武安市康城煤矿矿井设计计划书.doc

武安市康城煤矿矿井设计计划书第一章 矿井概况及井田特征第一节 矿区概述1.1.1 矿井位置交通及行政隶属关系：康城煤矿位于河北省邯郸市西北约15km处，武安市康城镇康东村村东，中心地理座标：东经1141819,北纬363910。康城煤矿西距武安市康城火车站1km，邯(郸) 长(治)铁路从井田中部通过，在邯郸市与京广铁路交汇。邯郸至武安公路分别从井田中部及北部通过，各乡与村之间均有公路相通，交通条件极为便利。详见交通位置图。（图1-1） 康城煤矿交通位置图 （图1-1） 康城煤矿交通位置图 康城煤矿隶属于河北金能邯矿集团 1.1.2 矿井的地形、地势：康城煤矿井田位于紫山与鼓山之间的丘陵地带，区内地势南、北两侧高，最高处为石盒子组三段砂岩组成的灌林山，标高+276.6m，中部地势低，沁河最低标高为+120m，相对高差156.6m。 井田内地表水系不发育，但因受地形控制，而分属沁河、洺河两个不同的水系，井田南部发育有一条河流沁河，属海河流域子牙河水系滏阳河的支流，沁河由西南部的师窑支流和西部的王沟支流在牛叫河村附近汇合而成，流量很小，由矿井排水、大气降水组成；井田西北部属洺河水系，南洺河在井田外围有自西南向东北迳流，在紫泉附近与北洺河交汇成为洺河。 1963年最高洪水位在康城附近为+157m（康城井田精查勘探最终报告），在牛叫河村桥北小庙下部地台边缘最高洪水位为+123.00m康城煤矿井田范围内分布有西高河、东高河、停驷头、康庄、师窑五个村庄，西高河、东高河两村位于康城煤矿工业广场以南一公里，靠近邯长铁路；停驷头村位于七采区西南部；陶庄、师窑两村位于井田东南部，F12、F1两断层之间。1.1.3 矿区气象： 康城煤矿井田西邻太行山，东为华北平原，属东亚大陆性、中温带、亚干旱、季风气候，四季分明。据武安气象站多年观测资料，本区最高气温42.5，最低气温-19.9，最大年降水量1472mm，最小年降水量289mm，最大冻结深度410mm。春末夏初多风，风向以北东、北北东向居多，冬季多为北风，时有西风。区内雨季集中在79月份，降水量占全年70%以上，丰水年与枯水年降水量相差35倍，并存在10年左右的气象周期，从而形成了地下水集中补给的条件。自1972年以来，受全球性气候变化的影响，区内年平均气温与蒸发度逐年提高，降水量逐年减少，相对湿度也逐年降低。1.1.4 矿区地震、震级及裂度： 本区位于太平洋地震构造带，因而地震极为频繁，且震级较高。据记载河北省超过4.7级地震23次。邯郸地区也发生过多次5级以上的地震，1314年10月5日涉县阳邑发生6级地震；1708年10月26日永年县发生5.5级地震； 1830年的彭城大地震，震级7.5级，房屋倒塌十之七、八，死亡5485人，波及六省140个县。邯邢矿区属国家地震重点监测区，按照中国地震裂度区划图（1990）划分，本区地震裂度为7度区。因此，在基本建设和矿井开采方面必须予以重视。 第二节 井田地质特征1.21 井田勘探程度： 康城煤矿位于康庄井田勘探区西南部，半个山井田勘探区的西北部，地跨两个井田勘探区。本区自1955年8月开始进行煤田普查工作，原峰峰办事处地质队于1955年8月至1955年11月间，先后提交了灵山区地质普查报告（1955年8月）,停驷头区地质普查报告（1956年4月）,临洺关区地质普查报告（1957年12月）,紫山区煤田地质普查报告（1958年11月）。1956年1月至5月，原峰峰办事处138队在南部进行了详查工作，提交了灵山至半个山详查报告。1958年9月至11月，邯郸综合地质大队在北部进行详查工作，提交了牛叫矿区初步勘探报告。本区的精查工作是以邯磁铁路为界，分为南、北两区分别进行的。南区的精查始于1956年6月，由138队和邯郸综合地质大队先后进行，曾于1959年8月提交了半个山矿区详细勘探报告，但未获批准，后由河北煤田地质勘探公司水文队于1967年9月至1968年10月，又进行精查勘探，并提交了河北省武安矿区半个山井田地质勘探最终报告（精查），获得总储量13104.5万t，其中2#煤储量6822.8万t。该报告对区内构造、可采煤层层数、厚度变化、煤层结构、煤质等基本查清；对岩浆岩分布规律及对煤层的影响已基本清楚。浅部区做了大量水文地质工作，矿井水文地质条件已基本查明，但-85m以下水文地质条件研究不足，不能满足深部区设计和安全生产需要。另外，深部区下组煤7、8、9煤层勘探程度不足，未提交8、9煤层底板等高线图和储量计算图。北区的精查勘探工作由河北省煤田地质公司水文队在1967年3月至1969年12月进行勘探，并提交了河北省武安矿区陶庄井田精查勘探报告。该报告阐述了陶庄地区构造简单，煤层稳定，预计了矿井充水条件和初期开采矿井的涌水量，报告不足之处是本次着重勘探6#煤以上各煤层，由于岩浆岩影响对6#煤以上各煤层没有控制，另外北部工作量较少，所以深部煤层控制程度较差。