2017煤矿防治水中长期规划.doc

神府经济开发区海湾煤矿有限公司 Shenfu Technological Development Zone Haiwan Mining Co.,Ltd防治水中长期规划编制时间：二零一七年一月目 录1 矿井及井田概况11.1 矿井及井田基本情况11.2 位置与交通21.3 地形地貌51.4 水文气象71.5 地震81.6 矿井排水设施能力现状82、以往地质及水文地质工作评述93、地质概况113.1 地层113.2 构造133.3 煤系、煤层163.4 岩浆岩174、区域水文地质184.1 区域水文地质特征184.2 区域含（隔）水层184.3 区域地下水补径排条件195、矿井水文地质205.1 井田边界及水力性质205.2 含水层205.3 隔水层215.4 地下水的补径排条件225.5 矿井充水条件225.6 井田及周边地区老窑水分布状况265.7 矿井充水状况306、井下水害治理方案316.1、留设防水煤岩柱316.2、井下探放水316.3、疏干降压316.4、安全技术措施327、实施计划及预期效果367.1项目实施计划367.2项目实施后的预期效果378、费用概算391 矿井及井田概况1.1 矿井及井田基本情况海湾煤矿是神府经济开发区海湾煤矿有限公司（原名神府能源开发总公司）在神府矿区开办的一处地方煤矿。目前神府经济开发区海湾煤矿有限公司下属矿井主要包括海湾煤矿一号井、二号井和三号井，均位于海湾井田范围内，共有六层可采煤层（从上到下依次为2-2、3-1、4-2上、4-3、4-4、5-2煤层）。矿井申办时，井田范围内的3-1煤层大部分已被小煤矿占有，并进行了部分开采，据此情况，将井田内的31煤层全部划归乡镇小煤矿开采，海湾煤矿准开采3-1煤层以下4-2、4-3、4-4和5-2的四层煤。随着国家关闭整顿小煤矿工作的实施，海湾井田内部分小煤矿依法关闭，3-1煤层部分剩余储量已划归海湾煤矿统一开采。2000年12月，委托煤炭工业西安设计研究院编制完成了海湾矿井改扩建预可行性研究报告和2004年2月，委托西安煤矿设计事务所分别编制完成了海湾矿井改扩建工程初步设计，设计矿井初期采用一矿两井，一号井采用斜井开拓，开采4-2（4-2上）、4-3、4-4和5-2煤层，主采5-2煤层；二号井采用平硐开拓，开采3-1煤层。后续为满足矿井建设的需要，继续进行深入的调查和补勘，计划单独建井开采2-2煤层。2006年6月，委托咸阳顺安煤矿设计院编制完成了神府经济开发区海湾矿井改扩建初期工程三号井初步设计（补充修改），对三号井进行了设计，开采3-1、2-2和2-2上煤层，主采2-2煤层。根据海湾煤矿一号井开采计划，将于2012年5月底停止开采5-2煤层，计划开采4-2煤层。因此2011年6月，委托山西约翰芬雷华能设计工程有限公司编制完成了神府经济开发区海湾煤矿有限公司海湾煤矿机械化改造设计说明书（后简称机械化改造设计），对海湾煤矿一号井进行机械化改造设计，矿井设计生产能力为2.4Mt/a，设计服务年限为42.1年，全井田共划分为三个水平，一煤组（4-2煤层）划分为一水平，二煤组（4-3、4-4煤层）划分为二水平，三煤组（5-2煤层）划分为三水平。改造后初期开采一水平的4-2煤层，在4-2煤层布置水平大巷组。采用长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。通风方式采用中央并列式通风方式，抽出式通风方法，主平硐、副平硐进风，回风斜井回风。目前海湾煤矿一号井处于一水平4-2煤层开采初期，根据机械化改造设计中421盘区42101和42102、42104工作面均设计0.4a回采结束，2017年开采42105、42103工作面，2018年开采42107、42201工作面，2019年开采42202、42203，2020年开采42204,、42205工作面，2021年开采42206、42207工作面。图1-1 海湾煤矿一号井五年计划采掘范围1.2 位置与交通海湾井田位于陕北侏罗纪煤田神府矿区，行政区划隶属陕西省神木县孙家岔镇管辖。井田范围东以乌兰木伦河为界，南以考考乌素沟为邻，西以139号与C35号钻孔连线为界，北以135号与137号钻孔连线为界，东西长约7.5km，南北宽5.38.4km，井田面积37.2385km2。地理坐标东经：1101712.131102256.36，北纬：390257.52390710.63。根据 2011年12月29日，陕西省国土资源厅颁发的采矿许可证批准海湾煤矿开采范围由10个坐标点圈定（表1-1），并扣除井田内的8个开采浅部煤层的生产小煤矿范围（表1-2）。采矿许可证范围内同时包括海湾煤矿一号井、二号井和三号井，其中海湾煤矿一号井平面上开采范围与批准坐标圈定的范围相同（图1-2），立面上开采标高为+1160+960m，开采4-2（4-2上）、4-3、4-4和5-2煤层。