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1、温州矿山井巷工程有限公司地质预测和综合分析报告工程名称：主斜井至回风立井联络巷 报告单位：温州矿山井巷工程有限公司技术负责人： 岳有增 审 查 人： 岳有增 报 告 人： 袁砖强 编 制 日期： 主斜井至回风立井联络巷地质预测和综合分析报告一、矿井概况根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发200939号文关于晋城市泽州县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复，山西晋煤集团泽州天安吴王山煤业有限公司井田范围由原山西晋城吴王山煤业有限公司、原山西晋城强胜煤业有限公司、原泽州县南村镇陈庄煤矿（“十关闭”矿井）及部分新增资源整合而成。井田面积为4.1594km2，批准开采3号15号
2、煤层，生产规模450kt/a。二、井田地质概况1、地层井田位于沁水煤田晋城煤炭国家规划矿区东南部，井田内地层大部分为黄土覆盖，出露地层为二叠系上统上石盒子组、二叠系下统下石盒子组、二叠系下统山西组。2、地质构造井田位于沁水盆地东南边缘，受区域构造影响，总体表现为一宽缓的背斜构造，轴向北西，向南东倾伏，位于井田的中南部，两翼地层倾角23，井田内未发现断层、陷落柱构造，未见岩浆岩侵入，根据煤、泥炭地质勘查规范（DZ/T0215-2002），井田构造总体属简单类型。三、矿井水文地质条件（一）井田地表径流井田地处沁水盆地的东南缘，地貌类型属低山丘陵区，井田内总的地势为北部高南部低，相对高差119.2m
3、。地表水系属黄河流域沁河水系丹河支流，区域内的河流为白水河，位于井田外东部约7km处，为丹河一支流，井田内河流不发育，大小冲沟平时基本干枯无水，只有雨季时才有短暂洪流沿沟谷向南排泄，再向东汇入白水河。（二）井田内主要含水层第四系松散沉积物孔隙含水层区内第四系分布广泛，岩性主要为黄色亚砂土及红色亚砂土，含水层的厚度、水位埋深及其富水性差别较大，地表地势较高地段一般无水，而于地形低凹处赋存地下水，地下水动态变化较大，而地下水的补给、排泄条件及水质类型与前述相应的区域含水层组的情况基本一致。水质类型为HCO3SO4-Ca型水。基岩风化带裂隙含水层风化带厚度受地形起伏的影响，风化带深度一般为5070m
4、，最深达100m以下。风化带含水层一般呈潜水性质，局部承压，直接接受大气降水补给，在浅部风化裂隙较发育，富水性较强，随着深度的增加，风化裂隙发育程度越来越差，富水性也随之减弱，水质属HCO3-CaMg型。二叠系上统上石盒子组及下统下石盒子组、山西组砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，主要接受大气降水、基岩风化带地下水和含水层之间的垂向渗透补给。上石盒子组井田内北部有小面积出露，含水层主要为中粒砂岩，含水空间以构造裂隙为主，直接接受大气降水补给。下石盒子组及山西组砂岩裂隙含水层为层间裂隙水，以中细粒砂岩为主，一般厚约31.67m，厚度变化较大，含水空间以构造裂隙为主，是3号煤层顶板直接充水含水层。
5、据晋普山精查资料，山西组含水层单位涌水量为0.0246L/sm，渗透系数为0.118m/d。石炭系上统太原组灰岩、砂岩裂隙岩溶含水层为碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙岩溶含水层，井田内未出露，主要含水层为K2、K3、K5灰岩，富水性变化大，其间夹数层泥岩、砂质泥岩等隔水层，相对削弱了各含水层之间的水力联系。15号煤层的直接充水含水层为K2灰岩。据晋普山精查资料表明该灰岩岩溶裂隙不发育，冲洗液消耗量及水位无明显变化，三层灰岩透水性差，富水性较弱且不均匀，单位涌水量0.00007L/sm，渗透系数6.610-5m/d，水质类型属 HCO3SO4或 SO4HCO3-CaMg型水。奥陶系中统石灰岩岩溶含水层井田内
