PAGEPAGE中國神華能源股份有限公司神東煤炭分公司石圪臺煤礦2007年補勘資料總結中國神華神東煤炭分公司地質勘探測量公司二00七年十一月中國神華能源股份有限公司神東煤炭分公司石圪臺煤礦2007年補勘資料總結項目負責：編制：審核：總工：經理：中國神華神東煤炭分公司地質勘探測量公司二00七年十一月目錄TOC\o"1-2"\h\z第一章概況 1第一節目的與任務 1第二節補勘區位置、范圍與自然地理 1第二章勘探方法及質量評述 2第一節勘探手段選擇及工程布置原則 2第二節勘探工程及質量評述 2第三章地質及構造 7第一節地質 7第二節構造 8第四章煤層與煤質 8第一節煤層 8第二節煤質 11第五章水文地質特征 14第一節水文地質 14第二節充水因素分析 15第三節“三帶”分析計算 16第四節涌水量分析計算 18第六章其他開采技術條件 23第一節工程地質 23第二節環境地質 25第七章結論及建議 26附圖目錄序號圖號圖名比例尺11-1第四系松散層厚度等值線圖1：1000021-2基巖頂界面等高線圖1：1000031-31-2上煤層上覆基巖厚度等值線圖1：1000041-42-2上煤層上覆基巖厚度等值線圖1：1000052-11-2上及1-2煤層底板等高線圖1：500062-22-2上及3-1煤層底板等高線圖1：500073-1SS11鉆孔柱狀圖1：20083-2SS12鉆孔柱狀圖1：20093-3SS13鉆孔柱狀圖1：200103-4SS14鉆孔柱狀圖1：200113-5SS15鉆孔柱狀圖1：200123-6SS16鉆孔柱狀圖1：200133-7SS17鉆孔柱狀圖1：200143-8SS18鉆孔柱狀圖1：200153-9SS19鉆孔柱狀圖1：200163-10SS20鉆孔柱狀圖1：200173-11Kb30鉆孔柱狀圖1：200183-12Kb31鉆孔柱狀圖1：200193-13Kb32鉆孔柱狀圖1：200203-14Kb33鉆孔柱狀圖1：200213-15Kb34鉆孔柱狀圖1：200223-16Kb35鉆孔柱狀圖1：200附表附表一鉆孔煤層綜合成果表附表二鉆孔煤樣試驗結果表附表三巖石力學試驗成果表PAGE27第一章概況第一節目的與任務根據石圪臺煤礦的采掘設計，由于一盤區71107工作面切眼位于沖刷變薄帶邊緣，且上覆基巖厚度較薄，二盤區勘探程度明顯偏低，三盤區71301、302工作面上覆基巖厚度較薄，四盤區72401面位于柳根溝附近，含水層厚度較大，為了確保工作面合理布置及安全回采，決定在一、二、三、四盤區進行補勘工程，具體任務如下：查清補勘區煤層厚度、結構、層間距變化。查明補勘區煤層上覆基巖厚度、松散層厚度、含水層厚度。對煤層及頂底板采樣進行物理力學測試。第二節補勘區位置、范圍與自然地理補勘區位于石圪臺井田，東部與滿來梁、邊家壕井田相鄰，西至烏蘭木倫河，南到哈拉溝井田，北接巴圖塔井田。南北長約8公里，東西長約10公里，面積約65.25平方公里。補勘區，梁峁相間分布，植被稀少，水土流失嚴重，溝谷狹窄，梁頂寬緩平坦，沙丘比比皆是，溝谷兩側基巖斷續出露，地形東高西低，相對高差219米，一般標高1250米。補勘區主要水系為柳根溝，自東向西流入井田西界的烏蘭木倫河。本區多年平均氣溫8.2°C-8.5°C，多年平均降水量為348.3-486.7mm，多年平均蒸發量2022.7-2506.31mm，平均凍土深度為1.39m，全年盛行西風，年平均風速3.5m/秒，平均大風天數為26天。第二章勘探方法及質量評述第一節勘探手段選擇及工程布置原則本次補勘勘探手段以機械巖芯鉆探為主要手段，以地球物理測井和取芯化驗為輔助手段，同時結合水文地質觀測及抽水試驗。根據本次補勘區的任務，確定鉆探工程主要布置在勘探程度較低及薄基巖區。其目的是查明補勘區煤層厚度；薄基巖區1-2上、1-2、2-2上、2-2煤層上覆基巖厚度；查明補勘區松散層厚度及松散含水層厚度。在施工過程中，及時進行地質編錄，對資料進行綜合分析研究，必要時可調整施工順序和鉆孔位置，力求準確控制工作面上覆基巖厚度、松散層厚度及含水層厚度，本著一孔多用的原則，力求用最少的工程量取得最大最好的地質效果。第二節勘探工程及質量評述本次補勘，從2007年3月24日開工，2007年10月1日竣工，先后分四次對二盤區北部，三盤區71上302、303工作面，一盤區71107工作面、四盤區72401工作面進行補勘工程。