1、新密市鑫興煤業有限公司礦井水文地質調查報告報告提交單位：新密市鑫興煤業有限公司報告編制單位：河南地質礦產勘查開發局第二地質隊報告提交日期：二。九年八月新密市鑫興煤業有限公司礦井水文地質調查報告報告提交單位：新密市鑫興煤業有限公司報告提交單位負責人：報告編制單位：河南省地質礦產勘查開發局第二地質隊隊 長：王興民總工程師：樊克鋒項目負責：張同中報告編寫：張同中、荊鵬、謝彥軍審 核：提交報告日期：二 00九年八月刖 日 11 .礦井概況 31.1 礦井位置、范圍和交通 31.2 自然地理 41.3 以往地質工作評述 41.4 礦井生產建設概況 42 .區域地質與礦井地質 82.1 區域地層 82.2

2、 礦井地層 82.3 區域構造 82.4 煤層及煤質 113 .區域水文地質 123.1 氣候、氣象 143.2 礦區水文地質 143.3 地下水的補給、徑流、排泄和動態變化 164 礦井充水因素 194.1 礦井充水因素 194.2 礦井7甬水量預算 214.3 礦井水文地質類型 224.4 水庫對礦井開采的影響 225 礦井供、排水系統 235.1 供水系統 235j井下排水系統 236 .礦井水害防治 246.1 礦井水害防治技術措施 246.2 礦井水害防治保障措施 266.3 礦區環境保護措施 277 .結論、存在問題及建議 297.1 結論 297.2 存在問題及建議 30參考文獻

3、 31附圖1、新密市鑫興煤業有限公司地質地形圖（1: 5000）2、新密市鑫興煤業有限公司地質及水文地質圖（1: 2000）3、新密市鑫興煤業有限公司礦井充水性圖（1: 2000）4、新密市鑫興煤業有限公司地質及水文地質剖面圖（1 : 2000）附件：1、設計委托書2、新密市鑫興煤業有限公司采礦許可證（復印件）3、報告編制單位資質證書（復印件）0.1報告編制目的與意義煤礦水災害是我國煤礦建設和生產過程中的主要災害之一。據統計，礦井災害事故中，水害事故約占40%左右，不僅嚴重制約礦井正常安全生產和職工生命安全，而且會給國家和企業造成巨 大的經濟損失。根據省、市、縣煤炭資源整合的有關文件精神，新密

4、市鑫興煤業有限公司由原新密市城關鎮下莊河煤礦、翟溝金星煤礦于2005年通過煤炭資源整合組建而成，開采二疊系山西組二i煤層，設計生產能力15萬噸/年。2006年10月在原礦區基礎上進行了縮邊，并取得新的采礦許可證，證號為 4100000730625。井田及其相鄰區內已進行過多年的開采，煤層頂底板賦水性、斷層破碎帶導水性 以及老空區富水性都是煤礦防治水工作的重點，尤其斷層水是構成礦井安全生產的主要隱患。根據煤礦技術改造初步設計方案，礦井技改后開拓方式采用三立井單水平上下山方式開拓全井田，主井為新打井筒，井坐標X=3819425, Y=38437620, Z=+240,副井為利用井筒，井口坐標X=3

5、819611, Y=38437734, Z +232,風井為禾U用井筒，井口坐標X=3819582, Y=38437766, Z=+232。技改后，井田范圍內非利用井筒全部充填，達到關閉要求。礦井保有資源儲量312.5萬噸，可采儲量177.05萬噸，設計生產能力 0.15Mt/a，服務年限10.6年。本次工作依據河南省人民政府相關文件指示精神，著眼于礦井安全生產，運用水文地質勘察、巖石學、地下水動力學及構造地質學的理論和方法，通過對開采煤層地質與水文地質條件及其充水因素分析研究，在查明礦井水患影響程度的基礎上，制定相應的防治水措施，不僅可大大避免水害事故的發生，減少人員和財物損失，確保礦井安全

6、正常生產，具有極其重要的意義，而且對礦井今后實現更加科學化、規范化、信息化的管理也奠定良好基礎。0.2報告編制主要依據本次礦井水文地質報告的編制側重對水文地質條件的分析，并根據分析結果提出對水害防治技術方案。報告編制的主要依據有：2008年11月14日，豫政辦200890號，河南省人民政府辦公廳關于堅決遏制煤礦重特大事故發生的緊急通知；2008年11月25日，河南省煤礦安全監察局，豫煤安監二2008273號，關于加強煤礦防治水工作，遏制重特大事故發生的緊急通知。0.3報告編制主要任務(1)查明區域與井田主要含水層空間分布特征的賦水性、賦水規律及地下水的補給、徑流與 排泄條件，垂向與橫向上的水力

7、聯系，以及對礦井充水的影響。(2)查明斷裂構造的空間分布特征，結構面力學性質，導、隔水性能，以及對礦井充水的影響。(3)查明隔水巖層的巖性特征、厚度與隔水性能，以及對地下水運移的控制作用和影響。(4)查明地表水與大氣降水對礦井充水的影響程度。(5)查明礦井與相鄰礦井老空區分布特征、積水情況，以及對礦井充水的影響程度。(6)查明礦井充水因素、主要充水水源、充水途徑、充水量及其動態變化特征，繼而確定礦 井水文地質條件類型。(7)編制礦井地質及水文地質圖、地質及水文地質剖面圖及礦井充水性圖。0.4本次工作情況此次工作從2009年6月初開始，至2009年8月底結束，歷時3個月，大致分為四個階段。第一階

