河南省新丰煤矿矿井水文地质报告.doc

郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿矿井水文地质报告河南中州地矿岩土水务有限公司二一一年五月郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿矿井水文地质报告编 写 单 位：河南中州地矿岩土水务有限公司报 告 编 写: 张克丁 薛海峰 郭超凡 张立项 目 负 责: 郭有学总 工 程 师: 郭有学总 经 理: 罗玉彬提 交 时 间: 二一一年五月目 录1 绪论11.1 目的任务11.2 矿山基本情况11.3 相邻煤矿21.4 交通位置及井田范围31.4 水文地质研究程度41.6 本次工作情况52 区域水文地质条件82.1 水文82.2 气象82.3 地形地貌82.4 地层92.5 构造92.6 地下水类型及含水岩组92.7 地下水的补给、径流及排泄113 矿井水文地质特征133.1 矿井水文地质边界133.2 矿井地层及含、隔水层133.3 岩溶发育规律193.4主要构造及其控水作用193.5 矿井充水因素分析223.6 水文地质勘查类型243.7 水化学特征254 矿井水涌水量预测预报264.1 矿井涌水量现状264.2 计算方法及公式选择264.3 预测结果274.4 矿井水资源综合利用285 矿井主要水文环境地质问题295.1 水文地质问题295.2 工程地质问题305.3 主要环境地质问题305.4 水害的主要防治措施336 结论及建议356.1 结论356.2 存在问题及建议35附 图 目 录图号图 名比例尺1郑州市广贤工贸有限公司新丰煤矿实际材料及物探成果图1:50002郑州市广贤工贸有限公司新丰煤矿区域水文地质图1:1000003郑州市广贤工贸有限公司新丰煤矿矿井综合水文地质图1:50004郑州市广贤工贸有限公司新丰煤矿综合水文地质柱状图1:5005郑州市广贤工贸有限公司新丰煤矿水文地质剖面图1:20006郑州市广贤工贸有限公司新丰煤矿矿井岩溶图1:50007郑州市广贤工贸有限公司新丰煤矿矿井充水性图1:20008郑州市广贤工贸有限公司新丰煤矿排水量与降水量和地下水位动态曲线图附 件 目 录1、委托书2、采矿许可证（复印件）3、地质勘查资质证（复印件）4、采矿权人承诺书5、勘查单位承诺书1 绪论1.1 目的任务按照河南省煤矿安全监察局下发的关于对地方煤矿防治水和雨季“三防”专项监察安全执法行动情况的通报(豫煤安监二2009201号)文件精神要求，郑州广贤工贸有限公司委托河南中州地矿岩土水务有限公司开展“郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿（以下简称新丰煤矿）水文地质调查”工作。本次工作目的是：调查新丰煤矿水文地质情况，指出存在的水害隐患和提出防治措施，编制郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿矿井水文地质报告，为新丰煤矿生产过程中防治水工作提供基础的水文地质资料。主要任务如下：（1）收集汇总并分析新丰煤矿以往的地质及水文地质资料。（2）调查矿区及其周边老井、老窑及老巷的分布位置、集水、含水情况。（3）采用物探的方法进行外业数据采集工作。（4）分析矿床充水因素及存在的水害隐患。（5）预测二1、一3煤层矿井涌水量。（6）提出防治水害的措施及建议。（7）提交新丰煤矿水文地质报告。1.2 矿山基本情况新丰煤矿前身为国有登封市新新煤矿，始建于1952年，原设计年生产能力30万吨，2005年9月进行改扩建设计，设计年产量60万吨，2006年核定年生产能力为35万吨，为“六证齐全”矿井。新丰煤矿主采二1煤层，兼采一3煤层，采用立井两水平双翼上下山开拓。矿井一水平标高+88m，二水平标高-156m。矿井共四个井筒，主井属改扩建井，改扩建结束后担负矿井提煤任务；副井（原七井）现为混合提升井，担负矿井的进风、提煤、提矸、下料及升降人员任务，改扩建结束后，该井担负矿井的进风、提矸、下料及升降人员任务；东风井和回风斜井（反斜井）均为专用回风井，分别担负矿井东西两翼回风任务。矿井目前在+88水平布置东11111工作面复采二1煤。截止2010年12月底该矿累计查明资源储量5147.53万吨，累计动用资源储量1437.33万吨，保有资源储量3710.20万吨。目前新丰煤矿一3煤层-146m水平以浅基本回采结束，-146m以深一3煤层作为二1煤层的保护层正在开采。该矿建立有专门防治水机构，设有探放水队，制定有水害预防预报制度，井下-156m水平设有两个观测井。矿井-156m水平井底泵房安装6台200D68B10离心式水泵，单台排水能力280m3/h，正常排水能力540m3/h，最大排水能力970m3/h，二用二备二检修。矿井+88m水平井底泵房安装4台D280-439离心式水泵，排水能力为500m3/h，一用二备一检修。