第2章矿区概述及井田地质特征2.1 矿区概述2.1.1 位置与交通XX井田位于山西省大同煤田东翼中东部边缘地带，距大同市约30km，距同煤集团公司17km地理位置为东经112°49′32″～113°9′30″，北纬39°52′～40°10′位于口泉河两侧，鹅毛口河以北，七峰山西侧属大同市南郊区及朔州市怀仁县所辖井田东北侧有京包铁路线、大秦线，东侧有北同蒲线均交汇于大同市铁路枢纽，并与口泉沟、云岗沟两条铁路支线相连，通往同煤集团公司各生产矿井田内有口泉沟铁路支线从大同市沿京包线至北京全长382km，至包头450km，沿北同蒲线至太原355km，沿大秦线至秦皇岛630km井田东侧有大同至太原208国道及大同至运城高速公路井田内沿口泉河有大同市至王村公路，有沿胡家湾沟、麻皮泊沟经盘道村去往鹅毛口乡的简易公路，鹅毛口乡怀仁公路与大同至太原的主干公路相交，可通往大同市、太原市、河北省、内蒙古等地附近新型现代化大同机场正在建设中此外，井田内各条沟中均有向外运输煤炭的简易公路图2-1 XX矿交通位置图2.1.2 自然地理、地形及地势大同煤田位于山西地台北端，黄土高原中部，周围环山，西北为牛心山，西南为洪涛山，东南为口泉山，东北面为雷公山。
口泉山脉北起大同西部，南至朔州兰花口煤田中部为一广阔起伏的低山丘陵台地，沟谷发育，山梁纵横盘道村一带山地构成口泉河与鹅毛口河两水系的分水岭XX井田位于大同煤田中东部边缘地带，东接口泉山，北连口泉河，地面为低缓丘陵地形，地势东南高、西北低，大部分地带为山区，被黄土所覆盖，仅沟谷及山脊地区有岩层出露井田内地形较为复杂，沟谷发育，生长有大量野草树木，也有少量农田耕地，大部分为旱地，水地极少区内最高点海拔标高为+1653.2m，最低点为+1200m，相对高差453m2.1.3 河流水系XX井田属于海河流域永定河水系桑干河北岸支系，主要河流有十里河、口泉河、鹅毛口河十里河：位于大同市西南、井田北部的云岗沟内流域面积1044km2，全长61.5km，河宽50～600m，坡度0.2～l％，树枝状水系小站水文站1954年测得最大洪峰流量224m3／s，1952年最小流量0.003m3/s口泉河：从井田中间穿过流域面积600km2，全长 50km，河宽20～150m，树枝状水系，坡度5～7%，为间歇性河流，流量甚小，主要靠矿坑排水补给但雨季山洪暴发时流量猛增，1988年7月12日，据有关部门估计，洪峰流量600m3/s。
鹅毛口河：位于井田南，流域面积110km2，全长 12km，河宽 80～130m，河床坡度1.8%，树枝状水系日常流量为0.043 m3/s 2.1.4 气象及地震烈度本区属中温带、大陆性气候，昼夜温差较大，冬季干燥寒冷，风沙严重，夏季炎热年最高气温37℃，最低气温-28℃，年平均气温6.5℃年最大降雨量634.7mm，年平均降雨量419.88mm，降雨主要集中在七、八、九三个月内年平均蒸发量平均1880.1mm，一般大于降雨量的3～4倍本区多为北西风和北风，次为西风和西北风，最大风速29m/s，平均风速3.0m/s历年最大积雪深度22cm，冰冻期自十月上旬至翌年四月下旬，最大冻土深度161cm表2-1 大同煤田区域地层表界系统组厚度（m）备 