【文章內(nèi)容簡介】 穩(wěn)定 第四節(jié) 水文地質(zhì) 一、水文地質(zhì) 本區(qū)域處于沁水盆地中段東部的漳河水系，其范圍東部為太行山脈，向西至沁縣北西漳河的西源，南起長子南的漳河南源，北止于武鄉(xiāng)縣之漳河北源。大體上構(gòu)成一個完整的水文地質(zhì)單元，也是晉東南區(qū)域水文地質(zhì)一個重要組成部分。 區(qū)域南部、中部、北部主要為一套巨厚的二疊系碎屑巖沉積，構(gòu)成廣泛的層間孔隙水分布，南部和東南部大面積出露的碳酸鹽巖，又為巖溶水的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)，而一系列褶曲帶構(gòu)成的新生代盆地，由于表層堆積了厚度不等的松散沉積物，又為區(qū)域孔隙水的分布創(chuàng)造了條件。 區(qū)域地形與構(gòu)造一致，補給及徑流條件有利，為地下水的富集以及地下水的承壓自流提供了有利條件。 1．地表水 本井田內(nèi)有季節(jié)性河流，雨季時有水，旱季無水，其流量不大，與煤層及下部含水層基本無水力聯(lián)系。 2．含水巖層 1)中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r含水層 為煤系地層下伏的主要含水層。本組 巖層由于巖溶發(fā)育之不均一，因而地下水變化幅度大，富水性因地而異。奧灰靜止水位標(biāo)高 ，上馬家溝灰?guī)r是主要富水含水層，水化學(xué)類型為重碳酸、硫酸鹽一鈣、鎂型水。 2)上石炭統(tǒng)太原組灰?guī)r含水層 井田內(nèi)普遍發(fā)育，厚度一般為 ,系 1 15 號煤層之頂部巖層。 q 值平均為 ()； K值為 ～，水位標(biāo)高 ～ ，屬于富水性弱含水層。水質(zhì)為重碳酸鹽 — 鉀 +鈉型水，礦化度 ～。 3)下二疊統(tǒng)山西組 K7砂巖水層 分布范圍大，巖性為中～細(xì)粒砂巖層，厚度一般為，距上部 3號煤層一般為 ,裂隙不發(fā)育。 q值為 (m s),K值為 ,恢復(fù)水位值 ,水位標(biāo)高 ,屬于富水性弱的含水層。水質(zhì)類型為重碳酸鹽～鉀 +鈉型水，礦化度 。 4)下二疊統(tǒng)山西組 3號煤層頂部砂巖含水層 分布較普遍，厚度 ～ ,一般 。裂隙不發(fā)育，巖性為中～細(xì)粒砂巖。單位涌水量 q值為(),K 值為 ，恢復(fù)水位值為 ，水位標(biāo)高為 ，屬于承壓微弱的含水層。水質(zhì)類型為重碳酸氯鹽～鉀 +鈉型水，礦化度 ～ 。 5)下二疊統(tǒng)下石盒子組 K8砂巖含水層 一般厚 ,巖性以中～細(xì)粒砂巖為主，富水性視裂隙發(fā)育程度而不同，屬于微弱的承壓含水層。 6)基巖風(fēng)化帶含水層 基巖風(fēng)化層極普遍，據(jù)鉆孔所見裂隙發(fā)育深度，不受表土覆蓋厚度大小而變化，而是隨巖性不同膠結(jié)物質(zhì)差異而加深。膠結(jié)疏松的粉砂巖類，裂隙發(fā)育深度最大，但亦不超過 50m，堅硬砂礫巖類風(fēng)化水蝕深度小，一般不超過基巖頂面下 40m。承壓水頭高于地表水 3mm,水位標(biāo)高 ,q值為 (),K 值平均為 ，屬承壓中等含水層。水質(zhì)類型為重碳酸鹽～鉀 +鈉，鈣、鎂型水，礦化度～ 。 7)洪積～沖積層含水層 厚度一般 15m,分布廣泛 ,由砂質(zhì)粘土、砂土、粉砂和砂礫組成。砂礫卵石分布于溝谷階地，其富水性取決于砂礫石大小及厚度 ,接受大氣降水補給影響較明顯 ,屬于中等～弱含水層。水質(zhì)為重碳酸鹽～鈣、鎂水，礦化度 ～。 3．充水因素分析及水文地質(zhì)類型 3 號煤層除普遍受頂板砂巖含水層充水影響外，還 接受大氣降水通過風(fēng)化裂隙滲入。南采區(qū)開采的 3號煤層較淺，煤層距離地表近，因而造成由開采引起的坍塌高度與基巖風(fēng)化裂隙所溝通，致使地表水體直接滲入巷道內(nèi)，所以大氣降水亦形成礦井充水主要來源之一。本井田 3號煤層的底板于中奧陶統(tǒng)頂界面，間距平均 ,正常情況下開采 3 號煤層時不易受巖溶地下水影響。因此本區(qū)水文地質(zhì)條件應(yīng)屬簡單類型。 4．礦井涌水量 山西襄礦晉平煤業(yè)有限公司礦井現(xiàn)開采的 10 106采區(qū)位于井田北部，礦井 10 106采區(qū)正常涌水量合計為120m3/h，最大涌水量合計為 190 m3/h。 本次設(shè)計的南采區(qū)位于井田南部，正常涌水量為40m3/h，最大涌水量為 80m3/h。 