【文章內(nèi)容簡介】 裂隙不發(fā)育，裂隙也多被方解石脈所充填，含水層厚度較小，出露及補(bǔ)給條件差，本礦及周鄰生產(chǎn)礦井未發(fā)生過底板突水事故，說明太原組上段灰?guī)r導(dǎo)/富水性較弱，但巖石空隙及導(dǎo)/富水性極不均一，在斷裂構(gòu)造作用下，使其與下部強(qiáng)含水層產(chǎn)生水力聯(lián)系時，導(dǎo)/富水性則會相應(yīng)增強(qiáng)。 老窯老空水： 據(jù)以往老窯調(diào)查資料，在開采煤層的淺部露頭地段，有歷史上遺留的老窯（32～38號）和生產(chǎn)礦井的采空區(qū)老塘，其采掘范圍、停采時間、 停采原因等情況不詳，推測其廢棄井巷內(nèi)已積存大量老空水，對本礦生產(chǎn)安全具有潛在的威脅，故當(dāng)采掘工程向淺部推進(jìn)時，應(yīng)打超前探放水鉆，并留設(shè)足夠的防水煤（巖）柱，在地表沉陷區(qū)應(yīng)及時回填地裂縫，開挖疏排洪渠道或其它防、排水設(shè)施，以避免發(fā)生洪水倒灌、老窯老空水潰水淹井等事故。地 層本區(qū)區(qū)域地層劃分屬華北地層區(qū)豫西～豫東南分區(qū)嵩箕小區(qū)，主要發(fā)育地層為寒武系、奧陶系中下統(tǒng)、石炭系中上統(tǒng)、二疊系、新近系和第四系，其中石炭系和二疊系為主要含煤地層。區(qū)域礦產(chǎn)以煤礦床為主，主要可采煤層為賦存于山西組下部的二1煤層，為發(fā)育穩(wěn)定，普遍可采的厚煤層；太原組底部的一1煤層為大部可采煤層。區(qū)內(nèi)基巖均被第四系覆蓋。據(jù)鉆孔揭露，發(fā)育地層有奧陶系中統(tǒng)（O2）、石炭系中上統(tǒng)（C2+3）、二疊系下統(tǒng)（P1）和第四系（Q），現(xiàn)由老至新分述如下：一、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2m）以淺灰色石灰?guī)r為主，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部夾泥質(zhì)灰?guī)r及薄層泥巖，上部具溶蝕現(xiàn)象及縫合線，下部夾角礫狀灰?guī)r。二、石炭系（C）（1）中統(tǒng)本溪組（C2b）以淺灰色鋁土質(zhì)泥巖為主，局部為鋁土礦，具鮞狀和豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦結(jié)核及團(tuán)塊，局部呈層狀出現(xiàn)。在HG曲線上呈下低上高的異常反映，主要是該組地層中鎵元素含量較高所致。該層鋁土質(zhì)泥巖是對比一1煤層的主要標(biāo)志層?！Ｒ詾I海瀉湖相沉積為主。本溪組與下伏馬家溝組為平行不整合接觸。（2）上統(tǒng)太原組（C3t）為區(qū)內(nèi)主要含煤地層之一，由灰、深灰色中~厚層狀石灰?guī)r、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖和煤層組成。共含煤7層，僅底部一1煤層為大部可采煤層，其它煤層均不可采。依據(jù)其巖性組合和沉積特征可分為三段。①下部灰?guī)r段自太原組底界至L4石灰?guī)r頂界，主要由灰~深灰色石灰?guī)r、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖和煤層組成，含石灰?guī)r4層（L1~L4），常合并為1~2層，中夾泥巖或砂質(zhì)泥巖薄層，具燧石團(tuán)塊和黃鐵礦結(jié)核，含蜓類、介形類、海百合、腕足類等動物化石及其碎屑，其中L1石灰?guī)r特征明顯，在DLW曲線上異常挺拔直立，寬大園滑，為本區(qū)一良好標(biāo)志層，局部與L2石灰?guī)r合并。