8、段：收集資料、野外踏勘和物探測量階段。全面搜集礦井地質、水文地質資料，在充分閱讀資料的基礎上，實施踏勘和了解本礦井及相鄰 礦井、區內地質、地貌及水文地質特征、礦井建設及生產狀況。第二階段：資料整理與綜合分析研究階段。對區內與礦井勘探與生產揭露的地質與水文地質資料進一步歸納整理與統計，編制礦井地質與水文地質圖、礦井地質及水文地質綜合柱狀圖、礦井地質及水文地質剖面圖及礦井充水性圖等相關圖件，分析煤層底板含水層特征與賦水性及其規律、斷裂構造力學性質及導賦水性、地表水體大氣 降水對礦井充水的影響程度和老空區積水空間分布特征及情況等。第三階段：報告編制階段。在對區域及礦井地質與水文地質資料全面調查及分析

9、研究的基礎上，按照礦井水文地質報告編制提綱和編制要求，結合區域及礦井生產實際，編制礦井水文地質報告。第四階段：報告修改補充階段。為使報告更加完善， 依據更加充分，在報告編制過程中， 同河南省新密市煤炭工業管理局及礦 方有關技術人員多次交換意見，進行了反復修改和補充。報告編制期間，得到了新密市市煤炭工業管理局及礦方的大力支持與協助，使此次報告編制工作得以圓滿完成，在此表示感謝。由于編制人員水平有限、時間緊、任務重以及物探工作的多解性，報告中不足之處在所難免， 懇請同行專家批評指正。1 .礦井概況1.1 礦井位置、范圍和交通1.1.1 礦井位置公司位于新密市城關鎮翟溝村內，東距新密市城區約4公里，

10、東北距鄭州市 50公里。1.1.2 范圍新密市鑫興煤業有限公司位于新密煤田“米-?！笨碧絽^東端，礦區地理坐標為東經 113° 18'27"113° 19' 34"，北緯 34° 29' 37”34° 30' 37"。礦區二1煤范圍，東西長400-1700m南北4601850rm礦區面積1.8877km2。礦區范圍由下述22個拐點坐標依次連線圈定，各點坐標值見 表 1-1。表1-1新密市鑫興煤業有限公司礦區范圍拐點坐標拐點號緯距X經距Y13820536.0038437350.00A3820450

11、.0038437264.00B3820204.0038437265.001C3820212.0038436969.0033820105.0038436793.00143820138.0038436400.0053818700.0038436400.001.163818700.0038438100.0073819150.0038438100.00183819370.0038437720.0093819772.0038437862.001103819772.0038437579.0011P3819800.0038437542.00:123819800.0038437300.0013P3819400

12、.0038437300.00143819400.0038436800.0015P3819870.0038436800.00163820005.0038437250.00173820080.0038437250.00183820102.0038437350.00193820044.0038437650.00203820412.0038437651.001.1.3 交通東距新密市城區約 4公里，東北距鄭州市 50公里，登封-鄭州的公路從本礦區的南部穿過，滎 （密）-新（密）公路、新（密）-大（平）公路在礦區南部與鄭 -登公路交匯，并有大路與之相連， 可通行大小車輛，另外，本礦北部有新密支線在新鄭市

13、與京廣線接軌。各鄉鎮及村莊間的簡易公路縱橫成網，交通極為便利。井田交通位置見圖1-1-1。圖1-1-1鑫興煤礦交通位置圖1.2 自然地理1.2.1 地形地貌本礦區地表屬山前沖積扇平原，地勢西南高、東北低，東部為下莊河河床灘地，地勢較平坦。 煤系地層被第四系沖積層所覆蓋。地面海拔標高在221.0-301.0m之間，最大相對高差約 80s1.2.2 水文雙洎河北支流從本礦區的北部、東部流過，主要是雨季排泄洪水的通道，平時基本無水。雙洎 河發源于登封嵩山山脈，流經新密、新鄭等地，向東南注入穎河，最終匯入淮河，屬淮河水系。1.2.3 氣像本區屬半干旱大陸性氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干旱，據密縣氣象站

14、記載：該區年降雨量397.7973mm平均624.35mm,日最大降雨量103.5mm,降雨多集中在每年的七、八、九三個月； 平均年蒸發量為 2086.3mm；年平土勻氣溫14.3 C,最高41.3 C,最低-17.8 C；最大積雪深度 20cm, 最大凍土帶深度18cm；最大風速為22m/s,夏季多南風，冬季多西北風。1.2.4地震據中華人民共和國地震局編制的地震烈度區劃圖和武漢地震測繪大隊資料，本區地震烈度為V度。對本區有影響且有記載的地震發生在 1814年1月10日，震中位于密縣與滎陽之間，震級為 5 級，地震烈度為 VI度。1.3 以往地質工作評述新密市鑫興煤業有限公司位于新密煤田“米

15、村一牛店”勘探區東部，屬蘆店向斜北翼，開采二疊系山西組下部的二1煤層。1958年9月原中南煤田地質局125地質隊在新密煤田“米村一牛店” 勘探區做過煤田普查勘探工作。59年9月提出了普查報告。1960年原中南煤田地質局125地質隊在新密煤田“米村一牛店”勘探 區進行了精查勘探，同年提交了米村一牛店煤礦地質勘探最終報告（精 查）。但在1962年復審時，該報告因勘探線距過大，水文工作量少，不 能滿足建井設計需要而被降為普查報告。125隊在“米村一牛店”勘探區 施工了大量鉆孔，但在本區只施工了1個鉆孔10-13孔。1997年7月該區的原下莊河煤礦曾由鄭州礦區地質測繪技術咨詢服務 部編制了專門的儲量報

16、告（新密市城關鎮下莊河煤礦地質礦產儲量報 告），但未投入鉆探工作量。該報告共計算新密市城關鎮下莊河煤礦范 圍內二1煤資源儲量88.3萬噸，保有儲量39.5萬噸。并經豫儲證字（1997） 081號儲量證書批準。1998年8月該區的原金星煤礦曾由鄭州礦區地質測繪技術咨詢服務部 編制了專門的儲量報告（河南省新密市城關鎮翟溝金星煤礦礦產儲量（地質）報告）。2004年3月該區的原下莊河煤礦曾由鄭州礦務局地勘公司編制了河南省新密市城關鎮下莊河煤礦資源儲量核查報告，未投入鉆探工作量。該報告共計算新密市城關鎮下莊河煤礦范圍內二 1煤資源儲量84.2萬噸， 保有儲量27.5萬噸。并經豫國土資儲備（小）字2004

