矿井防治水安全评估报告.doc

神华神东煤炭集团公司石圪台煤矿水害防治评估报告神华神东石圪台煤矿地质科二0一六年四月二十五日- 26 - / 30神华神东煤炭集团公司石圪台煤矿水害防治评估报告编 制：审 核：总工程师：神华神东石圪台煤矿二0一六年四月二十五日目 录1 前言- 1 -一、矿井及井田概况- 1 -（一）矿井概况- 1 -（二）位置、交通- 1 -（三）地形地貌- 2 -（四）气象、水文- 2 -（五）地震- 2 -（六）矿井排水系统及排水能力评估- 2 -二、地质概况- 4 -（一）地层- 4 -（二）可采煤层- 6 -（三）构造- 7 -三、区域水文地质- 7 -四、矿井水文地质- 7 -（一）井田边界及水力性质- 7 -（二）含水层- 8 -（三）隔水层- 10 -（四）矿井充水条件- 10 -（五）井田及周边地区老窑水分布状况- 12 -（六）矿井开采受水害影响程度- 13 -五、 雨季“三防”- 13 -六、 防治水技术措施- 14 -七、 矿井开采水文地质条件评价及主要水害问题- 16 -（一） 2016年开采水文地质条件评价- 16 -（二） 主要水害问题- 17 -八、矿井水文地质补勘程度及采区、工作面水害风险评估- 19 -（一）建井前矿井水文地质勘查工作概述- 19 -（二）矿区地震勘探及其他物探工作评述- 19 -（三）建井、生产时期水文地质工作成果评述- 20 -（四）矿井水文地质勘探程度评估- 22 -（五）采区、工作面水害风险评估- 23 -九、 矿井防治水措施及防治水管理工作评估- 24 -（一） 矿井防治水措施评估- 24 -（二） 防治水管理工作评估- 25 -1 前言石圪台井田位于陕西省榆林地区神木县北部，陕蒙边界乌兰木伦河东岸，行政隶属神木县大柳塔镇管辖。井田西为乌兰木伦河，南邻哈拉沟井田，北与巴图塔井田接壤，依照陕西省国土资源厅2011年3月7日颁发的石圪台采矿许可证（证号为，该证批准矿区范围拐点坐标23个，东西长约10公里，南北宽约8公里，面积65.283平方公里，采矿标高从1230m至1000m，依据标高，批准开采煤层为1-2上、1-2、2-2上、2-2、3-1、4-2、4-3及4-4共八个煤层。根据神华集团关于开展煤矿主要生产系统及重大灾害防治评估工作的通知及神东公司安排，石圪台煤矿于2016年4月2日至4月26日对本矿井防治水安全隐患进行了排查，对水害防治进行了评估，并针对排查结果编制了石圪台煤矿水害防治评估报告。报告中主要综合分析研究矿井区域及矿井地质、水文地质资料，矿井生产实际揭露的水文地质资料，水文地质长观资料和矿井水害及治理资料等，结合矿井采掘接续，分析评价矿井各采掘地段水文地质条件，摸清矿井生产过程中的水害隐患和水害类型，分析评价水害危险性与危害程度，并对矿井排水系统、防治水机构进行了综合评价。一、矿井及井田概况（一）矿井概况石圪台煤矿是中国神华神东煤炭集团公司骨干矿井之一，建于80年代，设计60万吨/年，由于地质条件复杂、煤炭市场疲软等方面的原因，投产不久后就处于缓建状态。2005年千万吨级矿井改扩建工程启动，2006年元月15日正式投产。2013年，矿井核定生产能力1200万吨/年。矿井生产布局为一井三面，采用斜井平硐联合开拓布置方式，连续采煤机掘进，长壁后退式综合机械化开采。现主要开采煤层为2-2和3-1煤。（二）位置、交通石圪台井田位于陕西省榆林地区神木县北部，陕蒙边界乌兰木伦河东岸，行政隶属神木县大柳塔镇管辖。井田西为乌兰木伦河，南邻哈拉沟井田，北与巴图塔井田接壤。地理坐标东经1100747-1101455，北纬392243-392801，东西长约10公里，南北宽约8公里，面积65.283平方公里，大石公路及包神铁路通过矿区，北距包头170公里，南距神木90公里，交通较为便利。（三）地形地貌矿区位于陕北黄土高原北部和毛乌素沙漠东南缘，地貌单元可分两类：风积沙位于井田北部，沙丘连绵，波状起伏，地形相对比较平坦，水系不发育；黄土丘陵沟壑区位于井田南部，梁峁相间分布，植被稀少，水土流失严重，沟谷狭窄，梁顶宽缓平坦，沙丘比比皆是，沟谷两侧基岩断续出露，地形东高西低，最高处位于东部风台梁，标高1351m，最低处位于乌兰木伦河河谷，标高约1122m，相对高差219m，一般标高1250m。（四）气象、水文井田内主要水系为考考赖沟，石圪台沟、柳根沟、糖浆渠，均自东向西经井田西界流入乌兰木伦河。考考赖沟长约4公里，历史流量一般为0.498m3/s，石圪台沟长约1.5公里，历史流量一般为0.066m3/s，柳根沟长约5.6公里，历史流量一般为0.0868m3/s，糖浆渠长约6公里，历史流量一般为0.027m3/s，现这四条沟流均已断流。乌兰木伦河属黄河水系，河道比降2.76，据王道恒塔水文站资料，截止2012年，多年平均流量5.38m3/s，设站以来最大流量9760m3/s（发生时间1976年8月2日），实测最大流速13.3m/s，实测最大含沙量1640kg/m（发生时间1959年8月5日），年径流量0.38-5.25亿m3，径流模数0.31-6.83m3/km2。