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1、-1- 第一章第一章 矿井及井田概况矿井及井田概况 第一节第一节目的任务目的任务 一、目的任务一、目的任务 为做好煤矿防治水工作，确保煤矿安全，根据国家煤矿安全监察 局下发的煤矿防治水规定 ，山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公 司委托山西同地源地质矿产技术有限编制山西兴县华润联盛关家崖 煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告 ，以作为煤矿防治水工作 依据。主要任务是详细查明井田含、隔水层、矿井充水条件、井田及 周边地区老窑水分布情况、矿井充水状况，对矿井开采受水害影响程 度和防治水工作难易程度作出评价，划分矿井水文地质类型。 我单位接受委托后，依据搜集、调查到的煤矿水文地质资料，按 照煤矿防治水规
3、节矿井及井田基本情况矿井及井田基本情况 一、矿井基本情况 根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组 办发2009112 号文关于吕梁市兴县、石楼县煤矿企业兼并重组整 合方案的批复文件批准，以山西华润联盛能源投资有限公司为主体 企业对原兴县关家崖煤矿、原山西兴县麦地山煤业有限公司、原山西 兴县裕乐煤业有限公司、山西兴县刘家梁煤矿有限公司进行兼并重组 整合，兼并重组整合后煤矿企业名称为山西兴县华润联盛关家崖煤业 有限公司。兼并重组整合后煤矿井田面积 6.1635km2，新增 1.2769km2，批准开采 8-13 号煤层，生产规模 120 万 t/a。山西兴县 华润联盛关家崖煤业有
4、限公司参与整合各矿井生产建设情况如下： （一）（一）兴县关家崖煤矿 该矿 1960 年建井，1962 年投产，矿井设计生产能力 15 万 t/a，2005 年采煤方法改革，生产能力为 21 万 t/a。井田内批准开采 13 号煤层。现采 13 号煤层，开拓方式为斜井开拓（其井筒特征见表 1- 1-1） ，主井、副井、运输大巷等部分砌碹，部分巷道锚喷，主斜井机 轨合一，担负着提升、行人、进风、下料与排水等任务，副井回风兼 作安全出口。采煤方法为走向壁式悬移支架采放顶煤采煤法，工作面 支护采用型号为 2H6001161242 悬移支架支护，两端采用 型梁配单 体柱支护。工作面两帮落煤采用放炮落煤，
5、顶煤移架自行垮落，刮板 机出煤，运输顺槽转载刮板机运煤至磁针带输送机到运输下山胶带输 -3- 送机至其底煤仓，由主斜井胶带输送机运输出井，放料、提矸由 JTK- 1.2 提升绞车完成。通风方法为中央并列式，抽出式通风，风机型号 为 FBCIN1355KW，一台工作，一台备用。供电电源为双回路，一 回路 10KW 专线引向兴县城关 110KW 变电站，另一回路引自蔡家崖 110KW 变电站 10KW 专线。矿井排水选用 DF4630*9 型离心水泵， 电动机功率 55KW，一台工作，一台备用，一台检修，矿井涌水量较 小约 200m3/d。矿井瓦斯相对涌出量较小，为低瓦斯矿井。 另外该矿建有 3
6、个焦化厂，每个 6 万 t/a，一个洗煤厂，原煤经洗 选、炼焦可进一步提升其经济价值。 井筒特征表井筒特征表 表表1-1-1 坐 标（1980 西安坐标系） 特征 名称 XY高程（H） 斜长（m）坡度方位 主斜井4262802.9519514368.951100.7126013118 副斜井4262896.9219514307.691124.5312820112 （二）（二）山西兴县麦地山煤业有限公司 该矿为麦地山村办集体煤矿，1985 年建井，1990 年投产，批准 开采 13 号煤层，生产规模 6 万 t/a，悬移支架放顶煤开采，斜井开拓 （其井筒特征见表 1-2-1） ，炮采落煤，皮带运
7、输，机械抽出式通风， 井下涌水量 40m3/d，为低瓦斯矿井。 （2009 年底关闭） 井筒特征表井筒特征表 表表 1-2-1 坐 标（1980 西安坐标系） 特征 名称 XY高程（H） 斜长（m）坡度方位 主斜井4265150.0619513809.9712832181860 副斜井4265156.3019514779.8411982032461 （三）山西兴县裕乐煤业有限公司（原白家梁煤矿） -4- 该矿为白家梁村村办煤矿，井田面积 0.5811km2，1985 年建井， 1986 年投产，批准开采 13 号煤层，短壁炮采，生产规模 6 万 t/a。 开拓方式为立井斜井综合开拓（其井筒特征
8、见表 1-3-1） ， ，主立井 井深 59m，副井斜长 77m，坡度 19，绞车提升，矿灯、防爆灯照明， 本次工作面点柱支护，大巷锚杆支护，机械抽出式通风，井下涌水量 50m3/d，现工作面无水，为低瓦斯矿井。 （2009 年底关闭） 井筒特征表井筒特征表 表表 1-3-1 坐 标（1980 西安坐标系） 特征 名称 XY 高程 （H） 斜长（垂 深）m 坡度方位 主立井4265540.2419512072.24110359垂直 副斜井4265628.8719512280.941144771980 副斜井4265561.4719512252.4511254830110 （四）山西兴县刘家梁煤