17、163號評審備案。2005年12月新密市鑫興煤業有限公司曾由河南省煤田地質局一隊編制了 河南省新密市鑫興煤業有限公司煤炭資源儲量核查報告，但未投入鉆探 工作量。該報告共計算新 密市鑫興煤業有限公司范圍內二1煤層資源儲量779 萬噸，保有儲量711萬噸。并經豫國土資儲備字200675號評審備案。2005年12月礦方委托陜西省煤田地質局物探隊對該區進行了二維地震勘探，共布設測線12條，物理點390個1.4 礦井開發史新密市鑫興煤業有限公司由原下莊河煤礦、金星煤礦通過煤炭資源整合而組成。 周邊分布有紅星煤礦和翟溝煤礦，現對其開采情況分述如下：1、原下莊河煤礦：下莊河煤礦位于礦區北部，始建于 1995

18、年，1996年建成投產。開采 二疊系山西組下部的二1煤層，礦井設計生產能力3萬噸/年。后經改擴建， 生產能力達6萬噸/年。該礦現有2個井筒，分別為主井、副井，采用立 井單水平上、下山開采，走向長臂式采煤，中央抽出式機械通風，全部垮 落管理頂板，井下生產工人采用礦燈照明。由于鄉鎮煤礦的治理整頓，本 礦2005年6月停產進行資源整合，開采動用資源儲量 61萬噸。據本礦的開采資料，瓦斯相對涌出量為 4.1m3/d.t ,屬低瓦斯礦井； 礦井涌水量較小，正常涌水量 30m/h ,最大涌水量100n3/h ,以頂板淋水 為主，次為底板滲水。2、原金星煤礦：金星煤礦位于礦區中部，于 2003年動工基建，2

19、004年底建成投產。 開采山西組下部的二1煤層，礦井設計生產能力6萬噸/年。本礦現有2個 井筒。開拓方式采用立井單水平上下山開拓， 采煤方法為走向長臂后退式， 沿底送巷，采用手鎬落煤，全部垮落管理頂板，中央抽出式機械通風。礦井涌水量較小，正常涌水量15n3/h ,最大涌水量35m/h ,以頂板淋 水為主，次為底板滲水。據本礦的開采資料，瓦斯相對涌出量為1.9m3/d.t , 屬低瓦斯礦井。礦井建成以后，由于小煤礦治理整頓，基本沒有正常生產。特別是2005 年9月參加資源整后停產至今。3、周邊煤礦開采情況(1)翟溝煤礦翟溝煤礦位于本礦區東北部，于 1989年建井，1991年建成投產。開 采山西組

20、下部的二1煤層，礦井設計生產能力15萬噸/年。本礦現有3個 井筒。采用立井單水平上下山開拓，采煤方法為走向長臂后退式，沿底送 巷，采用手鎬落煤，全部垮落管理頂板，抽出式機械通風。據本礦的開采資料，瓦斯相對涌出量為 3.6m3/d.t ,屬低瓦斯礦井。礦井涌水量情況不詳。(2)紅星煤礦紅星煤礦位于本礦區東部，開采山西組下部的二 1煤層。原有2個立 井。開拓方式采用立井單水平上下山開拓，采煤方法為走向長臂后退式， 沿底送巷，采用手鎬落煤，全部垮落管理頂板，中央抽出式機械通風，礦 燈照明。礦井涌水量較小，正常涌水量15m7h ,最大涌水量30m/h ,以頂板淋 水為主，次為底板滲水。該礦于2004年

21、初停產關閉2.區域地質與礦井地質2.1 區域地層本區地層區劃屬華北地層區嵩箕小區，區域地層從老到新發育有太古界-元古界，古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系，中生界三疊系，新生界第四系。大地構造位置位于昆侖一一秦嶺緯 向構造帶的東延部分， 在嵩山背斜與鳳后嶺背斜之間的新密復式向斜構造北翼，區域構造行跡以高角度正斷層為主，次為褶皺，并發育有大范圍的滑動構造。區域內以沉積礦產為主，煤炭蘊藏量豐 富。本地區無巖漿巖發育。2.2 礦井地層本礦區為沉積巖地層，大部為第四系沖積層所覆蓋。根據鉆孔和礦井 揭露，地層由老至新有：奧陶系（Qm）、石炭系（Q、二疊系（P）、三 疊系（T）地層，其中主要含煤地層為石

22、炭系、二疊系，。以下將本區地 層由老到新分別敘述如下：（一）、奧陶系中統馬家溝組（Omj）:以灰色、致密質純的灰巖為主， 上部為蘭灰色厚層狀石灰巖，致密，下部為灰黃色泥質灰巖，本組地層區 域資料顯示，厚約50m左右，與下伏寒武系地層呈平行不整合接觸。（0、石炭系（C）本井田缺失下石炭統，上石炭統厚 70米。1 .中石炭統本溪組（Gb）:與下伏奧陶系呈平行不整合接觸，地層平 均厚度8.14m,由灰深灰色鋁土巖組成，具豆狀或酶狀結構，致密質純 具滑感，局部含豐富黃鐵礦晶體。2 .上石炭統太原組（Gt）:下界為本溪組鋁土巖頂，與本溪組呈連續 沉積，上界止于L9石灰巖（或相變為菱鐵質泥巖）頂面。據鉆孔