流量受季节影响较大，一般春三月至秋季九月为丰水期，冬春之交为枯水期。历年最高洪水位标高为1154.26m。（五）地震地壳活动相对微弱，地震烈度为6度。（六）矿井排水系统及排水能力评估2015年石圪台煤矿正常涌水量1218m3/h，最大涌水量1408m3/h。矿井井下共有主要排水泵房四个，分别为22煤中央1#水泵房、22煤中央2#水泵房、31煤中央水泵房和31煤三盘区水泵房。1. 22煤中央1#水泵房位于一号副斜井井底，井下涌水经大巷水沟自流入水仓内，经由排水设备和排水管路，排至地面工业广场矿井水处理厂。水泵房安装有5台排水泵，其中MD280-433型离心式水泵3台，MD450-602型离心式水泵2台。矿井正常涌水时，一台MD280型水泵和一台MD450型水泵工作，一台MD280型水泵和一台MD450型水泵备用，一台MD280型水泵检修；矿井最大涌水时，两台MD280型水泵和两台MD450型水泵工作。安装DN300排水管路两趟，DN250排水管路一趟，排水高度约为60m。主、副水仓各一个，主水仓容量为3530m3，副水仓容量为1450m3，水仓总容量为4980m3，排水能力1500 m3/h。2. 22煤中央2#水泵房位于2-2煤南翼辅运大巷，井下涌水经管路汇集于水仓内，经由排水设备和排水管路，排至考考赖水厂。水泵房安装5台排水泵，其中MD280-434型离心式水泵4台，MD450-603型离心式水泵1台。矿井正常涌水时，两台MD280型水泵工作，两台MD280型水泵备用，一台MD450型水泵检修；矿井最大涌水时，四台MD280型水泵工作。沿22煤南、北翼回风大巷安装DN300排水管路两趟，DN250排水管路一趟，排水高度约为110m。主、副水仓各一个，主水仓容量为900m3，副水仓容量为700m3，水仓总容量为1600m3，排水能力1500 m3/h。3.31煤中央水泵房位于31煤回风大巷4联巷附近，井下涌水经管路汇集于水仓内，经由排水设备和排水管路，排至地面工业广场矿井水处理厂。水泵房安装6台排水泵，其中MD450-603型离心式水泵4台，BQ1100-170/2-800型离心式水泵2台。矿井正常涌水时，两台MD450型水泵工作，一台MD450型水泵和一台BQ1100型水泵备用，一台MD450型水泵和一台BQ1100型水泵检修；矿井最大用水时，两台MD450型水泵和一台BQ1100型水泵工作。沿二号副斜井井筒安装DN400排水管路两趟，排水高度约为91m。主、副水仓各一个，主水仓容量为4500m3，副水仓容量为3800m3，水仓总容量为8300m3，排水能力1700 m3/h。4. 31煤三盘区水泵房位于31煤回风56联巷处，通过管路收集31煤清水，排至考考赖水厂及地面4千方水池。水泵房安装有8台水泵，其中MD280-433型离心式水泵3台（功率为160kW），MD280-436型离心式水泵5台（功率为315kW），排水能力1500 m3/h。2-2煤1号、2号中央排水泵房通过排水管与3-1煤中央排水泵房贯通。二、地质概况（一）地层石圪台井田内基岩除糖浆渠及柳根沟有零星出露外，大多被第四系覆盖，据钻探揭露及地质填图表明，井田内地层大致呈北北西走向，倾向南西西，被揭露的地层为中生代含煤岩系，地层由老到新有上三叠统永坪组（T3y），下、中侏罗统延安组（J1-2y），中侏罗统直罗组（J2z），第三系上新统三趾马红土（N2）及第四系（Q）。各组岩性、厚度叙述如下：1上三叠统永坪组（T3y）：其厚度133.12m，岩性以灰绿色厚层状中细粒长石砂岩为主，局部为粗砂岩，粉砂岩薄层常夹有2-4层薄煤。砂岩中含有较多的黑云母，分选型及磨圆度中等，大型槽状层理，楔形层理或块状层理发育。物理特征：视电阻率曲线呈中低阻，一般30120m；自然伽马值中等。各参数曲线均以呈低幅值为特征，易与上覆煤系地层相区分。2下中侏罗统延安组（J1-2y）：为井田内含煤地层，厚度变化较大，厚128.41207.64m，平均172.18m，岩性主要由灰白色中、细粒长石砂岩、岩屑砂岩、浅灰色粉砂岩、泥岩及煤层组成，偶见泥灰岩透镜体及蒙脱质粘土岩。根据旋回结构、岩石组合、含煤岩性及物性差异特征，神北矿区延安组可划分为五个中级旋回岩段，石圪台煤矿在煤系沉积初期为一古高地，缺少第一段沉积，只有第二段第五段沉积，含有41煤组。1号煤组位于第五段，共有1-1、1-2上、1-2三个煤层。1-1煤不可采，不再叙述。1-2上与1-2是第五段中部的两个分叉煤层，复合区位于井田东北部，分煤层最大间距18.57m。两煤分层总体上是1-2上煤层薄，1-2煤层厚。变化趋势是自富集区向西、向南缓缓变薄，向东急剧变薄至尖灭。2号煤组位于第四段，由2-2上与2-2两个煤层组成，复合区位于井田南部及西南部，北部及东北部为分叉区。两煤层间距为0.00-23.84m，平均10.96m。2-2上煤层厚度变化小，2-2煤层规律性地向北逐渐变薄。3号煤组位于第三段，3-1煤是该组内唯一的可采煤层，厚度较大，全井田稳定可采。4号煤组位于第二段内，由4-2、4-3、4-4、三个煤层组成，均系单一的无分叉煤层，厚度较薄。