店坪水文地质类型划分报告(原版)

1、中煤科工集团西安研究院 矿井矿井水文地质类型划分报告霍州煤电集团公司矿井水文地质类型划分报告二一三年八月371 矿井及井田概况1.1 矿井及井田基本情况霍州煤电集团有限责任公司矿井，于2003年10月1日投产，矿井生产能力达150万吨/年。2012年5月14日由中华人民共和国国土资源部为该矿换发了采矿许可证，其证号为（C1000002012051240125018），有效期限10年（2007年01月01日至2017年01月01日），批准开采2、3、5、8、9、10号煤层，批采标高+1060-+820m。矿井主要分2个水平开采，+900水平主要开采5号煤层，+830水平主要开采9号和10号煤层。

2、该矿自建矿以来，已对井田内2、3、5号煤层分别进行了不同程度开采。目前，矿井5号煤层正在回采5-304面，9号煤层正在回采9-207面，10号煤层正在准备工作面，预计2014年年初开始回采10号煤层。未来三年矿井将同时开采5号、9号和10号煤层，其中9号、10号煤层为主采煤层，5号煤层为配采煤层。1.2 位置与交通矿井位于山西省吕梁市方山县大武镇王家庄村一带，行政区划属方山县大武镇管辖。地理坐标为东经111°0417111°0707，北纬37°394137°4154。根据中华人民共和国国土资源部2012年5月14日为该矿换发的采矿许可证，其证号为（C10

3、00002012051240125018），井田范围拐点坐标见表1-1。表1-1 井田范围拐点坐标拐点号1954年北京坐标系(6°带)1980西安坐标系(3°带)XYXY14174100.0019507350.004174051.4937507279.7024174100.0019510470.004174051.5037510399.7234170000.0019509780.004169951.4737509709.7344170000.0019506300.004169951.4637506229.71井田东西长4.17km，南北宽4.10km，井田面积13.5302

4、km2，批准开采2、3、5、8、9、10号煤层，批采标高+1060-+820m。矿井简易公路在矿井村和三交(镇)大武（镇）公路相通，此公路在大武镇和209国道（呼和浩特市至北海市）相接。井田位于方山县西南直距约30 km，距孝柳铁路交口站26km，交通较为方便，（见交通位置图1-1）。图1-1 交通位置图1.3 地形地貌矿井地处晋西黄土高原，属吕梁山中段西侧的中山区，地形复杂，地貌类型以侵蚀的黄土梁、峁为主，其次为黄土沟谷地貌中的冲沟，井田内总的地势为西高东低，最高位于井田西南部的山梁上，海拔为+1320.45m，最低位于井田东北部的沟谷中，海拔为+1054.50m，最大相对高差为292.6m

5、。1.4 水文气象该矿区属黄河流域三川河水系北川河支流。井田内沟谷由北向南有水源沟、王家沟和高家沟，水源沟和王家沟在井田东部汇交为矿井沟，均为季节性河流，平时干涸，雨季有短暂洪流。近年来，煤矿排水使得沟谷局部地带充水。各沟谷洪水均汇入北川河，北川河与东川河，南川河在离石市交口镇一带汇集于三川河向西流入黄河。北川河为常年性水流。据1957年、1958年水文站观测资料，年平均流量1.98m3/s。本地区地处晋西黄土高原，属温带大陆性气候，其特点为四季分明，昼夜温差大，冬季少雪，春季多风，夏季雨量集中，秋季阴雨天较多。据20022006年方山县气象资料，最小降雨量为338mm（2005年），年平均降

6、雨量为397mm，雨季多集中在78、9三个月；最高气温39，最低气温-25，年平均气温8.9；年平均蒸发量1977.6mm，为降雨量的3-4倍；每年11月份结冰，翌年3月解冻。最大冻土深度1000mm左右；全年无霜期平均为186天左右；冬季多西北风，夏季多东南风，一般风速1.42m/s，瞬间最大风速为3.0m/s。1.5 地震据山西省地震局发布的地震烈度表，本区属六级烈度区。据史料记载，1829年3月（清道光九年三月）中阳离石地区曾发生过55.9级地震。震中在离石县城东郊。根据中华人民共和国国家标准GB50011-2010，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。1.6 矿井

7、排水设施能力现状目前，矿井矿井涌水量为118m3/h，涌水量主要集中在+900水平5号煤层二、三采区和+830水平9号煤层二采区，其中+900水平合计涌水量为48m3/h，+830水平合计正常涌水量为70m3/h。矿井中央排水系统：水仓仓容为3400m3，其中内仓仓容为1450m3，外仓仓容为1950m3。中央泵房布置4台（型号为MD280-43×9）主排水泵，担负全矿主排水任务。水泵额定扬程387m，流量280m3/h，电动机功率500kw，电压6kv。其中一台泵运行，两台泵备用，一台泵检修。特殊情况下三台泵运行，一台备用。中央水仓至地面污水处理站布置两趟273（10寸）管路，正常

8、情况下1#、3#泵运行时用1#管路，2#、4#泵运行时用2#管路。当发生紧急情况时，水泵与管路的连接可通过阀门调整。矿井+830水平北翼排水系统：水仓仓容为1600m3，其中内仓仓容为640m3，外仓仓容为960m3。+830m北翼泵房布置3台（型号为D280-43×3）排水泵，担负+830m水平北翼排水任务。水泵额定扬程129m，流量280m3/h，电动机功率160kw，电压1140v。其中一台泵运行，一台泵备用，一台泵检修。特殊情况下两台泵运行，一台备用。+830m水平北翼水仓至中央水仓布置两趟273（10寸）管路，正常情况下1#、2#泵运行时用1#管路，3#水泵运行时用2#管路

