【正文】 1 礦井概述及井田基本特征 礦區(qū)概述 地理位置及交通條件 屯留井田位于山西省屯留、襄垣縣境內，潞礦集團的西部，礦區(qū)對外交通有太（原）焦（作）鐵路、邯（鄲）長（治）鐵路和太（原）洛（陽）公路。太焦鐵路經礦區(qū)東部由北向南通過，太焦鐵路的夏店站距潞礦集團約 7 km，距五陽站16 km。以夏店站為起點距太原市約 230 km，距焦作市約 204 km，距邯鄲市約 216 km。本礦選煤廠裝車站距邯長鐵路長治北站約 29 km。 屯留礦井在潞礦集團西南 23 km 處的后莊村北，距長治市約 35 km，距常村礦約 11 km。屯留縣城在井田東南部 6 km 處，有公路通往太原、臨汾、長治等市。交通比較方便。礦井交通位置見圖 11。 圖 11 礦井交通位置 礦區(qū)自然地理 及 氣候條件 屯留井田位于太行山中段西側，長治盆地西部。井田內廣為第四系黃土覆蓋。北部西部邊緣為高原丘陵地帶，沖溝發(fā)育，地形復雜，僅溝底有零星基巖出露。中部絳河由西向東流入漳澤水庫，形成河谷階地。南部及工業(yè)場地附近地形較平緩，總體上地勢為西北高，東南低，井田內最高點在北部的老干莊東南的 白云山 (＋ m)，最低點在屯留縣南側 1 Km 的絳河河灘處 (＋ m)，工業(yè)場地和東風井場地地面標高在十 950～＋ 970 m 之間。 礦區(qū)主要河流為濁漳河 (由南向北 )、西漳河 (由西向東 )匯合于五陽村；井田范圍內主要河流為絳河，為海河水系濁漳河的支流。由西向東穿越井田，注入漳澤水庫，其流量為 m3/s~ m3/s。井田西北余吾鎮(zhèn)北側有一條交川河，流量為 m3/s~ m3/s，屬季節(jié)性小河。另外，在工業(yè)場地東北部有 “七一 ”水庫，庫容量為 ，工業(yè)場地西北 有一賈莊水庫。 本區(qū)屬典型大陸性氣候，干燥多風，四季分明，年平均氣溫 ℃ ，日最高氣溫 ℃ ，最低氣溫 ℃ 。 年平均降水量為 mm，最大 mm，最小 mm，雨季集中在 9 三個月，日最大降水量 mm。 年平均蒸發(fā)量為 mm(高于降水量 倍 )；最高為 mm，最低為 mm。 年主導風向為西北風，夏季風向為東南風，最大風速為 17 m/s，最大風壓為350 Pa。 冰凍期為每年 10 月末到翌年 4 月，最大凍土深度為 m。 井田地質特征 井田煤系地層 表 11 井田地層特征表 地層 地層代號 地層厚度 最小 ~最大 平均 簡 要 特 征 系 統(tǒng) 組 第四系 Q 0~ 為黃褐色含砂亞粘土夾粉砂、細砂、中砂及粗砂和礫石組成，頂部為耕植土。 三疊系 下統(tǒng) 劉家溝組 T1L 淺棕色細砂巖、粉砂巖夾紫紅色泥 巖 二疊系 上統(tǒng) 石千峰組 P2sh 192 上部為紫紅色泥巖，夾灰色結核灰?guī)r；中、下部為黃綠、磚紅色中及粗粒砂巖 上石盒子組 P2S ~470 上部為灰綠 ~紫紅色灰黃、灰白砂巖與泥巖互層；中部為泥巖、粉砂巖和細、中粗砂巖；下部為灰色粘土泥巖與砂巖互層 下統(tǒng) 下石盒子組 P1X 45~ 頂部為鋁質泥巖，含錳、鐵質；中部為中粒砂巖夾細粒砂巖，中、下部為細砂巖與泥巖互層，偶見薄煤層；底部為中粒砂巖，含菱鐵質結核 山西組 P1S ~ 為上部主要含煤地層，本組上部及中部為粉砂巖、中粒砂巖及砂質泥巖 。