-156m水平和+88m水平泵房均安装两趟25014mm排水管沿主、副井敷设，满足矿井排水要求。目前矿井的正常排水量每月为28800-41250 m3（960-1375 m3/d，40-57m3/h，），最大排水量为每月196200 m3（6540m3/d，272m3/h）。1.3 相邻煤矿矿井井田西部为新丰二矿（现已关闭）和陈楼一3煤矿，东部与磴槽煤矿相邻。1、新丰二矿该矿井新丰煤矿西部，主要开采二1煤层，由于该矿关闭时间较长，目前资料不全，该矿的采空区情况不详，有部分积水向新丰煤矿径流。2、陈楼一3煤矿该矿位于新丰煤矿西部，主要开采一3煤层,据现场调查，矿井的正常涌水量约为25m3/h。3、磴槽煤矿该矿井位于新丰煤矿东部，主要开采二1煤层，据现场调查，矿井的正常涌水量约为200m3/h。1.4 交通位置及井田范围郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿主体位于河南省登封市大金店镇陈楼村境内，行政区划隶属于大金店镇管辖，东北距郑州84km，距登封市市区约16km，西北距洛阳75km，矿区北部有豫03省道和郑少洛高速公路，G207国道从区内穿过，矿区北3km的阜登铁路与焦枝、京广、陇海等铁路相接，交通十分便利，详见图1-1。图1-1 交通位置图根据河南省国土资源厅2008年5月26日颁发的采矿许可证（证号: 4100000830125），批准开采二1煤层和一3煤层，生产规模60t/a，二1煤层开采标高为+480m至-840m，一3煤层开采标高为+380m至-880m，有效期自2008年05月至2028年05月。矿区二1煤开采范围由26个拐点坐标圈定，一3煤开采范围由15个拐点坐标圈定，详见表1-1。表1-1 开采范围拐点坐标表二1煤层开采范围拐点坐标点号XY点号XY137995703840550014380091738408160237996403840640015380124738408040337996103840687516380161538407900437996103840700017380167538407250538000253840707518380159038406500638001503840709319380118738406000738001453840765820380107538405686838000103840765821380101038405237938000003840792522380103038405000103800033384079652338009603840438011380050038408058243800435384043801238005003840832025380036538404900133800917380820826379979038404900一3煤层开采范围拐点坐标点号XY点号XY1379960038406500938011453840808523799512384077341038016153840790033800160384077301138016753840725043800160384079651238015903840650053800233384079651338011953840650063800233384083451438008883840650073800917384082081538005003840650083800915384081751.4 水文地质研究程度登封煤田的勘探与开发较早。自1973年至今，先后有原河南省建委地质五队、原河南煤田地质勘探公司一、二、三队、原河南煤田地质局一队等单位在此做过大量工作，取得的主要成果如下：（1）19711973年，河南省建委地质五队在本区进行地质勘探工作，施工钻孔7个，工作量2694.69m，并提交了登封煤田郭沟、新新煤矿区地质勘探总结。（2）19781982年，河南省煤田地质勘探公司一、二、三队在本区进行地质勘探工作，施工钻孔4个，工程量2778.31m，并提交了河南省登封煤田详查地质勘探报告（含新新区）。（3）1983年河南省煤田地质勘探公司一队在本区进行地质总结，并提交了新新煤矿地质资料总结报告。（4）19931994年，河南煤田地质局一队在本区进行地质勘探工作，施工钻孔2个，工程量1559.14m，并提交了新新煤矿延深补充勘探报告。（5）2003年，河南煤田地质局一队在本区进行地质核查，并提交了新新煤矿资源储量核查报告。（6）2006年，河南煤田地质局一队在本区进行煤矿整合核查，并提交了河南省登封市郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿资源储量核查报。