礦井水文地質調查報告

山西玉和泰煤業有限公司

礦井水文地質調查報告

山西省煤炭地質144勘查院

2009年11月

山西玉和泰煤業有限公司

礦井水文地質調查報告

主 編：謝汝明

總 工：張學彥

院 長：郝風鳴

提交報告單位: 山西省煤炭地質144勘查院

報告提交日期:2009年11月

編 製 人 員

地質：謝汝明 李剛

煤質：陳桃花

水文：謝汝明

微機成圖：趙新麗 孟慶菊 謝文華 陳永俠 江平彬 高衛紅

文字錄入：白偉英

審核：張學彥 牛仰傑

目 錄

第一章 概況 1

第一節 目的和任務 1

第二節　煤礦位置、交通 3

第三節　自然地理 4

第四節　以往地質工作概況 6

第五節 本礦及周邊礦井生產情況 8

第二章 水文地質調查工作及質量評述 12

第三章　地質概況 13

第一節 地層 13

第二節 構造 17

第四章　煤層與煤質 18

第一節　含煤性 18

第二節 可采煤層 18

第三節 煤質 19

第五章 水文地質 22

第一節 區域水文地質概況 22

第二節 礦井水文地質條件 24

第三節 充水因素分析及水害調查 28

第四節 水害防治措施 31

第五節 礦井排水係統及湧水量預算 32

第六章 結論及建議 35

附 圖 目 錄

圖號 順序號 圖名 比例尺

001 0001 地形地質及水文地質圖 1:5000

002 0002 山西玉和泰煤業有限公司3號煤層充水性圖 1:5000

附 件

附件1、地質勘查資質證書 複印件

附件2、采礦許可證 複印件

附件3、臨汾市煤炭工業局文件臨煤工發[2008]493號文 複印件

附件4、安全生產許可證 複印件

附件5、煤炭生產許可證 複印件

第一章 概況

第一節 目的和任務

為認真貫徹落實《國家安監總局，國家煤礦安監局關於進一步加強煤礦水害防治工作的通知》的通知，進一步加強水害防治工作，使防治水害工作超前防範，有的放矢，確保安全，臨汾市煤炭工業局以臨煤工發[2008]493號文《關於在全市煤礦開展水文地質調查的通知》，為此，礦方委托山西省煤炭地質144勘查院編製《山西省玉和泰煤業有限公司礦井水文地質調查報告》。

一、工作目的

通過水文地質調查，模清礦井井田範圍內及周邊、采空區、承壓水、構造分布情況和危害程度，指導煤礦製定切合實際的采掘計劃，采取切實有效防範措施，預防和消除水害隱患，確保煤礦安全生產，杜絕透水事故的發生，而提供水文地質依據。

二、調查的主要內容及任務

1、老空、采空區範圍及積水情況；

2、奧灰岩溶含水層、含（隔）水岩層賦存狀況及對開采的影響；

3、收集、調查水文地質鑽孔、水井、泉水、地表水等資料；

4、礦井正常湧水量；

5、地質構造特征；

6、曆史上礦井透水事故或探出水的情況；

7、礦井井筒所處位置與老空、采空區的關係。

三、主要依據

1、山西玉和泰煤業有限公司委托山西省煤炭地質144勘查院進行礦井水文地質調查委托書；

2、國家安全生產監督管理總局、國家煤礦安全監察局安監總煤調[2008]60號《關於進一步加強煤礦水害防治工作的通知》；

3、臨汾市煤炭工業局臨煤工發[2008]493號《關於在全市煤礦開展水文地質調查的通知》；

4、1984年山西煤田地質勘探144隊編製的《山西省沁水煤田霍東找煤勘探地質報告》；

5、1998年山西省煤炭地質144勘查院編製的《山西省沁源—安澤煤炭普查地質報告》；

6、《煤、泥炭地質勘查規範》（DZ/T0215-2002）；

7、《礦區水文地質工程地質勘探規範》（GB12719-91）；

8、本次礦井水文地質調查成果和收集的玉和泰煤業有限公司礦井地質報告、儲量核實報告、煤礦超層越界實測報告，礦方提供的采掘工作平麵圖。

四、編製本報告的主要地質任務及技術要求

1、查清井田水文地質條件，論證煤層開采的技術經濟上的合理性。

2、查清礦坑充水因素、充水水源、充水方法、途徑和範圍等，為煤礦設計、基建、生產的防治水工作積累資料，為開發煤炭資源，提高資源回收率、降低生產成本創造條件。

3、結合開拓方案，比較準確地預計礦井湧水量，為礦井排水能力，排水設備的選擇提供依據。

4、預測和評價礦井疏排地下水以後可能產生的水文地質和工程地質問題，及其性質、程度範圍及防治建議，包括地麵塌陷，淺部水源枯竭，水質汙染等。

第二節　煤礦位置、交通

　　一、位置

山西玉和泰煤業有限公司位於安澤縣城北西方向的唐城鎮梨八溝村與北三交村之間，距安澤縣城直距32.5km，南東距唐城鎮約4.5km，行政區劃隸屬於唐城鎮管轄。

地理坐標為：

北緯：36°24′01″—36°26′40″

東經：112°04′53″—112°06′44″

礦區範圍拐點坐標：

（6°帶）

1、X=4035500 Y=19597000

2、X=4035500 Y=19598500

3、X=4033500 Y=19598500

4、X=4033500 Y=19599765

5、X=4032425 Y=19599765

6、X=4032425 Y=19597000

7、X=4032700 Y=19597000

8、X=4033000 Y=19597300

9、X=4033500 Y=19597000

井田為不規則多邊形，東西寬2765m，南北長3075m。井田麵積為5.8524km2。

批準開采2、3號煤層（沁安普查報告對比為1、2號煤層，相鄰礦或1、2號煤層）。

二、交通

山西玉和泰煤業有限公司東部緊鄰縣級公路，向南約35km可達安澤縣城，與國道309線相接，沿此線向西約70km至臨汾市，與南同蒲鐵路臨汾車站相接，交通十分方便。(見交通位置圖1-2-1)。

