【文章內(nèi)容簡介】 層頂板巖性一般為灰黑色泥巖，局部為砂質(zhì)泥巖，底板為灰黑色泥巖，局部偶見細(xì)粒砂巖，～，局部含夾矸一層，～，三23煤區(qū)內(nèi)大部分可采，層位較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，對比可靠。據(jù)數(shù)理統(tǒng)計，～，在走向上由北向南變薄，在傾向上無大的變化，在222孔附近及281孔以南出現(xiàn)不可采帶，％。（4）三24煤層三24煤層賦存于三煤組的中上部，，頂板巖性一般為灰黑色泥巖，局部為砂質(zhì)泥巖，底板巖性為灰黑色泥巖，砂質(zhì)泥巖，局部偶見粉砂巖。三24煤層為局部可采層位發(fā)育穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、厚度較穩(wěn)定的薄煤層，據(jù)數(shù)理統(tǒng)計，～，在26和28線附近出現(xiàn)小面積可采區(qū)，％。 煤質(zhì)擴(kuò)大區(qū)各煤層牌號均屬三號無煙煤，二2煤以粒狀為主，次為塊狀和粉狀，％，三煤組的煤以粉狀為主，次為粒狀及碎塊狀，偶見塊狀和鱗片狀。（1）灰分由煤巖、煤質(zhì)資料得知，各煤層灰分在垂向上基本按二三2三24和三23煤順序依次增高，降灰率可達(dá)60～70％，精煤回收率為20％左右，在平面上，各煤層灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差（S）～，其中二2煤在18線以北和18～24線東部以中灰煤為主，其它為低灰煤；三23煤在19線以北及242631孔一線附近的大面積范圍內(nèi)以富灰煤為主，其它地段以中灰煤為主；三22和三24煤灰分在平面上變化不甚明顯。見表32。表32 各煤層灰分化驗結(jié)果表煤層灰分Ag（％）灰分等級原 煤精 煤三24～～中～富三23～～中～富三22～～中二2～～低～中（2）揮發(fā)分各煤層揮發(fā)分見表33。（3）硫分二2煤硫分（SgQ）％，三煤組煤層硫份（SgQ）～％，各煤層硫份分布穩(wěn)定，均屬特低硫煤，硫成分以有機(jī)硫為主；硫化鐵硫和硫酸鹽硫微量，且多呈星點狀分布于有機(jī)硫中，脫硫困難。（4）有害元素各煤層均屬特低磷煤、砷、氯含量較低，符合各種工業(yè)用煤的要求，但氟含量較高，平均200PPM左右，應(yīng)引起用煤單位注意，有害元素測試結(jié)果。見表34。表33 各煤層揮發(fā)分結(jié)果表煤層二2三22三23三24揮發(fā)分V（％）～～～～（5）水分各煤層水分（Wf）一般為1％左右，其中二2煤全水分（WQ）～％，故本區(qū)煤層屬低水分煤。表34 有害元素測試結(jié)果表煤層磷（％）砷（PPM）氟（PPM）氯（PPM）三24～18010三23～～150～32823920三22～～90～2772136～2011二2～0～30～4081800～2011（6）發(fā)熱量由測試和用經(jīng)驗公式計算得知，本區(qū)原煤除三23煤因灰分較高，屬中等發(fā)熱量煤外，其它均屬中高發(fā)熱量煤，見表35。表35 煤炭發(fā)熱量測試、計算結(jié)果表煤層原煤（卡/克）QgDTQgGWQgDW等級三24635964736186中高三23613462175948中等三22663066786249中高二2727672337042中高 煤層頂、底板情況 二2煤層頂板巖性分布情況，據(jù)本區(qū)16各鉆孔統(tǒng)計，老頂直接壓煤者有8孔，占50％，以單一的中粒砂巖為主，～，一般10m左右，硅質(zhì)膠結(jié)，致密堅硬，穩(wěn)定性好。有偽頂者5孔，占31％，直接頂直接與煤層接觸者3孔，占19％，～10m，與000冒落高度相近，巖性主要為泥巖，次為粉砂巖，裂隙不發(fā)育，穩(wěn)定性較好。煤層底板除2418～（偽底）（老底）分布外，其余地段大部分為泥巖和少部分粉砂巖（直接底）底板穩(wěn)定。煤層頂?shù)装鍘r性見圖32。圖32 二2煤層頂?shù)装鍘r性柱狀圖 三22煤層頂板巖性情況據(jù)本區(qū)17個鉆孔統(tǒng)計，均系直接頂與煤層接觸，其厚度一般為5～15m，穩(wěn)定性較差，但從對其穩(wěn)定性起主導(dǎo)作用的下位巖層看，2m以內(nèi)以泥巖為主，次為粉砂巖，僅見于243及242兩孔，～，巖性較穩(wěn)定，分層厚度較大，尤其是下位第一層厚度大于2m者約占67％，是頂板穩(wěn)定的有利因素，因此，頂板尚較穩(wěn)定?！