9、。当发生紧急情况时，水泵与管路的连接可通过阀门调整。矿井5号煤层三采区采区排水系统：水仓仓容为1000m3，内、外仓仓容各500m3。三采区泵房布置4台（型号为D155-30×3）排水泵，担负三采区5号煤层排水任务。水泵额定扬程90m，流量155m3/h，电动机功率75kw，电压660v。其中一台泵运行，两台泵备用，一台泵检修。特殊情况下三台泵运行，一台备用。三采区水仓至中央水仓布置两趟159（6寸）管路，正常情况下1#、3#泵运行时用1#管路，2#、4#水泵运行时用2#管路。当发生其它情况时，水泵与管路的连接可通过阀门调整。根据煤矿安全规程规定：工作水泵和工作水管配合应能在20h内

10、排出矿井24h正常涌水量，工作和备用水管的总能力应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。根据2013年5月开展联合排水试运转报告显示，矿井中央泵房和采区水仓水泵效率全部合格。2 以往地质与水文地质工作及评述本井田位于河东煤田离石详查区内中北部，自上世纪20年代开始，在井田一带进行了多次地质勘查工作。11926年王竹泉著太原榆林幅（地质调查）说明书，包括本区。之后有侯德封作1/20万山西省地质图对本地区地层进行了划分。21957年地质部山西省办事处汾阳地质队张良瑾等编有离石中阳县一带煤田地质普查报告，地质调查范围大，地层划分较为准确。31959年山西省煤田地质勘探148队，对离石矿区进行了煤田

11、普查工作（包括本井田）。419671970年，山西省煤田地质勘探148队又对离石矿区进行了详查。1971年6月提交了河东煤田离石矿区详查勘探报告， 获得储量32×104万t，绘制了1/10000地形地质图，详细划分了地层，并进行了系统的煤岩层对比，山西省革命委员会煤炭化工局以（71）晋革煤地决字第8号决议书批准。该次勘探在本井田及周边施工钻孔20个，累计进尺5242.44m。测井时所测定性1/200曲线2至3种参数，定量1/50曲线2至3种方法，验证了钻孔质量，提供了可靠的地质资料。51975年，山西省地质局区调队编写了1：20万离石幅区域地质调查报告，对该区地层进行了系统的对比和划

12、分。62004年7月山西省煤炭地质公司在矿井工业广场附近施工一水井，终孔深度655.80m，对奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层进行了抽水试验。72004年4月12月山西省吕梁地区水利勘测建设总队在木瓜煤矿工业广场附近施工一水井。终孔深度607.00m，对奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层进行了抽水试验。82005年3月8日山西地宝能源有限公司对矿井进行补充勘探工作，并于2006年12月提交了山西省霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司矿井、木瓜煤矿补充勘探地质报告。该报告由山西地宝能源有限公司内审，没有批复文件。该次勘探在本井田及周边施工钻孔20个，累计进尺7940.02m。92012年，山西地宝能源有限公司对矿井编写

13、了霍州煤电集团有限责任公司矿井生产矿井地质报告。纵观上述地质、水文地质工作，做过大量的地质工作，积累了较丰富的基础资料。其中，地质研究程度很高，基本查明了井田内的地质构造、地层岩性、厚度及煤层赋存特征，为煤炭开发奠定了坚实的基础。但对于水文地质条件掌握程度不够，井田内缺少水文钻孔及观测系统。3地质概况3.1 地层（一）主要地层根据钻孔及地表出露情况，井田内赋存地层由老至新叙述如下：1. 奥陶系中统峰峰组（O2f）为含煤岩系之基底，上部为灰色、蓝灰色，厚层状石灰岩夹浅灰或灰黄色泥灰岩，厚约50m左右；中部为灰色石灰岩与灰色石膏层互层，厚约40m左右；下部为深灰色石灰岩，多具角砾状结构，富含珠角石

14、，左旋螺等动物化石，厚度约50m。平均厚度为140m。2. 石炭系中统本溪组（C2b）岩性为灰色砂质泥岩、灰黑色泥岩、灰色粘土岩、青灰色石灰岩及灰白色、深灰色碎屑状铝土矿。其底部为铝土矿或山西式铁矿。含植物化石。厚度24.4029.94m，平均27.41m。与下伏地层呈平行不整合接触。3. 石炭系上统太原组（C3t）从K1石英砂岩底到K3砂岩底，岩性由灰白色各粒级砂岩、灰色、黑色、灰黑色砂质泥岩、泥岩、青灰色石灰岩及7层煤组成。含植物化石。主要含煤地层之一，厚度84.86107.41m，平均96.77m。与下伏本溪组地层呈整合接触。井田东北部被剥蚀。4. 二叠系下统山西组（P1s）从K3砂岩底