第三節　自然地理

一、地形、地貌

本井田地處太嶽山區，地形西北高東南低，區內有人家凹和石重陽兩條較大的溝穀，最高點位於礦區中部的山梁上，標高約為1470.5m，最低點位於礦區北部溝穀中，標高約1175m，最大相對高差295.5m。

井田內基岩出露良好，植被不發育，縱觀該井田所處的自然地理條件，屬於侵蝕強烈的中山區。

二、水係

本區為沁河支流的藺河流域，地表水屬黃河水係，區內兩大溝穀平時水流極小，若遇暴雨時節，常有洪水發生，但數小時後，流量即減至消失，區內水流方向為向東流入藺河，藺河向東南彙入沁河。

三、氣象

本區屬暖溫帶半幹旱大陸性季風氣候，據安澤縣氣象站1988年-1997年觀測資料，

年平均氣溫9.2℃，最高氣溫36.7℃（1997年7月21日），最低溫度-26.6℃（1990年2月1日）；年平均降水量535.6mm，最小為288.4mm(1997年)，最大為661.8mm（1996年）；年平均蒸發量1448.4mm，最小為1315.6mm（1990年），最大為1668.6mm（1997年）；結冰期多在十月至次年三月，最大凍土深度66cm（1993年）；夏秋季多東南風，冬春季多西北風，最大風速13m/s。

四、地震

據山西省頒發的山西省地震基本烈度表，本區抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.15g。

第四節　以往地質工作概況

一、以往地質工作

1、1975年山西省地質局區調隊在該區進行1：20萬區域地質調查，屬“沁源幅”範圍內。

2、1982-1984年144煤田地質隊在霍東礦區1109km2範圍內進行找煤勘探，1984年11月提交了《山西省沁水煤田霍東找煤勘探區地質報告》。由省煤田地質勘探公司1986年5月批準地質儲量8710萬噸。

3、自1996年至1998年，144煤田地質隊在上述工作的基礎上，采用以鑽探為主，配合物探測井，輔以1/2.5地質填圖、生產礦井調查及山地工作和采樣測試分析等一係列地質工作手段，先後對包括本井田在內的沁安勘探區進行了普查地質勘探工作，並編製提交了《山西省沁(源)—安(澤)煤炭普查地質報告》，1999年1月18日中國煤田地質總局以“煤地準字(1999)001號”文批準。

山西玉和泰煤業有限公司位於“霍東找煤區”的中部，該區提交過D級儲量43億噸。省煤勘144隊曾於1983年前後在本區內部及東部外側分別施工過ZK26及ZK27號鑽孔。兩鑽孔煤芯采取率均大於85%，岩芯、采取率大於80%，孔斜小於2°，均為甲級孔，未做過測井工作。兩鑽孔所取成果為本次工作所利用。

二、以往地質報告

1、2000年6月臨汾地區煤管局地測隊對該礦井巷工程以及周邊生產礦井進行了實地調查與測量。並采取了煤樣，對頂底板岩樣進行了化驗和分析，進行了頂底板岩石力學試驗。並提交有《安澤縣唐城鎮三交村煤礦地質報告》，作為礦山實際生產指導資料。由於該報告未經有關單位評審認定，本次工作僅做為參考資料加以利用。

2、2002年11月山西煤田地質勘探144隊編製了《山西省安澤縣三交村煤礦地質報告》。

3、2004年7月山西克瑞通實業有限公司編製了《山西省安澤縣三交村煤礦擴界地質報告》。該報告擴界後井田麵積為4.38km2。該報告經有關部門審批通過，並在山西省國土資源廳儲量處備案，備案文號為晉國土資儲備字[2004]295號文，儲量（111b+122b）合計1249萬t。

4、2005年1月山西煤田地質勘探144隊編製了《山西省安澤縣三交村煤礦礦井地質和礦井水文地質報告》。

5、2007年1月144勘查院單位編製了山西玉和泰煤業有限公司資源/儲量核查地質報告。

第五節 本礦及周邊礦井生產情況

山西玉和泰煤業有限公司1996年3月建井，1999年3月投產，原井田麵積3km2，批準開采2、3號煤層。後經申請擴界，擴界後井田麵積4.38km2，經2006資源整合，該礦現井田麵積擴大為5.8524km2。

一、開拓方式

目前，采用三個立井開拓，2號、3號煤層聯合開采，采煤方法為走向長壁工作麵，機采落煤，頂板管理為單體支護，全麵垮落放頂；運輸方式為大巷采用800mm皮帶的落地式皮帶運輸機運輸，工作麵采用SGZ-630/150型刮板機運輸，主井口雙箕鬥提升；回風井裝有兩台對旋軸流主扇，其中一台運轉，一台備用。

井下各工作點全部安裝了消防、灑水防塵設施。礦井雙電源分別引自太嶽發電廠811線和安澤亢驛變電所516線，另備有350KW發電機組做備用電源，保證通風機不間斷供電。該礦現核定生產能力60萬噸/年，煤炭為優質主焦煤，暢銷晉、翼、魯、豫四省八市。

二、鄰近礦井

周圍生產礦井較多，井田北部為安鑫煤業公司，西部為古縣老母坡煤業有限公司和安吉欣源煤業公司，南部為梨八溝詳查，東部為玉華煤業公司（詳見相關位置圖1-5-1）。

1、老母坡煤業有限公司

為古縣二輕局集體企業，設計生產能力15萬t/a，經2004年采改，現生產能力21萬t/a。

該礦批采2、3號煤層，現聯合開采2、3號煤層。采用斜井、立井開拓，采煤方法為走向長壁式，工作麵采用單體支柱配以鉸接頂梁支護，一次性采全高，全部跨落法管

理頂板，采用中央並列機械抽出式通風，為低瓦斯礦井。礦井湧水量不大，約100—200m3/d。現無發現越界開采現象。

2、安吉欣源煤業有限公司

該礦井田麵積3.4253km2,批采2、3號煤層，現開采3號煤層，礦井保有儲量1055萬噸,設計生產能力30萬t/a。采用一斜、兩立混合開拓方式，采煤方法為走向長壁式，工作麵采用單體支柱配以鉸接頂梁支護，一次性采全高，全部跨落法管理頂板，采用中央並列機械抽出式通風，為低瓦斯礦井。礦井湧水量不大，約100—200m3/d。現無發現越界開采現象。

