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1、一、井田概况本区位于离石矿区南部，区内多呈中低山侵蚀地貌，地形复杂，切割强烈，基岩出露少，大部为黄土覆盖，植被稀少，地表水体不发育。区内主要河流为南川河，属常年性水流，据1957、1958 两年观测资料，流量为 0.142.7m3/s，年平均流量0.070.5m3/s 。现流量有明显减小。另外，区内尚家峪沟、白草沟、水峪沟、高家沟等较大沟谷，在夏秋两季也有微小溪流，流量一般 1020L/s。春末冬初略有减小，唯在冰冻期间可致干枯，均属季节性水流。二、含水层组的划分及水文地质特征含水层组的是以地下水、含水介质及其赋存特征和水动力条件来划分的。（1）碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层组区域内主要指奥陶系石灰
2、岩地层。含水层岩性为石灰岩、豹皮灰岩、白云岩和泥灰岩，各种岩性富水性不一。岩溶裂隙主要发育在马家沟组顶部的石灰岩中，以溶洞、溶孔为主，溶洞直径约 1020cm ，溶孔直径为 15mm。峰峰组地层岩溶发育相对较弱，特别是石膏层富水性最差。在水平方向上，受区域构造控制，补给区富水性一般较差。迳流区逐步加强，排泄区富水性最强。根据离石矿区详查勘探区资料，当灰岩埋藏深度大于 347m 时，其裂隙及岩溶极不发育，钻进时水文状况基本无变化，说明不含水；当灰岩埋藏深度小于 267m 时，岩层裂隙及岩溶颇为发育，钻进时水位突降，冲洗液消耗量显著增大或完全漏失，说明含水性显著增强，深度越浅，此种现象越见明显。总
3、的来说，煤层在区内大部分面积由于埋藏较深，所以含水性很弱，甚至基本不含水，只有在浅部（浅于 300m）含水性增强，单位涌水量为 0.00076L/sm，渗透系数为 0.0047m/d。水位一般低于 100m，标高817 971m 。（2）碎屑岩类裂隙含水层组石炭系上统太原组 碎屑岩类夹碳酸盐岩类裂隙岩溶含水层组。含水层由 3 层石灰岩组成，单层厚度 0.515m，其富水性受构造、地形和补给条件制约，当位于断裂带附近且地形有利于地下水补给时富水性相对较好。据钻孔抽水资料，单位涌水量为0.000261.24l/sm，渗透系数 K=0.00275-10.72m/d。二迭系下统山西组 砂岩裂隙含水层组
4、含水层由中粗粒砂岩组成，厚度变化大，层位多不稳定，裂隙发育差，富水性弱。据钻孔抽水试验，单位涌水量为0.0001070.00065L/sm，渗透系数 K0.0004130.00153m/d 。二迭下 统 下石盒子 组、上统上石盒子组砂岩裂隙含水层组该含水层组均为非煤系地层，含水层以中粗粒砂岩为主，富水性受构造、埋深、补给条件影响而有所差别。断裂带和风化裂隙发育的地带，富水性较强。浅部裂隙水一般以泉的形式溢出地表，泉流量一般为 0.10.5L/s 。（3）松散岩类孔隙含水层组上第三系上新统孔隙含水 层组含水层主要为其底部的半胶结状砾石层，厚度不稳定，沟谷中多见有小泉水出露，泉流量一般为 0.00
5、10.1L/s，富水性弱。第四系中上更新统 及全新统孔隙含水亚组中上更新统含水层为黄土中的砂砾石层，其连续性差且分布于梁峁高地，补给条件不好，多为上层滞水，富水性极弱，甚至为透水不含水层。全新统含水层主要分布于南川河河谷中，含水层为砂卵砾石层，由于其渗透性好，易于接受大气降水和地表水的补给，故在大部地段内含有较丰富的潜水，水位深度多在 10m 以内，水量0.52L/s 左右。三、地下水的补迳排条件（1）碳酸盐岩类岩溶裂隙水区域奥陶系岩溶水属柳林泉域，奥灰在出露区接受大气降水和河流水补给后，从东南向西北汇集、排泄。区内有人工开采，近年来随着用水量的增多开采量加大。（2）碎屑岩类裂隙水主要在裸露区