9、矿有限公司 山西兴县刘家梁煤业有限公司为刘家梁村村办煤矿，1992 年建井， 因种种原因，停停建建，直到 2007 年才投产，批准开采 8、13 号煤 层，生产规模 9 万 t/a，斜井开拓（其井筒特征见表 1-4-1） ，壁式开采， 炮采落煤，绞车提升，抽出式通风，井下涌水量 100m3/d，为低瓦斯 矿井。 井筒特征表井筒特征表 表表 1-4-1 坐 标（1980 西安坐标系） 特征 名称 XY高程（H） 斜长（m）坡度方位 主斜井4264369.8819512825.42115029022160 副斜井4264329.3519512811.16115025525160 风井4264326
10、.2519512777.95117425024160 二、四邻关系 井田南部与山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司和西坡煤矿相 -5- 邻，其他方向无矿（详见四邻关系图） ，现分述如下： （一）西坡煤矿：为蔚汾镇西坡村村办集体煤矿，1992 年建井， 1994 年投产，批准开采 13 号煤层，生产规模 6 万 t/a，斜井开拓， 壁式炮采，绞车提升，矿灯、防爆灯照明，井下涌水量 200m3/d，为 低瓦斯矿井。 （已于 2004 年关闭） 西坡煤矿曾越界进入本井田开采，形成 0.02 km2的采空破坏区。 （二）山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司 山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司由原东坡煤矿和
11、原程家沟 煤矿兼并重组整合而成，现分述如下: 1.原东坡煤矿：为蔚汾河镇东坡村村办煤矿，井田面积 1.0km2，1985 年建井，1986 年投产，批准开采 13 号煤层，悬移支架 放顶煤开采，炮采落煤，生产规模 6 万 t/a。开拓方式为斜井开拓。 下涌水量不大，涌水量为 50m3/d，现工作面无水。 2.原程家沟煤矿：1992 年开始建设，为基建井，核定生产能力为 9 万 t/a。批准开采石炭系太原组 13 号煤层。本矿有一对斜井，采用 斜井开拓。矿井涌水量为 150m3/d。 以上两矿与本井田没有越界越层开采行为。 第三节第三节 位置、交通位置、交通 一、一、位置位置 山西兴县华润联盛关
12、家崖煤业有限公司位于兴县城东北 6km 处的 白家梁、麦地山、关家崖村一带，行政区划属于蔚汾镇管辖。其 地理坐标北纬 382942383152，东经 111 07421110959。 -6- 2009 年 12 月 27 日山西省国土资源厅以 C1400002009121220050466 号采矿许可证批准，井田范围由以下 13 点坐标（1980 西安坐标系、国家 6带）依次连线圈定而成： 1.X=4266452.12 Y=19511179.34 2.X=4266472.13 Y=19511679.34 3.X=4265552.13 Y=19513829.36 4.X=4264852.12 Y
13、=19513829.36 5.X=4264812.12 Y=19513969.36 6.X=4264222.12 Y=19513977.36 7.X=4264066.12 Y=19514269.36 8.X=4262768.11 Y=19514509.36 9.X=4262768.11 Y=19513797.36 10.X=4262452.11 Y=19513797.36 11.X=4262458.10 Y=19512935.36 12.X=4264252.11 Y=19511929.35 13.X=4265452.12 Y=19511929.34 井田基本呈一不规则多边形，东西宽 3.330
14、0km，南北长 4.0200km，面积 6.1635km2，井田内批准开采 8-13 号煤层。开采深度 由 1150 米至 820 米。 二、交通条件二、交通条件 井田距兴县城 6km，有简易公路相通，并与省级干线公路 S313 相 接，距宁（武）岢（岚）铁路支线的岢岚火车站 67km，距北同蒲铁路 的忻州站 195km，太原站 269km，有干线公路相通，交通较便利（见 -7- 交通位置图） 。 第四节第四节 自然地理自然地理 本区属于中低山区，区内地形复杂，侵蚀冲刷剧烈，形成近南北 向的山梁及沟谷。井田总体地势东北高西南低，最高处位于井田东北 角杏树峁附近，海拔 1313.6m，最低处位于
15、井田东南角 ZK22924 附近， 海拔 1090.00m，最大相对高差 223.6m。 第五节第五节 气象、水文气象、水文 一、气象气象 井田位于晋西北黄土高原，属温带大陆性气候，四季分明，昼夜 温差大。春季多风，夏季雨量集中，秋季凉爽，冬季寒冷少雪。年平 均气温 6.8-10.6。一月份最低平均气温-7.8-11.2，极端最低 29.3；七月份最高平均气温 22.325，极端最高 38.4。太阳辐射量平 均为 559080J/cm2，全年日照时数为 2629.2h。无霜期在 150190d 之 间。年降水量 231.4-688.9m，60%以上集中在 7、8、9 月；年平均蒸 发量为 20
16、90.8mm，为降水量的 4 倍。年平均风速 2.4m/s，最大风速 20m/s。初霜期在 11 月份上旬，终霜期在次年 3 月份，一次最大积霜 厚度为 30cm。最早冻土期在 11 月 26 日，最晚解冻日为翌年 4 月 1 日， 最大冻土深度 100cm。 二、水文二、水文 井田属于黄河流域蔚汾河水系，该河流发源于岚县大蛇头乡和尚 沟村，全长 81.8km，从恶虎滩乡下会村入兴县，由高家村镇张家湾村 注入黄河，年径量为 0.621 亿 m3。井田内无河流等地表水体，各沟谷 -8- 平时干涸无水，为雨季泄洪通道。 第六节第六节 地地 震震 根据中华人民共和国标准 GB50011-2001建筑