本段含煤1~2層（一一4），其中一1煤層為大部可采煤層，一4煤層不可采。該段石灰?guī)r與泥巖和煤層DLW曲線呈高低相間，曲線組合形態(tài)似“高山峽谷”狀，為區(qū)內(nèi)主要物性標(biāo)志層。②中部碎屑巖段自L4石灰?guī)r頂界至L7石灰?guī)r底界，由深灰色中細(xì)粒砂巖（俗稱胡石砂巖）、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，夾薄層石灰?guī)r（LL6）及薄煤層（一一一7），煤層均不開采。泥巖中含植物化石碎片和黃鐵礦結(jié)核，具水平層理和波狀層理，砂巖以石英為主，呈正粒序，為區(qū)內(nèi)輔助標(biāo)志層。③上部灰?guī)r段自L7石灰?guī)r底至L9石灰?guī)r（局部為菱鐵質(zhì)泥巖）頂界面。以深灰~灰色石灰?guī)r為主，夾深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖和煤層。該段含石灰?guī)r3層（LLL9），石灰?guī)r具方解石脈和少量黃鐵礦結(jié)核，含蜓類等動物化石。，發(fā)育穩(wěn)定，特征明顯，為本區(qū)主要標(biāo)志層之一；L9石灰?guī)r不穩(wěn)定，常相變?yōu)榱忤F質(zhì)泥巖，為太原組與山西組分界標(biāo)志層。含煤2層，均不可采。據(jù)太原組巖性組合、沉積特征及生物組合規(guī)律，在晚石炭系，本區(qū)為濱海地帶，上段和下段的碳酸鹽建造，標(biāo)志著開闊的陸表海環(huán)境，中段的碎屑巖沉積則為海水動蕩退出時形成的海灣潮坪環(huán)境，薄煤層則反映短期的泥炭沼澤相，沉積旋回顯示海陸交替環(huán)境。太原組與下伏本溪組為整合接觸。三、二疊系（P）本區(qū)僅保留二疊系下統(tǒng)，分為2個煤組（二~三煤組），含煤4層，其中二1煤層為本區(qū)主要可采煤層，其它煤層均不可采。各煤組間均以砂巖標(biāo)志層分界。（1）下統(tǒng)山西組（P1sh）自L9石灰?guī)r（局部相變?yōu)榱忤F質(zhì)泥巖）頂至砂鍋窯砂巖底，為一套灰~深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及中細(xì)粒砂巖為主組成的含煤地層，即二煤組。~，與下伏太原組為整合接觸。根據(jù)其巖性組合特征可分為四段。①二1煤段自L9石灰?guī)r（局部相變?yōu)榱忤F質(zhì)泥巖）頂至大占砂巖（Sd）底。由深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)中粒砂巖和煤層組成，具水平層理、脈狀層理和透鏡狀層理，含菱鐵質(zhì)結(jié)核和黃鐵礦散晶，富含植物根部化石及有機(jī)質(zhì)條帶。本段下部為二1煤層底板砂巖（Se），巖性為深灰色細(xì)、中粒砂巖，局部為粉砂巖，具波狀層理和交錯層理，物性特征明顯，在DLW曲線上呈中高幅值，HGG、HG曲線呈低密度、低伽瑪值反映，為本區(qū)主要標(biāo)志層之一。本段含煤2層（二0、二1），其中二1煤層為全區(qū)普遍可采煤層，二0煤層不可采。②大占砂巖段自大占砂巖（Sd）底至香炭砂巖（Sx）底。由深灰~灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖組成，含煤2層（二二4），均不可采。下部為本區(qū)標(biāo)志層之一的大占砂巖（Sd），為深灰、灰色細(xì)中粒砂巖，成分以石英為主，次為長石，層面含豐富的白云母碎片和炭屑，物性特征明顯，在DLW曲線上呈中高阻反映，是對比二1煤層的重要標(biāo)志層。泥巖和砂質(zhì)泥巖具水平層理和波狀層理，含大量植物化石及碎片。