6、接受大气降水的河流（包括季节性河流）水的补给，其浅层水受地形和地层产状控制，大部分以侵蚀下降泉的形式排出地表，其特点是迳流途径短，无统一水位。深部承压水主要受地质构造控制，裸露区接受补给后沿岩层倾向向西南方向迳流，达到一定深度后，地下水迳流变缓，甚至停滞。各含水层间水力联系较弱，主要排泄途径是生产矿井的矿坑排水。（3）松散岩类孔隙水松散岩类孔隙水主要接受大气降水补给，全新统含水层以接受河流水补给为主，迳流途径较短，一般在沟谷中形成小泉水，与地表水关系密切，互为补排关系，另外人工开采也是其主要排泄途径之上一。四、矿井充水条件、井田主要含水层（组）（1）奥陶系中统石灰岩含水层（组）本组含水层区域上
7、属于柳林泉城，柳林泉位于本区西二十余公里的柳林城附近，流量 2.53.5m3/s，出露标高 801m 左右。奥陶系中统地层岩性以石灰岩、白云岩为主，夹泥灰岩、泥岩、石膏。由于本层的含水性主要取决于裂隙及岩溶的发育程度，因此，灰岩的埋藏深度对其含水性起着极大的作用。资料表明，当灰岩的埋藏深大于 347m 时，岩层裂隙及岩溶极不发育，含水性微弱；当灰岩埋藏深度小于 267m 时，岩 层裂隙及岩溶颇发育，含水性显著增强，51 号详查孔在 391410 段抽水，单位涌水量仅为 0.00076L/sm，渗透系数为 0.0047m/d，水位标高为877.70m。（2）石炭系上统太原组灰岩、砂岩含水层（组）
8、本组中有 L1、K2、L5 三层灰岩，其平均厚度 L1为10.49m、K2为 7.10m，L5为 2.00m，中间多隔以细砂岩和砂质泥岩等，间距在 10m 以内， L5 灰岩厚度小，岩芯较完整，含水相对较弱；K 2 灰岩岩芯中 见有溶蚀裂隙，其 间多充填炭屑，裂隙面凸凹不平，两个钻孔钻至该层后泥浆消耗量增大，该层为三层灰岩中相对富水性较好的一层，L 1 灰岩为最下部的灰岩层，节理裂隙较发育，并具有溶蚀现象，富水性较弱。据精查报告资料，该组灰岩富水性与埋藏深度呈明显的反比关系，埋藏越浅富水性越强，反之越弱。经 110 钻孔抽水试验，水位标高 944.25m，单位涌水量 0.0149L/sm，渗透
9、系数K0.1057m/d。水质类型为重碳酸盐-碳酸盐型，为软的淡水。（3）二迭系下统山西组砂岩含水层（组）本组含多层中细砂岩，但含水性均较弱，据 110 号钻孔抽水资料， 单位涌水量 q0.00065L/sm，渗透系数 K0.00153m/d 。水位标高 982.52m，水 质类型为重碳酸盐 -氯化物型， 为硬的淡水。水位标高 881.231025.42m 。（4）二迭系上、下石盒子组砂岩含水层（组）本组含水层一般由数层中粒粗粒砂岩组成，其间多隔以泥质岩。精查勘探时抽水试验结果，单位涌水量 q=0.00072L/sm，渗透系数 K=0.0018m/d。水位标高 1046.00m，水量微小，含水
10、性弱，水质属重碳酸盐-硫酸 盐型，为软的淡水。水位标高882.361069.35m。（5）第四系全新统砂砾石含水层井田西界附近为南川河河床东侧一级阶地，属第四系全新统淤积物，其砂砾层中含有一定潜水。为当地村民重要农用水源之一。1、井田主要隔水层（1）山西组泥岩隔水层山西组 4 号煤到太原组顶部 6 号煤之间是一套以泥岩为主的地层，平均厚 25m，在井田内稳定连续 ，加之山西组富水性弱，是太原组与山西组之间较好的隔水层（2）太原组泥质岩隔水层太原组 10 号煤到本溪组顶部平均厚 31m，除底部晋祠砂岩（K1）外，是一套以泥岩、砂质泥岩为主的地层，沉积稳定，是一重要的隔水层。（3）石炭系本溪组隔水
11、层石炭系本溪组为一套泥岩、铁铝岩、铝质泥岩为主的地层，平均厚度 22m，隔水性能 较好。与其上部太原组隔水层一道构成了 10 号煤层与奥陶系之间的重要隔水层。2、构造对井田水文地质条件的影响井田内未发现大的断层及陷落柱等构造现象，构造对水文地质条件的影响不明显。开采中应注意对井下断层的发现和研究，以免因其导水而造成水害。3、地下水的补给、迳流、排泄第四系砂砾层水主要靠大气降水补给，呈潜水蕴藏于地下，村民凿井取水为其主要排泄方式。石炭、二迭系的砂岩、灰岩含水层主要接受上覆松散层的入渗补给，少数露头部位直接接受大气降水的补给，另外还有承压含水层之间的越流补给，地下水沿层间裂隙或溶隙向西北运动。奥陶