17、抗震设计规范 ， 本区抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g。 第七节第七节 矿井排水设施能力现状矿井排水设施能力现状 山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司，13 号煤层井下排水系统： 主斜井底附近采区运输平巷设有中央水泵房，水泵房有主水仓和副水 仓和泵房组成。主水仓容量为 375m3，副水仓容量为 225m3，水泵房 安装三台水泵，一台工作，一台备用，一台检修，水泵型号：DF46 309 型。主井井筒安设两趟 2159mm 水管型排水管，一趟工作， 一趟备用。 现矿井正常涌水量 200m3d，最大矿井涌水量 260m3d。工作 泵排水能力 46m3/h,20 小时排水量为
18、920m3，大于该矿 24 小时正常涌 水量（200m3d） 。工作泵和备用泵的排水能力为 92m3/h, 24 小时排 水量为 2208m3，远大于该矿 24 小时最大涌水量（260m3d） 。 主、副水仓容量为 600 m3，大于矿井 8 h 正常涌水量为 67m3。 综上所述，该矿的排水设施和排水能力符合煤矿防治水规定 要求，完全满足矿井实际需要。 -9- 第二章第二章 以往地质和水文地质工作评述以往地质和水文地质工作评述 第一节第一节 勘查阶段地质和水文地质工作成果评述勘查阶段地质和水文地质工作成果评述 一、一、以往地质工作以往地质工作 本区位于河东煤田北部兴县远景普查区的东部边缘，由
19、于当时普 查区交通不便，以往地质工作做的较少。 1.1926 年王竹泉编过 1：1000000 中国地质图太原榆林幅说明书， 解放后 1954 年前后曾编过山西省晋北地质说明书，包括岢岚、兴县 幅约 1780km2，但质量较低。 2.1958 年 4 月至 1958 年 9 月山西省地质厅燃料地质队在河东煤 田北部远景区 2293km2面积内进行过 1：50000 地质普查，编写有兴 县、保德、河曲、偏关一带地质普查报告 ，提交煤炭 D 级储量和远 景储量 275.89 亿 t。 3.1983 年 4 月至 1984 年 10 月由山西省地质局 215 队对河东煤田 北部远景区进行了普查，共施
20、工 51 个钻孔，完成钻探 24495.94m，其 中包括 217 队施工的 3527.43m，并获得了 B+C+D 级储量 172.66 亿 t。地质储量为 84.44 亿 t。本井田未施工钻孔。 4.1985 年，山西省地质矿产局 215 队对河东煤田北部进行了 1：5 万的地形地质普查填图，并绘制了 1：5 万地形地质图。 5.1990 年，山西省地质矿产局第一水文队在本井田外围施工了 K1、K2、K3、K4、K5共 5 个勘探奥灰水的水文地质钻孔，同年 9 月编制 了山西省兴县东部乔家沟岩溶水水源勘查报告 ，对本区域奥灰水 补给、径流、排泄等作了较详细评述。 -10- 6.1993 年
21、 6 月1993 年 11 月山西省地质矿产局 215 队对包括本 井田在内的扩建区进行过勘探工作，面积 8.91km2，施工钻孔 5 个， 完成总进尺 1734.30m。1996 年 6 月提交了山西省兴县关家崖煤矿 扩建勘探（精查）地质报告 ，获得 A+B+C 级储量 17812 万 t，并对勘 探区内含煤地层、煤层、煤质、水文地质条件进行了详细评述。同年 11 月，山西省矿产储量委员会以晋储决字（1996）33 号文批准该报 告。本次工作利用了此报告的 ZK22922 和 ZK22924 两个钻孔资料。 7.2004 年，由山西省煤炭地质公司为其编制山西省兴县关家崖 煤矿生产矿井地质报告
22、 ，吕梁市煤炭工作局以吕煤行字（2005）51 号文呈报山西省煤炭工业局审批。山西省煤炭地质技术委员会评审中 心受托负责评审工作，经组织有关专家对报告评审，该报告达到生 产矿井地质报告编制提纲要求，可作为矿井生产管理的地质依据。 8.2010 年 8 月至 11 月，山西同地源地质矿产技术有限公司在山 西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司井田进行了补充勘探，施工了2 个钻孔，2010 年12 月提交了山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司 兼并重组整合矿井地质报告 。山西省煤炭工业厅以晋煤规发 20101298 号文批准。 二、矿井地质测量工作二、矿井地质测量工作 （一）矿井地质工作 该矿自建以来，配
23、合生产其矿井地质与矿井水文地质工作也在不 断地进行着，积累了一定的矿井地质与矿井水文地质资料，本次工作 也通过搜集、整理并分析研究这些资料，对其不足之处补做了部分地 质工作，使矿井地质与矿井水文地质工作更进了一步。 -11- 1.矿井测量工作：该矿测量工作大巷使用 J2经纬仪，利用三角网 加密控制，先测得近井点做联系测量，然后采用井下导线逐点实测， 次要巷道使用挂罗盘皮尺测量。该矿以往测量资料由山西同地源地质 矿产技术有限公司进行了补测和审核，其精度达到规范要求，质量基 本可靠。 2.采样工作及质量评述：县、省质检部门定期不定期地进行抽样 化验。所取煤样均为商品煤煤样，对煤质的全面了解不够，结