完成工程量情況見表2-2-1。附表2-2-1項目類別工程量備注鉆探探煤孔1133.13m/8孔3孔兼長觀孔松調孔108.83m/4孔長觀孔156.7m/4孔測井常規測井1116.25m采樣煤芯樣13個矸石樣1個巖樣28組測量控制點7″級27個孔位測量16個長觀孔洗孔7孔次工程測量石圪臺煤礦2007年補勘工程測量工作由神東地測公司石圪臺地測站完成。1、測量起算點：本次鉆孔測量采用石圪臺煤礦工業廣場GPS控制點鍋爐房A、單身樓C和Ⅳ等點黑圪臺起算點，GPS控制點由地測公司于2005年2月測得。其主要精度為：（１）單位權中誤差：±2.5cm（２）最弱邊相對中誤差：1/1100000（３）高程擬合內符合中誤差：±0.011mm2、Ⅱ級測距導線（7″級）根據實際需要，在A、C級GPS點的基礎上，又加密了27個Ⅱ級導線點，組成測距導線環。該環線使用GTS-332全站儀進行觀測，水平角兩測回、天頂距觀測一測回，距離觀測四次，然后取平均值，平差采用簡易平差法，求得三維坐標。該Ⅱ級測距導線的主要精度如下：（１）導線方位角閉合差±23″（允許±67″）（２）邊長相對中誤差1/103000（允許1/10000）（３）導線高程閉合差±12mm（允許±28mm）上述兩級控制點的精度均能滿足各項工程測量的需要，在此基礎上共放測鉆孔16個，成果可靠。工程測量成果詳見表2-2-2。表2-2-2序號孔號類別坐標備注XYZ1SS11松調孔4364782.5428555.0951238.4352SS12松調孔4364802.42428681.1441237.0013SS13松調孔4364911.648428876.0051237.4494SS14松調孔4364731.461428914.1661238.1745SS15長觀孔4368288.7937426028.721231.31兼探煤孔6SS16長觀孔4368551991241.057兼探煤孔7SS17長觀孔4369514.066374272881255.0268SS18長觀孔4364602.50637427457.831218.829SS19長觀孔4364599.78137427738.271225.58110SS20長觀孔4364743.79537427654.651222.2711KB30探煤孔4369126.83637426081.321228.70612KB31探煤孔4369930.86237427027.421231.792兼觀測孔13KB32探煤孔4370108.95137428448.161282.29114KB33探煤孔4370330.21937427696.441265.30415KB34探煤孔4369165.40337426621.611245.742兼觀測孔16KB35探煤孔4369834.62637427845.381263.449兼觀測孔鉆探工程采用機械巖芯鉆探，施工鉆機為汽車鉆機。共施工各類鉆孔16個，鉆探總進尺1398.7m。各類鉆孔工程量分述如下：1、探煤孔施工探煤孔8個，孔號為Kb30、Kb31、Kb32、Kb33、Kb34、Kb35、SS15、SS16，除SS15、SS16、Kb31孔兼水文觀測孔外，其余孔徑均為φ89mm，累計鉆探進尺1133.13m。Kb30、Kb31、Kb34、Kb35號孔終孔至3-1煤層底板，Kb32、Kb33號孔終孔至4-4煤層底板，SS15號孔終孔至1-2煤層底板，SS16號孔終孔至2-2上煤層底板。各孔按86年煤炭部頒《煤田勘探鉆孔工程質量標準》驗收，7個孔為甲級孔，1個孔為乙級孔。驗收1-2上煤層2層，合格煤層2層；驗收1-2煤層3層，均為合格煤層；驗收2-2上煤層7層，6層為合格煤層，1層為不合格煤層；驗收3-1煤層6層，3層為優質煤層，3層為合格煤層；驗收4-2煤層2層，1層為合格煤層，1層為不合格煤層；驗收4-3煤層1層，為合格煤層；驗收4-4煤層2層，均為合格煤層。煤系巖芯長度采取率72%，打煤總長度應為58.75m，取煤芯總長度計52.08m，總的煤芯采取率為88.6%，所有鉆孔皆達設計終孔層位。各孔均進行了系統測斜，質量均為特級。