温家沟煤矿防治水中长期规划.doc

山西平遥县兴盛煤化有限责任公司山西平遥县兴盛煤化有限责任公司 温家沟煤矿防治水中长期规划温家沟煤矿防治水中长期规划 （2017 年年-2021 年）年） 地地测测科科 二二 O 一六年十二月一六年十二月 目目 录录 前前 言言.1 第一章第一章 概况概况.2 1.1 矿井简介.2 1.2 位置、范围及交通.2 1.3 自然地理.4 1.4 矿井生产建设情况.5 1.5 井田内及周边煤矿.10 第二章第二章 矿井地质矿井地质.12 21 区域地质简况12 22 矿井地质16 221 地层16 222 构造20 第三章第三章 水文地质水文地质.22 31 区域水文地质概况22 32 矿井水文地质26 33 矿井充水因素分析及水害防治措施29 34 矿井涌水量预算54 35 供水水源54 第四章第四章 矿井主要水害及治理方案矿井主要水害及治理方案 54 4.1 矿井发生突水的原因分析 .54 4.2 建立安全排水系统 .57 4.3 矿井水防治的整体规划 .57 第五章第五章 实施计划及预期效果实施计划及预期效果 66 5.1 项目实施计划 66 5.2 项目实施后的预期效果 .67 0 前 言 矿井水灾是煤矿常见的一种灾害。矿井水害成为继瓦斯事故后影响煤矿 安全生产的另一主要灾害。 为了贯彻落实好国家安全生产监督管理总局出台的煤矿安全规程、 国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知、国家安监总局的煤 矿防治水规定和省政府的相关规定，杜绝水害事故的发生，保障从业人员 生命及财产的安全，结合我矿的水文地质情况实际，坚持“预防为主，防治 结合”的方针，按照当前与长远、局部与整体、地面与井下、防治与利用相 结合的原则，根据不同的水文地质条件，落实“探、防、堵、疏、排、截” 等相应的措施。因此编制防治水中长期规划是非常必要。 同时要在整体规划的基础上，根据轻重缓急，抓好防治水工作，要严格 检查，堵塞漏洞，防患于未然，确保整个防治水工作按计划有条不紊地进行， 使防治水规划落到实处，水害得到有效防治。为此，我矿编制了本矿井 5 年 矿井防治水规划。 1 第一章 概况 1.11.1 矿井简介矿井简介 山西平遥县兴盛煤化有限责任公司温家沟煤矿隶属于山西平遥兴盛煤化 有限责任公司，该矿原名为温家沟煤矿，属地方国营企业。该矿于 1984 年 建井，1988 年投产。根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文 件晋煤重组办发200959 号“关于晋中市平遥县煤矿企业兼并重组整合方 案的批复”，山西平遥县兴盛煤化有限责任公司温家沟煤矿为兼并重组后 的单保矿井，整合后矿井生产能力不变，为 120 万 t/a。该矿 2015 年 10 月 9 日由山西省国土资源厅为该矿换发了采矿许可证，其证号为 （C1400002009111220043744），生产规模 120 万 t/a，批准开采 2 号11 号 煤层，井田面积 9.8207km2。2016 年 4 月 26 日由山西煤矿安全监察局为该矿 换发了安全生产许可证，其编号为（晋）MK 安许证字2016 X085Y6B1，许可能力 120 万 t/a。 1.21.2 位置、范围及交通位置、范围及交通 121 井田位置与范围 山西平遥县兴盛煤化有限责任公司温家沟煤矿位于平遥县城南直距 16km 处的枣树坪-尚家庄一带，行政区划属平遥县卜宜乡管辖,井田地理坐标为： 东经 1121227-1121539， 北纬 370308-370456。 山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发 200959 号“关于晋中市平遥县煤矿企业兼并重组整合方案的批复”，山西 平遥县兴盛煤化有限责任公司温家沟煤矿为单保矿井，根据山西省国土资源 厅 2015 年 10 月 9 日为该矿核发的采矿许可证，其井田范围拐点坐标见 2 表 1-1。 矿矿 界界 拐拐 点点 坐坐 标标 表表 1-11-1 1954 年北京坐标系（6带）1980 年西安坐标系（3带）拐点 编号XYXY 1410643019607900 4106381.4337607830.76 2410643019611000 4106381.4537610930.77 3410398019611000 4103931.4437610930.79 4410366019609000 4103611.4337608930.78 5410306019607420 4103011.4137607350.78 6410357019607500 4103521.4237607430.78 7410492019607400 4104871.4237607330.77 8410510019607250 4105051.4237607180.77 井田形状为一不规则多边形，东西最长 3.750km，南北最宽 3.370km， 井田面积 9.8207km2，批采 2 号-11 号煤层，生产规模 120 万 t/a。批采标高： 由 1012.02m 至 150m。 122 交通条件 该矿工业场地至平遥县城 16km。汾(阳)-屯(留)公路沿井田东边界自北 向南通过。井田西北外 15km 处有南同蒲铁路通过。