24、合扩建 勘探时煤芯煤样、煤层煤样化验结果相互验证，可满足对煤质的评价。 3.水文地质工作：井田内无河流，井田外南部附近有蔚汾河由东 向西经过，本次对其进行了了解及有关资料的搜集，对周边生产矿井 进行了水文地质调查，由于时间仓促，没有进行系统的水文地质观测 和记录，由于该矿现开采的 13 号煤层（原 9+10 号煤层）矿井涌水量 较小，所以该矿有关水文方面的资料少，仅对矿井涌水量积累了一定 的经验数据，随着今后采空区的不断扩大应注意加强这方面的工作。 4.综合图件编制及质量评述：本次工作在利用该矿采掘工程平面 图等实际资料以及以往地质资料的基础上，经过认真的分析研究工作， 校对了煤层厚度，绘制了
25、批准开采的 13 号煤层底板等高线图及其有 关图件，质量合乎要求。 三、井田地质勘查程度评价三、井田地质勘查程度评价 （一）地形地质图 1.地质地形图 本次利用的地形地质图为山西同地源地质矿产有限公司 2010 年 -12- 编制的山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地 质报告中的 1：5000 比例尺的地形地质图，该图地形部分采用 1954 年北京坐标系，1956 年黄海高程系，中央子午线 111，基本等高距 5m，其地形地物清晰。地质部分采用野外踏勘；手工勾绘而成，经过 室内整饰，质量较好。本次地质地形图坐标系已换算为西安 80 坐标 系。 2.工程测量 井巷测量由本公司和矿
26、测量人员完成，其精度质量符合矿井测 量规程要求，能满足本次报告编制需要。 （二）钻探工作 1.工程量：历次勘探在井田内及周边施工了 16 个钻孔，其工程量 和施工单位见表 1-5-1。 以往历次勘探的钻探工程和工作量表 表 2-1-1 项目 阶段 钻探工程 工作量/个数 物探测井 工作量/个数 施工单位 关家崖扩建精查565.70m/2449.35m/2215 队（1993 年） 关家崖井田补勘264.20m/2227.85m/2同地源地质公司（2010 年） 合计829.90m/4677.20m/4 2.钻探测井质量：4 个钻孔，特级 1 个，甲级 1 个，乙级 2 个， 特、甲级率 50%
27、。4 个钻孔中打穿可采煤层 6 层次，优质 4 层，合格 2 层，优质、合格率 100%。4 个钻孔测井甲级 2 个，乙级 2 个，甲级 率 50%。揭露可采煤层 6 层，优质层 5 层，合格 1 层。钻孔封孔在松 散层用黄泥或水泥，基岩用水泥封闭，钻探施工质量基本合乎要求 -13- （钻探测井质量见表 2-1-2、表 2-1-3） 。 钻孔质量情况表 表 2-1-2 井田内井田外 孔号 类别 ZK-1ZK-2 ZK22 922 ZK22 924 钻探乙甲乙特 测井甲甲甲甲 综合评级乙甲乙甲 本次施工钻孔煤层质量验收表 表 2-1-3 类别总层次优质（层次）合格（层次）优质率 钻探64267%
28、 测井65183% （三）水文地质工作 1、水文地质勘探工作 上述勘探工作的钻孔均作了简易水文地质观测，井田内无水文孔。 2、采（古）空区积水、积气及火区调查工作 本公司测量技术人员对参与整合的原兴县关家崖煤矿、原山西兴 县麦地山煤业有限公司、原山西兴县裕乐煤业有限公司、山西兴县刘 家梁煤矿有限公司井下能够到达的巷道和采空区进行了实测，对不能 到达的区域采用调查的手段收集资料，并充分利用收集到的资料和实 测的煤矿采掘工程平面图资料，编制了采（古）空区积水、积气及火 区调查报告和绘制了矿井充水性图。 3、井下涌水量观测 -14- 对井下涌水量按水泵排水量排水时间等大致作了推算，结合开采 生产情况
29、，各矿均对井下涌水量情况进行了认真观测和分析和统计， 并根据涌水量变化情况，及时对矿井排水系统进行改造，并制定了矿 井水害防范措施，保证了矿井安全生产。 第二节第二节 矿井建设时期水文地质勘查工作矿井建设时期水文地质勘查工作 该矿在矿井建设时期未进行过专门的水文地质勘查工作。但依照 煤矿防治水规定要求，进行了日常矿井水文地质工作 1.井下涌水量观测 本矿由专业技术部门负责矿井水文地质工作。根据生产建设各个 阶段的特点和要求，采用现场水文地质观测、资料编录和综合分析方 法，提供矿井生产建设各阶段所需的水文地质资料，解决采掘工作中 遇到的各种地质问题，开展水情水害分析、预测、预报等工作。整合 前原
30、各煤矿对井下巷道涌水量进行较为详细记录，对井下出水点进行 了观测记录，并对矿井排水量进行了统计。原兴县关家崖煤矿、原山 西兴县麦地山煤业有限公司、原山西兴县裕乐煤业有限公司、山西兴 县刘家梁煤矿有限公司井下正常涌水量分别为 200m3/d、40m3/d、30 m3/d、100m3/d。 2.地形地质及水文地质图 本次利用的地形地质图为山西同地源地质矿产有限公司 2010 年 编制的山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地 质报告中的 1：5000 比例尺的地形地质图，图中水文内容由本公司 填绘，基本满足报告编制使用。 -15- 第三章第三章 地质地质概况概况 第一节第一节 地层地层