23、揭露，本 組地層平均厚度80m左右，由一套屬于海陸交互相形成的灰巖、泥巖、砂質泥巖、砂巖及煤層組成。按其巖性組合特征，可將太原組分為三段，即:下部灰巖段、中部砂泥巖段及上部灰巖段。下部灰巖段：自一1煤底至L4灰巖頂。為第一、二、三、四層灰巖和一 1至一 4煤。LiL4灰巖分布穩定， 全區發育，常合并為12層，含燧石結核、燧石條帶，并富含海百合莖 和假希瓦格蜓化石，可作為本組的重要標志層。中部砂泥巖段：自L4灰巖頂至L7灰巖底。上部由灰深灰色中厚層狀泥巖、 砂質泥巖和一 7煤組成， 局部夾有酶狀泥巖或中、細粒砂巖，含白云母片及植物化石。上部灰巖段： 由L7-8、L9三層灰巖和一 8煤及泥巖、砂質

24、泥巖組成。下部的L7-8灰巖呈深灰色，致密堅硬，夾燧石條帶，層位穩定。L7灰巖較厚，為7.50m; L8灰巖較薄，厚3.00m;兩層灰巖間夾一薄層泥巖或一 8煤。頂部的L9灰巖極 不穩定，有時相變為厚約0.100.50m的薄層菱鐵質泥巖，其頂部即為與 上覆山西組的分界面。本組地層與上覆二疊系地層呈呈連續沉積。（三）、二疊系（P）底界為上石炭統太原組L9灰巖頂面，上界止于金斗山砂巖底面，與下 伏地層呈連續沉積，含煤地層總厚度 1000.00m,分上、下兩統八個煤組， 各煤段間均以砂巖標志層分界。本礦區主要保留有下統的山西組、下石盒 子組地層，上部地層被剝蝕缺失。1 .下二疊統山西組（RS）:本組

25、地層是屬于海退過程中形成的一套濱 海相沉積地層，上界止于砂鍋窯砂巖（$）底面，平均厚度87m主要以 砂巖、砂質泥巖、泥巖、煤層組成，具顯著特點是：巖層的顏色普遍較深， 砂巖發育，層面上含有較多的白云母片，本組地層富含菱鐵質結核。本組 地層下部所含的二1煤層，層位穩定，為本礦的開采對象，其本身也是一 個良好的標志層。二1煤層老頂大占砂巖（Sd）也是地層、煤層對比的良好標志層之一， 巖層厚度變化大，全區發育，有時為二 1煤層直接頂板。層厚7.00m,下距 二i煤層頂015.50m左右。2 .下二疊統下石盒子組（RX）:本組包括三、四、五、六煤組，下 自山西組頂，上界止于田家溝砂巖（St）底面，平均

26、厚度310米。巖性主 要以砂巖、砂質泥巖、泥巖、煤線組成。與下伏山西組呈連續沉積，三煤 組附近的砂鍋窯砂巖段，普遍發育，平均厚約 9.63m左右。該標志層位于 下石盒子組底部，巖性為灰色細中粒砂巖（頂部為細砂巖），泥質膠結， 主要成份為石英及長石，含大量云母及暗色礦物，分選好，磨園度差，局 部夾泥質條帶，距二1煤層約75m是地層、煤層對比的重要標志層之一。3、上二疊統上石盒子組 （P2S）:下自田家溝砂巖（S）底面，上至 石千峰組下段（平頂山砂巖）底界。厚度約 230米，本組地層包括七、八、 九三個煤段，與下伏下石盒子組地層呈整合接觸。巖性由淺灰、深灰、灰 綠色及紫灰色泥巖、砂質泥巖、細粒砂巖

27、、中粗粒砂巖、炭質泥巖及煤層 的互層組成。七煤段頂部的田家溝砂巖（S）,巖性為淺灰色、灰白色中 厚層狀中粗粒長石石英砂巖，硅質膠結，分選性差，具交錯層理及韻律層 理，底部常含泥質團塊及石英質細礫，是上、下石盒子組的分界標志層。4、上二疊統石千峰組（P2Sh）:下至平頂山砂巖底界，上至三疊系金 斗山砂巖底界，與下伏地層呈整合接觸，厚度大于 370米，按巖性組合特 征劃分為上、下兩段。下段巖性以淺灰色-灰白色厚層狀中-粗粒長石石英 砂巖為主，硅質膠結，堅硬，分選中等-差，具交錯層理，俗稱平頂山砂 巖，平均厚約60米，為區域性標志層。上段巖性上部以灰黃色、紫紅色 粉砂巖為主，含鐵質結核，具交錯、波狀

28、層理。中部為灰色、紫紅色泥巖、 砂質泥巖夾中細砂巖薄層，具蟲孔構造，水平、波狀層理較發育。下部以淺灰色、灰白色中厚層狀中粗粒長石石英砂巖為主，夾紫紅色、灰綠色砂 質泥巖，具板狀、契狀層理，厚約 310米。（四）、三疊系下統（Fq）:上部以褐紅、紫紅色泥巖、砂質泥為主， 夾薄層粉細砂巖，含鈣質結核。下部為紫紅色厚層狀中細砂巖，鐵質、硅 質膠結，分選中等，具大型板狀交錯層理，層位穩定，俗稱金斗山砂巖， 是良好標志層之一，總厚度大于 370米。（五）、新生界第四系（Q :區內分布廣泛，下部為礫石；上部為 黃土層。平均厚度23.17m左右，與下伏地層呈角度不整合接觸。2.3 區域構造本區位于新密煤田“

29、米村-牛店”勘探區外圍，屬新密復式向斜構造 帶內的北翼，從剖面圖上看，本礦區地層基本上呈一單斜構造，地層走向 100° -150° ,傾向190，240° ,地層傾角6 -24 o礦區南部發育一 滑動構造（蘆F1）,受其影響區內含煤地層大部分組段保存不全，滑體下 發育有1個高角度正斷層（土橋溝正斷層），由此本區構造復雜程度為中等 構造。茲將本區主要構造分述如下：（1） 土橋溝正斷層：位于本礦區北中部，為北升南降正斷層，斷層 面走向110 -125° ,傾向200 -215° ,傾角70° ,落差約150m左右（2）滑動構造（蘆E）:總