井田内各村庄均有简易 公路与外界相连，交通方便。见交通位置图。（图 11）。 3 图 11 交 通 位 置 图 1.31.3 自然地理自然地理 131 地形与地貌 井田属太岳山(霍山)北西麓的延伸部分，北邻晋中盆地，属于中低山区。 井田内地形复杂，侵蚀冲刷剧烈，地势东南高西北低，最高处位于井田东南 角，海拔 1381.7m，最低处位于井田西北角沟谷中，海拔 980m，最大相对高 差 401.7m。 132 水文 4 区域地表水属 黄河流域汾河水系 ，流经区域的主要支流有惠济河、柳根河、官 村河等，均为季节性河流。 井田东临 柳根河，井田内没有常年性河流通过，一般 沟谷中仅在春季积雪融化和夏秋雨季有短期地表径流，向北汇合后，注入汾 河。井田内主要沟谷流向为北西。 133 气象 平遥县属暖温带半干旱大陆季风性气候 ,大陆气候特征明显，四季分明，冬长 夏 短,季风强盛。春季干燥多风 ，夏季炎热多雨 ，秋季凉爽宜人 ,冬季少雪寒冷。多 年平 均气温为10.4，一月份平均气温 5.7，七月份平均气温23.8。极端最高 气温 39.6(1999年7月30日)，极端最低气温 24.1,无霜期为160天。据平遥县2009 年2011年降水量统计， 年平均降水量为 477mm，最高年降水量为 526.6mm，最低年降水量为 306mm。降水多集中在每年的七、八、九三个月， 占全年总降水量的 75。年平均蒸发量1932.9mm，最大蒸发量2102.6mm，最小 蒸发量为1313.8mm。年相对湿度为44%75，平均58；主要风向为西北风， 年平均风速为17ms；一般初霜期始于10月，终霜期为次年4月，霜期平均为 185天，土壤冰冻期12月初，解冻期为次年月底，最大冻土深度 64cm。最大风 速为 32ms。 134 地震 依据建筑抗震设计规范（GB500112010），平遥属抗震设防烈度 为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.20g 的第二组。 1.41.4 矿井生产建设情况矿井生产建设情况 山西平遥县兴盛煤化有限责任公司温家沟煤矿隶属于山西平遥兴盛煤化 有限责任公司，该矿为兼并重组后的单保矿井，2015 年 10 月 9 日山西省国 土资源厅为该矿发放的采矿许可证（证号：C1400002009111220043744）， 5 有效期限：自 2015 年 10 月 9 日至 2018 年 10 月 9 日。批准开采 2-11 号煤层， 生产规模 120 万 t/a，井田面积 9. 8207km2。 该矿 1984 年建井，1988 年 1 月投产，实际生产能力为 30 万 t/a，该矿 2 号煤层原由乡镇矿开采，现已停止开采，现开采 9 号煤层，经山西省煤炭 工业局以晋煤行发2007114 号文批复该矿为机械化采煤升级改造矿井，生 产能力由 30 万 t/a 拟提升为 120 万 t/a，2009 年 5 月 11 日山西省煤炭工业 局印发晋煤办基发 2009 266 号文件“关于山西平遥县兴盛煤化有限责任 公司温家沟煤矿机械化采煤升级改造项目开工建设的批复”，建设工期 20 个月。2009 年 10 月 30 日，山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室 印发晋煤重组办发 2009 59 号文件“关于晋中市平遥县煤矿企业兼并重组 整合方案的批复”，该矿为单保矿井。2011 年 8 月 24 日，山西省煤炭工业 厅基本建设局以晋煤基登字2011006 号文同意山西平遥县兴盛煤化有限责 任公司温家沟机械化采煤升级改造进入联合试运转阶段，联合试运转起始时 间：2011 年 8 月 27 日至 2012 年 2 月 27 日。2012 年 3 月 24 日经山西省煤 炭工业厅文件晋煤办基发2012514 号“关于山西平遥县兴盛煤化有限责任 公司温家沟煤矿 120 万 t/a 兼并重组整合项目竣工验收的批复”。 该矿在现有工业场地，新掘一斜井作为机械化升级改造后的主斜井，井 筒斜长 717m，装备大倾角带式输送机，担负全矿井的提煤任务，设架空乘人 装置,担负全矿井的升降人员任务，为矿井的进风井和一个安全出口。利用 现有混合提升斜井作为机械化升级改造后的副斜井，井筒斜长 666m，装备单 钩串车，担负全矿井提矸、下料及下大件等辅助提升任务, 敷设台阶扶手, 为矿井的进风井和另一安全出口。机械化升级改造后行人斜井关闭。现有回 风立井不能够满足矿井设计要求，现将该井筒直径刷大到 4.0m，井筒垂深 6 295m， 装备金属梯子间,为矿井的回风井和又一个安全出口。 矿井为斜井开拓。主斜井斜长717m，装备大倾角带式输送机，担负全矿 井的提煤任务，设架空乘人装置，担负全矿井的升降人员任务，为矿井的进 风井和一个安全出口；副斜井斜长666m，装备单钩串车，担负全矿井提矸、 下料等辅助提升任务，敷设台阶扶手，为矿井的进风井和另一个安全出口； 回风立井刷大为净直径4m，装备玻璃钢梯子间，为矿井的回风井和又一个安 全出口。达产时以两个综采工作面，两个综掘、两个炮掘工作面，满足矿井 设计能力。各井筒特征见下表（1-3）。 