3、安鑫煤業有限公司

原為安澤縣村上莊村辦集體企業，現為私營企業，設計生產能力30萬t/a，現生產能力21萬t/a。

該礦批采2、3號煤層，現開采3號煤層。采用立井開拓，采煤方法為走向長壁式，工作麵采用金屬摩擦支柱配以鉸接頂梁支護，一次性采全高，全部跨落法管理頂板，采用中央並列機械抽出式通風，為低瓦斯礦井。礦井湧水量不大，約4—6m3/h。現無發現越界開采現象。

4．玉華煤業有限公司

山西玉華煤業有限公司1997年9月建井，2002年投產，原井田麵積2.998km2，批準開采1、2號煤層。（相鄰礦井或稱2、3號煤層）

目前，采用主、副兩個，立井開拓，1號、2號煤層聯合開采，采煤方法為走向長壁工作麵，機采落煤，頂板管理為單體支護，全麵垮落放頂；運輸方式為大巷采用800mm皮帶的落地式皮帶運輸機運輸，工作麵采用SGZ-630/150型刮板機運輸，主井口雙箕鬥提升；回風井裝有兩台對旋軸流主扇，其中一台運轉，一台備用。

第二章 水文地質調查工作及質量評述

本次水文地質調查工作接到礦方的委托，144勘查院立即組織有關工作技術人員，到煤礦的現場進行了實地考察，然後將礦方的有關工程技術人員組織起來，問詢和調查有關、水文地質調查的內容，並對重要的事項實地觀測，查明了井田範圍內地麵的有關水文地質現象，對井下的水文地質特征、出水點、水倉、排水係統均進行了調查和觀測；通過調查基本查明了井田的礦井充水因素、充水水源、充水方法、途徑和範圍，回院後又查閱相關地質勘探資料，經過上述工作後可以滿足了編製水文地質調查地質報告要求。

144勘查院是由山西省國土資源廳注冊登記的地質勘查資質證書，證書編號14200511100068，業務範圍、勘查工程施工（鑽探）為甲級、固體礦產勘查、氣體礦方勘查、氣體礦產勘查為乙級；水文地質、工程地質、環境地質勘查、地球物理勘查為丙級。

第三章　地質概況

第一節 地層

一、區域地層

井田位於沁水煤田西部。區域地層走向北東，傾向南東。由北西至南東、由老到新依次出露古生界（寒武係、奧陶係、石炭係、二疊係）、中生界（三疊係）地層，新生界（上第三係、第四係）鬆散沉積物覆蓋於不同時代的地層之上。

二、礦井地層

礦區內地層出露較好，出露有三疊係下統劉家溝組、二疊係上統上石盒子組、石千峰組地層，第四係中更新統黃土主要分布在山梁上。現結合鑽探揭露資料，對礦區內的地層由老至新分述如下：

1、奧陶係中統峰峰組（O2f）

本組為含煤地層的沉積基底。主要由灰—深灰色中厚層狀的石灰岩、泥質灰岩組成，少量白雲質灰岩。頂部含較多的星散狀黃鐵礦，下部常夾有薄層狀、似層狀石膏層，為淺海相沉積地層。頂部為古風化殼。

2、石炭係（C）

（1）中統本溪組（C2b）

岩性為灰色、灰黑色鋁土岩、泥岩、石英砂岩及石灰岩組成，間夾不穩定的不可采煤層2—3層，底部沉積有山西式鐵礦，其厚度和品位很不穩定。由於奧陶係中統古風化殼剝蝕程度不同，該地層厚度變化較大，依據鑽孔揭露資料，本井田內該組地層厚度為6.60—17.82m，平均為13.70m。平行不整合於峰峰組地層之上。

（2）上統太原組（C3t）

該組地層為主要含煤地層，本組自K1砂岩底至K7砂岩底，地層厚度為50.44-60.21m，平均56.50m。與下伏地層呈整合接觸。岩性主要為灰白色、灰黑色的砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩和煤組成。含煤4-12層。含豐富的動物化石，旋回結構清楚，橫向穩定性好，易於對比。全組可劃分為4-5個沉積旋回，屬於海陸交互相沉積。旋回韻律清楚，每個沉積旋回都始以陸相沉積，結束於海相灰岩沉積。依據岩性、岩相特征，可自下而上劃分為三段：

下段（C3t1）：

從K1砂岩底至K2石灰岩底，地層厚度17.50-24.08m，平均21.35m。岩性主要為灰白色砂岩，灰—灰黑色泥岩、鋁質泥岩、粉砂岩及穩定可采的9、11號煤層所組成。底部K1砂岩，厚度2.00—3.40m，為灰白色薄層狀細—中粒石英砂岩，岩性特征明顯，致密堅硬，是一種很好的地層劃分對比標誌。

中段（C3t2）：

從K2石灰岩底至K4石灰岩頂。地層厚度14.38-18.02m，平均16.75m。岩性主要由三層深灰色石灰岩及灰白色砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩間夾三層薄煤層。底部為深灰色，巨厚層狀致密堅硬的K2石灰岩。含有豐富的有孔蟲、蜒科、腕足類化石和燧石結核，中、下部常夾有薄層灰岩及泥岩。自K2向上為灰黑色泥岩及其具波狀層理的粉砂岩、細粒砂岩，多受黃鐵礦浸染，其上發育有不可采的8號煤層。其頂板為深灰色厚層狀的K3石灰岩。K3石灰岩全區穩定，易於對比。K3至K4石灰岩間，為灰、灰黑色的砂岩、粉砂岩和泥岩，間夾層位穩定不可采的7號煤層，其頂部即為深灰色中厚層狀致密堅硬的K4石灰岩。