表1-1 海湾井田范围拐点坐标一览表点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标14324232.0037440379.0064327520.0037445031.0024328567.0037438214.0074326260.0037445748.0034332002.0037445359.0084325362.0037444644.0044329442.0037445684.0094324450.0037443770.0054328450.0037446487.00104324927.0037442499.00表1-2 井田内扣除范围拐点坐标一览表矿名点号X坐标Y坐标矿名点号X坐标Y坐标林海煤矿14327861.0037438989.00大湾煤矿14329262.0037444079.0024327652.0037440209.0024327992.0037444039.0034327042.0037440509.0034327992.0037444799.0044326337.0037441364.0044328292.0037445044.0054326052.0037440609.0054329312.0037445124.0064325757.0037440681.00标高：+1120+1060m74325597.0037439754.0064329357.0037443079.00标高：+1115+1095m74329262.0037444079.00后塔煤矿14324497.0037440134.0084327992.0037444039.0024324912.0037439774.0094327982.0037443039.0034325252.0037440099.00标高：+1120+1070m44325597.0037439754.00王才伙盘煤矿14327042.0037440509.0054325897.0037441544.0024329172.0037439479.0064324732.0037442009.00114330612.0037442479.0074324767.0037441209.00104331432.0037442314.0084324637.0037440529.0034331342.0037443979.00标高：+1075+1060m44329262.0037444079.00阳崖煤矿14325172.0037441834.0054329357.0037443079.0024326337.0037441364.0064328902.0037443054.0034327042.0037440509.0074327902.0037442084.0044327472.0037441394.0084327662.0037442004.0054326334.0037442019.0094327472.0037441394.0064325542.0037442884.00标高：+1125+1095m标高：+1135+1095哈特兔煤矿14330277.0037444569.00二道峁煤矿14326427.0037445689.0024330312.0037445179.0024326462.0037446009.0034329412.0037445624.0034325937.0037446185.0044329432.0037444549.0044325212.0037443399.00标高：+1072+1066m54326132.0037443019.0064326202.0037443679.0074326952.0037443679.0084326952.0037445379.00标高：+1160+1115m图1-2 海湾井田矿权设置图海湾煤矿位于陕西省神木县孙家岔镇以南约4km处的乌兰木伦河西岸，距神府矿区中心大柳塔镇约21km，向南距神木县城约43km，向东距府谷县城约87km（图1-3）。府（谷）新（街）公路沿井田南界考考乌素沟穿过，包（头）神（木）一级公路从井田的东界乌兰木伦河西岸通过，向南18km到达店塔镇与府（谷）店（塔）一级公路和店（塔）新（街）公路相接；在神木县和榆（林）神（木）高速、神（木）府（谷）高速相接。铁路向北、向东的运煤通道也已开通，包（头）神（木）铁路沿井田东缘自北向南穿过，在神木县和神（木）朔（县）、神（木）延（安）铁路相接。另外，海湾煤矿距黄羊城车站和燕家塔车站设立的地方煤炭集装站分别为20km、5km。总体来说，煤炭运输十分便利。图1-3 井田交通位置图1.3 地形地貌井田位于鄂尔多斯高原东北部，陕北黄土高原北缘和毛乌素沙漠东南缘，地质特征为北高南低的黄土丘陵区。