勘探安全评价报告(修改)

ChinaCoal 2012年度平朔井工一年度平朔井工一矿矿 地地质质勘探勘探评评价价报报告告 平朔井工一平朔井工一矿矿 2012 年 6 月 20 日 1 1 概概 述述 1.1 矿井概述矿井概述 平朔井工一矿井田位于安家岭露天矿南侧，井田东西长 38935632m，南北宽 13006197m，面积 16.16 km2。井田主要可采 煤层为石炭系上统太原组 4#、9#、11#煤层，煤层赋存稳定，倾角 为 05，局部地段大于 12。4#煤平均埋深 183.88m，9#煤平均埋深 229.81m。矿井煤种以气煤为主，是良好的动力用煤和炼焦配煤。目 前矿井开采 4#、9#煤层，生产能力 1000 万吨/年。 矿井 4#煤顶板以粗粒砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩为主，厚度一 般为 416m。直接顶主要由砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、中砂岩、 泥岩组成，厚度一般为 1.504.00m。9#煤顶板以粗粒砂岩、中粒砂 岩、细粒砂岩为主，厚度一般为 2.5010m。直接顶主要由泥岩、炭 质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成，厚度一般为 1.0014.08m。 1.2 矿井自然条件矿井自然条件 1.2.1 矿井地质条件矿井地质条件 1、地层 根据井田内岩层出露及钻探所得资料，本井田地层由老至新为： (1) 奥陶系（O） 中、下奥陶统（O1+2）：出露于井田外西部，井田内部分钻孔 有揭露。岩性：中奥陶统多为灰色、深灰色厚层状石灰岩，质纯性 脆，致密坚硬，中夹棕褐色，具黄色斑点的豹皮状灰岩，灰绿色钙 质泥岩，底部为灰褐色同生角砾状灰岩，此层为中、下奥陶统之分 界灰岩。下奥陶统为灰黄色、灰白色白云质石灰岩及白云岩，间夹 薄层状灰岩及结晶灰岩，总厚约 400m 左右。 2 (2) 石炭系 中统本溪组（C2b） 岩性主要为泥岩、砂质泥岩及粉细砂岩夹灰岩及薄煤层，具水 平及缓波状层理。有时含 1-2 层薄煤层，含 1-3 层灰岩，多为两层， 其中下部一层深灰色石灰岩，层位稳定，厚 2.23-6.40m，平均 4.08m，为标志层 K1。K1上为深灰色、灰绿色泥岩、砂质泥岩、灰 褐色中砂岩，K1下为青灰色间红褐色铝土泥岩，底部赋存山西式铁 矿，呈鸡窝状分布，发育不普遍，本组地层厚 25.00-47.90m，平均 38.53m，与下伏奥陶系地层呈平行不整合接触。含腕足类、珊瑚、 海百合化石碎片，产蜓科。 上统太原组（C3t） 为本井田主要含煤地层，含煤十余层，主要有 4-1、4-2、5、7- 1、7-2、8、9、10、11 号煤层，煤层总厚 29.70m，含煤系数 37.2%。 本组地层中部发育一砂岩段，岩性为灰白色中粗石英砂岩，有 时含砾，层位稳定，厚度一般在 10-20m 左右，将本组地层分为上、 下两个煤岩组。上煤岩组由深灰-灰黑色泥岩、砂质泥岩及 4、5 号 煤层组成，含黄铁矿及菱铁矿结核。下煤岩组岩性为深灰色砂质泥 岩、泥岩、灰褐色中粒砂岩及 7、8、9、10、11 号煤层，含较多的 黄铁矿结核，11 号煤层顶部常为深灰色泥质泥岩，富含腕足类化石 残骸，11 号煤层下约 5-7m 为灰白、灰褐色中粒石英砂岩，定为标 志层 k2，作为太原组底界。全组厚 57.33-105.34m，平均 79.76m。 与下伏本溪组整合接触。 