系松散含水層多沿山坡及溝谷低凹地帶分布，在山麓及基巖附近的第四系殘坡積含水層主要接受大氣降水補(bǔ)給及基巖風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給，向地形低凹處排泄。

第二節(jié)礦井水文地質(zhì)條件

一、井田地表水及河流

井田內(nèi)沒有地表水體，主要有蘆葦河支溝張溝。

張溝屬季節(jié)性溝谷。永安煤礦主副井筒均位于張溝溝坡上，井田主副井筒口高出當(dāng)?shù)刈罡吆樗�水位�?biāo)高3m以上，一般情況下洪水不會(huì)順井筒貫入井下。但為預(yù)防河水貫入發(fā)生淹井事故發(fā)生，按《三下采煤規(guī)程》，河谷區(qū)應(yīng)預(yù)留保安煤柱。

二、井田含水層

1、第四系松散沉積物含水層

含水巖組主要由上更新統(tǒng)粉土夾薄層砂卵礫石透鏡體和中更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土夾薄層砂卵礫石透鏡體組成，無相對(duì)隔水層，厚0～20m，坡梁上含水層接受大氣降水入滲補(bǔ)給后直接下滲補(bǔ)給下部碎屑巖類裂隙水，透水而不含水。溝谷地帶由于砂卵礫石層分布局限，厚度小，單位涌水量0.029L/sm，富水性弱

2、碎屑巖類裂隙水

井田東、西部有出露，含水巖組為二疊系上、下石盒子組和山西

組，含水層巖性主要為砂巖，與泥頁巖隔水層呈相間分布，含水層間水力聯(lián)系較差。富水性差異較大，不均勻。

二疊系下統(tǒng)山西組含水巖組，埋藏深度140～230m。由中細(xì)粒砂巖組成。主要含水層位為3#煤層頂板K8砂巖，次為3#煤底部K7砂巖。頂板砂巖厚度0～33.48m。其富水性主要是受裂隙發(fā)育程度影響。據(jù)鄰區(qū)位于井田以北和以西的317鉆孔與永紅礦3號(hào)鉆孔抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量為0.00173L/sm，滲透系數(shù)0.0065m/d，水位標(biāo)高為549.16m，水質(zhì)類型為HCO3KNa型水。該含水巖組富水性弱。

二疊統(tǒng)下統(tǒng)下石盒子組含水巖組：井田內(nèi)地表未出露，屬埋藏型。含水層以中、粗粒砂巖為主，補(bǔ)給條件較差，富水性弱，單位涌水量為0.0276L/sm，水化學(xué)類型為HCO3Na型。

二疊統(tǒng)上統(tǒng)上石盒子組含水巖組：井田東、西部地表有出露。含水層以中、粗粒砂巖為主，靠大氣降水補(bǔ)給，多呈下降泉泄出，最大流量0.50L/s，一般流量不大，季節(jié)性變化極大。該含水巖組富水性弱，單位涌水量為0.0009L/sm，水質(zhì)類型為HCO3KNa型。

3、太原組（C3t）砂巖、灰?guī)r巖溶裂隙含水層

含水巖組為石炭系上統(tǒng)太原組。含水層主要為太原組K2、K3、K5

三層灰?guī)r和數(shù)層砂巖，K2厚7.16～12.19m，平均9.26m，厚度穩(wěn)定；K3厚0.8～4.69m，平均3.34m，為灰色、深灰色含生物碎屑微晶灰?guī)r，斷續(xù)波狀層理發(fā)育，含硅質(zhì)結(jié)核；K5石灰?guī)r厚0.70～2.10m，平均1.57m，為深灰色致密生物碎屑泥晶灰?guī)r，層位穩(wěn)定。K4石灰?guī)r厚0.68～

2.85m，平均1.90m，極不穩(wěn)定。該類水是太原組各煤層的主要充水水源。由于其間夾有數(shù)層煤、砂質(zhì)泥巖，將各個(gè)含水層分隔呈層狀分布的近似獨(dú)立的含水層，故相互間水力聯(lián)系較弱。據(jù)鉆孔揭露情況，含水層富水性和裂隙、巖溶的發(fā)育及構(gòu)造條件等有關(guān)：