井 筒 特 征 表 表 1-3 坐标（54 北京）座标（80 西安）井 筒 名 称 XYZXYZ 井 筒 类 型 斜长或垂 深（m） 倾角 （） 净直 径 （m） 净断面 积(m)2 主 井 4105087.76819607340.082 1012.79641050398471012.796斜 井 717 2010 4.211.9 副 井 4105156.27719607339.234 1012.8574105107.69519607319.9991012.857斜 井 666203.57.3 风 井 4104575.80319607883.8081060.204104527.22119607814.5731060.20 立 井 295904.012.56 矿井采用走向长壁综合机械化采煤方法，一次采全高，全部垮落法管理 顶板。2 号煤层回采工作面主要装备：1 台 MG200-BW2 型采煤机、1 部 SGZ630/220 型刮板输送机、1 台 SZB630/75 型转载机、1 部 DSJ80/40/80 型 可伸缩带式输送机、107 架 ZY3000/08/18 型液压支架。9 号煤层回采工作面 主要装备：1 台 MGN132/316WD 型采煤机、1 部 SGZ630/220 型刮板输送机、 1 台 SZB630/75 型转载机、1 台 LPS1000 型破碎机、1 部 DSJ80/40/125 型可 伸缩带式输送机、107 架 ZY3200/10/19 型液压支架等。矿井通风方式为中央 并列式通风。全井田现采用一个主水平和一个辅助水平开拓，主水平标高 +782.4m，主要开采 9、11 号煤层；辅助水平标高+800m，主要开采 2 号煤层。 主水平与辅助水平采用岩石斜巷联系方式。全井田划分为六个采区：将 2 号 煤层划分为 3 采区(一、二、三采区)，将 9 号和 11 号煤层划分为 3 个采区 7 (四、五、六采区)。 该矿目前开采 2 号煤层一采区和 9 号煤层四采区，矿井生产能力 120 万 t/a 时，矿井正常涌水量为 1080m3/d，最大涌水量为 1344m3/d。 该矿近三年生产情况见（表 1-4）。 表 1-4 项目 年份 采出量（万 t）损失量（万 t）动用量（万 t） 2009 年59.455.765.15 2010 年61.6116.6578.26 2011 年44.4211.155.52 合计165.4833.45198.93 该矿各生产系统情况如下： 141 供电系统 矿井采用 35kV 双回路供电。在矿井地面工业场地内新建有一座 35/10kV 变电站，一回 35kV 电源引自七洞 35kV 变电站的 35kV 母线段，导线型号为 LGJ-95mm2，输电距离约 7km；一回 35kV 电源引自城南 110kV 变电站的 35kV 母线段，导线型号为 LGJ-95mm2，输电距离约 12km。两回电源线路分列运行, 一回工作，一回(带电)备用。主变压器为 SZ11-5000/35 双绕组变压器 2 台， 容量为 5000kVA，1 台工作，1 台备用。 142 提升系统 主斜井提升安装一部 DTL 型大倾角钢绳芯带式输送机，带宽 B=1000mm， 带速 V=3.15m/s，配套电机功率 2220kw，设 RJHY55 型架空乘人装置，电 机功率 55KW，运行速度 1.2m/s，担负全矿井的升降人员任务；副斜井提升 选用一台 JK-21.5 型单滚筒绞车提升，电机功率 250kW，轨道为 30Kg 的钢 轨。 143 运输系统 8 井下运输主要采用胶带输送机运输。其中（2 号煤）辅助水平运输石门 选用一部 DSP6025/800 型胶带输送机，带宽 800mm，带速 V=2.0m/s，配套电 机功率 75kw；辅助水平一采区胶带下山选用一部 DSP/800 型胶带输送机，带 宽 800mm，带速 V=2.0m/s，配套电机功率 2245kw；主水平四采区胶带下山 选用一部 DSP8040/1000 型胶带输送机，带宽 800mm，带速 V=2.0m/s，配套 电机功率 2185kw。井下辅助运输采用防爆单滚筒提升机牵引系列矿车运输， 其中辅助水平一采区和主水平四采区轨道下山均选用 JKYB21.5 型防爆单 滚筒液压提升机，配套电机功率均为 160kw；辅助水平轨道暗斜巷选用 JKYB1.21.0 型防爆单滚筒液压提升机, 配套电机功率 75kw；主、辅水平 均设有一部 RJHY37 型悬吊式乘人装置。主斜井 2 号、9 号煤煤仓容量均为 600t。 144 主通风机系统 矿井配备了两台 FBCDZ-8-20B 型轴流风机，一台工作，1 台备用。每 台风机配 2 台 YBFe315L2-8 型电机，功率 110kW2，转速 740r/min。 145 矿井排水系统 矿井主水仓容量1000 m3、副水仓容量为570m3，在副斜井井底车场附近 设置中央水泵房，排水管路采用两趟（100mm）钢管，沿副井敷设，水泵 房采用三台D85-458型离心式水泵，配用电机功率为132kw。正常及最大涌 水时，均为一台工作，一台备用，一台检修。2号煤层的一采区轨道下山和9 号煤层的四采区轨道下山底部附近分别设置采区水泵房。一采区水泵房将采 区涌水通过敷设在轨道下山内的排水管路排至轨道斜巷上部车场水沟，再自 流至副斜井井底主水仓；四采区水泵房将采区涌水通过敷设在轨道下山内的 排水管路排至副斜井井底主水仓；副斜井井底中央水泵房将矿井涌水通过敷 9 设在主斜井井筒内的排水管路排至地面矿井水处理站。 