下(3) 二叠系 统山西组（P1S） 3 上部为灰白、灰黄色中粗粒石英砂岩与深灰色砂质泥岩、粉砂 岩互层，中夹兰灰色泥岩及硬质耐火粘土层，砂岩厚度变化较大。 下部为灰、深灰色泥岩、粉砂岩及软质耐火粘土矿层，有时含 1-3 层薄煤层。底部为灰白色中粗粒砂岩，粒度向下变粗，有时含砾， 常含炭屑，定为标志层 k3,。本组地层厚 11.41-97.99m，平均 59.61m。与下伏地层呈整合接触。 下统下石盒子组（P1X） 上部为灰色、灰绿色、兰灰色细砂岩、粉砂岩互层，夹黄绿、 紫、灰等杂色粘土岩，中下部以黄褐色、黄绿色粗粒砂岩为主，有 时含砾，砾石成分为石英、燧石、斜层理，中部常夹有 1-3 层耐火 粘土。本组地层厚 8.16-97.30m，平均 49.57m。 上统上石盒子组（P2S） 主要赋存于井田西南部太西村一带。未见顶界。岩性为兰灰、 黄绿、紫红色砂质泥岩、粉砂岩、中夹灰绿色、浅紫色中粗砂岩及 其透镜体，下部为厚层状灰白-灰绿色粗粒砂岩，分选差，常含有砾 石及泥质团块，上部疏松，易风化，底界标志层 k6，为灰白、灰绿 色含砾粗砂岩，含绿色矿物及红色长石，交错层理及其发育。厚 0- 190.56m，平均厚 25m，与下伏地层整合接触。 (4)第三系（N） 第三系上新统静乐组（N2j）：主要出露于井田西南太西村-井 田中部上窑子村一带，岩性为棕红色粉砂质亚粘土，内含黑色铁锰 质斑点，中下部常夹 3-5 层钙质结核，厚 0-59.44m，平均 23.74m。 与下伏地层不整合接触。 (5)第四系 中上更新统（Q2+3） 4 上部为黄土即黄色粉砂质亚粘土，垂直节理发育，底部有 2-6m 的砾石层。下部为浅红色砂质粘土。厚 0-68.00m，平均 20.96m，与 下伏地层不整合接触。 全新统（Q4） 为现代河床沉积物、河漫滩堆积物，以砾石为主，间夹一些砂 土，二级阶地为亚砂土及次生黄土，含较多腐质土，厚 0-18.30m， 平均 5m 左右。 2、井田地质构造 井田构造主要受宁武向斜、芦子沟背斜、白家辛窑向斜及二铺 背斜控制，地层产状比较平缓，除芦子沟背斜东翼较陡（1525） 外，一般在 10以下。井田内主要褶曲宁武向斜位于东部，轴向 NW30，次一级褶曲均发育在西部，近似平行，走向 NE45，其 规模由东南向西北依次减弱。井田内断层和陷落柱较为发育，除个 别断层（如安家岭逆断层、马蹄沟断层）断距较大外，一般都在 15m 以下，断层走向分为三组，即 NE 向、NNE 向和 NNW 向，以 NE 向为主；岩溶陷落柱分布不均，且大小不一。根据钻探和三维地 震成果，本区未见岩浆活动，本区构造属中等偏复杂区。 (1) 褶曲 白家辛窑向斜：从二号井田中部开始，经过本井田向西南方向 延伸，向斜轴部走向在北部近南北，至本井田为 NE40，延伸 6750m，两翼地层倾角约 5左右。根据三维地震勘探，与白家辛窑 向斜伴生的 NENEE 向和与之对称的 NWNWW 向次级褶曲有： 普 23 孔向斜、普 23 孔背斜、X14 孔向斜、白堂背斜和白堂向斜。 5 芦子沟背斜：位于井田东南侧，轴向北 50西，至芦子沟转为 北北西向，向南延伸至安家岭后急转为南西向。两翼不对称，西翼 平缓，倾角 5以下；东翼陡，倾角 1525。 下窑子向斜：位于井田南侧，其轴向西端 NE30，东端近有 EW 向，延展 5750m。南翼地层倾角 520，北翼地层倾角约 5 左右。 (2) 断层 井田内断层有 53 条，其中钻孔揭露 3 条，三维地震控制 13 条，开采掘进 揭露 37 条。