▊蔚祝┓植纪?，其余地段大部分為泥巖（直接底），～，一般1～2m，巖性均一，分層厚度較大，底板穩(wěn)定。4 水文地質(zhì)條件 水文地質(zhì)邊界條件特征據(jù)永城礦區(qū)地質(zhì)圖，南部邊界附近下伏基巖隆起，形成局部近東西向延伸的地下分水嶺，基巖面由分水嶺向北傾斜，地下水富水性、水質(zhì)及運動條件，則隨之由好逐漸變差。擴(kuò)大區(qū)東、西兩側(cè)分別以F21和F1斷層為界，落差較大（F1落差240～550m，F(xiàn)21落差130～340m）。破壞了層狀含水層的連續(xù)性，導(dǎo)致邊界水文地質(zhì)條件復(fù)雜化，其復(fù)雜程度取決于斷層的導(dǎo)水性及斷層兩側(cè)對接巖層的富水性。F1和F21斷層兩側(cè)巖層的對接情況復(fù)雜，斷層帶的巖性差異性大，所以斷層各部位的導(dǎo)水性必然強(qiáng)弱不均，據(jù)統(tǒng)計，18～28線之間，邊界斷層兩側(cè)巖性對接如下幾種形式：A型：斷層落差大，區(qū)內(nèi)的弱含水層與區(qū)外的強(qiáng)含水層接觸廣泛，補(bǔ)給條件好，斷層的含、導(dǎo)水性好。分布地段是：F1斷層的18～20線之間及24線附近；F21斷層的24線附近。B型：斷層落差較大，區(qū)內(nèi)的弱含水層與區(qū)外的強(qiáng)含水層接觸較廣泛，補(bǔ)給條件較好，斷層的含、導(dǎo)水性也較好，分布地段是：F1斷層的18～28線之間。C型：斷層落差較小，區(qū)內(nèi)的弱含水層與區(qū)外的強(qiáng)含水層接觸不廣泛，補(bǔ)給條件及斷層的含、導(dǎo)水性較差，分布地段是：F1斷層的6～28線之間及22線附近 ?？傊?，F(xiàn)1斷層的水文地質(zhì)條件差異性較大，F(xiàn)1斷層較小，F(xiàn)21斷層兩側(cè)強(qiáng)、弱含水層接觸較廣泛，對區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給條件較好。 含水層與隔水層 含水層（1）新生界松散層孔隙含水層系由第三、四系沖、湖積砂、砂礫石及粘土、砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)砂等交互沉積形成的多層含水層。沉積厚度105～260m，自東向西、自南向北由薄逐漸變厚。自上而下分為四個含水層，各含水層之間均有穩(wěn)定的粘性土相隔，其中Ⅰ、Ⅱ含水層富水性強(qiáng)。水質(zhì)自上而下由好逐漸變差。見表41。表41 新生界松散層孔隙含水層 含水層 特征含水層編號含水層埋深（m）巖性層數(shù)層厚（m）水位埋深（m）單位涌水量（升sm）礦化度（g/L）水化學(xué)類型Ⅰ20粉細(xì)砂1～3１24～～～～HCO3 NaMgⅡ20～60粉細(xì)砂細(xì)砂2～3～～HCO3 SO4NaⅢ60～140細(xì)中砂5～8～～SO4 HCO3NaⅣ140以下細(xì)中砂砂卵石2～5～1～～SO4Na（2）三22煤層頂板砂巖裂隙承壓含水層（V）煤層頂板往上60m內(nèi)，由砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖、砂巖及薄煤層組成。隔水層一般20～30層，厚45～55m。含水層一般26層，厚5～20m，自22勘探線向北、向南逐漸變厚，183243孔附近最厚。巖性以細(xì)粒砂巖為主，巖芯完整，裂隙不發(fā)育。據(jù)201孔，見四層中，細(xì)粒砂巖，巖芯多呈長柱狀（＞20cm），柱狀（10～20cm），次為塊狀（5～10cm）。僅見4條裂隙，裂隙寬3～5mm，均被方解石脈充填。m。水化學(xué)類型為HCO3Na型。此抽水資料說明含水層微弱，透水性差，補(bǔ)給源不足。（3）二2煤層頂板砂巖裂隙承壓含水層（Ⅵ）煤層頂板往上60m內(nèi)，由砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖及砂巖組成。隔水層一般10～20層，厚30～50m。含水層一般5～8層，厚10～30m，自22勘探線向北、向南由薄逐漸變厚，14241孔附近最厚（見二2煤礦床水文地質(zhì)圖）。含水層巖性為中、細(xì)粒砂巖，粗粒砂巖次之，裂隙不發(fā)育，弱含水。 /h。m。水化學(xué)類型一般為SO4Na型，～。