（7）2009年，河南省地矿局第二地质队在本区进行水文地质调查工作，并提交了郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿矿井水文地质调查报告。本区水文地质研究程度相对较低，矿井生产中提供的水文地质参数与实际情况有误差。由于部分地质勘探资料现无法找到，且老窑老井采空区分布较多，时间久远，无资料保存，给本次工作增加了一定难度。1.6 本次工作情况本次工作自2011年4月10日进入矿区至5月8日完成资料收集、井上下水文地质调查、物探探测及室内资料整理工作，5月21日完成室内综合整理分析及报告编制工作，完成实物工作量见表1-2。表1-2 完成实物工作量 工作项目单位数量备注超化泉域调查处2生产矿井调查、主副井水水量观测处4矿井、民井、老窑采空区调查个13电磁深测点点13瞬变电磁测点点11862005年11月河南省煤炭地质勘察研究院民井调查个4水文地质剖面条1资料收集份8数字化制图张9文字报告编写份1矿井及民井调查，见表1-3；老空区调查见表1-4。表1-3 矿区矿井、民井调查一览表矿井名称所在位置坐标井口标高（m）井深（m）水位采空区面积集水情况正常涌水量m3/h备注X埋深（m）标高（m）二1煤Y一3煤S01380085939914390集水较多民用吃水井38405698S023800977397393集水较多民用吃水井38405764S033799448455集水较多民用吃水井38404890S043799995430163集水较少20.8矿区排水井38404974S053800725380集水较少3.0矿区排水井38404889S0638005005232080集水较多200矿区排水井38409580S07380080443916-150集水较多250矿区排水井38406068S083800330435集水较多200矿区排水井38405728表1-4 矿区老空区调查一览表采空区名称积水面积m2积水量m3备注c01546542300原新丰二矿c023231332100原新新煤矿c036966631100原新新煤矿c0444942900原磴槽煤矿c056697442200原磴槽煤矿62 区域水文地质条件2.1 水文本区西部的新新河（又称砂锅窑河），为一常年性河流，向东流入王堂水库，王堂水库流向东北流入颍河汇入淮河，属淮河水系。据以往观测资料：新新河最小流量32.14m3/d，最大洪流量1693.79m3/d。王堂水库位于该矿区西北部，总库容520104m3，标高+395.5m，兴利库容293104m3，设计灌溉面积5900亩，库底距二1煤层深度约200750m，未发现渗漏现象。2.2 气象本区属典型的大陆性半干旱气候区，特点是冬春寒冷干旱，夏秋湿润多雨。降水多集中七、八、九三个月，年最高降水量1002.5mm，最低降水量419.5mm，年平均降水量1970年以前为606.9mm，1970年以后为593.8mm，月平均降水量185mm，历年最大日降水量153.5mm（1956年6月21日）。年蒸发量9031976.2mm，年平均相对湿度6070%。年平均气温为9.114.6，元月份最冷，气温达-3.318.2。七月份最热，气温达4244.6。春、夏、秋季以东风和东北风为主，间有西风，冬季以西风和西北风为主，风力在冬春两季最大，最大风速2840m/s。2.3 地形地貌登封市地处河南省中部，地势西北高，东南低，南北两侧高，中间低。北为嵩山，南有箕山，东部为丘陵，中间是山间洼地。本区为低山区，山岭呈近东西向展布于矿区南北两侧，矿区中部为低洼槽谷，地形起伏较大，区内最高海拔标高+698.3m（伏牛山），最低海拔标高+395.5m（王堂水库），相对高差302.8m。2.4 地层本区地层属华北地层区豫西地层分区嵩山地层小区。基底为元古界登封群、嵩山群及震旦系的古老变质岩。矿区范围属半掩盖类型，大部被新生界第三、四系松散层所覆盖，局部有基岩出露，矿区南部有大面积下古生界寒武系地层出露，区内地层自老而新有：下古生界寒武系、上古生界的石炭系、二叠系，中生界的三叠系地层，新生界第四系和新近系地层。2.5 构造本区位于登封煤田中部，区域构造属华北板块嵩箕构造区之嵩山、箕山两背斜之间的颍阳芦店向斜南翼西段。受不同时期构造应力的影响，区内发育有近东西、北东向两组不同时期的断裂构造，其中以北东向断裂为主，如安庄逆断层（新F1），见图2-1区域地质构造图。2.6 地下水类型及含水岩组2.6.1松散岩类孔隙含水岩组主要分布于区域内的沟谷和山麓斜坡地带，一般厚029m，水位埋深0.54.5m，主要受大气降水补给，水位随季节而变化，单井抽水量一般在21150m3/h，水质类型为HCO3Ca型，矿化度为0.30.5g/l。2.6.2碎屑岩类裂隙含水岩组主要分布于区域内的中北部箕山-东石池一带，主要为页岩、砂岩、泥岩互层，厚87.55m，埋深40150m，涌水量0.6-3.8m3/h，水质属HCO3-Ga型水，PH值为6.7-8.7。