各孔全部進行封閉，封孔材料為水泥砂漿（水、水泥、砂子比例為0.8:1:2），一般封至最上一層可采煤層之上15m，經技術人員鑒定，漿樣固結良好，質量合格。各孔均進行簡易水文觀測，全部達到甲級孔標準。各項原始記錄內容完整，全部達到甲級孔要求。各孔評級情況詳見表2-2-3。表2-2-3孔號煤層巖層終孔層位孔斜簡易水文鉆孔封閉原始記錄其它綜合評定KB30甲甲特特甲甲甲甲甲KB31甲甲特特甲甲甲甲甲KB32乙甲特特甲甲甲甲乙KB33甲甲特特甲甲甲甲甲KB34甲特特特甲甲甲甲甲KB35甲特特特甲甲甲甲甲SS15甲甲特特甲甲甲甲甲SS16甲甲特特甲甲甲甲甲2、長觀孔施工長觀孔7個，孔號為SS15（兼）、SS16（兼）、SS17、SS18、SS19、SS20、KB31（兼），除SS15號孔孔徑為φ350mm外，其余孔孔徑為φ250mm，累計進尺254.45m。SS15號孔下φ219mm實管8.23m，下φ219mm花管17.73m；其余孔下φ108mm實管43.22m，下φ108mm花管142.86m。洗孔7孔次，管壁后填礫13m3，做為長期觀測孔。鉆孔質量全部達到設計要求。3、松調孔施工松調孔4個，孔號為SS11、SS12、SS13、SS14，孔徑均為φ89mm，累計進尺108.83m，終孔至正常基巖內。鉆孔質量全部達到設計要求。三、測井本次勘查，施工8個探煤孔Kb30、Kb31、Kb32、Kb33、Kb34、Kb35、SS15、SS16均進行了測井，測井工程由地測公司完成，設備型號為TYSC-3Q，測井工程量1113.3m。測井原始資料齊全，曲線線跡清晰，各種參數方法曲線技術數據合理，橫向比例基本統一。所測鉆孔原始資料及曲線記錄質量符合《煤田測井規程》和《驗收標準》要求。測井單項成果質量全部為優質，綜合成果全部為甲級。四、長觀孔觀測成果為了查明補勘區松散厚度及其含水層厚度，本次勘查共布置長觀孔6個，孔號為SS15、SS16、SS17、SS18、SS19、SS20。經觀測水位，確定含水層厚度：SS15號孔潛水位標高1206.81m，含水層厚度為0.55ｍ；SS16號孔潛水位標高1211.51m，含水層厚度為8.65ｍ；SS17號孔潛水位標高1253.63m，含水層厚度為15.05ｍ；SS18號孔潛水位標高1200.32m，含水層厚度為1.32ｍ；SS19號孔潛水位標高1204.98m，含水層厚度為10.94ｍ；SS20號孔潛水位標高1205.17m，含水層厚度為23.15ｍ；KB31號孔潛水位標高1229.39m，含水層厚度為32.1ｍ。五、取樣化驗本次勘探，共采取鉆孔煤芯樣13個，夾矸樣1個，頂底板巖石樣23組。鉆孔煤芯樣包括夾矸樣，其采樣方法和質量是按照《煤炭資源勘探煤樣采取規程》的要求進行的，煤樣洗凈，剔除雜物，稱重后貼標簽，填寫送樣單后送樣。頂底巖石力學樣在6個探煤孔中的可采煤層頂板、底板內進行，巖樣直徑大于65mm，高度大于100mm，貼標簽，蠟封后，填寫送樣單送樣。上述樣品均送內蒙古煤田地質局科研所進行化驗與測試，該所是國家定點試驗室，化驗與測試的數據準確。六、抽水試驗本次勘探SS15號孔設計為水文孔，經試抽水，管內水全部抽完后，經48小時恢復水位，8小時穩定水位，靜水位埋深穩定為24.5m，含水層厚度為0.55m，因水量較小，未做進一步正式抽水試驗。第三章地質第一節地層石圪臺煤礦地表大部分為第四系風積沙覆蓋，與本次工作有關的地層由老到新有下、中侏羅統延安組（J1-2y），中侏羅統直羅組（J2z），第三系上新統三趾馬紅土（N2）及第四系（Q）。各組巖性、厚度敘述如下：1．下中侏羅延安組（J1-2y）：為井田內含煤地層，厚度變化較大，厚128.41-207.64米，平均172.18米，巖性主要由灰白色中、細粒長石砂巖、巖屑砂巖、淺灰色粉砂巖、泥巖及煤層組成，偶見泥灰巖透鏡體及蒙脫質粘土巖。全組由上而下可劃分為五段，每段都有可采煤層。2．中侏羅統直羅組（J2z）：厚0-81.01米，平均36.74米，巖性由蘭灰色泥巖及砂質泥巖，黃綠色粉砂巖及灰白色細砂巖，粗砂巖組成，呈互層狀，且常見雜色斑塊。3．第三系上新統三趾馬紅土（N2）：厚0-6米，平均1米，為棕紅色粉砂質粘土、亞粘土，層間夾數層鈣質結核。4．第四系（Q）：有中更新統離石黃土，上更新統薩拉烏蘇組中、細砂及粉砂，全新統沖積層及風積砂，厚0-36米。