煤炭运销公司隐蔽致灾地质因素普查报告.doc

山西煤炭运销集团山西煤炭运销集团*有限公司有限公司 隐蔽致灾地质因素普查报告隐蔽致灾地质因素普查报告 四川省煤田地质工程勘察设计研究院四川省煤田地质工程勘察设计研究院 二零一四年十二月二零一四年十二月 四川省煤田地质工程勘察设计研究院 山西神农煤业隐蔽致灾地质因素普查报告 Sichuan Institute of Coal Field Geological Engineering Exploration and Designing 山西煤炭运销集团山西煤炭运销集团*有限公司有限公司 隐蔽致灾地质因素普查报告隐蔽致灾地质因素普查报告 编 写 单 位：四川省煤田地质工程勘察设计研究院 项 目 负 责 人：曾玉林 编 写 人： 单 位 负 责 人：李之利 总 工 程 师：冉茂云 提 交 时 间：二一四年十二月 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论.1 第一节 目的、任务及依据1 第二节 交通位置及自然地理2 第三节 煤矿生产建设情况5 第四节 相邻矿井生产情况8 第五节 以往地质工作及质量评述9 第二章第二章 以往灾害情况及其防治以往灾害情况及其防治.11 第三章第三章 矿井地质矿井地质13 第一节 区域地质13 第二节 矿井地质15 第三节 煤层18 第四节 煤质20 第四章第四章 矿井水文地质特征矿井水文地质特征.21 第一节 含水层及隔水层21 第二节 矿井充水因素分析23 第三节 矿井及周边小窑采空区积水情况23 第四节 矿井水文地质类型26 第三节 矿井涌水量分析与评价27 第五章第五章 其它开采地质条件其它开采地质条件.29 第一节 煤层顶底板特征29 第二节 瓦斯情况30 第三节 地温地压32 第四节 煤尘爆炸性32 第五节 煤层自燃倾向性33 第六章第六章 隐蔽致灾因素普查隐蔽致灾因素普查.35 第一节 采空区普查 35 第二节 废弃老窑（井筒）普查36 第三节 封闭不良钻孔普查38 第四节 断层、裂隙、褶皱及陷落柱普查38 第五节 瓦斯富集带普查39 第六节 导水裂缝带及地下含水体普查45 第七节 井下火区普查49 第八节 古河床冲刷带、天窗等不良地质体普查51 第九节 其它致灾因素普查51 第七章第七章 隐蔽致灾地质因素防治方法与计划隐蔽致灾地质因素防治方法与计划.55 第一节 瓦斯致灾因素的防治措施55 第二节 水害致灾因素的防治措施62 第三节 火灾防治措施 .74 第四节 有毒有害气体的防治措施79 第八章第八章 结论结论.86 第一节 主要结论86 第二节 存在问题及建议87 附附 图图 目目 录录 顺序号顺序号图号图号图图 名名比例尺比例尺 11地形地质、水文地质及井上下对照图1:5000 22地层综合柱状图1:500 333#煤层采掘工程平面图1:2000 443#煤层矿井充水性图1:5000 553#煤层瓦斯地质图1:5000 66隐蔽致灾地质因素综合成果图1:5000 附附 表表 目目 录录 顺序号顺序号相相 关关 附附 表表 1井田内及周边关闭废弃小煤窑调查台帐 2封孔不良钻孔资料台账 3地质构造台账 43 号煤层涌水量观测台账 53 号煤层（井下实测）瓦斯含量测定资料统计表 6回采工作面瓦斯涌出量统计表 7掘进工作面瓦斯涌出量鉴定表 8矿井瓦斯、二氧化碳测定报告（2014 年） 附附 件件 目目 录录 1、矿方承诺书、企业法人营业执照复印件、采矿许可证复印件 2、勘查单位地质勘查资质证复印件、法人证书复印件、承诺书 3、晋城市煤炭煤层气工业局晋市煤局办字2014237 号 1 第一章第一章 绪论绪论 第一节第一节 目的、任务及依据目的、任务及依据 一、目的任务一、目的任务 为贯彻落实国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见 （国 办发201399 号）文件、 煤矿地质工作规定及晋城市煤炭煤层气工业局 关于转发 的通知 （晋市煤局办字2014237 号）等相关文件要求，切实加强煤矿隐蔽灾 害治理工作，防止和减少地质灾害事故，确保煤矿职工生命安全。因此，山西 煤炭运销集团晋城有限公司对所属煤矿进行地质类型划分报告及隐蔽致灾因素 普查报告编制，委托山西省招标有限公司于 2014 年 11 月 12 日发出招标公告， 2014 年 12 月 3 日开标，共分四个标段，四川省煤田地质工程勘察设计研究院 最终中标标段，包括南河煤业、*、盖州煤业、七一煤业、神农煤业、首 阳煤业六个矿井地质类型划分报告。*有限公司（以下简称神农煤业）属 标段的矿井，四川省煤田地质工程勘察设计研究院（以下简称我院） ，根据中标 通知书，我院开展山西煤炭运销集团*有限公司隐蔽致灾地质因素普查工作。 本次工作的目的任务：根据煤矿地质工作规定 、 煤矿防治水规定 、 煤矿安全规程等相关规程规范的要求，结合矿井地质及水文地质特征，对 采空区、老窑、封闭不良钻孔、瓦斯、地下含水体及导水裂缝带等隐蔽地质致 灾因素进行普查，并开展隐蔽致灾因素评价，提出有针对性的防治措施，为煤 矿处理相关地质灾害提供依据，指导矿井安全生产工作，有效预防煤矿事故。 