31、 一、地层一、地层 井田位于河东煤田河保偏国家规划矿区兴县区东中部。井田内地 表大部为新生界上第三系上新统（N2） 、第四系上更新统（Q3）所覆盖， 只在沟谷出露有山西组（P1s）及太原组（C3t）地层，根据钻孔及矿 井生产中揭露资料，井田内地层由老到新详述如下： （一）奥陶系中统上马家沟组（O2s） 岩性主要为灰白色白云质灰岩和灰岩，局部夹有黄铁矿团块，岩 质坚硬。井田内未出露。 （二）石炭系中统本溪组（C2b） 岩性主要为泥岩、砂质泥岩和灰岩。底部有较厚的铝铁质岩，局 部夹 12 层煤线。含动植化石： Sphenopteris sp （楔羊齿） Sphenophyllum oblongif
32、olium（椭圆楔叶） Pecopteris （栉羊齿） 地层厚度 33.04m。与下伏的奥陶系灰岩呈平行不整合接触关系。 （三）石炭系上统太原组(C3t) 岩性主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩，其次为炭质泥岩、粘土岩、 石灰岩及煤，为本井田主要含煤地层之一。灰岩中含动物化石： Dictyoclostustaiyuanfuensis（太原网格长身贝） Lophocarinophyllumacanthiseptum（刺隔壁顶柱脊板珊瑚） -16- Isograma （等线贝） Punctospiridina （疹石燕） Schellwienellacrenistria （齿纹帅尔文贝） Chonete
33、scarbonifera（石炭戟贝） .latesinuata （阔槽戟贝） Lingulasp （舌形贝） Meekella （米克贝） 在顶部泥岩中含动物化石：Lingula sp.（舌形贝）及植物化石： Neuropteris（脉羊齿） 。本组地层厚度 109.07-120.37m，平均 118.51m，其底部的灰白色细砂岩称为晋祠砂岩（S1） ，与下伏的本溪 组呈整合接触关系。 （四）二叠系下统山西组(P1s) 岩性为深灰色、灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩，灰白色砂岩及煤 组成，为本区主要含煤地层之一。富含植物化石： Sphenophyllum thonii （托尼楔叶） Pecopter
34、is acuata （弯脉栉羊齿） 本组地层厚度 50.0064.00m，平均 56.78m，底部以一层灰白色 中细砂岩 S4与下伏太原组整合接触。本组地层含煤 6 层，为 4、6、7、81、82、83号煤层。其中 82号煤层为可采煤层，其余为不可 采煤层。 （五）二叠系下统下石盒子组（P1x） 顶部为紫红色、暗红色泥岩、灰绿色、黄绿色中、细砂岩，中部 为灰绿色巨厚层中粗粒砂岩，局部夹有灰绿色泥岩、粘土岩、砂质泥 -17- 岩，斜层理发育。 下部为灰黑色泥岩、砂质泥岩、粘土岩，夹灰色、灰白色中细砂 岩，局部发育 12 层薄煤线。 本组地层厚度 126.99140.27m，平均 131.77m，
35、井田内最大残 留厚度 118.93m。 底部以灰白色中粗粒砂岩 S5与下伏山西组整合接触。 （六）上第三系上新统（N2） 主要为棕红色亚粘土、亚砂土，底部常有冲、洪积石灰岩砾石层。 厚度 092m，与下伏地层呈角度不整合接触关系。 （七）第四系上更新统（Q3） 为浅黄色砂土、亚砂土，广泛分布于山顶或山坡上。厚度为 0 97m，与下伏地层呈角度不整合接触关系。 二、含煤地层二、含煤地层 井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。 现自下而上分别叙述如下： （一）石炭系上统太原组(C3t) 岩性主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩，其次为炭质泥岩、粘土岩、 石灰岩及煤，为本井田主要含煤地层之一
36、。本组地层厚度 109.07- 120.37m，平均 118.51m，其底部的灰白色细砂岩称为晋祠砂岩（S1） ， 与下伏的本溪组呈整合接触关系。太原组分三段，叙述如下： 一段（C3t1）：由 S1砂岩底至 13 号煤层顶部砂质泥岩，平均厚 67.35m，以灰黒色、黑色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰白色、灰色粘土 岩及薄层细砂岩、石灰岩，上部发育稳定可采的 13 号煤层及不稳定 不可采的 14 号煤层。泥岩及砂质泥岩中含植物叶化石及黄铁矿结核。 -18- 二段（C3t2）：由 13 号煤层顶部的砂质泥岩顶至 S3砂岩底，地 层厚度 26.35-37.65m，平均 32.00m，岩性主要为灰白色粗-细
37、砂岩， 灰黒色、黒色泥岩、砂质泥岩以及灰色、灰黒色石灰岩、泥灰岩，发 育有 10、11、12 号煤层，均为不可采煤层。 三段（C3t3）：S3灰岩底至 S4砂岩底，地层厚度 15.37-22.95m， 平均 19.16m，岩性主要为灰黑色泥岩、砂质泥岩及灰色粘土岩，含植 物根叶化石，底部为不稳定的灰白色细砂岩。 (二)、二叠系下统山西组（P1s） 整合覆盖于太原组地层之上，为三角洲平原环境下沉积的一套由 碎屑岩和煤层组成的含煤地层。本组地层厚度 50.0064.00m，平均 56.78m，底部以一层灰白色中细砂岩 S4与下伏太原组整合接触。本 组地层含煤 6 层，为 4、6、7、81、82、8