1990年129队受邯郸矿务局委托通过收集分析已有资料，提交了康城井田下组煤地质及水文地质报告，本报告评价了区内岩浆岩、大青、奥灰水条件，计算-85m水平开采下组煤矿井涌水量，核实下组煤储量，批准核实后全矿下组煤（8#+9#层）工业储量：A+B+C为3135万t，其中A+B级874万t。2005年后，深部七采区勘探程度较低，全区总面积约2.63km2，但区内仅有8个钻孔，分别是：2301、补16、补20、2313、2310、陶52、普6和8806孔，且除普6和8806孔位于本区东部即深部之外，其余均在西部，钻孔密度为3个/km，勘探程度仅相当于详查阶段，不能正确指导开拓设计和开采。为满足七采区深部开拓设计和未来开采的需要， 2006年下半年，在七采区深部设计施工了3个补充勘探钻孔（2006-1、2006-2、2006-3），控制、查明深部区内1#、2#煤层的赋存情况，控制了F12、F1断层位置及断层产状，基本满足了七采区设计和开采的需要。1.2.2 井田水文地质构造：邯郸矿区地处山西断隆级构造单元，太行拱断束级构造单元，武安凹断束级构造单元的东部。康城煤矿井田走向较长，倾向短，处于F1断层和F4断层所构成的地垒断块之上，基本构造为一被短轴褶曲和断层所复杂化了的平缓单斜层。南部走向N30E左右,中部N40W左右,北部又为NE变为N。煤层倾角为5.7。10，。井田内大中型断层都为高角度正断层。井田内褶曲构造较为发育,多为开阔的倾斜褶曲。井田南部构造以断层为主，褶曲主要有一个较大的背斜构造；井田北部主要是褶曲构造。（一）褶曲：井田内褶曲均为形成较早、小型的低序次构造，褶曲幅度较小，均为短轴，褶曲轴的方向性明显，以近南北向及近东西向为主。褶曲在成因表现为受着水平侧压力和大断裂牵引作用影响，形成纵横交错的小褶曲，并受后期断裂的切割破坏，失去完整性。规模较大的褶曲有半个山背斜，位于井田中南部，平行于F4断层发育，轴向东西，向东倾伏，轴长3Km，走向N30E，并向南北两端微微倾伏，为F4断层牵引作用所造成。鳌子山背斜位于井田北翼，为一直立背斜，倾伏方向N30E，倾向N60W，控制可靠。北牛叫向斜位于井田东部，为一斜歪向斜，倾伏方向S57E，倾向N52E，控制可靠。（二) 断层：康城煤矿褶曲一览表 （表2-2）褶皱名称两 翼 产 状褶曲类型倾伏方向倾伏角度 可靠程度倾角倾向倾角剖面平面半个山背斜9W9直立浑圆状S33WN32E86可靠鳌子山背斜12N60W12直立N30E6可靠北牛叫向斜17N52E12斜歪S57E10可靠康城煤矿井田内断层走向以北北东向为主，东西向次之，该两方向的断层构成了井田断裂构造的主要轮廓。至今为止，通过钻探和巷道揭露，井田范围内落差大于10m的断层只发现1条F4，为高角度正断层，且具有倾角大（一般在50。以上），延伸远的特点。为矿井的西部边界，井田内长度8000m，走向N23E，倾向NW，倾角50，落差在100310m，由1741、2357孔和槽探、井探工程、地层露头等对比控制，断层控制可靠。断层破碎带的宽度不大，基本上与断层落差成正比，断裂面一般呈剪切面状。断层带物质复杂，断层遇到具有塑性、韧性岩层断层带充填物为断层泥，未固结有可塑性；断层遇到刚性、脆性岩层断层带充填物则为断层角砾岩，为棱角状或次棱角状，砾石大小悬殊不等，其间充填有泥质及煤屑。在七采区总回风道226m处揭露F10号断层时迎头为灰黑色粉砂岩，上部含钙质结核，具层理，破碎压软，下部为灰黑、灰白色断层泥。大、中断层在走向上和倾斜上都呈现出舒缓波状。断层在走向延展长度因断层落差而异，大型断层连续性强，纵贯整个井田，如西部边界断层F4；中小断层连续性则较差，断续出现或延展不远即行尖灭。康城煤矿井田影响采区划分的较大型以上主干断裂构造虽为数不多，但影响工作面布置的中、小型断裂却相当发育。这些中、小断层交叉分布相互切割且分布零乱，走向延展远，落差变化大，局部地区常呈密集带状出现，对煤层的完整性破坏十分严重，增加了掘进、采煤的施工难度。根据地质剖面钻孔资料分析和井巷工程实际揭露，大中型断层将褶曲的构造线和岩浆岩断开，故褶曲、岩浆岩应先于断层形成或属同期不同时，但有先后之分。断层对矿井的生产主要表现为：（1） 影响矿井采区的划分：陶一煤矿井田采区的划分多以较大的断层为边界。 （2）使井下生产管理工作更加复杂：工作面内小断层的出现，不仅影响了掘进、回采的进度，增加了煤质的灰分，复杂了生产系统及运输环节，增大了资源损失，同时又使工作面顶板破碎、淋水、煤质松软，恶化了工作面环境，不利于安全生产。（3）复杂了矿井的水文地质条件：井田内发育的大中型断层使的含水层与煤层相互对接，也使不同含水层相互导通，给矿井安全生产带来诸多不利因素。（三）陷落柱：陶一煤矿井田至今未发现陷落柱，但相邻陶二矿、亨健矿业公司、德盛煤矿、康城煤矿在2#煤层均揭露了陷落柱，多数不含水。