第二節構造石圪臺煤礦一、二、三、四盤區構造簡單，走向基本為北北西，傾向南西西，地層傾角平緩，總體1°左右，近于水平狀態，呈一向西傾斜的單斜構造。煤層底板沿走向與傾向有波狀起伏現象。煤層正常，沒有火成巖侵入破壞。第四章煤層與煤質第一節煤層補勘區含煤巖系為下中侏羅統延安組，巖層平均厚度172.18m，含煤層數多達20余層，煤層總厚度17.58m，含煤系數10.21%。在20余個煤層中可對比煤層為9層。延安組自下而上可分五段，每段含有一個煤組，煤組自上而下編號為1-5組，第一段沉積缺失，沒有5煤組。由于本次補勘僅在一、二盤區施工了探煤孔,根據石圪臺煤礦的采掘布置，因任務不同，各孔終孔層位不同，分別為1-2、2-2、3-1、4-4煤層底板，以下分別敘述各煤層特征。1．1-2上煤層：分布于井田西半部一、三、四盤區，可采面積24平方公里。見煤點67個，煤層厚度變化在0.00-3.12m之間，平均厚1.64m，屬中厚煤層。變異系數0.4，可采性指數89%，為較穩定煤層。煤層中無夾矸，結構簡單。本次補勘只在二盤區有2個見煤點，煤層厚度分別為0.38m、1.45m，局部可采，以往勘探二盤區北部控制程度極低，為沖刷剝蝕區。2．1-2煤層：除井田東南部無沉積外，其余地段均有煤層分布，可采面積41平方公里。煤厚變化在0-6.79m之間，平均厚2.78m，為中厚煤層，共有見煤點95個，其中可采點86個，可采性指數90%，煤厚變異系數0.2-0.36，屬較穩定煤層。無夾矸或僅有一層夾矸，結構簡單。本次補勘只在二盤區有2個見煤點，煤層厚度分別為0.4m、1.75m，局部可采，以往勘探二盤區北部控制程度極低，為沖刷剝蝕區。1-2上和1-2煤頂板為砂質泥巖及粉砂巖，底板為砂質泥巖。3．2-2上煤層：可采面積21.85平方公里，煤厚在0.36-2.85m之間，平均厚度1.80m，為中厚煤層。煤厚變異系數0.26，可采性指數0.97，為較穩定煤層。一般無夾矸，僅個別點含一層矸石，結構簡單。在二盤區煤層全部可采，煤厚為0.98-2.25m，煤層頂底板皆為粉砂巖。本次補勘在二盤區有6個見煤點，煤層厚度分別為1.1m-2.25m，全部可采，與以往勘探成果相同。4．2-2煤層：可采煤層將近53平方公里，煤厚在0.05-6.21m之間，平均厚度3.49m，為中厚煤層，煤厚變化較大，復合區煤厚1.93-6.21m，平均4.82m，變異系數18%，分布區內可采概率94%；分叉區內煤厚0.23-2.62m，平均煤層1.34m，變異系數55%，可采概率72%。自分叉線向北寬1-2km范圍，煤層由南而北逐漸變薄。在復合區有一層夾矸，煤層結構簡單。頂板為泥巖，底板為砂質泥巖。本次補勘在全區沒有見煤點。5．3-1煤層：可采面積約65平方公里，厚度變化在1.48-4.63m之間，平均厚度3.83m，為厚煤層，全井田煤厚變化較小。煤厚變異系數0.15，可采性指數0.91，屬穩定煤層。結構單一，僅個別點見一層夾矸。頂板粉砂巖、底板為砂質泥巖。本次補勘在二盤區有6個見煤點，煤層厚度分別為4.55-4.7m，全區可采，分布穩定，與以往勘探成果相同。6．4-2煤層：全區可采。見煤點55個，其中中厚煤層34個，薄煤層21個，面積大致各占一半，煤厚變化在0.36-2.34m之間，平均厚度1.33m，變異系數27%，可采煤層指數0.93，屬較穩定型煤層，由西北向東南逐漸增厚，呈帶狀分布。結構單一，含矸1-2層，巖性為泥巖。本次補勘只在二盤區有2個見煤點，煤層厚度分別為1.20m、1.15m，全區可采，與以往勘探成果相同。7．4-3煤層：煤厚變化在0-1.51m之間，平均0.94m。見煤點54個，其中可采點34個，可采性指數0.63，煤厚變異系數45%，屬不穩定型煤層，僅井田西北部及東南隅分布有可采煤層。結構單一，偶含一層夾矸，為泥巖。本次補勘只在二盤區有2個見煤點，煤層厚度分別為0.30m、0.80m，大部不可采，與以往勘探成果基本相同。8．4-4煤層：煤厚變化在0.11-2.40m之間，平均1.01m。井田內見煤點48個，其中可采點31點，可采性指數0.65，煤厚變異系數48%，屬不穩定型煤層。可采區集中在井田中部。結構簡單，僅在厚煤區含1-2層夾矸。本次補勘只在二盤區有2個見煤點，煤層厚度分別為3.10m、2.75m，含2層夾矸，全區可采，與以往勘探成果相同。