平禹一矿矿井水文地质类型划分报告 (最终)Microsoft Word 文档

1、平禹煤电公司一矿平禹煤电公司一矿 矿井水文地质类型划分报告矿井水文地质类型划分报告 平禹煤电公司平禹煤电公司 20102010 年年 7 7 月月 2020 日日 平禹煤电公司一矿矿井水文地质类型划分报告平禹煤电公司一矿矿井水文地质类型划分报告 一、矿井及井田概况 （一）矿井及井田基本情况。平禹煤电公司一矿始建于 1969 年， 1976 年 10 月投产。原设计生产能力 60 万吨/年，1991 年生产能力为 2030 万吨/年，2007 年河南省煤炭工业局豫煤行2007193 号文批准 核定生产能力为 100 万吨/年，2009 年实际产量 70 万吨。 矿井采用立井单水平开拓，开采水平为

2、-200m 水平。矿井开采山西 组二1煤层兼采上部二3煤层。二1煤层厚度 1.0614.26 m，二3煤层 厚 02.82m，倾角一般 2043左右。已采范围内，二1、二3煤层厚度 大部均比较稳定，二1煤厚一般 46m，二3煤一般 2.00m，二1煤结构 简单，偶含一薄层夹矸，顶板大部为 0.401.00m 的泥岩，局部直接顶 板为砂岩，底板为砂质泥岩或细粒砂岩。二3煤层底板为泥岩，顶板泥 岩为主，局部为砂岩、粉砂岩，煤层结构简单。 （二）矿井位置及交通情况。矿井位于禹州市北 10km，行政区隶属 朱阁、古城两乡。郑（州）南（阳）公路经矿区中部通过，郑（州）尧（山） 高速公路在矿区东部经过、许

3、（昌）登（封）高速公路在矿区南部经过，交 通便利。地理坐标：东经 11329071133404，北纬 34113334 1322。该矿区为北西南东走向，呈带状分布，东西长约8km，南北宽 0.352.40km，面积为11.0428km2。禹州市东南距许昌市约 37km，南距 平顶山市 60 km，北东经矿区至郑州市 80km，北西经登封市至洛阳市 160 km；新郑禹州市的公路从矿区内通过，许昌登封市的公路从矿区 西南约12 km 处经过，矿区公路与其相通；地方铁路专线有禹州市神后 镇至许昌铁路、平顶山至禹州市铁路（见图 1-1）。 （三）地形地貌。本井田西依丘陵，东临平原，地势由北西向南东微

4、 倾斜，地面高程 208.70120.00m。西端为北西南东走向的断续状岗 式堆积和剥蚀残丘，于平禹一矿工业广场附近逐渐消失，余皆为平坦的 耕地。井田以南 7km 处的颖河为常年性河流，发源于河南省西部伏牛 山山脉，流经河南省的登封、禹州、许昌、周口、项城、沈丘等地，进入 安徽省界首县，于安徽省颍上县鲁口乡注入淮河，其流域内最低浸蚀基 准面应为入淮口标高。矿井主、副井井口标高均为+147m。 图 1-1 平禹一矿交通位置图 （四）矿区气象及水文条件 矿区范围内没有大的地表水体，地面冲沟发育，冲沟是区内排泄地 表水的主要途径，有利于大气降水的迳流和排泄，仅丰水期形成地表迳 流，殿池李村西北的冲沟

5、内建筑蓄洪土坝（桐树张水库）及黑马水库等， 均为小型塘坝，水量有限，旱季水量无几，井田以南 7km 处的颖河为常 年性河流，但距矿区较远，且自上游的白沙镇和禹州市北关筑坝蓄水以 来，下游几乎断流。 井田范围：西起小王庄断层，东至 315 勘探线，北以二 1 煤层露头 及魏庄断层为界，南到黑水河断层、肖庄断层及六 4 煤层-400 米水平 线。井田东西长 8km，南北宽约 0.3-2.5 km，面积 11.0428 km2。 水文水文 禹州市多年平均降水量为650mm，年最大降水量1073.8mm (1967 年)，最小降水量为442.3mm (1968年)，相差631.5mm。根据195719

6、78 年降水数据统计，年降水量500800mm之间的有12年，占60，属正 常降水年；年降水量不足500mm的有5年，占统计25，属枯水年；年降 水超过800mm的有3年，占15，属丰水年。 受季风气候影响，降水四季分配不均，夏季(68月)雨水最为集中， 多年平均达353mm，占全年平均降水量的54，其中7、8两个月平均 300mm，占全年平均降水量的46，秋季和春季雨量分别为151mm和 122mm，占年平均降水量的23和19，冬季雨雪稀少，平均降水量仅 25mm，占年平均的4。据19571979年暴雨统计，禹境共出现46次暴 雨，平均每年发生两次，最多的年份有4次，大暴雨出现过4次，平均每

7、5 年左右1遇。最大一次大暴雨发生在1967年7月11日，日降雨量达到 226.1mm，另外一次出现在1963年8月2日，日降雨量为213.5mm。 根据禹州气象站19942008年降水量观测数据，年均降水量为 696mm，年最大降水量为1107.0mm(2000年)，年最小降水量为 415.0mm（2001年），15年均值略大于历史均值，降水的季节变化特征没 有改变。 颍河自西北向东南贯穿全禹州中部，流经花石、顺店、火龙、朱阁、 城关、褚河、范坡等乡镇，在范坡乡董庄村注入襄城县境。在禹州境内 流程59.5km，流域面积910km2，常年有水，最大洪水流量2230m3/s。颍 河支流主要有：磨

8、河、龙潭河、书堂河、扒村河、九龙河、潘家河、涌泉 河、小泥河，磨河、涌泉河有时连续数年不断流，其余河流经常断流。 白沙水库位于河南省禹州市与登封市交界处花石乡白北村北, 距 下游禹州市30km, 是淮河流域沙颖河水系颖河上游第一座大型水库， 兴建于1951年，19561957年进行扩建，20032006年进行除险加固。 水库控制流域面积985km2, 占颖河流域面积7230km2的13.6%, 总库容 2.78亿m3,功能以防洪、灌溉为主。大坝为粘土心墙卵石壳坝, 填土以粉 质粘土为主, 最大坝高48.4m, 坝顶宽6.5m, 坝顶长1330m, 坝顶高 236.3m, 防浪墙高237.5m。