由于常年水土流失，井田内沟壑纵横，梁峁台塬间布，地形支离破碎，沟谷断面均呈“U”形，上游多呈“V”形，多数未切至基岩（图1-4）。井田西北部的王才伙盘为全井田的最高点，海拔标高为+1266.33m，考考乌素沟为井田的最低处，海拔标高为+959.6m ，相对高差274m（图1-5）。图1-4 海湾井田地貌示意图图1-5 海湾井田地势示意图1.4 水文气象海湾井田所处地区气候属中温带大陆性半干旱气候，冬季漫长而寒冷，夏季炎热而干旱，春季风沙较频繁，秋季凉爽早霜降，昼夜温差悬殊。全年降雨主要集中在8、9两月，无霜期短，10月上冻，次年3月解冻。秋冬季多西北风，夏季多东南风。据神木县气象站观测资料：海湾煤矿所处的孙家岔极端最高温38.9，极端最低气温-28.1，年平均气温8.4；多年平均降雨量 474.6mm，多年平均蒸发量2020.7mm；平均风速2.33m/s，极端最大风速25m/s,最大东都深度1.46m。井田东界乌兰木伦河和南界考考乌素沟为常年流水性河流，其他均为季节性沟谷流水（图1-6）。乌兰木伦河自北向南流经井田东部边界，一般流量3.5m3/s；考考乌素沟自西向东流经井田南界，流量0.1731.732m3/s。井田内次一级支流有捣不赖沟、哈特兔沟、五当沟、三道峁沟、二道峁沟等，流水受季节性影响较大。其中五当沟有个小型水库，库容40万m3，无外来水源，死库容2.9万m3，有效库容12.7万m3，水位标高+1047m，坝顶标+1055.4m，水库面积约0.7km2，坝长约200m。图1-6 海湾井田地表水系图1.5 地震本区地壳活动相对微弱，1621年前只发生过4.7级、6.7级地震各1次，其后再未发生过较大的地震。根据国家地震局中国地震反应普特征周期区划图（GBl83062001）B1图和中国地震动峰值加速区划图（GBl83062001）Al图，神木县地震动反应普特征周期T2为0.35g计，地震分组应为第一组，设计基本地震加速值为0.05g，抗震设防烈度为VI度。1.6 矿井排水设施能力现状目前海湾煤矿一号井处于开采一水平4-2煤层开采初期。矿井的涌水主要来源于一水平4-2煤层的采空区涌水，最小涌水量26.00m3/h，最大涌水量150m3/h，平均涌水量100m3/h。根据2010年10月，山西约翰芬雷华能设计工程有限公司提交的神府经济开发区海湾煤矿有限公司海湾煤矿机械化改造设计说明书（后简称机械化改造设计），对海湾煤矿一号井一水平4-2煤层开采工艺进行了设计，其中依据预测的矿井正常涌水量100m3/h，矿井最大涌水量150m3/h，设计主排水泵房位于4-2煤辅助运输大巷东侧，距421盘区巷260m处，主水仓容量为800m3，安装3台MD155-302型矿用耐磨多级离心泵，敷设2趟1946无缝钢管排水管路，沿4-2煤带式输送机大巷带式输送机煤门主平硐将矿井水排至地面。回采和掘进工作面排水点均安装BQW150-45-45/N，敷设1趟2196无缝钢管，将工作面涌水排至主水仓。192 以往地质及水文地质工作评述（1）19831987年，陕西省煤田地质局一八五队在普查找煤的基础上对神木北部矿区开展详查，编写了陕北侏罗纪煤田神木北部矿区详查地质报告。1988年由全国储委煤炭专业委员会以“全储决字1988166号”文批准：B级410824万吨，B+C级1099455万吨，B+C+D级1459912万吨。（2）19881989年，陕西省煤田地质局一九四队在海湾井田进行了勘探工作，并提交了陕北侏罗纪煤田神木北部矿区海湾井田勘探（精查）地质报告。1990年8月经陕西省矿产储量委员会以“陕储决字（1990）09号”文批准：A级5858万吨，B级11348万吨，C级22493万吨，A+B+C级39699万吨；暂不能利用储量A+B+C级3115万吨。（3）19871990年，陕西省煤田地质局一三一队在张家峁井田进行了勘探工作，并提交了陕西省神木县神木北部煤矿区张家峁井田勘探区勘探(精查)报告。1990 年8月经陕西省矿产储量委员会以“陕储决字(1990)15号”文审查批准。（4）2003年12月，陕西省煤田地质局一八五队提交了陕西省国道204杨家坡-陈家沟一级公路一期工程压覆煤炭资源储量报告。陕西省国土资源规划与评审中心于2004年1月7日评审通过，同时，陕西省国土资源厅以“陕国土资储备200420号”文备案。（5）2004年，西安地质矿产勘查开发研究院提交了陕北330KV神木-神华送电线路、回工程压覆煤炭资源/储量说明书。陕西省国土资源规划与评审中心于2004年10月24日评审通过，同时，陕西省国土资源厅以“陕国土资储备200503号”文备案。（6）2005年，陕西省煤田地质局一八五队提交了神朔铁路神木北瓷窑湾段压覆矿产资源储量评估报告。