（1）裂隙的發(fā)育隨埋藏深度增加而減弱，富水性隨埋藏深度增加、裂隙減弱而由強(qiáng)變?nèi)酢?/p>

（2）一般在向斜部位富水性可達(dá)中等，單位涌水量為0.36～0.03L/sm；而東部背斜軸部則相反，富水性較差，單位涌水量0.004L/sm，富水性弱。

4、中奧陶統(tǒng)灰?guī)r巖溶裂隙含水層

礦區(qū)位于區(qū)域延河泉巖溶水系統(tǒng)中北部的補(bǔ)給、徑流區(qū)。巖溶水的補(bǔ)給來源主要為二疊系、三疊系碎屑巖類裂隙水和沁河地表水的滲漏補(bǔ)給。地下水徑流方向由西北向東南，水位埋深一般110～265m，水位標(biāo)高一般在484～514m之間。含水巖層主要為奧陶系中統(tǒng)上、下馬家溝組，富水性一般中等。水化學(xué)類型為HCO3SO4CaMg型水。

碳酸鹽巖在井田內(nèi)隱伏于煤系地層之下，據(jù)井田勘探鉆孔揭露資料，頂板埋藏深度一般253.83～398.18m，最大揭露厚度16.7m。

礦區(qū)內(nèi)有巖溶水井1眼（編號(hào)永2#），主要取水層位為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組。該水井竣工時(shí)間為1992年7月，水井深度480.79m。水井結(jié)構(gòu)及揭露地層情況見表4-1。

該水井竣工時(shí)巖溶水靜止水位埋深178.01m，水位標(biāo)高486.99m。

抽水試驗(yàn)動(dòng)水位埋深228.74m，水位降深50.73m，涌水量為9.056L/s，換算單位涌水量為0.178L/sm。水質(zhì)類型為HCO3SO4CaMg，礦化度0.44g/L。

據(jù)《沁水縣加豐鎮(zhèn)永安村巖溶深井說明書》，該水井取水層位主要為奧陶系上馬家溝組。孔深272.81m時(shí)進(jìn)入上馬家溝組地層，孔深282.00m嚴(yán)重漏水，巖芯呈蜂窩狀。根據(jù)鉆探資料分析，主要含水層段位于282.00～385.87m段，含水層總厚度約103.87m。

表4-1永2#巖溶水井揭露地層情況表

序號(hào)1234567時(shí)代Q2P1xP1sC3tC2bO2fO2s深度（m-m）0-19.4419.44-110.19110.19-141.8141.8-201.6201.6-205.9205.9-272.81層厚（m）19.4491.4631.6159.84.366.91孔徑（mm）500377377377377273219管徑（mm）426325325325325巖性粉質(zhì)粘土砂巖、泥巖互層砂巖、泥巖夾3煤灰?guī)r、泥巖、角礫狀灰?guī)r鋁土質(zhì)泥巖灰?guī)r、泥灰?guī)r互層灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r裂隙發(fā)育#272.81-480.79207.98本次調(diào)查采用手持GPS定位井口坐標(biāo)為：X=3938036，Y=19633559，H=665m。本次調(diào)查水位埋深185m左右，水位標(biāo)高約為479.96m。

需要說明的是，與周邊巖溶水井及下河泉出露標(biāo)高476.8m相比，該井成井時(shí)的水位標(biāo)高明顯偏低。編制區(qū)域巖溶水201*年等水位線圖時(shí)，延用了成井時(shí)水位標(biāo)高，一方面考慮成井時(shí)一般洗井抽水時(shí)間較短，不一定能反映真實(shí)區(qū)域水位，另一方面201*年年降水量大，延河泉域徑流區(qū)巖溶井水位大多普遍回升。由此推算出礦區(qū)一帶巖溶水水

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位年下降速率在1m/a左右，與調(diào)查反映情況基本吻合。

三、井田內(nèi)主要隔水層

區(qū)內(nèi)各含水層之間都有良好的隔水層，當(dāng)其完整性、連續(xù)性未被破壞時(shí)，完全可以隔離上下含水層之間的水力聯(lián)系。現(xiàn)將區(qū)內(nèi)主要隔水層敘述如下：