③香炭砂巖段由灰色、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖和中細(xì)粒砂巖組成。下部為香炭砂巖（Sx），為中細(xì)粒砂巖，局部為粗粒砂巖，成分以石英為主，層面含白云母片和炭質(zhì)薄膜，可見重礦物包體，為本區(qū)主要標(biāo)志層之一。④小紫泥巖段由泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖、細(xì)粒砂巖組成，頂部泥巖含鋁質(zhì)，具紫斑及菱鐵質(zhì)鮞粒，俗稱小紫泥巖，為本區(qū)一輔助標(biāo)志層。山西組底部為大面積穩(wěn)定的潮坪沉積，向上演變?yōu)闉a湖沉積，中、上部則以三角洲沉積為主。（2）下統(tǒng)下石盒子組（P1x）本組中上部巖層受風(fēng)化剝蝕，僅殘留下部三煤組巖層，由灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖和砂巖組成，與下伏山西組為整合接觸。底部為細(xì)中粒砂巖（俗稱砂鍋窯砂巖Ss），~，含黑色泥質(zhì)包體和泥質(zhì)條帶，局部見石英細(xì)礫，硅鈣質(zhì)膠結(jié)，交錯層理，在DLW曲線上呈高阻反映，HGG、HG曲線上呈高密度、低伽瑪值反映，特征明顯，為下石盒子組與山西組的分界標(biāo)志層。下部為淺灰~紫灰色鋁土質(zhì)泥巖（俗稱米村泥巖），具鮞狀結(jié)構(gòu)，鮞粒成分為菱鐵質(zhì)，易于辨認(rèn)，為本區(qū)輔助標(biāo)志層。中上部為深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖與砂巖互層，含少量植物化石碎片及菱鐵質(zhì)鮞粒。三煤組以三角洲平原湖泊相沉積為主。四、新近系（q）以黃土層、礫石層為主，局部為黃土夾礫石，松散，透水性強(qiáng)。厚度15~25m，一般20m左右。與下伏各時代地層為角度不整合接觸。 礦井煤層與煤質(zhì)本區(qū)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組，共計含煤11層，%。其中賦存于山西組下部的二1煤層為主要可采煤層，%。礦井開采煤層為二1煤層，賦存于山西組下部，上距大占砂巖（Sd），距砂鍋窯砂巖（Ssh）；下距二1煤層底板砂巖（Se）。煤層埋深60~190m，底板標(biāo)高為+285~+100m。區(qū)內(nèi)鉆孔和礦井采掘工程揭露該煤層，~，煤層厚度較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，局部含一層泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸。二1煤層頂板為灰黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖，含大量植物化石，間接頂板為中粗粒砂巖；底板為黑色砂質(zhì)泥巖，夾細(xì)粒砂巖薄層。區(qū)內(nèi)二1煤層層位穩(wěn)定，厚度變化不大，結(jié)構(gòu)簡單，普遍可采，結(jié)合東施井田二1煤層發(fā)育情況，確定煤層穩(wěn)定程度為較穩(wěn)定煤層。據(jù)以往勘查鉆孔取樣化驗測試資料，對二1煤質(zhì)特征敘述如下。二1煤為黑色，以粉狀煤為主，偶見塊狀、鱗片狀薄層，玻璃光澤。宏觀煤巖成分以亮煤為主，可見鏡煤條帶，為半亮~光亮型煤。據(jù)《河南省新密煤田平陌~超化勘探區(qū)最終（精查）地質(zhì)報告》。一、煤的化學(xué)性質(zhì)（1）煤的元素組成二1煤浮煤有機(jī)元素以碳元素為主，%，次為氫元素，%，%，%。（2）水分（Mad）~%，%；~%，%。（3）灰分（Ad）~%，%，屬低灰煤；~%，%。