15、至K4砂岩底，岩性由灰白色各粒级砂岩，灰色灰黑色砂质泥岩、泥岩及8层煤组成。厚度42.4287.04m，平均62.37m，含植物化石。主要含煤地层之一。与下伏地层呈连续沉积。井田东部被剥蚀。5. 二叠系下统下石盒子组（P1x）岩性为灰绿色、黄绿色、灰白色砂岩，灰色、紫色、灰黑色砂质泥岩、泥岩等，底部偶见炭质泥岩及煤线。该组厚度66.0896.50m，平均78.54m。井田内本组地层大部被剥蚀，与下伏山西组连续沉积。6. 二叠系上统上石盒子组（P2s）岩性为黄绿色各粒级砂岩、砂质泥岩、泥岩，上部地层均被剥蚀，最大残留厚度59m左右，与下伏地层连续沉积。7. 上第三系上新统（N2）为棕红色砂质粘土

16、，砾石层夹有钙质结核，底部见半胶结砾石层，砾石为石灰岩及少量片麻岩。与下伏地层呈角度不整合接触。厚度一般约70m。8. 第四系中上更新统（Q23）为浅黄色黄土、砂土、亚砂土、粘土、棕红色粘土，质软、疏松、垂直节理发育，含条带状钙质结核层，局部含砾石层。厚度一般约60m。与下伏地层呈角度不整合接触。9. 第四系全新统（Q4）主要为冲积层、洪积层，仅分布在矿井沟沟谷中，厚度一般约10m。与下伏地层呈角度不整合接触。（二）可采煤层井田内可采煤层共6层，分别为山西组的2、3、5号煤层和太原组的8、9、10号煤层，现分述如下：1、2号煤层：位于山西组中上部，距K4砂岩25.44m，厚度01.80m，平均

17、0.68m，结构简单，含夹矸01层，在井田内为不稳定局部可采煤层，其中DM3、DM18孔为尖灭。主要在井田东部可采。顶板（直接顶）为中、细、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，底板（直接底）为细砂岩、砂质泥岩。井田内总的变化趋势为由东北向西南逐渐变薄。2、3号煤层：位于山西组中部，上距2号煤3.55-11.35m，平均5.13m，煤层厚度0.50-1.85m，平均1.17m，结构简单，含0-1层夹矸，其中211、DM3、DM17、DM18、井筒检查孔不可采。仅井田西南部有局部不可采区，为稳定的大部可采煤层。顶板（直接顶）为各粒级砂岩、砂质泥岩、炭质泥岩，底板（直接底）各粒级砂岩、砂质泥岩、泥岩。3、5号煤

18、层：位于山西组下部，上距3号煤13.80-27.25m，平均20.25m，煤层厚度1.25-4.05m，平均2.47m，结构简单，含夹矸0-3层，属稳定全区可采煤层。顶板（直接顶）为砂岩、砂质泥岩、泥岩，底板（直接底）为砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、细砂岩。4、8号煤层：位于L1石灰岩之下，太原组中部，L1为煤层之老顶，上距5号煤37.10-57.32m，平均43.57m，煤层厚度0.30-1.95m，平均0.94m。结构简单，含夹矸0-2层，其中井筒检查孔、DM3、DM5、DM8、DM9、DM10、DM11、DM13、DM14、DM18、DM21不可采，属不稳定的局部可采煤层。可采区主要分布在井

19、田东北部、中部及南部，井田西北部与9号煤合并，顶板（老顶）为L1石灰岩，局部发育泥岩、砂质泥岩、细粉砂岩。底板（直接底）为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、细砂岩。表3-1 可采煤层特征表时代煤层煤层厚度(m)最小-最大平均层间距(m)平均煤层结构夹石(层)稳定性可采性顶底板岩性顶板底板山西组P1s20.00-1.800.683.55-11.355.13简单（01）不稳定局部可采砂岩、砂质泥岩、泥岩砂岩、砂质泥岩、泥岩30.50-1.851.17简单（01）稳定大部可采砂岩、砂质泥岩、泥岩砂岩、砂质泥岩、泥岩13.80-27.2520.2551.25-4.052.47简单（03）稳定全区可采砂岩、泥岩

20、、砂质泥岩泥岩、砂质泥岩37.10-57.3243.57太原组C3t80.30-1.950.94简单（02）不稳定局部可采石灰岩、泥岩泥岩、砂质泥岩、细、粉砂岩0.70-22.855.9090.00-4.151.36简单-复杂（04）较稳定大部可采砂岩、砂质泥岩、泥岩砂岩、砂质泥岩、泥岩7.30-13.2612.52101.65-4.502.98简单-复杂（04）稳定全区可采砂岩、砂质泥岩、泥岩砂岩、砂质泥岩、细、粉砂岩5、9号煤层：位于太原组中部8号煤层之下，上距8号煤层0.70-22.85m，平均5.90m，煤层厚度0.00-4.15m，平均1.36m，含0-4层夹矸，结构简单-复杂，其中

21、DM9、DM10孔为尖灭，DM6、DM12、DM13、DM18不可采，仅井田西南部有局部不可采区，属较稳定的大部可采煤层。顶板（直接顶）为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、砂岩，井田北部合并区顶板为石灰岩（L1）。底板（直接底）为细、粉砂岩、泥岩、砂质泥岩。6、10号煤层：位于太原组下部，上距9号煤层7.30-13.26m，平均12.52m。煤层厚度1.65-4.50m，平均2.98m，结构简单-复杂，含夹矸0-4层，属稳定全区可采煤层。顶板（直接顶）为各粒级砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩，底板（直接底）为砂岩、砂质泥岩、泥岩。3.2 构造本井田总体为不对称向斜（中阳离石向斜），并伴生次级短轴背斜及向