3中侏罗统直罗组（J2z）：本组地层沿乌兰木伦河及糖浆渠有出露，因受沉积后期的剥蚀作用，仅残存该组下部地层，其厚度为081.01m，平均36.74m，在井田内自西向东变厚。上部岩性由兰灰色砂质泥岩，泥岩、黄绿色粉砂岩及灰白色细粒砂岩组成，呈互层状，且常见紫杂色斑块。下部则为灰白色厚层状粗中粒长石砂岩，常发育板状交错层理、槽状交错层理，并含大量植物茎化石、煤的包裹体及条带，底部有黄铁矿结核。与下伏延安组呈假整合接触。物理特性：岩层阻值普遍低于煤系地层，特别是砂层受风化影响，阻值为正常砂岩的二分之一，直罗组地层与煤系地层界限明显。下部中粒砂岩，视电阻率值72132m；密度2g/cm；自然电位20mV左右；自然伽马值8.516。4第三系上新统三趾马红土（N2）：在井田东部边界附近有零星分布。厚度06m，平均1.0m，沉积为棕红色粉砂质粘土、亚粘土、层间夹数层钙质结核，较致密，具滑粘感。5第四系（Q）：1）第四系中更新统离石黄土（Q21）不整合于第三系红土之上。在前石圪台分水岭地段有零星出露，厚度019.64m，平均6.92m。岩性为粉土质，含钙质结核夹24层薄层棕色古土壤。底部为砂砾石层，分选性差，砂砾石层厚0.52.0m。2）第四系上更新统萨拉乌苏组（Q3s）厚度053.76m，平均18.35m。沉积物由中细砂及粉砂组成，间夹薄层状粉砂土透镜体。主要分布在柳根沟及布袋壕地带，其次分布在考考赖沟和石圪台沟。3）第四系全新统冲击层（Q4al）组成乌兰木伦河河漫滩和一、二、三级阶地。厚度011.12m，上部岩性为沙层，中下部为沙、砾石层。4）风积沙（Q4eol）分布于井田各地，厚度032m，平均4.67m，沉积物为土黄色粉细沙，分选性好。物理特征：松散沙层含有砂砾石，视电阻率为中阻，一般34231m；伽马曲线幅值略高；密度值1.62g/cm；自然伽马值9左右；自然电位302.5mV。沙层下部事由土层，各种参数曲线组合形态呈低平，视电阻率低阻为1635m；密度222g/cm；自然伽马强度值914；自然电位100mV（二）可采煤层井田内全区可采煤层有2层，分别是31及42煤层，大部可采煤层3层，分别是12、22及44煤层，局部可采煤层3层，分别是12上、22上及43煤层，各煤层情况简述如下：112上煤层：分布于井田西半部，平均厚1.64m，属中厚煤层，煤层中无夹矸，结构简单。212煤层：可采面积41平方公里，平均厚2.78m，为中厚煤层，可采性指数90%，煤厚变异系数0.20.36，属较稳定煤层。无夹矸或仅有一层夹矸，结构简单。1-2上和1-2煤顶板为砂质泥岩及粉砂岩，底板为砂质泥岩。322上煤层：可采面积21.85平方公里，煤厚在0.362.85m之间，平均厚度1.80m，为中厚煤层。煤厚变异系数0.26，可采性指数0.97，为较稳定煤层。一般无夹矸，仅个别点含一层矸石，结构简单。煤层顶底板皆为粉砂岩。422煤层：可采面积约53平方公里，煤厚在0.056.21m之间，平均厚度3.49m，为中厚煤层，煤厚变化较大，复合区煤厚1.936.21 m，平均4.82 m，变异系数18%，分布区内可采0.94；分叉区内煤厚0.232.62 m，平均煤层1.34 m，变异系数55%，可采性指数0.72。自分叉线向北宽1-2km范围，煤层由南而北逐渐变薄。在复合区有一层夹矸，煤层结构简单。顶板为泥岩，底板为砂质泥岩。531煤层：可采面积约65.25平方公里，厚度变化在1.485.11m（KB224）之间，平均厚度3.83m，为厚煤层，全井田煤厚变化较小。煤厚变异系数0.15，可采性指数0.91，属稳定煤层。结构单一，仅个别点见一层夹矸。顶板粉砂岩、底板为砂质泥岩。642煤层：全区可采。见煤点71个，其中中厚煤层36个，薄煤层35个，面积大致各占一半，煤厚变化在0.362.34m之间，平均厚度1.33m，变异系数27%，可采煤层指数0.93，属较稳定型煤层，由西北向东南逐渐增厚，呈带状分布。结构单一，含矸12层，岩性为泥岩。743煤层：煤厚变化在01.51m之间，平均0.94m。见煤点67个，其中可采点42个，可采性指数0.63，煤厚变异系数45%，属不稳定型煤层，仅井田西北部及东南隅分布有可采煤层。结构单一，偶含一层夹矸，为泥岩。844煤层：煤厚变化在0.113.1m（KB223）之间，平均1.01m。井田内见煤点64个，其中可采点47点，可采性指数0.73，煤厚变异系数48%，属不稳定型煤层。可采区集中在井田中部。结构简单，仅在厚煤区含12层夹矸。（三）构造井田地层走向基本为北北西，倾向南西西，地层倾角平缓，总体1左右，近于水平状态，呈一向西倾斜的单斜构造。由于井田内发育有古冲沟，因此二、三盘区范围内22上、22煤开采受到一定影响。3-1煤在掘进过程中时而遇到冲刷构造，但影响范围及影响程度较小。井田内没有发现大中型断层，有数条小正断层，沿走向与倾向煤层底板有波状起伏现象，其中落差1m及1m以下断层有7条，落差13m断层有14条，落差35m断层有3条，落差5m以上断层1条。二盘区内2-2上煤层正常，没有火成岩侵入破坏，总体井田构造简单。三、区域水文地质石圪台煤矿位于神木矿区北部。地处陕北高原北部，鄂尔多斯高原毛乌素沙漠的东南缘，地形西北高东南低，海拔一般11001350m。