断距在 5 米以上的 13 条，其中 F19 、F25、F30为钻孔控制，F采 5、F采 7、F采 11、F采 13、F采 21、F采 24、F采 35为采掘时巷道控制， DF2、DF3、DF10为三维地震控制。现将断距 5m 以上的断层叙述如下： F30：位于井田南部 X36 号孔附近，走向 N45W，倾向 NE，倾角 70， 落差 20m，X36 号孔 4#煤层段失。断层延伸长 1100m，该断层只有尾部延伸入 本井田。 F19（安家岭逆断层）：为井田内主要断层，切割芦子沟背斜，伸向马关河 东，逆断层，走向 NE，倾向 SE，倾角 40，落差 4060m，向东与马关向斜 相交，全长 12000m，由钻孔控制。 F25（马蹄沟断层）：位于一号井田马蹄沟村东，正断层，走向 NE，倾向 NW，落差 4060m，全长约 1500m，地表未见出露，由 536、X51、X52 号孔 及三维地震控制。 DF2：位于一号井田南部，正断层，走向 NE，倾向 NW，倾角 64，落差 033m，延展长度 560m，由三维地震控制。 DF3：位于一号井田东南角，正断层，走向 NE，倾向 NW，倾角 72，9# 煤层落差 1730m，4#煤层落差 1230m，延伸长度 720m，由三维地震控制。 DF10：位于太西区北部，正断层，走向 NW，倾向 NE，倾角 66，三维 地震段距 05m，4 煤 4106 巷道揭露，断距 15.8m。 F采 5：位于 4#煤层东翼辅运大巷、S4102 工作面辅运巷口及 S4103 回风联 巷口、4103 回风顺槽、A111 钻孔附近。正断层，走向 NE，倾向 SE，倾角 6 85，断距 2.319.5m，延伸长度 1985m。 F采 7：位于 4#煤层东翼辅运大巷东侧，正断层，走向 NE，倾向 SE，倾角 75,断距 8.2m，推测延伸长度 60m。 F采 11：位于 4#煤层 S4100 回风巷及 9#煤层太西区回风大巷中部，正断层， 走向 NW，倾向 SW，倾角 75,最大段距 40m，延伸长度 50m。 F采 13：位于 X14 钻孔北部，4#煤层 4106 运输巷揭露，正断层，走向 SE 倾 向 NW，倾角 45，最大段距 5.3m，延伸长度 255m。 F采 21：位于 533 钻孔北部，4#煤层 4106 主运巷揭露，正断层，走向 SE， 倾向 NE，倾角 68，最大断距 9.0m，延伸长度 885m。 F采 24：太西 4#煤层回风巷及管子道巷揭露，正断层， 走向 NE， 倾向 NW， 倾角 60，最大段断距 6.3m，延伸长度 275m。 F采 35：位于 9#煤层东翼辅运大巷东，A912 号钻孔南东，正断层，走向 NE，倾向 NW，倾角 70，最大段断距 6m，延伸长度 67m。 （3）陷落柱 本区陷落柱均由三维地震控制。太西区水文地质勘探对 X2、X3、X6、X10、X11、X12 做了钻探验证，分别由 T6、T8、T5、T1、T3、T10 号孔控制，从 4-2、9 号、11 号煤层底 板等高线形态结合野外钻探成果分析，X6、X10、X11、X12、陷落 柱并不存在，由野外钻探所取上的岩心，大部分是完整的，唯有 T3 号钻进至 176-197m 钻孔漏水严重，从煤层底板等高线形态看， T1、T3、T5、T10 号孔煤层层位与周围钻孔对比是正常的，煤层结 构也无异常，因此认为 X6、X10、X11、X12 陷落柱不存在。 综述：本井田地层平缓，断裂构造、陷落柱在太西区较发育， 未见岩浆岩活动，井田地质构造在上窑采区属简单类，在太西区属 中等类。 7 1.2.2 水文地质条件水文地质条件 1.