146 压风系统 矿井地面设有压风站，设三台 BLT175A-20.5/10 型螺杆式空气压缩机， 其供气量 20.5m3/min/台，供气压力 1.0MPa，冷却方式为风冷式；配套电机 功率 132kW。主管路为 1594.5 型无缝钢管，沿主斜井敷设下井；分管路 为 1084 型无缝钢管，沿主要巷道敷设；支管路为 894.5 型无缝钢 管，沿采掘工作面巷道敷设。 矿井探放水为物探钻探相结合，物探设备为 YCS40(A）瞬变电磁仪，探 放水设备为 ZYJ-1000/135 型架柱式液压回转钻机，按照防治水规定要 求在掘进工作面布置探水孔。 矿井探水方法：（1）煤巷探水：在掘进巷道时要进行打钻探水，钻孔 呈扇形布置；钻孔数为 5 个，探水钻孔的深度为 80 米，立轴直径为 42mm， 钻孔深度要保持超前探距不小于 30 米。 （2）石门探水：在生产水平附近有老窑积水时，石门贯通煤层之前均 须探水。此时探水孔的布置呈半圆形，孔数不少于 5-6 个，控制高度为巷道 掘进高度的 10 倍，将积水放尽后，待掘透煤层，再沿两翼采用边探边掘法 掘进煤巷。 根据山西省煤炭工业厅文件（晋煤瓦发2015204 号）“关于晋中市 2014 年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复”， 山西平遥县兴盛煤化有限责任 公司温家沟煤矿 2014 年度矿井 CH4绝对涌出量为 7.02m3/t，相对涌出量为 3.37m3/t,CO2绝对涌出量为 2.95m3/min，相对涌出量为 1.42m3/t,为瓦斯矿 井。 1.51.5 井田内及周边煤矿井田内及周边煤矿 10 本井田内无其它小煤矿开采。井田西南相邻山西平遥县兴盛煤化有限责 任公司佛殿沟煤矿，见四邻关系图（图1-2）。 图 1-2 四 邻 关 系 图 该矿原来为平遥县县办国营煤矿，始建于 1958 年，1960 年投产，原设 计生产能力 21 万 t/a，批准开采 4、9、11 号煤层。根据山西省煤矿企业兼并 重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200959 号“关于晋中市平遥 县煤矿企业兼并重组整合方案的批复”文件的批复，由原山西平遥兴盛煤化 有限责任公司佛殿沟煤矿、原山西平遥元宝湾煤业有限公司、原山西展锦煤 业有限公司及 0.0056km2新增区重组整合为山西平遥县兴盛佛殿沟煤业有限 公司，重组整合后井田面积为 5.0211km2，批准开采 2-11 号煤层，矿井生产 规模为 60.00 万 t/a。 该矿采用斜井开拓方式，两斜井均位于井田北部边缘。主斜井采用无极 11 绳绞车提升，主要担负全矿井的煤炭提升、进风、下料、提矸，兼作安全出 口；副斜井担负矿井的总回风任务，兼作安全出口。采煤方法为长壁式采煤， 采煤工艺为炮采，工作面支护采用金属摩擦支柱支护，顶板管理采用自然垮 落法。矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，主扇两台，型号为 FBCZ-4-13 型，一台工作，一台备用。提升运输系统主要包括主斜井、运 输大巷、采区运输、顺槽运输和回采面运输，主斜井采用 JW-1600/80 型无 极绳绞车提升，运输大巷采用无极绳绞车牵引矿车运输，回采工作面采用刮 板输送机运输。该矿井涌水量不大，正常为 200m3/d，雨季涌水量为 250m3/d，该矿井下安装有三台水泵，型号为 MD85-454，一台正常排水， 一台备用，一台检修。据晋中市煤炭工业局市煤安2007260 号文（关于晋 中市 30 万吨/年以下煤矿矿井 2007 年瓦斯等级鉴定结果的批复），该矿井 现开采 9 号煤层，矿井瓦斯相对涌出量 2.41m3/t，绝对涌出量 0.78m3/min， 二氧化碳相对涌出量 3.18m3/t，绝对涌出量 1.03m3/min，批复为低瓦斯矿井。 该矿主井、副井井口坐标为： 井名 X Y 主斜井 37606480.46 4104486.44 副斜井 37606512.46 4104511.81 回风斜井 37606555.65 4104535.08 由于井田与佛殿沟煤矿以 F28逆断层相隔，该断层倾角、断距较大，地 下水很难沟通。佛殿沟煤矿同一含水层标高高于本井田，含水层水有向本井 田径流的趋势。尽管各煤层之上各含水层富水性均较差，但对本井田涌水量 将有一定的影响，特别是其采空区积水，将是本井田水害的潜在隐患。因此， 在未来矿井生产过程中，在井田西部 F28逆断层一定要留足保安煤柱，以防 发生佛殿沟煤矿向本井田的透水事故。 12 第二章 矿井地质 2 21 1 区域地质简况区域地质简况 211 区域地质 1区域地层 本井田位于沁水煤田西翼北缘，地层发育情况与沁水煤田其它地区及其 西邻霍西煤田相似。区域上(西起介休市洪山，东至平遥县辛村，北起平遥 县城，南至平遥县千庄，面积 710km2，下同)出露的地层从老到新有：古生 界奥陶系下统、中统，石炭系中统、上统，二叠系下统、上统，中生界三叠 系，新生界第四系等。从西往东依次出露奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系， 第四系沿沟谷，山梁有不同程度分布。区域地层走向总趋势是：北西一南东 向，倾向北东，地层厚度及岩性特征见表（31）。 