6、奥陶系中统灰岩埋藏较深，岩性为灰色厚层状石灰岩。据2007年5月晋城市钻探勘察中心在陈庄村东侧（井田外西侧约68m处）施工的一个供水深井资料，该井井深501.45m，所揭露之含水层为奥陶系中统上马家沟组中下部及下马家沟组局部地层。由于奥陶系中统上部覆盖着较厚的石炭系煤系地层，地下水垂向补给甚微，奥陶系岩溶水主要受侧向补给，其次为越流补给。奥陶系中统峰峰组位于区域水位之上，岩溶也不发育。奥陶系中统上马家沟组上部岩溶不发育，下部265.00 349.50m，冲洗液每时消耗24.5m3，显示该段地层局部岩溶有不同程度的岩溶发育。井深378.80m时漏水，测水位65.00m；406.00m时漏水，测水
7、位179.40m；416.65m时漏水，测水位190.80m；终孔时测水位190.80m。主要含水层位于378.80387.00m、406.00432.00m，为该井的主要含水层。该眼井井口标高755.00m，涌水量53.5m3/h，奥灰水水位标高564.20m。另据延河泉域岩溶地下水等水位线图，推测本井田岩溶水水位标高约为560565m，径流方向由西北向东南。（三）井田内主要隔水层太原组底部及本溪组泥岩、铝质泥岩隔水层该隔水层位于15号煤层之下，岩性致密细腻，厚度一般约17.30m，对于太原组含水层与奥灰岩溶含水层之间起到了较好的隔水作用，阻隔了奥陶系岩溶水和上覆各含水层的水力联系，为井田良
8、好的隔水层。石炭系、二叠系灰岩、砂岩含水层之间的层间隔水层石炭系、二叠系各灰岩、砂岩含水层之间，均分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩等泥质岩层，其岩性比较致密，不透水，厚度多为4-15m，阻隔了各含水层之间的水力联系，起到了层间隔水作用。但在近地表段，由于受风化作用影响，裂隙发育，不同程度地破坏了其隔水性能。（四）井田充水因素充水来源及其影响程度大气降水对矿坑充水的影响大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散堆积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿井，成为矿井充水的间接但重要的补充来源。矿坑涌水量受降水的季节变化影响，具明显的动态变化特征。地表水体对矿坑充水的影响该区属黄河流域沁河水系丹河支流，区域内的河流
9、为白水河，位于井田外东部约7km处，为丹河一支流，井田内河流不发育，大小冲沟平时基本干枯无水，只有雨季时才有短暂洪流沿沟谷向南排泄，再向东汇入白水河。白水河距本矿井较远，其最高洪水位对本矿工业广场及矿坑充水不构成威胁。兼并重组整合后工业广场位于郎庄村东侧（原吴王山煤业工业广场处），其沟谷内最高洪水位标高约+740m，低于原吴王山煤业主斜井（+758.910m）、原吴王山煤业风井（+759.625m）井口标高，亦低于原强胜煤业主立井（+746.004m）、副立井（+746.191m）、风井（+745.656m）井口标高，其最高洪水位对工业广场安全不构成威胁。采空区积水对矿井充水的影响本整合区内3
10、号、9号、15号煤层埋深较浅，均遭到了以往小窑或硫铁矿开采破坏，存有大面积的采空区。其中3号、9号煤层资源已枯竭，已通过了有关部门验收闭坑，泽州县南村镇陈庄煤矿3号煤层于2005年底闭坑，9号煤层于2009年8月关闭；山西晋城吴王山煤业有限公司3号煤层于2003年底闭坑，9号煤层于2008年3月闭坑；山西晋城强胜煤业有限公司9号煤层于2008年3月闭坑。在采空区内地势低凹处存在一定量的积水，这些积水在煤层顶板岩石冒落导水裂隙带或地质构造等不同沟通渠道的作用下，可对煤层井巷产生不同程度的充水。现根据煤炭安全手册第五篇矿井防治水中的小窑老空积水计算公式计算各煤层采空区积水量。其中：互连通的各积水区