地貌形态中部为黄土梁峁丘陵区，沟壑纵横，地形支离破碎，南、北部为风沙地，沙丘连绵，地形波状起伏，故矿区因地形地貌条件不同，其水文地质条件差异甚大，风沙区有大泉出露，梁峁区水泉少、水量小，乌兰木伦河、秃尾河、考考乌素沟等均起源于萨拉乌素组泉水。四、矿井水文地质（一）井田边界及水力性质石圪台井田北部边缘为考考赖沟一带，南部为小窑采空区，西部为乌兰木伦河及小窑采空区，东部为韩家湾煤矿。井田位于乌兰木伦河中游东岸，地形北东高，西南低，大气降水后，雨水除渗入地下外，沿沟谷迳流到乌兰木伦河。根据地下水赋存条件和水力特征，将该井田含水层分为新生界松散层孔隙潜水和中生界碎屑岩裂隙水。由煤层自燃所形成的烧变岩，裂隙率高达10-30%左右，为地下水的赋存、运移创造了有利条件，形成裂隙孔洞潜水。松散层含水层主要接受大气降水补给，大气降水入渗后沿其孔洞、裂隙向下运移，并在其底部富集，沿砂层底界即基岩面古地形，由地势较高处向低洼处运移、存储，流向具有多向性。在沟谷切割沿岸，潜水以下降泉、渗流等形式排泄补给地表水，并最终以沟流的形式排入乌兰木伦河。中生界碎屑岩类裂隙承压水主要接受区域侧向补给和部分浅层水的渗透补给。中生界碎屑岩在各大沟谷及分水岭地区均有出露，接受大气降水补给后，沿裂隙向含水层内部运移，在下游露头处，以下降泉的形式排泄补给地表水。烧变岩孔洞裂隙潜水主要接受大气降水及上覆砂层水的补给，入渗后沿其孔洞、裂隙向下运移，并在其底部富集。在沟谷沿岸，潜水以下降泉的形式排泄补给地表水。（二）含水层1新生界松散层孔隙潜水1）第四系全新统冲积层孔隙潜水（Q4al）主要分布于井田西部乌兰木伦河河漫滩和一、二级阶地，成片状和带状分布，宽度100400m，岩性为冲积砂砾卵石、沙层，各地段相差较大,一般厚220m，水位埋深010m。根据抽水试验资料：单位涌水量0.0240.214L/sm，渗透系数0.2349.87m/d，富水性中等到弱。水化学类型一般为HCO3Ca型水或HCO3CaMg型水，矿化度0.2127g/L。2）上更新统萨拉乌苏组孔隙潜水（Q3s）萨拉乌苏组含水层广布井田内，是井田内最主要的含水层。岩性为黄褐色中细砂、粗砂、含粉砂及粘土透镜体。其沉积厚度受古地形制约，一般在古河槽中心沉积较厚，而向两侧逐渐变薄。根据勘探资料，主要分布在石圪台沟以东，葫芦头沟及井田中部布袋壕、柳根沟一带。在古湖洼地、古冲沟沟槽处厚度可达2050m，最厚53.76m，整个井田平均厚度18.35m。根据抽水试验资料：单位涌水量0.3691.54 L/sm，渗透系数3.8910.96m/d，富水性中等到强。水化学类型一般为HCO3Ca型水或HCO3CaMg型水，矿化度0.2127g/L。2中生界碎屑岩类裂隙潜水和承压水1）中侏罗统直罗组裂隙潜水（J2z）主要分布于井田东北部，局部缺失，岩性为灰黄色中、粗粒含砾砂岩，巨厚层状，风化裂隙发育，胶结疏松。厚度081.01m，平均厚度36.76m。出露于该层中泉流量0.66 l/s，富水性中等到弱，水质为HCO3MgCa或HCO3SO3Na型水。2）中下侏罗统延安组裂隙潜水和承压水（J1-2y）延安组由灰色泥岩、粉砂岩、灰白色中细粒砂岩组成，其间夹可采煤层1-2上、1-2、2-2上、2-2、3-1、4-2、4-3、4-4煤层，该组厚度在172.18m。含水层为灰白色中粗粒砂岩、细粒砂岩。厚度变化大，常呈透镜体状产出，间夹以浅灰色粉砂岩、泥岩、炭质泥岩隔水层，从而组成了复合型互层状含水岩组段。单位涌水量0.000860.01212 L /s.m，渗透系数0.009030.286m/d，属富水性弱至极弱含水岩组。水质类型由HCO3NaCaHCO3S04NaHCO3CLNa型水，矿化度0.410.886g/l。根据延安组含水岩层特性，由上向下划分为五个含水岩段，各含水岩段凡厚度小于1.00m的砂岩不作含水层处理，现叙述如下：（1）直罗组底部至12煤顶板含水岩段该岩段厚4.4478.35m，一般31.36m，由中粗粒长石砂岩和粉砂岩组成。井田局部上部直罗组缺失部位为潜水含水层。下部是以中细粒砂岩为主的裂隙承压含水层，砂岩间的砂质泥岩，组成良好的隔水层。单位涌水量0.00419 L/s.m,渗透系数0.0174m/d，富水性弱。（2）12煤底板至22煤顶板含水段该岩段厚7.3660.60m，平均厚32.20m。含水层由厚层状中粗粒长石砂岩23层组成，中部砂岩厚度稳定，一般厚25.0m，砂体间有粉砂岩和泥岩所隔离，为裂隙承压含水层。单位涌水量0.00086 L/s.m,渗透系数0.00903m/d，富水性弱极弱。（3）22煤底板至31煤顶板含水段该层段在全井田分布广泛，厚度稳定，岩性上部以灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，下部以中细粒砂岩为主，段厚29.0856.66m，平均厚39.24m。 3-1煤顶底板裂隙较为发育，裂隙宽度一般小于0.25mm，个别达0.4mm，裂隙被方解石充填。