9、坝基为砂卵石透水层, 基岩为弱风化石英砂 岩。目前水库设计洪水标准为100年一遇，设计水位231.55m；校核洪水 标准为2000年一遇，校核水位235.3m。水库下游白沙灌区由南、北、东、 新北干四条干渠。四条干渠总长99.25km；支渠8条，总长49.49km；斗渠 143条，总长229km，灌区设计灌溉面积30.3万亩，有效灌溉面积20.415 万亩。 纸坊水库位于淮河流域颍河支流涌泉河上，禹州市西 26km 方山镇 煤窑沟村。水库坝址上游干流长 18.84km，控制流域面积 138.3km2，总 库容 4425.5 万 m3，是一座以防洪、灌溉为主要功能的中型水库。 白沙灌区内有小型和

10、小型水库9座，橡胶坝位于颍河河道上， 其余分布在灌区北部的新北干区，总库容1423万m3。各水库库容为橡 胶坝为450万m3、牛头水库为410万m3、郑湾水库为434万m3、麽河水库 为14万m3、烈江波水库为25万m3、共青泉水库为54万m3、大陈水库为 14万m3、犊水沟水库为12万m3、赤水河水库为11万m3。 气象气象 本区属大陆性半干旱型季风气候区。夏、秋两季炎热多雨，冬、春 两季寒冷干燥。年平均降雨量 719.00mm，年最大降雨量为 1076.00mm；降雨多集中在 69 月份，约占全年降雨量的 70%。年最大 蒸发量为 1527.90mm，年平均气温 14.40，七月份最热，历

11、年最高气 温高达 42.9；元月份最冷，历年最低气温达13.9。最大积雪厚度 为 17.5cm。最大冻土深度为 15cm。 表表1 1 禹州境内河流水文特征表禹州境内河流水文特征表 流域面积（km） 干河 名称 支流 名称 山地岗地平原小计 河长 （km） 79年实测 流量(m3/s) 颍河颖干18121.9168.130859.52.617 磨河296.635.611.50.218 龙潭河41.827.58.377.619.5 书堂河41.827.58.377.619.50.316 扒村河2830.211.569.721.90.104 九龙河11.13.114.20.046 （五）地震 据禹

12、州市地震办公室提供的资料，公元前 5 年至 1949 年发生地 震 13 次，其中大震 3 次。解放后，成立了禹州市地震观测台，1966 年 至 1980 年先后测到地震 10 次，其中 2 级以上 6 次。 根据国家质量技术监督局发布的“中华人民共和国国家标准中国 地震动值参数区划图（gb18306-2001）”，禹州市附近的地震动峰值加 速度 g 为 0.05，对应的基本烈度为度。 （六）矿井排水设施能力现状 1.矿井正常涌水量 312m3/h，最大涌水量 485 m3/h。实测正常涌水 量为 430 m3/h,最大涌水量以 1.7 倍正常用水量计算为 730 m3/h。 2.矿井中央泵房

13、安装 8 台多级离心泵，型号为 md500-577，三台 工作，三台备用，2 台检修，额定流量 500m3/h,额定扬程 399m，转速 1480r/min,效率 77，配套电机型号为 js1510-4,额定功率 850kw,额定 电压 6000v，额定电流 99a，转速 1480r/min。1 台 200d656 型多极离 心泵,北京水泵厂生产,为平地生活用水专用。额定流量 280 m3/h,额定 扬程 390m，转速 1480r/min,效率 68，配套电机型号为 jsq1410-4,功 潘家河54.95.216.576.616.50.08 涌泉河1433015.7188.7320.045

14、 小泥河27.764.39216.50.015 清泥河76.848.367.6192.7100.327 率 500kw,定子电压 6000v，转速 1480r/min，北京重型电机厂生产。其 中三台为工作水泵,三台为备用水泵,两台为检修水泵,水泵采用无底阀， 灌泵时平地设有静压小池，每台泵均安装有射流器。水泵配套电控为 qbgz-400 型高压真空电磁启动器。排水管路共 4 趟,均为直径 300mm 的排水管路。矿井有内外两个水仓,主水仓容积 2400m3，副水仓容积 1200m3，水仓总容积为 3600m3。 2010 年 4 月 6 日主排水泵进行联合排水试验结果，矿井主排水能 力为 30

15、05m3/h，满足排水要求。 二、以往地质和水文地质工作评述 （一）预查、普查、详查、勘探阶段和水文地质工作成果评述。 本区地质勘查工作始于五十年代，先后有原中南煤田地质局 102 队、126 队、物探普查队等单位在本区进行过勘查工作。 1.1959 年初至 1960 年底，中南煤田地质局 102 队进行找煤和普查 勘探，提交了普查地质报告。 2.1964 年 3 月1965 年 9 月，中南煤田地质局 126 队在该区进行 详查勘探，后因勘探中断，未提交地质报告。同时，中南煤田地质局物 探普查队进行了电法和地震勘探，提交了河南禹县煤田张堂勘探区电 法勘探报告和张堂勘探区地震勘探报告。据此，平

16、禹一矿于 1969 年 4 月提交了河南省禹县煤田新峰一矿最终地质报告书。 3.1969 年 9 月至 1971 年 5 月，河南冶金地勘公司三队（河南省建 委地质勘探公司地质 11 队）对平禹一矿进行了补充勘探，提交了河南 省禹县煤田新峰一矿补钻结果说明书，1973 年 5 月，经河南省革命委 员会地矿局审批通过。 4.1972 年至 1984 年，平禹一矿根据生产需要，在首采区外围进行 了生产补钻。 5.1987 年至 1991 年，河南煤田地质公司四队及物测队在此进行钻 探和物探工作（地震和电法）。1991 年 3 月河南煤田地质公司四队提交 了河南省禹县煤田新峰一矿补充勘探地质报告。1