上段（C3t3）：

從K4石灰岩頂至K7砂岩底，地層厚度為16.77-20.14m，平均18.40m。岩性主要為灰黑色、黑色的泥岩、粉砂岩組成，灰色、灰白色中、細粒砂岩組成，含煤2-3層，為不可采煤層。下部為灰黑色、黑色薄層狀鐵質泥岩。中部為灰色、灰白色鈣質石英長石砂岩，稱為K5砂岩。上部為黑色厚層狀泥岩，含5號和6號薄煤層。頂板為灰黑色薄層鈣質泥岩，含動物化石。本段依據相旋回分析，應為瀉湖海灣相沉積。

3、二疊係（P）

（1）下統山西組（P1s）

K7砂岩底至K8砂岩底，地層厚度34.10-49.00m，平均厚度46.50m。與下伏太原組地層為整合接觸，為本區主要含煤地層之一。

岩性以灰色、灰白色細粒砂岩，深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩為主，含煤2層，本區內2、3號煤層均為穩定可采煤層。

（2）下統下石盒子組（P1x）

本組自K8砂岩底至K9砂岩底，與下伏地層呈整合接觸，地層厚度94.62-136.65m，平均厚度116.48m。依岩性、岩相特征劃分為上、下兩段，分述如下：

下段（P1x1）：K8砂岩底至K9砂岩底，地層厚度40.00-60.25m，平均為52.48m。下部K8砂岩為灰白色中粒砂岩，含炭屑及白雲母碎片，圓狀，分選中等，基底式鈣質膠結，具交錯層理。中、上部由深灰色粉砂岩夾細砂岩組成。

上段（P1x2）：K9砂岩底至K10砂岩底，地層厚度54.62-76.40m，平均64.00m。底部K9砂岩為淺灰色中粒砂岩，下部為深灰色、灰色中粒砂岩、粉砂岩、泥岩組成，上部為灰綠、紫紅色泥岩、粉砂岩夾細粒砂岩，頂部有一層位穩定灰色含紫紅色斑塊的鋁質泥岩，具鮞狀結構，俗稱“桃花泥岩”，是確定上覆K10砂岩的良好輔助標誌。

（3）上統上石盒子組（P2s）

本組自K10砂岩底至K14砂岩底，與下伏地層呈整合接觸，地層厚度419.91-464.58m，平均435.00m。依據性、岩相特征劃分為上、中、下三段，分述如下：

下段（P2s1）

K10砂岩底至K12砂岩底，地層厚度為159.07-190.76m，均為165.40m。以灰色、紫色泥岩、黃綠色粉砂岩和灰綠色、灰色砂岩組成，泥岩和粉砂岩多呈互層，砂岩中多含礫石，礫徑15-10mm，交錯層理發育，常夾2-3層鐵錳結核。底部為K10中粒砂岩，厚度為1.00-10.40m，為灰白色，岩性一厚度變化大，常為泥質鈣質膠結，有時為粘土質膠結，底部有時含泥質體。

中段（P2s2）K12砂岩至K13砂岩底，地層厚度為119.25-140.37m，平均為127.74m。由灰綠、黃綠、紫紅、灰紫、蘭紫色粉砂岩、泥岩及灰白、黃綠色砂岩組成，砂岩多為中—細粒，厚層狀，石英質砂岩及長石質石英砂岩，交錯層理發育，常含礫石。底部含少量白雲母片和暗色礦物，鈣質膠結，斜層發育，有時夾細砂岩薄層，底部常變為粗砂岩。

上段（P2s3）K13砂岩底至K14砂岩底，地層厚度125.70-171.59m，平均厚度141.86m。綠灰、灰白色中細粒砂岩夾灰紫、紫色、蘭紫色泥岩。頂部有一層黃綠色砂岩和兩層灰白肉紅色燧石層為輔助標誌層。底部K13中粒砂岩為灰白、黃綠色，中厚層狀，厚度為6.20-9.40m，長石為主，石英次之，次棱角狀，分選中等，孔隙式泥質膠結。

（4）上統石千峰組（P2sh）

本組自K14砂岩底至K15砂岩底，與下伏地層呈整合接觸，地層厚度103.00-140.00m，平均120.00m。由紫紅、淺紅色粉砂岩、泥岩組成，夾黃綠色、灰紅色長石質砂岩，泥岩中常含鈣質結核。底部為K14砂岩中粒砂岩，厚度17.20-24.00m， 灰黃色，厚層狀，石英長石砂岩，次棱角狀，分選中等，孔隙式泥質膠結，交錯層理發育，夾細砂岩薄層，底部含小礫石。

4、三疊係（T）

下統劉家溝組（T1l）

井田內出露不全，出露厚度約100m左右。以淺紫紅、紫紅色細粒長石砂岩為主，夾不穩定紫紅色粉砂岩、礫岩等。砂岩交錯層理發育，偶見泥裂與波痕，鈣質膠結。底部K15為中粒砂岩，暗紫色，次棱角狀，分選中等。

本組係幹旱氣候條件下形成的—套陸相河流沉積。

5、第四係（Q）

井田內主要為第四係中更新統（Q2）黃土，厚度變化較大，一般為0-20m。其岩性主要為褐色、棕黃色砂質亞粘土和淡黃色亞砂土以及洪、衝積堆積物。

第二節 構造

本井田範圍較大，總體構造表現為一傾向南東的單斜構造。據鑽孔資料、巷道揭露資料及地表岩層產狀，推測井下煤層傾角為3°-5°。

未在井下開采中未發現斷層，僅發現兩個小型陷落柱，構造應屬簡單類型。

第四章　煤層與煤質

第一節　含煤性

本區的主要含煤地層為石炭係上統太原組和二疊係下統山西組，總厚約103m，一般含煤8層，煤層總厚在7.13m左右，含煤係數6.93%。其中，主要可采煤層4層，煤厚5.23m，可采含煤係數5.09%。