22、斜，倾角一般3°-14°，在井田西南部局部地段倾角达到20°，西北部局部地段倾角达到18°。井田内发育有5m 以上的断层5条，层间小断层数条，还发育有6个陷落柱。现分述如下（见井田构造纲要图3-1）：图3-1 井田构造纲要图1、褶曲（1）中阳离石向斜（S1）：向斜轴位于井田西部，在井田北部轴向北东向，在井田南部轴向南东向，向斜西翼地层较陡，倾角约5°14°，向斜东翼地层较缓，倾角约3°7°。在井田内轴长约4500m。（2）S2背斜：位于井田南部，轴向为北东向，在井田内轴长约1200m，两翼倾角约3°4&#

23、176;。（3）S3背斜：位于井田南部，轴向北北东，井田内延伸长度为1000m左右，两翼倾角约3°4°。（4）S4背斜：位于井田东北部，轴向北东，井田内延伸长度为850m左右，两翼倾角约3°8°。2、断层井田内落差大于5m的正断层见断层统计表3-2。表3-2 断层统计表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F1正南部NNW-SE北部NE南部NE北部SSE7040-805000区域断层井田西部F2正NWNE705.84603号采掘揭露井田东北部F3正NWSW40-655.5-6.9350井田东部F4正SSEN

24、EE406.0150井田中部F5正NNESEE36-426.5180井田中部（1）炭窑村正断层：位于井田外西部，总体走向北北东向，呈“S”型，倾向南东，倾角75°，落差500m，延伸30km，在炭窑村下见到奥陶系地层与变质岩系相接触。为压性正断层。（2）F1正断层：位于井田西部，炭窑村断层以东。南部走向为北北西向南东向，倾向北东，北部走向为北东向，倾向南南东，倾角70°，井田内北部落差较大，南部落差较小，落差为40m80m。总体呈“S”状展布。由DM1、DM2、 DM3、25、210、211、DM9、DM12、DM13、DM18、DM17号钻孔控制。大致查明了断层的延伸方向

25、，在井田内延伸长度约800m。（3）F2正断层：位于井田东北部，走向北西向，倾向北东，倾角70°，落差5.8m，井田内延伸长度为460m，井下开采3号煤层时揭露。（4）F3正断层：位于井田东部，走向北西向，倾向南西，倾角40°-65°，落差5.5-6.9m，井田内延伸长度为350m，井下开采3号煤层时揭露。（5）F4正断层：位于井田中部，走向南南东向，倾向北东东，倾角40°，落差6.0m，井田内延伸长度为150m，井下开采3号煤层时揭露。（6）F5正断层：位于井田中部，走向北北东向，倾向南东东，倾角36°-42°，落差6.5m，井田内

26、延伸长度为180m，井下开采3号煤层时揭露。另外，井田内3、5号煤层在生产中还发育数条层间小断层，3号煤层共揭露68条，5号煤层共揭露122条，落差均小于5m。井田外DM3钻孔在钻探时发现断失现象。3、陷落柱井下开采中发现了6个陷落柱椭圆形，规模不大。据3号煤层井下巷道揭露，井田内共发现6个陷落柱（X1、X2、X3、X4、X5、X6），位于井田东北部，均未及地表。其中X1略大，直径约为50×80 m（3号煤层底板）各陷落柱见表3-3。表3-3 陷落柱特征表陷落柱特征陷落柱编号位置长轴（m）短轴（m）形状备注X1井田东北部8050椭圆形3号煤层井下采掘中发现X23020近似圆形X330

27、22近似圆形X43025近似圆形X53022近似圆形X63524近似圆形3.3 岩浆岩井田内未发现岩浆岩侵入。4 区域水文地质4.1 区域岩溶地下水系统及边界条件矿井位于中阳离石向斜北段，北川河以西，奥陶系岩溶水的径流区。中阳离石向斜位于大武、田家会、苏村以西黄家塌、李家湾、三里湾以东，宽313km。北以临县黄家沟向斜轴开始倾没，南到中阳县城向斜轴抬起，长约50km。地面标高在+800m+1200m之间，向斜外围出露有前寒武系变质岩，寒武系和奥陶系，向斜内依次出露石炭系和二叠系。奥陶系灰岩为向斜的基盘，形成一个较完整的水文地质单元。向斜内大部分被上第三系上新统和第四系中、上更新统及全新统覆盖。

28、区域地貌有剥蚀构造中山，剥蚀堆积黄土丘陵和侵蚀堆积河流谷地三种地貌形态。区内常年性河流主要为三川河及其支流北川河（1.98m3/s），东川河（0.7m3/s）和南川河（0.53m3/s），均属于黄河水域。4.2 含水岩组划分及富水性含水岩组是以地下水含水介质及其赋存特征，水动力条件划分的。其不同分区的单井涌水量是根据现有的资料换算为统一井径，同一降深的单井出水量。全区统一井径为250mm，降深：奥陶系岩溶水为20m，碎屑岩类裂隙水为50m。现将各含水岩组分述如下：1变质岩类风化裂隙含水岩组分布于区域西部的王家会背斜轴部及东部广大地区，岩性为前寒武系的混合岩化花岗岩、片麻岩等。其表层1520m深