17、992 年 7 月经河南 省煤炭厅审查，以豫煤基字（1992）第 509 号文批准该报告，批准储量 abc9933 万吨，其中二1煤 abc7666 万吨，二3煤 bc1682 万吨，七4煤 585 万吨。暂不能利用储量 572 万吨，其中 二3煤层 d 级 217 万吨，四6煤层 c 级 308 万吨，七4煤层 d 级 47 万 吨。 经以往历次勘查，平禹一矿范围内共完成钻孔 73 个，钻探工程量 31357.90m。 （二）矿区地震勘探及其他物探工作评述 1.2005 年 3 月 2 日至 11 月 23 日，河南省煤田地质局物探测量队 对平禹一矿部分地段进行三维地震勘探；于 2005 年

18、 12 月 10 日提交了 平煤集团新峰一矿三维地震勘探报告。 2. 1.2006 年 6 月 7 日至 11 月 19 日，中国煤田地质总局地球物理 勘探研究院、河南省煤田地质局物探测量队对平禹一矿全井田约 7 km2范围进行瞬变电磁勘探，共完成瞬变电磁坐标点 4456 个，剖面总 长 82.3km，勘探网格加密至 20m60m。于 2006 年 11 月 19 日提交了 河南平禹煤电有限责任公司新峰一矿地面瞬变电磁勘探报告。 3.2009 年 6 月 22 至 8 月 19 日，河南省煤田地质局物探测量队对 平禹一矿浅部井田边界 1 km2范围进行了精细物探，共布设瞬变电磁 侧线 273

19、条，完成瞬变电磁物理点 4000 个，测网密度为：勘探网格加密 至 20m20m，提交了平禹一矿浅部瞬变电磁勘探报告。 （三）矿井建设、开拓、裁决时期的水文地质补充勘探、试验、研究 资料 1.编制中长期防治水规划并组织实施。2006 年 4 月原平禹与陕西 省煤炭学会防治水专业委员会共同编制了平禹一矿中长期防治水规 划，主要内容是针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行 地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防 治措施，在受承压水或威胁的采区开采，探查垂向导水通道（陷落柱）突 水，在物探基础上布设一定数量的钻孔进行补充水文地质勘探，建立地 下水动态观测网，并对

20、中介层（太原组下段灰岩含水层）进行放水试验 与水化学工作，通过自然流场和人工流场的分析研究，来清查太灰含水 层的富水性特征及寒灰水对其补给通道的地点或地段；针对工作面具 体条件，确定应投入的防治水工程内容及工程量，有重点地进行注浆封 堵与底板加固。然后利用隔水层的阻水性能进行带压开采。 2.进行区域水文地质研究，寻找防治水对策。2006 年 6 月 20 日至 2007 年 8 月 1 日，河南平禹煤电有限责任公司和西安市科技咨询服务 中心矿山地质灾害防治专家技术咨询服务部在对禹州矿区水文地质条 件进行调查的基础上，制定禹州矿区防治水对策，编制了禹州矿区水 文地质研究及对策报告，报告的主要内容

21、是较全面的研究了二 1 煤至 寒灰的各含、隔水层的厚度的变化、主干断裂构造对寒灰水的控水作用 和各含水层之间可能存在的水力联系的基础上较全面地分析、研究了 矿区二 1 煤开采的水文地质条件和重新评定了各矿的矿井水文地质类 型；研究确定二 1 煤开采防底板突水的基本对策和技术思路，提出防底 板突水的判别模式，并对有关参数的选取、必须达到的“标准”进行研究 说明；针对矿区特点，提出“矿区底板突水级别划分和主要防范措施的 初步方案。 3.对平禹一矿水文地质条件进行分析，预测涌水量。2009 年 5 月 至 2009 年 9 月，河南理工大学在全面收集并分析井田地质、水文地质、 水文观测、水质、突水等

22、方面的资料基础上，总结岩溶水补给径流和排 泄条件。对矿井突水水位和水量观测数据进行分析和处理，采用 qs 曲线法、解析法、均衡法和数值方法计算和预测井田岩溶水动储量和静 储量，提交了基于平禹一矿水文地质条件分析和涌水量预测研究报 告。 4.矿井生产过程中的地质与矿井水文地质工作。依据国家煤矿安 全监察局颁发的煤矿防治水规定，矿井制定了有关规定和细则，逐步 实现了规范化管理。矿井生产中水文地质工作主要做了以下几个方面 的工作： 坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的探放水原则， 采取“防、堵、疏、截、排”综合防治水措施，搜集整理井下地质资料，绘 制巷道素描图；进行水文地质调查研究，收集

23、了本地区的部分气象资料， 对地表塌陷、凹地、地裂缝进行了回填平整等治理工作；多种勘探手段 相结合，进一步查明矿井水文地质条件；加强涌水量观测，矿井水文动 态监测实现了自动观测；编制矿井水文地质图纸，详细记录各种台帐； 采集出水点水样，并按有关标准进行了化验分析；建立防水设施，构建 了井巷采掘工程防水隔离体系；根据中长期防治水规划，对受承压水威 胁的采掘工作面进行物探，对物探异常区进行钻探验证和治理；建立专 门的探放水队伍，开展水害治理工作；制定区域防治水方案，实施“浅部 帷幕，中部疏放、局部加固，以疏为主，疏堵结合”的区域防治水措施。 三、地质概况 （一）地层及含煤地层情况。 本区基岩除大武庄