太原組平均厚度56.50m，含煤6層，煤層厚度4.89m，含煤係數8.65%，其中含9、11號兩層可采煤層，總厚約2.99m，可采含煤係數5.29%；

山西組平均厚度為46.50m，所含2、3號煤層均可采煤層，煤層厚度2.33m，可采含煤係數4.83%。

第二節 可采煤層

井田內含煤8層，其中可采煤層為山西組2、3號和太原組9、11號煤層，分述如下：

2號煤層

位於山西組中上部，厚度0.74-1.22m，平均0.99m。含0-1層夾矸，結構簡單。其頂板為泥岩、粉砂岩，底板為泥岩、粉、細砂岩，屬穩定全區可采煤層。

3號煤層

位於山西組中部，上距2號煤層平均13m左右，厚度1.06-1.47m，平均1.25m，結構簡單，含0-1層夾矸，頂板為泥岩、粉細砂岩，底板為泥岩、局部為中砂岩，屬穩定全區可采煤層。

9號煤層

位於太原組下段頂部，為9、10號煤層的合並層，厚度0.75—1.63m，平均1.19m，結構簡單，含1層夾矸，頂板為K2石灰岩，底板為泥岩，屬穩定全區可采煤層。

11號煤層

位於太原組下部，距K1石英砂岩約13m，厚度1.60-2.00m，平均為1.80m，結構簡單，不含夾矸，頂板為泥岩、砂質泥岩，底板為泥岩。

第三節 煤質

一、煤的物理性質

顏色和條痕均為黑色、強玻璃光澤、性脆、比重中等，硬度小、階梯—參差狀斷口、裂隙發育。

宏觀煤岩組分以亮煤為主，暗煤次之，含少量鏡煤，條帶狀結構、層狀構造，煤岩類型屬光亮型及半亮型煤。

二、煤的化學性質、工藝性能及煤類

（一）煤層化學性質

1、2號煤（據兩個鑽孔煤芯煤樣資料）

①水分（Mad）原煤：0.65—0.86%，平均0.76%；浮煤：0.96—1.06% ，平均1.01%。

②灰分（Ad）原煤16.62—18.29%，平均17.46%；浮煤6.25—6.72%，平均6.49%。

③揮發分（Vdaf）原煤：19.73—21.41%，平均為20.57%；浮煤：19.41—20.60%，平均20.01%。

④發熱量（Qgr. d）原煤29.64—29.72MJ/kg，平均29.68MJ/kg；

⑤全硫（St,d）原煤：0.38—0.43%，平均0.41%；浮煤：0.34—0.41%，平均0.38%。

⑥粘結指數（G.RI）：82.2。

⑦磷（Pd）原煤0.006—0.01%。

⑧膠質層最大厚度（Y）10mm。

⑨原煤元素分析

Cdaf為90.36%；Hdaf為4.72%；Odaf為3.14%；Ndaf為1.42%。

另2006年6月2日由臨汾市煤炭中心化驗室對本礦2號煤層采樣化驗，化驗結果為：水分（Mad）原煤0.62%；灰分（Ad）原煤8.49%；揮發分（Vdaf）原煤20.02%；全硫（St,d）原煤0.36%；焦渣特征（CRC）7；真密度（TRD）1.32。

2.3號煤（據兩個鑽孔煤芯煤樣資料）

①水分（Mad）原煤：0.92—1.02%，平均0.97%；浮煤：0.86—1.04% ，平均0.95%。

②灰分（Ad）原煤：20.73—33.83%，平均27.28%；浮煤：5.27—7.68%，平均6.28%。

③揮發分（Vdaf）原煤：21.38—22.26%，平均為21.82%；浮煤：18.47—20.01%，平均19.24%。

④發熱量（Qgr.d）原煤：22.75—28.36MJ/kg，平均25.56MJ/kg；

⑤全硫（St,d）原煤：0.28—0.62%，平均0.45%；浮煤：0.34—0.43%，平均0.39%。

⑥粘結指數（G.RI）76.9。

⑦膠質層最大厚度（Y）16.5mm。

⑧原煤元素分析

Cdaf為90.77%；Hdaf 平均為4.66%；Odaf 平均為2.85%；Ndaf 平均為1.36%。

另2006年9月4日由臨汾市煤炭中心化驗室對本礦2號煤層采樣化驗，化驗結果為：水分（Mad）原煤0.42%；灰分（Ad）原煤6.51%；揮發分（Vdaf）原煤21.37%；全硫（St,d）原煤0.39%；焦渣特征（CRC）7；真密度（TRD）1.38。

（二）煤的工藝性能

2、3號煤層粘結指數（G.RI）在76.9—82.2之間，膠質層最大厚度10—16.5mm，屬中等粘結性煤，焦炭特征曲線多呈之字型和微波型。

（三）煤類和煤的工業用途

1、煤類的確定

根據《中國煤炭分類國家標準（GB5751-86）》劃分，本區煤類劃分指標為浮煤的幹燥無灰基揮發分（Vdaf）和粘結指數（GR，I）。

根據其煤類和主要煤質特征，本區2號、3號煤層均屬焦煤。

2、煤的工業用途

本次依據鑽孔煤芯煤樣資料進行評述。

依據《煤炭質量分級》GB/15224—2004標準，井田2號煤層屬低灰、特低硫—低硫、特高熱值之焦煤；3號煤屬特低灰—低灰、特低硫—低硫、中熱值—高熱值之焦煤。

根據其煤質特征，2號、3號煤均為良好的煉焦用煤。

第五章 水文地質

第一節 區域水文地質概況

一、水文地質單元劃分

礦區位於沁水盆地的西部邊緣，西臨霍山隆起，地層走向北東，北北東向，傾向南東，地層由西向東，從老到新依次出露，由太古界變質岩係，寒武、奧陶碳酸鹽類，到含煤地層的海陸交互相沉積，最後接受了第三、四係沉積，大麵積的碳酸岩類地層成為區域地下水的補給區，根據水文地質單元劃分，本區屬於廣勝寺泉域。泉水位於洪洞縣城東北15km，霍山山麓與平原交接處的坡積物中，標高581.6m，出水點較為集中，1990年流量3.44m3/s，水化學類型為重碳酸鹽—硫酸鹽型，泉域麵積800km2。

二、區域含水層

1、碳酸鹽岩裂隙岩溶含水層組

（1）寒武係中、上統含水層組

由白雲質鮞狀灰岩、竹葉狀灰岩、白雲岩、泥灰岩等組成。在裸露區，石灰岩、白雲岩中裂隙岩溶發育，為地表水、大氣降水入滲創造了有利條件；在覆蓋區，裂隙岩溶發育情況不明。