位于乌兰木伦河阶地上的钻孔在2-2煤底板和3-1煤顶底板涌水，33号水文孔于3-1煤顶板砂岩中发生涌水，涌水量3.5811.58m3/h,水头压力较大，水位高出18.08m。单位涌水量0.000970.01212 L/s.m,渗透系数0.002560.286m/d，富水性弱。该层段水文地质参数差异较大，说明裂隙发育并不均匀，井田内未构成同一饱和性含水层。（4）31煤底板至42煤顶板含水岩段全井田分布，岩性以浅灰色细粒砂岩，粉砂岩为主，夹有中粒砂岩透镜体及薄层泥岩，段厚27.5646.90m，一般厚33.50m。裂隙发育程度同3-1煤顶底板，单位涌水量0.00502 L/s.m，渗透系数0.0365m/d，富水性弱。（5） 42煤底板至44煤顶板含水岩段该段全井田分布，岩性上部以砂质泥岩为主、粉砂岩为次之，夹细粒砂岩1-2层，裂隙发育微弱。段厚13.1247.23m，一般厚29.57m。K62号水文孔涌水，说明局部地段裂隙较发育，为裂隙承压水。单位涌水量0.00173L/s.m，渗透系数0.0278m/d，富水性弱。3烧变区孔洞裂隙潜水井田南部糖浆渠沿岸东部局部 12煤及以上煤层发生自燃使围岩形成烧变岩，成条带状分布。厚度2.736.98m，一般25.01m，分布宽度100200m左右。烧变岩裂隙孔洞发育，地下水径流畅通，上部又覆盖萨拉乌苏组砂层 ，易于接受大气降水及砂层水的转化径流补给，其底板又为相对隔水的粉砂岩，泥岩。在地形坡向与地层倾向相反的地段或烧变岩底板位于当地侵蚀基准面以下时，常形成富水区。单位涌水量为4.6146L/s.m，渗透系数281.05m/d，富水性强，水质为HCO3Ca.Na型水，矿化度0.234g/l。（三）隔水层井田内主要隔水层为第三系红土（N2）。第三系红土主要分布于井田北东边界局部。厚06m，平均1.70m，岩性为浅红、棕红色粘土及亚粘土，含钙质结核，粘土呈块状无层理，具粘滑感，较致密，是井田内良好的隔水层。（四）矿井充水条件1充水水源1）大气降水大气降水入渗后先补给给含水层，再通过含水层进入井下，故大气降水为间接充水水源。虽然本区多年平均降水量很小，但降水集中。7-9月约占全年总降水量的6070%，对井田开采也有一定的影响。2)地表水井田内及周边发育的常年性河（沟）流有乌兰木伦河、考考赖沟、石圪台沟、柳根沟、糖浆渠沟，现除乌兰木伦河外均已断流。地表水体水库共有2座，为柳根沟水库、窑子渠水库，现也均已无水。3）松散沙层含水层开采22上、22煤层时，松散含水层是矿井主要充水水源。在2-2上煤层二盘区考考赖沟区段，松散层厚度6.2874.98m，含水层较厚037.23m，砂砾石层发育，煤层上覆基岩较薄，富水性较好，静储量大，对该煤层开采有一定的影响。22煤层三、四盘区柳根沟区段上覆基岩较薄，松散含水层较厚，砂砾石层发育，该区段12煤及以上煤层发生自燃使围岩形成烧变岩，成条带状分布，基岩裂隙发育，易于接受大气降水及砂层水的转化径流补给，富水性较强，对22煤开采有较大影响。4）基岩孔隙、裂隙水顶板基岩裂隙水是矿井充水直接水源。因基岩较厚区段，富水性弱，水量较小，对煤层开采威胁不大。5）矿井及小窑老空水积水。井田内存在较多本矿井及小窑采空区，采空区内有大量积水，对工作面掘进及回采均有较大影响。2充水通道冒落带和导水裂隙带是主要充水通道。煤层开采后，冒落带和导水裂隙带波及上覆采空区、第四系松散砂层含水层和地表水，从而引起老空水、地表水、大气降水和地下水沿其进入井下。由于考考赖沟区段22上煤上覆基岩厚度较薄，三、四盘区柳根沟段12及以上煤层火烧，上覆基岩较薄，裂隙发育，裂隙率高达10-30%左右，且其上覆松散含水层较厚，砾石层发育，为地下水的赋存、运移创造了有利条件，形成裂隙孔洞潜水，在回采该区域下覆煤层过程中，上部松散层含水层及基岩裂隙水会导入工作面，工作面涌水量会增大；随着基岩厚度的增大，裂隙减少，岩石胶结致密，地下水渗透缓慢，富水性也较差。当开采31煤时，采动裂隙将导通上覆采空区，上部老空水将通过采动裂隙导入工作面，工作面涌水量会增大。3充水强度矿井充水强度与多种因素有关，主要与上覆基岩厚度、岩石特性、含水层厚度及富水程度、降雨强度、开采方式、废弃煤矿小窑积水等因素有关。当上覆基岩厚度很薄，一般处于古地形低洼地段，含水层厚度也较大，富水性中等强地段，井巷及工作面通过该段时，将会出现突水溃沙事故，含水层静储量及迳流量瞬时溃入井下，充水强度最大。如柳根沟泉域和考考赖沟泉域、石圪台沟古冲沟、古洼地范围地段。当上覆基岩厚度较大，处于古地形较高位置，含水层厚度相应较小，富水性弱地段，井巷及工作面通过该段时，矿井涌水量主要为井巷工程所产生冒落带和导水裂隙带波及范围含水层重力释放水量，充水强度较小。如井田内分水岭地段。降水对矿井充水强度的影响是显著的，根据本区特点，一般降雨多集中在7、8、9月份，一日最大降雨量136.3mm，短时间的强降雨会产生超渗产流，形成地表径流，向采后地面形成的塌陷坑汇集，迅速补给地下水及沿导水裂隙进入井下，使矿井充水强度明显增大。不同的开采方法也会引起不同的充水强度，采用跨落式综采就比房柱式开采矿井充水强度要大。矿井整合时井田内及周边的废弃停产煤矿、小窑积水也是影响矿井充水强度的重要因素，井巷工作面通过该地段时，串通采空区积水地段会引起突水，淹没巷道、工作面，充水强度极大。