井田边界及其水力性质 朔州平原南部王万庄区域性大断裂为地下水相对隔水边界，将 宁武煤田划分为南北两个独立的水文地质单元，南部属下马圈泉域， 北部属神头泉域。平朔矿区属神头泉域水文地质单元，为了便于开 采，以马关河为界，人为的将这一完整水文地质单元划分为东西两 个区（马关河东区与马关河西区） ，安家岭井工一矿位于马关河西区， 该区以芦子沟背斜分水岭为界，分为、区，安家岭井工一 矿则属于区，并以二铺背斜为北界，安家岭逆断层为南界，进一 步划分为2亚区。 安家岭井工一矿位于平朔矿区中南部，宁武向斜的西翼，地形 呈西高东低之势，总体为一平缓向斜。该矿西北为潘家窑煤矿，西 为杰旺煤矿，南为莲胜、下黑水、大东沟煤矿，东为西易、马蹄沟 煤矿。 2.主要含水层 1）第四系、新近系松散孔隙含水层 第四系地层覆盖井田内大部分区域，其总厚度 083m 之间， 平均厚约 32m。根据水井调查资料显示，其水位在+12401429.5m 之间。新近系孔隙水受煤矿开采影响，含水量大为减少。在一号井 田太西村沟谷中，红土之间夹有一层细砂，厚约 1m，水井出水量不 大，含水性弱。新近系冲洪积孔隙含水层埋藏浅，属孔隙潜水。 2）石炭二叠系砂岩含水层 石炭二叠系砂岩含水层自上而下主要发育有 K6、K4、K3、S2、S1五层砂岩，岩性为浅灰色灰白色厚层砂岩， 以粗粒和中粒砂岩为主，局部含砾石，各砂岩含水层赋存于各煤层 8 之间，属层间裂隙水。各砂岩含水层特征如下： K6砂岩位于二叠系上统上石盒子组底部，在井田内大部分地段 缺失，距 4 号和 9 号煤层平均距离分别为 175.3m 和 224.4m。为 4 号煤层的间接充水含水层，厚度 025.6m，平均厚度 3.85m，厚度 变化大。一般位于侵蚀基准面之上，富水性较弱。 K4砂岩位于二叠系下统下石盒子组底部，距 4 号和 9 号煤层平 均距离分别为 101.3m 和 150.6m。为 4 号煤层的间接充水含水层， 厚度 023m，平均厚度 7.48m，厚度变化大。浅部分化裂隙发育， 富水性不均一，一般较弱。 K3砂岩位于二叠系下统山西组底部，距 4 号和 9 号煤层平均距 离分别为 22.19m 和 91.47m。为 4 号煤层的直接充水含水层，岩性 以中粗砂岩为主，厚度 1.5426.4m，平均厚度 10m 左右。 S2砂岩井田内比较发育，位于 4 号和 7 号煤层之间，距 9 号煤 层平均 33.1m，是影响 9 号煤层开采的主要含水层，该层砂岩发育 较厚且分布较稳定，厚度 0.5519.4m，平均 90.01m,为浅灰色中粗 砂岩，有时底部含砾，为 9 号煤层的直接充水含水层。 S1砂岩位于 7 号和 9 号煤层之间，距 9 号煤层平均 21.1m，厚 度 017.1m，一般小于 5m,为 9 号煤层的直接充水含水层。 上述砂岩分布较为稳定，但厚度变化大，一般与沉积环境及所 处的构造位相关。工作区石炭二叠系砂岩总厚度 11.261.6m，平 均厚度 33.8m。富水性一般较差。 3）奥陶系岩溶裂隙含水岩系 奥陶系岩溶裂隙含水岩系含水层处上而下为中统上马家沟组、 中统下马家沟组、下统亮甲山组和下统冶里组。上马家沟组由白云 岩、泥质白云岩、灰黄色角砾状泥灰岩组成；下马家沟组由深灰色 9 石灰岩与灰褐色具黄色斑状灰岩夹灰色灰岩、白云岩及灰褐色角砾 状灰岩组成；亮甲山组由白云质灰岩、含燧石灰岩组成；冶里组由 灰、灰黄色中厚层状白灰岩、白云质灰岩夹少量石灰岩组成。奥陶 系灰岩顶板标高为+9101320m 之间，上下马家沟组灰岩处于岩溶 裂隙中等强发育范围之内，岩溶裂隙率为 1.34.9%，该区岩溶裂 隙随深度增加而有所减弱，钻孔单位涌水量 0.494.92L/s.m。 