陕西省国土资源规划与评审中心于2005年3月19日评审通过，同时，陕西省国土资源厅以“陕国土资评储备200513号”文备案。（7）2005年8月，受神木县矿产资源管理办公室委托，陕西省煤田地质局一八五队对海湾井田内的内蒙古伊泰集团有限公司神木二道峁煤矿等11个小煤矿的资源储量进行了检测，并提交了内蒙古伊泰集团有限公司神木二道峁煤矿等11个小煤矿资源储量检测说明书。陕西省国土资源规划与评审中心评审通过，同时，陕西省国土资源厅出文备案。（8）2006年3月，受神府能源开发总公司海湾煤矿委托，陕西省煤田地质局一八五队对神府能源开发总公司海湾煤矿二、三号井工业广场厂址压覆煤炭资源储量进行了评估，并提交了神府能源开发总公司海湾煤矿二、三号井工业广场厂址压覆煤炭资源储量评估报告。陕西省国土资源规划与评审中心于2006年5月11日评审通过，同时，陕西省国土资源厅以“陕国土资储备200686号”文备案。（9）2006年7月，陕西省煤田地质局一八五队对红柳林神木西运煤专线铁路压覆煤炭资源储量进行了评估，并提交了红柳林神木西运煤专线铁路压覆煤炭资源储量评估报告。陕西省国土资源规划与评审中心于2006年10月18日以“陕国土资评储发2006405号”文评审通过。以上各阶段工作在海湾煤矿内及周边共施工钻孔81个，其中：海湾井田精查阶段共施工钻孔71个，井田内68，周边3个，详查阶段共施工钻孔10个，测井钻孔40个，采取各类样品56个（组），探槽测量26个，实测矿井及小窑14个（表2-1）。表2-1 海湾井田范围内以往地质工作成果完成项目名称完成工作量井田内钻孔68个（H1H43、H47H71）井田周边3个（H44H46）矿井周边详查阶段施工钻孔10个（10-3、10-7、10-8、10-6、10-9、11-1、11-2、188、172、197）测井钻孔40个采取各类样品56个（组）探槽测量26个实测矿井及小窑14个总的来说，海湾井田内以往地质工作存在的主要问题是地质勘探孔封闭情况未知；未做过水文地质勘查工作，未全面的查清含水层的相关水力性质；未留设水文地质长观孔，观测地下水的动态变化情况。3 地质概况3.1 地层3.1.1 区域地层神府矿区位于陕北侏罗纪煤田东北部，地层区划属华北区鄂尔多斯盆地分区。地表大部分被第四系风积沙所覆盖，仅在乌兰木伦河、考考乌素沟，勃牛川及支沟有少量基岩出露。地层由老到新有：中生界三叠系上统永坪组（T3y）；侏罗系下统富县组（J1f）、侏罗系中统延安组（J2y）、直罗组（J2z）；新生界新近系上新统保德组（N2b）；新生界第四系下更新统三门组（Q1S）、第四系中更新统离石组（Q2L）、第四系上更新统萨拉乌苏组（Q3S）及第四系全新统（Q4），各地层特征如下（表3-1）。表3-1 区域地层一览表地 层岩 性 特 征厚 度(m)分布范围界系统组新生界第四系全新统(Q4)(Q4eol) (Q4al)以现代风积砂为主，主要为中细砂及亚砂土027.4515.49 全区大面积分布风积沙，乌兰木伦河及其支沟的开阔地带分布有冲、洪积层。上更新统(Q3)萨拉乌苏组(Q3s)灰黄褐黑色粉细砂、亚砂土、砂质粘土，底部有砾石。067.4519.98分布于沟谷两侧及沟掌一带中更新统(Q2)离石组(Q2l)浅棕黄色黄褐色亚粘土、亚砂土，夹粉土质砂层075.318.85零星分布于乌兰木伦河西部下更新统(Q1)三门组(Q1s)褐红色浅肉红色亚粘土、砾石层，夹钙质结核层045.7011.77分布于海湾井田的西部一带，出露铁匠伙畔新近系上新统(N2)保德组(N2b)棕红色紫红色粘土或砂质粘土069.0419.72主要分布于海湾井田北部。中生界侏罗系中统(J2)直罗组(J2z)紫杂黄绿色泥岩、砂质泥岩、砂岩，底部有时有砂砾岩。076.1232.58沿河岸及沟谷有出露延安组(J2y)浅灰深灰色砂岩及泥岩、砂质泥岩，含多层可采煤层，是主要含煤地层 96.62243.50174.93乌兰木伦河、及其支沟段续出露下统(J1)富县组(J1f)紫红、灰紫、灰绿色砂质泥岩为主023.0015.00在海湾井田中部零星沉积三叠系上统(T3)永坪组(T3y)以灰白灰绿色巨厚层状细中粒长石石英砂岩为主80200井田内无出露，为煤系沉积基底3.1.2 井田地层井田地层由老至新依次有：三叠系上统永坪组（T3y）、侏罗系下统富县组（J1f）、侏罗系中下统延安组（J1-2y）、侏罗系中统直罗组（J2z）、第三系上统三趾马红土（N2s）及第四系（Q）沙土及风积沙。现由老至新分述如下： 叠系上统永坪组（T3y）本组地层为含煤地层的基底，岩性为厚-巨厚层状绿色岩屑石英砂岩，其间夹灰深灰色薄层粉砂岩及泥岩。 侏罗系下统富县组（J1f）井田含煤地层的下伏地层。下部为灰白色细-中粗粒石英砂岩，上部为灰黑色泥岩或深灰色粉砂岩。该组地层厚2.6437.17m，平均12.01m，全井田分布。 侏罗系中统延安组（J1-2y）井田含煤地层，全井田分布，广泛出露于乌兰木伦河及考考乌素沟两岸及各沟谷中。