24、有零星地层（p2sh）出露外，其余皆被第三、四系 掩盖。据基岩出露和钻孔揭露，发育地层有寒武系上统崮山组、长山组、 凤山组，奥陶系中统马家沟组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠 系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组和第三、四系， 现由老至新分述如下： 1.寒武系上寒武系上统统(3) （1）固山组（3g） 底部为深灰色厚层状白云岩，中部为浅灰深灰色厚层状鲕状白 云质灰岩与灰色厚层状灰质白云岩互层，顶部为厚层状泥质条带灰质 白云岩。厚 109m。 （2）长山组（3 ch） 下部为浅灰色中厚层状细晶质白云岩，上部为浅灰色隐晶白云质 灰岩，夹绿灰色泥质条带。厚 45m。 （3）凤山组（

25、3 f） 为浅灰色隐晶白云质灰岩，顶部含灰白色燧石团块及条带，夹灰质 白云岩，下部夹薄层泥岩。厚 38m。 2.奥陶系中奥陶系中统马统马家沟家沟组组（ （o2m） ） 上部为隐晶灰色灰岩，中下部为浅灰色隐晶白云质灰岩，底部为薄 层状灰绿色泥岩。3058 孔穿见，厚 12.56m。据 1984 年 8 月槽探揭露， 在西南仅存 0.501.50m 黄绿色泥岩，表明奥陶系地层基本全被剥蚀。 3.石炭系（石炭系（c） ） （1）中统本溪组（c2b） 中上部为绿灰灰白色，下部紫红色的铝土岩及铝质泥岩，富含黄 铁矿晶体，具鲕状、豆状和团块结构，局部呈层状，偶见波状及变形层 理。底部含薄层紫红色赤铁矿。本

26、组厚度为 220m，平均 10m，以滨海 泻湖相沉积为主。 本溪组与下伏寒武系上统凤山组或奥陶系中统马家沟组为平行不 整合接触。 （2）上统太原组（c3t） 为区内主要含煤地层之一，由灰、深灰色中厚层状石灰岩、深灰 色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成，厚 5179m，平均 64m。共含煤 16 层，仅下部的一6煤层为偶尔可采，其它煤层均不可采。 太原组与下伏本溪组为整合接触。 4.二叠系（二叠系（p） ） （1）下统山西组（p1sh） 自硅质泥岩顶或菱铁质泥岩顶至砂锅窑砂岩底，为一套灰黑灰 色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩中细粒砂岩及煤层等组成的含煤地层，即二 煤组。厚 7183m，平均 75m，与下伏

27、太原组为整合接触。 （2）下统下石盒子组（p1x） 由灰色泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩及煤层等组成，与下伏山西组为 整合接触。据其沉积特征可分为三、四、五、六等四个煤段。 三煤段 自砂锅窑砂岩（ssh）底至四煤底板砂岩（ss）底。底部为中粗粒砂岩， 俗称砂锅窑砂岩（ssh），厚 1.5016.50m，平均 5.50m，含黑色泥质包体 和泥质条带，局部见石英细砾，硅钙质胶结，交错层理，为下石盒子组 与山西组的分界标志层。下部为浅灰紫灰色铝土质泥岩（俗称大紫泥 岩），具鲕状结构，鲕粒成分为菱铁质，易于辨认，为本区辅助标志层。 中上部为深灰色泥岩、砂质泥岩与砂岩互层，含少量植物化石碎片及菱 铁质鲕粒。

28、三煤段厚 6385m，平均 77m。 四煤段 下部为四煤底板砂岩（ss），厚 013.24m，一般 58m，岩性为灰 绿色厚层状中细粒长石石英砂岩，含石英细砾、泥质团块及菱铁质结核， 具交错层理，泥质胶结，为本区主要标志层之一。中部为灰、深灰色砂 质泥岩、泥岩夹薄层细中粒砂岩。上部为浅灰、灰色泥岩、砂质泥岩，具 紫斑，局部含植物化石。四煤段含薄煤 9 层（四1四9），其中四6煤层局 部可采，其它煤层均不可采。四煤段厚度为 6689m，平均 75m。 五煤段 底部为灰白浅灰色中粒砂岩，俗称五煤底砂岩（s10），含锆石、金 红石等重矿物，顶、底含海绿石，具板状交错层理，硅质胶结，具泥质包 体及条带

29、，为四煤段与五煤段分界砂岩。下部为灰绿色砂质泥岩夹薄层 细粒砂岩，含紫斑、暗斑及较大的菱铁质鲕粒，砂质泥岩及紫斑泥岩。 中部为灰、深灰色砂质泥岩为主，夹灰白浅灰色中、粗粒砂岩，含煤 9 层（五1五9），其中五2、五7煤偶尔可采，余者常为炭质泥岩。上部 为灰灰绿色泥岩、砂质泥岩，局部夹灰白浅灰色中粒砂岩，泥岩含 菱铁质鲕粒，砂岩具大型板状交错层理，层面富集菱铁质。本段厚度为 56.9599.95m，平均 66.00m。 六煤段 以灰、深灰色泥岩、砂质泥岩及灰、灰白色厚层状细、中粒砂岩组 成，泥岩局部具紫斑和菱铁质鲕粒，含煤三层（六1六3），其中六2煤 偶尔可采。底部为灰白浅灰色细、中粒长石岩屑石

30、英砂岩，俗称六煤 底砂岩（sl），为五、六煤段分界砂岩。本段厚 71.00102.00m，平均 82.00m。 （3）上统上石盒子组（p2s） 据区内钻孔揭露，按其沉积特征可分为七、八、九三个煤段。 七煤段 底部为灰白、浅灰色厚层状中粒长石石英砂岩，俗称田家沟砂岩 （st），具大型板状交错层理，含石英细砾和泥质包体，平均厚 7.00m，为 上、下石盒子组的分界标志层。下部为灰绿色砂质泥岩夹细、中粒砂岩。 中部为深灰色砂质泥岩夹薄层砂岩，含煤 6 层（七1七6），其中七4煤 大部可采，七2煤偶尔可采，余者不可采或为炭质泥岩。七2煤顶板为 灰黑色致密泥岩或砂质泥岩，夹薄层细粒砂岩，富含个体较大的舌