二、编制依据二、编制依据 1、 国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见 ，国办发 201399 号； 2、 煤矿地质工作规定 ，安监总煤调2013135 号； 3、晋城市煤炭煤层气工业局晋市煤局办字2014237 号 晋城市煤炭煤层 气工业局转发省厅关于转发的通知的通知 ； 2 4、 防治煤与瓦斯突出规定 ，国家安全监管总局令第 19 号； 5、 煤矿防治水规定 ，国家安全监管总局令第 28 号； 6、 煤矿安全规程 （2011 版） ，国家安全监管总局令第 37 号令； 7、 煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准 ，(MT/T1091 2008)； 8、 地质勘探安全规范国家安全生产监督局 AQ2004-2005。 9、矿方提供的各类地质报告和资料。 第二节第二节 交通位置及自然地理交通位置及自然地理 一、位置一、位置 *有限公司位于高平市西北 15km 处的野川镇北沟、乔家沟、柳树底一 带，行政区划隶属高平市野川镇管辖。地理坐标为东经 1124651112 5100，北纬 354951354824。 根据晋煤重组办发200944 号文件和山西省国土资源厅 2012 年 6 月 12 日 颁发的采矿许可证（证号 C1400002009061220029143） ，批采煤层为 3-15 号， 开采深度由 970m610m 标高。井田长约 6300m 宽约 2100m，范围由下列 15 个拐点顺次圈定（3带） （见表 1-1） ，面积为 10.5853km2。 表表1-11-1 井田边界拐点坐标一览表井田边界拐点坐标一览表 西安 80 坐标系（3 度带） 点号 横坐标纵坐标 13966480.0338396124.45 23964764.1838396071.85 33964806.9338394676.78 43965223.6638394689.55 53965294.9338392364.06 63965562.7638392372.27 73965782.4738390861.16 83966735.0238389830.41 93967552.5138389855.48 103967522.4738390834.86 113967281.5938391187.59 123967189.3538394195.65 133967371.8638394311.28 143967180.4438394486.46 3 153966530.8638394466.54 二、交通二、交通 井田南距沁(水)辉(县)二级公路 7km。距太(原)焦(作)铁公路南陈铺集 煤站 12km，杨(杨家庄)界(界牌岭)的乡级公路从矿区东侧通过。以上公路干 线、煤站均有乡镇硬化三级公路与其连接，总之，交通较为方便（见交通位置 图 1-1） 。 4 图图 1-1 *交通位置图交通位置图 5 三、自然地理三、自然地理 1、地形地貌 矿区地处太行山山脉的西南侧，沁水盆地的东翼。地形总体北高，南低， 最高点位于井田北部山包上，标高 1237m，最低点位于井田南部，标高 842m， 相对高差 395m，且伴有黄土冲沟的低山沟谷地貌。全井田地貌属中低山区类型。 2、水系 本区属黄河流域沁河水系丹河支流，井田属野川河上游冲沟，野川河向东 南汇入许河，许河在河西镇附近汇入丹河。井田内无河流等大的地表水体，沟 谷中平时干涸无水，雨季才有短暂流水或洪水排泄。但井田西南部边界有一条 季节性河流从井田西部边界流过。区西南部边界外附近为杜寨水库。 3、气象 本区属东亚温带大陆性气候，四季分明。根据高平地区近 40 年气象资料， 年均气温 10.2，一、二月份最低，极端最低气温-23.1(1972 年 1 月 02 日)， 六、七月份最高，极端最高气温 38.5(1978 年 6 月 30 日)。年均降雨量 567.1mm，历史最高年降雨量达 870.7mm（2003 年） ，最低仅 305.9mm（1997 年） ，雨季多集中在 7、8、9 三个月，约占全年降雨量的 70，无霜期在 191 天以上，年平均冻结天数 78.2 天，一般出现在 12 月份前后，最大冻土深度 54cm，多年平均相对湿度 64。春冬两季多西北风，夏秋两季多东南风和南风， 风力一般 34 级，最大达 6 级左右。最大风速一般为 7.5m/s。 4、地震 据历史记载地震台网监测，上世纪 70 年代之前，晋城地区共发生过 5 级以 上地震 1 次，5 级以下有感地震 44 次，最大地震是 1303 年 9 月发生在高平的 5.5 级地震。根据中华人民共和国标准 GB183062001中国地震动峰加速度区划 图 ，本区属高烈度区，烈度在 VI 度，动峰值加速度为 0.05g。 5、经济概况 井田内以农业为主，主要农作物有小麦、玉米、高粱和谷子等。工业主要 有煤等采掘业。 6 第三节第三节 煤矿生产建设情况煤矿生产建设情况 2009 年经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组以晋煤重组办发 2009 44 号关于晋城市高平市煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复 ，山西 煤炭运销集团作为主体对山西高平乔家沟煤业有限公司、山西高平柳树底煤业 有限公司、山西高平北杨煤业有限公司（已关闭） 、山西高平红岩沟煤业有限公 司（已关闭） 、山西高平窑沟煤业有限公司（已关闭） 、山西高平杜寨煤矿（已 关闭）等六个煤矿及新增区进行了兼并重组整合，重组后更名为山西煤炭运销 集团*有限公司。