第二節煤質一、煤的物理性質各煤層均為黑色，條痕褐黑色、瀝青~弱瀝青光澤，斷口呈參差狀，少量的呈貝殼狀、階梯狀，內生裂隙不發育，有少量的外生裂隙，個別的被方解石脈充填。層狀構造，中-細條帶結構，含少量的鈣質、泥質或菱鐵質結核和鮞粒。視密度1.27-1.3之間。二、煤巖類型宏觀煤巖類型：2-2上、2-2、3-1及4-2煤層中煤巖組分以暗煤和亮煤為主，為半暗型煤或半亮型煤，其他煤層組分以暗煤為主，它們為半暗型煤或暗淡型煤。鏡質組最大反射率在0.49-0.543之間，確定各煤層均屬于第Ⅰ變質階段，即低變質階段。三、煤的化學性質及工藝性能1、化學性能（1）工業分析1）水分（Mad）：各煤層原煤水分為9.08-10.85%，經1.4比重液洗選后，水分含量略有增高，但差值＜1.00%。2）灰分（Ad）：各煤層原煤灰分普遍都很低，以低灰煤為主，局部地段出現低中灰煤及少量中灰煤，綜合平均值變化在6.80-9.93%之間。精煤灰分平均為3.60-4.42%。3）揮發分（Vdaf）：原煤揮發分在29.69-46.97%之間，浮煤揮發分（Vdaf）各煤層平均值在34.57-36.87%之間，以小于37%的煤為主。（2）有害組分1）硫分（St.d）：硫分含量較小，綜合平均值都＜1.0%，普遍在0.5%左右，屬特低硫煤層。硫分以硫化鐵硫為主，有機硫及硫酸硫鹽硫含量甚微。2）磷分（Pd）：各煤層磷分含量平均值變化在0.003-0.008%之間，屬特低磷煤層。3）砷（Asad）：各煤層都在8ppm以下4）氯（Clad）：含量遠小于0.3%，符合釀造業，食品加工業一般工業用煤的要求，氟含量在62-87ppm。2．煤的工藝性能1）粘結性及結焦性石圪臺各煤層均不具有粘結性或只具有極微弱的粘結性，不具有結焦性或只具有極其微弱的結焦性。2）發熱量（Qnet.ar）煤的干燥無灰基高位發熱量平均為27.56Mj/千克以上，收到基低位發熱量大約為22Mj/千克，屬中高熱值煤。3)煤的低溫干餾：焦油產率（Tar.d）在6.1-8.6之間，平均7.55%，為富油煤。4）煤的活性：在950°C時，各煤層對CO2的還原率綜合平均值為84.7-97.9%，符合沸騰爐的用煤質量要求。5）其他性能：石圪臺礦各煤層熱穩定性好。在抗碎性上屬高強度煤。從煤灰的熔融性看，灰熔點（ST）綜合平均值在1152°C-1221°C之間，各煤層均為低熔灰煤。從結渣性上看，1-2上和3-1煤為弱結渣煤，其他均屬中等結渣煤。各煤層可概括為：1-2上煤層為低灰、低硫、特低磷、中高熱值煤1-2煤層為低灰、特低硫、特低磷、中高熱值煤2-2上煤層為低灰、特低硫、特低磷、中高熱值煤2-2煤層為低灰、低硫、特低磷、中高熱值煤3-1煤層為低灰、特低硫、特低磷、中高熱值煤4-2煤層為低灰、特低硫、特低磷、中高熱值煤4-3煤層為低灰、特低硫、特低磷、中高熱值煤4-4煤層為低灰、低硫、特低磷、中高熱值煤本次補勘有6個鉆孔采取煤樣進行測試，各煤層煤質試驗結果與以往勘探試驗成果基本相符，詳見表2-4-1。石圪臺井田煤質特征表2-4-1孔號煤層工業分析硫分St·d發熱量焦渣型號水分Mad灰分Ad揮發分VdafQb.dQnet.dQgr.dKB351-2上原7.226.4238.380.5129.5628.5529.462洗7.583.1536.280.3831.1230.1831.0423-1原6.347.3534.800.5129.7128.7229.612洗5.823.7436.250.1730.9730.0230.902KB341-2上原5.5218.2346.181.1626.4525.3326.312洗8.0912.5350.171.0729.0527.8728.9021-2原6.605.3636.030.4730.5229.6030.432洗6.713.8835.110.3130.6829.7530.6022-2上原6.425.0431.980.7330.5929.6530.472洗10.273.6831.570.2131.3530.5231.2823-1原5.4610.738.50.2927.8426.9127.772洗KB302-2上原8.636.8236.200.5029.1728.1429.072