1.2.3 井田水文地质特征： （一）区域水文地质： 1、区域水文地质边界情况：康城煤矿位于邯邢水文地质单元南单元的康城亚单元的东部。该单元北部边界分布在紫山岩体一带，其地表分水岭即为该单元的北部边界；西部边界以紫山鼓山断层为界；东部边界以奥陶系石灰岩顶界面标高-1100m为界；南部边界分为两段，南部西段以双玉泉断层为界，东段以F1断层为界。整个单元形似三角形，面积约200km2。与邯邢水文地质单元的其它亚单元相比，本单元为一补给条件差、径流不畅、半封闭的奥灰水文地质单元。见区域水文地质略图。 2、地下水的补、径、排条件：地下水的补给以大气降水补给为主，以各含水层间通过断裂构造侧向补给为辅。除奥灰岩含水层外，其余各含水层受出露条件、地形、构造、岩性等因素的制约，其天然补给量有限，地下水主要以静储量的形式赋存于含水层之中，其排泄形式主要是农田灌溉、矿井排水等垂向的人工排泄。本区奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层具有一套较为完整的补、径、排系统。在天然流场下补给形式有两种，其一是在紫泉、拐头山一带奥灰裸露区直接接受大气降水的垂直入渗补给；其二是在白沙岩体东西两侧得到单元外奥陶系灰岩水的侧向补给。由于奥灰出露面积小且侧向补给有限，因而本单元补给水量不足。单元内奥灰水在天然流场下，是由南部拐头山一带接受大气降水补给后向北径流到紫泉村附近以泉的形式排泄，排泄量约为0.01m3/s,其余为南洺河河床卵砾石潜流排泄，原始水位标高在+110+130m。近年来由于开采活动以及补给减少等因素，致使其水位逐年下降,目前南部地区仍保持在+98m左右，康城北翼则下降至+30m左右，泉水枯竭，改变了地下水的天然流场，洺河附近的排泄口成为反补给口，地下水流向改变为由北向中部康城一带的人工排泄点汇流。奥灰水的排泄形式由原来的自然排泄，而逐渐转化为人工排泄。排泄点分布于北部观5孔，中部康城水源地，停驷头井群和南部胡峪、野河井群。地下水流场形成了以上述井下涌水点和井群为中心的疏降漏斗。观5#孔的降落漏斗陡而深，从而反映出单元北部富水性弱，径流条件和透水性差；南部康城水源地降落漏斗浅而缓，反映单元南部的径流条件和透水性较好，富水性也较强，补给条件也较好。康城单元内发育有大致与单元西部边界的紫山鼓山断层平行西下的紫泉断层（F8）和半个山断层（F4），这两条断层将单元分割成水文地质特征各异的三个水文地质块段，即周庄块段、康城块段和陶庄块段。这三个块段中，西部周庄块段由于埋藏较深，奥灰水受岩溶裂隙发育程度的制约，水交替条件差，该块段属弱径流滞流区；东部的陶庄块段，北部有厚层的岩浆岩侵入，灰岩变质程度较高，岩溶裂隙不发育，再加之埋藏也较深，地下水径流条件差，故该区属于弱径流滞流区；位于F8断层和F4断层之间的康城块段，沿紫泉断层附近奥灰含水层埋藏较浅，紫泉断层附近的羽状张性裂隙发育，岩溶裂隙也发育，水交替条件较好，使得地下水径流通道较畅通，为单元的主径流带，该块段属中等径流区。1.2.4 地下水动态特征：单元浅部的二叠系砂岩含水层，由于受埋藏条件的限制，地下水以储存量的形式在含水层中运移。据陶庄水井水位观测资料，水位年变化幅度较小。在单元西南部的石灰岩裸露区，岩溶地下水基本呈天然状态，大气降水可直接转化为岩溶水，其类型属典型的气象型，即雨季水位迅速上升，而旱季水位则持续下降，水位年变化幅度较大。在石灰岩深埋区，由于受人工开采的影响，地下水动态属气象人工型，随着人工开采量的增加，地下水得不到及时补偿，水位持续下降。水位变化一般是在每年雨季过后的11月份至次年12月份，水位偏高，而在每年的36月份，水位最低。陶一井田处于康城水文地质单元的迳流带。(一) 矿井水文地质：1.含水层：井田内分布八个含水层组,自下而上分为:奥陶系石灰岩含水层组（I）、大青灰岩含水层（II）、伏青灰岩含水层（）、野青灰岩含水层（IV）、大煤顶板砂岩含水层（V）、石盒子组砂岩含水层（VI）、第四系砂砾层及岩浆岩含水层（见表4-1）。现分述如下：（1）、奥陶系中统石灰岩溶裂隙含水层（I）：该含水层是煤系地层基底，奥陶系灰岩水具有集中补给，长年消耗，调节储量大的特点。岩性主要由厚层状细晶中晶质质纯石灰岩、角砾状石灰岩、花斑状石灰岩组成，按沉积旋回分为三组八段，以上部七段富水性最强，七段局部下部发育有硬石膏层，使水质变为SO42-型水，总硬度在40德国度以上，难以饮用。由于断层切割和岩溶沟通，使奥陶系灰岩成为一个既具有各向异性，又具有统一水动力系统的综合含水体，地下水赋存于岩溶裂隙之中。陶一煤矿井田内奥灰没有裸露，全部属于埋藏岩溶，但本井田处于区域奥灰水的中等富水区（区）之中，区域奥灰地下水南部拐头山获得补给以后，流向北北东，经过F5断层进入本井田，成为主要补给来源，加之侧向补给形成了奥灰水赋存量大，导水性较强，是影响下组煤开采的主要水源。