山西省国土资源厅 2009 年 12 月 2 日为山西煤炭运销集团 *有限公司颁发的证号为 C1400002009061220029143 的采矿许可证，批准开 采 315 号煤层，井田面积 10.5853km2，生产规模为 90 万 t/a。现将其相关情 况分别叙述如下： 一、以往生产建设概况一、以往生产建设概况 *井田内存在原山西高平乔家沟煤业有限公司、山西高平柳树底煤业有 限公司、山西高平北杨煤业有限公司、山西高平红岩沟煤业有限公司、山西高 平窑沟煤业有限公司、山西高平杜寨煤矿(见图 1-2)，现将上述各矿开采情况分 别叙述如下： （1）原山西高平乔家沟煤业有限公司 该井田位于*有限公司井田中北部，属村办集体矿山企业，始建于 1964 年 8 月，1965 年 10 月投产，根据 2009 年 6 月山西省国土资源厅核发的采矿许 可证（证号 C1400002009061220029143） ，井田面积 1.7818km2，生产规模 15 万 t/a，批采及开采 3 号煤层，采用立井开拓，罐笼提升，壁式采煤，矿车运输， 并列抽出式通风，机械排水，矿井正常涌水量 10m3/h,最大涌水量 15m3/h，属低 瓦斯矿井。 （2）原山西高平柳树底煤业有限公司 该井田位于高平市野川镇柳树底村村西，于 1991 年建井，1995 年投产， 根据 2006 年 10 月山西省国土资源厅核发的采矿许可证（证号 1400000622270） ， 井田面积 1.3420km2，生产规模 15 万 t/a，批采及开采 3 号煤层，采用一对立井 开拓，罐笼提升，壁式采煤，矿车运输，并列抽出式通风，机械排水，矿井正 7 常涌水量 6m3/h,最大涌水量 12m3/h，属高瓦斯矿井。 （3）原山西高平北杨煤业有限公司 该矿位于*有限公司井田中西部，属村办矿山企业，始建于 1986 年 6 月， 1998 年 11 月投产，根据 2006 年 10 月山西省国土资源厅核发的采矿许可证 （证号 1400000622159） ，井田面积 0.4207km2，生产规模 15 万 t/a，批采及开 采 3 号煤层，采用立井开拓，壁式采煤，矿车运输，并列抽出式通风，机械排 水，矿井正常涌水量 7m3/h,最大涌水量 12m3/h，属低瓦斯矿井。 （4）原山西高平红岩沟煤业有限公司 该矿位于*有限公司井田中部，属村办矿山企业，始建于 1985 年 10 月， 1988 年 5 月投产，根据 2006 年 10 月山西省国土资源厅核发的采矿许可证（证 号 1400000622245） ，井田面积 0.5694km2，生产规模 9 万 t/a，批采及开采 3 号 煤层，立井开拓，壁式采煤，矿车运输，并列抽出式通风，机械排水，矿井正 常涌水量 6m3/h,最大涌水量 10m3/h，属低瓦斯矿井。 （5）原山西高平窑沟煤业有限公司 该矿位于*有限公司井田东南部，属村办矿山企业，始建于 1985 年 10 月，1989 年 5 月投产，根据 2006 年 10 月山西省国土资源厅核发的采矿许可证 （证号 1400000622160） ，井田面积 0.6000km2，生产规模 15 万 t/a，批采及开 采 3 号煤层，斜井开拓，壁式采煤，矿车运输，并列抽出式通风，机械排水， 矿井正常涌水量 4m3/h，最大涌水量 8m3/h，属低瓦斯矿井。 （6）原杜寨煤矿 该矿位于*有限公司井田西南部，依据山西省国土资源厅为其办法的采 矿许可证，该矿批采及开采 3 号煤层，斜井开拓，壁式采煤，矿车运输，并列 抽出式通风，机械排水，矿井正常涌水量 6m3/h，最大涌水量 12m3/h，属低瓦 斯矿井。由于矿井发生事故，1998 年前关闭。 （7）北城办北沟煤矿 该煤矿为原集体煤矿，上世纪八十年代建井，原采矿证号为 1400009944067，生产规模 5 万吨/年，矿区面积 0.6437km2，矿区由 4 个拐点坐 标圈定： 1、X=3968037 Y=19667306 2、X=3967117 Y=19667306 8 3、X=3967117 Y=19666606 4、X=3968037 Y=19666606 该煤矿投入生产近 20 年，由于煤层浅以及古人开采，本矿区内共占用资源 储量 119 万吨，由于资源枯竭， 2000 年予以关闭。 （8）乔家沟长松煤矿 该煤矿为原村办煤矿，上世纪七十年代建井，原采矿证号为 1400009944139，生产规模 5 万吨/年，矿区面积 0.3957km2，矿区由 4 个拐点坐 标圈定： 1、X=3967500 Y=19666560 2、X=396900 Y=19666560 3、X=3966900 Y=19665900 4、X=3967500 Y=19665900 该煤矿投入生产近 30 年，该煤矿区内共占用资源储量 172 万吨，由于资源 枯竭， 1997 年予以关闭。 （9）高平市北城办南沟联营煤矿 该煤矿为原为集体煤矿，上世纪五十年代建井，原采矿证号不详，生产规 模 5 万吨/年，矿区面积 0.5973km2，矿区由 6 个拐点坐标圈定： 1、X=3966652 Y=19666608 2、X=3966654 Y=19667778 3、X=3967301 Y=19667779 4、X=3967300 Y=19667491 5、X=3967119 Y=19667490 6、X=3967118 Y=19666608 该煤矿投入生产近 30 年，该煤矿区内共占用资源储量 172 万吨，由于资源 枯竭， 1990 年予以关闭。 9 图图 1-2 *四邻关系图四邻关系图 兰花百盛煤兰花百盛煤 业 10 二、整合后的相关情况二、整合后的相关情况 整合后的*设计生产能力为 90 万 t/a，于 2010 年 9 月山西春成煤矿勘察 设计有限公司为其编制了山西煤炭运销集团*有限公司矿井兼并重组整合 项目初步设计说明书 ，设计采用斜、立井混合开拓方式，下步继续开采 3 号煤 层，井田内主要开采煤层为 3、11、15 号煤层。全井田布置 3 个水平，3 号煤 层为一水平，标高 740m；11 号煤层为二水平，标高 820m；15 号煤层三水平， 标高为690m，分 8 个采区开采。 该矿 2011 年 4 月取得开工报告，现已完成基建任务，进入了联合试运转， 正在进行矿井验收工作，计划于 2015 年 4 月转入生产。今后 3 年主要采掘范围 为一水平一采区（具体位置详见附图 1-3） 。 图图 1-3 采区位置图采区位置图 第四节第四节 相邻矿井生产情况相邻矿井生产情况 *井田周边分布煤矿有兰花集团伯方煤矿、山西高平科兴集团南阳煤业 有限公司。四邻关系 见图 1-2。 现将相邻矿井介绍如下： 1、兰花集团伯方煤矿 位于*西北侧，属晋城市兰花科技创业股份有限公司，始建于 1980 年， 1993 年投产，井田面积 27.5092km2，现开采 3 号煤层，设计生产能力 180 万 t/a，斜井立井开拓，采用长壁机采和长壁炮采开采方法，中央分列抽出式通 一采区北翼 一采区南翼 二采区 11 风系统，电机车运输，箕斗提升，并列式通风，机械排水。矿井正常涌水量 45 m3/h,最大涌水量 60m3/h。在副斜井井底设有主、副水仓，其中主水仓容量 2000m3，副水仓容量 1000m3。属低瓦斯矿井，安装有瓦斯安全监控系统。该煤 层煤尘无爆炸性，自燃等级为级，属不易自燃。无越层越界开采现象。 2、山西高平科兴南阳煤业有限公司 位于*西南侧，属高平市科兴集团。始建于1996年，2000年投产。井田 面积17.455km2，现开采3号煤层，3号煤储量8250万t，设计能力120万t/a，一 对斜井开拓，采用长壁综合机械化采煤，中央分裂抽出式通风,大巷、斜井皮带 运输。机械抽水，正常涌水量17m3/h，最大涌水量30m3/h。在副井底设有主副 水仓，主仓容积800m3，副仓容积600 m3。属低瓦斯矿井，并安装有瓦斯监控系 统。煤层无爆炸性，不易自燃。无越层越界开采现象。 第五节第五节 以往地质工作及质量评述以往地质工作及质量评述 井田位于沁水煤田的东南部，高平矿区王报精查勘查区的南部，野川精查 勘查区的北部，本区地质调查工作较早，勘探工程控制程度较高，主要有以下 工作： 1、1958 年，华北煤田地质勘探局 152 队完成了沁水煤田高平矿区煤田普 查，编制有山西省沁水煤田高平普查区煤田开发总体设计地质报告 ，本区内 施工 3 个（28、29、30 号钻孔，未评级） ，共完成工程量 645.79m；区外周边施 工 5 个钻孔，共完成工程量 1461.32m。 2、1964 年 11 月，山西省煤炭工业管理局地质勘探局一一九队提交了山 西省沁水煤田王报井田地质勘探最终报告(精查)，山西省储委会 1965 年 1 月 以第 111 号决议书批准。本区位于王报勘探区南部。区内施工有 601、634、636、637、640 号等共 14 个钻孔，除 623 号孔为乙级外，其余均为 甲级，区外周边施工 11 个钻孔，共完成工程量 4354.17m。 3、1996 年，山西省地质矿产勘查开发局二一二地质队完成了高平幅 1/5 万 区域调查报告。 上述工作在本区及周边区域共施工钻孔 33 个，其勘探资料较为可靠。 4、中煤地质工程总公司 2010 年对该井田进行了补充勘探，该次工作共施 工钻孔 15 个，均为煤炭地质孔，钻探总进尺 3673.65m ，并于 2010 年 8 月编 12 制提交山西煤炭运销集团*有限公司兼并重组整合矿井地质报告 。该报告 经山西省煤炭工程项目咨询评审中心组织专家评审，并最终通过。 该次工作是在对山西煤炭运销集团*有限公司全井田勘探的基础上，通 过对以往地质勘探资料和整合区内各矿矿井地质资料进行收集利用，对该区矿 井的实际生产情况进行实地调查，经综合分析、研究后，详细查明了井田内的 地质构造、煤层赋存、煤质特征、水文地质条件、其他开采技术条件等。同时 详细调查了采（古）空区范围及其积水、积气、火区情况，并对其矿井涌水量 进行了预算。 总的来说，经过以往历次勘探共在井田内及外围附近施工钻孔 48 个，钻孔 布置较合理，详细查明了井田内的主要构造，详细查明了主要可采煤层的埋深 及起伏形态；查明了井田内含煤地层的分布特征；查明了井田内各可采煤层层 位、层数、厚度、可采范围、煤质及变化规律等。 