洗8.813.6136.530.3330.6529.6030.5723-1原8.0310.4141.170.3927.2626.2327.192洗8.654.0638.170.2030.6727.5530.742KB313-1原8.318.7734.880.2928.4327.4628.352洗8.614.2036.090.1730.8529.8330.782KB323-1原6.907.9935.090.6329.5828.5429.472洗7.034.2937.290.3830.7529.6130.6724-4原7.008.3034.500.6029.2428.2129.132洗7.483.9933.100.2921.3230.2431.2424-4夾原1.4482.6362.730.1031.3230.2431.242洗KB333-1原7.8113.0136.680.3026.5225.5826.462洗8.143.6136.400.1430.4829.8130.782四、煤類與工業用途從各煤層洗精煤揮發分來看，1-2上、1-2、2-2上煤層煤類為不粘煤（BN），2-2煤及3-1煤有兩個煤類，即不粘煤和長焰煤，以不粘煤為主。石圪臺煤礦各煤層，因其有害成分低，燃點低，火焰長、發熱量高，適于鍋爐，機車，船舶等工業用煤，都能獲得較高的熱能且不損壞設備。值得指出的是各煤層屬低熔灰煤，在選擇鍋爐用煤時，應注意結渣方式的選擇。各煤層粘結性能差，焦油產率高，適合低溫干餾用煤。第五章水文地質特征第一節水文地質一、含水層石圪臺煤礦位于烏蘭木倫河中游東岸，地形北東高，西南低，大氣降水后，雨水除滲入地下外，沿溝谷逕流到烏蘭木倫河。補勘區內主要含水層為：上更新統薩拉烏素組孔隙潛水含水層，巖性為中、細粉砂及粉砂組成，厚2.0-43.18m左右，單位涌水量0.369-1.54l/s.m，滲透系數1.743-9.87m/d，富水性好。該含水層大面積賦存于柳根溝泉域和考考賴溝泉域。煤層直接頂板基巖裂隙、孔隙潛水含水層，巖性為各種粒度的砂巖，厚20-36.76m，單位涌水量0.00713l/s.m，滲透系數0.0194m/d，富水性差。二、地下水的補給、逕流、排泄條件地下水主要接受大氣降水補給，補勘區內風沙灘地、固定及半固定沙丘地貌，以及基巖的古地形等因素控制了地下水的形成、分布、逕流和排泄條件，多以下降泉的形式補給地表，流向烏蘭木倫河。承壓水除在露頭接受降水的補給外，主要是接受潛水的補給，在溝谷兩側，承壓水接受地表水側向補給，因受井田單斜構造的控制，總趨勢由NEE流向SWW，沿發育微弱的網狀裂隙順巖層運動，于溝谷切割處以自流水排泄給地表水，部分通過越流補給潛水。第二節充水因素分析一、充水因素的地質背景１．基巖面形態石圪臺煤礦基巖面有南北兩條分水嶺，南分水嶺是糖醬渠與柳根溝的分水嶺，北分水嶺是柳根溝與考考賴溝的分水嶺。補勘區范圍位于南、北二分水嶺屬于柳根溝、考考賴溝泉域，基巖面上的潛水向柳根溝、考考賴溝逕流。２．第四系砂層含水層：補勘區柳根溝泉域第四系砂層厚度約為1.32-23.15m,考考賴溝泉域約為0-32.10m。受基巖面的控制，含水層厚度也不一致，靠近二泉域附近，含水層相對較厚，為中等富水區，含水較豐富。3．1-2上或1-2煤層上覆基巖厚度三盤區在71上302工作面回撤通道附近，1-2上煤上覆基巖厚度較薄，厚度為10m左右；一盤區71107工作面切眼1-2煤上覆基巖厚度為30m左右。4．2-2上或2-2煤層上覆基巖厚度二盤區考考賴溝南側井田邊界附近，2-2上煤層上覆基巖10-30m左右；四盤區71402工作面靠近柳根溝附近2-2煤層上覆基巖20-40m左右。5．綜合分析補勘區基巖地層產狀近水平，受剝蝕作用的破壞，基巖面起伏不平，溝系發育，后經新生代松散層的沉積，對地形起到填平補齊作用，因而大體上基巖面低洼處，基巖厚度薄，松散層和松散含水層厚，井下涌水量會較大。二、充水水源分析１．煤層直接頂板的基巖孔隙、裂隙水，它們隨著頂板的垮落而直接進入井下。這種水的水量有限，不會對安全生產構成威脅。２．第四系松散沙層的潛水，這種水靜儲量豐富，水量大，一旦煤層上覆基巖較薄，導水裂隙帶到達沙層，它們將由間接充水巖層變為直接充水巖層，給安全生產構成威脅。３．每年的大氣降水，通過滲透補給地下水，再進入井下。