38、3号煤层。其中 82号煤层为 可采煤层，其余为不可采煤层。 三、可采煤层三、可采煤层 井田内稳定可采煤层为山西组 8-2号煤层和太原组 13 号煤层 （其特征见表 3-1-1） 。 1. 8-2号煤层：位于山西组底部，下距 S4 砂岩 7.198.03m， 平均 7.61m，煤层厚度 2.063.00m，平均 2.55m，结构较简单复 杂，含 13 层夹矸，该煤层井田北东部剥蚀，为赋煤区稳定可采煤 层。煤层顶板为泥岩、砂岩，底板为泥岩、砂岩。 8-2号煤层东部大 片为蹬空区，井田中部刘家梁煤矿曾少量开采过。 1.13 号煤层：位于太原组一段顶部，上距 8-2号煤层 62.02 63.32m，平
39、均 62.67m，煤层厚度 11.2014.01m，平均 12.47m，结构 -19- 复杂，含 45 层夹矸，井田北部少量剥蚀，为赋煤区稳定可采煤层， 为一型。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、粘土岩，底板为粘土岩。13 号 煤层中东部已采空，北部有少量采空区。 可采煤层特征表可采煤层特征表 表表 3-1-13-1-1 煤层厚度煤层间距煤层结构地 层 单 位 煤 层 编 号 最大-最小 平均 (m) 最大-最小 平均 (m) 夹矸 层数 类别 顶板 岩性 底板 岩性 煤层 稳定 程度 可 采 性 备 注 山西组 （P1s ） 8- 2 2.06-3.00 2.55 下距 S4 砂岩 7.19-8.0
40、3 7.61 1-3 较简 单-复 杂 泥岩、砂 岩 泥岩、 砂岩 稳定 赋煤区 可采 一 型 太原组 （C3t ） 13 11.20-14.01 12.47 上距 8-2号煤层 62.02-63.32 62.67 4-5复杂 砂质泥岩 泥岩 粘土岩 泥岩 稳定 赋煤区 可采 一 型 第二节第二节 构造构造 本井田在大地构造位置上处于华北地台山西台背斜西缘、鄂尔多 斯盆地东缘、河东煤田北部。 井田内总体呈一单斜构造，地层走向总体呈北西，倾向南西，地 层较平缓，倾角为 711，一般为 9左右。井田内未发现断层， 在地表和井下采掘中共发现 4 个环状陷落柱，叙述如下： X1：陷落柱：发育于井田中部
41、，横断面基本呈椭圆形，直径 160230m，陷壁角 70。地表填图控制。 X2陷落柱：发育于井田中部，横断面基本呈圆形，直径 6065m，陷壁角 70。井下巷道控制。 X3陷落柱：发育于井田中部，横断面基本呈圆形，短轴 65m，长 轴 105m，陷壁角 70。井下巷道控制。 X4陷落柱：发育于井田中部，呈椭圆形，短轴 55m，长轴 90m， -20- 陷壁角 70。井下巷道控制。 三、岩浆岩三、岩浆岩 本区内未发现岩浆岩侵入。 综上所述，构造对采掘的影响不大，井田地质构造简单。 -21- 第四章第四章 区域水文地质区域水文地质 第一节第一节 区域水文地质区域水文地质概况概况 一、区域概况一、区
42、域概况 本区位于鄂尔多斯盆地东缘，地层总体由东向西倾斜，呈单斜构 造，倾角 516。从东向西出露的地层有：前寒武系变质岩，寒武 系、奥陶系碳酸盐岩、石炭系、二叠系、三叠系砂岩、泥岩以及新生 界上第三系红土和第四系冲洪积物。以地貌形态和成因类型可划分为 剥蚀构造变质岩中山地形，剥蚀、溶蚀灰岩中低山地形，构造剥蚀丘 陵地形和侵蚀堆积的河流谷地四个地貌形态。 本区岩溶水是天桥泉域的一部分（详见天桥泉域地质略图） 。天 桥泉域岩溶水出露于河曲县河畔至保德县天桥、黄石崖沟一带的黄河 岸边，南北长 12km，出露标高与天桥电站坝上正常库水位基本相似, 约 816-830m，泉域面积 3760km2，岩溶水
43、多年平均补给量 6.29m3/s。 泉域南部边界位于兴县和临县交界的阳坡一带，以地表分水岭为界， 分水岭以南为柳林泉域，以北为天桥泉域；东部边界以黑茶山、交楼 申、恶虎滩一线为界，边界东侧为太古界变质岩；西部边界以固贤、 肖家洼、兴县城、魏家滩一线为界，边界以西是奥陶系灰岩埋深大， 岩溶不发育，岩溶水水流交替也极其微弱，故以此线做为岩溶水的西 部边界。在区域上岩溶水是一个完整的水文地质单元。 二、地表水二、地表水 区内有北部的岚漪河，中部的蔚汾河以及南部的湫水河三条主要 河流，均属黄河流域。 -22- 岚漪河发源于岢岚县马跑泉，全长 120km，经魏家滩至裴家川口 注入黄河，流域面积 2167
44、km2，多年平均流量 2.83m3/s，最大洪峰发 生于 1967 年 8 月，平均洪流量 81.6m3/s。 蔚汾河发源于岚县大蛇头和尚沟村，经界河口、兴县城，于碧村 注入黄河，全长 81.8km。流域面积 1478km2，据碧村水文站资料，多 年平均流量 2.19m3/s，清水平均流量 0.86m3/s，最小 0.26m3/s，最大 洪峰发生于 1967 年 8 月，其流量为 828m3/s。 湫水河属季节性河流，发源于兴县黑茶山南麓，由阳坡向南经临 县至碛口注入黄河，全长 107km，据林家坪水文站资料，多年平均流 量 3.216m3/s。 第二节第二节 区域内主要含水岩组区域内主要含水
45、岩组 含水层组是按地下水含水介质以及赋存条件，水动力特征以地层 界线划分的，岩溶水不同分区的单井涌水量是以现有资料换算为统一 井径（200mm） ，同一降深（10m）的单井涌水量，现将各含水层组的 水文地质特征分述如下： 1.前寒武系变质岩类风化裂隙含水层组 主要分布在交楼申以南、以东及界河口附近，分布面积约 200km2。含水层岩性为太古界、元古界的花岗片麻岩、角闪片岩、斜 长片岩、石英岩等。岩层中构造裂隙和风化裂隙十分发育，风化裂隙 发育深度在 40-60m，由于裂隙发育，因而利于降水入渗，含水层组富 水性较好，在沟头、山坡地带常见有小泉小水，在沟底常汇成小溪流， 一般泉流量为 12L/s