3.隔水层 区内各含水层之间的隔水层自下而下主要有新近系红土隔水层、 石炭二叠系泥岩隔水层和本溪组泥岩隔水层。 1）新近系红土隔水层 新近系隔水层除浅部有细砂外以棕红色粘土为主，全区分布广 泛，隔水性能良好；煤系地层与新过地层之间，由于上新统静乐组 下部发育有较厚的棕红色粉砂质粘土，构成了较稳定的隔水层，使 二者不发生水力联系。 2）石炭二叠系泥岩隔水层 石炭二叠系泥岩隔水层主要分布于碎屑岩含水层之间，岩性 以页岩、泥岩为主，包括煤层本身形成含、隔水层相间的水文地质 结构，使得各含水层彼此联系甚微。该隔水层厚度大，沉积稳定， 为较好的隔水层，在局部地段砂岩含量较高处以及断裂破碎导水处 隔水性能较差。据钻探资料，9 号煤底板隔水层的厚度为 21.661.4m，平均 50.0m。11 号煤层底板隔水层的厚度为 13.251.9m，平均 42.4m。 3）本溪组泥岩隔水层 本溪组地层位于太原组煤系地层之下，而下覆于奥陶石灰岩， 以砂岩、泥岩、泥灰岩、石灰岩相间出现为特征，其厚度介于 10 27.742.0m 之间，平均厚度 36.6m。其中泥岩类在本溪组地层中占 主导地位，累计厚度 14.733.9m，占本溪组岩层总厚度的 5386%，为本区主要隔水层。泥岩类属柔性岩层，具有很好的隔 水消压性能，阻隔了其上砂岩裂隙水和下部岩溶水的水力联系。正 常地段砂岩裂隙含水层与奥灰岩溶含水层无水力联系，但在大的断 层、陷落柱附近，由于岩石破碎、裂隙发育，二者往往发生水力联 系。 4.矿井充水条件 井工一矿的直接充水水源为煤层顶板砂岩裂隙水和底板奥陶系 岩溶裂隙水，间接充水水源为大气降水入渗、地表径流入渗。 1）充水水源及充水强度 大气降水及地表径流入渗 井工一矿自北而南分布有 5 条较大的沟谷，这些沟谷局部地段 有基岩出露或新近系砂砾石层与下伏基岩直接接触，地表径流可通 过裂隙直接补给上部砂岩或通过新近系孔隙水间接补给给砂岩，最 终涌入矿井。煤层开采后，冒落裂隙经计算能发育到地表地段的主 要在上窑区大部，因该区被露天排土覆盖，大气降水和地表径流的 入渗补给极弱。 煤层顶板砂岩裂隙水 煤层顶板砂岩裂隙水是矿井直接充水水源，大气降水、地表水 均要通过砂岩裂隙涌入矿井。山西组砂岩裂隙含水层是 4 号煤层充 水含水层，主要为底部的 K3砂岩及中下部的中粗砂岩。K3砂岩裂隙 发育，具透水性，根据施工钻孔简易水文观测资料，揭露 K3砂岩， 多数漏水，冲洗液消耗量 1.515m3/h，钻孔单位涌水量 0.1389m3/s.m。9 号煤顶板以上砂岩裂隙含水层为 9 号煤开采的充水 11 含水层，主要包括 S1、S2、K3、K4砂岩。根据简易水文观测资料， 漏水段主要发生在 K3、S2、S1砂岩段，冲洗液消耗量 0.54.5m3/h，向斜轴部可达 10m3/h。 煤层底板岩溶裂隙水 根据岩溶水水位标高和 9 号、11 号煤层底板标高，井男上窑区、 太西三采区大部分为非带压区，太西一、二区为带压区，二采区白 家辛窑轴部带压最强，带压强度可达 1.17MPa。9 号煤底板隔水层的 厚度为 21.661.4m，平均 50.0m，11 号煤底板隔水层的厚度为 13.251.9m，平均 42.4m。9 号、11 号煤底板隔水层承受的水压为 0.5121.596Mpa。根据煤矿防治水规定中突水系数计算公式计 算得 9 号煤层底板突出系数为 0.010.054Mpa/m，11 号煤层底板突 出系数为 0.00110.089Mpa/m。