第三節“三帶”分析計算根據三下采煤經驗公式，工作面回采后在采空區上部會形成冒落帶、裂隙帶和彎曲變形帶，冒落帶和裂隙帶形成導水裂隙帶，在導水裂隙帶高度范圍內的地下水會通過導水裂隙進入采空區。冒落帶與導水裂隙帶高度計算：對1-2上、1-2煤的冒落帶高度進行計算，煤層頂板為砂巖、粉砂巖，單軸抗壓強度一般20-40MPa，屬中硬巖石，按煤炭工業部《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱與壓煤開采規程》（簡稱‘三下規程’）中的計算方法，冒落帶高度、導水裂隙帶發育高度計算經驗公式分別為：Hm=M/(K-1)cosαHl=100∑M/（1.6∑M+3.6）±5.6K—冒落巖石脹碎系數（K取1.3）α—煤層傾角（α取3o）∑M—累計采厚防砂、防水安全煤巖柱高度分別按下式計算：H砂=Hm+2AH水=Hl+bA式中A=∑M/n。當∑M≥4.2m時，n=2，∑M＜4.2時，n=1即按一次開采。b為為待定系數，視計算點的地層結構而定。當松散層底部粘性土層厚度大于累計采厚時，b=3；當其小于累計采厚，b=4；當松散層底部無粘性土層時，b=6；當松散層全厚小于累計采厚時b=5；根據各孔地層結構分別選取b值。計算結果見冒落帶計算結果統計表5-3-1。表5-3-1煤層號Hm(m)H砂（m）Hl(m)H水(m）1-2上5.71-11.477.58.11-20.831221.99-41.912824.57-60.63401-25.79-10.8988.25-19.261322.29-40.23327.21-56.94432-25.79-15.7414.58.25-26.352222.29-53.015027.21-74.04652-2上5.41-15.2411.328.63-18.4614.5420.47-31.6726.0730.13-41.3335.73備注分子為極值，分母為一般值，采用“三下規程”公式計算。第四節涌水量分析計算一、71上302工作面涌水量預算該面位于四盤區柳根溝水庫東南側。正常涌水量、最大涌水量包括大氣降水、第四系松散層潛水及1-2上煤層頂板基巖裂隙、孔隙水。（一）正常涌水量1、大氣降水其公式為：式中：——大氣降水入滲量s——71上302工作面接受大氣降水的面積，取600000m2m——歷年平均降水量，0.436ma——入滲系數，0.2代入上式，大氣降水=14.53m3/h2、第四系松散層潛水用“集水廊道法”計算涌水量，其公式為：式中：——第四系松散層潛水涌水量——巷道長度，1500mK——松散層潛水滲透系數，1.743m/dH——含水層厚度，2～15m，取10mR——影響半徑，，令，取R=83.5將各參數代入上式，=130.46m3/h3、1-2上煤層直接頂板基巖裂隙、孔隙水用“大井法”計算，其公式為：式中：——1-2上煤層頂板基巖水涌水量K——基巖滲透系數，0.0194m/dH——含水層厚度，20mr——引用半徑，，面積S=1500*300，故r=378.56R——引用影響半徑，R=r+R0，R0為影響半徑，取23m。R=401.56m將各參數代入上式，=17.24m3/h因此，71上302工作面正常涌水量=++=162.23m3/h（二）最大涌水量71上302工作面設計走向長1500m，工作面寬300m，1-2上煤采高1.80m。最大涌水量位于停采線附近，其計算公式為：式中：——71上302工作面最大涌水量a——基巖影響系數，根據正常涌水量計算，取1.24K——第四系松散層滲透系數，1.743m/d——工作面傾斜寬，300mB——工作面推進度，20mM——第四系松散含水層厚度，2～15m，取10mμ——給水度，0.1t——最大涌水時間，取2日將各參數代入上式，=213.89m3/h二、71107工作面涌水量預算該面位于一盤區柳根溝水庫北側。正常涌水量、最大涌水量包括大氣降水、第四系松散層潛水及1-2煤層頂板基巖裂隙、孔隙水。