1、太原組底部及本溪組泥巖、鋁土泥巖隔水層：為15號(hào)煤層底板至峰峰組頂界，厚度平均25m左右，由泥巖、鋁土泥巖等塑性巖層夾砂巖組成，可起良好隔水作用。

2、石炭系太原組中上部泥巖隔水層：主要巖性為泥巖和砂質(zhì)泥巖，呈層狀分布于各灰?guī)r、砂巖含水層之間，阻斷了其間的水力聯(lián)系，是15號(hào)煤層頂板以上的主要隔水層。

3、二疊系砂巖含水層層間隔水層：位于下石盒子組頂部及上石盒子組中下部，由塑性鋁土泥巖、砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖等組成，單層厚度二至數(shù)十米以上，在沒有煤礦采動(dòng)影響的情況下，可視為3號(hào)煤層上的相對(duì)隔水層。

四、地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄條件

中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r為區(qū)內(nèi)富水性相對(duì)較強(qiáng)的含水層，主要接受大氣降水補(bǔ)給，局部接受河道地表水滲透補(bǔ)給及上覆含水層的越層補(bǔ)給，集中向南西方向的延河泉排泄，近年來有下降趨勢(shì)。根據(jù)補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)的分布位置和各鉆孔水位標(biāo)高分析，井田內(nèi)中奧陶統(tǒng)灰?guī)r

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巖溶地下水總的流向由北西向南東。

石炭系、二疊系地層由于具有含水層、隔水層相間成層的特點(diǎn)，對(duì)大氣降水及地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給存在不利因素，特別是深部巖層裂隙不發(fā)育，接受大氣降水及地表水的補(bǔ)給主要受地形控制，在切割較深處以裂隙下降泉的形式排出地表，只有少部分垂向補(bǔ)給深部含水層。

第四系松散含水層多沿山坡及溝谷低凹地帶分布，在山麓及基巖附近的第四系殘坡積含水層主要接受大氣降水補(bǔ)給及基巖風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給，向地形低凹處排泄。大面積分布的第四系上更新統(tǒng)黃褐色亞粘土，垂直裂隙發(fā)育，透水性強(qiáng)，而富水性較弱，其下覆的第四系中更新統(tǒng)棕紅色亞粘土，透水性較弱，因此在上更新統(tǒng)與中更新統(tǒng)亞粘土接觸帶附近易形成富水帶。河道中呈帶狀分布的第四系全新統(tǒng)砂礫石層主要接受地表水及大氣降水的補(bǔ)給，向下伏地層及地形低凹處排泄。

第三節(jié)礦井充水因素分析及水害防治措施

一、礦井充水因素分析1、大氣降水對(duì)礦井充水的影響

大氣降水通過不同成因的基巖裂隙及松散沉積物孔隙在裂隙溝通的情況下進(jìn)入礦井，成為礦井充水的間接但重要的補(bǔ)給來源。礦井涌水量受降水的季節(jié)變化影響，具有明顯的動(dòng)態(tài)變化特征。

礦井涌水量與區(qū)域降雨量統(tǒng)計(jì)表

201*年月份123456789101112201*年201*年月份123456789101112月平均降雨量28.77.910.244.951.14896.9146.794.316.311.80涌水量（m/d）3月平均降雨量02917.519.8119.850.661.99556.439.833.42.8涌水量月月平均降雨量1148.734.630.133.2106.727348.56.62.10.1涌水量（m3/d）333403345344480540550513327260300259（m3/d）份248261322313345515529519456398354339123456789101112

2、地表水對(duì)礦井充水的影響

礦區(qū)穿越河流主要有蘆葦河支溝張溝。

張溝屬季節(jié)性支流。永安煤礦主副井筒均位于張溝溝坡上，礦井主斜井井口標(biāo)高為+660.2m，副斜井井口標(biāo)高為+620.7m，安全出口斜井井口標(biāo)高為+631.2m，回風(fēng)立井井口標(biāo)高為+738.9m。井田主副井筒口高出當(dāng)?shù)刈罡吆樗�水位�?biāo)高3m以上，一般情況下洪水不會(huì)順井筒貫入井下。但為預(yù)防河水貫入發(fā)生淹井事故發(fā)生，按《三下采煤規(guī)程》，河谷區(qū)應(yīng)預(yù)留保安煤柱。