46、。 2.寒武系碳酸盐岩类岩溶、裂隙含水层组 -23- 寒武系地层出露于区域岩溶水补给区，主要分布在明通河、界河 口附近的山地附近。含水层为灰岩、竹叶状灰岩，鲕状灰岩、白云岩 等，总厚度 150-180m。 恶虎滩一带寒武系地层分布在变质岩之上，在沟谷切割深处，地 下水沿隔水顶板以泉的形式溢出，泉流量一般为 2L/s，富水性较好， 单井涌水量为 500-1000m3/d。 3.奥陶系碳酸盐岩类岩溶、裂隙含水层组 含水层岩性以巨厚层灰岩、豹皮灰岩、白云质灰岩为主，总厚度 330400m，主要分布在奥家湾斜沟以东地区，以西逐渐倾没于石 炭系、二叠系地层之下。其富水性受含水层厚度、岩溶裂隙发育程度 以
47、及补给、径流条件的控制，在水平和垂直方向上都具有明显的差异 性和规律性。在水平方向上：补给区位于木崖头交口以东地区，出 露地层以奥陶系下统白云质灰岩、白云岩为主，厚 100120m，富水 性较差，一般单井涌水量1000m3/d；径流区在斜沟车家庄以东地 区，含水层以奥陶系中统上、下马家沟组地层为主，厚 210360m， 富水性渐好，单井涌水量可达 10002000m3/d；斜沟车家庄以西地 区为岩溶水汇流区，奥陶系地层全倾伏于石炭、二叠系地层之下，其 富水性最强，单井涌水量一般可达 2000m3/d 以上。在垂直方向上：一 般埋深 400600m 之间岩溶裂隙比较发育，而 400m 以上大多被
48、红粘 土充填，600m 以下则裂隙发育较差，富水性也较差。 区域岩溶水井孔抽水试验成果详见表 41。 4.石炭系太原组碎屑岩及碳酸盐岩类裂隙含水层组 分布在斜沟关家崖车家庄一线，含水层以层间砂岩裂隙为主， -24- 厚 1020m，局部夹薄层灰岩，根据钻孔资料，关家崖矿区内见有三 层灰岩，单层厚度 0.112.24m，裂隙不发育。该含水层组地下水以 弱承压水为主，富水性弱，涌水量一般10m3/d，水质类型为 HCO3SO4CaMg 型。 区域岩溶水井孔抽水试验成果表区域岩溶水井孔抽水试验成果表 表表 4 41 1 含水层静水位抽水成果 孔 号 孔 位 孔深 （m） 地层 单位 厚度 （m） 顶
49、板 埋深 （m） 埋深 （m） 标高 （m） 次 数 降深 （m） 涌水量 （m3/d ） 单位 涌水量 （m3/s.m ） 水质 类型 O2s139.30151.4018.051576.802.27 K1 电厂 1 号 450.93 O2x89.33361.60 173.90869.22 212.622016.581.85 HCO3- CaMg O2s139.80180.80 O2x30.84364.80 113.531327.971.14 K2 电厂 2 号 550.05 O170.35484.70 160.95875.69 223.752241.221.09 HCO3- CaMg O2s
50、182.60414.40 K3 自来水 1 号 693.10 O2x31.00654.00 148.30870.0214.462706.487.02HCO3SO4 CaMg O2s174.07431.8012.052241.2212.65 K4 化肥厂 1 号 714.30 O2x35.90668.30 141.00867.25 23.963192.489.35 HCO3- CaMg K5 关家崖 煤矿 280.21O2s53.21226.96226.96863.861530.75 HCO3SO4 CaMg K6 斜沟 煤矿 300.54O2s159.10141.44119.30848.221
51、1.17833.008.24 HCO3SO4 Ca,Mg 备 注 资料来源于山西省地矿局第一水文队 1990 年 9 月编写山西省兴县东部乔家沟岩溶水水源勘查报告 以上岩溶水井位置见插图 4-1。 5.二叠系碎屑岩类裂隙含水层组 分布在魏家滩至后发达一线，含水层以砂岩为主，该地层以砂岩、 泥岩相间，直接接受大气降水补给，据调查各村中的吃水井大多取自 本组地下水，一般单井出水量 1020m3/d，水质类型为 HCO3 NaCaMg 型及 HCO3SO4NaCaMg 型。 6.三叠系碎屑岩类裂隙含水层组 区域西部沟谷中出露该地层，含水层以砂岩为主，裂隙较少，接 受降水入渗补给条件差，富水性很弱，一
52、般单井出水量10m3/d。 -25- 7.上第三系上新统松散岩类裂隙含水层组 该地层主要分布在沟谷两侧的基岩顶面上，含水层为浅红色亚粘 土夹砂砾石层，局部砾石呈透镜状。山西省地矿局第一水文队山西 省兴县东部乔家沟岩溶水水源勘查报告对全境内该含水层的泉水调 查 116 个，泉流量 10100m3/d 的占 30%，其它均10m3/d。 8.第四系上更新统松散岩类裂隙含水层组 分布在丘陵区梁峁之上，含水层为黄土状亚砂土、亚粘土，局部 夹砂砾石层，由于现代河流的冲刷、侵蚀，使该地层支离破碎，破坏 了含水层的补给及储水条件，因而该含水层组水量甚微。 9.第四系全新统松散岩类孔隙含水层组 分布在黄土丘陵
53、区的现代河流一、二级阶地上，含水层以冲洪积 砂砾石层为主，该含水层埋藏浅，易接受大气降水和地表水的入渗补 给，一般单井出水量 100-500m3/d，能得到地表水的入渗补给地段， 富水性较强，反之则弱。 第三节第三节 隔水层隔水层 主要隔水层为石炭系本溪组泥岩隔水层，它位于煤系地层的底部， 以一套泥岩、粘土岩、铝土岩为主的地层，它是煤系地层中的主要煤 层和奥陶系含水岩层组之间的重要隔水层。该组地层厚度平均为 33.04m，其中泥岩及粘土岩占地层厚度的 7090%，是良好的隔水层。 第四节第四节 地下水的补给、径流、排泄条件地下水的补给、径流、排泄条件 1.岩溶水 -26- 大气降水和地表水的入