29、度，风化裂隙发育。在接受大气降水后形成风化裂隙潜水，断裂带、褶皱轴部和风化壳是地下水赋存的有利地段。一般泉流量小于0.5L/s。水质良好，为HCO3Ca型，矿化度0.20.5g/L。2碳酸盐类岩溶裂隙含水岩组奥陶系由灰岩、豹皮灰岩、泥灰岩和白云质灰岩组成，总厚度360459m，出露于中阳离石向斜外缘。向斜轴部为埋藏型，水位埋深一般大于100m，水位标高一般在+810+829m之间，单井出水量一般均大于1000t/d，在径流带富水部位可达10000t/d以上，水质良好为HCO3Ca·Mg型，矿化度0.20.5g/L。据省勘探院1987年1989年在离石北上安一带施工的钻孔分析：垂直方向

30、上奥陶系上马家沟组中段岩溶发育，以溶洞为主，钻孔岩芯破碎，富水性强。其次为下马家沟组中上段，岩溶较发育、以溶洞及网络状岩溶为主富水性较好。峰峰组以峰窝状，网络状岩溶为主富水性较差。水平方向上，富水性受区域构造的控制，一般补给区富水性差，径流区逐步变强。单位涌水量一般为0.0830.61L/s·m。在断裂带和向斜轴部强径流带富水性明显增大，单位涌水量可达1.134.00L/s·m。在离石附近，区域水位标高为+810m左右，大部分地区高出10号煤层底板，使10号煤层的水文地质条件复杂化，值得注意的是，上马家沟组上段是一套灰岩和泥灰岩互层的地层，由于泥灰岩的隔水作用，含水层岩溶水

31、呈层间水存在，水位在个别地段高出区域水位。如车家湾14号孔，在揭露上马家沟组上段时。水位标高为+864.28m，而继续施工至下马家沟组，水位降至814.61m。但是，由于该段含水层厚度小，以及泥岩隔水层的不稳定性，其富水性较差，同样的孔中抽水试验结果显示，上马家沟组上段降深115.61m，单位涌水量为0.017L/s·m。上下马家沟混合抽水，降深3.8m，单位涌水量0.4L/s·m。峰峰组富水性差，其底部有厚约40m的泥灰岩，隔水性能较好，同样地表现出与上述相同的规律。3碎屑岩类裂隙含水岩组本含水岩组包括了石炭系和二叠系所有的含水层，分述如下：a）石炭系太原组碎屑岩类夹碳酸

32、盐岩类裂隙含水层。主要由三层灰岩组成（L5、L4、L1），彼此之间隔以泥岩及少量砂岩，含水层厚度1720m。浅部裂隙岩溶发育，深部逐渐变弱，加之补给条件的差异。区域上富水性变化较大。单井出水量10500t/d，渗透系数在0.002758.53m/d之间，水位标高+874+1044m。水质一般属HCO3SO4型，为软的淡水，少量为矿化度大于1g/L的微咸水。b）二叠系山西组砂岩裂隙含水层含水层为砂岩，间隔泥岩和砂质泥岩，含水层单层厚度小且不稳定，甚至局部相变为砂质泥岩，富水性较弱。单井出水量一般小于10m3/d，渗透系数0.0004130.012m/d。水位高+881+1053m之间。C）二叠系

33、上、下石盒子组砂岩裂隙含水层本含水层由数层厚、巨厚层砂岩组成，由于大部分接近地表，易风化，裂隙发育，富水性稍好。在沟谷中泉水出露较多，流量一般为0.010.5L/s，单井出水量10500t/d，渗透系数0.00180.22m/d，水位标高+882+1078m。4松散岩类孔隙含水岩组主要是指分布于三川河及主要支流河谷中的第四系冲洪积砂砾石层，一般厚度35m，局部稍厚，最大厚度可达60m，泉流量可达18.7L/s。富水地段单井出水量5001500t/d，水质主要为HCO3·SO4Ca·Mg型，矿化度小于1g/L。在以碳酸盐类为河床基底时，由于其隔水性差，孔隙水大量渗漏，富水性明

34、显变差。上第三系上新统底砾石呈半胶结状态，厚510m，主要分布于沟谷中，富水性较差，泉流量一般为0.20.4L/s。4.3 区域地下水补给、迳流与排泄条件1奥陶系岩溶水奥陶系岩溶水属柳林泉域，大气降水和地表水的入渗是主要的补给来源。向斜周围的灰岩裸露区面积大，节理裂隙发育，入渗条件良好，区域内东川河车家湾以东，南川河朱家店以南，北川河大武以北，大量接受河流的入渗补给，据省勘察院资料，在大武以北地段，北川河通过松散层的下渗补给入渗率为25%。岩溶水的径流条件主要受边界和地质构造的控制，从向斜两翼汇流于向斜轴部，进而沿主径流带从北（离石一带）、南（中阳一带）两个方向汇集于金罗一带，经过王家会背斜的

35、南倾伏端，流入柳林泉集中排流区。柳林泉泉群出露标高+790+801m，泉群总流量2.73.8m3/s。目前本区对奥灰水的开采量较小。2石炭系、二叠系裂隙水石炭系、二叠系灰岩、砂岩岩溶裂隙水的补给，主要是来自裸露区大气降水补给和河流及河谷松散层的有限下渗补给。河流及松散层的下渗补给发生在灰岩及砂岩含水层作为河床基底的情况，处于这种情况下，含水层一般埋藏浅，溶隙裂隙发育，容易形成含水层富水性局部变强的现象。但由于灰岩厚度小，砂岩渗透性弱，补给量是极有限的。地下水一般顺层沿倾向方运移。在沟谷切割深处以泉的形式排出地表，在河谷浅埋藏部位与第四系松散层孔隙水水力联系密切，另图4-2 柳林泉域水文地质简略