注新生界第四系全新统0～14由砾石、砂组成的冲积、洪积层中、上更新统0～147由黄色亚砂土、亚粘土组成第三系上新统静乐组0～35红色粘土层中新统汉诺坝组0～126为玄武岩，分布于牛新山脉一带中生界白垩系上统助马堡组0～40浅灰色砂岩夹红色、绿色泥岩、泥灰岩组成下统左云组0～350为一套砂砾岩、主要分布于左云、右玉一带侏罗系中统云岗组0～260紫色、黄绿色砂质泥岩、灰白色粉砂岩下统大同组0～264灰白色砂岩与灰色泥岩及煤组成永定庄组0～211紫红色、灰绿色砂质泥岩、灰白色砂岩组成古生界二叠系上统石千峰组0～100黄绿色含砾砂岩与紫红色砂质泥岩组成上石盒子组0～254灰白色砂岩与紫红色、灰绿色粉砂岩下统下石盒子组0～91灰白、紫红色砂岩与紫红色砂质泥岩组成山西组0～96灰白、绿色砂岩与深灰色粉砂岩、泥岩、泥岩及煤组成石炭系上统太原组0～130灰白、龙色砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤组成中统本溪组0～64灰白色砂岩、深灰色泥岩、灰岩夹紫红色泥岩组成奥陶系中统上马家沟组0～38由南而北，由上而下逐渐变薄，依次尖灭，在煤峪口附近全部尖灭。
中统以石灰岩为主；下统以白云炭为主夹灰绿色泥岩组成下马家沟组0～185下统亮甲山组0～167冶里组0～55寒武系上统凤山组0～107由南而北、由新至老逐渐变薄，依次尖灭，在大同煤田北部的青磁窑以北全部尖灭以石灰岩为主夹灰绿紫艳色泥岩长山组0～25崮山组0～95中统张夏组0～141徐庄组0～101下统毛庄组0～56太古界五台群肉红色花岗片麻岩等，分布于大同新生代盆地边缘一带2.2井田地质特征2.2.1 地质特征大同煤田区域地层由老至新为：上太古界五台群；古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系；中生界侏罗系、白垩系；新生界第四系大同煤田区域地层情况见表2-12.2.2 水文地质条件及矿井涌水量本井田内沉积岩厚达数百米，从地表第四系至煤系基盘均为泥质岩和碎屑岩相间成层，岩石胶结密实、裂隙少，且纵横方向上连通性差，影响了含水层的发育及相互间的水力联系，加之本区的降水量少，又无常年性地表径流及大型地表水体，因此地下水的补给来源贫乏，各地层的含水性都不强全井田共10个含水层，其中第四系河谷冲积层、基岩风化壳及寒武、奥陶系灰岩等含水层含水性较好；石盒子组、山西组、太原组、本溪组含水层的含水性极弱对各含水层简述如下：寒武-奥陶系灰岩：出露于井田东部边缘，灰岩顶板埋深442～657.49m，标高888.0～964.51m，岩性主要为深灰色块状灰岩，灰白色白云质灰岩、褐红色竹叶状灰岩和鲕状灰石。
井田内总体寒武系—奥陶系灰岩岩溶裂隙发育程度不均匀，富水性较弱，南部岩层含水性好于北部岩层其中挖金湾、王村、鹅毛口一带位口泉沟南水文地质单元的岩溶水径流带上，钻孔单井出水量500～1000m3/d，单位涌水量大0.1L/s·m，为XX井田岩溶水相对富水区；其它地段岩溶水单位涌水量均小于0.1L/s·m，富水性较差井田内7个岩溶钻孔揭露灰岩静水位标高为1160.24～1244.97m，其中5个钻孔岩溶裂隙发育，岩石破碎、含水性较好岩溶带厚度7～15m但溶洞较小，其溶洞直径最大为1.8×1.0×1.0cm，连通性、导水性差水由西向东、东南方向流动，水力坡度为0.01根据井田精查地质报告资料，当矿井主要开拓巷道穿过寒武、奥陶系石灰岩时，预计其岩溶水出水量为3437m3/d本溪组砂岩：上、中部为砂岩、砂质泥岩，下部有1～2层铝土质泥岩及含铝土质的砂质泥岩，厚度7.8～15. 57m，全区发育，岩石胶结致密完好，是奥灰与煤系地层良好的隔水层抽水单位涌水量为0.0002L／s.m，系砂岩裂隙承压水、埋藏深补给条件差，故含水性弱太原组砂岩：由砂岩、砂质泥岩及煤组成，系砂岩裂隙承压水岩石胶结致密、裂隙不发育、埋藏深，补给条件差，含水性弱。