（4）太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水組太原組由灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂巖組成，（181孔）。本區(qū)有13個孔揭露，其中穿過者2孔：181孔見灰?guī)r16層，；2633孔見灰?guī)r12層，單層厚度變化大，～，無鉆孔漏水。灰?guī)r化學(xué)成分以CaO為主，含量一般50%左右，為易溶性灰?guī)r。上段灰?guī)r從L1L6（Ⅶ含水層），～，其中LLL7三層較厚且穩(wěn)定，以密度的網(wǎng)狀裂隙為主，垂直裂隙次之。據(jù)統(tǒng)計平均21條/m，裂隙一般寬1cm（大者3cm，小者1mm），均被方解石脈充填，無溶蝕現(xiàn)象，鉆孔揭露該層（段）亦不漏水，鄰區(qū)抽水資料明顯地反映了灰?guī)r富水性大小不均，如新莊井田309孔共揭露4層灰?guī)r。由上而下第2層（）開始漏水，巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，m；而本孔北1480m的308孔亦見4層灰?guī)r，裂隙少見，無溶蝕現(xiàn)象（K3灰?guī)r埋深、），m。下段灰?guī)r從L5L1（Ⅷ含水層），～，其中LL2兩層較厚且穩(wěn)定，垂直裂隙較發(fā)育，多被方解石脈充填。據(jù)茴村勘探區(qū)資料： L/sm，水位標(biāo)高30m。太原組頂部K3灰?guī)r與二2 煤層間的巖性為泥巖，砂質(zhì)泥巖、粉砂巖和粗粒砂巖，其中泥巖層和粉砂巖約占31～100%，平均71%；～，分布與變化情況是：22勘探線以北，間距自東向西由45m漸變?yōu)?5m；，比北部偏大，但是，局部地段因受斷層影響，間距變小，～。是礦床充水的主要因素。鄰區(qū)太原群二段灰?guī)r（Ⅶ含）抽水情況表42。關(guān)于太原組灰?guī)r的富水性，相對來說比鄰區(qū)差。其原因與含水層埋藏較深，巖石所受環(huán)境圍壓大，巖溶裂隙不發(fā)育有關(guān)。（5）奧陶系碳酸鹽巖巖溶承壓含水巖組奧陶系灰?guī)r層厚、質(zhì)純，巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，但不均一。鉆孔揭露其甚少，且揭露厚度小，僅據(jù)茴村勘探區(qū)803孔資料，上部42m巖溶裂隙發(fā)育，m。水化學(xué)類型為SO4Na?Ca。表42 鄰區(qū)太原組二段灰?guī)r（Ⅶ含）抽水情況表孔號含水層編號抽水質(zhì)量單位涌水量（L/sm）滲透系數(shù)（m/d）水位標(biāo)高（m）礦化度（g/L）水化學(xué)類型2202主Ⅶ合格HCO3NaY2171Ⅶ不合格主檢Ⅶ不合格SO4Na、Mg301Ⅶ、Ⅷ合格SO4Ca、Na308Ⅶ合格SO4Na309Ⅶ合格SO4Ca、Na 隔水層（1）新生界孔隙水含水組間隔水層①Ⅰ、Ⅱ含水組間隔水層為粘土及砂質(zhì)粘土，隔水層主要賦存于第四系中部含水段之上部，厚度幾米到十幾米，正常情況下，可以隔斷Ⅰ含與Ⅱ含間的水力聯(lián)系，但在隔水層變薄或相變處，二者間會產(chǎn)生較弱的水力聯(lián)系。②Ⅱ含與Ⅲ含間隔水層主要為粘土，在Ⅲ含水段的頂部發(fā)育有2～3層粘土、砂質(zhì)粘土、粘土組合的穩(wěn)定隔水層，正常情況下它切斷了Ⅱ、Ⅲ含間的水力聯(lián)系。③新近系底部粘土、砂質(zhì)粘土隔水層，主要為致密、細(xì)膩的湖積粘土，平均厚約17m，隔水性能良好，夾間1～2層細(xì)粉砂薄層透鏡體，不影響其隔水作用。正常情況下它完全隔斷了上覆孔隙水與下伏砂巖裂隙水間的水力聯(lián)系，但在隔水層較薄或尖滅處，上下層地下水間會發(fā)生一定水力聯(lián)系。（2）二疊系砂巖裂隙水各含水組間隔水層①K6與K5砂巖裂隙含水組間的隔水層（段）厚逾百米，尤其四1～四3煤層間近80m段內(nèi)全部為泥巖、砂質(zhì)泥巖地層組合，間夾2～3層薄層細(xì)砂巖，隔水效果良好。②Ⅳ含與Ⅴ含間的隔水層有二段，上段為三1～三4煤間厚約30m的泥巖夾煤地層組合，這兩段為礦區(qū)內(nèi)相當(dāng)穩(wěn)定的良好隔水層。③二2煤底板隔水層（段），上起二1煤層底板下止K3頂界，～。隔水段中上部為一套厚約40m以泥巖為主夾2～3層中、細(xì)砂巖地層組合；下部為C3t頂部厚約15m的海相泥巖與山西組底部的深灰色泥巖組合而成的聯(lián)合隔水層（段），其中上部所