11、总积水量，m3；K采空区的充水系数，取0.25；M采空区的平均采高或煤厚，m；F采空区积水的投影面积，m2； 煤层倾角，。各采空区积水量估算结果见表2-1-3，经计算，采空区内积水总量共364827m3。现井田内报废井筒均已关闭封填，积水情况见矿井充水性图。相邻矿井对矿井充水的影响现井田外东侧为山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司，该矿井现基建15号煤层，无越界开采情况，靠近本井田处15号煤层无采掘活动和采空区分布，对本矿15号煤层的开采现阶段无影响。但今后相邻矿井间如果裂隙贯通后将会对煤层的开采造成影响。地下水对矿井充水的影响二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层含多层中细粒砂岩，局部裂隙较发育，该含水
12、岩组砂岩裂隙水为3号煤层开采的主要直接充水水源。矿井巷道顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系，使地下水进入井巷，成为矿井充水的主要来源。在开采过程中也不排除在特殊构造部位（如隐伏断裂构造）的越层补给。二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层，由二叠系上、下石盒子组含多层中、粗、细不同粒级砂岩构成，直接接受大气降水补给和上部第四系松散孔隙水渗透补给，该含水层及第四系松散孔隙水含水层一般构成3号煤层的间接充水水源。石炭系上统太原组分布有9号和15号煤层，该组砂岩灰岩层间岩溶裂隙水为这两个煤层的直接充水水源。对于3号、9号、15号煤层覆岩分别为中硬、中硬、坚硬的本井田来说，采用根据煤矿防治水规
13、定中的冒落带、导水裂隙带最大高度计算公式：3号、9号煤层：；15号煤层：；式中：Hm冒落带高度，m；Hli导水裂隙带高度，m；累计采厚，m。本井田3号煤层最大厚度为4.70m，经计算，本井田3号煤层开采后，冒落带高度为13.64m，裂隙导水带高度取两公式计算结果最大值为56.47m。本井田9号煤层最大厚度为1.50m，经计算，本井田9号煤层开采后，冒落带高度为7.96m，裂隙导水带高度取两公式计算结果最大值为34.49m。本井田15号煤层最大厚度为3.70m，经计算，本井田15号煤层开采后，冒落带高度为18.07m，裂隙导水带高度取两公式计算结果最大值为67.71m。井田内3号煤层在北部、9号
14、煤层在南部均有露头线分布；15号煤层埋深约40200m，南部较浅，因此，开采3号、9号、15号煤层导水裂隙带局部可以沟通上部砂岩、灰岩等含水层水，甚至采空区内积水，矿井生产时应有所防范，防止雨后洪水沿裂隙灌入矿井，形成事故。井筒水井筒穿过揭露范围内的所有含水层，地下水沿井筒下流，成为矿井充水的一部分。表2-1-3 采空区、古空区积水量估算表矿井名称采空积水区编号积水区水平投影面积（m2）平均采高（m）回采率（%）煤层倾角（）积水量（m3）积水区位置原吴王山煤业Q吴3-13028253.0540292418井田3号煤层东北部采空区、巷道、井筒内Q吴3-2918523.0540228032井田3号煤层东南部采空区内小计394677120450Q吴9-12569281.3040233421井田9号煤层东北部采空区、巷道、井筒内Q吴9-21948351.3040225344井田9号煤层东南部采空区、巷道、井筒内小计4517631.30258765Q吴15-1402211.704026842井田15号煤层东北部采空区、井筒内Q吴15-2108582.004022173井田15号煤层西南部采空区内Q吴15-3116212.004022326井田15号煤层西南部采空区内Q吴15-4497011.804028952井田15号煤层南部采空区、井筒内Q