钻孔单位涌水量一般在0.26642.953l/sm，矿化度0.30.6g/l，水质类型以HCO3SO4CaMg或SO4HCO3CaMg型为主，在本矿区新打的水文观测孔水量6070m3/h，水位+95m，水压1.7Mpa。相邻德盛煤矿开采奥灰最大突水水量为6500m3/h左右，稳定涌水量3740 m3/h，测算单位涌水量达16.49 L/s.m ；目前其淹井水位+42m。本层含水层一般不影响2#煤层的开采，但对7#、8#、9#煤层（下组煤）有重大影响，威胁其开采。（2）、中石炭统本溪组灰岩岩溶裂隙含水层：该含水层在本溪组铝土泥岩之上，岩性为深灰色，致密，厚层状，质不纯。厚 2.5 6.9mm，平均厚4.7m，裂隙多为方解石脉所充填,含水性较弱-中等，矿化度0.23g/l，水质类型为HCO3SO4CaMg。井下北部水源孔揭露水量120 m3/h ，稳定涌水量5080 m3/h。对2#煤层开采无影响。111 井田内含水层特征一览表含水层名称平均厚度（m）富水性钻孔抽水试验单位涌水量（公升/秒m）水质类型奥陶系石灰岩含水层钻孔揭露最大厚度为9792m七、八段为强，六段为弱。0.26642.953HCO3SO4CaMg、SO4HCO3CaMg本溪石灰岩含水层4.7弱-中等HCO3SO4CaMg、大青石灰岩含水层7.1中等0.0830.138SO4-Ca. Mg、SO4HCO3-Ca.Mg伏青石灰岩含水层4.1弱中等0.1654.521HCO3CaMg、HCO3NaCa野青石灰岩含水层1.1弱0.0111.69SO4-HCO3-Ca-Na、HCO3SO4CaMg大煤顶板砂岩含水层520m弱0.00550.269HCO3SO4CaNa石盒子组砂岩含水层18弱0.150.742HCO3SO4CaNa第四系砂砾石层与风化基岩一般小于25m弱HCO3SO4CaMg、岩浆岩含水层弱0.0390.162HCO3-SO4- Na-Mg（3）、上石炭太原组大青灰岩岩溶裂隙含水层（II）：该含水层为8#煤层的直接顶板，岩性为深灰色，富含纺锤虫及腕足类化石，下部含有煤线，局部含燧石，岩溶裂隙发育，有溶洞，厚5.1710.57m，平均厚7.1m，据外围钻孔抽水试验资料，单位涌水量0.0830.138l/s.m，渗透系数为1.481.82m/，水质类型为SO4-Ca. Mg、SO4HCO3-Ca.Mg型，富水性中等。相邻矿井开采揭露本层灰岩致密、裂隙岩溶较差，富水性差。对2#煤层开采无影响。（4）、上石炭统太原组伏青灰岩岩溶裂隙含水层（）：本井田钻控揭露的厚度一般为2.815.7m，平均厚4.1m，青灰色，灰黑色，坚硬细致，含纺锤虫质及海百合茎化石，层面有炭质，底部为硅质灰岩，较坚硬，局部夹燧石，岩溶裂隙较发育，有溶洞。钻孔单位涌水量为0.1654.521 l/sm，富水性弱，局部中等。渗透系数为0.01048.36 m/d，水质类型以HCO3CaMg和HCO3NaCa型为主。一般情况下对2#煤层开采无影响，但深部区因水压大、裂隙发育等原因也可直接影响2#煤层的开采，如陶二矿四下地区，多次发生回采工作面底板伏青灰岩含水层突水事故。据井下揭露和突水资料表明，本层灰岩水富水性以静储量为主，易疏干，井巷揭露突见水量较大，可达300 m3/h左右，但易于疏干，稳定水量50 m3/h左右；但与其它含水层存在补给关系时疏干困难，如陶二矿四下地区该含水层涌水就长达10年之久。（5）、上石炭统太原组野青灰岩岩溶裂隙含水层（IV）：本井田钻孔揭露厚度在0.41.9m，平均厚1.1m，深灰色，隐晶质，质地不纯，含泥质，组织粗糙，含蜓类及海百合茎化石，局部相变为粉砂岩，岩溶裂隙多被方解石脉所充填，钻孔单位涌水量为0.0111.69 l/sm，富水性较弱。矿化度0.5320.758g/l，水质类型以HCO3SO4CaMg型为主。井田北部富水性弱，一般揭露水量10 m3/h左右，易于疏干；南部地区受岩浆岩补给影响，富水性较强，如南部亨建煤矿揭露野青灰岩含水层时出水量高达60 m3/h左右。（6）、二叠系下统大煤顶板砂岩含水层（V）：主要由2#煤顶板砂岩组成，岩性以灰白色中、细粒砂岩为主，由数层组成，总厚度在520m，在构造带和岩浆岩侵入体附近裂隙较发育，钻孔单位涌水量为0.00550.269 l/sm，富水性较弱，局部富水性中等。渗透系数为1.96m/d，矿化度0.3g/l，水质类型为HCO3SO4CaNa型。井下揭露情况：以静储量为主，涌水量一般1020 m3/h，最大30 m3/h左右，易于疏干。 （7）、二叠系石盒子砂岩裂隙含水层（VI）：主要是由上石盒子组二段、四段和下石盒子组底部砂岩组成。岩性以中、粗粒砂岩为主，厚度约为18m，岩石裂隙不发育，钻孔单位涌水量为0.150.742 l/sm，富水性较弱，局部富水性中等。