2.6.3碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组主要分布于区域内的中南部石门沟-郭沟-火神庙一带，含水层主要为上、中石炭系、上寒武系灰岩，厚约195402m，岩溶裂隙发育，含水性和富水性不均匀，单位涌水量0.004791.04l/s.m，渗透系数0.0042611.16m/d，水位标高为+459.38+434.30m，矿化度0.361g/l，PH值为7.5，水质为HCO3CaMg型。具体各含水岩组见附图2（矿区区域水文地质图）。图2-1 区域地质构造图2.7 地下水的补给、径流及排泄2.7.1地下水补给地下水的补、径、排条件受地质、地貌、水文地质、气象、水文及人为因素控制。（1）松散岩类孔隙地下水的补给补给来源主要为大气降水补给，汛期洪水渗漏补给及渠系灌溉渗入补给。大气降水入渗补给松散岩类孔隙水普遍接受大气降水入渗补给，补给强度受降水量、地表岩性、地貌诸因素控制。汛期洪水渗漏补给汛期洪水渗漏补给是孔隙水的重要来源，本区的地表水系主要为斜贯本区西部的新新河（又称砂锅窑河）等，河床岩性多为卵砾石、砾石，对洪水渗漏补给十分有利，汛期对孔隙水的补给是相当可观的。渠系灌溉渗入补给本区渠系较发育，群库干渠联网，有王堂、圈门等规模较大的水库，放出的水经过干渠、支渠、斗渠、农渠系的渗漏和田间回渗补给地下水。（2）碎屑岩类孔隙裂隙地下水的补给该含水层补给来源主要为上覆第四系孔隙水参透补给，补给量大小受上覆孔隙水水头高度影响。（3）碳酸盐岩类裂隙岩溶地下水的补给该含水层在部分裸露地段主要接受大气降水补给，补给量大小受降水强弱，地表岩溶发育程度、地形、地貌等因素控制，其他地段地下水主要接受上游地下水迳流补给。2.7.2地下水的径流本区地下水迳流方向，孔隙水与岩溶水总体流向一致，总体上径流方向为由南向北、由西向东，在平原区地下水流向是由西北向南和南东方向迳流，山前扇区含水层岩性颗粒较粗，导水能力强，地下水力坡度较缓；冲洪积扇缓倾斜地，含水层岩性颗粒较细，水力坡度变陡；至洼地区水位变浅。2.7.3地下水排泄平原区孔隙水的排泄方式主要是人工开采和地下迳流排泄，南部洼地区在丰水季节蒸发的方式排泄。山区裂隙岩溶水的排泄方式主要是以泉水的形式溢出，覆盖区岩溶水排泄方式主要是人工开采，和地下迳流排泄。目前，区域内地下水主要是矿井排水和电厂管井开采，造成了地下水的过度开采，地下水位急剧下降，如告成煤矿附近水位下降速率达1.46m/a。已经造成告成至白沙水库一带岩溶水降落漏斗中心水位埋深已经超过50m。图2-2矿区地下水位等值线图3 矿井水文地质特征3.1 矿井水文地质边界新丰煤矿东部为超化泉域，南部以太古界郭家窑组地层为分水岭，可视为隔水边界，西部边界以牛头山-东石池断层为界，可视为隔水边界，新丰煤矿位于超化泉域的岩溶地下水补给区。矿区为太行山前丘陵区，本区为低山区，山岭呈近东西向展布于矿区南北两侧，中间为低洼槽谷，地形起伏较大，区内最高海拔标高+698.3m（伏牛山），最低海拔标高+395.5m（王堂水库），相对高差302.8m。矿区开采一3煤和二1煤。3.2 矿井地层及含、隔水层3.2.1 地层本区地层由老到新有：古生界的寒武系、石炭系和二叠系，以及新生界第四系，具体分述如下：（1）寒武系（）广泛出露于井田南部，主要为上统，包括崮山组和长山组，分述如下：崮山组（3g）岩性为灰色、深灰色微带红色巨厚层状白云质灰岩，鲕状白云岩，产中国蝴蝶虫化石。本组厚86190m，与下伏地层呈整合接触。长山组（3ch）岩性为浅灰、黄灰色白云质灰岩，局部夹泥质条带和燧石条带或结核，产长山虫及小素木虫化石。本组厚110210m，与下伏地层呈整合接触。（2）石炭系（C）主要分布于本区南缘，缺失下统，仅有上统的本溪组和太原组，分述如下：本溪组（C2b）岩性以浅灰色铝质岩、铝土质泥岩为主，具鲕状及豆状结构，含黄铁矿结核及团块，局部夹细砂岩和砂质泥岩薄层，具水平层理及缓波状层理，底部常见一层紫红色铝质岩或赤铁矿层。本组厚3.9523.72m，与下伏地层呈假整合接触。太原组（C2t）由深灰色泥岩、砂质泥岩以及煤层和砂岩组成，产假希瓦格蜒及猫眼鳞木化石，顶部常有一层菱铁质泥岩或硅质泥岩薄层，是与上覆山西组地层的分界标志。本组共有灰岩89层，每层灰岩下各压一层煤层，俗称一煤段，其中L3灰岩下一3煤层层位稳定，全区大部可采，是本区主要可采煤层和开采对象之一。本组厚29.2646.97m，与下伏地层呈整合接触。（3）二叠系（P）分上、下两统，广泛分布于井田内，地层总厚970m。下统（P1）山西组（P1s）：本组上自砂锅窑砂岩底界，下至太原组L8或L9灰岩或菱铁质泥岩顶界面，广泛分布于井田范围内，由深灰色及灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成，含煤25层，俗称二煤段。