31、形贝 化石，标志明显，层位稳定；顶部为灰灰绿色泥岩、砂质泥岩，夹细中 粒砂岩。泥岩含紫斑、暗斑及菱铁质鲕粒。七煤组砂岩中云母含量较高， 且黑云母居多，一般可达 23，最高 10，尤以七4煤顶底板明显。 此外，海绿石在七4煤顶底板较常见。本段厚 75.00100.00m，平均 84.00m。 八煤段 底部为灰白浅灰色中粒砂岩，含石英细砾，俗称八煤底砂岩（sb）,为 八煤段与七煤段的分界砂岩。下部为灰色砂质泥岩夹灰绿色中、粗粒长 石岩屑石英砂岩，含紫斑和暗斑；中部为深灰色砂质泥岩，夹灰绿色细、 中粒砂岩及数层薄层硅质泥岩。含煤（层位）6 层，均不可采，其中八3 煤较发育，八3煤顶板为硅质海绵岩，含

32、丰富的硅质海绵骨针，层位稳 定。上部为灰色泥岩、砂质泥岩夹灰绿色粉砂岩、细、中粒砂岩，含紫斑 和暗斑；顶部止于九煤底板砂岩底界面。本段厚 70.0095.00m，平均 77.00m。 九煤段 底部为灰色灰绿色中粒砂岩，俗称九煤底砂岩（sj）或大风口砂 岩，岩屑含量高，偶尔含砾和泥岩，钙质胶结，分选、磨园较差，层位较 稳定，平均厚 5m,中下部砂岩长石、黑云母含量较高。多层砂质泥岩具 紫斑、暗斑，含菱铁质鲕粒；上部砂岩多为灰白色、浅灰色长石石英砂 岩，硅质胶结；顶部止于平顶山砂岩底界面，由深灰色砂质泥岩和灰绿 色细粗粒砂岩组成；含煤 6 层，均不可采，且多为炭质泥岩。本段厚 93.00120.0

33、0m，平均 105.00m。 （4）上统石千峰组（p2sh） 底部为灰白色，厚巨厚层状粗粒长石石英砂岩，局部夹含砾砂岩 及砂质泥岩，具大型板状交错层理，坚硬，节理发育，硅质胶结，底部含 石英细砾，平均厚 80m，层位稳定，是煤系上覆的良好标志层，俗称平 顶山砂岩段。下部为暗色泥岩、砂质泥岩，具绿斑，夹绿灰色粉砂岩。中 部为灰白浅灰色中粒砂岩，成份以石英为主，次为长石、岩屑，硅泥 质胶结。上部以紫红色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰绿色粉砂岩。本段厚 143.30m。 5.第三、四系（第三、四系（q+r） ） 主要由棕黄、灰褐色砂质粘土夹粘土组成，夹砂砾及细、中砂、姜 状钙质结核。厚 0491.50m（

34、3155 孔）,平均厚 139.27m，且由北向南、 自西而东逐渐增大。与下伏各时代地层为角度不整合接触。 含煤地层情况 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。 太原组为一煤组，含煤 16 层；山西组为二煤组，含煤 7 层。现分述如下： 1.石炭系上石炭系上统统太原太原组组（ （c3t） ） （1）地层特征 自本溪组（c2b）铝质泥岩顶界面上至太原组顶部灰黑色硅质泥岩 顶界面，厚 5179m，平均 64m，与下伏本溪组呈整合接触。据其岩性 组合及沉积特征，自下而上分为三段： 下部灰岩段 自铝质泥岩顶界面至 l4石灰岩顶界面，主要由四层隐晶中厚层 状石灰岩（l1、l2、l3、l

35、4）和四层煤（一3、一4、一5、一6）组成，其中 l1、l2常合并发育为一层，平均厚度 6.90m；l4含燧石结核，蜓类、腕足 类等动物化石丰富，厚度稳定，一般 13m，全区发育，是确定下部灰 岩段的良好标志。煤层除位于 l4下的一6煤偶尔可采外，余者均不可 采。本段厚度 10.8827.40，平均为 13.00m。 中部砂泥岩段 自 l4石灰岩顶界至 l7灰岩底界面。由灰深灰色泥岩、砂质泥岩、 中粒砂岩，夹 l5、l6薄层石灰岩和一7一13七层不可采煤层组成，其 中 l5灰岩全区稳定，一10煤比较发育。位于中部的胡石砂岩，以中粒 石英为主，含较多大片白云母，厚一般 35m，为良好的标志层。本

36、段 厚度 20.0036.00m，平均为 24.00m。 上部灰岩段 自 l7灰岩底界面至顶部灰黑色硅质泥岩顶界面。以深灰色隐晶质 石灰岩（l7l11）为主，间夹薄层深灰色泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩及 6 层不可采煤层（一14一19）。灰岩为中厚层状，含蜓类化石。l8、l9 常合并，全区发育，一般厚 15m；煤层以一19煤较发育。位于顶部的 灰黑色硅质泥岩，致密、较坚硬，为良好标志层。本段厚度 20.0037.00m，平均为 27.00m。 2.二叠系下二叠系下统统山西山西组组（ （p1sh） ） （1）地层特征 从太原组上部硅质泥岩顶至砂锅窑砂岩底，厚 71.0083.00m，平 均 75.0

37、0m。据其岩性组合及旋回结构等特征，可划分为四段。 二1煤段 自太原组（c3t）硅质泥岩顶至大占砂岩（sd）底。由深灰色泥岩、砂 质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩和煤层组成，具水平层理、脉状层理和透镜 状层理，含菱铁质结核和黄铁矿晶体，富含植物根部化石及有机质条带。 本段上部为二1煤层，全区发育，平均厚 5.75m；下部为二1煤层底板砂 岩（se），厚 2.225.98m，平均 4.50m，岩性为深灰色细、中粒砂岩，局 部为粉砂岩，具波状层理和透镜状层理，为本区主要标志层之一。本段 厚 918m,平均厚度为 11.00m。 大占砂岩段 自大占砂岩（sd）底至香炭砂岩（sx）底。由灰色砂岩及深灰灰黑 色