计算结果表明，除白家辛窑向斜轴 部 T6 号孔附近存在突水危险外，其他正常地段突水危险性较小。考 虑井田所处岩溶水的位置及奥灰富水性中等强的特点，断层、陷 落柱处存在奥灰突水危险性，这些地段奥灰岩溶水充水强度相对较 大，危害也较大。 老窑采空积水 太西三采区西部采空区分布范围较大，面积约 1.7km2,积水面积 约 0.23km2。采空区多为个体小窑无序开采 4 号和 9 号煤层所致，采 空区分布较凌乱。受该区地形地貌、汇水条件和砂岩裂隙含水层补 给条件差的影响，4 号煤开采矿井水补给来源为浅部风化壳裂隙水， 采空区积水性差；9 号煤开采，由于冒落裂隙发育高度已沟通顶板 以上多层主要含水层，且与 4 号煤采空区发生水力联系，采空区积 水性较强。 2）充水通道 12 天然导水通道 矿井天然导水通道主要包括岩溶陷落柱、断裂带、天然裂隙带 等。如果导水通道沟通含水层与采掘工作面，就会导致突水灾害的 发生，严重时会造成淹井和人员伤亡事故。该井田较可靠陷落柱 6 个，陷落柱内岩石破碎，具导水性，不仅沟通了上部砂岩含水层， 而且使煤层下伏的奥陶系岩溶水通过破碎带进入矿井。井田内各种 工程揭露的断层数十条，这些断层破碎带有可能成为各含水层的充 水通道，尤其可成为底奥灰水的充水通道。由于矿床开采对地应力 的破坏，有利于其它构造的发育与发展，极有可能出现断层导水。 人为导水通道 人为导水通道主要包括采煤后形成的冒落带和导水裂隙带、封 孔不良的钻孔、小窑井巷等人为通道。井工一矿导水裂隙带高，沟 通了煤层顶板以上所有砂岩裂隙水，局部地段将沟通新近系水和地 表水。通过分析 4 号煤冒落强危险区分布于上窑区北部以及太西采 区西部；冒落危险区分布于上窑区东部以及太西三采区西部；冒落 中等危险区分布于太西及上窑区南部广大区域。9 号煤冒落强危险 区分布于上窑区中部及东北部边界附近；冒落危险区分布于上窑区 东北部；冒落中等危险区分布于上窑区西南部、中北部及太西广大 区域。 上世纪六十年代施工的钻孔较多，有的钻孔已封闭，但质量较 差。封孔不良钻孔是各含水层间产生水力联系的通道，也是矿井的 重要充水通道，采掘过程中一旦揭露，可能对矿井构成水灾隐患。 井工一矿附近曾有大量地方煤矿分布，小煤窑乱采滥挖，没有 测量资料，井巷工程不明，是矿井生产的严重水灾隐患。 13 2 地表勘探安全评价地表勘探安全评价 序序 号号 勘探内容勘探内容勘探结果勘探结果现状评价现状评价 1 地表水系及地表 水渗漏危险地段 查清了区内主要河流七里河的分布发育情况， 圈定了河流的流域面积、汇水范围、流量变化；圈 定了主要沟谷基岩、隐伏露头（新近系天窗）出露 位置，调查了解了窄条状隐伏露头处新近系富水情 况以及地表水通过新近系砂砾石层对下伏基岩的补 给关系。 太西一采区东侧石崖湾煤矿至马蹄沟煤矿、马 蹄沟村东侧，太西二采区东南部下黑水沟，沟谷两 侧或河床底部均有大面积下石盒子组砂岩出露，为 地表水渗漏的危险地段. 井田内（地表水渗漏危险地段上游）新近系全 新统砂砾石层直接与下石盒子组接触地段，煤层开 采后地表水也会通过新近系孔隙水沿谷冒落裂隙涌 入矿井，为地表水渗漏易发区。 查清了地表水系的基本 情况和地表水渗漏危险 地带 2 老空区范围和积 水情况 采用瞬变电磁和点剖面法联合探测了太西三采 区西部采空区和东部疑似采空区。经探测东部疑似 采空区不存在，西部采空区分布范围较大，面积约 1.7km2，积水面积约 0.23 km2。 井工一矿西部采空区已 查明，但是西南部采空 区情况尚不清楚，应重 点查明；相邻煤矿中除 大东沟矿外，其他煤矿 的采掘情况均已掌握， 应重点查清大东沟矿的 采空区范围和积水情况。 