6．供水水源 本礦在襄垣盆地西北陽河彎處鑿有深井三眼，作為礦井供水水源，出水量 3000m3/d。井下消防、灑水采用礦井排水處理后作為供水水源。 二、其它開采技術(shù)條件 、底板工程地質(zhì)特征 3 號煤層：其直接頂板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，泥巖 ,厚度一般為 ,裂隙不甚發(fā)育；底板為砂質(zhì)泥巖、泥巖，局部為粉砂巖、中細(xì)砂巖 ,厚度一般為 。頂?shù)装辶W(xué)測試結(jié)果如下 : 頂?shù)装? 巖石名稱 平均抗剪強 (MPa) 平均單向抗拉強度 (MPa) 平均抗壓強度 (MPa) 頂板 泥巖 粉砂巖 底板 泥巖 砂質(zhì)泥巖 2. 瓦斯 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局晉煤安發(fā) [2020]91號文 “ 關(guān)于長治市 2020年度 30 萬噸 /年及以上煤礦礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù) ” ，礦井絕對瓦斯涌出量為 m3/min，相對瓦斯涌出量為 m3/t；礦井絕對二氧化碳涌出量為 ，相對二氧化碳涌出量為 m3/t。屬低瓦斯礦井，由于 106采區(qū)為高瓦斯區(qū)，本礦按高瓦斯礦井管理。 3. 煤塵 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心檢驗報告 ,3 號煤層煤樣的火焰長度為 15mm,巖粉用量為 45%,煤塵具有爆炸性。 4. 煤的自燃 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心檢驗報告， 3號煤層煤樣吸氧量為 ，自燃傾向為 Ⅲ 類，為不易自燃煤層。 5. 地溫 據(jù)詳查資料，本區(qū)地溫變化梯度為 ℃ /hm,平均℃ /hm,屬正常地溫區(qū) .本礦及鄰近礦在采掘過程中未發(fā)現(xiàn)地溫異?，F(xiàn)象。 第二章 井田境界與儲量 第一節(jié) 井田境界 南采區(qū)采用斜、立井混合開拓，主斜井凈寬 ，半圓拱斷面，荒料石砌喧，傾角 16176。 40′，凈斷面 ,斜長 480m,裝備寬度 1200mm的帶式輸送機，設(shè)行人臺階扶手，擔(dān)負(fù)礦井提煤、進(jìn)風(fēng)、安全出口等任務(wù)。副立井凈直徑 ，凈斷面 ，垂深 130m， 混凝土砌壁，裝備雙鉤罐籠，擔(dān)負(fù)礦井升降材料、升降人員和旱采區(qū)進(jìn)風(fēng)等任務(wù)。原進(jìn)風(fēng)立井改為南采區(qū)回風(fēng)立井，凈直徑 4m，凈斷面 ，垂深 ，荒料石砌喧，擔(dān)負(fù)南采區(qū)回風(fēng)任務(wù)，井筒內(nèi)裝備折返式金屬梯子間，為南采區(qū)的安全出口。 根據(jù)煤層賦存特征，設(shè)一個水平開采南采區(qū)，水平標(biāo)高+830m。從主斜井井底向南 掘帶式輸送機運輸巷，由副立井井底向南偏東方向掘軌道大巷，后向西南方向在礦鐵路專用線南側(cè)沿鐵路專用線方向掘機軌合一運輸下山，下山至 +755m標(biāo)高后向西掘運輸下山至井田邊界，在運輸下山南側(cè)平行布置回風(fēng)下山。 在下山 735m水平做煤水硐室，兼做下一水平的轉(zhuǎn)排硐室。然后由篩機硐室沿煤層走向按 5176?！?6176。開掘集中溜煤順槽至 F3斷層，過 F3斷層至采空區(qū)保護(hù)煤柱邊界（采區(qū)邊界），再由集中溜煤順槽的區(qū)段邊界沿煤層傾斜方向布置不少于兩條回采上山（稱為回采漏斗），在采區(qū)上部沿煤柱線掘回風(fēng)順槽，回風(fēng)順槽與回風(fēng)下山相聯(lián)，用于回風(fēng)。 (一 )井田境界 根據(jù)山西省國土資源廳 2020年 11 月 27 日頒發(fā)的采礦許可證 (證號 C1400002020202020205582)，該礦井的井田范圍由 19 個拐點坐標(biāo)連線圈定。詳見井田境界拐點坐標(biāo)點表411。 井筒特征見表 2 井筒斷面見圖 32 32 323。 表 2 兼并重組整合后井田境界拐點座標(biāo)表 點號 1980 年西安坐標(biāo)系 (6176。帶 ) 1980 年西安坐標(biāo)系 (3176。