36、图外煤矿人工排泄是又一排泄途径。3第四系及上第三系孔隙水补给主要是大气降水及地表水的入渗补给。第四系河谷松散层孔隙水与地表水联系密切。上第三系上新统砾石含水层水经过短距离的径流后，一般以泉的形式排泄于沟谷中，另外是人工开采排泄。5 矿井水文地质5.1 含水层 1. 奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层井田内无出露，井田内有三个钻孔（DM4、DM9、DM12号钻孔）探至奥陶系，揭露厚度分别为271.29m、3.6m、83.25m，矿井水井揭露本统399.32m。岩性主要为灰色石灰岩、泥灰岩，米黄色白云岩，中夹多层石膏层，DM4号孔在埋深610m左右见有较大溶洞。 上下马家沟组：据2004年4月7日7月

37、20日在井田东北部矿井主斜井附近施工的水井资料（坐标：X=4173213，Y=19509029，H=1070），井深655.80m，揭露奥灰399.32m，其中揭露上马家沟及下马家沟上段289.12m，水位埋深为273.00m，动水位标高+797m，降深39.8m，单位涌水量0.865L/s·m，渗透系数1.284m/d，该含水层为中等富水性含水层。水质类型为HCO3·SO4-Ca·Mg型，总矿化度0.9448g/L。据2004年4月12月由山西省吕梁地区水利勘测建设总队在木瓜煤矿工业广场附近施工的水井资料（坐标：X=4169425，Y=19509675，H=10

38、60），井深607m，揭露奥灰399.32m，其中揭露上马家沟及下马家沟上段337.00m，水位埋深为249m，水位标高+811.00m，降深15m，单位涌水量2.111L/s·m，渗透系数1.906m/d，该含水层为强富水性含水层，水质类型为HCO3·SO4-Ca·K+Na型，总矿化度0.474g/L。表5-1 奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层水文孔及水井资料孔号单位涌水量(L/s·m)渗透系数(m/d)水位标高(m)施工日期DM4水文孔806.462005.6木瓜水井2.1111.9068112004.412峰峰组：井田内DM4号水文孔、矿井水井及木瓜

39、水井均揭穿本组，厚度分别为：133.31m、110.20m、105.00m，平均116.17m。岩性主要为石灰岩、角砾状白云质灰岩、白云质灰岩和石膏，根据区域资料，本组含水层富水性较弱。DM4号水文孔中对奥陶系中统峰峰组及上马家沟上段含水层进行了水位观测，而未进行抽水试验，根据木瓜水井及区域水文资料推测本井田内奥灰水位标高为+811+813m。2. 石炭系太原组岩溶裂隙含水层含水层主要由三层灰岩及13层中粗砂岩组成，三层灰岩分别为L1、L4、L5，厚度分别为5.43、5.89、4.49m，平均总厚度为15.81m。石灰岩裂隙较发育，岩芯破碎，2005年勘探中，钻至该三层灰岩时，均出现消耗量增大

40、或孔漏的情况。在井田南部的井筒检查孔及北部DM4号水文孔中对本组进行了抽水试验，另外在DM4号水文孔东南有1971年148队施工的206号水文孔，也对本组进行了抽水试验，表5-2 石炭系太原组岩溶裂隙含水层水文孔及水井资料孔号单位涌水量（L/s·m）渗透系数（m/d）水位标高（m）施工日期DM4水文孔0.0640.2202935.042005.6井筒检查孔0.0780.27131058.702005.4206水文孔0.0090.0541025.141971从上表中可以看出，单位涌水量在0.0090.078L/s·m之间，渗透系数在0.0540.2713m/d之间，水位标高在

41、935.041058.70m之间。水位由南向北，由东向西降落，即水位由向斜两翼向轴部降低，基本与岩层倾向方向一致，含水层富水性也由两翼向轴部增强，总体来看，该含水层富水性弱，水质为HCO3·SO4Na型，矿化度0.4642g/L。3. 二叠系山西组砂岩裂隙含水层含水层以细、中、粗砂岩为主，平均厚度22.97m。含水层连续性差，厚度不稳定、裂隙不发育。DM4、井筒检查孔、206号水文孔均对本组含水层进行了抽水试验：表5-3 二叠系山西组砂岩裂隙含水层水文孔及水井资料孔号单位涌水量（L/s·m）渗透系数（m/d）水位标高（m）施工日期DM4水文孔0.0390.15911062.