14 3 煤层顶板砂岩富 水性 依据地面物探、岩相组合特征、构造、钻孔冲 洗液消耗量及井下探放水资料综合分析，4#煤层顶 板含水层强富水性位于马蹄沟断层与白家辛窑复合 部位，普 23 孔向、背斜轴部 K8 号钻孔附近、白家 辛窑向斜与 DF2断层交汇部位强富水区；中等富水 区位于井田中部零星分布，强富水区周边；弱富水 区位于井田中部零星分布，中等富水区周边；极弱 富水区位于太西区、上窑区大部。 9#煤层顶板富水性分区范围与 4#煤基本一致， 不同的是中等富水区范围有所增大。 查明了各主采煤层顶板 充水含水层富水性 3 矿井勘探安全评价矿井勘探安全评价 序号序号勘探内容勘探内容勘探结果勘探结果现状评价现状评价 新近系 孔隙含 水层 井田范围内新近系全新统松散 层分布于较大的沟谷中，如七里河、 马蹄沟等，属山间河谷冲、洪积含 水层，含水层岩性为砂、砂砾石层， 为全新统冲洪积物，厚度一般 13m。七里河含水层厚 3m 左右， 富水性不均一。对新近系含水层进 行了抽水试验，单位涌水量 0.978l/sm，渗透系数 7.15m/d，富 水中等。一般水井出水量小于 10m3/d，单井涌水量 150m3/d，含水 性弱。 新近系孔隙水受煤矿开采影响， 含水量大为减少。 石炭 二叠系 砂岩裂 隙含水 层 汇水条件较好的向斜轴部，裂 隙发育较强的构造复合部位，含水 层富水性强；裂隙发育但汇水条件 差的背斜轴部，两翼正常地段，煤 层煤层浅、风化裂隙发育但汇水条 件差的单斜构造，含水层富水性弱。 1含水层富水性 奥陶系 岩溶裂 隙含水 层 奥陶系岩溶含水层位于神头泉 域岩溶水系统马关向斜蓄水构造七 里河迳流带，富水性中等-强，水位 埋深 197.40287.92m，水位标高 查明了各含水层 的富水性特征 15 1059.6011062.601m。富水性受岩 性、构造和埋深等因素控制，自西 向东富水性逐渐增强，局部在断层、 陷落柱和构造复合部位富水性较好。 2 各含水层之间水 力联系 煤系地层与新近系地层之间，由于上新 统保德组下部和中上更新统下部均发育有较厚 的棕红色粉砂质粘土，构成了较稳定的隔水层， 使二者不发生水力联系。 由于下石盒子组上部、山西组中下部夹 深灰色泥岩和耐火粘土矿层、太原组上下煤组 之间发育有稳定的泥岩和砂质泥岩。天然状态 下正常地段，石炭-二叠系 K6、K4、K3、S2、S1 主要砂岩含水层无水力 联系。但受断裂构造错动（或陷落柱附近）影 响，含水层间距离缩短或对接，煤系地层各砂 岩含水层往往发生水力联系。 煤层开采后，导水裂隙带沟通了主采煤层 以上所有含水层，充水含水层通过裂隙、断层 和陷落柱将发生不同形式的水力联系。 井田内石炭-二叠砂岩裂隙水水位标高 1151.3921360.869m，奥灰岩溶水水位标高 1059.6011062.601m，二者存在明显的水位差。 由于砂岩裂隙含水层之间存在砂质泥岩、泥岩 隔水层，11#煤层底板至奥灰岩溶含水层存在本 溪组铝土泥岩隔水层及古风化壳相对隔水层， 正常块段砂岩裂隙含水层与奥灰岩溶含水层无 水力联系。但在大的断层、陷落柱附近，由于 岩石破碎、裂隙发育，二者往往发生水力联系。 查明了各个含水 层之间的水力联 系 3 矿井充水水源和 充水通道 矿井充水水源主要有第四系孔隙水及地表 水、石炭二叠系砂岩裂隙水、奥陶系灰岩岩溶 裂隙水，其中 4 号煤层回采直接充水水源以顶 板山西组砂岩裂隙水为主，9、11 号煤层回采 以顶板太原组、山西组砂岩裂隙水为直接充水 水源，底板奥陶系灰岩岩溶裂隙水为间接充水 水源。