13 区 域 地 层 简 表 表 31 地层单位 界系统组段 厚度（m）岩性组合 全新统Q40-30黄褐色亚砂土、亚粘土及砂砾石。 上更新 统 Q330-60黄色土状亚砂土。、亚粘土，夹砂砾石。 第 四 系 中更新 统 Q20-125微红色亚砂土、亚粘土，中夹一层粉砂。 新 生 界 KZ 上 第 三 系 上新统N20-50棕红色亚粘土，亚粘土。 中生 界 Mz 三 叠 系 T 下统 T1 刘家沟组 T1l 414-585 浅紫红色细砂岩、粉细砂岩、砂质泥岩、砾岩。 石千峰组 P2sh 83-162紫红色砂质泥岩、中粗砂岩互层。 三 段 P2s3 154-173.8 灰黄、紫红、黄绿、褐紫色砂质泥岩及泥岩互 层夹少量黄绿色中粗粒砂岩。 二 段 P2s2 82.0-117.1 灰黄、黄绿色中粗粒砂岩，石英砂岩与黄绿、 紫色砂质泥岩，泥岩互层。 上统 P2 上石盒子组 P2s 一 段 P2s1 215-290 灰绿、黄绿、紫红色砂质泥岩，泥岩互层夹灰 绿、黄绿色中粗粒砂岩。 下石盒子组 P1x 71.4-140.1砂岩、砂质泥岩、泥岩及薄煤层、煤线。 二 叠 系 P 下统 P1 山西组 P1s33.8-85.9灰白、灰色砂岩、砂质泥岩含煤 37 层。 上统太原组 C3t67.5-109.4泥岩、砂质泥岩、砂岩、灰岩及煤层。石 炭 系 C 中统本溪组 C2b7.8-38.9 灰白、灰黑色铝土岩、黄铁矿、粘土岩、砂岩、 砂质泥岩、灰岩。 峰峰组 O2f 126.8- 176.1 灰、灰黑色泥灰岩、石灰岩。 上马家沟组 O2s 196.3- 256.0 灰黑色石灰岩。 中统 O2 下马家沟组 O2 100-150 岩性为灰岩夹豹皮状灰岩,白云质灰岩,白云质 泥炭岩,泥质白云岩,泥炭岩组成，底部多为石英砂岩， 砂砾岩，含石膏。 古 生 界 PZ 奥 陶 系 O 下统O1180-300 岩性为厚层状含燧石结核条带白云岩，泥 质白云岩及燧石层，竹叶状白云岩、钙质、白云质页岩。 2区域地层区划 山西省位处华北地层大区的中央部位，全部属于华北地层大区晋冀鲁豫 14 地层区。根据山西省岩石地层区划图，山西的主体部分属山西地层分区， 东北部属燕辽地层分区，西南端属豫陕地层分区，西部边缘地带属鄂尔多斯 地层分区，北部边缘地带属阴山地层分区。本区属于山西地层分区吕梁山地 层小区。 212 区域构造特征 本井田属于华北地台山西断隆沁水台凹西缘。区域构造以断裂为主，褶 曲不甚发育。总体上呈一走向北北西、北东东缓倾斜的单斜构造。 1断裂构造 区域断裂构造比较发育，其特点是延伸长，断层倾角较陡，一般大于 50，以正断层为主，逆断层次之，其方向主要以北东东和北北东两组为主， 其中以北北东向形成较早，北东东向形成较晚，但分布较多，呈地堑、地垒、 阶梯状排列。 2褶曲 区域褶曲构造不太发育，仅局部地段出现小的波状起伏，形成小的近南 北向或北北东向的背、向斜，但规模不大，横向延伸最大 3km。 213 区域含煤地层特征 1区域内含煤地层 区域主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，其中，山 西组含煤 5 层，分别 1、2、3、4、5 号煤层，其中 2 号、5 号煤层为较稳定 大部可采煤层，3 号、4 号煤层为不稳定局部可采煤层，其余为不稳定不可 采煤层。太原组含煤 7 层，分别为 7、7下、8、9、10、11上、11 号煤层， 8、10 号煤层为较稳定局部可采煤层， 9 号、11上号、11 号煤层为稳定全区 15 可采煤层，其余为不稳定不可采煤层。 2本井田位置 本井田位于沁水煤田西翼北缘。 2 22 2 矿井地质矿井地质 2 22 21 1 地层地层 1井田地层 井田内地表多被第四系上更新统(Q3)覆盖，仅在沟谷地带和部分山梁有 二叠系下统下石盒子组和上统上石盒子组、石千峰组出露。根据井下巷道揭 露情况及井田内利用钻孔资料，井田内沉积的地层由下而上有：奥陶系中统 峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠 系下统下石盒子组、二叠系上统上石盒子组和石千峰组、第四系上更新统。 现分述如下： （1）奥陶系中统峰峰组（O2 f） 井田内 ZK5、ZK10 和 ZK14 号钻孔揭露本组地层，揭露厚度最大 54.70m，岩性为深灰色、灰色石灰岩夹薄层状灰色泥灰岩、灰岩、浅灰色白 云质灰岩。 （2）石炭系中统本溪组（C2b） 井田内仅有 ZK5、ZK10 和 ZK14 号钻孔全部揭露本组地层，ZK4 钻孔 仅揭露部分地层，ZK20 钻孔本组地层缺失。本组地层厚度 19.80-36.50m， 平均 28.15m。下部为黄铁矿层、铝土矿及浅灰色铝土岩、粘土岩等。上部以 深黑色泥岩、砂质泥岩、细砂岩为主，夹有 1-4 层石灰岩，其中最上一层较 稳定，其它几层常相变为粗砂岩、泥岩。与下伏奥陶系中统峰峰组(O2f)为平 行不整合接触。 16 （3）石炭系上统太原组（C3t） 岩性主要为灰黑色泥岩，砂质泥岩，灰色细砂岩，深灰色石灰岩和煤层， 主煤层 9 号煤之上分有四层稳定石灰岩，自下而上编号为 K21、K22、K3、K4，该组为井田主要含煤地层之一。底部灰褐色中粒砂岩(K1)与 本溪组整合接触。地层厚度变化总趋势是东部增厚，西部变薄。本组地层厚 度为 69.00-104.00m，平均 80.69m。 （4）二叠系下统山西组（P1s） 连续沉积于下伏地层太原组之上，为一套碎屑岩含煤建造。