（2）奧陶係中統含水層組

主要由石灰岩、白雲岩等組成。在裸露區，裂隙岩溶發育：在覆蓋區鑽探時發現有溶洞，屬富水性強的含水層。但往東隨著埋深的增加，岩溶發育可能逐漸減弱。

該含水層在區域西部廣泛出露，是本區的主要含水層組，主要接受大氣降水入滲補給及地表水的滲漏補給。

上述二岩溶含水層，受斷層的切割，可成為統一含水係統。地下水的流向在平麵上具有二維特點，即由西向東，由北向南逕流，這樣在東側南部形成強逕流帶，該帶在南端沿斷層湧出，形成廣勝寺泉，泉口標高+581.60m，多年平均流量為4.03m3/s，水溫14℃，水化學類型屬HCO3·SO4—Ca·Mg型。

2、碎屑岩夾碳酸鹽岩類含水層組

為上石炭統一套海陸交互相沉積地層。主要含水層由其間的3—7層灰岩組成，屬岩溶裂隙水，富水性取決於岩溶裂隙發育程度。區域中部出露地區，接受大氣降水的直接補給，受斷裂構造影響，也可接受其它含水層的補給，受地形的切割及構造的影響，局部以泉的形式排泄，部分地下水可能向深部運移。

3、碎屑岩類含水層組

主要為二疊係、三疊係一套陸相、過渡相碎屑岩，含水層主要由砂岩組成。泉流量0.02-3.40L/s。

該含水層組含水空間以風化裂隙和構造裂隙為主，在區域東部出露，主要接受大氣降水、地表水的補給，除少部分地下水可能沿破碎帶向深部運移外，大部分沿地層走向運移，在適當的條件下又以泉的形式排泄於地表。

4、鬆散岩類含水層組

該含水層組沉積厚度不厚，分布範圍不廣，分布在山澗河穀地帶，由砂土，砂礫層及礫石層組成。

該含水層組主要接受大氣降水及地表水的補給，富水性差異較大，單位湧水量為2.6-10.11L/s·m。

三、區域隔水層

1、寒武係下統及元古、太古界隔水層組

由寒武係下統泥岩及元古、太古界變質而岩組成，在區域西邊界大片出露，構成了泉域西邊界和其上覆碳酸鹽岩裂隙岩溶含水層的隔水底板。

2、石炭係中統隔水層組

由鋁質泥岩、泥岩、砂質泥岩等組成，阻隔下伏奧灰裂隙岩溶水層與上覆各含水層的水力聯係。

3、碎屑岩層間隔水層

主要由具塑性的泥岩組成，呈層狀分布於各砂裂隙含水層之間，使各含水層垂向水力聯係受阻。

四、地下水的補給、徑流、排泄

1、岩溶地下水的補給主要是西部裸露區，接受大氣降水和地表水流補給，其它上部砂岩含水層，通過地質構造 流補給，向南或北徑流，於大泉處排泄。

2、砂岩地下水的補給，在裸露地帶接受大氣降水補給，或接受風化基岩帶裂隙水的補給，經短距離徑流，在地形切割地段以泉的形式排泄或補給其它含水層。

3、衝洪積含水層的補給主要是大氣降水補給或礦坑排水，一般向河流的下遊徑流排泄。

第二節 礦井水文地質條件

一、井田水文地質特征

本區受區域構造的影響，形成大致為走向北東南西向的單斜構造，地麵出露上石盒子組、石千峰組、劉家溝組地層，構成了以砂岩為主體的儲水層，成為大氣降水滲漏補給地下水的自然因素。另外砂岩體儲水岩層的主要特點是，厚度變化較大。常相變或變薄尖滅，在地形切割較深的情況下，大氣降水、地表水體易流失、地下水的補給量有限，且易排泄。

二、井田地表河流

礦區東鄰地表河流主要為沁河，沁河常年有溪流，雨季水量有所增大。屬黃河水係。由於地質構造為單斜在局部地段沁河穀及潛水將補給含水層，因此，將對礦井開采產生一定的影響。

　　三、含水層

本區共有五大含水層組，從上到下，分別敘述各含水層的特征如下：

1、第四係砂礫石層孔隙潛水含水層

分布在山間河穀地帶，岩性由黃白色砂質粘土、砂礫層組成，厚度變化大、含水性好。厚度大時可成較豐富的含水層。因此，該層屬於弱—中等孔隙潛水層。

2、基岩風化帶裂隙含水層

內地形複雜，基岩裸露麵積較大，造成基岩風化帶裂隙發育，可形成豐富的含水層。

3、三疊係劉家溝組（K15）砂岩裂隙含水層

井田內出露不全，以細粒砂岩為主，夾不穩定粉砂岩、礫岩等。底部K15為中粒砂岩，在地層賦存地段，其富水性相對較好。

4、二疊係上統（K10、K11、K12、K13、K14）及下統（K7、K8、K9）砂岩裂隙含水層

主要為中、細粒砂岩，垂直裂隙發育，3102號鑽孔湧水，湧水量為0.045l/s。湧水層位在K10砂岩上49m處，在一定的構造條件下成為相對富水地段，屬弱—中等裂隙含水層。下石盒子組（K8、K9）砂岩裂隙含水層，砂岩含水層位於2、3號煤層以上，為煤層直接充水含水層，主要為中、細粒砂岩，裂隙稍發育至較發育，富水性與蓄水構造有關，一般則為含水性較弱的含水層。

5、太原組（K2、K3、K4）石灰岩溶隙含水層

K4、K3、K2石灰岩，為9+10號煤層的直接充水含水層，厚度變化大，裂隙不甚發育，為弱—中等裂隙含水層；峰峰組石灰岩溶隙含水層，峰峰組為煤係地層下伏的主要含水層，構成下組煤開采的主要威脅，隨埋深加大，裂隙岩溶發育變差，因此，該含水層為中等溶隙含水層。