根据生产实际情况，老空积水也是矿井 充水的主要充水水源。 矿井充水通道包括顶底板采动裂隙、断层、 岩溶陷落柱、第四系天窗、裂隙密集带及封闭 不良钻孔等，其中顶底板采动裂隙、断层、岩 溶陷落柱为主要导水通道。 查明了矿井的充 水水源和充水通 道 4 顶板充水含水层 地下水补、径、 碎屑岩裂隙水的补给来源主要为西部山区 地表径流的入渗补给，局部在沟谷地段基岩裸 查明了顶板充水 含水层地下水补、 16 排条件露区和砂砾石层（透水层）地段可直接或间接 接受大气降水、浅部风化壳裂隙水的补给，且 自上而下补给条件越来越差。 碎屑岩裂隙水总体上自北西向南东方向径 流，水力坡度较大，为 1.518。但由于受井 田周围煤矿开采的影响，形成以小煤矿为中心 的降落漏斗。 碎屑岩裂隙水的排泄途径以矿井排水为主， 泉点的点状排泄、河流的线状排泄和地下水的 侧向迳流排泄次之。 径、排条件 5 煤层顶板冒落带 发育情况及顶板 涌水危险性评价 据导水裂隙带高度（4煤导水裂隙带高度 75.52203.41m，9煤导水裂隙带高度 129.04238.90m）及 4、9煤顶板距主要含 水层距离，导水裂隙带沟通了 S2、S1、K3、K4 主要砂岩含水层，而且部分 沟通了新近系含水层，甚至发育至地表。 顶板冒落安全性结合富水性，顶板涌水危 险性分区结果为： （1）4#煤顶板涌水危险性分区 危险性区主要分布在太西一采区东部边界 马蹄沟断层附近及太西二采区普 23 孔向背斜、 白家辛窑向斜附近陷落柱周边局部区域；中等 危险区分布在上窑区北部、太西三采区西部及 二采区零星区域；危险性小区分布在太西区大 部及上窑区南部区域。 （2）9#煤顶板涌水危险性分区 危险性分区与 4#煤基本相同，主要分布在 太西一采区东部边界马蹄沟断层附近及太西二 采区普 23 孔向背斜、白家辛窑向斜附近陷落柱 周边局部区域；中等危险区分布在上窑区中部、 东北部及太西二采区零星区域；危险性小区分 布在太西区大部及上窑区西南部和中北部区域。 查明了煤层顶板 冒落带发育情况 并对顶板涌水危 险性进行了评价 6 断层、陷落柱的 富、导水性 瞬变电磁探测结果，DF2、DF10断层在 4#、9#煤层顶板砂岩和 11#煤层底板砂岩存在低 阻异常，为富水断层。DF3、 F采 21断层无低 阻异常，为不富水断层。井田内断层较为发育， 规模大小不等，除上述四条断层外，其他断层 导水性尚未查明，有待勘察进一步查明。 除 XL1、XL7陷落柱在 4#、9#煤层顶板砂 岩和 11#煤层底板砂岩中不存在低阻异常不富 水（XL1陷落柱 K11 号孔钻探验证不存在）外， XL2、XL3、XL4、XL5、XL8均局部富水。 工作面回采过程 中已穿过 X3、X4 陷落柱范围，经 验证，X3、X4 不 存在，X2 陷落柱 尚未穿过，采掘 过程中应重点关 注；采掘过程中 新揭露了大量断 层，断层的富导 水性不明，太西 17 二采区南部和东 部的勘探程度不 够，建议进行补 充勘探，查明新 揭露断层的情况 和勘探程度不足 地区的构造情况。 7 奥灰岩溶水富水 性、隔水层阻水 性及底板突水危 险性评价 （1）奥灰岩溶水富水性 奥陶系岩溶含水层位于神头泉域岩溶水系 统马关向斜蓄水构造七里河迳流带，富水性中 等-强，水位埋深 197.40287.92m，水位标高 1059.6011062.601m。富水性受岩性、构造 和埋深等因素控制，自西向东富水性逐渐增强， 局部在断层、陷落柱和构造复合部位富水性较 好。 （2）奥灰岩溶水水压及隔水层阻水性 9#