渗透系数为1.401.73m/d，矿化度介于0.2940.594g/l。水质类型为HCO3SO4CaNa型。一般不影响2煤层开采，但大落差断层附近有可能造成涌水，如九采区12911面因F12断层影响，该层砂岩水在顶板涌出水量最大达250 m3/h左右。（8）、第四系卵砾石孔隙含水层：该层主要分布在山间沟谷地带，由一套冲洪积相的沉积物组成。其厚度和水位受地形控制变化较大，一般不大于25m。水位及水量呈季节性变化较明显。由于厚度有限，富水性弱。（9）、岩浆岩裂隙含水层：岩浆岩由北向南侵入本区，北厚南薄，呈岩盘侵入，似层状，岩性以闪长岩、闪长斑岩为主，据抽水试验结果，单位涌水量0.0390.162l/s.m，岩浆岩含水层为承压裂隙水，富水性弱至中等，水质类型为HCO3SO4CaMg。在陶一煤矿-85m水平以上各采区的生产过程中，因承受岩浆岩含水层水的压力较小，岩浆岩出水量不大，易于疏干；但随着开采深度的不断加大，岩浆岩出水量不断增加，且不易疏干，成为陶一煤矿现生产地区的主要充水水源。在九采区因底板岩浆岩侵入，岩浆岩含水层出水，12906工作面最大涌水量达到102 m3/h，12908工作面最大涌水量达到 256 m3/h。（二） 矿井隔水层 陶一煤矿井田内各含水层之间均存在有一定厚度的并且有良好隔水性能的隔水岩层。奥陶系石灰岩含水层（）顶面至9煤层底板间距为21.6540.66m， 岩性主要由砂质泥岩、铝质泥岩、粉砂岩组成，具有良好的隔水性能，并且奥陶系灰岩含水层顶部八段为10m多的泥质或钙质充填带，一般视为隔水层或弱含水层，对下组煤的带压开采较为有利，但在断层的切割地带，将是奥灰导升的薄弱地段。大青石灰岩（）与伏青石灰岩（）间距为28.4241.09m，平均为33.98m，岩性60%为泥岩、粉砂岩，同时还有厚度不等的岩浆岩侵入，这些厚层岩浆岩体虽然与围岩接触带间发育一定裂隙，具有一定的弱富水性，但由于其致密坚硬，在很大程度上还是增强了两含水层之间的隔水能力。伏青石灰岩（）与野青石灰岩（）间距为34.5360.77m，岩性以粉砂岩、泥岩为主，同时也有厚度不等的岩浆岩侵入，均具较好的隔水性能。野青石灰岩（）与2煤层顶板砂岩（）间距为21.8847.14m，平均为36.10m，岩性中粉砂岩和泥岩占60%以上，亦具有良好的隔水性能。2#煤层顶板砂岩（）与下石盒子组底砂岩（）平均间距为50.99m，岩性中粉砂岩占62%，这些厚层粉砂岩亦具有良好的隔水性能。下石盒子组底砂岩（）与上石盒子组二段底部砂岩（）间距为121.60184.50m，平均为149.36m，岩性中粉砂岩、泥岩和铝质泥岩占5060%，这些厚层的泥岩、铝质泥岩起到了很好的阻隔水作用。1.2.4 各含水层对矿井的影响：（一）充水水源：以往开采的对象为山西组煤层1#、2#煤及局部4#煤，目前巷道揭露的含水层自上而下依次为石盒子组砂岩含水层、2#煤层顶板砂岩含水层和h4岩浆岩含水层。矿井充水水源为老窑水、大煤顶板砂岩含水层水和h4 h3岩浆岩层水、废旧钻孔导水、地表水渗透等。1、小煤窑关闭停产后，由于长期停止排水而使地下水大量聚集。当采掘工作面接近它们时，老空水便成为矿井充水水源。老空水由于长期处于滞流状态，水中含有大量的SO42-，PH值低，具有强烈的腐蚀性，老空水一般无补给源，易于疏干。2、康城煤矿地表为低山丘陵坡地，陡坎较多。雨季泄水条件好，大气降水对矿山开采无影响。矿井附近没有大的地表水体，但井田内小煤窑众多，且多开采浅部煤层并与陶一煤矿相连通，地表水体经废弃小窑井筒及采空区（包括本矿）渗漏，而成为矿井充水水源。例如在2002年雨季，在康庄乡停驷头村西沟，地表水的渗漏高达45%，主要原因是由于无法对其进行封堵，所以雨水容易渗透至矿井的采空区。3、2#煤煤层基本无水，当邻近构造裂隙带时，顶板破碎，呈滴水淋水进入巷道。掘进巷道时每前进8090m，就会有一次涌水，涌水初始时水量较大，尔后逐渐趋于稳定，表现为以消耗静储量为主。采煤工作面出水与顶板周期来压紧密联系，在工作面冒落后（尤其是在顶板初次来压），大煤顶板砂岩水集中进入工作面，一般水量在 3060m3/h，个别工作面水量可达90m3/h，大部分延续一段时间后，水量即减小或消失。随回采面积的扩大，总水量虽有增加，但不成正比关系，采空区积水持续时间较长。4、岩浆岩侵入以层状入侵于大煤以下的煤系地层,富水性较强的有两层，一层为大煤底板h4；一层为野青间接顶板h。h含水层对开采影响较大。直接危害#、#、#三层煤的开采。开采2#煤层时岩浆岩一般以底臌形式出水，出水量在一般在30100 m3/h，h4岩浆岩涌水量最大256 m3/(12908工作面)。5、未封闭的钻孔也是导水的因素之一，一般突水水量初期较大，随时间而逐渐稳定。（二）充水通道：康城煤矿的充水途径一般有自然通道和人工通道 。1、构造裂隙：节理和断层等构造裂隙不仅提高了岩层的富水性，又是各种水源进入采、掘工作面的天然途径。