30、體走向110° -160° ,傾向200 -250 斷距80-260米，沿煤層頂板順層滑動，向東南延伸至區外。區內及周邊 多個鉆孔均見到斷點，受其影響含煤地層大部分保存不全。經與區域資料 對比區內滑動構造屬區域性滑動構造（蘆 R）。2.4 煤層及煤質1、含煤性本礦區內含煤地層為上石炭統太原組、下二疊統山西組和上下石盒子 組地層，含煤地層總厚627米，共九個煤組，共計含煤12層。煤層平均 總厚度8.95m,含煤系數為1.43%?？刹擅簩悠骄偤穸?.56m,含煤系數 為 1.36%。2、可采煤層下二疊統山西組下部的二i煤層，是本礦的開采對象，在本區內二i 煤層全區發育，大部可

31、采，結構簡單，層位穩定。礦區內揭露二 i煤層局 部偶見夾研。煤層走向100 145° ,彳向190235° ,彳角624 ,表 現為單斜構造。二1煤層距其上部的大占砂巖0-10m,二1煤層頂板為砂質泥巖、泥 巖或細砂巖，底板一般為砂質泥巖，煤層上部標志層明顯，層位穩定，對 比可靠。本礦二1煤層最厚7.30m,最薄0m平均厚度5.05m,表現為自北 東部煤層露頭至西南方向逐漸變薄的規律，其原因為成煤前沉積環境以及 后期構造的改造作用。礦區內煤層賦存標高為 -240+ 190m埋深30 485m屬較穩定煤層。3、煤層對比本次煤巖層對比主要采用了標志層、層間距、煤巖組合、煤層煤質

32、等 對比方法，本礦區山西組二1煤層，對比依據充分，對比可靠。二、煤質據本礦煤質資料和鄰區王莊井田資料可知：1、物理性質和煤巖類型二1煤層顏色為灰黑色，多呈粉末狀，少量呈小葉片狀、鱗片狀及碎 塊狀，煤質較脆，金剛光澤，燃燒時無煙，燃燒后無結硝現象。二1煤層平3均視密度1.40t/m 。2、化學性質和工藝性能二i煤層原煤水份（Mad平士勻為1.09%;灰份（Ad）平均為14.41%;干 燥無灰基揮發分（Vdaf）為12.66%;全硫含量（St,d）為0.31%;干燥基低 位發熱量（Qnet ,d）平均為34.50MJ/Kg。二1煤層浮煤水份（Ma。平士勻為1.17%;灰份（Ad）平均為7.40%;

33、干 燥無灰基揮發分（Vdaf）為11.70%-12.33%;全硫含量（St,d）為0.31%; 干燥基低位發熱量（Qnet ,d）平均為36.47MJ/Kg。結焦性試驗：膠質層指數的收縮度（X值）為8,膠質層厚度（Y值）為0, 焦硝特征CRC 1-2。3、煤類及煤的利用綜合區域煤層煤質指標和本礦的煤層煤樣指標，按照“中國煤炭分類 標準（GB57586） ”：二1煤層浮煤 Vdaf （衿 為11.70-12.33 ,干燥基 低位發熱量平均為36.47MJ/Kg,膠質層厚度（Y值）為0,煤類為“貧煤”。 該礦二1煤含水份少，灰分低，硫量特低，呈粉狀，屬發電鍋爐用煤。燃 燒時無煙無味，也是良好的民用

34、煤。3.區域水文地質3.1 氣候、氣象本區屬半干旱大陸性氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干旱，據密縣氣象站記載：該區年降雨量397.7973mm平均624.35mm,日最大降雨量103.5mm,降雨多集中在每年的七、八、九三個月； 平均年蒸發量為 2086.3mm；年平土勻氣溫14.3 C,最高41.3 C,最低-17.8 C；最大積雪深度 20cm, 最大凍土帶深度18cm；最大風速為22m/s,夏季多南風，冬季多西北風。3.2 礦區水文地質3.2.1 礦區主要含水層組由于本礦區位于新密煤田的中西部，地勢平緩，西南高東北低，地表 近南北向沖溝較為發育。主要含水層為第四系沖積層含水層、二疊系砂巖

35、含水層、石炭系灰巖含水層、奧陶系灰巖含水層。二1煤上部含水層含水性較弱，下部隱伏灰巖高壓巖溶裂隙含水層，由于受斷裂構造的影響，該 區底板比較破碎，底板水為礦區主要充水水源。受雙洎河及地表降水的影 響，第四系沖積含水層富水性也較強，為礦井充水的次要水源?，F將本礦 區的主要含水層及隔水層分述如下：1、奧陶系、上寒武系灰巖巖溶裂隙承壓含水層 ：奧陶系巖性為厚層 狀微晶灰巖或泥質灰巖；上寒武系為白云質灰巖、泥質灰巖。該含水層全 區發育，厚度大、富水性強，巖溶發育規模不均衡。受巖溶裂隙發育狀況 影響，巖溶水強弱程度不同。據鄰近的米村煤礦抽水試驗資料：單位涌水 量為0.0033l/s m滲透系數K=0.0

36、193m/d,水樣分析礦化度0.59g/l ,水 質為HC®Ca-Mg型。該含水層最大厚度達70m以上，為開采二1煤層的間 接充水含水層，正常開采期間隔水層足以抵抗其水頭壓力，故不會補給二 1煤生產系統，但在較大落差斷層影響下，將對二1煤開采構成較大威脅。2、上石炭統太原組灰巖含水層：(1)、下段灰巖含水層：主要由Li、L2、L3、L4灰巖組成，并常合并 為二層，平均厚32.30m,裂隙溶洞較為發育，富水性強，為石灰巖巖溶裂 隙水，與下部奧陶系灰巖含水層有密切的水力聯系，為二 i煤層間接充水 含水層，一般對二i煤層開采不會造成直接影響。但在較大落差斷層影響 下，將對二i煤開采構成較大