5、山西地宝能源有限公司 2011 年对该矿井上下进行了实地调查，在此基 础上重新核实了采掘工程平面图及积水情况，同时对以往资料进行了统计、归 纳整理与分析，编制了山西煤炭运销集团*有限公司矿井水文地质类型划 分报告 。 该次工作按照煤矿防治水规定中关于矿井水文地质类型的七个划分标 准的具体要求，对*水文地质进行了系统的分析、研究，确定了该井田的水 文地质类型。 13 第二章第二章 以往灾害情况及其防治以往灾害情况及其防治 第一节第一节 以往老窑灾害情况以往老窑灾害情况 据本次调查及收集的资料，*矿区内以往地质灾害主要为地裂缝和地面 塌陷，未发现崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。前人资料也没有对以往灾害事 故的记录。 据山西省第三地质工程勘察院 2011 年对*环评调查，矿区已发生地裂 缝 7 处（L1L7） 、地面塌陷 5 处（T1T5） ，特征如下： 1、地裂缝（7 处） L1地裂缝：分布于矿区西北部，形成于 2010 年，开采 3 号煤形成，地裂 缝呈直线型，延伸方向 330，长 20m，宽 510cm，可见深度 0.51m，规模 为小型，裂缝地层时代为二叠系上石盒子组砂岩，主要造成林地破坏。 L2地裂缝：分布于矿区北部，形成于 2010 年，开采 3 号煤形成，地裂缝 呈直线、折线型，延伸方向 30，长 100m，宽 1030cm，可见深度 0.52m， 规模为小型，裂缝地层时代为上更新统粉土，主要损坏房屋 16 间（照片 2- 1、2-2） 。 L3地裂缝：分布于矿区中部，形成于 2009 年，开采 3 号煤形成，地裂缝 呈直线型，延伸方向 330，长 40m，宽 520cm，可见深度 1m，规模为小型， 裂缝地层时代为上更新统粉土，主要造成耕地破坏。 照片照片 2-12-1 房屋裂缝房屋裂缝 照片照片 2-22-2 房屋裂缝房屋裂缝 L4地裂缝：分布于矿区东北部，形成于 1995 年，由开采 3 号煤形成，地 裂缝呈直线、折线型，延伸方向 100，长 80m，宽 1030cm，可见深度 14 0.31m，规模为小型，裂缝地层时代为二叠系下石盒子组砂岩，主要造成林地 破坏（照片 2-3） 。 L5地裂缝：分布于矿区东北部，形成于 2006 年，由开采 3 号煤形成，地 裂缝呈直线型，延伸方向 350，长 150m，宽 2030cm，可见深度 0.31m， 规模为小型，裂缝地层时代为二叠系上石盒子组砂岩，主要造成林地破坏（照 片 2-4） 。 L7地裂缝：分布于矿区东北部，形成于 2008 年，由开采 3 号煤形成，地 裂缝呈直线型，延伸方向 10，长 50m，宽 530cm，可见深度 1m，规模为小 型，裂缝地层时代为二叠系下石盒子组砂岩，主要造成林地破坏。 照片照片 2-3 L4地裂缝地裂缝 照片照片 2-4 L5地裂缝地裂缝 2、地面塌陷（5 处） T1：分布于矿区中南部，形成于 2007 年，开采 3 号煤形成，塌陷范围平面 近椭圆形，长轴长约 27m，短轴长约 4m，深 1.5m，面积约 108m2。规模为小 型，塌陷地层时代为上更新统粉土，主要造成耕地破坏。 T2：分布于矿区中南部，形成于 2006 年，开采 3 号煤形成，塌陷坑平面近 长方形，长 35m，宽 20m，深 0.41.2m，面积约 700m2。规模为小型，塌陷地 层时代为上更新统粉土，主要造成耕地破坏。 T3：分布于矿区中部，形成于 2000 年，开采 3 号煤形成，塌陷坑平面近长 方形，长 20m，宽 10m，深 0.31m，面积约 100m2。规模为小型，塌陷地层 时代为上更新统粉土，主要造成耕地破坏。 T4：分布于矿区中南部，形成于 2005 年，开采 3 号煤形成，塌陷坑平面近 长方形，长 30m，宽 20m，深 0.52m，面积约 600m2。规模为小型，塌陷地层 15 时代为上更新统粉土，主要造成耕地破坏。 T5：分布于矿区东南部，形成于 2009 年，开采 3 号煤形成，塌陷坑平面近 椭圆形，长 30m，宽 20m，深 0.21m，面积约 600m2。规模为小型，塌陷地层 时代为上更新统粉土，主要造成耕地破坏。 第二节第二节 整合后矿井灾害情况整合后矿井灾害情况 整合后，矿井在试运转期间主要开采一采区北翼 3#煤层，开采期间在一采 区北翼地表形成多处裂隙，塌陷裂隙主要分布在一采区北翼 3101 工作面的 、块段地表农田及道路附近。见照片 2-12-4。 照片照片 2-1 地表裂隙地表裂隙 照片照片 2-2 地表裂隙地表裂隙 照片照片 2-3 地表裂隙地表裂隙 照片照片 2-4 地表裂隙地表裂隙 第三节第三节 矿井灾害防治措施矿井灾害防治措施 （一）针对矿山地质灾害，山西省第三地质工程勘察院于 2011 年 9 年编制 了*有限公司矿山地质环境保护与恢复治理方案 ，专门对地裂缝、地面塌 陷制定了防治工程及变形监测措施，其内容如下： 16 1、 3 号煤层一、二、三采区时对工业广场、村庄留设足够的保安煤柱。 2、 对 3 号煤层一采区、二采区可能出现的地裂缝、地面塌陷进行回填治 理； 3、 对发现的地裂缝填埋治理，恢复土地使用功能； 4、对工业广场、村庄、供水井及 5 年内开采范围布设监测点，进行地表变 形监测。 （二）根据这一措施，矿方制定了近期规划： 1、对已有 T1T5地面塌陷和 L1L7地裂缝进行填埋，面积 0.034hm2。 2、对工业广场西侧挖方边坡进行治理。 3、对 2010 年以前采空区进行治理，面积 234.8hm2，植树、种草，恢复土 地及地形地貌景观。 4、对原有废弃井口、堆渣进行治理，清理及覆土，植树、种草，面积 7.3hm2。 5、对破坏的土地资源、地形地貌景观进行恢复，填埋、夯实、平整覆土， 面积 220hm2，植树、种草，恢复土地及地形地貌景观。 6、建立矿山地质环境监测系统，重点对采煤沉陷可能引发的村庄地裂缝、 地面塌陷等地质灾害，含水层、地下水水位、水量等进行监测。 （三）根据这一方案措施，首阳煤业专门成立了开采塌陷防治机构领导组， 制定了开采塌陷及裂缝治理的工作安排及措施，其制定措施如下： 1、地面塌陷裂及缝治理措施 受开采影响后对地表道路裂隙应进行充填，结合我矿的煤层开采情况和 地表裂隙的特征，将地表裂隙分类进行治理，地面裂隙 10cm 以下的，采用人 工治理或机械治理，山间道路用黄土进行封堵，覆盖灰土填实，公路路面破坏 时，应先将裂缝封堵后，受破坏的路面重新铺沥青或水泥。 裂缝大于 10cm 的采用机械开槽，施工宽 0.5 米，深 1 米的沟槽，对裂缝利 用煤矸石或黄土进行充填后，上部开槽区域用灰土进行充填，公路应重新对路 面进行修复。 塌陷沉降区域的路面应等开采沉降稳定后，形成静态盆地后进行修复治理， 具体应根据沉降特征和影响程度，现场调研后，确定治理方案。 17 2、土地塌陷后治理措施 受采矿影响，部分地段土地出现塌陷后，应采用复垦的方法，对农田进行 复耕和治理。 矿山治理情况见照片 2-52-8。 照片照片 2-52-5 裂缝夯填现场裂缝夯填现场 照片照片 2-62-6 水泥封填后的裂缝水泥封填后的裂缝 照片照片 2-72-7 编织袋夯填裂缝编织袋夯填裂缝 照片照片 2-82-8 粘土夯填裂缝粘土夯填裂缝 18 第三章第三章 矿井地质矿井地质 第一节第一节 区域地质区域地质 一、区域地层一、区域地层 井田位于沁水块坳东缘，沁水盆地东侧，区域地层总体走向北北东，倾向 北西，出露二叠系上下石盒子组、山西组等地层，第四系松散沉积物广泛覆盖 于各时代地层之上，其地层主要特征见区域地层简表 3-1。 二、区域构造二、区域构造 1、区域构造位置 根据山西省区域地质志按断块构造学说的划分方案。山西省地处华北 古板块内部，属于典型的板内构造。本井田位于华北断块区吕梁太行断块沁 水块坳东部次级构造单元沾尚武乡阳城 NNE 向凹褶带中段，晋获断裂带东 侧。 2、区域主要构造特征 沁水块坳是山西省最大的四级构造单元，总体呈 NNE 向展布，其范围与沁 水煤田范围相当。块坳是一个被断裂围限的矩形断块。主体部分出露二叠系、 三叠系地层。相对于周缘构造单元而言，沁水块坳较稳定。 作为沁水块坳与太行山块隆分界的晋获断裂带对区域构造格局的形成和发 展具有重要的控制作用。晋获断裂带是一条区域性的大断裂。该带北起河北省 获鹿，向南经左权县清城、桐峪镇，潞城市区，长治市东侧，高平市东，延伸 至晋城市以南。省内延展长度约 320km，总体走向 NNE。有资料表明，该断裂 带生成时间较早，中生代燕山运动中“死而复苏”，表现为由西向东位移的逆冲 断裂带。由于变形强度差异，尤其是后期隆升剥蚀，晋获断裂带表现为分段特 征。黎城以北，逆冲断裂保存完好，黎城至庄头断层段，新生代发生反向运动， 沿断裂带西侧发育一组向西倾斜的正断层，形成了长治断陷盆地。 长治新裂陷(即长治断陷盆地)叠加于中生代沾尚武乡阳城凹褶带之上， 是东深西浅的箕形盆地。北部以 NEE 向文王山地垒为界，南部被 NEE 向的庄 头断层所限，向西逐渐翘起。盆地内充填晚第三系上新统至第四系黄土层，最 大厚度近 300m。 19 沾尚武乡阳城凹褶带，展布在和顺、左权、屯留、阳城一线以西，呈 NNESSW 方向斜贯沁水盆地，总体为一复式向斜。 表表 3-1 区域地层简表区域地层简表 界 系统组厚度岩性描述 第四 系 Q 0-78 粽红、紫红、黄绿色粘土、亚粘土、夹细 砂、粉砂、中粗砂和砾石层。 新 生 界 第三 系 N 0-68 土黄、灰绿、棕红色粘土及砂质粘土、底 部为细砾 上统 T3 延长组 T3y30-138 浅肉红、灰绿色中、细粒长石砂岩、粉砂 岩及泥岩夹淡水灰岩 铜川组 T2t500 中上部：灰紫红、灰绿色泥岩、砂质泥岩 夹肉红色砂岩 下部：浅肉红、灰黄色长石砂岩夹灰绿 色砂质泥岩中统 T2 二马营组 T2e 600 上部：灰黄、黄绿色长石砂岩、紫红色泥 岩 中部：紫红色砂质泥岩夹浅灰中粒砂岩 下部：灰绿色中细粒砂岩夹紫红色、灰绿 色泥岩 和尚沟组 T1h 131-474灰紫色细粒长石砂岩夹紫红色泥岩 中 生 界 三 迭 系 T 下统 T1刘家沟组 T1l 145-568紫红、浅红色细粒砂岩、粉砂岩、夹泥岩 石千峰组 P2sh 42-217黄绿色中、粗粒砂岩与紫红泥岩互层 上统 P2上石盒子组 P2s 223-653 上部：杂色砂岩、泥岩互层 中部：黄绿色、灰黄色砂岩夹、紫红色泥 岩 下部：黄绿色砂质泥岩、紫红色泥岩夹锰 铁矿 下石盒子组 P1x 48-161 