從總體情況分析，對(duì)本井田今后開采影響較大且最直接的地表水體是井田內(nèi)季節(jié)性排洪沖溝，將來本礦開采至其附近時(shí)，應(yīng)采取有效措施，防止雨季地表水通過采空區(qū)地表塌陷、裂縫涌入井下，造成水災(zāi)事故。

3、構(gòu)造對(duì)礦井開采充水的作用和影響

井田構(gòu)造屬于寬緩褶曲帶，未見斷層、陷落柱，組成煤層頂、底板的巖石巖性多為堅(jiān)硬松軟巖層，遇水后具有離層軟化現(xiàn)象，不可能聚積大量的變形能，可以認(rèn)為本區(qū)構(gòu)造應(yīng)力低，一般不會(huì)對(duì)巷道采區(qū)造成太大威脅，另外影響礦井充水的主要地質(zhì)構(gòu)造為向斜構(gòu)造，煤層之上各含水層水在向斜軸部聚集，對(duì)煤層開采有一定影響；在向斜軸部采空區(qū)，有大量積水存在，給生產(chǎn)造成安全隱患。

4、含水層對(duì)礦井開采的充水影響

井田內(nèi)對(duì)煤層開采有影響的含水層為上、下石盒子組、山西組的砂巖裂隙含水層，太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層和奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層。

開采煤層后，由于存在礦山壓力，使煤層上履巖層形成冒落帶、裂隙帶和緩慢下沉帶“三帶”。對(duì)開采煤層上覆含水層造成影響和破壞的主要是冒落帶和裂隙帶。由采煤引起的沉陷變形在垂直方向上引起的覆巖移動(dòng)影響高度和范圍，主要決定于煤層頂板特征、構(gòu)造、煤層開采厚度、開采方法，以及上覆巖層的厚度和特性。彎曲帶一般對(duì)地下水不造

成影響，所以只考慮到導(dǎo)水裂隙帶的高度。通過對(duì)裂隙帶最大高度的預(yù)計(jì)，可以預(yù)測(cè)井下采煤對(duì)地下含水層、地表水體等產(chǎn)生的破壞及影響，同樣可以預(yù)測(cè)開采煤層以上水體對(duì)開采活動(dòng)的影響程度。

沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦煤層一次采全高，頂板管理方式采用全部垮落，根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》附錄六經(jīng)驗(yàn)公式，開采煤層時(shí)的冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度計(jì)算結(jié)果如表4-3-1。

表4-3-1各煤層冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶最大高度計(jì)算表煤層間煤層距(m)379.926.66中硬煤厚(m)計(jì)算值(m)頂板類別計(jì)算公式Hm100M2.24.7M1915.44Hli20M10Hm2.1M16100M2.561.6114.0661.09152.90堅(jiān)硬Hli30M10注：Hm冒落帶高度(m)，Hli導(dǎo)水裂隙帶高度(m)，M采厚(m)由上表可知3號(hào)煤層開采引起的地下水疏干最大高度可達(dá)到77.05m，在其影響范圍內(nèi)上覆的砂巖含水層以及基巖風(fēng)化帶含水層、第四系含水層之間相互導(dǎo)通，開采引起的頂板出水點(diǎn)的裂隙張開性好，無泥質(zhì)充填，一般通過放頂后所形成的裂隙帶向采面充水，在大面積開采的條件下，頂板水點(diǎn)多呈滴、淋水狀態(tài)，易自然疏干。K8砂巖含水層是3號(hào)煤采空區(qū)的主要涌水水源，受補(bǔ)給條件及徑流通道不暢限制，其充水的強(qiáng)度較弱，含水層富水性弱，對(duì)煤層開采影響不大。