42、662005.7井筒检查孔0.0470.20421060.202005.3206水文孔0.000141061.431971从上表中可以看出，单位涌水量在0.000140.047L/s·m之间，渗透系数在0.15910.2042m/d之间，水位标高在+1060.20+1062.66m之间。水位变化不大，总体来看，该含水层富水性弱，水质为HCO3·SO4Ca·Mg型，矿化度0.7378g/L。4. 二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层含水层主要由厚层中，粗粒砂岩组成，井田内连续性好，厚度大，近地表裂隙发育，易接受降水补给，深部裂隙不甚发育，DM4、井筒检查孔、206号水

43、文孔均对本组含水层进行了抽水试验：表5-5 二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层水文孔及水井资料孔号单位涌水量（L/s·m）渗透系数（m/d）水位标高（m）施工日期DM4水文孔0.04410.08751072.362005.7井筒检查孔0.06860.29461053.432005.3206水文孔0.06700.20001078.731971从上表中可以看出，单位涌水量在0.06700.0686L/s·m之间，渗透系数在0.08750.2946m/d之间，水位标高在1053.431078.73m之间。水位由向斜两翼向轴部降低，含水层富水性弱，水质为HCO3Na·Ca

44、型，矿化度0.4566g/L。5. 新近系、第四系孔隙含水层及基岩风化带含水层组主要为新近系上新统底砾岩含水层，多出露于沟谷中，其次为第四系中、上更新统层间砂砾石含水层，广泛分布于区内，因其间含水层出露高，连续性差，补给条件不好，单位涌水量0.02160.02397L/s·m，含水层富水性弱。DM4水文孔和井筒检查孔对本组含水层进行了抽水试验，参数见下表（5-6）：表5-6 水文孔及水井资料孔号单位涌水量（L/s·m）渗透系数（m/d）水位标高（m）施工日期DM4水文孔0.02160.029361108.462005.7井筒检查孔0.023970.051421078.442

45、005.35.2 隔水层1井田内奥陶系顶面至10号煤层底板间厚度64m左右，包括本溪组，岩性主要为泥质岩、铝土泥岩类，夹不稳定的薄层砂岩和灰岩，具有较好的隔水性能，对奥灰岩溶水可起到隔水作用。为井田及区域良好的隔水层。2此外，相间于各灰岩、砂岩含水层之间的较厚的泥岩、砂质泥岩及裂隙岩溶不发育的砂岩、灰岩均可视作隔水层，加上本区断层不发育，因此，各含水层组基本上是独立的，互不沟通，其水位都有明显差别，可以说明隔水层起到了隔水作用。5.3 地下水的补给、径流和排泄条件1补给条件井田内地下水类型主要为承压水，潜水分布范围相对较小。受西北地区干旱气候的影响，降雨量比较少，所以地下水补给条件较差。奥陶系

46、灰岩、石炭系和二叠系含水层，井田内无出露，主要在井田外东西两侧裸露区接受大气降水的补给，因本区降水量较少，地形坡度大，补给条件都不太好；另外接受上覆含水层的下渗补给。基岩风化带主要接受冲积层潜水、大气降水及河流的入渗补给，但其范围有限。新近系、第四系砂砾石含水层接受大气降水的补给，补给范围较大，所以其补给条件相对其它含水层较好。2径流、排泄条件奥陶系灰岩岩溶水井田奥陶系灰岩岩溶水属于柳林泉域系统。在井田外围接受补给后，由东西两侧向向斜轴部汇流，进而沿主径流带从北向南径流，经过王家会背斜的南倾伏端，流入柳林泉集中排泄区。柳林泉泉群出露标高+790+803m，泉群总流量2.73.8m3/s。石炭、

47、二叠系含水层岩溶水及裂隙水太原组间夹于碎屑岩中的石灰岩岩溶水和二叠系砂岩裂隙水，地下水的流向基本相同，与地层倾向类似。沿岩层顺层向向斜轴部运移。地下水排泄主要是矿坑排水，大部分加入井田外离石向斜的地下水循环。还有一小部分以泉或渗流的方式泄出。新近系和第四系砂砾石潜水潜水流向与石炭、二叠系地下水的流向相似，但径流途径较短，排泄途径较多，可以通过泉向河流补给，向下伏基岩风化裂隙潜水补给等方式排泄，也可通过地面蒸发和人工开采排泄。5.4 矿井充水条件5.4.1 矿井充水水源矿井未来三年开采5号、9号和10号煤层，其中主采9号和10号煤层，5号煤层为配采煤层。首先，配采煤层5号煤层未来三年计划开采5-

48、304面和5-306面。开采标高在+900-+970m之间。据5-304面和5-306面附近钻孔（DM7和DM8）资料显示，此区域5号煤层厚2.242.9m。其次，主采煤层9号煤层未来三年计划开采二采区，9-207、9-209、9-202和9-201工作面，开采标高在+813+910m之间，据二采区附件钻孔资料（25、202、203、213、214、DM1、DM2和DM4）显示，二采区9号煤层厚度0.83.48m，上距5号煤层间距47.965m，下距10号煤层间距4.8710.7m。10号煤层未来三年计划开采二采区，10-200、10-203和10-205工作面，开采标高在+800m以上，据钻

49、孔资料显示，二采区10号煤层厚度在1.453.5m之间。综上所述，未来三年木瓜煤矿采掘活动的矿井充水水源主要由以下几部分组成：1）大气降水和地表水井田内沟谷由北向南有水源沟、王家沟和高家沟，水源沟和王家沟在井田东部汇交为矿井沟，均为季节性河流，平时干涸，雨季有短暂洪流。近年来，煤矿排水使得沟谷局部地带充水。在井田内大部分区域，大气降水和地表水不会直接对矿井产生影响，仅在井田的东部风氧化带附近，依据5-306面切眼附近钻孔（DM8）资料显示：埋藏厚度246m，基岩厚度70m，表土层厚度176m。在此区域开采时，由于埋藏较浅，基岩厚度薄，矿井5号煤开采后，大气降水和地表水在该区域易对矿井充水。9号