中下部為 3號煤層 。下部為砂質泥巖及粉砂巖 石炭系 上統(tǒng) 太原組 C3t ~ 為下部含煤地層，巖性為泥巖、粉砂巖、砂巖、石灰?guī)r及煤層。 115 153 號煤層位于本組的下部 中統(tǒng) 本溪組 C2b ~ 上部為泥巖、粉砂巖互層，中、下部為粘土泥巖及磚灰色鋁質泥巖，底部局部發(fā)育有透鏡狀鐵礦層 奧陶系 中統(tǒng) 峰峰組 Q2f 一般 20m 局部195~ 為含煤地層之基底，上部為灰 ~深灰色石灰?guī)r、白云質灰?guī)r、中部為灰色石灰?guī)r，下部為灰色、深灰色泥質灰?guī)r （ 1）區(qū)域地質 構造 潞安礦區(qū)位于沁水煤田東部中段，處于華北斷塊區(qū)呂梁～太行斷塊沁水塊坳東部次級構造單元的沾尚 ~武鄉(xiāng) ~陽城北北東向褶曲帶中段，晉獲斷裂帶西側。礦區(qū)主體部分為新生代疊加的長治新裂陷，屯留井田位于新裂陷西北部。 （ 2）地層 井田內及其外圍廣為第四系黃土覆蓋，僅北部及西部溝谷中有二疊系上統(tǒng)上石盒子組，石千峰組及三疊系下統(tǒng)劉家溝地層出露。井田內地層從新至老有第四系 (Q)、三疊系下統(tǒng)劉家溝組 (T1L)、二疊系上統(tǒng)石千峰組 (P2sh)、二疊系上統(tǒng)上石盒子組 (P2s)、二疊系下統(tǒng)下石盒子組 (P1x)、二疊系下統(tǒng)山西組 (P1S)、石炭系上統(tǒng)太原組 (C3t)、石炭系中統(tǒng)本溪組 (C2b)、奧陶系中統(tǒng)峰峰組 (Q2f)。其特征見表 12。 井田地質構造 礦區(qū)主構造線近南北，以褶曲為主，向斜緊密，背斜開闊，斷裂較少，地層走向近南北，傾向西且略有起伏；傾角 3～ 15o。 表 12 主要褶曲特征表 順序 褶曲名稱 位置 產狀 走向 傾角 (度 ) 長度(Km) 1 坪村向斜 位于井田西部，北自賈莊，往南經岳底、坪村至西莊，貫穿全井田 SN 7 2 余吾背斜 位于余吾鎮(zhèn)東側，北自李村東， 往南經余吾鎮(zhèn)、魏村至吳家莊 SN 東部 11 西部 7 3 余吾向斜 位于井田中部，北自北莊，往南 經秦莊被 F27 正斷層所截 SN 7 16 4 蘇村背斜 位于井田東部，北自安溝村西經劉村、后蘇村、屯留縣城往南為F24 所截 北段偏N800E 中、南段SN 東部 9 西部 5 5 屯留向斜 靠近井田東邊界，北自板箱莊，往南經東河北在堰槽村被東賈正斷層所截 北段偏 W 中、南段SN 7 井田內揭露的斷層共 33 條，其中正斷層 10 條，逆斷層 23 條。落差大于 30 m的斷層有 9 條 (包括井田南、北邊界斷層 )， 30～ 10 m 的斷層有 20 條，落差小于 10 mm 的有 4 條。斷層特征詳見表 13。 表 13 斷層特征表 序號 名稱 性質 產狀 最大落差(m) 延展長度(km) 控制點數及品級 查明程度 備注 傾向 傾角(度 ) A B C 1 余吾西逆斷層 逆 E 35 33 3 1 1 基本查明 含 1個孔 褶曲以北北東～南北向為主，貫穿全井田的褶曲自西向東依次有坪村向斜、余吾背斜、余吾向斜、蘇村背斜及屯留向斜。