（五）井田及周边地区老窑水分布状况在石圪台井田内及周边共有23个小煤矿，开采12上、12、22上和22煤四个煤层，目前生产情况为：有21个小煤矿已关闭，分别是考考赖沟煤矿（陕西）、石圪台联办煤矿、石圪台个体煤矿、大柳塔镇办煤矿、尔林兔乡前渠煤矿、互助煤矿、糖浆渠二矿、石匠畔煤矿、前塔煤矿、王家坡煤矿、神府炭窑渠煤矿、刘石畔煤矿、老窑渠煤矿、布袋壕煤矿、大渠一矿、大渠二矿、野猫湾煤矿、尔林兔乡糖浆渠煤矿、海则濠煤矿、柳根沟煤矿、北大渠煤矿；有1个煤矿生产，为韩家湾煤矿（陕煤集团），一个煤矿停产，为考考赖沟煤矿（内蒙）。（六）矿井开采受水害影响程度石圪台井田地势相对平缓，地表基本被第四系风积沙掩盖，地形切割较普遍。井田北部边缘和中南部为考考赖沟、柳根沟区段，由于地层被剥蚀，12、22上煤基岩较薄处和煤层露头处直接被第四系所覆盖，容易接受大气降水、第四系潜水和地表水的补给，补给条件一般，有一定的补给水源；从松散含水层单位涌水量来看，单位涌水量q为1.393L.s-1.m-1（D17钻孔抽水试验），介于1.0q5.0。矿井受采掘破坏或影响的含水层及水体因素划分类别为复杂。石圪台井田周边有23个小煤矿，开采12上、12、22上和22煤，其积水情况基本清楚。目前石圪台煤矿开采22煤、31煤层， 22煤、31煤层上部分别存在12煤及22煤采空水积水，采空区水的位置、积水范围及积水量基本清楚，总的来说，矿井及周边老空水分布状况类别为中等。五、 雨季“三防”1、灾害的应急报告及指挥系统：报告：灾害地点发现人立即汇报矿生产指挥中心，调度人员接到汇报后，立即汇报矿夏季“三防”领导小组办公室主任，矿夏季“三防”指挥部根据灾情情况，决定是否通知公司总调。生产指挥中心指挥：矿防治水指挥部下达命令，各分管副组长调集物资、防救灾预备队人员，并制定科学、合理、可行、有效的方案进行处理。2、灾害预防及处理：（一）措施：（1）、在防治水物资储备充足的同时，对地面防洪水沟及防洪挡墙重新清理及维修一次，保证防洪质量，并由专人负责管理；（2）、与当地的气象机构取得联系，提前取得天气信息，提早做好防汛准备；（3）、在夏季多雨时节，要派专人24小时巡视和检查各种防洪物资及防洪设施的良好状况，并作好记录。（4）、在矿井防治水组织机构下，成立夏季“三防”救灾预备队，以备应急之时调动。（二）水灾处理：（1）、在夏季多雨的天气，尤其瀑雨天气，派专人24小时在井口地面监视雨情及洪水上涨情况，一旦发现异常及时汇报防治水指挥部；（2）、当洪水有上涨趋势，并有淹井可能时，立即通知井下所有人员撤离，同时组织车辆、人员对现场进行叠坝，挖排水沟设泵抽水等进行处理；六、 防治水技术措施（1）地表水害防治措施石圪台井田主要地面水系为考考赖沟、石圪台沟、柳根沟和糖浆渠沟。考考赖沟发源于井田西北部龙王庙滩，流经井田长约4Km，流量为0.498 m3/s；石圪台沟发源于井田西北部石圪台村北约5.6km，全长约1.5km，其源头由两个泉群组成，流量为0.066 m3/s；柳根沟发源于井田东部布袋壕，全长5.6 km ，流量一般为0.0868 m3/s；糖浆渠沟发源于井田西南部拆家梁南, 全长约6km，流量一般为0.027 m3/s，目前4条河流均已断流。（2）地下水害防治措施第四系松散层潜水防治措施第四系松散层潜水的防治主要需要探明是河谷冲洪积层和萨拉乌苏组松散层潜水含水层的厚度、赋水异常区域的范围和富水性等，并探查古河床的发育展布情况。具体措施可分为：疏降含水层：在松散层富水区，如条件具备，可在地面施工抽水井，降低突水强度。提前进行顶板水预疏放在工作面回采前半年左右的时间进行顶板水预疏放，疏放水钻孔终孔至基岩风化带含水层的顶界面。水文地质观测：为了掌握疏放水效果，在地面适当地段施工水文观测孔，作为观测地面抽水、井下泄水的水位降，以便及时调整防治水方案。烧变岩裂隙孔洞潜水防治措施石圪台矿2008年对三盘区进行补勘时，KB36号钻孔发现1-2煤火烧，在其北侧50多米布置KB53号钻孔没有发现火烧现象，其南侧还没有控制火烧区的范围。烧变岩裂隙孔洞潜水的防治首先是查明烧变区的范围，赋水区域的范围和富水性等，具体的防治措施主要是井下提前疏放火烧区积水，目前我矿累计施工疏放火烧区积水井下钻孔123个，累计疏放水量292万m3，根据地表施工至火烧区水文孔数据，目前火烧区水已基本疏放完毕，主要受火烧区积水影响的22304工作面已安全回采完毕。（3）工作面相邻采空区积水防治措施对相邻采空区积水的防治主要是留设适当宽的安全防水煤岩柱，必要时可对采空区积水进行疏放，在留设防水煤岩柱时，必须遵循如下原则：留设防水煤柱必须考虑地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、煤体物理力学性质等多种因素，同时还应与顶板管理方法等多种因素相协调。防水煤柱的留设计算一定要按照具体的充水条件，综合分析并考虑影响煤柱稳定性的各种因素，给出煤柱合理的宽度组成，以免使整个煤柱丧失其功能。