自上而下共分为五段（五个沉积旋回），其上部有不同程度的缺失。岩性以浅灰色、灰白色细粗粒砂岩为主，含大量植物化石及碎片，可见瓣鳃类动物化石。地层厚度56.42219.97m，平均165.97m，与下伏富县组地层整合接触。 侏罗系中直罗组（J2z）分布于井田西北角，下部为厚-巨厚层状灰白色中粗粒长石砂岩，夹薄层灰绿色泥岩、粉砂岩。地层厚度043.80m，为一套河流沉积体系。 第三系上统三趾马红土（N2s）该地层全井田分布，主要分布于梁、峁、台塬之上。为棕红色-紫红色亚粘土、砂质粘土，见白色钙质网脉，夹多层钙质结核层。地层厚度072.14m，与下覆地层不整合接触。 第四系中更新统离石组（Q2l）该地层为一浅红-灰黄色亚粘土及砂质粘土，松散裂隙发育，零星分布于梁峁边坡地带，厚010.72m。 第四系上更新统萨拉乌素组（Q3s） 零星分布于梁、峁、台塬之上，岩性为褐灰、灰色亚沙土、粉沙及细沙。厚02.99m。 第四系上更新统马兰组（Q3m）零星分布于梁、峁及台塬边坡地带。岩性以浅灰黄色粉砂质粘土、亚粘土为主。发育柱状节理，厚度068.18m，平均20.95m。 第四系全新统（Q4）主要为风积沙、冲积层，局部地段可见坡积层，与下覆地层不整合接触。风积沙：分布于台塬及低凹地带。灰黄色粉沙、细沙，呈流动沙及半固定沙。厚度022.68m，平均8.67m。冲积层：分布于河谷及主要沟谷中。下部由砾石层及粗、细粒沙组成，上部为粉沙或耕作土壤。厚05.69m，平均3.91m。坡积层；由各种砂岩、粉砂岩及泥岩砾杂乱堆积而成，零星分布于地形坡角一带。厚度07.30m。3.2 构造3.2.1 区域构造海湾井田位于陕北侏罗纪煤田神府矿区中部，神府矿区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的榆林单斜东北角（图3-1）。鄂尔多斯盆地形成于中晚三叠世，是在古生代地台基础上产生和发展的大型内陆坳陷，属多旋回性的叠合型盆地；现今盆地为晚白垩世以来经过多期不同形式改造形成的残留盆地。盆地内发育的构造类型主要有：区域构造运动形成的鼻隆带和差异压实作用形成的局部隆起及复合鼻状构造。盆地总体呈现为一东翼宽缓、西翼陡窄的不对称向斜，呈南北向的矩形盆地；盆地边缘断裂褶皱发育，而盆地内部构造相对简单，具有整体升降、地层水平(倾角一般15)、少见背斜、沉积盖层薄、岩浆活动弱等特点，根据盆地现今构造特征和基底性质，通常将其划分为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、陕北斜坡、天环拗陷及西缘冲断构造带六个一级构造单元。3.2.2 矿区构造神府矿区位于陕北侏罗纪煤田北部，受燕山期和喜马拉雅期多次构造变动作用，含煤地层总体为NNW、NWW向单斜构造，但历次构造运动在区内主要以垂向运动为主，影响较弱，地层倾角仅15。局部地段发育有缓波状起伏，但波幅不大；断裂构造仅表现在神府矿区北部（海湾井田的东北部）发现三条落差不大于20m的高角度张性正断层。总之，神府矿区构造较为简单。另外，根据区域资料，矿区所在区域的陕蒙边界最北端基底发现一条大致EW向的构造，特别是石圪台一带，航磁异常高出周围地区较多（图3-2）。图3-1 神府矿区大地构造位置图图3-2 陕北地区构造纲要图3.2.3 井田构造井田位于神府矿区中部，井田内地层平缓、构造简单，总趋势为向西缓倾斜的单斜构造，地层走向NNE、NEE，局部有偏转，倾角15。从4-2号煤层底板等高线上可以看出，单斜构造的基础上发育一些呈波状起伏的宽缓短轴褶曲（图3-3、图3.4）。井田内未发现断裂构造，岩石裂隙除火烧区外不发育。图3-3 4-2号煤层底板等高线图图3-4 4-2号煤层底板等高线图3.3 煤系、煤层井田内含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y)，地层横向变化大，垂向层序结构清晰。根据地层岩性、岩相与含煤性，将本区含煤地层自下而上划分为五个层段，层段结构清晰，煤层层数多，其中含5、4、3、2、1五个煤组，共含煤11层（图3-5）。其中可采煤层6层，由上而下编号为2-2、3-1、4-2（4-2上）、4-3、4-4、5-2号煤层。海湾一号井开采标高+1160+960m，开采4-2（4-2上）、4-3、4-4和5-2煤层，其中4-4号煤层局部可采，4-2（4-2上）、4-3号煤层大部可采，5-2号煤层全区可采。图3-5 煤系地层示意图（1）4-2号煤层位于延安组第二段顶部，因后期冲刷剥蚀，裸露于沟谷及山坡上，煤层自燃严重。在井田西南部以H1、H6、199号钻孔附近连线为界向北分岔成4-2上、4-2两层煤，分岔后下部4-2煤层变薄或不可采，分岔后上部4-2上通常也称4-2煤层。