本组也是井 田主要含煤地层之一，岩性主要为黑色、深黑色泥岩、砂质泥岩，灰色中细 粒砂岩和煤层及薄层泥灰岩、含鲕粒泥岩。主要煤层发育于上部。该组为井 田的又一主要含煤地层。底部中厚层灰白色中细粒砂岩(K7)与下伏太原组为 整合接触。本组地层厚度为 36.05-83.06m，平均 56.87m。 （5）二叠系下统下石盒子组（P1x） 该组地层在井田内所有钻孔中全部揭露，本组地层厚度为 70.55- 125.15m，平均厚度 89.41m，中部有一中厚层灰绿色细砂岩，间夹灰绿色、 黑灰泥岩、砂质泥岩。底部的灰黑色含砾中细砂岩(K8)与下伏山西组为整合 接触。 （6）二叠系上统上石盒子组（P2s） 该组在井田内大面积出露于沟谷及其两侧，并遭到后期不同程度的剥蚀， 其保存完好程度由西向东逐渐增加。其岩性由灰绿色、黄绿色、灰紫、蓝紫 色砂岩，砂质泥岩，泥岩组成。底界为厚层灰绿色含砾中-粗砂岩，中细粒砂 岩间夹薄层砂质泥岩、泥岩(K10)与下伏下石盒子组为整合接触。地层厚度 485.75-528.10m，平均 502.55m。 (7)二叠系上统石千峰组(P2sh) 17 井田内大部分经历了强烈的剥蚀，仅在井田东部部分残留并出露于山坡 两侧。本组底界以灰黄、黄绿色含砾中粗粒砂岩(K14)与下伏上石盒子组整合 接触，之上由紫红色及褐红色砂质泥岩、紫红色、砖红色中细粒砂岩组成， 本组地层最大残留厚度约 115m。 （8）第四系上更新统（Q3） 为土黄色亚砂土、砂质亚粘土，表层有腐殖土，厚度 1.05-97.00m，平均 19.13m，分布于山顶、山坡，分布面积较广，与下伏地层呈角度不整合接触。 （9）第四系全新统 分布于沟谷之中，为松散的砂、土、砾石等现代季节性河流沉积物，与 下伏地层呈角度不整合接触。厚度 04.10m。 2含煤地层 井田内主要含煤地层为二叠统下统山西组和石炭系上统太原组，分述如 下： （1）山西组（P1s） 该组为一套陆相碎屑含煤地层，为本井田主要的含煤地层之一，岩性主 要为黑色、深黑色泥岩、砂质泥岩，灰色中细粒砂岩为主。含煤 5 层，分别 为 1、2、3、4、5 号。其中 2、5 号煤层均为较稳定的大部可采煤层， 3、4 号煤层均为不稳定的局部可采煤层，1 号煤层为不可采煤层。本组地层厚度 为 36.05-83.06m，平均 56.87m，底部以 K7细砂岩与下伏地层太原组呈整合 接触。 从沉积特征来看，山西组含煤地层形成于海退过程中，聚煤作用发生于 海退造成的滨海三角洲平原及湖泊、泻湖、潮坪环境中,从地层的沉积特征 看：山西组砂岩层较太原组稍发育一些，煤层的顶板一般为砂质泥岩，泥岩 18 及细砂岩层。 （2）太原组 该组自 K1砂岩底至 K7砂岩底，为一套海陆交互相含煤沉积，是本井田 主要的含煤地层，岩性由深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、石灰岩 为主，含煤 6 层，分别为 7、7下、9、10、11上、11 号煤，其中 9、11 号煤 层为全井田稳定可采，7下、10、11上号煤层为不稳定局部可采，7 号煤层为 不可采煤层。含有 4 层灰岩(K21、K22、K3、K4)，K21灰岩平均厚 2.20m，为 9 号煤层直接顶板，K22灰岩平均厚 3.49m，K3灰岩平均厚 4.55m，K4灰岩平 均厚 2.75m，为 7 号煤层直接顶板。本组底部发育一层较稳定的灰褐色中粒 砂岩 (K1)，一般厚度为 0.453.48m，平均厚度 1.97m。与下伏本溪组呈整 合接触。本组地层厚度为 69.00-104.00m，平均为 80.69m。根据岩性组合特 征，本组可分为三段。 下段：由底界砂岩 K1至 K21石灰岩之底，厚度 24.88m 左右。底部 K1 砂岩整合于本溪组之上，为灰褐色中粒砂岩，厚度 1.97m 左右。本段岩性以 深灰灰黑色泥岩，砂质泥岩为主，含 9、10、11上、11 号煤层。 中段：由 K21石灰岩底至 K4石灰岩顶，厚度为 43.82m 左右，由四层 海相石灰岩、碎屑岩及煤层组成。主要含 7、7下号煤层。 上段：由 K4石灰岩顶至 K7砂岩底，平均厚度 11.99m，岩性由黑色泥 岩主深灰色砂质泥岩组成。 通过对本组 5 个旋回的岩性、标志层分析,可以看出：本井田沉积环境 演化由本溪组顶部黑色含黄铁矿结核泥岩的泻湖沉积开始,而后出现滨海砂 坝沉积(K1),海侵初期,在坝后潮坪及滨岸带发生泥炭沼泽化，形成煤层之后， 发生海侵，形成第一旋回的石灰岩沉积，之后周期性地发生 4 次海侵，形成 19 4 个海侵沉积旋回。每一个完整的旋回岩性层序自下而上依次为:(1)泥岩,(2)砂 质泥岩,(3)砂岩,(4)砂质泥岩,(5)泥岩,(6)煤层,(7)石灰岩,代表着浅海一 滨海一潮坪一浅海的环境演化过程，煤层形成于潮坪环境，其硫分含量较高。 在第和第 V 旋回中,在前期海退过程中发育次一级的海侵小旋回，这时形 成的煤层硫分含量稍低,具有一定的工业价值。聚煤环境以第旋回最为有 利,海侵缓慢,泥炭沼泽化作用持续时间长,沉积厚度大,聚煤作用强,形成井 田内太原组最主要的可采煤层。 2 22 22 2 构造构造 井田南、西两面均以断距较大的断层作为自然边界，井田内部构造相对 较简单，基本上为一走向北西、倾向东至北东的单斜构造，倾角 6-14，在 此基础上局部发育有宽缓的褶曲和断距不大的小断层,井田内无陷落柱。