其中位于该组底部的二1煤层全区发育，普遍可采，是本区的主要可采煤层和主要开采对象，产三角织羊齿、翅编羊齿等植物化石。本组厚61.7191.08m，与下伏地层呈整合接触。下石盒子组（P1x）：本组上自田家沟砂岩底界，下至砂锅窑砂岩底界，由浅灰色砂岩、紫斑泥岩以及深灰色泥岩、砂质泥岩和煤层组成，依岩性组合特征可划分为三、四、五、六共4个煤段，含煤12层，其中五3煤层全区发育，大部可采，是本区的次要可采煤层，产韩城脉羊齿、华夏羊齿、偏鳞木、阔叶大羽羊齿、带羊齿等植物化石。本组厚285.14359.01m，与下伏地层呈整合接触。上统（P2）上石盒子组（P2s）：上自平顶山砂岩底界，下至田家沟砂岩底界，由浅灰色、灰白色中粗粒砂岩，青灰色与深灰色泥岩、砂质泥岩以及紫斑泥岩和薄煤层组成，夹硅质海绵岩或硅质泥岩薄层数层，产海绵骨针化石和栗叶单网羊齿等植物化石。依岩性组合特征可分为七、八、九共3个煤段，所含煤层除七2煤偶尔可采外，其余煤层均不可采或为炭质泥岩所替代。本组厚231.77243.93m，与下伏地层呈整合接触。石千峰组（P2sh）分布于本区北缘，下自平顶山砂岩底界，上至金斗山砂岩底界，厚296.31409.22m，与下伏地层呈整合接触，依岩性组合特征可分为上、下两段。石千峰组下段（P2sh1）：为浅灰色、灰白色，局部略带肉红色巨厚层状中粗粒长石石英砂岩组成，岩性单一，俗称“平顶山砂岩”，具大型板状交错层理，局部夹泥岩或砂质泥岩薄层，底部常含砾石，由于岩性坚硬，在地表常形成带状分布的单面山，易于识别，为煤系地层上覆良好标志层。本段厚63.6277.31m，与下伏地层整合接触。 石千峰组上段（P2sh2）：位于平顶山砂岩和金斗山砂岩之间，俗称“过渡层”，主要由浅灰色、灰白色细中粒砂岩及紫红色、灰绿色、青灰色泥岩、砂质泥岩和细砂岩组成，中夹少量暗灰色泥岩、砂质泥岩以及泥质灰岩或同生砾屑灰岩薄层。本段厚232.69331.91m，与下伏地层呈整合接触。（4）三叠系（T）位于矿区北部，仅出露三叠系下统圈门组（T1q），为一套巨厚层状紫红色岩系，分一、二、三段。一段俗称金斗山砂岩，主要由紫红色细粒砂岩（局部为中粒）组成，岩性单一。本段厚78.09136.54m。二段以紫红色厚层状砂质泥岩和泥岩为主，含钙质结核，下部夹紫红色细粒砂岩和粉砂岩薄层，本段厚169.27176.20m。三段下部为紫灰色中粒砂岩夹紫灰色砂质泥岩薄层，具虫孔构造，上部紫灰及灰绿色厚层中粒砂岩与紫红色泥岩互层，具透镜状砾屑灰岩夹层，本段厚149.33230.17m。三叠系与下伏二叠系地层层整合接触。（5）第四系（Q）广泛分布于沟谷和山麓斜坡地带，主要由耕土、黄土和粉质粘土组成，底部常有砾石层。厚度029m，与下伏各系地层呈角度不整合接触。见土3-1。3.2.2 含（隔）水层（1）寒武系白云质灰岩含水层主要由灰白色厚层状白云质灰岩、鲕状灰岩组成，厚约195402m，岩溶裂隙发育，含水性和富水性不均匀，为二1底板间接充水含水层和一3煤层底板直接充水含水层。据邻区抽水试验资料，单位涌水量0.004791.04l/s.m，渗透系数0.0042611.16m/d，水位标高为+459.38+434.30m，矿化度0.361g/l，PH值为7.5，水质为HCO3CaMg型。在矿井区根据两个长观孔水位观测情况看，岩溶水水位目前低于一3煤开采标高。（2）铝土质泥岩隔水层岩性以浅灰色铝土岩和铝土质泥岩为主，局部夹细粒砂岩和砂质泥岩图3-1 矿井地质构造图薄层，底部常见一层紫红色铝质岩或赤铁矿层，见水平层理及缓波状层理，厚3.9523.72m，一般厚810m左右，层位稳定，岩性致密，为一区域性隔水层，通常情况下，隔水性能良好。（3）太原组下段灰岩含水层（L1-L4）主要由L1L4四层灰岩组成，间夹薄层泥岩、炭质泥岩或薄煤层，层位稳定，全区发育，其中L1L4四层灰岩总厚6.9812.98m，上距二1煤层底板约52m，为二1煤层底板间接充水含水层，为一3煤层顶、底板直接充水含水层，该含水层含水性、富水性不均，区内未发现钻孔漏水现象。据邻区资料，单位涌水量0.00491l/s.m，渗透系数为0.0362m/d，水位标高+407.31m，水质为HCO3CaMg型，PH值为7.37.35。（4）太原组中段碎屑岩隔水层指L4灰岩顶界至L7灰岩底界间的砂、泥岩段，一般厚10.4916.68m，通常情况下，隔水性能良好。（5）太原组上段灰岩含水层组由L7L9三层灰岩组成，岩性致密坚硬，岩溶裂隙不甚发育，含水性、富水性不均。厚8.1025.65m，平均厚12.50m，其中L7灰岩单层厚度大，层位稳定，富水性强，为二1煤层底板直接充水含水层。区内所有钻孔均穿见该含水层，未发现漏水现象。该含水层距二1煤层底板5.8316.40m，一般10m左右。据邻区抽水试验资料，单位涌水量0.1480.250l/s.m，渗透系数为1.732.66m/d，水位标高为+446.90m，水位标高在矿区不详，水质属HCO3Ca型，PH值为7.17.75。