12、系灰岩岩溶水，主要在区域露头区接受大气降水的补给，向西北流向柳林泉。4、地下水动态变化本井田内村庄水井及沟内出露的小泉水均明显受季节变化影响，雨季水量增加，旱季水量减小，甚至泉水断流。据该矿及邻近矿现在的排水情况，随着降雨量增加，矿井排水量也逐渐增大，雨季排水时间明显长于旱季。5、采空区积水对开采的影响本矿开采时间较长，分布有部分采空区，可能存有一定积水，由于废弃时间较长，积水量难以详细探测。开采中要留足保安煤柱，防范积水涌入巷道，造成水害事故。6、水文地质类型井田 4 号煤层直接充水含水层为山西组砂岩含水层，间接充水含水层为下石盒子组含水层，均属弱含水层。其山西组含水层单位涌水量仅为 0.0
13、0065L/sm。另据该矿 4 号煤坑口井下涌水量情况，矿井涌水量小于 5m3/h，采掘面干燥。根据上述情况并参照矿井地质规程中矿井水文地质类型分类标准综合分析，该矿 4号煤矿井水文地质类型应属简单型。10 号煤层厚而稳定，主要充水含水层为太原组灰岩含水层，单位涌水量为 0.0149L/sm。该含水层富水性不 强。另外，考 虑到井田中西部 10 号煤层底板标高大部低于区域奥灰水位，存在带压开采问题，经以西界处 21 号孔 10 号煤层底板深度为例进行突水系数计算，该孔处突水系数为 0.066Mpa/m，略高于受构造破坏地段的临界突水系数，经验值（0.06），但小于正常地段的临界突水系数经验值（
14、0.15），故推论井田范围在无大的构造破坏的情况下，奥灰水对 10 号煤层开采应无影响。但若遇隐伏断层等构造现象， 则存在突水可能。结合该矿开采 10 号煤层坑口井下涌水量 640700m 3/d，并参照矿井地质规 程中矿井水文地质类型分类标准综合分析，该矿 10 号煤层矿井水文地质类型应为简单- 中等型。即煤层埋藏浅部为简单型，中西部煤层埋藏深部属中等型。7、矿井充水因素分析（1）井田内及周边生产矿井水文地质特征该矿在井田内建有两个坑口，东南部为 10 号煤坑口，西北部为 4 号煤坑口。据调查，井下涌水主要来自顶板淋水和井筒及采空区渗水，4 号煤坑口涌水量不大，每天 50m3 左右，雨季时稍
15、大。10 号煤坑口涌水量较大，一般 640m3/d 左右，雨季可达700m3/d 以上。本矿周围边界临近分布有 6 个生产煤矿，据了解各矿涌水量均不大，正常涌水量小于 200m3/d。经了解井田周 边皆为煤层实体，没发现有越界开采现象。（2）矿井充水因素分析井田 4 号煤层的直接充水含水层是山西组砂岩含水层，间接充水含水层为下石盒子组砂岩含水层、太原组灰岩含水层。10 号煤的直接充水顶板是太原组砂岩、灰岩含水层，山西组砂岩含水层、奥陶系灰岩含水层为间接充水含水上述各含水层除奥陶系石灰岩含有较丰富的岩溶裂隙水外，其余均属弱含水层。根据井田水文地质特征，结合该实际涌水情况综合分析，矿井充水因素主要
16、有以下几个方面。顶 板以上含水 层沿 层裂隙或井筒裸露处渗漏。由于各含水层富水性不强：只要正常抽排，一般对矿井生产不会造成大的影响。采空区 积 水，该矿 10 号煤层坑口开采时间长，采空区面积大，可能存有一定积水，临近采空区开采，应留足保安煤柱，防范采空区积水造成水害。井田西部奥灰水位高于 10 号煤层底板，为带压开采区，若有隐伏构造沟通，如大的断层、陷落柱等，存在突水的可能性，开采中应注意对隐伏构造的观测和研究，防范，以免由其引发奥灰突水事故。五、矿井涌水量预算该矿现在分两个坑口开采 4、10 号煤层，4 号煤层坑口尚在基建阶段，未正式投产。10 号煤坑口由新主井和原主井分别与副井组成一个生产系统，目前实际生产能力 150kt/a，现利用 110 号孔抽水试验资料和该矿目前井下涌水量，分别用“大井” 法和富水系数法对两坑口巷道系统涌水量预算如下：1、“大井”法预算采区范围：4 号煤层为其可采范围，约 3.5k