见 井田构造纲要图（图 3-2）。 20 图 3-2 井 田 构 造 纲 要 图 1.断层 (1)枣林村逆断层(F28)：位于井田西部边界附近，断层走向北东 10-20， 倾向南东东，倾角 53-65，断层落差 155-238m，该断层贯穿井田西缘，往 北没入黄土中。在井田内延伸长度约 3400m，为地表出露。 (2)董家庄正断层(F43):位于井田南部边界，其走向变化较大。西段走向 为北东 65，至尚家庄及其东变为近东西向。断层倾向北，倾角约 85，落 差最大在董家庄村西附近，约 70-90m，向东逐渐变小，落差约 40m，在井田 内延伸长度约 3440m，为地表出露。 21 (3) F1正断层：位于井田西北部，断层走向北东，倾向南东，倾角 70 ，落差最大 15.5m，在井田内延伸长度约 350m，在井田地表发现。 (4) F2正断层：位于井田中东部，断层走向北东，倾向北西，倾角 77 ，落差最大 4-6.5m，在井田内延伸长度约 350m。在井田地表发现。 井田在地表发现了 4 条断层，现分述如下：（详见断层统计表 32） 断 层 统 计 表 表 32 断层编号 断层 性质 走向倾向倾角落差 m井田内延伸长度 m控制程度位置 枣林村（F28）逆NESEE53-65155-2383400地表出露井田西部 董家庄（F43）正EWN8540-903440地表发现井田南部 F1正NNESE7515.5350地表发现井田西北部 F2正NENW774-6.5350地表发现井田中东部 目前 9 号煤层井下巷道揭露断层落差为 1-3m 的有 8 条，倾角在 30 70之间，在井田南部采掘过程中揭露了 1 条落差为 5m 的断层，断层走向 近东西，倾向南，倾角 45 ，落差 5m，在井田内延伸长度约 350m。 2褶曲 S1向斜：位于井田东北部，轴向为 NE，在井田内延伸约 1400m。西翼 倾角为 9左右，东翼倾角为 6左右。 3岩浆岩 井田未发现岩浆岩侵入体。 综上所述，井田南、西两面均以断距较大的断层作为自然边界，井田内 部构造相对较简单，对本井田煤层开采影响不大。 总之，本井田地质构造复杂程度为简单。 第三章 水文地质 3 31 1 区域水文地质区域水文地质概况概况 22 一、区域地表水系 区域内地表水属汾河水系，流经区域的主要支流有惠济河、柳根河等， 均为季节性河流。 惠济河全长约 40km，宽约 50200m，流域面积 285km2，上游可分为两 个支流，西支流发源于千庄附近，东支流发源于东部山区，经辛村、邢村在 尹回两支流相汇后经九眼桥流入汾河。最大洪水量为 100m3/s，一般洪水期 流量为 50m3/s，平时断流。 柳根河全长约 35km，宽约 150170m，流域面积 274km2，支流官沟河 发源于普洞的后沟，经普洞、段村、东安庄至候冀成无尾河。第二支流沙河 发源于枣村坪、董家庄，经军寨在道虎壁入柳根河，年平均清水流量 0.1m3/s，最大洪峰 61m3/s，一般洪水流量 30m3/s。 本井田位于沁水煤田西北缘，区域水文地质单元属洪山泉域，井田位于 洪山泉域东北部约 17km 处。 二、区域含水岩组的划分及其水文地质特征 含水岩组是按地下水含水介质以及赋存条件、水动力特征划分的。现将 各含水岩组的水文地质特征分述如下： 1、奥陶系碳酸盐岩岩溶水含水层 该含水岩组在本区域的出露主要分布在普洞以南及洪山泉以南，在普洞 褶断带水文地质单元中仅在二亩沟矿区西北部有少量裸露，岩性为灰黑色厚 层状纯灰岩，裂隙、溶洞较发育，是区内主要含水层之一，水质类型为 HCO3CaMg 型，矿化度为 0.44g/L。洪山泉位于本井田西南约 17km 处。下 面简述洪山泉的边界条件及补、排条件与本井田奥陶系灰岩水的关系。 洪山泉出露于介休县城 10km 的洪山镇附近，为本省大型岩溶泉之一， 23 泉口高程 916m，高出盆地 180m，多年平均流量 1.32m3/s，1955 年1995 年， 年平均流量为 1.25m3/s，从 1998 年开始，泉水流量开始急剧衰减，2000 年 的平均流量为 0.61m3/s，2001 年为 0.39m3/s，2002 年为 0.266m3/s，2003 年为 0.182m3/s，2004 年为 0.196m3/s，2005 年 4 月调查仅为 0.12m3/s。泉 域总面积 444km2，主要含水层为中奥陶统灰岩。 控制该区岩溶水补给与排泄的断裂有化家窑地垒，走向北东东，由两 条正断层组成，地垒为奥陶系灰岩，两侧为二叠系砂泥岩，构成北部阻水边 界。地垒可截取上游岩系部分裂隙水，汇集顺沿强透水灰岩排泄成泉。绵 山山前大断裂，走向北东，由兴地至洪山为数十公里，是高角度正断层。 据山西省岩溶泉域水资源保护，洪山泉域边界东、南至龙凤河地表 分水岭；西以兴地河分水岭至绵山断裂为界；北到化家窑地垒。从图上可以 看出本井田位于龙凤河分水岭的东侧，属洪山泉域，见（图 51）。 24 图 5-1 洪山泉域略图 2石炭系太原组碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙岩溶水含水层 该含水岩组主要出露在二亩沟矿区西侧普洞以南及以西地区，岩性为灰 白、灰黑色、铝土质、砂质泥岩及灰岩互层。灰岩为黑色厚层块状，裂隙较 发育，溶洞不发育，其中以太原组中夹四层稳定的石灰岩较厚。