2#煤老顶砂岩和岩浆岩中节理发育，且大多为张节理，裂隙宽度较大，是矿井水的良好充水水源和充水通道。大中型断层使得主要可采煤层局部与各含水层相接触，据陶一煤矿多年开采资料，揭露断层时一般无涌水现象，但随着采掘工程的进行，破坏了天然平衡状态，地应力逐渐变化时，断层的闭合裂隙张开，有可能产生采后突水事故的发生，因此在今后的生产过程中，必须对大中型断层进行提前探测，对大断层按照相关规定留设断层防水煤柱。2、人工通道：采掘工作有时直接揭露含水层，使地下水直接进入矿井，成为充水通道。在煤层采出后，煤层顶板岩石的平衡状态被破坏，形成岩层垮落带（I）、断裂带（II）和主体沉降弯曲带（III），第I带和第II带沟通煤层顶板含水层，成为矿井充水水源；随着煤层的开采深度的不断增加，地应力相应增加，并在采矿活动的影响下而使2#煤底板的构造裂隙扩张，造成工作面底板底臌突水，威胁矿井的正常生产。小煤窑采空区、封闭不良的钻孔及未封闭的钻孔，将不同的含水层相互贯通，也成为矿井水的人工充水通道。（三） 受采掘影响含水层性质和条件康城煤矿仅开采2#煤层，受采掘破坏和影响的含水层主要为石盒子组砂岩含水层、2#煤层顶板砂岩含水层、底板野青灰岩和h4、h3岩浆岩裂隙水。以石盒子砂岩和底板岩浆岩含水层最富水，裂隙以富水性弱至中等，以静储量为主，易于疏干和疏降。各含水层补给条件和富水性见下表。2#煤顶板砂岩含水层单位涌水量0.0700.083L/s.m。上覆下石盒子组底砂岩（）距2#煤层顶板砂岩（）平均间距为50.99m，岩性中粉砂岩占62%，这些厚层粉砂岩亦具有良好的隔水性能。岩浆岩由北向南侵入本区，北厚南薄，呈岩盘侵入，似层状，岩性以闪长岩、闪长斑岩为主，据抽水试验结果，单位涌水量0.0390.162 l/s.m，岩浆岩含水层为承压裂隙水，富水性弱,开采2#煤层时岩浆岩一般以底臌形式出水，出水量在一般在30100 m3/h，H4岩浆岩涌水量最大256 m3/(12908工作面)。受采掘影响各含水层补给条件和富水性特征表项 目含水层特征单位涌水量q （L/s.m）水文地质类型2#煤层顶板砂岩水下距2#煤层05m以上，厚度520m，随着开采疏干， 一般不影响2#煤层开采。最大淋涌水量1020m3/h 0.00550.269中等石盒子砂岩含水层下距2#煤层120m以上，厚度大，不易疏干，一般不影响2#煤层开采。0.150.742中等野青灰岩含水层 位于2#煤层下35m左右，厚度2m左右，易疏干，一般不影响2#煤层开采。0.0111.69中等H4岩浆岩含水层H4位于2#煤层下020m左右，一般厚度1030m，易于疏干。但与h3岩浆岩存在联系时，不易疏干。对2#煤层开采有一定影响。井下开采突水水量在50256 m3/h。0.0390.162中等(四） 开采受水害影响程度及防治水工程难易程度各含水层水一般不影响矿井安全，仅对采掘有一定影响，一般在掘进或回采面采取临时排水措施即可保证安全开采，防治水工作难度不大。此项可定为矿井水文地质中等类型。但矿井浅部小窑空区积水、地表水渗漏和开采下组煤矿井等因素，矿井外部水文地质环境和水情比较复杂，而被破坏的井田防水隔离煤柱又无法恢复，因此矿井安全受水害威胁综上所述，康城煤矿应属水文地质条件中等复杂型。第三节 煤层特征1.3.1 煤层：（一）含煤性： 康城煤矿井田的含煤地层为二叠系下统山西组、石炭系上统太原组、中统本溪组，总厚度174267m，平均厚度220m（注：未计算岩浆岩厚度），煤层总厚14.40m左右，含煤系数为6.55%，其中可采和局部可采煤层7层，自上而下依次为山西组的1#、2#煤层和太原组的4#、6#、7#、8#、9#煤层，可采煤层总厚为10.47m，可采煤层含煤系数为4.76%。2#、8#、9#煤层为较稳定可采煤层，4#、6#煤层为不稳定煤层，1#、7#煤层为极不稳定煤层。山西组含煤8层，分布在煤系地层最上部，煤层平均厚度7.80m，含煤系数11.6%。其中可采煤层2层，为1#煤层和2#煤层，平均可采厚度4.12m，可采含煤系数5.49%。太原组含煤14层，煤层平均厚度10.76m，含煤系数为9.0%。其中可采和局部可采煤层5层，为4#、6#、7#、8#、9#煤层，平均厚度6.35m，可采含煤系数5.29 %，均匀分布在本组中、下部。本溪组含煤01层，为10#煤层，不稳定，不可采，煤厚0.360.42m，平均厚度0.39m。（二）煤层特征：1#煤:位于山西组上部,为不可采的极不稳定煤层。煤厚0.142.41m,平均厚度0.87m。煤层结构较复杂，局部含夹矸一层，顶、底板均为粉砂岩，下距2#煤18.3225.38m，平均20.60m。2#煤：位于山西组中下部，煤厚0.824.58m,平均厚度3.25m,属较稳定的复杂结构煤层，最稳定的一层夹矸厚度约在0.150.25m之间，距煤层顶板约在2.32.9m之间，距煤层底板约在0.71.3m之间，其余两层夹矸发育不稳定。