37、威脅。(2)、上段灰巖含水層：本含水層距二i煤層12米左右，主要由L7-L8 灰巖組成，全區發育，分布穩定，平均厚度10m礦化度0.387-0.500 g/l, 水質類型為HC03-Ca-M理。是二i煤層礦井充水的主要含水層之一，為二 i煤層底板含水層，該含水層對礦井開采產生一定影響。3、二i煤層頂板砂巖裂隙、孔隙含水層：即二i煤頂板含水層，由45層灰白色及灰色中細粒、中粗粒砂巖組 成，俗稱 大占砂巖”、番炭砂巖”、砂鍋窯砂巖”。據王莊煤礦資料：單 位涌水量為0.0206I/S m滲透系數K=0.0296m/d,水樣分析礦化度 0.38g/l ,水質為HC0-Ca-Mg型。該層一般含水性較弱。

38、徑流條件差，水 源不豐富，不足以對礦井安全構成危害。4、第四系沖積層含水層及地表水：主要為第四系砂礫石層組成，平均厚度 23.17米，屬潛水含水層，主 要靠大氣降雨補給，雖然砂礫石層含水性較好，水量豐富，但二1煤層開采形成的冒裂帶較小，不會通達地表，因而對礦井生產影響較小，往往以 井筒淋水的形式出現。5、老空水：本礦開采歷史較長，形成面積較大的采空區，由于長期受地表等水源 的補給，空區積水較多，開采時要留足防水煤柱，防范老空水對礦井生產 造成的威脅。3.2.2 礦區主要隔水層組在含水層之間廣泛分布著隔水巖層或弱透水巖層，它們都具有一定的 阻水性能，其阻水能力取決于巖性、巖層結構、厚度及穩定性，

39、在后期構 造作用的破壞下，可大大削弱隔水層的阻水性能，甚至使其起不到隔水作 用，從礦井防治水的角度出發，對本礦區主要隔水巖層敘述如下：1、第四系粘土層：區內廣泛分布，主要為粘土、黃土組成，這些粘土層對阻止降雨下滲 和阻隔第四系孔隙水與下伏基巖水的水力聯系均有較大的實際意義。2、二疊系泥巖及砂質泥巖隔水層：廣泛分布在煤系地層中的泥巖、砂質泥巖及砂泥巖互層，厚度穩定， 與二疊系煤系砂巖各含水層相間分布，在正常情況下，可阻隔各砂巖含水 層間的水力聯系，并可阻隔砂巖含水層向礦坑充水。3、二i煤層頂板隔水層：為深灰色砂質泥巖、泥巖，間或有細砂巖，為二 i煤直接頂板，厚度 較小，隨著煤層的開采會部分垮落，

40、一般起不到隔水作用。4、二i煤層底板隔水層：L 7-8灰巖至二i煤層底板，平均厚度12.00m左右，主要為砂巖及砂質 泥巖組成，在正常情況下，當沿二i煤掘進時下伏含水層水頭壓力較小時， 能起到一定的隔水作用，當下伏含水層水頭壓力較大時，就起不到隔水作 用。本溪組地層主要由鋁質巖，鋁質泥巖組成，平均厚度8.14m,層位穩定，隔水性好，一般情況下可有效阻隔寒武、奧陶系與太原組下段灰巖的 水力聯系。3.2.3 礦井充水因素分析1、底板灰巖水：包括奧灰水和石炭系灰巖水，為底板承壓水，由于該礦區煤層底板受斷層影響次生小斷層比較發育，二1煤層直接底板隔水層往往不能起到較好的隔水作用，造成局部 L7、L8灰

41、巖水補給礦井，導致 礦井涌水量相對增大，應高度警惕。2、頂板砂巖水：二i煤層頂板砂巖的含水性較弱，但往往造成工作面 頂板淋水。但在滑動斷裂構造發育地段將對二i煤層的開采造成一定威脅， 應對滑動斷裂構造帶高度重視。3、第四系沖積層含水層：本區第四系沖積層含水量較為豐富，往往造 成井筒淋水。4、地表水：井田內的雙洎河支流，是雨季的主要排泄通道。大氣降 雨通過礦井采動后形成的地表搬縫向下滲透，主要補給第四系沖積含水 層，進而補給礦井。5、老空水：本礦區已開采多年，北中部有大面積采空區，礦區東部 亦有報廢小煤礦采空區，具開采范圍不清，采空區內可能有老空水，開采 時會對礦井的安全生產形成威脅，要采取相應

42、措施加以防范。3.3 地下水的補給、徑流、排泄和動態變化3.3.1 地下水的補給礦區地下水的補給主要有：大氣降水的補給、地表徑流的補給、地下徑流補給和老空區的補給等四種形式。大氣降水的補給：它是礦區地下水的主要補給方式。 由于本區為低山丘陵地區，地勢北低南高， 且地表沖溝發育，地表無水體，大氣降雨多順沖溝流走，對地下水的補給較差。但由于本礦井原井田范圍北部接近二i煤層露頭，第四系及地表水會在露頭處有一定的補給，進而會下滲到井下。地下徑流補給：受各含水層儲水條件（或水壓力狀態）的改變、及隔水層厚度變化和礦區范圍 內斷裂構造的影響， 各主要含水層之間常常發生水力聯系，形成含水層之間的補給即地下徑流