6、峰峰組灰岩岩溶含水層

峰峰組為煤係地層下伏的主要含水層，因自西向東，隨埋深加大，岩溶裂隙發育變差，因此，該含水層為中等岩溶裂隙含水層。據區域資料推算，本井田奧灰水位標高590m左右。

　　四、隔水層

井田內隔水岩層主要為石炭係與二疊係層間隔水層。中石炭係本溪組主要隔水岩層為鋁質泥岩，一般厚度2.67m左右，係一較好的隔水層。上石炭統及二迭係隔水層主要由具有可塑性泥岩，砂質泥岩組在，各層砂岩間及灰岩間均有泥岩分布，一般厚2.00m至數米不等，可起到良好的層間隔水作用。

　　五、地質構造與地下水的關係

本井田地層走向NE，傾向NE的單斜構造，西部埋藏淺，風化裂隙發育，是承受大氣降水及地表水滲漏補給地下水的良好自然環境，特別是二疊係上石盒子組地層，在礦區大麵積出露，接受大氣降水和地表水補給，集聚形成地下水。這部分地下水受構造影響，在適宜的地形條件下以泉的形態又排出地表形成地表水，砂岩體儲水岩層的特點是：含水砂岩不穩定，常相變、尖滅；地形切割較深，地下水補給量有限，水量較小，易排泄。

井田東鄰沁河在單斜構造影響下，沁河水或潛水通過含水層入滲補給，使得含水層富水性有所增強，在煤層開采礦井湧水量相對比較大。

六、地下水的補給、徑流、排泄

區內第四係砂礫層孔隙含水層分布不廣，沉積不厚，地下水主要接受大氣降水補給，同時接受礦坑排水的補給，地下水沿河穀向下徑流排泄。

二疊係砂岩裂隙含水層區內大麵積出露，主要接受大氣降水、第四係及地表水補給，主要以層間運移為主，在適宜的條件下又以泉的形式排泄於地表或第四係含水層。

山西組、太原組含水層在北部溝穀埋藏淺，補給條件好，以層間運移為主，在一定條件下以泉的形式排泄或向深部奧灰排泄。

奧灰岩溶裂隙含水層，主要在西部裸露區直接接受大氣降水和地表水補給，其次是在覆蓋區其上覆含水層通過構造的補給，沿地層走向運移為主，最後至廣勝寺泉而排泄。

　　七、井田水文地質類型

K8砂岩含水層是開采上組煤層的直接充水含水層，並通過開采塌陷裂隙與上覆砂岩體發生水力聯係，或在淺部與風化裂隙水發生水力聯係，成為礦井充水因素，但由於各砂岩體含水層均多為弱富水性，充水方式均以頂板淋水為主，因此，上組煤層礦井充水為簡單類型。

K2石灰岩含水層是開采下組煤層的直接充水含水層，局部地段可能通過開采產生的塌陷裂隙帶接受上部砂岩的充水補給，由於含水層均為弱富水性，且充水方式以頂板淋水為主。下伏奧灰岩溶地下水位標高（±600m）,均低於開采煤層,因此，下組煤層礦井充水為簡單類型，但應在構造破壞地段防止奧灰岩溶水突水。

第三節 充水因素分析及水害調查

一、礦井充水因素分析

1、地表水對礦井的充水影響

井田內地表河流均為季節性河流，平時為溪流或無水幹涸，隻有在雨季發生短時水流，很快變為溪流或斷流。由於煤層上覆較厚的泥岩、粉砂岩隔水層，因此，地表水對礦井的開采充水影響不大。地表水對礦井的充水影響不大。

2、含水層對礦井的充水影響

2號煤層的直接頂板充水含水層為K8砂岩，富水性較弱，主要為頂板滴水或淋水，或在淺部與巷岩風化帶裂隙水發生水力聯係，隨著開采深度的增加，湧水量增加不是很明顯，對礦井有影響意義是西北部的淺部地帶，受風化裂隙的影響，礦井湧水量會明顯增大，雨季更為突出，礦方開采時應加強排水工作，防止事故發生。

下組煤層的直接充分水含水層為K2灰岩，埋深較大，接受補給條件較差，一般為弱富水性，局部可達到中等富水性，對礦井會產生一定的影響，下伏奧灰岩溶水，富水性可達中等以上，水位標高低於煤層，不存在帶壓開采，對礦井開采影響不大。

3、地質構造對礦井的充水影響

井田內目前尚未發現斷層，因此，地質構造的水文地質意義不大。

二、臨近生產礦井的水文地質特征和充水因素

周圍生產礦井較多，井田北部為安鑫煤業公司，西部為古縣老母坡煤業有限公司和安吉欣源煤業公司，南部為梨八溝詳查，東部為玉華煤業公司。

1、老母坡煤業有限公司

同時開采2、3號煤層，充水水源為頂板砂岩裂隙水，充水方式為淋水為主，礦井湧水量為120-160m3/d，由於埋藏淺，大氣降水是主要來源，采空區主要集中在其井田北部地帶，積水不是很嚴重，且與本礦界有一定距離，對本礦井開采影響不大。但是隨著開采範圍增大，采空區積水將順岩層滲漏到本井田，增大本井田的礦井湧水量，應引起礦方的注意，該礦井與本井田無越界開采。

2、安吉欣源煤業公司

同時開采2、3號煤層，充水水源為頂板砂岩裂隙水，充水方式為淋水為主，礦井湧水量為120-160m3/d，由於埋藏淺，大氣降水是主要來源，采空區主要集中在其井田北部地帶，積水不是很嚴重，且與本礦界有一定距離，對本礦井開采影響不大。由於其井田相對本井田高，開采產生的采空積水或礦井水將可以順岩層滲漏到本井田的巷道，增大本礦井的湧水量，應引起礦方的注意。該礦井與本井田無越界開采。

3、安鑫煤業公司

批準開采1、2號煤層，充水水源為頂板砂岩裂隙水，充水方式為淋水為主，弱富水性，礦井湧水量為100-160m3/d，其井田尚屬基建礦井，主要為掘進大巷，尚不存在積水，因此，對本礦井基本不存在影響。