（6）二1煤层底板隔水层指二1煤层底板至太原组上段灰岩顶界之间的岩层，由泥岩、砂质泥岩、粉细砂岩组成，厚5.8316.40m，一般厚10m左右，通常情况下具一定隔水能力。（7）二1煤层顶板以上砂岩含水层主要指二1煤层顶板以上60m范围内的砂岩含水层，一般由3-4层灰白色细中粒砂岩组成，总厚2.9838.40m，其中大占砂岩为二1煤层老顶，单层厚度大，层位稳定，是二1煤层顶板直接充水含水层，是矿井疏排的首要对象。据邻区抽水试验资料，单位涌水量0.00160.019l/s.m，渗透系数为0.001040.00620m/d，水位标高+366.47+432.16m，水位标高在矿区不详。（8）上、下石盒子组细碎屑岩隔水层上、下石盒子组除少量中、粗砾砂岩含水层外，其间大部为细碎屑岩（包括七2煤层顶底板），并将有限的中、粗砾砂岩含水层有效隔开，正常情况下使之水力互不联系，总体起到良好的隔水效果。是二1煤层顶板间接充水含水层。（9）石千峰组平顶山砂岩含水层为灰白色厚层状中、粗粒长石石英砂岩，坚硬，孔隙裂隙发育，厚度87.55m。矿区外7403、7404、8703孔均曾发生涌水现象，涌水量0.6-3.8m3/h，水质属HCO3-Ca型水，PH值为6.7-8.7，是二1煤层顶板间接充水含水层。（10）第四系砂砾石含水层一般厚029m，主要分布于沟谷地带，水位埋深0.54.5m，主要受大气降水补给，水位随季节而变化，单井抽水量一般在21150m3/h，水质类型为HCO3Ca型，矿化度为0.30.5g/l。据张家门水井资料，水位标高+390m，安装二寸泵每日抽水1618h，主要供新丰煤矿职工和张家门村居民生活饮用。3.3 岩溶发育规律根据井田勘察的钻孔可以看出，寒武系长山组浅灰、黄灰色白云质灰岩，局部夹泥质条带和燧石条带或结核及太原组（C2t）灰岩岩溶不发育。在矿井西部，由于地质条件复杂,构造发育,岩溶裂隙及构造裂隙相对发育，岩溶形态以溶蚀裂隙为主。根据物探资料解译,在断层的南侧及断层交汇部位，存在有多处低阻带，反映岩溶相对发育，富水性强的特征。见图3-2矿区岩溶发育图。3.4主要构造及其控水作用本区属华北板块嵩箕构造区。大地构造位置位于秦岭纬向构造带东段之箕山背斜北翼中段，即颍阳芦店向斜南翼中段。地层产状变化不大，走向大致呈东西向，倾向北，倾角一般2635,局部达49，仅在矿区的西、西北和东南边部发育一组北东向断裂，主要表现为高角度逆断层和正断层，就全区而言，总体为一向北倾斜的单斜构造。据煤、泥炭地质勘查规范附录D，则该区地质构造复杂程度应为简单。断层分述如下：（1）安庄逆断层（新F1）位于本区的西北部，断层西起木兰沟南坡，向东北经七星庙、王堂水库旁，向东北延伸，延长约7km，走向北东70，倾向南东，倾角75左右，逆差90160m，逆差西南大东北小。地表破碎带、擦痕以及牵引褶曲清晰可见。在木兰沟西南处，上盘C2b地层逆冲至C2t地层之上，在康窑一带，C2t地层覆盖于P1s地层之上，根据以往钻探资料，在7401孔孔深221.6m处，见到P1s和C2t地层重复。此外，在断层两侧还有8103孔等许多钻孔控制，控制可靠，该断层为一侧（南侧）富水断层。（2）新F2正断层位于伏牛山南麓，西起申家沟，经张湾向北东淹没于王堂水库，并向北东交于新F1逆断层，延长约1.5km，走向近北东，倾向北西，倾角约70左右，北西降南东升，断距约10m。该断层上断下不断，不下切二1煤层，控制程度较差，该断层为两侧富水断层。（3）新F4逆断层为新F1的分支断层，西起康窑，向北东延伸到西梁庄附近，长约3km。图3-2 矿区岩溶发育图断层走向北东，倾向南东，倾角70左右。根据以往钻探资料，在7705孔孔深227.85m处，见到C2b铝土质泥岩逆冲在C2t的一7煤层顶板之上，逆差约50m。控制基本可靠，该断层为两侧富水断层。（4）新F4-1正断层为新F4的羽状分支断层，走向近东西，倾向南，倾角约50，根据以往钻探资料，在7705孔孔深200.15m处，见到二1煤层底板炭质泥岩与C2t之L7灰岩接触，断距约25m，该断层为两侧富水断层。（5）新F5正断层位于吴窑到申家沟一线，延展长度约2.6km，断层走向北东80，倾向南东，倾角75，根据以往钻探资料，在7702孔孔深256m处，见到四3煤底板与三煤段中上部泥岩接触，断距约50m，该断层为两侧富水断层。其它断层如东南部的新F6等对矿区不产生影响，不做详述。3.5 矿井充水因素分析（1）大气降水大气降水是本区地下水主要补给来源，具有明显的季节性和多年周期性变化规律，对矿井充水具有一定的影响，是造成矿井涌水量雨季激增的主要原因。（2）地表水王堂水库为一地表水体，位于矿区的西北部并斜穿二1煤矿层，但不覆盖新丰一3煤层矿区。其库容量520104m3，暂未发现渗漏现象，由于该水体距二1煤层200750m，所以正常情况下，引起二1煤层矿床充水的可能性不大。