50、和10号煤层较5号煤层埋藏深50m左右，因此大气降水和地表水不对9号和10号煤层开采产生直接影响。此外，矿区最高洪水位线+925m，矿井主斜井井口标高为+1083.856m，副斜井井口标高为+1080.412m，风井井口标高为+1068.150m。矿井工业场地和井口均高于最高洪水位，且北川河远离矿井工业场地，故工业场地不受该河影响。2）含水层水（1）顶板含水层水取5号煤层厚度为2.9m，9号煤层厚度3.48m，10号煤层厚度3.5m。依据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程计算5号煤采后导水裂缝带发育高度，便可以判断出直接充水含水层：煤层倾角较小，直接顶板为泥岩、灰岩，上覆岩层多

51、为泥质砂岩和砂岩组成，煤层顶板采用全部跨落式管理，从岩石物理力学性质来看，煤层顶板平均抗压强度为介于2040Mpa，选择导水裂缝带发育高度公式为： 6-1 6-2上式：H为导水裂缝带发育高度；M为累计采厚。当5号煤层厚度取M2.9m时，由公式6-1和公式6-2分别求得导水裂隙带高度H29.640.8m；H44.1m。当9号煤层厚度取M3.48m时，导水裂隙带高度按经验公式H15×M=52.2m。当10号煤层厚度取M3.5m时，导水裂隙带高度按经验公式H15×M=52.5m。因此，5号煤层开采后，导水裂隙带高度将破坏山西组砂岩含水层，该含水层成为5号煤层的直接充水含水层。9号

52、、10号煤层开采后，顶板方向导水裂隙带高度分别发育到52.2m和52.2m，直接充水含水层均为太原组灰岩含水层。（2）底板含水层水底板方向主要含水层为奥陶系灰岩含水层，井田内该含水层水位标高为+813m。5号煤层和9号煤层未来三年内开采煤层底板标高均高于奥陶系灰岩含水层水位，因此，该含水层对5号煤和9号煤开采无影响。10号煤层最低处为+800m，位于井田向斜轴部区域，距离奥灰顶面平均间距64m，计算奥灰突水系数为0.012Mp/m，属于带压开采区，在无构造破坏块段，相对安全开采。3）老空水矿井曾对3号、5号、9号和10号煤层进行过采掘。其中，3号煤层采掘范围较小，且距离未来几年矿井开采范围较远

53、，故可不考虑3号煤层老空水的影响。5号煤层5-304面和5-306面为未来三年开采工作面，该区域顶板和底板方向不存在采空区，仅在同层方向存在5号煤采空区，北侧相邻为5-302面于2011年回采结束，开采范围和积水量基本清楚。9号、10号煤层未来三年开采范围内，顶板方向是5号煤层采空区，由于9号、10号煤层与5号煤层间距较小，因此，5号煤层采空区积水对9号、10号煤层存在潜在威胁。10号煤层上距9号煤层平均距离不足10m，开采10号煤层时，同时要对5号、9号煤层采空积水疏放。上述5号、9号煤层采空区为矿井自身采掘活动遗留，范围确定，积水量清楚。图5-1 煤层与含水层相对关系柱状图5.4.2 矿井

54、充水通道1）顶、底板采动裂缝导水由于受采煤影响，顶、底板方向都会形成破碎带。顶板方向的导水裂隙带和底板方向的破碎带是沟通煤层与含水层的主要通道之一。5号煤层与山西组砂岩含水层、9号煤层与太原组灰岩含水层、10号煤层与9号煤层采空区，都是通过顶板导水裂隙带作为充水通道。2）断层、陷落柱地质构造导水矿井井田总体为不对称向斜，并伴生次级短轴背斜及向斜，井田内发育有5m 以上的断层5条，层间小断层数条，还发育有6个陷落柱。断层、陷落柱构造是沟通煤层与含水层的另一个主要通道。井田内各断层长度不一，宽度不等，水文地质特征差别较大，在矿井采掘活动中发现各主要断层在不同程度伴生次级小断层的存在，各种断层的存在

55、为矿井各种充水水源提供了相互导通的通道。3）封闭不良钻孔在以往勘探中是否有封闭不良钻孔，目前尚未查到可靠记录。历史上封闭不佳的废弃钻孔往往形成下伏或上覆含水层的导水通道。因而矿井在今后的采掘过程中要引起高度重视，为防止钻孔突水，应分析判定封孔质量；对查出的封闭不良钻孔，应建立台帐，并根据不同情况，在与采掘工作面相遇前，采取扫封孔、井下探水或留设防水煤柱等方法避免封闭不良钻孔而引发突水。5.5 井田及周边地区老窑水分布状况本井田内仅有矿井开采，无其它矿井生产。井田外仅北部与山西方山金晖凯川煤业有限公司相邻。山西方山金晖凯川煤业有限公司矿井原为方山县大武镇下庄煤矿，县镇办煤矿，于1995年建井，1996年投产，主井为斜井开拓，副井为立井开拓，建井初设计生产能力9万t，整合前生产能力15万t，井田面积为2.482km2。根据山西省煤炭企业资源整合和有偿使用工作领导组办公室晋整合办200670号文件精神，该矿进行了扩界整合，山西省国土资源厅于2007年2月颁发了采矿许可证，证号为14000000721674，批准开采2、3、5号煤层，井田面积3.621km2。并划定了井田坐标，生产规模提升为30万t/a。2009年11月26日山西省国土资源厅为该矿换发