帶 ) X Y X Y 1 0 0 3 4 2 0 0 4 2 3 0 0 6 2 4 0 0 7 5 0 0 3 4 6 0 0 5 1 7 0 0 9 7 8 0 0 4 3 9 0 0 2 1 10 0 0 1 4 11 0 0 1 5 12 0 0 0 4 13 0 0 2 2 14 0 0 1 1 15 0 0 3 6 16 0 0 2 1 17 0 0 4 7 18 0 0 6 19 0 0 9 1 開采深度 900m～ 500m 開采深度 900m～ 500m 井田為一不規(guī)則的多邊形，南北長約 ，東西寬約，井田面積 。開采深度由 900m至 500m標(biāo)高。 表 3 井筒特征表 井筒名稱 主斜井 副立井 回風(fēng)立井 井口 座標(biāo) 經(jīng)距 Y 19676182 19675933 19676015 緯距 X 4043915 4044105 4044080 井口標(biāo)高 (m) 提升方位角 (度 ) 168 165 165 井筒傾角 (度 ) 16176。 40′ 90 90 井筒深度或斜長(m) 第一水平 130 第二水平 最終水平 井筒直徑 或?qū)挾?m) 凈 掘進(jìn) 井筒斷面(m2) 凈 掘進(jìn) 砌壁 厚度mm) 300 1000/450 600/300 材料 荒料石 混凝土 荒料石 井筒裝備 帶式輸送機、 雙鉤罐籠 折返式 金屬梯子間 臺階扶手 備注 已有 已有 已有 第二節(jié) 地質(zhì)儲量計算 采區(qū)留設(shè)的開采保護(hù)煤柱有：礦井工業(yè)場地、井筒及開拓大巷保護(hù)煤柱，大巷間煤柱及大巷兩側(cè)煤柱均按 30m寬留設(shè)，斷層保護(hù)煤柱及邊界煤柱按 20m 留設(shè)，礦井工業(yè)場地及井筒保護(hù)煤柱是在其邊線外留出保護(hù)等級圍護(hù)帶寬度，然后按照各巖層的移動角計算出各巖層的水平移動長度，所有巖層水平移動長度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。 經(jīng)計算，采區(qū)設(shè)計可采儲量為 ，詳見表 4。 表 4 采區(qū)可采儲量匯總表 單位 : Mt 煤層 編號 設(shè)計資源 /儲量 開采煤柱 開采 損失 設(shè)計可 采儲量 場地及井筒 邊界 村莊 大巷 小計 3 礦井資源 /儲量 采用地質(zhì)塊段算術(shù)平均法。計算公式如下： Q=SMd 式中： Q— 塊段煤炭儲量， t； S— 塊段水平投影面積， m2； M— 塊段內(nèi)煤層平均厚度， m； d— 煤層視密度， t/m3。 根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，對井田內(nèi)可采的 2 號煤進(jìn)行了資源 /儲量計算，其結(jié)果如下： 截止 2020年 12月 31 日全井田共查明資源儲量 16796萬噸，保有資源儲量 13313萬噸，開采動用量 3483萬噸。其中： 3 號煤層查明資源儲量 12935萬噸，保有資源儲量9452 萬噸，開采動用 3483萬噸； 153號煤層查明 3202萬噸，保有 3202 萬噸； 151號煤層 (全部為高硫煤 )查明 (保有 )資源儲量 659萬噸。在開采 151號煤層時，礦方需尋求用戶并簽訂協(xié)議后開采。 詳見表 5 表 5 資源儲量估算結(jié)果匯總表 單位：萬噸 范圍 煤層 煤類 資源儲量 消耗 累計 查明 備注 122b 333 小計 原襄垣煤礦 3 PM 7681 141 7822 3379 11201 153 PM 2819 60 2879 2879 合 計 10500 201 10701 3379 14080 續(xù)表 5 資源儲量估算結(jié)果匯總表 單位：萬噸 新 增 向家莊煤礦(關(guān) ) 3 PM 244 244 104 348 新增區(qū) 3 PM 1315 71 1386 1386 153 PM 310 13 323 323 小 計 1625 84 1709 1709 新增層 151 PM 586 73 659 659 高硫 合 計 3 PM 1559 71 1630 104 1734 151 PM 586 73 659 659 高硫 153 PM 310 13 323 323 小 計 2455 157 2612 104 2716 重組后井 3 PM 9240 212 9452 3483 12935 田 153 PM 3129 73 3202 3202 小 計 12369 285 12654 3483 16137 151 PM 586 73 659 659 高硫 總 計