38、泥岩、砂质泥岩组成，含煤 2 层（二3、二4），其中二3煤大部可采，平 均厚 1.25m。二4煤一般仅见层位。本区标志层之一的大占砂岩（sd），为 深灰、灰色细中粒砂岩，成分以石英为主，次为长石，层面含丰富的白 云母碎片和炭屑，具大型交错层理及槽状交错层理；白云母含量高达碎 屑成分的 8以上，一般可达 35，常与炭质碎屑富集于层面。锆石、 磷灰石、电气石和金红石等重矿物富集，尤以磷灰石含量高、晶粒大为 特点，此外，海绿石也是常见的特征矿物，是地层对比的重要标志层。 泥岩和砂质泥岩具水平层理和波状层理，含大量植物化石及碎片。本段 厚 1120m，平均厚度为 16.00m。 香炭砂岩段 顶界止于小

39、紫泥岩段底界面。由砂质泥岩、中粒砂岩夹炭质泥岩 （二5、二6、二7）层位组成。砂质泥岩灰灰绿色，含暗斑及鲕粒、椭园 状或不规则状菱铁质颗粒；砂岩灰棕灰色，菱铁质含量高，以微晶聚 合体状颗粒存在，多顺层分布。中下部发育一层中粒砂岩，层面含较多 菱铁质鲕粒及白云母，层位较稳定，一般 712m，为主要标志层（俗称 香炭砂岩）。本段厚 2335m，平均厚 28m。 小紫泥岩段 顶界止于砂锅窑砂岩（ssh）底界面。以绿灰色泥岩、砂质泥岩为主， 局部夹绿灰色细、中粒砂岩，具紫斑、暗斑，含菱铁质鲕粒。本段厚 1625m，平均厚度为 20m。 矿井主采二1和二3煤层，累计查明资源量 9392 万吨，累计动用资

40、 源储量 1807.6 万吨。截至 2009 年底，矿井保有资源储量 7584.4 万吨， 其中二1煤层保有资源储量 5810.4 万吨，二3煤层保有资源储量 1774.0 万吨。保有资源储量中煤柱占用资源储量 2028 万吨，其中二1 煤层煤柱占用资源储量 1530 万吨，二3煤层煤柱占用资源储量 498 万 吨 （三）构造 1.区域构造 该区位于禹州矿区东北部，大地构造位于华北板块南缘，嵩箕地块 东南，该区北部为荟翠山风后岭背斜，南为白沙向斜及禹州河街断层， 属纬向构造带。白沙向斜走向 nww，沿走向向西于白沙、花石附近扬 起。禹州河街正断层倾向北，西起花石，沿白沙向斜轴部向东过许昌市，

41、继续向 see 方向延伸。落差 01000m 以上。 2.井田构造 平禹一矿位于禹州矿区的东北部，荟萃山风后岭背斜南西翼的 中段。构造形态为单斜，地层走向总体为 90125，倾向 180215， 地层倾角在浅部为 825，深部为 2553（据地震资料）。沿走向有 小的缓波状起伏，区内发育断裂 26 条，其中落差100m 的 7 条， 10050m 的 2 条，5030m 的 2 条，30m 的 15 条。断层按走向分 为 nw、ne、ew 三组，其中以北西向为主，以正断层为主。区内100m 的断层绝大多数分布于矿区边界附近（图 3-1）。 图图 2 平禹一平禹一矿矿构造构造纲纲要要图图 主要断

42、主要断层层 现将区内落差 30m 以上的主要断层分组分述如下： （1）北西向断层 区内共发现北西向断层 13 条，落差 30m 以上的断层 7 条，其中一 条为逆断层，其余均为正断层。 肖庄正断层（f3） 位于矿区西南部边界附近，由古刘，经马厂北向西过 297 剖面线尖 灭，向东交于 f34断层，区域延伸长度 5.40km，区内延伸长度 4.50km。 断层走向 110150，倾向北东，北东盘下降，倾角 5575左右，落差 0350m，为正断层。2991、3007、3057 三孔穿见，12 条三维地震测线 控制，区内控制可靠，已查明。 魏庄正断层（f5） 矿区北部边界断层。东西两端伸出区外，延

43、伸长度大于 4.50km，区 内延伸长度 3.00km。断层走向 90145，倾向北东，倾角 6070，落 差约 100520m，向东增大。ck12 钻孔穿见；三维地震测线 eil2、eil3、eil4、eil5、bil5 线控制，二维地震测线 307n、307、309、310、311、312、314、315 线控制。此断层为控制可靠的 正断层，已查明。 黑水河正断层（f2） 位于矿区西南部边界附近，西部从区外延入区内，经马厂、古刘， 于小武庄南西尖灭，区域延伸长度大于 6.00km。区内延伸长度约 4.10km；断层走向 125150，倾向南西，南西盘下降。倾角 6065左 右，区内落差 4

44、00580m。补充勘探二维地震测线 296、-297 等七条控 制。该断层基本查明。 关庄正断层（f4） 位于矿区东北部边界附近，区内延伸长度约 1.20km；走向 137，倾 向北东，北东盘下降，倾角 6570左右，落差 0140m。3104 钻孔穿 见，缺失地层约 130m；三维地震测线 eil2、eil3 线控制。该断层已查 明。 连堂正断层（f19） 位于矿区东北部边界附近，区内延伸长度约 1.70km，走向为 125， 倾向北东，北东盘下降，倾角 4565，落差 0135m。该断层过 3109 和 3104 孔，缺失地层分别为 110m 和 135m；三维地震测线 eil2、eil3

45、、exl5 线控制。该断层已查明。 df3正断层 位于 312 勘探线南部，延伸长度 0.50km，走向 110135，倾向南 西，南西盘下降，落差 030m，由三维地震 eil3、eil4、exl1 线控制， 已查明。 陈庄逆断层（f12） 位于矿区西南部边界附近，区内延伸长度约 2.30km，走向 125145，倾向北东，北东盘上升，倾角 5560，落差 030m。该断 层过 3057 孔，p2s 中部地层重复 25m。三维地震测线 wil7、wil8、wil9、wil10、wil11、wxl12 线控制。该断层在 303 线以西已查明，303 线以东未控制。 （2）北东向断层 区内北东向

