【正文】 第一章礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 礦區(qū)概述 位置與交通 顧橋井田位于安徽省風(fēng)臺(tái)縣西北，距縣城約 20km，歸風(fēng)臺(tái)縣管轄。東西寬 7～ 15km，平均約 11km，南北長(zhǎng) 8～ 17km，平均約 13km，面積約 140km2。地理座標(biāo)為東經(jīng) 116176。 26′ 15″～ 116176。 37′ 00″，北緯 32176。 43′ 47″～32176。 52′ 30″。 區(qū)內(nèi)有風(fēng)臺(tái)～利辛公路通過，外圍有風(fēng)臺(tái)～蒙城、風(fēng)臺(tái)～潁上～阜陽(yáng)、潘集～謝橋等主要公路。淮南～阜陽(yáng)鐵路經(jīng)過井田南緣。西淝河流經(jīng)本區(qū)南部入淮河，可通 50噸級(jí)船只，交通方便。 圖 顧橋井田 交通位置圖 地形與水系 顧橋井田地處淮河中游淮北平原南部，地形平坦，地面標(biāo)高一般在21～ 24m,西北高，東南低。永幸河由西北向東南流經(jīng)本區(qū)中部入淮河，西淝河經(jīng)過本區(qū)南緣，在魯臺(tái)改入淮河，是地面水匯集排泄的渠道，歷年最高水位 +(1954 年 )， 1991 年為 +(閘上 )，兩岸筑有大堤，最大堤距 3000～ 3500m，右堤頂高 +，左堤頂高 +。顧橋集西有崗河，地勢(shì)低洼，標(biāo)高為 18～ 20m。此外，區(qū)內(nèi)遍布人工開挖的渠道，用以灌溉、防洪、排澇。 礦區(qū)生產(chǎn)與建設(shè) 淮南潘謝礦區(qū)擁有 億噸保有儲(chǔ)量，自 70 年代開發(fā)以來，已建成潘一、潘二、潘三、謝橋和張集等 5對(duì)礦井，投產(chǎn)規(guī)模 。 廣大礦區(qū)范圍內(nèi)，農(nóng)業(yè)以種植業(yè)為主，水產(chǎn)養(yǎng)殖位次，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)落后，產(chǎn)值低。 供電電源可靠：本礦井位于潘謝礦區(qū)西部，鄰近有 3 座電廠：淮南電廠（一廠）位于本礦井東南約 50km 處，現(xiàn)裝機(jī)容量 490MW；洛河電廠（二廠）位于淮南電廠東北約 5km 處，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量 4 300MW，以 220kV 線路與區(qū)域電網(wǎng)相聯(lián)；平圩電廠（三廠）位于淮南電廠西約 11km 處，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量 4 600MW；洛河電廠與平圩電廠之間有 500kV 聯(lián)絡(luò)線，并均以500kV 超高壓線路經(jīng)繁昌與江南電網(wǎng)相聯(lián)。 氣 象 本區(qū)屬季風(fēng)溫暖帶半濕潤(rùn)氣候，季節(jié)性明顯，夏季炎熱，冬季寒冷。 年平均氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃（ 66 年 8 月 8 日），極端最低氣溫 ℃（ 69年 1月 31 日）。 年平均降雨量 ，最大 （ 1954 年），最小 （ 1966 年），日最大降雨量 ,小時(shí)最大降雨量 。降雨多集中在 8三個(gè)月，約占全年的 40%。 年平均蒸發(fā)量 （水面），最大 （ 58 年），最小（ 80 年）。蒸發(fā)量大于降雨量，潮濕系數(shù)近似 。 春夏兩季多東南風(fēng)、東風(fēng)，秋季多東南、東北風(fēng)，冬季多東北、西北風(fēng)。平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 20m/s。 年初霜期在 11 月上旬，終霜期為次年 4 月中旬，無霜期 191～ 238 天。 初雪一般在 11 月上旬，終霜在次年 3 月中旬，雪期 72～ 127 天，最長(zhǎng) 138 天，最短 26 天，最長(zhǎng)連續(xù)降雪 6 天，日最大降雪量 16cm . 