煤柱留设计算一般只能按照均质煤体考虑，有时根据煤体受构造作用破碎情况在强度参数的取值上予以折减，但对于煤体中存在垂向导水通道或者存在不明的其它含水体的情况，应当通过具体充水条件的探查来解决，这一部分内容已超出煤柱留设计算的范畴，但又是生产必须充分加以考虑的一个重要方面。对于防水煤岩柱的宽度设计必须考虑两个方面的问题：设计的煤柱要有足够的弹性核区，用以抵御采空区内的侧向静水压力；防水煤岩柱宽度的大小，应能保证其两侧的最大导水裂隙高度不能互相贯通。对相邻采空区积水的防治主要是留设适当宽的安全防水煤岩柱，必要时可对采空区积水进行疏放。工作面间的防水安全煤岩柱宽度的设计过程如下。（4）掘进面和回采面防治水措施掘进面防治水措施在巷道掘进过程中，采取“先探后掘”措施，提前探清掘进工作面周围水文地质条件，保证工作面安全掘进。回采面防治水措施回采面防治水除了开采前在工作面必要的地段进行物探勘查外，还须在采前采后采取一定的防治水措施，主要措施是：采前采取钻孔疏水，降低含水层水位，采后采取强排措施。a采前疏放水 采前钻孔疏水可分二种方法，一种是井下放水，一种是地面抽放。石圪台矿井顶板含水层距地面较浅，在条件许可的情况下，可选择地面抽放；若是地面不具备抽放水条件，可选择井下疏放水；在局部强富水地段，如地表有现代冲沟、地下发育古冲沟等情况，可将两种疏放水方式结合起来使用，通过“上吐下泄”的疏放水方式疏干或降低含水层水位，降低开采工作面的涌水强度，减轻排水负担，实现工作面的安全开采。b采后疏排水由于煤层为水平煤层，顺槽高低不平、正负高差将近 2.0 m，靠水沟自然流排水是不可能的，为了涌水能顺利泄出，可在联络巷内布设集水仓。若没有联络巷，可采用低位泄水巷的方法，在回风顺槽的外侧底板开掘一条泄水巷，泄水巷长度约只要保证在最大涌水期间够用即可，在泄水巷的另一头设置一个集水仓，水仓中安设排水泵。七、 矿井开采水文地质条件评价及主要水害问题（一） 2016年开采水文地质条件评价2016年主要开采的采区有22煤三盘区、31煤二盘区、31煤三盘区。22煤三盘区松散含水层厚度8-31m，基岩厚度28-65m，上部有22上301采空区，采空区积水范围及积水量基本清楚，2016年主要回采22305工作面，不涉及22上煤采空区，22305工作面位于柳根沟火烧区下部，火烧区及松散含水层富水性较强，存有大量积水，我矿已对22304和22305工作面实施疏放水工程，22304工作面施工疏放水孔269个，累计泄水量431万m3，22305工作面累计施工疏放水孔151个，累计泄水量285万m3，现探放水孔泄水量已基本稳定，火烧区积水基本疏放完毕，此外三盘区局部为薄基岩区域，易导通上部多个含水层，并且由于柳根沟的存在，雨季地表洪流对工作面回采对工作面也有一定影响，整体而言三盘区水文地质条件较为复杂。31煤二盘区上部对应22煤四盘区，上部存在我矿22煤综采采空区、22煤原天隆房采采空区及22煤小窑采空区，31煤与22煤层间距32-38m，2016年我矿主要回采31204、31206工作面，我矿22煤采空区范围明确，原天隆房采采空区及我矿22煤采空区积水已通过井下疏放水工程基本疏放完毕，对工作面正常回采有影响的主要是22煤小窑采空区，由于小窑资料不全，小窑具体开采范围、积水量不清楚，二盘区水文地质条件复杂，因此在采掘过程中要坚持“先探后掘，先治后采”的原则，掘进工作面要严格执行“先探后掘”措施，回采工作面回采前必须实施疏放水工程，提前消除水患，保证工作面正常安全掘进与回采。31煤三盘区位于22煤三盘区下部，2016年我矿主要回采31301、31302、31304工作面，31301及31302工作面上覆基岩厚度106-152.6m，基岩主要为砂岩，砂岩含有孔隙水，工作面在回采过程中会有淋水，队上要加强工作面排水工作；31303、31304、31305工作面上部有22煤综采采空区，层间距32-41m，22煤积水范围及积水量明确，松散层厚度6-40m，基岩厚度55-100m，但是上部煤层已经安全回采，基岩分层破坏，导水裂隙带发育至松散层，水文地质条件较为复杂，回采时必须做好疏放水工作，目前我矿正在实施31304工作面疏放水工程，已施工疏放水孔43个，累计疏放水量17.5万m3。（二） 主要水害问题（1）松散层水井田内及周边发育的常年性河流有乌兰木伦河、考考赖沟、石圪台沟、柳根沟、糖浆渠沟，现除乌兰木伦河外均已断流。在沟谷地带，上覆松散含水层较厚，砾石层发育，并且在沟谷地带经常出现烧变岩区，这些条件一方面有利于地下水的汇集下渗，另外一方面基岩厚度变薄，为地下水的运移创造了条件，对矿井造成威胁。开采22上、22煤时，松散含水层是矿井主要充水水源。在22上煤层二盘区考考赖沟区段，松散层厚度6.28-74.98m，含水层较厚0-37.23m。砂砾石层发育，煤层上覆基岩较薄，富水性较好，静储量大，对该煤层开采有一定影响。22煤层三、四盘区柳根沟区段上覆基岩较薄，松散含水层较厚，砂砾石层发育，该区段12煤及以上煤层发生自燃使围岩形成烧变岩，成条带状分布，基岩裂隙发育，易于接受大气降水及沙层水的转化径流补给，富水性较强，目前我矿已通过井下疏放水基本将火烧区积水疏放完毕，松散层水及火烧区水对我矿22煤开采有一定影响。