（一）正常涌水量1、大氣降水其公式為：式中：——大氣降水入滲量s——71107工作面接受大氣降水的面積，取240000m2m——歷年平均降水量，0.436ma——入滲系數，0.2代入上式，大氣降水=5.8m3/h2、第四系松散層潛水用“集水廊道法”計算涌水量，其公式為：式中：——第四系松散層潛水涌水量——巷道長度，600mK——松散層潛水滲透系數，1.743m/dH——含水層厚度，0～2m，取1mR——影響半徑，，令，取R=2.64將各參數代入上式，=16.5m3/h3、1-2煤層直接頂板基巖裂隙、孔隙水用“大井法”計算，其公式為：式中：——1-2煤層頂板基巖水涌水量K——基巖滲透系數，0.0194m/dH——含水層厚度，15mr——引用半徑，，面積S=600*360，故r=262.28R——引用影響半徑，R=r+R0，R0為影響半徑，取23m。R=285.28m將各參數代入上式，=10.9m3/h因此，71107工作面正常涌水量=++=33.2m3/h（二）最大涌水量71107工作面設計走向長600m，工作面寬360m，1-2煤采高1.80m。最大涌水量位于切眼附近，主其計算公式為：式中：——71107工作面最大涌水量a——基巖影響系數，根據正常涌水量計算，取1.24K——第四系松散層滲透系數，1.743m/d——工作面傾斜寬，360mB——工作面推進度，20mM——第四系松散含水層厚度，0～5m，取3mμ——給水度，0.1t——最大涌水時間，取2日將各參數代入上式，=76.71m3/h三、72401工作面涌水量預算該面位于四盤區柳根溝水庫南側，正常涌水量包括大氣降水、第四系松散層潛水及2-2煤層頂板基巖裂隙、孔隙水。（一）正常涌水量1、大氣降水其公式為：式中：——大氣降水入滲量s——72401工作面接受大氣降水的面積，1500000m2m——歷年平均降水量，0.436ma——入滲系數，0.2代入上式，大氣降水=15m3/h2、第四系松散層潛水用“集水廊道法”計算涌水量，其公式為：式中：——第四系松散層潛水涌水量——巷道長度，1500mK——松散層潛水滲透系數，1.743m/dH——含水層厚度，2～23m，取12mR——影響半徑，，令，取R=109.76將各參數代入上式，=142.92m3/h3、2-2煤層直接頂板基巖裂隙、孔隙水用“大井法”計算，其公式為：式中：——2-2煤層頂板基巖潛水涌水量K——基巖滲透系數，0.0194m/dH——含水層厚度，20mr——引用半徑，，面積，故R——影響半徑，將各參數代入上式，=16m3/h因此，72401工作面正常涌水量=++=162m3/h（二）最大涌水量72401工作面設計走向長1500m，工作面寬250m，2-2煤采高4.50m。最大涌水量位于停采線附近，其計算公式為：式中：——72401工作面最大涌水量a——基巖影響系數，根據正常涌水量計算，取1.24K——第四系松散層滲透系數，1.743m/d——工作面傾斜寬，240mB——工作面推進度，20mM——第四系松散含水層厚度，2～23m，取12mμ——給水度，0.1t——最大涌水時間，取2日將各參數代入上式，=206.5m3/h以上二個工作面的涌水量預算結果匯總如下：工作面名稱71上3027110772401備注最大涌水量（m3/h）213.8976.71206.5正常涌水量（m3/h）162.2333.2162開采煤層1-2上煤層1-2煤層2-2煤層第六章其他開采技術條件第一節工程地質一、煤層頂底板穩定性評價各煤層頂底板巖石力學性質見表6-1-1煤層頂底板物理力學性質測定綜合成果表表6-1-1巖石名稱抗壓強度（kg/cm2）煤層名稱泥巖兩極值平均值砂質泥巖兩極值平均值粉砂巖兩極值平均值細砂巖兩極值平均值中粒砂巖兩極值平均值粗粒砂巖兩極值平均值1-2上190.5~454.2294.7168.1~636.8407.0344.8230~501.1365.8242.7~303.1227.92-2上260.8~606.2451.8200.0~521.0388.4331.1~519.8406.1188.0~270.0232.5152.8~336.2244.53-1319.9~406.3387.6168.4~493.5311.4427~639.3531.8272.4~546.5360.9181.1~398.7267.0211.4211.4根據煤層頂底板巖石物理力學性質測定結果，對照煤層頂板穩定性分類標準（見表6-1-2），各煤層頂板穩定性評價如下：煤層頂板穩定型分類標準表6-1-2頂板類別巖石堅硬度頂板冒落