由上表可知15號(hào)煤層開采引起的地下水疏干最大高度可達(dá)到

75.15m，在3號(hào)煤層底板破壞深度疊加作用下，其導(dǎo)水裂隙帶要大得多，可導(dǎo)通3號(hào)煤層積水區(qū)，礦方要引起高度重視。K2石灰?guī)r是開采15號(hào)煤層的直接頂板充水含水層，K3、K4是間接充水含水層。據(jù)抽水資料，富水性較弱。但由于石灰?guī)r巖溶發(fā)育的不均一性，局部地段富水性較強(qiáng)，因此開采15號(hào)煤層時(shí)應(yīng)認(rèn)真做好探放水工作。

本區(qū)奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高約為486～512m，據(jù)煤層底板等高線圖，其井田內(nèi)3號(hào)煤層底板標(biāo)高為400～570m，15號(hào)煤層為300～490m，奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高高于大部分3號(hào)煤層和全部15號(hào)煤層底板最低標(biāo)高，所以開采3號(hào)、15號(hào)煤層井田內(nèi)大部分地段存在帶壓開采問題，底板突水問題不容忽視。

依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》附錄4公式對(duì)奧灰水的突水危險(xiǎn)性進(jìn)行預(yù)測(cè)，計(jì)算公式如下：

T上式中

T突水系數(shù)（MPa/m）

P水頭壓力（MPa）；

M煤層底板至奧灰頂界面隔水層厚度。

經(jīng)計(jì)算（第六章有詳細(xì)計(jì)算），3號(hào)煤層最大突水系數(shù)為0.019

MPa/m；15號(hào)煤層最大突水系數(shù)為0.087MPa/m。

PM按全國(guó)實(shí)際資料看，底板受構(gòu)造破壞塊段突水系數(shù)一般不大于0.06MPa/m，正常塊段不大于0.1MPa/m。據(jù)上述計(jì)算，3號(hào)煤層最大突水系數(shù)小于底板受構(gòu)造破壞塊段、正常塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)值，因此，在沒有構(gòu)造導(dǎo)通的情況下開采3號(hào)煤層不會(huì)發(fā)生突水危險(xiǎn)；但15號(hào)煤層最大突水系數(shù)大于0.06MPa/m，但小于正常塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)值0.1MPa/m，正常情況下開采15號(hào)煤層發(fā)生突水危險(xiǎn)性中等，礦方一

定要引起高度重視。

區(qū)內(nèi)峰峰組灰?guī)r含水層巖溶發(fā)育不均一，其含水性受巖溶發(fā)育程度的影響，在對(duì)奧灰水勘探不足的情況下，無法準(zhǔn)確判斷其富水性及導(dǎo)水性。因此建議今后應(yīng)做帶壓開采的可行性研究。本井田斷層、陷落柱構(gòu)造發(fā)育，如斷裂構(gòu)造及裂隙破碎帶與奧灰水溝通，將會(huì)對(duì)礦井充水產(chǎn)生影響，因此，在靠近斷層、陷落柱地帶開采時(shí)，要留足保安煤柱�？傊�，礦方今后應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)觀察與分析，堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的十六字探放水原則。此外，打穿奧陶系灰?guī)r的鉆孔也可能成為底板突水通道，都應(yīng)予以重視。

5、采空區(qū)及老窯積水對(duì)礦井開采的充水影響：

井田為開采3號(hào)煤時(shí)間較長(zhǎng)的礦井，3號(hào)煤層采空區(qū)較多，由于各礦排水系統(tǒng)完善，正常排水，所以井田內(nèi)已形成的采空區(qū)積水量都不大。井田內(nèi)各礦采空區(qū)積水調(diào)查情況如下：

采空區(qū)積水量采用以下公式進(jìn)行估算：W靜=KMF/cosα

W靜采空積水的靜儲(chǔ)量（m3)

K采空區(qū)充水系數(shù)，依本礦開拓規(guī)模取0.20

M采厚

α煤層傾角

采空區(qū)積水量估算表

采空區(qū)積水編號(hào)JS-1JS-2JS-3JS-4水平投影面積（萬m）0.301.012.100.61平均采高（m）煤層傾角（°）6.436.436.436.43435555估算積水量（萬m）0.391.302.710.JS-5JS-6JS-7JS-8JS-9JS-10合計(jì)1.741.130.774.471.160.8014.096.436.436.436.436.436.4355552.241.360.995.761.501.0318.0715號(hào)煤層：15號(hào)煤層沒有開采,無采空積水區(qū)。（2）相鄰煤礦采空區(qū)積水對(duì)本礦井充水影響