但该水库有两条断层（新F1和新F2）通过，并在该水库交汇，随着采矿活动的加剧，引发地面塌陷，很有可能通过该断层向下渗水，从而造成矿井突发涌水，须予以高度重视。（3）老空水分布于本区各煤层浅部的老窑和生产矿井采空区，废弃时间长，空间大，存在一定的积水老空区，主要是接受大气降水后直接灌入井下。一旦揭露，它具有来势猛，水量大的特点，建议应留足边界保护煤柱或对浅部老窑进行封填。矿区南部的老采空区形成时间较长，部分区域可能出现老巷道的堵塞，从而导致排水不畅，形成局部积水区域。据现场调查，目前存在的采空积水区面积及积水量分别为：C01,546542m2，300m3；C02,323133m2，2100m3；C03,696663m2，1100m3；C04,44942m2，900m3；C05,669744m2，2200m3。建议进一步查明老空区的积水情况，疏导堵塞区域，使老空区内积水安全正常排出，保障矿区的安全生产。（4）地下水二1煤层顶板以上砂岩含水层，特别是二1煤层老顶大占砂岩，是二1煤层顶板直接充水含水层，该含水层孔隙、裂隙不甚发育，含水微弱，易于疏干，是开采二1煤层时的首要疏排对象。二1煤层底板直接充水含水层为太原组上段灰岩（L7L9）,距二1煤层顶板距离一般为10m左右。以往历次勘查过程中未发现突水现象，但该含水层为非均质含水层。具有水头高、水压大、水量大、地下水连通性好等特点，易引起底鼓或底板突水。生产中应加强探放水和底板动态监测工作，保证矿井的生产安全。其它含水层均为二1煤层顶板或底板间接充水含水层，距离二1煤层较远，中间又有隔水层的阻隔，正常情况下对矿井无较大威胁。一3煤层太原组下段灰岩含水层为一3煤层顶底板直接充水含水层，含水性、富水性不均，以往勘查和生产过程中均未发现涌、漏水现象，但该含水层为非均质含水层，具有水头高、水压大、水量大、地下水连通性好等特点，在断裂带处和隔水层薄的地段，地下水在高压作用下，有可能沿断裂带或隔水层薄的地段进入矿井，导致淹井事故，生产中一定要加强探放水工作，防止淹井事故的产生。（5）断裂构造对矿床充水的影响矿区内较大的断裂构造主要为发育在西部和北部边缘的新F1和F1断层，其他的小断层还有很多，但情况不明。一般情况下，断层储、导水性取决于地层岩性和断层的力学性质，若断裂发生在坚硬脆性地层中，其储水条件就相对较好，导水性能也强，反之则差。由于断裂破坏了地层的连续性，使煤层上下各含水层间产生了一定的水力联系，故断裂构造是地下水的赋集空间和矿床充水的主要通道。安庄逆断层为隔水和阻水边界，在地下水迎水方向对二1和一3煤矿井有较大的潜在影响（见附图7）。（6）钻孔对矿床充水的影响矿区及周边以往的勘查钻孔较多。这些钻孔封孔质量较差或全部未封，使各含水层间产生了水力联系，构成了未来矿井开采时矿井充水的人为通道。生产中，将钻孔在煤层的投影位置计算准确进行探放水，防治钻孔向煤层涌水。当回采落顶后冒落破碎带与钻孔沟通时，钻孔即成为泄水通道而向矿坑充水。3.6 水文地质勘查类型本区处于区域强径流带上游，构造复杂程度简单，但由于各煤层埋藏和赋存条件不一，各煤层水文地质特征也有差别。二1煤层顶板充水水源为二1煤层顶板以上砂岩裂隙含水层，次为顶板砂岩孔隙裂隙淋水，据此可定为二类。且直接充水含水层与煤层之间的隔水层较稳定，断裂带导水弱，所以据煤、泥炭地质勘查规范和矿区水文地质勘探规范可定为二型。综上所述，本区二1煤矿床水文地质勘查类型应属二类二型，即以顶板砂岩裂隙含水层为主的水文地质条件中等的煤矿床类型。一3煤层主要充水水源为顶板C3tL3-4灰岩岩溶承压水，次为底板L1-2灰岩和寒武系（3ch）岩溶承压水，据此可定为三类一亚类，该矿区岩溶水标高低于一3煤开采标高，该区没有该含水层抽水资料，所以据煤、泥炭地质勘查规范和矿区水文地质勘探规范可定为二型。综上所述本区一3煤矿床为三类一亚类二型，即以顶板岩溶充水为主的水文地质条件中等的煤矿床类型。根据煤炭防治水规定：该矿区含水层补给条件一般，存在少量的老空积水区，且范围、面积、位置、水量清楚，二1煤层正常涌水量200m3/h，最大涌水量400m3/h，一3煤层正常涌水量250m3/h，最大涌水量500m3/h。 综合划定二1煤层和一3煤层矿床为水文地质中等类型矿床。3.7 水化学特征该区岩溶水直接受大气降水补给，水循环交替作用强烈，水化学类型为HCO3CaMg型，矿化度在350mg/L左右，PH值7.5左右。碎屑岩类裂隙水分布于下石千峰组平顶山砂岩含水层，接受大气降水补给和上部的孔隙水补给，交替作用强烈，水化学类型为HCO3Ca型，PH值7.7左右。第四系松散岩类孔隙水位于矿区沟谷和山麓斜坡地带的第四系含水层，结合在该矿区所取水样做的水质勘测报告资料可知，水化学类型为HCO3Ca型，矿化度400mg/L左右，PH值7.7左右。具体见表3-1。