46、断层 1 条，为小王庄正断层（f6）。 小王庄正断层（f6） 位于矿区西部边界，经小王庄向南西 500m 交于黑水河断层。该断 层区域延伸长度大于 1.60m，区内延伸长度 0.20km。断层走向 6390， 倾向北西，北西盘下降，倾角 65，落差 50150m，朱 1 孔穿见，缺失 地层 130m；并由 296 地震测线控制，该断层已查明。 （3）东西向断层 区内共发育近东西向断层 12 条，均为正断层。落差30m 的 3 条， 30m 的 9 条。 f34正断层 位于东南部边界，区内延伸长度约 1.50km。断层走向近东西，倾向 南，南盘下降，倾角 6570，落差 300350m。314

47、勘探线 3148 与 31410 孔，相距 324m，而 q+r 深度相差 476.55m。315 勘探线 3155 与 3152 孔 q+r 深度相差 228.70m。证据充分，基本查明。 靛池李正断层（f11） 位于 302305 勘探线之间，延伸长度约 0.55km。断层走向 80， 倾向南，南盘下降，倾角 4560，落差 050m。3031、3035 二孔穿见， 并由地震线控制，证据充分，已查明。 df12正断层 位于北部边界东段，延伸长度约 1.20km，东端交于魏庄正断层 （f5）。断层走向 75104，倾向北西，北西盘下降，倾角 65，落差 050m。ck7 和井检孔均穿见，并由

48、三维地震测线 eil2、eil3、eil4、eil5、bxl5、bxl4 线控制，证据充分，已查明。 桐树张正断层 位于井田西部边界， 。该断层区域延伸长度大于 1km。断层走向北 东，倾向南东，北西盘下降，倾角 70，落差 050m，2991 孔穿见，缺 失地层 50m，并由 299 地震测线控制，该断层已查明。 它断层见附表四。 （ （2）陷落柱）陷落柱 区内没有发现陷落柱。 综合以上资料，平禹一矿构造复杂程度属中等。 （四）地（四）地质质构造构造规规律研究律研究 1、断裂构造主要特征、断裂构造主要特征 （1）断层发育特征 区内断层按走向分为北西向、北东向、东西向三组，其中北西向 断层发育

49、，落差 100m 以上断层较多，主要有黑水河、肖庄、魏庄、关庄、 连堂等 5 条；30100m 断层两条，30m 以下断层 6 条。东西向断层较 发育，100m 以上断层 1 条，30100m 断层两条，30m 以下断层 8 条， 北西向断层 1 条。 100m 以上断层均分布于井田边界附近，井田内最大断层落差 50m，多数为 320m 小断层。 以张性正断层为主，逆断层 1 条。张性正断层断层带一般较宽， 角砾棱角状。 （2）多期活动特征 区内断层主要形成于燕山运动中晚期，在喜山期，在伸展应力场背 景下，部分断层重新活动，使断层落差继续加大达数百米之多，或形成 新的断层，如 f34断层。在

50、314 勘探线下降盘 3143 孔第三、四系厚达 621.50m，而上升盘 31410 孔则仅有 180m(详见附图 314 勘探线地质剖 面图)，这种厚度差异在断层落差较大处表现尤为明显，并沿断层走向 呈带状分布。 （3）层间滑动 区内层间滑动比较强烈，在矿井和钻孔岩芯中可见二1煤层和其 顶底板附近滑面，擦痕普遍发育，煤的原生结构遭到破坏，呈粉状、磷 片状，具褶曲流变现象，煤层厚度也遭受不同程度改造。另外，受派生 小型断层和不协调褶曲的控制，局部出现薄煤带或厚煤带。 表 2 平禹一矿断层参数一览表平禹一矿断层参数一览表 产状（） 部 位 名称及编号 性 质走向倾向倾角 断层 落差(m) 延伸

51、长度 控制 程度 井田 西南 肖庄正断层 （f3） 正 110150北东55750350 5.4km 查明 井田 西南 黑水河正断层 （f2） 正 125150南西6065 4005806km 基本 查明 井田 北部 魏庄正断层 （f5） 正 90145北东6070 100520 大于 4.5km 查明 井田 东北 关庄正断层 （f4） 正 137 北东65700140 1.2 km 查明 井田 东北 连堂正断层 （f19） 正 125 北东45650135 1.7km 查明 井田 中部 df3正断层 正 110135南西 65 030 0.5km 查明 井田 西南 陈庄逆断层 （f12） 逆

52、 125145北东5560030 2.3km 查明 井田 西部 小王庄正断层 （f6） 正6390北西 65 50150 1.6km 查明 井田 东南 f34正断层 正东西南6570 3003501.5km查明 井田 中部 靛池李断层 （f11） 正 80 南4560050 0.55km 查明 井田 北部 df12正断层 正 75104北西 65 050 1.2km 查明 井田 西部 桐树张正断层 （f7） 正北东南东 70501km 查明 四、区域水文地质 （一） 矿区水文地质单元位置及边界 平禹一矿位于白沙向斜的东北部，矿区北、西、南三面环山，为 一向东南开阔的“箕形”向斜汇水盆地，也称白

53、沙向斜，矿区位于向 斜北翼东北部，总体上为一单斜构造。水文地质上，矿区处于白沙 向斜汇水盆地的倾伏端，属区域地下水的排泄区。区内未见大的断 裂构造，主要断裂构造为东北部魏庄正断层（f5），呈北西至近东西 的孤形走向，倾向北东，倾角 6070，落差 100520m，两断盘南 升北降，使区内二1煤层与外部碎屑岩相对接，水文地质条件简单。 西南部的肖庄断层（f3），为西南盘升东北盘降的正断层，其走向北 西，倾向北东，倾角 5575左右，区内落差 0350m。两断层构成 本矿区浅部及深部水文地质单元的自然边界。 （二）矿区地下水的补给、径流、排泄特征 矿区地下水水源主要接受降水和西北深部侧向径流补给。