凍結(jié)及解凍無定期，一般夜凍日解。凍結(jié)深度 4～ 12cm，最大凍結(jié)深度 30cm。 地 震 根據(jù)歷史資料，淮南地區(qū)地震活動(dòng)強(qiáng)度不大，以輕度破壞和有感地震為主。穎上縣志記載有感地震 16 次，其中 1931 年在明龍山曾發(fā)生 級(jí)地震，震中最大烈度 7度。其它地區(qū)地震，如 1668 年郯城 級(jí)地震，1917 年霍山 級(jí)地震， 1937 年荷澤 7級(jí)地震，對(duì)本區(qū)均有波及，但無較大破壞。在抗震方面，安徽省地震局皖震發(fā)地字（ 84） 020 號(hào)文對(duì)淮南地區(qū)未來百年內(nèi)的地震基本烈度定為 7度。 《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖（ 1990）》經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，由國(guó)家地震局和建設(shè)部于一九九二年六月正式發(fā)布。國(guó)家建設(shè)部以建抗 [1993]13 號(hào)文、中國(guó)統(tǒng)配煤礦總公司以中煤總基經(jīng)學(xué)第 47 號(hào)文通知執(zhí)行新的《中國(guó)地震裂度區(qū)劃圖（ 1990）》。根據(jù)“ 90區(qū)劃圖”，淮南礦區(qū)（包括潘謝礦區(qū)）所處區(qū)域均劃為 6 度基本烈度區(qū)。 地 質(zhì) 特 征 井田的勘探程度 顧橋井田從 1966 年至 1980 年間在原有勘探區(qū)內(nèi)先后施工鉆孔 387個(gè)，井田范圍擴(kuò)大后，又增加了原屬?gòu)埣⒍〖锏牟糠帚@孔 49 個(gè)、顧橋煤層氣測(cè)試井 1個(gè)和井筒 檢查孔 7個(gè)，全井田共有鉆孔 444 個(gè)，鉆探工程量 。其中地質(zhì)孔 407 個(gè)，工程量 ；水文孔 37個(gè)，工程量 ，抽水 25 次。此外，還施工了供水水源詳勘孔 56個(gè)，工程量 。上述鉆孔絕大部分實(shí)施了測(cè)井工作。為配合原有勘探區(qū)的資源勘探工作，還進(jìn)行了光電和模擬地震勘探，共施工測(cè)線長(zhǎng)，計(jì) 22786 個(gè)物理點(diǎn)。為了進(jìn)一步查明地質(zhì)構(gòu)造及主要煤層的賦存狀況， 1995 年又對(duì)原勘探區(qū)大部分區(qū)段進(jìn)行了高分辨率數(shù)字地震補(bǔ)充勘探，完成測(cè)線總長(zhǎng) ，物 理點(diǎn)計(jì) 35470 個(gè)，目前即將完成首采塊段三維地震勘探工作。 地層 顧橋井田屬全隱蔽含煤區(qū)，鉆探所及地層由老到新依次有奧陶系、石炭系、二疊系和新生界。 井田地層全系鉆孔揭露。 一、 奧陶系中下統(tǒng)（ Q1+2） 井田揭露最大厚度 ，為灰～深灰色厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r及少量礫狀灰?guī)r，頂部夾灰綠色鋁土團(tuán)塊，性致密，未見溶蝕。 二、 石炭系上統(tǒng)太原組（ C3） 有四個(gè)鉆孔穿過全組，平均厚 104m。由灰?guī)r、泥巖、粉砂巖相間組成，含薄煤 6～ 9層，大部分不可采，不穩(wěn)定。 有灰?guī)r 10～ 13 層，平均總厚 ，占地層總厚的 44%。富含蜓化石，主要有：似紡綞蜓（ Quasifusulina sp ）； 希 瓦 格 蜓 （ Schwagerina sp ）； 皺 壁 蜓（ Rugusofusulina sp）；東方輪葉（ Annularia cf Orientalis）；卵形脈羊齒（ Neuropteris ovata）。 三、二迭系（ P） 底部以海相泥巖與太原組分界，厚度大于 954m，分上、下統(tǒng)四個(gè)組，其中山西組、上、下石盒子組含煤地層厚 734m，含煤 33層，總厚 ，含煤 系數(shù)為 %，可分七個(gè)含煤段。 