表3-1 水质分析成果位置化学类型总硬度（CaCO3,Mg/L）PH值阴离子（Mg/L）阳离子（Mg/L）HCO3-SO42-CL-K+Na+Ca2+Mg2+煤矿主井HCO3-CaMg310.57.85425.31536.540.41300.6187.1722.6煤矿副井HCO3-CaMg1188.3637.66256.0834.39331.222.4415.07王堂水库HCO3-CaMg347.57.3275.81572.5238.29243.1194.5927.09张家村水井HCO3-CaMg5097.3485.11441.450.34192.74156.7128.674 矿井水涌水量预测预报根据矿山生产计划，该矿区目前开采的煤层有二1和一3煤层，故本次预测针对该矿区开采的两个煤层分别进行预测。4.1 矿井涌水量现状根据实地调查和该矿提供的资料，该矿区煤层矿床都是顶板淋水，二1煤层主要在0m大巷以上，矿井正常涌水量200m3/h，最大涌水量400m3/h；一3煤层主要在0m大巷以下到-156m大巷以上，矿井正常涌水量250m3/h，最大涌水量500m3/h。图4-1 2010年1月-2011年4月矿井排水量与降水量和地下水位动态曲线图4.2 计算方法及公式选择生产矿井与施工矿井同处一个水文地质单元，水文地质条件基本相似，开采方法相同，同一煤层，含隔水层及矿层层位稳定，厚度大体一致，岩性相同，充水因素相同，适用于水文地质比拟外推法，其公式选择为：Q正=Q0式中：Q正预测矿井正常涌水量(m3/h) ；Q0生产矿井实际涌水量(m3/h)；F预测采区面积，图中量取(km2)；F0生产块段实际开拓面积，图中量取(km2)；4.3 预测结果（1）二1煤层Q0=200m3/h(生产矿井实际涌水量)F0=5.41km2(开采面积)F=7.21km2(平面图中量取)Q正=200=220m3/h为安全起见，按2倍的系数计算，则矿井二1煤层最大涌水量为440m3/h。（2）一3煤层Q0=250m3/h(生产矿井实际涌水量)F0=4.2km2(开采面积)F=6.3km2(平面图中量取)Q正=250=286m3/h为安全起见，按2倍的系数计算，则矿井一3煤层最大涌水量为572m3/h。（3）整个矿区Q正=220+286=506m3/hQ最大=440+572=1012m3/h该预测不包含地表来水及降雨来水。4.4 矿井水资源综合利用该矿的矿井水目前只处理利用了少部分，主要用于矿区降尘、澡堂及煤矿开采，大部分直接排泄到矿区外的河道，造成了水资源的浪费，同时污染地下水和地表水。建议采用沉淀等方法处理后用于矿区生产、生活用水和农田灌溉。5 矿井主要水文环境地质问题5.1 水文地质问题矿区开采的煤层为二1、一3煤层，其中二1煤层赋存于山西组下部大占砂岩之下，距上部砂锅窑砂岩67.16m，距香炭砂岩29.16m，距下部L7灰岩约10m，二1煤层顶板以上诸砂岩含水层为二1煤层顶板直接充水含水层，一3煤层赋存于太原组下部L3灰岩之下，主要为太原组含水层充水，其上段为二1煤层底板直接充水含水层，下段为二1煤层底板间接充水含水层，一3煤层顶底板直接充水含水层，该区地层产状变化不大，发育一组走向北东的断层5条，稍大的只有1-2条，且主要集中在西部边部，有的不切二1煤和一3煤层，就全区而言，总体为一向北倾斜的单斜构造，位于矿区西北边部的安庄逆断层（新F1）为一高角度压扭逆断层，东南升西北降，逆差90-160m，致使东南上升盘的主体区七2煤层与西北下降盘的上石盒子组中上部地层或平顶山砂岩对接，总体上应为七2煤层西北边界充水断层，富水性相对较弱。王堂水库为一地表水体，位于矿区的西北部并斜穿二1煤矿层，但不覆盖新丰一3煤层矿区。其库容量520104m3，暂未发现渗漏现象，由于该水体距二1煤层200750m，所以正常情况下，引起二1煤层矿床充水的可能性不大。但该水库有两条断层（新F1和新F2）通过，并在该水库交汇，随着采矿活动的加剧，引发地面塌陷，很有可能通过该断层向下渗水，从而造成矿井突发涌水，应予以重视。矿区范围内浅层及深部有老窑、废弃井巷及采空区等分布，但具体位置、面积、容积等资料不全。矿区南部及矿区周边的老采空区形成时间较长，部分区域可能出现老巷道的堵塞，从而导致排水不畅，形成局部积水区域。老空区的积水对矿区的安全生产是一种潜在威胁，应予以重视。综上所述，本矿区为水文地质条件中等的煤矿床类型，影响因素较多，在采煤过程中，应加强对水库、断层活动及老空区积水区域的监测，以防以水库及老空区突发涌水对采矿活动产生危害。5.2 工程地质问题（1）工程地质岩组划分矿区内上部多为碎屑岩，主要为泥质砂岩、细粒砂岩、铝土质泥岩、中粒砂岩、泥岩。下部多为铝土质泥岩、泥岩、中粒砂岩、灰岩等，底板为寒武系崮山组灰岩、白云质灰岩。均为层状岩层缓倾斜岩层，层序稳定，厚度变化系数小，地层内无软弱夹层及软弱结构面，岩层力学强度中等，无发生变质及蚀变现象。（2）矿井工程地质条件矿区可采煤层主要为二1、一3煤层，根据煤层开采情况看，二1、