現(xiàn)井田相鄰煤礦均開采3號(hào)煤層，留設(shè)有礦井保安煤柱，無越界開采情況，現(xiàn)階段對(duì)本礦的開采無影響，但在接近井田邊界采掘時(shí)，一定要加密探放水。

采空區(qū)積水也是煤礦開采中一個(gè)重要的水害威脅。查明采空區(qū)范圍及積水量是煤礦水文地質(zhì)工作重點(diǎn)，并且在接近采空區(qū)、老空區(qū)時(shí)必須要進(jìn)行加密探放水工作，防止透水事故的發(fā)生。

另外，在井田內(nèi)3號(hào)煤層造成大面積采空區(qū)，裂隙帶局部已達(dá)地面，故古空、采空區(qū)易于積水。古空區(qū)、采空區(qū)積水，既是下伏各含水層的補(bǔ)給源，又是直接水患所在；井田內(nèi)褶皺發(fā)育，向斜構(gòu)造的核部易于地下水富集；15號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶勾通了上覆含水層及采空積水，使得15號(hào)煤層涌水量增加，甚至造成突水，礦方在采掘過程中要保持高度警惕。

二、礦井主要水害及其防治措施1、本井田主要水害有：

大氣降水、地表水、上覆砂巖裂隙含水層水及基巖風(fēng)化帶裂隙水、采（古）空區(qū)積水、奧灰?guī)r溶水。

該礦目前開采3號(hào)煤層，其礦井涌水量主要為大巷基巖裂隙水、采

空區(qū)積水、開采煤層頂板裂隙淋頭水，礦井際正常涌水量為340.8m3/d，最大涌水量為758.4m3/d，通過正常抽排，即能保證礦井安全生產(chǎn)。目前礦井未發(fā)生過任何水害，礦井井口不受洪水影響。礦井充水水源主要為大氣降水，其大氣降水通過松散層孔隙下滲到基巖裂隙，并通過基巖裂隙下滲到煤層開采采空區(qū)，增加礦井涌水量。

2、礦井防治水害措施：

礦井防治水害的原則，本礦井直接充水含水層含水性弱，一般不產(chǎn)生水害事故，對(duì)礦井產(chǎn)生突水事故的主要可能為煤系地層含水層水、奧灰水以及老空積水，開采靠近時(shí)應(yīng)引起注意，并在井下采煤時(shí)，掌握突水征兆，其征兆有以下幾點(diǎn)：1、煤層發(fā)潮發(fā)暗，正常情況下煤層是干燥光亮的，當(dāng)有水滲入時(shí)，使之潮濕變暗，說明附近有積水。2、煤壁出汗，煤層是隔水的，當(dāng)煤層附近和其上方存在有積水，使得煤壁溫度低于巷道空氣溫度，在冷熱交換作用下而出汗。3、工作面溫度低，迎頭必有積水區(qū)，當(dāng)煤層滲透進(jìn)水后，吸收熱量而使工作面溫度降低。4、煤壁掛紅毒氣增生，煤質(zhì)變松，裂隙面生銹，由于積水年長(zhǎng)日久，水滲入裂隙中擠出氣體，這些氣體如硫化氫、沼氣等在未采掘前被迫壓縮于裂隙中，巷道開拓后，獲得釋放，溢入巷道。上述突水征兆一經(jīng)呈現(xiàn)，應(yīng)立即報(bào)告有關(guān)部門及時(shí)組織查明情況，以便及早采取有效措施，妥善處理。

礦井水防治方法：

1、井口要建在歷年最高洪水位線以上，并在井口周邊建好防洪提壩及水流通道。

2、必須按礦井設(shè)計(jì)留設(shè)礦界煤柱。

3、堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有掘必探，先探后掘，先治后采”的方針，對(duì)可疑地段、特別是在采空區(qū)附近，要提前進(jìn)行加密探放，防止造成突水事故。

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