a二迭系下統(tǒng)山西組 即第一含煤段（圖 411）：厚 76m，含煤一層，平均厚 ，含煤系數(shù) %。底部為灰黑色海相泥巖，其上有砂泥巖互層，富產(chǎn)動(dòng)物化石，多菱鐵結(jié)核；中部以細(xì)中砂巖為主，局部礫及泥質(zhì)包體，頂部為泥巖。 b二迭系下統(tǒng)下石盒子組 即第二含煤段（圖 412）：厚 111m，含煤 9 層，平均總厚 ，含煤系數(shù) %。底部為中粗砂巖，具沖刷特征，其上有鮞狀花斑泥巖與鋁質(zhì)泥巖，是煤巖怪對(duì)比的標(biāo)志。 5 煤頂部多砂泥巖互層，具渾濁層理與蟲跡。 8煤、 62煤、 52煤層頂板各有較厚的中細(xì)砂巖。 c二迭系上統(tǒng)上石盒子組 地層總厚 547m，包括五個(gè)含煤段。 （ 1）第三含煤段（圖 413）：地層厚 120m，含煤 6層，平均厚 ，含煤系數(shù) %。下部以砂巖、石英砂巖為主；中部以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主， 10 煤上部偶有花斑泥巖， 111 煤下普遍有鮞狀泥巖， 112煤頂板富含植物化石；上部以中砂巖為主，局部為石英質(zhì)砂巖。 （ 2）第四含煤段（圖 414）：地層厚 73m，含煤 6層，平均厚 ，含煤系數(shù) %。底部細(xì)中砂巖 ，其上有紫紅色含鮞花斑泥巖，是全區(qū)標(biāo)志層，中上部是煤組層位，以泥巖類為主， 15煤上下砂巖富含菱鐵。 （ 3）第五含煤段（圖 415）：地層厚 110m，多呈青灰、灰綠色，以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，含煤 3層，厚 ，含煤系數(shù) %。下部有 2～4 層紫紅銹黃色花斑狀泥巖；頂部偶見褐紅色隱紫紅花斑泥巖； 171煤層灰黑色泥巖和砂泥巖互層中富產(chǎn)海豆芽化石，具底棲動(dòng)物通道。 （ 4）第六含煤段（圖 416）：地層厚 138m，含煤 4 層，厚 ，含煤系數(shù) %。以灰、青灰、灰綠色泥巖為主，夾細(xì)中砂巖。 上部泥巖與砂巖交替頻繁； 18 煤底部常見含鋁質(zhì)泥巖，時(shí)而有鮞狀結(jié)構(gòu)； 18～ 19煤層間有薄層硅質(zhì)巖 1～ 3層，富含海綿骨針； 20 煤上偶見薄層花斑泥巖。 第七含煤段（圖 417）：平均厚 106m，含劣質(zhì)煤 4～ 6層，厚 ，含煤系數(shù) %。以深灰、灰綠、青灰色泥巖和灰白、灰綠色砂巖交替組成。 d二迭系上統(tǒng)石千峰組 地層厚度大于 220m，張集井田厚 260m。是一套以紫紅色為主的雜色非含煤地層，由泥巖、粉砂巖、中細(xì)砂巖、含礫石英砂巖組成，底部以灰白～淺紅色含礫中粗砂巖與石盒子組分界。 二迭紀(jì) 地層的沉積環(huán)境是從陸表海海灣發(fā)展而來的下三角洲平原，經(jīng)歷了海灣充填、樹枝狀、網(wǎng)狀河體系，轉(zhuǎn)入河口灣海灣環(huán)境，進(jìn)而發(fā)展到上三角洲平原、陸相沖積平原沉積。 本井田石炭二迭系動(dòng)植物化石見表 412。 四、新生界 新生界厚 ～ 576m，直接覆蓋在二迭紀(jì)煤系之上，厚度比差352m，東南薄，西北厚。由上往下，由新到老敘述如下： （ 1）第四系 一般厚 115m 。上部 25m 以細(xì)粉砂為主；中部 25m 為砂質(zhì)粘土；下部65m 以中細(xì)砂為主，夾透鏡狀砂質(zhì)粘土，是礦區(qū)主要供水水源。 （ 2）新第三系 上新統(tǒng)Ｎ２：一般厚 190m，全區(qū)發(fā)育，以淺灰，灰黃色粗中砂為主，夾薄層粘土，局部鈣質(zhì)膠結(jié)成“砂盤”。 中新統(tǒng)Ｎ 12：埋藏深度由 260～ 400m，在古地形隆起帶地層變薄或缺失，一般厚 120m。巖性為灰綠色厚層狀固結(jié)粘土，上段夾多層中細(xì)砂，下段局部含石膏晶塊和鈣質(zhì)。 中新統(tǒng)Ｎ 11：埋藏在 400m 以深，古地形隆起帶缺失。上部 70m 以中粗砂為主，局部含礫；下部 20m 為灰綠、棕紅色固結(jié)粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核，局部為泥灰?guī)r。 （ 3）老第三系 埋藏深度由 ～ ，厚度 0～ 18m，片狀分布在基巖面上，不受古地形深淺的控制。巖性為灰白、紫紅色砂巖、含礫粗砂巖、礫巖、偶夾薄層固結(jié)粘土。原報(bào)告稱為碎石層。 構(gòu)造 本井田位于淮南復(fù)向斜中部，屬陳橋背斜東翼與潘集背斜西部銜接帶。煤系地層總體形態(tài)為一走向近南北、傾向東、傾角多為 5176。～ 15176。的反“ S”型單斜構(gòu)造。 水文地質(zhì) 本井田水文地質(zhì)條件屬巨厚覆蓋層下多煤層、多含水層、充水因素復(fù)雜的礦床，其富水性屬簡(jiǎn)單～中等，與地表水體無水力聯(lián)系。 （ 1）主要充水因素 本井田基巖被厚度介于 ～ 之間的西北厚、東南薄的新生界松散層所覆蓋。按松散沉積物組合特征及其含、隔水性能不同，自上而下大致可分為 4個(gè)含水組、 4個(gè)隔水組和 1個(gè)碎石層。其中第三隔水組除在局部古地形隆起處變薄或缺失外，絕大部分分布穩(wěn)定，厚度一般為30～ 55m，系其上、下含水層間的良好隔水層。第四含水組在七線以北與基巖直接接觸，厚度多為 30～ 80m，系基巖含水組的主要補(bǔ)給水源。底部的碎石層若與含水層接觸時(shí)，有可能起到一定的導(dǎo)水作用。 二疊系砂巖以中、細(xì)粒為主，局部裂隙發(fā)育，一般為鈣質(zhì)充填，富水性弱，以儲(chǔ)存量為主，且因間夾泥巖和煤層，含水組之 間在自然狀態(tài)下無密切的水力聯(lián)系。但是，若被斷層切割或受采動(dòng)影響而致地下水水力均衡遭到破壞時(shí)，上、下含水層之間有可能互相溝通，從而導(dǎo)致局部砂巖裂隙水突潰現(xiàn)象的發(fā)生。 石炭系太灰?guī)r溶裂隙含水組主要由自上而下編號(hào)的 13 層灰?guī)r與其間的泥巖、粉砂巖和薄煤層組成。其中第 5 和 12層灰?guī)r分布穩(wěn)定 ,并以第 4 和 12 層灰?guī)r厚度較大。該含水組上距 1 煤層較近，一般為 16～ 20m，且灰?guī)r水壓較高，如果直接開采 1煤層，必將因太灰的水壓超過 1 煤層底板隔水層抗壓強(qiáng)度而引發(fā)突水事故。 潘謝礦區(qū)資料表明：奧陶系灰?guī)r中下部巖溶裂隙 比較發(fā)育，雖分布不均，但富水性弱～中等，系太灰的主要補(bǔ)給水源。 本井田斷層帶多為泥巖和粉、細(xì)砂巖碎塊充填，并呈膠結(jié)狀，正常情況下可起到相對(duì)隔水作用。但是，若不同層位的含水層受斷層切割而對(duì)口，且斷層帶又未被泥質(zhì)和巖屑所充填，或受到采動(dòng)影響，導(dǎo)致斷層活化，破壞了地下水的水力均衡，斷層帶則很可能成為地下水突潰的主要途徑。 綜上所述，本井田新生界第四含水層孔隙水、二疊系砂巖裂隙水和石炭系太灰?guī)r溶裂隙水對(duì)井下開采均有較大影響。但是，只要在可采煤層淺部留設(shè)適當(dāng)?shù)姆浪褐?，四含水一般不致于潰入礦坑而對(duì)煤層開采構(gòu)成大的威脅 。這樣，二疊系砂巖裂隙水和石炭系太灰?guī)r溶裂隙水便成為本礦井開采的主要充水因素。水文地質(zhì)特征見表 224。 （ 2）礦井涌水量預(yù)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的礦井涌水量預(yù)計(jì)范圍為一水平（一水平標(biāo)高 780m， 112煤層下山采至 920m）的首采區(qū)。預(yù)計(jì)方法為《顧橋井田電子版精查地質(zhì)報(bào)告匯編》中采用的水文地質(zhì)比擬法。經(jīng)與新莊孜礦井實(shí)測(cè)涌水量比擬表明：開采 41～ 172 煤層時(shí)礦井正常涌水量為 757m3/h，最大涌水量為1330m3/h。另外，開采 1煤層時(shí)，經(jīng)實(shí)施疏水降壓等措施后，太灰的涌水量為 805m3/h?？紤]到井下灑水、 井筒淋水和防火灌漿用水等因素的影響，礦井開采 41～ 172 煤層時(shí)的正常涌水量按 850m3/h 計(jì)取。礦井發(fā)展到10Mt/a 時(shí)，正常涌水量尚需增加 470m3/h，最大涌水量增加 793m3/h。 地溫 根據(jù)淮南礦區(qū)九龍