直接顶板为粉砂岩，厚度在16.0m左右，性脆，裂隙较发育，易冒落。2#煤层在九采区局部发育一层伪顶，岩性为炭质泥岩，厚度在1.02.0m，完整性极差，冒落严重。老顶为细砂岩，厚度为3.010.0m，坚硬，完整性好。直接底板为黑色粉砂岩，厚度约在1.32.5m左右，富含植物化石。老底为灰白色细砂岩，厚度约在3.72m左右，含方解石脉及黄铁矿，坚硬。2#煤下距4#煤28.3452.31m，平均37.68m。 4#煤：位于太原组上部，为不可采的不稳定煤层。煤厚0.302.72m,平均厚度0.95m，煤层结构较简单，普遍无夹矸。顶板多为野青石灰岩，底板为粉砂岩，下距6#煤19.3737.30m,平均27.58 m。 6#煤 ：位于太原组的中部，煤层厚度0.301.30m，平均厚度0.90m，为不稳定的薄煤层。煤层结构简单，煤层较稳定，局部可采。煤层顶板多为泥岩、粉砂岩，次为石灰岩，底板岩性为深灰色细粒砂岩、粉砂岩，下距7#煤23.4043.48m，平均30.05m 。7#煤：位于太原组的中部，煤层厚度0.171.76m，平均厚度0.76m，因受岩浆岩的影响，煤层厚度变化较大，为极不稳定煤层，陶一煤矿井田仅在七采区部分可采。普遍含0.10.74m厚的细粉砂岩夹矸一层。煤层顶板为细粉砂岩或泥岩，底板大部为粉砂岩，下距8#煤13.3525.94m，平均19.0m。可采煤层特征一览表 （表3-1）煤层煤名煤层厚度（m）稳定程度煤层倾角煤层结构最大最小平均最大最小平均1小煤2.410.140.87极不稳定局部有夹矸一层2大煤4.580.823.25较稳定局部有夹矸一层4野青煤2.720.300.95不稳定普遍无夹矸6山青煤1.300.300.90不稳定 无夹矸7小青煤1.760.170.76极不稳定局部有夹矸一层8大青煤1.840.911.24较稳定无夹矸9下架煤3.421.242.50较稳定含夹矸13层8#煤：位于太原组下部，为不稳定不可采煤层。煤厚0.911.84m,平均1.24m。煤层结构简单，无夹矸。顶板为大青石灰岩，底板为粉砂岩，下距9#煤 1.814.09m，平均2.05m。9#煤：位于太原组底部，为煤系最下一层较不稳定的不可采煤层。煤厚1.24-3.42m,平均2.50m。结构复杂，含夹矸1-3层。煤层顶板为粉砂岩，底板为泥岩。（二）影响煤层稳定性的因素：1、构造：断层错动造成断层带中无煤,断层两侧煤层受挤压，造成煤层局部变薄以致缺失和局部变厚。2、岩浆岩侵入：全部吞蚀或部分吞蚀，造成无煤带和薄煤带，如2#煤在九采区北部的12906、12908两工作面因底板岩浆岩侵入，致使煤厚变薄，最薄仅为0.5m，合计核减储量18.2万t，注销储量14.4万t；九采区的4#煤因岩浆岩的侵入而大部分不可采。3、小煤窑的开掘破坏。1.3.2 煤 质：（一）煤质特征：井田内的煤层为滨海沼泽相腐泥煤，煤质类型均为高度变质无烟煤。（二）煤的物理性质：受区域岩浆热变质的影响，各煤层均变质为无烟煤，呈黑色、灰黑色，条痕为灰黑色及灰色，具玻璃光泽、沥青光泽及似金属光泽，贝壳状、眼球状及参差状断口，半松软半坚硬，呈块状及粉状，外生裂隙发育，性脆，煤岩组分多由亮煤组成，镜煤及暗煤次之，属半亮型和半暗型煤，条带状结构。煤岩镜下鉴定时表面光亮，反射光呈亮黄色及亮黄白色，具明显的消光现象，有机组分界限难以区分，个别的可见条带状镜质体、丝质体、丝质碎屑体、氧化丝质体及粗粒体，保存较好的丝炭胞腔，有的还存在定向的煤的原始结构及形态各异的半镜质组和半丝质组，稳定组分的孢子体等。无机组分以层状、块状、透镜状及分散状粘土为主，次为裂隙充填状、细胞充填状的方解石，细晶状、半棱角状的石英，分散状、结核状的黄铁矿等，无机组分含量在8%19.2%之间。由于受岩浆热变质的影响，局部煤层变质程度增高，致使个别煤芯样中含有天然焦颗粒。（三）煤的种类确定：根据井田内钻孔煤芯煤样工业基础样的工业分析和少量的胶质层测定资料，各煤层的情况基本相同，可燃体挥发份平均值5.12%，粘结性特征均为粉状一类，煤的变质程度极高，胶质层最大厚度（y）为零，不具结焦性。因此本井田内各个煤层的煤种牌号均属无烟煤。（四）、各煤层的工业指标分析及变化特征：1、灰分各煤层灰分比较，以2#、8#煤层灰分最低，多为低中灰煤，1#、6#、9#煤层为中富灰煤。各煤层精煤灰分均小于10%。2、水分各煤层原煤水分平均在1.96%2.57%之间，山西组煤层水分普遍高于太原组煤层水分。各煤层精煤水分在1.37%2.40%之间，普遍低于原煤水分。3、挥发分各煤层精煤挥发分平均值在4.37%6.42%之间，均属中变质无烟煤，2煤层变质程度略高于其它煤层。北部煤层挥发分值低于南部煤层挥发分值，表明煤变质程度在平面上北部高于南部，基本依赖于和岩浆岩的位置关系，垂向上规律不明显。