54、矿区 北部为二 1 煤层和各灰岩含水层隐伏露头分布区，由于松散层底部 为砂质粘土，厚度大，含、透水性差，阻隔了第四系水对下部含水层 的直接补给，其他各水层之间通过断裂带和基岩风化带有一定的水 力联系。区内主体构造为单斜构造，地层倾向南西，其控制本区地 下水的径流方向为北东南西，在南部边界黑水河和肖庄断层破碎 带储存，潜水流向则受到地势地貌的控制。区内地下水的排泄除矿 井疏排、机民井及供水井外，其余部分以侧向径流方式向西南、东 南纵深排泄到区外。 五、矿井水文地质 井田主要断裂构造为东北部魏庄正断层（f5），呈北西至近东西 的孤形走向，倾向北东，倾角 6070，落差 100520m，两断盘南 升

55、北降，使区内二1煤层与外部碎屑岩相对接，水文地质条件简单。 西南部的肖庄断层（f3），为西南盘升东北盘降的正断层，其走向北 西，倾向北东，倾角 5575左右，区内落差 0350m。两断层构成 本矿区浅部及深部水文地质单元的自然边界。 （一）井田边界条件及其水力性质 西北部边界：为煤层和各灰岩含水层隐伏露头，由于松散层底 部为砂质粘土，厚度大，含透水性差，阻隔了第四系浅层地下水对下 部含水层的补给，其它各含水层间通过基岩风化带有一定的水力联 系。 南东部东段边界：为二1煤层-800-950m 水平分界线，为自由 边界。 南西部西段边界：为肖庄正断层（f3），走向 110150，倾向北 东，倾角约

56、 60，长 3.5 公里；南西和北西端与黑水河正断层（f2）和 小王庄正断层（f6）相邻。断距 0350m，为东北盘下降，南西盘上升 的正断层。剖面资料显示，矿区内二1煤层与区外下盘寒武系地层接 触，为一相对导水边界。 北西部边界：为小王庄断层。走向 6390，倾向北西，倾角 65， 断距 50150m，区内延伸长 0.2km，为北盘下降，南盘上升的正断 层。297 勘探线地质剖面显示，该断层在小王庄村为二1煤层与寒武 系灰岩地层接触，属垂向导水、水平方向阻水边界。 东北部边界：为魏庄、关庄断裂带，魏庄断层（f5）走向 90145， 在魏庄转折处为 75145，故在魏庄以西断层倾向北东、以东倾

57、向 北，区内断距 100520m，断层落差呈由西向东增大的趋势，为北东 盘下降，南西盘上升的正断层，该断层在矿区边界邻接段长 3.0km。 关庄正断层（f4）位于矿区北东部连堂村附近，走向 137，倾向北东， 倾角 6570，向东南与连堂正断层交汇，断距 0140m，长 1.2km，为北盘下降，南盘上升的正断层。剖面资料显示，其与连堂 断层交汇处断层上盘二1煤层与下盘寒武系灰岩接触。由于该断裂 带多条断层相互作用，特别是在魏庄处转折部位带，是应力集中裂 隙发育的场所，26、27 两个顶板较大的出水点就处于该带，说明此 边界的富水和导水性均较强，应属相对导水边界。 以往勘探钻孔揭露断层点 32

58、个（即 18 条）。断层破碎带厚度 2.744m，多为弱胶结的断层角砾岩（原岩为泥岩和砂岩）；断层带 漏水钻孔 1 个（f15，3122 孔）。距断层 50m 以内的漏水点 5 孔，多分 布于肖庄正断层（f3）两侧；其次是连堂正断层（f19），如 3091 孔所揭 露的太原组石灰岩，不但全漏失，而且岩芯异常破碎，岩溶、裂隙非 常发育。 在井田西北沿魏庄正断层，形成了寒武系的两个富水带。桐树 张正断层和石龙王正断层，是构通两个富水带的主要途径，并通过断层 与太原组灰岩含水层发生水力联系。北和北东向有比较广阔的补给来 源。因此，当矿井+30m 总回风巷突水时，岳庄水井（太原组下段灰岩水） 和北东

59、8km 的唐寨水井（寒武系水）都相继干枯。区内的断层破碎带在 原始平衡破坏之前，含水性和导水性不佳，但是，断层两侧裂隙发育， 含水空间良好，往往形成富水带，尤其是断层尖灭端，应力集中释放产 生裂隙，富水性较强，例如，沿 f26 和 f11 正断层向东西延伸，正处于 f19、f7 正断层和 f12 逆断层集中尖灭部位，构成了岩溶、裂隙较发育 的地带，富水性好，在矿井开采初期，揭露太原组石灰岩含水层后，最 大初始涌水量达 350m3/h 和 164m3/h。因补给条件不佳，出水点水量日 渐减少至干枯，且使得该含水层水位大幅下降，目前开采水平处于半疏 干状态，-240m 三采区和四采区的 37、38

60、 两个出水点几乎无压力便可 以证明。 （二）含水层。根据本区地层、岩性、含水空隙特征及埋藏条件等，将 矿区地层划分为五个含水层和四个隔水层： 1、寒武系上统灰岩岩溶裂隙承压含水层 寒武系上统岩性为灰白色白云质灰岩和白云岩夹薄层泥岩，区内有 7 个钻孔揭露该层段，揭露最大厚度 137.01m，未见漏水钻孔。该层段上 距二1煤层 80m 左右，岩溶裂隙发育，为含水丰富但不均一的强含水层， 水质类型为 hco3-camg 型水，为二1煤层底板间接充水含水层。其间本 溪组铝土质泥岩和太原组中段砂泥岩隔水层，阻隔了寒武系上统的白云 质灰岩、白云岩与太原组下段灰岩含水层、上段灰岩含水层间的水力联 系，但在