中上部：黄绿、杏黄色泥岩、粉砂岩及砂 岩，顶部鲕粒泥岩 下部：黄绿色砂岩、灰色泥岩夹薄煤层 二 迭 系 P 下统 P1 山西组 P1S35-72 上部：黄绿色、灰色泥岩、砂岩 下部：深灰色、灰黑色砂岩、粉砂岩、泥 岩、煤层 上统 C3 太原组 C3t63-142 灰白、浅灰、深灰砂岩、粉砂岩、泥岩、 石灰岩及煤层 石 炭 系 C 中统 C2 本溪组 C2b0-35 灰黑、灰白泥岩、铁铝岩夹灰岩、砂岩、 薄煤层 峰峰组 O2f0-176 泥灰岩、角砾状泥灰岩、白云质灰岩、下 部夹石膏 上马家沟组 O2s 170-308 白云质灰岩、豹皮状灰岩、泥灰岩、角砾 状泥灰岩、上部夹石膏层 中统 O2 下马家沟组 O2x 37-213 石灰岩及泥灰岩、角砾状泥灰岩、钙质泥 岩 奥 陶 系 O 下统 O1 64-209白云岩、夹页岩 古 生 界 寒武 系 377-570 砾岩、砂岩、灰岩、泥灰岩、竹叶状灰岩、 鲕状灰岩、白云岩 上 元 古 震旦 系 Z 几 km 数十 km 20 界 3、区域构造演化特征 区域构造格局经历了太古代至早元古代古陆壳板块形成阶段，晚元古代至 早二叠纪板块稳定发展阶段，侏罗纪以来板内变形阶段。 区域构造多形成于第三阶段。侏罗纪以来，库拉-太平洋板块向东亚大陆俯 冲日益加强，由此产生 NW-SE 向挤压应力，晋获断裂带则是在此作用力下形 成。进入新生代以来，库拉-太平洋板块俯冲带向东迁移，亚洲大陆东缘由安第 斯型大陆边缘转化为西太平洋沟弧盆大陆边缘。弧后地慢物质活动激化，导致 地慢上拱，岩石圈侧向伸展。至新生代中期，晋获断裂带长治段出现垂直走向 的局部伸展开裂，形成小型断陷盆地。 三、区域含煤特征三、区域含煤特征 本区属于沁水煤田晋城矿区，含煤地层为二叠系下统山西组（P1s）和石炭 系上统太原组（C3t） 。 山西组含煤三层，即 1、2、3 号煤层。其中 1 号、2 号煤层为不稳定的不 可采煤层，一般为煤线或缺失。3 号煤层稳定可采，煤层平均厚一般为 4.75m， 本组地层平均厚 48.60m，可采煤层含煤系数 9.77%。 太原组含煤 8 层，即 5、7、8、9、11、12、13 和 15 号煤层，其中 11 号煤 层厚度 02.24m，平均 0.72m，属局部可采的不稳定煤层。15 号煤为全井田稳 定可采煤层。本组平均厚 92.73m，可采煤层平均总厚 3.84m，含煤系数 4.14%。 第二节第二节 矿井地质矿井地质 一、地层一、地层 井田广泛为大面积黄土覆盖区，中部出露二叠系下统下石盒子组及上统上 石盒子组地层。根据钻孔及区域资料，将该区地层由老至新分述如下： 1、奥陶系中统峰峰组（O2f） 为含煤地层之基底，埋藏于井田深部。岩性为深灰、青灰色厚层状石灰岩， 夹灰黄色、黑灰色泥灰岩，含次生石膏及浸染状黄铁矿，下部裂隙岩溶发育， 21 并为方解石脉充填，局部为角砾状石灰岩，厚度一般不大于 100m。 2、石炭系中统本溪组（C2b） 平行不整合于下伏奥陶系石灰岩凹凸不平之古侵蚀面上，岩性、岩相及厚 度变化较大，一般由灰色鲕状铝土岩、铝质泥岩、灰黑色泥岩组成，偶有灰黑 色粉砂岩、夹菱铁矿及硫铁矿等组成。全组厚度 1.4913.11m，平均 6.10m。 3、石炭系上统太原组（C3t） 区内主要含煤地层之一，以 K1砂岩与下伏本溪组分界，并与之呈连续沉积， 岩性主要为深灰色泥岩、砂质泥岩、石灰岩、细砂岩及煤层煤线组成。含稳定 的石灰岩 48 层，煤层 68 层，煤层多赋存于灰岩底部。该组厚度 67.6792.29m，平均 87.55m。据岩性组合特征，自下而上可分为三个岩性段： （1）一段（C3t1） （K1砂岩底K2灰岩底） 岩性为黑色泥岩、粘土质泥岩、粉砂岩、砂岩及煤层组成。底部 K1 砂岩 不稳定，局部缺失或可相变为粉砂岩，顶部为全区稳定可采的 15 号煤层。该段 厚度 12.86m。 （2）二段（C3t2） （K2灰岩底K4灰岩顶） 由三层稳定的石灰岩及砂岩、泥岩、煤层、煤线组成，灰岩中含燧石结核 和方解石细脉，动、植物化石丰富，石灰岩之下多有煤层赋存，底部 K2石灰岩 厚度大，层位稳定，是良好的标志层。全段平均厚 27.51m。 （3）三段（C3t3） （K4灰岩顶K7砂岩底） 岩性为深灰色泥岩、砂岩、粉砂岩、石灰岩及煤层组成，位于该段下部的 9 号煤层零星可采。全段平均厚 47.18m。 4、二叠系下统山西组（P1s） K7砂岩底K8砂岩底，为全区主要含煤地层之一，岩性由深灰黑色泥 岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。上部为灰色、灰黄色砂质泥岩及泥岩互层， 局部夹有二层不可采煤层；中部为黄灰色砂岩、砂质泥岩及 3 号可采煤层。下 部为灰色砂质泥岩、有时相变为黄灰色细砂岩，中夹黄铁矿层及灰黑色泥岩。 3 号煤层位于该组中下部，全区稳定可采，平均厚 5.36m，与下伏太原组整合接 触。该组厚度 46.9459.47m，平均厚度 45.00m。 5、二叠系下统下石盒子组（P1x） 22 与下伏山西组为整合接触。底部发育一层厚 0.5020.68m 的中粒岩屑石英 砂岩（K8） ，风化后成同心圆结构，与山西组分界。中下部岩性以灰绿色泥岩为 主，间夹砂岩；中上部以灰绿色、黄绿色砂岩为主，间夹砂质泥岩，顶部为灰 色、灰紫色及杂色铝土质泥岩，具鲕状结构，呈网格状构造，其色鲜艳俗称“桃 花泥岩”，有时相变为砂质泥岩。