54、渗是岩溶水的主要补给来源。灰岩裸露区 分布在区域东部，裸露面积 199.5km2，裂隙溶洞较发育，有利于降水 的入渗补给。灰岩被黄土覆盖面积约 260km2，一般黄土厚 10 20m，透水性较好，也是岩溶水接受降水入渗补给的良好地段。地表 水的入渗补给主要是灰岩作为河床基底时，河谷地表水的入渗补给。 岩溶水的径流主要受边界条件和地质构造的控制。在接受大气降 水和地表水补给后，沿灰岩裂隙向下入渗，由东向西、向西北方向运 移，当到后发达以西由于深部灰岩岩溶不发育，水流交替极其微弱， 所以岩溶水由东向西运移转为由南向北径流，最终排向保德县天桥黄 河峡谷中。 天桥泉是本区岩溶水的集中排泄点，据山西省地
55、矿局第一水文队 近几年的研究成果，天桥泉的排泄量为 11.06m3/s。此外岩溶水的排泄 还有人工开采，目前区内有 6 眼供水井开采岩溶水，开采量约 10000m3/d。 2.碎屑岩类裂隙水 主要指石炭系、二叠系和三叠系砂岩裂隙水，其补给主要来自裸 露区大气降水和上覆松散层地下水的入渗排给。在区域构造的控制下， 地下水沿层面裂隙向地层倾斜方向运移，在沟谷切割深处，以泉的形 式排出地表，或补给河谷第四系松散岩类孔隙水。另外主要排泄方式 还有生产矿井的矿坑排水和民井人工开采。 3.松散岩类孔隙水 松散岩类孔隙水除接受大气降水的垂直入渗补给外，还有地表水 -27- 的入渗补给和较高基岩裂隙水的侧向补
56、给。地下水的流向一般与地表 水的流向大致相似。排泄方式除以泉的形式排泄外主要是人工开采。 第五章第五章 矿井水文地质矿井水文地质 第一节第一节 井田井田边界及其水力性质边界及其水力性质 井田南部与山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司和西坡煤矿相 邻，其他方向无矿。井田南部相邻矿井均为生产矿井，有采空区分布， 井田东部和北部煤层露头，分布有古窑，西部煤层带奥灰水压，井田 四周可视为充水边界。 第二节第二节 井田含水层井田含水层 一、含水层一、含水层 关家崖煤矿扩建勘探中无专门水文地质孔，在对井田水文地质评 价中利用了车家庄煤矿 ZK21921 水文孔和相邻区域的水文地质条件基 本相似的山西省兴县斜
57、沟煤矿扩建勘探（精查）地质报告中 ZK923、ZK924 两水文孔的试验资料（见表 42） 。ZK21921 孔抽水试 验分两个试段：第一试段为下石盒子组、山西组和太原组含水层；第 二试段为太原组含水层。ZK924 孔对太原组含水层做了一次降深抽水 试验，ZK923 对下石盒子组和山西组含水层做了三次降深抽水试验。 ZK21921 水文孔位于车家庄煤矿开采区西，处于煤系地下水径流下游， 补给条件受到各井田大范围对地下水疏干的影响，使其补给范围变小， 加之水文孔的孔径较小，计算出参数偏小，不能完全反映井田的水文 地质特征，所以在对井田水文地质评价中将综合利用 ZK21921、三个 -28- 水文
58、孔的抽水试验成果。ZK21921 水文孔位于井田西南 800 m 处， ZK923、ZK924 二个水文孔位于井田北部 20 km 处。 抽水试验计算成果表抽水试验计算成果表 表表 4 42 2 孔号试段层位 含水 层 厚度 （m） 静止 水位 （m） 降 深 次 数 降深 S （m） 涌水 量 Q （m） 单位 涌水量 q （L/sm） 渗透 系数 K （m/d） 影响 半径 R （m） ZK21921 P1x+P1s+C3 t 30.451001.37134.320.0140.000410.00097110.7 ZK924C3t4.78999.46128.220.0040.000140.0
59、022313.4 151.311.1420.0220.023779 238.330.9120.0240.024380ZK923P1x+P1s91.641008.71 325.350.6440.0250.024440 ZK923C3t31.071022.31138.950.160.0040.012443.45 备注1、ZK21921 孔为车家庄煤矿水文孔。 2、ZK923、ZK924 孔为斜沟煤矿水文孔。 1.奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组 井田内无出露，据关家崖煤矿 K5供水井资料：孔深 280.21m，静 水位标高 863.86m（1990 年） ，单井出水量 530.75m3/d，含水层为
60、奥 陶系中统上马家沟组。奥陶系岩溶水水质类型为 HCO3CaMg 型。由 K5供水井奥灰水位标高并结合区域资料，推测本井田奥灰水位标高 863864m 2.石炭系太原组砂岩裂隙含水层组 本组地层在井田东部边界见有零星出露，含水层主要为中、粗砂 岩夹薄层灰岩，灰岩岩溶裂隙发育差，矿井充水主要来源于煤层上部 砂岩，据钻孔揭露含水层平均厚度 12.62m，最大厚度 21.74m，最小 厚度 3.19m。该含水层接受补给差，富水性弱，根据 ZK923 孔抽水试 验结果；单位涌水量 0.004L/sm,渗透系数 0.0124m/d，水位标高据 ZK21921 孔观测结果为 999.46m，水质类型为 H
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