43、的補給或“越流”補給。針對本礦實際情況，井田內存在較大斷層，因而煤層底板太原組灰巖各含水層 之間以及與下部奧灰水之間有發生水力聯系的可能，故本礦地下徑流補給是威脅礦井安全生產的一個因素。礦區及井田外存在小窯或老空區，其充水情況不詳，它們的存在對礦井安全生產是個隱患，亦 構成礦井地下水的一個補給途徑。3.3.2 地下水的排泄在礦井開采條件下，各個煤礦的開采排水成為礦區地下水排泄的唯一途徑。3.3.3 地下水的動態變化根據對多個礦井的調查證實，在開采二i煤層時，雨季礦井涌水量顯著增大，且常常是枯水季節涌水量的1.52倍；礦井井筒在雨季淋水較大，可達3m3/h左右，而在枯水季節則很小。以上兩方面的情

44、況均說明，區內地下水受大氣降水的影響比較顯著。3.3.4 斷層帶水文地質特征根據斷層性質、斷距大小、上下盤巖層接觸關系，以及對煤層開采的影響，可分為兩種情況：（一）可采煤層與強含水層（組）直接接觸或被其掩蓋時，對煤層開采有較大的威脅。建議開采 煤層時，應按煤礦安全生產規程留設防水安全煤柱。（二）可采煤層與弱含水層或隔水層直接接觸，斷層兩盤的巖性基本相似，富水性差異較小， 易于疏干，對煤層開采影響不大。根據本礦實際開采條件，礦區斷層類型屬于第二類，因此斷層涌水對礦井的開采影響不大，但為了保證礦井安全生產，在巷道接近或穿過斷層帶以及隔水層厚度較薄地區，應采取有疑必探、先探后掘的探水前進措施，查明前

45、方水害情況，超前距不小于 20日如果探測前方有突水威脅，應超 前預注漿封堵。要做到避免誤揭露落差大于5m的斷層。對于探測到的落差大于5m的斷層，應根據水壓、水量大小留設防水煤柱。4礦井充水因素4.1 礦井充水因素4.1.1 煤層底板灰巖水突水性分析參考本地區煤礦資料，目前 L1-3灰和奧灰水水位標(Wj約為 +110mi, L7-8灰水水位標tWj約+70nr|現 對二1煤層底板隔水層的強度及煤層底板含水層突水性進行分析。1、L78灰巖含水層突水性分析該隔水層系指二1煤底板至L78頂板之間的灰-深灰色砂質泥巖、泥巖互層，一般起不到隔水作用。該段總厚度為 2848.17m,平均35.6m。二1煤

46、層底板為泥巖、砂質泥巖和細砂巖，巖石等級46級，普氏系數7,垂直抗壓強度721kg/cm2,抗剪強度130426 kg/cm 2,砂質泥巖普氏系數為 5,垂直抗壓強度496 kg/cm 2,細砂巖普 氏系數為69,垂直抗壓強度643874 kg/cm 2,抗拉強度43250.4 kg/cm 2。本礦井太原群上段L78灰巖含水層距二1煤層底板35.6m,按建筑物、水體、鐵路及主要井巷 煤柱留設與壓煤開采規程中計算公式：P=Ts (M-Cp)式中：P安全水壓 MPaM 隔水層厚度 35.6mTs突水系數 0.10.15MPa/mCp 煤層開采后底板破壞擾動深度，根據鄭煤集團生產礦井經驗，設計取3m

47、o經計算，其所能承受的安全水頭壓力值為3.264.89MPa,即L78灰巖至二1煤底板之間的35.6m隔水層能抗住3.264.89MPa的水壓。本礦L78灰水水位標高約+70m,最深部-240m處的L7-8灰水壓為3.1Mpa,小于底板隔水層所能抵 抗的最小水壓3.26Mpa,因此，本礦不會發生底板 L7-8灰巖突水。但仍不排除在底板隔水層特別薄的地方，因隔水層厚度小，起不到隔水作用，仍會發生L78灰出水的可能。由于L7-8灰巖水量不大，對礦井威脅較小。2、L1-3灰、奧灰突水性分析根據周圍礦區資料，太原群下段L1-3灰巖含水層上距二1煤層31.6568.46m,平均48.82m。奧陶系灰巖含

48、水層上距二i煤一般52.74103.43m,平均76.9m。按以上公式計算，二 i煤層與Li-3灰巖含 水層之間隔水層所能承受的安全水頭壓力值為：P=Ts (M-Cp) = 3.56 4.28Mpa同理，二i煤層與奧灰巖含水層之間隔水層所能承受的安全水頭壓力值為：P=Ts (M-Cp) = 4.25 7.09Mpa由計算結果可知，二1煤層距Li-3灰和奧灰之間的距離較遠，其之間隔水層所能承受的安全水頭 壓力遠大于本礦開采二1煤層的水壓，故本礦正常情況下不會發生Li-3灰和奧灰突水，但在斷層地帶可能由于地層的缺失而發生突水危險。4.1.2 冒落帶和導水裂縫帶高度計算,采用全部冒落法開采時,根據建

49、筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程 冒落帶和導水裂縫帶最大高度計算如下：(1)冒落帶最大高度Hm式中，SM-煤層累計采厚,5.05m。100 5.05Hm2.2 = 14.03 m4.7 5.05 19(2)導水裂縫帶高度H式中，SM-煤層累計采厚,5.05m。100 5.05HL5.6 = 48.76 m1.6 5.05 3.6即二1煤層開采后，導水裂縫帶最大高度為48.76m,冒落帶高度最大為14.03m。4.1.3 礦井充水因素分析1、奧陶系灰巖水為底板承壓水，由于本礦區無斷裂構造導通，且水位較低，根據上述分析，二 1煤層距奧灰之 間的距離較遠，其之間隔水層所能承受的安全水

50、頭壓力遠大于本礦開采二 1煤層的水壓，正常開采 情況下不會造成影響。但在接近斷層區域，奧陶系灰巖水會對開采造成影響。2、L1-3灰巖水和下部的奧陶系灰巖水水力聯系密切，同樣為底板承壓水，會對開采造成影響。3、L7-8灰巖水該含水層經長期疏放，水位已下降至+70mg高以下，最深部-70m處的L7-8灰水壓為1.4 Mpa,遠小于底板隔水層所能抵抗的最小水壓1.75Mpa,因此，正常情況下，本礦不會發生底板L78灰巖突水。但仍不排除在底板隔水層特別薄的地方，因隔水層厚度小，起不到隔水作用，仍會發生L7 8灰出水的可能。由于L7-8灰巖水量不大，對礦井威脅較小。4、第四系潛水及地表水本區為低山丘陵地