其中以西部的坪村向斜和東部的蘇村背斜構成井田內煤層起伏的基本形態(tài)。另外，還有東鄧向斜 和墻則背斜。井田主要褶曲特征見表 13。此外，井田內有陷落柱 6 個，其主要特征見表 14。 礦床水文地質 （ 1）含水層及其水文地質特征 井田內鉆孔揭露的含水層為 10 層，其中中奧陶統(tǒng)峰峰組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層 (Ⅰ )、二疊系下統(tǒng)山西組 3 號煤頂板砂巖裂隙含水層組 (Ⅳ ～ Ⅶ )、基巖風化帶裂隙含水層 (Ⅸ )對建井和開采 3 號煤層有一定影響，第四系孔隙含水層 (Ⅹ )對立井施工有較大影響。其它 5 個含水層屬弱含水層，對礦井開采影響甚微。對礦井施工和開采有影響的 5 個含水層自下而上分敘如下： 1）中奧陶統(tǒng)峰峰組 O2f 石灰?guī)r巖溶 裂隙含水層 (Ⅰ ) 本含水層埋藏深度為 ～ m，含水層厚度平均 m，由灰?guī)r、泥巖等組成。上部 60 m 巖溶裂隙不發(fā)育，下部有串珠狀小溶孔；但連通性差。結合區(qū)域和井田資料分析，井田內奧灰?guī)r溶裂隙含水層富水性弱，水循環(huán)交替滯緩，地下水滯流或逕流不暢，但因受構造影響，局部有富水的可能。 井田內奧灰延深孔除 701 號孔因發(fā)生孔內事故外，其余見明顯含水層的鉆孔水位標高均與區(qū)域水位標高一致 (＋ 600 m)而未見明顯含水層的鉆孔則水位標高差異較大，詳見表 15。 2）二疊系下統(tǒng)山西組含水層組 (Ⅳ ~Ⅶ ) 本含水層組為碎屑巖裂隙含水層組，包括 K7(Ⅵ )、 3 號煤層頂板 (Ⅶ )及 K8 砂巖裂隙含水層，厚 ～ m，平均 m，巖性以中、細粒砂巖為主，該含水層是 3 號煤層直接充水含水層。根據抽水試驗及鄰礦排水資料，該含水層富水性弱。 表 15 有關鉆孔奧灰水靜水位標高表 見明顯含水層 未見明顯含水層 孔號 701 903 908 1101 8534 8535 8536 706 902 906 1102 1406 水位標高(m) 3）基巖風化帶裂隙含水層 (Ⅸ ) 由于基巖風化程度受構造、巖性、埋藏深度及氣侯等條件的影響，其富水性差異較大，裂隙發(fā)育程度也不同，厚度一般為 50～ 70 m，沿絳河兩岸可達 150 m，由于被第四系覆蓋，此含水層局部具承壓性，局部地段直接與第四系含水層發(fā)生水力聯系或出露地表，受大氣降水影響明顯。鄰近的常村礦井，井筒施工至本含水層時，涌水量達 278 m3/h。 4）第四系孔隙含水層 (Ⅹ ) 除井田北部基巖 裸露區(qū)外廣泛分布，由北到南逐漸加厚，最大厚度達 m，平均 m，由粘土、砂質粘土及粗～粉砂及砂礫組成。富水性由砂、礫層發(fā)育程度而定，井田內水位動態(tài)變化受大氣降水影響明顯。 （ 2）井田內主要隔水層 1）石炭系上統(tǒng)太原組底部及中統(tǒng)本溪組隔水層 由泥巖、鋁質泥巖、鐵質泥巖及局部夾砂巖透鏡體組成、透水性差，厚度為～ m，平均 m。不整合于峰峰組灰?guī)r巖溶裂隙含水層之上，阻隔其與上覆含水層的水力聯系。 2）二疊系砂巖含水層層間隔水層 主要由泥巖、砂質泥巖組成，單層厚度為 ～ m，透水性差，呈層狀分布于各含水層之間，形成平行復合結構。 （ 3）斷層及陷落柱的導水性 斷層 井田內主要斷層有北邊界文王山南正斷層，南邊界西魏正斷層及其附近東賈、F2 F25 正斷層，對初期開采無影響。井田北中部有余吾、前蘇村逆斷層，斷距分別為 10～ 98 m 和 46 m，經抽水試驗，均顯現隔水性質，但由于抽水試驗位置有局限性，不排除該斷層局部導水的可能性。 （ 4）含水層的補給、逕流、排泄條件 井田內除二疊、三疊系有零星出露外，其余均被第四系覆蓋。 第四系含水層主要接受大氣降水的補給，其次是 與下伏基巖風化帶的相互補給，在河谷中以泉的形式排泄。 基巖風化帶含水層，主要接受第四系及大氣降水的補給，在井田中南部第四系覆蓋區(qū)具有一定承壓性，沿絳河兩岸可自流。 煤層直接充水含水層為山西組、太原組含水層。井田內均無出露，補給條件差，且與上覆風化帶、第四系含水層，下伏奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層均有一定厚度的隔水層相隔，含水層組中夾數層隔水層形成平行復合結構，若無構造溝通或未遭受破壞，則各含水層相對獨立，水力聯系微弱。地下水運動主要以層間逕流為主，在斷層或陷落柱附近，可能會與其它含水層發(fā)生水力聯系。 （ 5） 鄰 近礦井的水文地質特征 1）常村礦井 1995 年投產，開采 +520 m 水平，現礦井排水量在 1000 m3/d 以上，大巷穿過陷落柱時只有滲水現象。 2）王莊礦井 目前開采 +630 m 水平，其充水水源主要為 3 號煤層頂板砂巖裂隙含水層及下石盒子組砂巖裂隙含水層。歷年來，隨著開采面積的增大和深度的增加，涌水量相應變大，當涌水量增加到一定數值時，便有變小的趨勢。 （ 6）井田充水因素 3 號煤層主要受其頂板砂巖裂隙含水層的影響，由于開采時形成導水裂隙帶，最大導水裂隙帶為 m。因此，可溝通下石盒子組 K8～ K10 砂 巖裂隙含水層組，使其成為間接充水含水層。但導水裂隙帶均未到達基巖風化帶底界。 根據鄰近五陽礦 7307 工作面河下試采資料，深厚比大于 22 即可以安全采煤，而沿絳河兩岸的鉆孔資料表明，其深厚比均大于 30，因此，在無其它因素影響下，絳河水潰入工作面的可能性不大。但在通過 F F13 及 F20 逆斷層和 Ⅲ ~Ⅳ 陷落柱附近時，應防止絳河水進入工作面。 受斷層的影響，局部奧灰?guī)r溶裂隙含水層抬升，縮短了奧灰與煤層的間距或使 3 號煤層與奧灰直接接觸，加之奧灰?guī)r溶水高水頭壓力的作用，奧灰?guī)r溶裂隙含水層在局部地段也可能成為 3 號煤層的充水 水源之一。如余吾逆斷層，前蘇村逆斷層，文王山南正斷層，東賈及 F2 F25 正斷層等位置。 （ 7） 礦井涌水量 計算范圍為初期采區(qū)，開采煤層為 3 號煤層北至 7 勘探線，南至 12 勘探線，東為井田邊界，西以經線 38395000 為界，面積約 107 m2。 正常涌水量采用水文地質比擬法結果，取 533 m3/h，最大涌水量按 800 m3/h考慮。 煤層特征 煤層 表 16 可采煤層煤層地質特征表 地層 煤層編號 煤層厚度 m 最小 ~最大 一般 煤層結構 層間距 m 最小 ~最大 平均 煤層穩(wěn)定程度