4、全硫属陆相和过渡相沉积的山西组，所含1#、2#煤，原煤含硫量很低，大部分不超过1.0%，个别点也不超过1.5%；属海陆交替相沉积的太原组，所含4#9#煤，原煤含硫量普遍较高，均超过2.0%，大部分达到3.0%5.0%，个别高达8.52%（2348孔7#煤）。从各种硫的化验成果上看，煤中硫分主要有挥发硫组成，固定的硫酸盐硫均低于0.1%，因此煤中的硫分，在燃烧、干馏过程中经挥发可大大降低。1#、2#煤层基本属于特低硫煤，少量低硫和中硫煤，6#、8#、9#煤层基本属于中硫和富硫煤，个别点为高硫煤。（五）元素分析：1、元素组成：区内各煤层均处于高变质状态，煤层中有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，以碳为主，其次为氢、氧、硫。碳随变质程度加深而含量增大，氢则相反，氧和氮与变质程度关系不大，各煤层间元素含量变化不甚明显。2、其它有害元素及稀散元素：煤层中有害元素磷含量较低，基本属于特低磷煤和低磷煤，仅2#煤层有少量中磷煤和高磷煤。（六）煤的工业特征：1、煤灰成分：各煤层煤灰成分以SiO2为主，平均含量在42.58%52.00%之间，其次为Al2O3，平均含量在18.64%33.98%之间，两项含量在60%90%之间。另外1#、2#、8#煤 SiO2含量高于6#、9#煤的SiO2含量，1#、2#、9#煤Al2O3含量高于6#、8#煤层Al2O3含量，6#、9#煤层Fe2O3含量高于1#、2#、8#煤层Fe2O3含量。其它灰成分含量无明显规律。灰熔点、灰成分分析、试验成果表煤#取样处灰熔点（Co）灰成分（）SiO2L2OFe2OCaOMgOS31补2孔12901380140050.2933.474.965.100.662.60康矿一坑11501250131049.8735.491.531.490.860.11康矿二坑1100117012302补1140014001400补212901400140043.6839.923.354.900.341.80康矿一坑12101250132040.2932.8810.254.002.472.20康矿一坑11101400140038.724.253.561.460.55康矿二坑13601400140043.9630.1715.941.500.270.706补213001330134043.961、 煤的灰熔点：煤灰成分中SiO2含量高，则煤的灰熔点低，Al2O3含量高，则煤的灰熔点高，煤灰成分中的Fe2O3、CaO、MgO均为易熔组分。区内6#、8#煤层灰熔点低于1#、2#、9#煤层灰熔点，1#、2#、9#煤灰分多为高熔灰分。2、煤的热稳定性：各煤层热稳定性TS+6高于60%，在63.3%94.0%之间，煤样属较高和高热稳定性煤，表明块煤在高温状态下保持原来粒度的能力较强，不易爆裂。见煤质汇总表。煤质汇总表煤#水分 (点数)灰分 (点数)挥发分(点数)固定炭 (点数)发热量(点数)全硫 (点数)1原煤2.58(13)16.91(13)5.25(13)78.82(12)8140(3)0.697(6)净煤2.98(2)5.06(1)4.01(1)91.13(1)2原煤2.86(46)18.14(45)5.25(46)78.49(40)8030(15)0.576(17)净煤1.74(3)5.87(3)4.15(3)90.23(3)4原煤3.49(17)19.63(17)4.85(17)76.74(17)7924(4)2.343(6)净煤1.14(1)3.12(1)3.86(1)93.14(1)5原煤2.25(8)21.29(7)6.29(8)74.16(7)7756(1)2.954(1)净煤6原煤3.55(23)20.01(23)4.80(22)75.86(19)8050(11)2.995(8)净煤1.23(2)4.64(2)4.02(2)91.54(2)7原煤3.39(20)20.26(20)5.70(20)76.18(16)7937(11)2.936(5)净煤1.10(1)2.94(1)3.11(1)94.04(1)8原煤2.38(25)15.73(25)6.02(25)75.51(24)8258(10)4.029(6)净煤1.21(3)2.61(3)3.57(3)93.97(3)9原煤12.07(28)21.86(28)6.24(28)68.97(22)8089(13)3.356(10)净煤0.985(2)4.20(2)3.96(2)92.01(2)第二章 井田境界和储量第一节 井田境界 井田范围：康城井田由半个山勘探区井田和陶庄勘探区井田各一部分组成，经过了多次井田边界变更，目前康城煤矿井田范围如下：东界：以-250煤层底板等高线为界；西界：以F4断层为界；北界：以勘探线为界；南界：以勘探线为界。本