（4）硫分（St ,d）~%，%，屬特低硫煤，經(jīng)洗選后，全硫含量變化不大，表明煤中硫分組成以有機(jī)硫為主。（5）磷%，屬低磷煤。（6）煤中微量元素?fù)?jù)鉆孔煤芯煤樣測試結(jié)果，二1煤中鎵含量為20104%，104%，鈾含量為4104%，均達(dá)不到工業(yè)要求。二、煤的工藝性能（1）揮發(fā)分（Vdaf）~%，%；~%，%。（2）發(fā)熱量（Qgr,vd）~， MJ/kg，屬特高熱值煤。（3）煤灰成分及其熔融性二1煤煤灰成分以硅、鋁氧化物為主，次為氧化鈣，氧化鐵等含量較少，見表21。表21 煤灰成分化驗結(jié)果表煤層灰 成 分 （%）SiO2Al2O3+TiO3Fe2O3CaOMgOSO3二1由于煤灰成分中硅、鋁氧化物等難熔組分所占比例較高，故其煤灰軟化溫度相對較高，為1400℃，屬高熔灰分煤。（4）煤的粘結(jié)性二1煤浮煤膠質(zhì)層最大厚度為0mm，其焦型為粉狀，粘結(jié)指數(shù)為0，因此，區(qū)內(nèi)二1煤無粘結(jié)性。二1煤浮煤干澡無灰基揮發(fā)分（Vdaf）%，粘結(jié)指數(shù)為0mm，依據(jù)《中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)》（GB575186），確定二1煤為貧煤。本區(qū)二1煤為低灰、特低硫、低磷、高熔灰分、特高熱值之貧煤，可做為火力發(fā)電用煤和動力用煤，也可做為民用燃料。3 構(gòu) 造該區(qū)位于嵩山背斜與薈翠山背斜之間的新密向斜西端南翼。區(qū)域基本構(gòu)造形態(tài)為軸向近東西向的復(fù)式背斜，且斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要有近東西向、北西向、北東向三組，以正斷層為主，并伴有少量逆斷層。本區(qū)位于西施村向斜東段，總體構(gòu)造形態(tài)為一寬緩的向斜構(gòu)造（西施村向斜），并在礦區(qū)西北部邊界發(fā)育一條正斷層（F101），結(jié)合東施井田構(gòu)造發(fā)育情況，確定構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。西施村向斜軸部位于礦區(qū)中部，軸向近東西，向西傾伏，傾伏角5~8176。向斜北翼地層走向100~120176。，傾向190~210176。，傾角8~13176。；南翼地層走向55~65176。，傾向325~335176。，傾角8~10176。該向斜由東施煤礦采掘工程、井筒和鉆孔控制，已查明。F101斷層為本區(qū)西北部邊界斷層，斷層走向50176。，傾向140176。，傾角55~60176。，~，延伸長度約1km。補(bǔ)7孔與0501孔之間二1煤層底板等高線明顯不連續(xù)，說明斷層從兩孔間通過。該斷層已基本查明。區(qū)內(nèi)無巖漿巖。4 水文地質(zhì) 區(qū)域水文地質(zhì)概況昌隆煤礦區(qū)域上處在新密煤田平陌－超化勘探區(qū)西部，地質(zhì)構(gòu)造上處在嵩箕復(fù)向斜匯水盆地的東北翼。向斜兩翼為寒武~奧陶系灰?guī)r及二疊系碎屑巖組成的低山丘陵區(qū)，中、西部為第四系沖洪積山間谷地。根據(jù)地層巖性、厚度、含水空間特征及埋藏條件，區(qū)域上將含水巖組主要劃分為：寒武~奧陶系和石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水巖組，二疊系砂巖裂隙含水巖組，第四系砂/卵礫石孔隙含水巖組。地下水的補(bǔ)給水源有大氣降水、地表水和含水層之間及其側(cè)向逕流補(bǔ)給，另外還有工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及廢水的滲入補(bǔ)給等，其中降水補(bǔ)給是本區(qū)地下水的主要補(bǔ)給水源。