（2）孔隙裂隙水石圪台煤矿主采煤层为延安组22煤和31煤，煤层之上为延安组各段的砂岩承压含水层，煤层开采后，导水裂隙带波及顶板承压含水层，顶板水会进入工作面对生产造成一定影响。由于地质条件的复杂性，虽顶板砂岩水的水量整体上较小，但不能排除个别特殊地段，顶板涌水量可能相对较大，如果构造发育地段、靠近河谷及煤层露头地段等，由于构造裂隙、潜水及烧变岩等缘故，工作面开采后顶板水可能较大。2016年我矿回采的31301工作面及31302工作面上覆砂岩含有孔隙水，上覆基岩厚度106-152.6m，松散层厚度2-23m，根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱与压煤开采规程中提供的计算公式，求得31301、31302工作面的冒落带高度为11.3m，裂隙带按照采高的15倍计算得45m，而31301及31302工作面上覆基岩厚度106-152.6m，据此判断冒落带及裂隙带高度不会直接波及到第四系松散层。（3）老空水井田内存在较多本矿井及小窑采空区，采空区内有大量积水，对工作面掘进及回采均有较大影响。本矿采空区主要集中在12上、12、22上、22煤采空区，分别分布在一、二、三、四盘区。在石圪台井田内及周边共有23个小煤窑，开采12上、12煤、22上和22煤，共四个煤层，目前生产情况为：有21个小煤窑关闭，有一个停产，为考考赖沟煤矿（内蒙），一个煤矿生产，为韩家湾煤矿（陕煤集团）。石圪台煤矿一盘区存在互助矿、石圪台联办矿、石圪台个体煤矿、大柳塔乡办矿4个小窑，主采12煤，根据地方政府提供的小窑采掘情况，4个小窑互相连通，目前大柳塔乡办矿正在进行综合治理，已揭露12煤小窑房柱式采空区。根据地表观测，治理区西部存在积水，2016年3月6日实测积水区水面标高为1153.3m，我矿在小窑区东侧施工有SW20水文观测孔（无水），水文孔12煤底板标高1161.99m；我矿一盘区12102回撤通道反水孔标高1159.9m，水文孔12煤底板标高和12102回撤通道反水孔处标高均大于实测综合治理采坑积水标高，由此分析，我矿一盘区12小窑采空区无大面积积水。根据接续安排，2016年我矿面临采空区积水的区段为22煤三盘区、31煤二盘区、31煤三盘区，三盘区的31304和二盘区的31204和31206工作面。2016年31206工作面面临的水害威胁的小窑为22煤尔林兔乡糖浆渠煤矿、瓦罗乡刘石畔煤矿（正在露天开采，着火面积不详），开采情况不详，可能有超层越界，掘进需执行“先探后掘”措施。八、矿井水文地质补勘程度及采区、工作面水害风险评估（一）建井前矿井水文地质勘查工作概述11968年内蒙147地质队提交鄂尔多斯台向斜北部侏罗纪煤田东胜地区煤炭资源普查总结报告，区内施工钻孔一个（824），有测井定厚及煤质工作，但无测井质量评级。因系文革期间施工，测井原始资料已无着落，但与邻近钻孔对比，层位可比，煤厚相近，故可参考使用。21982-1986年，陕西省185地质队榆（林）、神（木）、府（谷）找煤和神木北部矿区详查时，在本区施工21个钻孔，并进行1：2.5万航片地质填图。3新庙详查工作时，内蒙105队在本区施工钻孔6个。4陕西省185地质队为适应精煤公司前期开发需要于1985年进行石圪台详终勘探，至1988年共施工钻孔29个（包括原拟建的石圪台小露天及瓷窑湾煤矿的一部分）。51988年地矿部水文地质工程地质技术方法研究所等三单位联合提交的陕西省神木县大柳塔水源地供水水文地质勘探报告中涉及本区的水文孔、新生界调查孔12个。上述工作的工程质量可靠，已经使用。（二）矿区地震勘探及其他物探工作评述2012年1月，由中煤科工总院西安研究院对石圪台煤矿22402工作面上部小窑采空积水区进行了电法探测，使用了矿井直流电测深法和音频电透视两种方法。高分辨率直流测深法检查数据108个，占总数据的7.4%，均方误差为3%；音频电透视检查点为13个，占总数据的6.4%，均方误差为3.5%，井下采集数据总的误差不超过5%，达到了规范要求。本次电法勘探探测了22402工作面顶板上1060m深度范围内含水性异常的赋存位置和分布特征，控制巷道总长度约3240m。直流电测深法完成测线3条，绘制成果断面图3幅，低阻异常趋势平面图4幅，音频电透视成果图2幅，工作面电法异常综合推断平面图1幅。本次电法勘探共发现4处主要低阻异常区，为井下设计探放水工程提供了依据，经井下施工疏放水孔检验，电法勘探发现的异常区积水量不大。（三）建井、生产时期水文地质工作成果评述1.华能精煤公司于1990年出资并委托陕西省185地质队，为建设设计能力300万吨大型矿井提供地质依据，根据西安煤矿设计研究院89西煤号字（04）号文和省煤田地质勘探公司陕煤地发（90）49号文185地质队于1990年4月进入本矿区进行勘探，同年十月底结束，年底提交了陕西省神木北部矿区石圪台井田煤炭勘探（精查）地质报告，本井田前后共施工钻孔142个，进尺21740.65米，其中水文孔17个，测井115个（包括勘探前50个孔）完成16618.1实测米；完成1：1万地质及水文地质填图73.4平方公里，地质观测点