51、區，地勢北低南高，且地表沖溝發育，大氣降雨多順沖溝流走，對地下水的 補給較差，一般不會影響礦井安全生產。由上計算可知，二i煤層開采后形成的導水裂縫帶最大高度不超過48.76m,二i煤層平均埋藏深度最淺為100m第四系含水層埋藏深度一般為10m,二i煤層開采后形成的導水裂縫上界面距第四系含水層下界面之間的距離為41.24m,且中間有數層隔水層相隔，故第四系潛水一般不會滲人到礦坑，同樣，導水裂縫帶也不會波及到地面，地表水也不會通過導水裂縫進人到礦坑。但由于受地表塌陷的影響，在塌陷盆地的邊緣可能會產生地表裂縫，地表水和大氣降水可能通過地表裂縫滲人到井下。5、采空區及老窯積水礦井由于缺少資料，采空區及

52、老窯積水情況不詳，采空區和老窯內可能存在積水，在進行采掘活動時如不加強探放，很有可能發生礦井突水事故。4.2 礦井涌水量預算4.2.1 預算方法及公式礦井開采二疊系山西組二 1煤層，煤層頂板涌水主要來自頂板砂巖裂隙空隙承壓水，該礦前期 開采最低開采標高為-120m,煤層底板涌水主要來自奧陶系灰巖水及太原組L8灰承壓水等。本礦區由于鄭煤集團煤礦的疏干降壓開采，對本區影響二1煤層的底板灰巖含水層進行疏干降壓，因此本礦水位標高也發生改變。針對本礦實際開采情況，采用比擬法對本礦涌水量進行預算。計算公式為：式中：Q、F、S分別為預算未來礦井涌水量（m3/h）、水位降深（m）、預算開采面積（m2）。Q1、

53、F1、&分別為類比礦井涌水量（m3/h）、水位降深（m）、開采面積（m2）。指數取經驗數值 m=4、n=2。4.2.2 基本參數的選取據礦方提供資料，經蘆溝煤礦長期疏放，水位標高已經降至+70m本礦屬于技改礦井，故選臨近礦井紅星煤礦作為類比。根據其地質報告，紅星煤礦正常涌水量Q為15 m3/h ,開采面積F1為326750m2,水位降深 S1 為 212nl本礦實際開采面積 F為269391R,本礦開采最深處-240m的水位降深S為310nl4.2.3 礦井涌水量預算結果采用比擬法，預算礦井正常涌水量Q正如下：根據本區實際情況，最大涌水量一般為正常涌水量的1.52倍，本次預算取2倍，故

54、預算礦井最大涌水量 Q最大=2Q正=2X 17.15=34.3 （吊/h ）。礦井未來涌水量預算結果詳見表4.2-1 。表4.2-1涌水量預算結果表煤層預算范圍面積 (m2)水位降深(m)正常涌水量3(m /h)最大涌水量3(m /h)二1煤紅星開采范圍3267502121530鑫興開采范圍26939131017.1534.3需要說明的是：本次涌水量預算僅預算正常涌水量和雨季可能發生的最大涌水量，但井田內存在斷層和采空區，且采空區積水情況不清，故此次預算的礦井涌水量不包括斷層、采空區等瞬間涌水量，因此，本次預算涌水量結果僅供參考。 建議礦方在實際開采過程中注意井下涌水量的動態變 化，堅持有疑必

55、探的原則進行生產，以防突水淹井。對底板異常帶應進行預注漿加固處理。對底板 灰巖水含水層或隔水層進行注漿改造時，要確保注漿效果，避免突水事故，保證安全生產。4.3 礦井水文地質類型在淺部，為以頂板淋水為主的裂隙承壓充水礦床，由于本礦及其周邊 礦井長期的開采，對二i煤頂板直接充水含水層水已有較大的疏放。礦井 涌水主要以底板L7-8灰巖滲水為主，二i煤層頂板二疊系砂巖孔隙水為輔， 第四系潛水及雨季地表水對礦井開采影響不大，L1-4灰巖水和奧陶系灰巖水 雖屬底板承壓水，由于太原組上、下含水層中間的砂泥巖段和L7-8灰巖至二l煤層底板砂泥段能起到較好的隔水作用，且距二1煤層較遠，故奧陶系 灰巖水只能作為

56、潛在威脅存在，一般對開采不會造成直接影響。二1煤層頂板二疊系砂巖含水層富水性弱，補給條件差，以大氣降水為主要充水水 源。但在深部，由于斷層和滑動構造較為發育，二1煤層直接含水層L7-8灰巖巖溶裂隙較發育，有水量大、壓力大的特點。根據新規范，綜合分析 認為，礦區是以底板進水為主的巖溶充水礦床，本區水文地質勘查類型確 定為第三類第二亞類第二型，即以底板進水為主的水文地質條件中等礦 床。4.4 水庫對礦井開采的影響本礦區不存在水庫，故不考慮水庫對礦井開采的影響。5礦井供、排水系統1.1 供水系統本礦井可供選擇的水源是深水井(用于生活用水)和礦井排水，礦井排水水質除懸浮物較高外， 不含其它有毒物質，經處理后供生產用水和消防降塵用水。1.2 井下排水系統采用比擬法預算，礦井正常涌水量17.15m3/h ,最大涌水量為 34.3m3/h。礦井為一級排水，在主井底附近建有中央泵房，布置內外環水倉，有效容量為714m3,大于礦井8小時正常涌水量(8X17.15=116.2m3),并有一定的富裕系數，滿足要