该煤层除井田南角、东北部浅部火烧外，大面积分布，复合区厚2.633.60m，含夹矸24层；分岔区厚1.212.30m，多含一层夹矸。可采厚度1.473.34m，厚度稳定。总的来讲，该煤层属结构简单的稳定煤层。底板标高为+1030+1093m，距下覆4-3号煤层平均间距17m左右。（2）4-3号煤层位于延安组第二段第二旋回顶部，出露于河、沟之中，除井田南部、东北部浅部火烧外，大面积分布。煤层一般厚度0.701.63m，可采厚度0.801.49m，结构简单，不含夹矸，为全区可采的稳定薄煤层。底板标高为+1010+1075m，距下覆4-4号煤层平均间距13m左右。（3）4-4号煤层位于延安组第二段第一旋回顶部，出露于河、沟之中，除井田东北部边界剥蚀外，基本全区分布。煤层一般厚度0.711.01m，可采厚度0.810.92m，属局部可采的较稳定薄煤层。底板标高为+1000+1065m，距下覆5-2号煤层平均间距45m左右。（4）5-2号煤层位于延安组第一段顶部，全区分布，煤层一般厚度0.786.40m，可采厚度1.472.66m（开采区平均厚度为2.49m），属结构简单的稳定煤层。一般含一层夹矸，夹矸厚度0.080.20m，底板标高为+960+1020m，属本井田的主采煤层。3.4 岩浆岩根据区域地质背景资料和区内钻孔揭露深度及地表地质资料，区内构造稳定，井田范围内未发现有岩浆岩侵入现象。4 区域水文地质4.1 区域水文地质特征神府矿区地处陕北黄土高原北部和毛乌素沙漠东南缘的接壤地区，矿区地形呈西北高，东南低，海拔高度一般11001250m。矿区东及东南部为黄土梁峁丘陵区，沟谷深切，冲沟密布，地表径流发育，有利于地下水排泄；西及西北部为风沙滩地区，沙丘连绵，地形波状起伏，极易接受大气降水入渗补给，在地形低洼处汇集成富水区，并有大泉出露。4.2 区域含（隔）水层依据地下水的赋存条件和水力特征，将矿区含水层划分为新生界松散层孔隙潜水、中生界碎屑岩裂隙潜水和承压水以及烧变岩裂隙孔洞潜水。 （1）新生界松散层孔隙潜水河谷冲积层潜水(Q4al)分布于较大河流两岸的部分地段，多组成河漫滩和河谷阶地，呈片状或带状分布，含水层为砂层、砂砾石层，一般厚412m，最厚可达22.08m，水位埋深110m，富水性中等到弱，据乌兰木伦河河谷阶地勘探成果，单井涌水量（12英寸口径）一般50100m3/d，最大不超过200m3/d；水质类型为HCO3-Ca或HCO3-CaNa型水，矿化度250350mg/L，局部具有临时供水意义。河、湖相冲积层潜水(Q3s)萨拉乌苏组（Q3s）呈条带状、片状分布于古沟系中，厚度变化较大，一般1030m，最厚可达100m以上，岩性为粉细砂、中粗砂、局部底部含砾石。结构松散，孔隙较大，极易接受大气降水的入渗补给，地下水位埋深030m，含水层厚度1020m，最厚36m，富水性中等，局部较强，矿区泉均直接或间接出露于萨拉乌苏组含水层，据钻孔资料，单位涌水量0.12.11L/s.m，渗透系数0.0230m/d。水质类型为HCO3-Ca或HCO3-CaMg型水，矿化度160300mg/L。 三门组潜水(Q1s)仅在矿区局部地段分布，岩性为砂砾石。砾石成分复杂，有石英岩、变质岩、火成岩等。粒径125cm，一般46cm，分选较差，次棱角至次圆状。其间充填大量粗砂及砾砂。厚度变化较大，一般1020m，单位涌水量0.06142.043L/s.m，渗透系数0.01326.57m/d。富水性中等到强。水质类型为HCO3-Ca型水，矿化度130290mg/L。 （2）中生界碎屑岩类裂隙潜水及承压水直罗组裂隙潜水、承压水(J2z)分布于矿区西部，厚70134m。含水层为灰白色中粗粒砂岩，受风化作用影响，近地表裂隙较发育，一般3040m。钻孔涌水量0.2930.506 L/s，最大5.243L/s。富水性弱。水质类型为HCO3-Ca或HCO3-CaMg型水，矿化度210370mg/L。延安组裂隙承压水(J2y)岩性以砂岩为主，呈透镜体状，间夹以泥岩、粉砂岩。岩石完整，裂隙不发育。含水微弱。大量钻孔抽水试验资料表明，钻孔单位涌水量小，一般为0.000010.001L/ s.m。渗透系数0.2420.6m/d，最大可达0.869m/d（孙家岔C35号孔），均属富水性极弱含水层。近地表处局部为潜水，而主要为承压水，上覆为泥岩、第三系红土、第四系黄土隔水层。一般越往深处水头越高，而水质由好变差。一般浅层为HCO3-Ca或HCO3-CaNa型水，深部则变为Cl-Na型水，矿化度20014500mg/L。三叠系永坪组裂隙承压水（T3y）岩性为灰绿色中粗粒砂岩，巨厚层状，岩石完整，裂隙不发育。据九二八部队在店塔施工的S33号水文孔资料，含水层厚度39.05m，水位降深2.64m，涌水量0.0234L/ s，单位涌水量0.0089L/ s.m，渗透系数0.012m/d。富水性极弱，水质为Cl-Na型水，矿化度41470mg/L，属咸水。 （3）烧变岩裂隙孔洞潜水烧变岩是矿区的一种特殊岩石，岩石烧变后十分破碎，裂隙孔洞发育，为地下水的储运提供了有利场所。烧变岩底部为煤层底板泥岩、粉砂岩，是相对隔水层。上覆多为松散砂层，接受大气降水的渗透补给，径流畅通，在局部地段富集，可形成强富水区，具供水意义。4.3 区域地下水补径排条件潜水接受大气降水的入渗补给，入渗系数0.400.70。承压水接受区域侧向补给和浅层水的越流渗透补给。地下水径流主要受地形地貌以及地质构造的控制，总的流向是由西北往东南方向；浅层地下水则由地形较高处往河谷运移。地下水以泉或潜流的形式排泄。5 矿井水文地质5.1 井田边界及水力性质海湾井田位于神木县内考考乌素沟和乌兰木伦河所夹地带，东以乌兰木伦河为界，与赵家梁井田为邻；南以考考乌素沟为界，与张家峁井田为邻；西以139号与C35号钻孔连线为界，与原张家沟井田为邻；北以134号与137号钻孔连线为界，与孙家岔井田相邻。海湾煤矿一号井的边界划分主要为人为划分，矿区内并无明显的地质构造边界。井田范围内发育的主要地表水系有井田东界的乌兰木伦河和井田南界的考考乌素沟，均为常年流水性河流。乌兰木伦河自北向南流经井田东部边界，一般流量3.5m3/s；考考乌素沟自西向东流经井田南界，流量0.1731.732 m3/s。井田内次级支流有捣不赖沟、哈特兔沟、三道峁沟、二道峁沟等。5.2 含水层根据勘探和生产实际资料，井田内地下水按地质条件和含水空间特征可分为新生界松散层孔隙水和侏罗系基岩裂隙水。（1）孔隙潜水含水层第四系全新统冲洪积潜水含水层（Q4）主要分布于乌兰木伦河、考考乌素沟河谷中，一般厚2.0m，单位涌水量0.04840.0405L/sm，渗透系数2.255.023m/d，水质为HCO3-NaCa及HCO3SO4-CaMaNa型，矿化度0.350.425g/l；该含水层与地表水及基岩风化裂隙水有着密切的水力联系。第四系上更新统黄土裂隙孔隙潜水含水层（Q2-3）广泛分布于梁峁顶部，呈孤立岛或长条垄岗状；有泉水出露，水量00.75L/S；梁峁顶部不含水，在梁峁间富水性极弱。（2）基岩孔隙裂隙含水层侏罗系中统直罗组砂岩裂隙含水层（J2z）分布于井田西北角，主要为下部中粗粒砂岩夹薄层泥岩、粉砂岩。涌水量2.17L/S，富水性中等；水质为HCO3-Ca或CLSO4-Na型，矿化度0.200.85g/l。侏罗系中统延安组砂岩裂隙含水层（J2y）该层厚56.42219.97m；由砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层互层组成，直接含水层为各煤层上部灰白色中-细粒砂岩；按煤层赋存情况分为四个含水岩段。第一段：3-1煤层底面至基岩顶面风化裂隙潜水层段：多分布在煤层自燃岩层塌陷地带，厚0120.16m，以中-细粒砂岩为主，流量微15.8L/s；第二段：4-3号煤至3-1号煤层之间裂隙含水岩段：由砂岩、泥岩、粉砂岩互层组成，厚57.9567.68m，砂岩裂隙不发育，泉水多出露于井田东部，流量微0.794L/s；第三段：5-2号煤至4-3号煤层之间裂隙含水层段：岩性以砂岩为主，厚45.9564.13m，泉水多出露于5-2煤层烧变岩地段，流量0.011.00L/s；第四段：5-2号煤底至延安组底面裂隙含水层段：在井田东南部出露，以粉砂岩为主，厚21.9848.93m，泉水多以渗出状流出，流量微0.14L/s。根据以往地质资料，井田内未进行过侏罗系中统延安组砂岩裂隙含水层的抽水试验，根据北部的孙家岔井田关于该含水层的抽水试验，单位涌水量位于0.000006510.00765L/sm，富水性极弱。侏罗系下统富县组砂岩裂隙含水层（J1f）出露于井田东南部，厚2.6437.17m，下部中粗粒砂岩为含水层，出露泉流量0.062L/s。烧变岩潜水含水层由于2-2、3-1煤层自燃，上覆岩层受到烘烧致使岩石结构发生改变，形成新的孔隙、裂隙，为地下水的赋存和径流形成了良好空间。在有火烧岩出露的沟谷中，均有泉出现，且流量较大。井田内未进行过该含水层的抽水试验，根据北部的孙家岔井田关于烧变岩含水层的抽水试验（水6-4钻孔），单位涌水量0.0187L/sm，渗透系数0.738g/l，渗透性较强，富水性相对较弱。5.3 隔水层（1）第三系上统三趾马红土隔水层（N2) 该层分布于梁峁顶部，棕红色粘土、亚粘土，厚072.4m，遇水后具可塑性，是良好的隔水层。（2）侏罗系下统富县组泥岩相对层（J1f上）出露于井田东南部，顶部以泥岩、粉砂岩为主，可作为相对隔水层。5.4 地下水的补径排条件第四系、冲积层潜水：主要接受大气降水补给，其次是局部地表水补给渗入补给；排泄以渗流为主，垂直蒸发也是其排泄形式之一。基岩裂隙水，露头区接受大气降水补给，部分区域接受地表水体的侧向径流补给，也接受部分冲、洪积层潜水的垂向渗透补给；区域内地下水在基岩裸露地段有大小不等的泉水出露，为地下水排泄的主要方式。