地下水在運(yùn)移過程中，一部分在地質(zhì)構(gòu)造及地形適宜地段溢出地表，構(gòu)成天然排泄點，如土觀泉、任村泉、龍頭泉等；一部分則繼續(xù)向深部逕流排泄；而區(qū)內(nèi)各礦井則為主要的人工排泄點。由于近年來礦井大量疏排地下水，而造成區(qū)域地下水位呈逐年下降趨勢。 礦井水文地質(zhì)條件 含、隔水層劃分及特征根據(jù)巖性特征和地層組合，參考區(qū)域水文地質(zhì)資料，對本煤礦主要含、隔水層劃分如下。1. 煤層頂板砂巖裂隙含水層一般系指煤層之上60m范圍內(nèi)所含砂巖裂隙含水層，巖性為細(xì)～粗粒砂巖，一般發(fā)育3～5層，累計厚度約30 m左右，巖石完整致密，裂隙不甚發(fā)育，但在斷層附近地段含水性較強(qiáng)。在煤田勘探階段，未對該含水層段進(jìn)行抽水試驗工作，據(jù)西南部箕山勘探區(qū)鉆孔抽水試驗資料，m，在礦井生產(chǎn)中，該含水層水多以滲、淋水形式向礦坑充水，礦坑正常充水量在2～3m3/h，表明該含水層富水性較弱。該層為二1煤層頂板直接充水含水層。2. 煤層底板灰?guī)r巖溶裂隙含水層 主要由太原組上段灰?guī)r組成，其中L7和L8灰?guī)r較發(fā)育，但以L7灰?guī)r為主，層位穩(wěn)定，厚度平均在7m左右。據(jù)鉆探資料，灰?guī)r致密堅硬，巖溶裂隙較發(fā)育，但多被方解石脈所充填，鉆探過程中，可見20～45mm溶孔或小溶洞，～。據(jù)鉆孔抽水試驗資料，～m，表明該灰?guī)r含水層富水性弱～中等，在斷裂構(gòu)造作用下，使其與下部強(qiáng)含水層產(chǎn)生水力聯(lián)系時，富水性也會相應(yīng)增強(qiáng)。該層為二1煤層底板直接充水含水層。1. 二疊系石盒子組碎屑巖段隔水層 該層段厚度一般50～130m，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖等碎屑巖組成，以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，間夾數(shù)層中厚層狀中粗粒砂巖含水層，賦存有一定的水量，但由于其夾持于厚層泥質(zhì)巖之間，且距開采煤層較遠(yuǎn)，又因含水層砂巖膠結(jié)致密堅硬，在該段中可起到骨架作用，相對增強(qiáng)了泥質(zhì)巖層的力學(xué)強(qiáng)度。該層段風(fēng)化裂隙較發(fā)育，具弱透水性，上覆于二1煤層之上，為其頂板的相對隔水層，對上部第四系砂礫石潛水含水層和下部二1煤層頂板砂巖承壓含水層之間的水力聯(lián)系，可起到良好的阻隔作用。2. 二1煤層底板碎屑巖段隔水層二1煤層底板至L8灰?guī)r頂界之間的砂泥質(zhì)巖段，據(jù)統(tǒng)計，厚度10 m左右，以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉細(xì)粒砂巖為主，底部夾一薄層灰?guī)r（或灰?guī)r透鏡體），分布連續(xù)，層位穩(wěn)定，裂隙不發(fā)育，透水性差，隔水性能良好，正常情況下，可阻隔下部太原組上部灰?guī)r段灰?guī)r水充入礦坑，但在厚度沉積較薄地段及受斷裂構(gòu)造破壞部位，將會弱化或失去隔水作用。該礦井充水水源主要包括：大氣降水、地表水及第四系潛水、煤層頂板砂巖裂隙水、煤層底板灰?guī)r巖溶裂隙水、老窯老空水。1. 大氣降水、地表水及第四系潛水 本區(qū)大氣降水多集中于7～9月份，此時礦井涌水量較平時一般涌水量并無明顯增加，說明大氣降水對礦井充水無直接影響。本區(qū)為低山丘陵區(qū)，第四系地層沉積較薄，發(fā)育不連續(xù)，穩(wěn)定性差，地面坡度也大，降水滲入補(bǔ)給作用弱，且與二1煤層間有較厚的二疊系碎屑巖地層相阻隔，故對