4、玉華煤業公司

同時開采1、2號煤層，充水水源為頂板砂岩裂隙水，充水方式為淋水為主，礦井湧水量為280-330m3/d，大氣降水是主要來源，采空區主要集中在其井田北部地帶，積水不是很嚴重，且與本礦界有一定距離，由於埋藏低於本井田，對本礦井開采影響不大。

三、古空及采空區積水調查

井田內已開采多年，采空區主要集中在井田的西北角，由於主巷道和井底車場位置較低，巷道及西北部采空區大部積水均能順巷道流入水倉，而及時排至地麵，因此，井田內積水不是很嚴重，隻在東部采空區存在有積水，積水量約1500m3，因此，開采靠近時一定要引起礦方的高度重視，做好防範，防止發生突水事故。

1、2號煤層開采形成的導水裂隙帶約33m左右，井田大部地段蓋層均較厚，地表水對其影響不大。但在西北部隨著埋藏深度變淺，溝穀中地表水或基岩風化帶水將可能通過導水裂隙帶進入巷道，因此，礦方要加強觀測，做好防範措施。

四、以往水害事故或探出水情況

1、以往水害事故

據調查，該礦井自1997年建井以來，未發生過水害事故，鄰近礦井也未發生突水事故。

2、采掘過程中出水情況

據調查，采掘過程中，巷道及工作麵僅有少量淋水，大多地段無水，大多出水地段出現在標高變低或岩層出現破碎的地段，目前礦井正常湧水量為280m3/d，最大湧水量330m3/d，屬小型湧水量礦井。

五、礦井井筒所處位置與老空、采空區的關係

礦井為斜井開拓，井筒位置均遠離采空區位置，最近位置也在100m以上。目前采空區對井筒的影響不大。

第四節 水害防治措施

從本井田的水文地質特征來分析，采空區積水和砂岩裂隙水是礦井的主要水害，隻要在開采過程中加以防範，就不會造成大的事故，防範措施是：

1、頂板砂岩裂隙水

在蓋層厚度變薄的溝穀地段，其煤層頂板砂岩裂隙發育，含水性增強，易出現頂板砂岩湧水，因此，務將排水設施跟上，特別要注意岩層出現低凹的地段，注意觀測並盡可能多建臨時水倉，具有一定應急作用。

2、采空區積水及斷層導水帶

（1）必須布置探水鑽孔

探水孔不少於三個，一個為中心眼，另外兩個為斜眼，與中心眼成一定角度的扇形布置，並根據巷道的坡角，采用不同仰角和俯角，這樣對巷道前方中心及其上下或左右都能控製。並盡可能增大邦距的長度。探水孔探測深度應為60m，容許掘進長度為30m，超前距為30m。

（2）井下采煤時，必須掌握突水征兆

1）煤層發潮發暗，正常情況下煤層是幹燥光亮的，當有水滲入時，使之潮溫變暗，說明附近有積水。

2）煤壁出汗，煤層是隔水的，當煤層附近和其上方存在積水，使得煤壁溫度低於巷道空氣溫度，在冷熱交換作用下而出汗。

3）工作麵溫度低，迎頭必有積水區，當煤層滲透進水後，吸收熱量而使工作麵溫度降低。

4）煤壁掛紅毒氣增生，注意積水老窯，積水年久，煤質變鬆，裂隙麵生繡，由於積水年長日久，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於裂隙中，巷道開拓後，獲得釋放，溢出巷道。

上述突水征兆一經呈現，應立即報告有關部門及時組織查明情況，以便及早采取有效措施，妥善處理。

第五節 礦井排水係統及湧水量預算

一、礦井排水係統

礦井在主斜井底部車場設有主水倉和副水倉，主水倉容積100m3，副水倉容積為70m3，建有井下中央水泵房，安裝有IS100-65-250型水泵3台，使用1台，檢修1台，備用1台，配備φ100mm，長度240m管路2趟，工作麵到水倉配備φ77mm的管路，用水泵將工作麵礦井排至水倉，然後再排至地麵的靜水沉澱池，靜水沉澱池容積為200m3，現礦井滿足目前礦井湧水量的排水能力。

二、礦井湧水量預算

開采2、3號煤層主要充水水源為頂板砂岩裂隙水，根據本礦排水記錄，湧水量一般100m3/d，最大湧水量為160m3/d，擬采用常規的水文地質比擬法，為采空區麵積富水係數法，有關參數用本礦井調查及統計，對2、3號煤層湧水量予以預算。

Q0-生產礦井排出的總水量m3/d

Q-設計礦井湧水量m3/d

F0-采空麵積及巷道麵積1.25km2

F-設計礦井開采麵積5.8524km2

本礦生產礦井排水量Q

一般湧水量 100m3/d

最大湧水量 160m3/d

（二）計算公式和預測結果

2號煤層:

Q0 100

KF=------=--------=80

F0 1.25

Q正常=KF×F=80×5.8524=468.19m3/d

Q最大=KF×F=128×5.8524=749.11m3/d

三、預測結果評述

計算所采用的水文地質參數，均係生產礦井水文地質資料，應用水文地質比擬法進行預算，預計了正常開采條件下礦井湧水量及最大湧水量，預測方法合理，結果正確。隨著開拓範圍的擴大，致使塌陷裂隙的發展。上覆基岩風化帶含水層，大氣降水等的影響，礦井湧水量將可能發生變化，因此，必須在生產過程中，加強水文地質工作及時指導礦井安全生產。

第六章 結論及建議

1、本報告編製為實地調查和收集礦井資料編製而成，編製質量可靠。

2、井田總體構造為走向NE，傾向SE的單斜構造，井田內斷層斷距小於3m，未發現岩漿岩活動，構造屬簡單類。

3、闡述了礦井的水文地質特征，評價2、3號煤層水文地質條件為簡單類型。

4、據采空區範圍，調查了采空區積水情況及積水量。

5、提出本井田主要水害是南東角采空區乳化液積水，並指出了防治水害的措施。

6、本礦周邊煤礦采空區距本礦現采區較遠，對本礦目前開采不會產生水害影響。

存在問題及建議

礦井在開采過程中應進一步加強水文地質工作，做到“預測預報、有疑必探、先探後掘、先治後采”。