抽水单位涌水量0.0008～0.001 L／s.m，渗透系数0.006～0.008m/d山西组砂岩：岩性以砂岩为主，裂隙不发育，胶结致密，埋藏深，补给条件差，含水性弱钻孔单位涌水量0.0004L/s.m，渗透系数0.006m/d下石盒子组砂岩：岩性为砂质泥岩、砂岩组成，裂隙少，埋藏较深，补给条件差，故含水性弱钻孔单位涌水量0.0109L/s.m，渗透系数0.01m/d上石盒子组砂岩：岩性以泥岩、砂岩组成，裂隙发育少，含水性弱钻孔单位涌水量 0.0036L/s.m，渗透系数0.014m/d永定庄组砂岩：该组地层由砂岩、砂砾岩及少量砂质泥岩组成，含水性受地形、构造所控制低洼沟谷地段，岩石风化裂隙发育，受大气降水、地表水及冲积层潜水影响补给水量大，钻孔单位涌水量0.138～0.790L／s.m，渗透系数0.21～0.30m/d风化壳以下地层，岩石致密坚硬，裂隙甚少钻孔单位涌水量为0.003 L/s. m，渗透系数0.004m/d，含水性弱大同组风化层：该组地层多位于河谷侵蚀基准面之上，岩石风化比较强烈，沟谷发育，切割较深在台地面上地层多导水，而河谷地段因大气降水及地表水补给，富水性较好单位涌水量0.80L/ s. m，渗透系数2.26m/d。
风化壳：不分地层时代，但与地形、岩性有关，河谷低洼处埋藏浅，一般30～40m，与地表水、潜水有水力联系，水量较大单位涌水量为0.47～0.80L/s.m，渗透系数1.73～3.46m/d河谷两岸台地埋藏较深，一般在50～110m，单位涌水量0.0003l/s.m，含水性弱第四系冲积层岩性以砂土、砾石为主，含水层厚 0～8.41m，单位涌水量2.55L/s.m，渗透系数41.32m/d地表水及冲积层水通过风化壳渗入矿井中，成为矿井充水的主要来源井田内有口泉河水流通过，但断层大多分布于台阶地上，虽多属张性、张扭性含水或导水的断层，但因地形控制承受大气降水的补给条件差，口泉河北部广大地区大同组煤层多数采空，侵蚀基准面上的地层不含水，而下煤组石炭、二叠系地层及其上覆地层的含水性甚弱，因此分析认为以后矿井生产中过断层时不会受到地下水的危害另外，奥灰岩石破碎，水头压力大，富水性较好，部分断层已使奥灰和8#煤层相接触或相距很近，奥灰水可能灌入煤层或发生煤层底鼓突水，今后矿井建设和生产中应给以高度重视矿井水的PH值一般在7.0～7.5之间，最高为9.01，多属中性或弱碱性水，对井下建筑材料、设备、管路的腐蚀性不大。
参照临近生产矿井实际涌水情况，预计矿井正常涌水量为521m3/h（日涌水量为12500m3/d），最大涌水量为833m3/h（日涌水量为20000m3/d）该井田煤层远离含水性较好的风化壳含水层，此层水不会进入井下本溪组、太原组、山西组、石盒子组裂隙含水层（组），含水性极弱，煤层开采时井下基本无水或者水量极小区南边虎龙沟煤矿，斜井开采太原组8#煤，井下基本无水侏罗系煤层采空区虽有大量积水，但距太原组煤层较远，中间相隔平均厚度362.73m，一般不会漏入井下区内揭露灰岩钻孔，若封闭不良或者根本未封闭，采煤穿过这些钻孔时单孔可造成井下1000～2000m3/d突水小峪煤矿为大同煤田井下开采石炭二叠系煤的最大矿井，矿坑水来源为：风化壳裂隙水、采空区积水、冲积层潜水，水文地质条件与本井田不同，矿坑排水无参考价值井田上部开采侏罗系11#～14#煤层，其富水系数平均为0.45石炭二叠系煤层开采时，井下水比上部要小的多考虑到不可预见因素，矿井涌水量计算，采用0.4的富水系数，矿井涌水量估算如下：矿井设计能力年产2.4Mt，矿井涌水量为4848m3/d2.3煤层特征2.3.1煤层概况井田内赋存有侏罗系和石炭二叠系两套含煤构造。
侏罗系大同组为上部含煤构造，分布有许多国有煤矿和地方国有煤矿，其煤层所剩储量不多二叠系下统山西组和石炭系上统太原组为下部含煤建造，地层总厚86.2～177.20m，平均为157.93m，共含煤15层，煤层总厚38.25m，含煤系数24％煤层出露位置在井田的东部1.2～1.3km处由于各煤层埋藏较深，未遭受风氧化浅部煤层风化氧化带的深。