另外，井田内小煤矿众多，采空区长期必将造成积水，会对井田内地下水径流和排泄造成一定的影响。5.5 矿井充水条件5.5.1 矿井充水水源海湾煤矿一号井目前处于一水平4-2煤层开采初期，根据矿井含（隔）水层发育情况和水文地质条件分析，矿井充水水源包括大气降水、地表水、含水层水和老空水。（1）大气降水和地表水大气降水是地表水体的主要补给源，也是地下水的间接补给水源。根据神木县气象资料，海湾井田内多年平均降雨量 474.6mm，多年平均蒸发量2020.7mm，蒸发量为降雨量的四倍，降雨多集中于每年的8、9月份。大气降水和地表水：一方面通过含水层露头和地表入渗补给含水层成为矿井充水的间接水源；另一方面可通过浅部煤层开采形成的地表塌陷或者裂缝、老窑巷道或者封闭不良钻孔等导水通道直接进入矿井，成为矿井的直接水源。（2）含水层水井田内4-2和3-1煤层顶板主要以砂岩为主、泥岩次之，4-2和3-1煤层开采后导水裂隙带高度根据煤矿防治水规定按中硬类岩石的公式计算，即：Hli= （公式一）Hli= （公式二）式中：Hli导水裂隙带最大高度（m）；累计采厚（m）。根据上述公式计算（公式二计算结果偏大，本次采用公式二计算数据），4-2煤层开采导水裂隙带为35.5347.84m，平均为40.93m（表5-1）。4-2煤层开采导水裂隙带顶面至地表高度为12.59121.23m，计算结果4-2煤层开采导水裂隙带沟通不到地表；4-2煤层顶板到3-1煤层煤层底板间距为27.7245.65m，平均38.81m，导水裂隙带发育高度突破3-1煤层底板的有11个钻孔（H5、H6、H10、H14、H19、H24、H25、H39、H41、H59和 H71），突破高度为0.6610.71m，平均3.72m。3-1煤层开采导水裂隙带为20.0046.22m，平均为41.36m（表5-2）。3-1煤层开采导水裂隙带顶面至地表高度为1.7285.37m，平均为31.43m，导水裂隙带未沟通至地表。但是，未来井田内受采煤工艺的影响，4-2煤层开采导水裂隙带实际发育高度会大于计算高度，导水裂隙带可能更大范围沟通至3-1煤层底板。若3-1煤层存在采空区时，4-2煤层导水裂隙带、3-1煤层采空区和3-1煤层导水裂隙带将成为一个整体连通的导水通道，使得第四系潜水将成为未来矿井直接充水水源。表5-1 4-2煤层导水裂隙带计算表钻孔编号孔口标高(m)4-2煤厚(m)4-2煤顶板标高(m)导水裂隙带(m)导水裂隙带顶面标高(m)3-1煤底板标高(m）突破3-1煤底板高度(m)H11201.412.631051.6942.431094.121096.43-2.31H101154.082.151078.9739.331118.301117.111.19H121178.862.251070.7940.001110.791112.79-2.00H141136.742.021085.7238.431124.151113.4410.71H181219.301.881069.1737.421106.591109.97-3.38H191200.852.111073.2539.051112.301110.351.95H21148.693.391070.2746.821117.09H211152.402.031091.1138.501129.61H241202.472.301073.0240.331113.351112.690.66H251195.942.151081.4139.331120.741119.790.95H31182.332.601050.7842.251093.031096.43-3.40H391136.332.371073.5040.791114.291112.831.46H41177.362.791066.5343.411109.941111.06-1.12H411153.572.301085.4040.331125.731123.172.56H51158.303.581067.3047.841115.141105.659.49H511141.621.631064.3135.531099.841100.22-0.38H591123.661.901063.6837.571101.251096.664.59H61225.823.241058.5946.001104.591100.983.61H711169.341.981070.2238.141108.361104.563.80H81118.923.081057.1545.101102.25表5-2 3-1煤层导水裂隙带计算表钻孔编号孔口标高(m)3-1底板标高(m)3-1煤层厚度(m)导水裂隙带(m)导水裂隙带顶面高度(m)导水裂隙带顶面距地表高度(m)H101154.08111