本组厚度 50.0085.00m，平均厚度 60.59m。 6、二叠系上统上石盒子组（P2s） 主要岩性为杏黄色、黄绿色砂质泥岩及黄色泥岩互层，其中夹不稳定的黄 绿色砂岩，底界以 K10砂岩与下伏下石盒子组呈整合接触，井田内零星出露， 最大残留厚度 130m。井田北部、西北部大面积出露。 7、第四系中、上更新统（Q2+3） 中更新统（Q2）下部为浅红色至暗红色砂质粘土，含铁锰质薄膜，半胶结 至不胶结，中部为灰黄色砂砾石，上部为浅红色砂质粘土，含钙质结核。上更 新统（Q3）为黄色亚粘土，夹钙质结核，垂直节理发育，孔隙度大，常形成陡 坎、陡壁。第四系在井田东南部大面积分布，一般厚 025m，平均 10m。 二、构造二、构造 该区地层总体为一走向北东，倾向北西的单斜构造；沿倾向方向有幅度不 大的波状起伏，中东部以一轴向北东的向斜构造为主，两翼地层平缓基本对称， 倾角约 38。 区内有两个环形陷落柱，均在 3 号煤层，陷落直径分别约 60m 和 170m。 区内共发现有 3 条断层，分别为 F1、F2、F3。 F1位于原红岩沟煤矿采空区，为一逆断层，走向 SE160，倾向 NE70， 倾角 45，断距 10m 左右，井田内延伸 1500m 左右，两边尖灭。无岩浆侵入， 地层平缓。 F2断层位于现运输大巷 315m 处，为一逆断层，走向 WS261，倾向 SE171，倾角 40，断距约 2m，预计延伸超过 350m。 F3断层位于现运输大巷 455m 处，为一逆断层，走向 SE158，倾向 NE68，倾角 30，断距约 1.2m，预计延伸超过 350m。 综上所述，井田内总体构造属简单类型。 23 第三节第三节 煤层煤层 一、含煤性一、含煤性 本区含煤地层为二叠系山西组和石炭系太原组。 山西组含煤三层，即 1 号、2 号、3 号煤层。其中 1 号、2 号煤层为不稳定 的不可采煤层，一般为煤线或缺失。3 号煤层全井田稳定可采，煤层平均厚 5.36m，本组地层平均厚 45.00m，可采煤层含煤系数 12.38%。 太原组含煤 8 层，即 5、7、8、9、11、12、13 和 15 号煤层，其中 15 号煤 为全井田稳定可采煤层，11 号煤为不稳定的局部可采煤层，其余煤层零星可采 或不可采。本组平均厚 87.55m，可采煤层平均总厚 3.80m，含煤系数 4.34%。 二、可采煤层二、可采煤层 1、3 号煤层 位于山西组中下部，上距下石盒子组底砂岩(K8)约 33m 左右，下 距太原 组 K6灰岩 618m，煤层厚度 2.726.30m，平均厚度 5.36m，含 01 层夹矸， 结构简单。煤层顶板为中粒砂岩、粉砂岩；底板为泥岩或细砂岩。属全区可采 的稳定煤层。但目前区内中、东部地段 3 号煤层已大部分采空。 2、11 号煤层 位于太原组 K4灰岩之下，上距 9 号煤层平均 10.54m，下距 15 号煤层平均 32.55m，厚度 02.24m，平均 0.72m。含 01 层夹矸，结构简单。其顶板为泥 岩，底板为泥岩或泥质灰岩。属局部可采的不稳定煤层。 3、15 号煤层 位于太原组下部 K2灰岩之下 0.050.50m，上距 11 号煤层平均 32.55m， 下距 K1砂岩平均 7.93m，煤层厚度 1.853.25m，平均 2.55m，煤层厚度变化大， 一般含夹矸 01 层，个别含 23 层，结构简单。顶板多为 K2灰岩，局部为黑 色泥岩；底板为泥岩或粉砂岩。属全区可采的稳定煤层。见可采煤层特征表 3- 2。 三、煤层对比三、煤层对比 井田内含煤地层沉积稳定，岩性组合特征具有规律性，标志层及煤层特征 24 明显，变化规律清晰，为煤层对比提供了可靠的依据。 表表 3-2 井田可采煤层特征表（单位：井田可采煤层特征表（单位：m） 煤层 号 煤层厚度 最小-最大 平均 （m） 层间距 （m） 煤层结构 （含夹矸数）可采性 稳定 性 煤层顶底板岩 性 3 2.72-6.30 - 5.36 26.04- 64.67 - 4 41.43 简单（0-1） 全区赋存、全区可采 稳定 中粒砂岩、粉 砂岩 - 泥岩、细粒砂 岩 11 0 -2.24 - 0.72 简单（0-1） 局部赋存、局部可采 不稳 定 石灰岩、泥岩 - 泥岩、泥质灰 岩 15 1.85-3.25 - 2.55 26.32- 42.79 - 32.55 简单（0-3） 全区赋存、全部可采 稳定 石灰岩、泥岩 - 泥岩、粉砂岩 本区煤层对比的标志层主要有 K2、K3、K4、K5四层灰岩及 K7、K8砂岩。 另外 3 号、15 号煤层本身的厚度及其组合关系也是重要的标志特征。 各标志层特征及其在对比中的意义简述如下： K2灰岩：位于太原组下部，为 15 号煤层的直接顶板，该岩层含燧石条带， 富含蜒科化石，厚度大，层位稳定，极易识别。K2灰岩厚 8.3012.29m，平均 厚 10.60m。下部常夹薄层泥岩，本层是对比 15 号煤层的重要标志。 K3灰岩：位于太原组中下部，为 13 号煤层的直接顶板，岩石坚硬致密， 含燧石团块及蜒科化石，泥质含量少，该岩层下距 K2灰岩 6.73m 左右，K3灰 岩厚 1.723.81m，平均 3.13m，是对比 12 号号、13 号