据井田内 ZK10 号水文孔，灰岩总厚 15.79m，水位 215.10m，单位涌水量 25 0.044L/sm，水质类型为 HCO3-NaK 型，矿化度为 0.426g/L。 3二叠系及三叠系碎屑岩类裂隙含水岩组 分布在东南及东部山区，岩性主要为紫红色砂质泥岩和灰黄色、灰红色 细砂岩以及灰黄、灰红色带灰绿色长石砂岩；紫灰色砂质泥岩、泥岩。裂隙 及层理都较发育，为大气降水和地表水入渗创造了条件。大部分泉水都出露 于该地层中，泉流量为 0.046-0.8L/s。据井田内 ZK10 号水文孔提水结果，含 水层厚 61.8m，水位埋深 27.4m，单位涌水量为 0.019L/sm。 4第四系松散岩类孔隙水含水层 大部分布在梁、塬、峁地区，因地形较高，切割严重，无良好的赋存条 件，大部为透水不含水岩层，局部地段含水，水质类型为 HCO3-CaMg 型。 第四系全新统主要分布于沟谷底部，由于厚度小，没有形成储水条件。 三、主要隔水岩组 1中、下石炭统泥岩、铝质泥岩隔水层组 主要由泥岩、铝质泥岩夹薄层砂岩组成，位于 11 号煤层底至中奥陶统 灰岩顶之间。阻隔了奥陶系石灰岩含水层组与碎屑岩夹碳酸盐岩含水层组之 间的水力联系。 2二叠系砂岩含水层层间隔水层组 主要由具塑性的泥岩等组成，呈层状分布于各砂岩含水层之间，阻隔各 含水层之间的垂向水力联系，使各含水层呈层状相对独立。 四、含水层的补给、径流与排泄 1碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组 该含水层在本区域主要出露于洪山泉以南，主要补给来源为大气降水， 其次为河床流经的灰岩地段和断裂带渗漏补给，以及上覆各类地层地下水的 26 侧向补给。岩溶地下水流向由东南向西北径流，最终在洪山泉排泄。 2碎屑岩类裂隙含水层组 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补给。在区域构造的控制下，地下水沿层 面裂隙顺层径流。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松散岩类孔隙含水层组 松散岩类孔隙水除大气降水的垂直入渗补给外，有地表水的入渗补给和 基岩裂隙水的侧向补给，地下水的流向一般与地表水的流向大致相似。排泄 方式主要是人工开采。 3 32 2 矿井水文地质矿井水文地质 根据 2011 年 8 月山西地宝能源有限公司编制的山西平遥县兴盛煤化 有限责任公司温家沟煤矿矿井水文地质类型划分报告中水文地质资料及本 次实际调查资料分析，对该矿井水文地质评述如下： 1地表水系 井田内没有大的地表水体,受大气降水影响，仅在雨季洪水期有少量水 流，一般干涸无水，在煤层埋藏深度较浅，开采煤层后，有可能造成地面塌 陷，沟通地表水，在洪水期会给矿井造成危害，另外本区发育有断层，会形 成导水通道，使地表水涌入矿坑，因此生产过程中要引起足够的重视。 据调查，井口附近历年最高洪水位标高为 982m，低于各井口标高 1012.7961060.20m，故地表水对各井筒无影响。 2含水层及其特征 27 为了解井田内主要含水层的富水性，本次收集到 1995 年山西省地质矿 产勘查开发局二一六地质队在井田内施工的 ZKl0 水文孔资料，该孔分别对 石炭系太原组、二叠系山西组和上、下石盒子组进行了提水试验，为正确分 析含水层的富水性提供了可靠参数。 （1）奥陶系碳酸盐岩岩溶水含水层 奥陶系在井田内处于深部，据 ZKl0 水文孔资料，孔深 450.60m，含水层 顶板埋深 395.90m，揭穿奥陶系中统峰峰组含水层 54.70m，岩性为灰色、灰 黑色质纯厚层状石灰岩，裂隙溶洞较发育，冲洗液消耗量不大。1996 年 10 月-1997 年 4 月，山西煤田水文地质二二九队在平遥普洞施工了三个供水井， 本次收集到其中 2 号水井资料（详见表 51），该水井位于本井田西南约 800m 处，静止水位为 204.10m，故推断本井田内奥灰水位标高为 918 922m。 普洞奥灰水井资料 表 51 1954 年北京坐标系（6带） 井 号 XYH 靜止 水位 奥灰水 位标高 施 工 单 位 施工 日期 水质 普 2 4101589.05319604348.3341123204.10918.90 229 队 1997.5.10 HCO3SO4CaMg 型， PH 值 7.63，矿化度 0.388g/l，总硬度 327.8mg/l 总碱度 12.7mg/l。 （2）石炭系太原组碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙岩溶水含水层 该组地层井田内地表没有出露，含水层主要为 K4、K3、K2 上、K2 下四层石 灰岩及中粗砂岩，灰岩平均厚度分别为 3.24m、5.90m、4.65m、2.00m，总计 28 15.79m。据井田中东部的 ZKl0 水文孔提水结果，含水层厚 l8.72m，水位埋 深 215.10m，单位涌水量 0.044L/sm，渗透系数 0.196m/d，富水性弱，水 化学类型为 HCO3-NaK 型，矿化度 0.426g/L。 （3）二叠系山西组碎屑岩类裂隙水含水层 该组地层井田内地表没有出露，含水层多为中细砂岩，平均厚 9.60m， 据井田中东部的 ZKl0 水文孔提水结果，含水层厚 14.20m，水位埋深 116.25m，单位涌水量 0