【導讀】2020年11月26日山西省國土資源廳為該礦換發(fā)了。井田面積，生產(chǎn)規(guī)模為90萬t/a。合開采3、5號煤層。整合礦井地質(zhì)報告》。1．詳細查明井田地層、構(gòu)造，評價井田的構(gòu)造復雜程度；2．詳細查明可采煤層層位和厚度、結(jié)構(gòu)及可采性等；的利用可能性及途徑。確定礦井水文地質(zhì)類型；煤的自燃傾向性、煤塵爆炸危險性及地溫變化等開采技術(shù)條件，并做出相應的評價；制提綱》要求，編制了本報告。重組整合方案的批復》；的大武鎮(zhèn)下莊村，行政隸屬于大武鎮(zhèn)。該區(qū)屬黃河流域三川河系，井田內(nèi)無常年性河流。匯入北川河，經(jīng)三川河流入黃河。本區(qū)為暖溫帶大陸性季風氣候，屬半濕潤地區(qū)。每年10月底起降雪凍冰，最大凍土117cm，翌年3月底開。區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震動峰加速度值為。礦與本井田之間沒有越界開采現(xiàn)象。放材料及運送人員等任務(wù)，為礦井的進風井；回風立井凈直徑，883號文核定其生產(chǎn)能力為15萬t/a。

　　

【正文】 方向穿越井田，一條位于井田東部，由北向南穿越井田。雨 季時有短暫洪水流泄。 經(jīng)調(diào)查，新立井附近最高洪水位線標高為 1100m，低于新立井井口標高；主斜井和副立井附近最高洪水位線標高為 1085m，主斜井和副立井井口標高分別為 和 。 地表洪水對井口無威脅。 二 、含水層 含水層主要有奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶水含水層、石炭系上統(tǒng)太原組灰 巖巖溶裂隙含水層、二疊系下統(tǒng)山西組砂巖含水層地、二疊系下統(tǒng)下石盒子組砂巖裂隙含水層及 上 第三 系 、第四系松散巖類孔隙含水層。 （一）奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶水含水層 奧陶系地層井田內(nèi)無出露， 巖性主要為 灰色、藍灰色石灰?guī)r夾淺灰黃 色 泥灰?guī)r?；?guī)r致密堅硬， 較為純凈，多厚層狀或巨厚狀 。 據(jù)離石詳查資料， 裂隙不發(fā)育，僅有少量峰窩狀溶洞。抽水試驗結(jié)果：水位標高為 ，單位涌水量為 ，滲透系數(shù)。 據(jù)井田南直距 的 206 號 孔鉆穿該層 223m，水位無變化，僅消耗量略有增加。上述情 況說明該組含水層裂隙、溶洞不發(fā)方山金暉凱川煤業(yè)公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告 42 育，含水微小，個別地方可能含水稍多。 該含水層富水性弱。 2020年 6月 30日 — 9月 30 日由山西省煤炭地質(zhì)公司在大武鎮(zhèn)店坪村施工的水井（井田南側(cè) 處），其井口標高為 ，水位埋深 ，奧灰水位標高為 ，涌水量 65m3/d。 由此推測井田奧灰水位 805806m。 （二）石炭系上統(tǒng)太原組（ C3t）灰?guī)r巖溶裂隙含水層 太原組在 井田內(nèi)無出露， 為一套海陸交互相含煤沉積建造，含水巖層主要為 L K L5 灰?guī)r，離石區(qū)詳查 資料，單位涌水量 q＝，滲透系數(shù) k＝ ，水位標高。 含水層富水性弱 中等。 水質(zhì) 屬重碳酸鹽 硫酸鹽型，為軟的淡水 。 （三）二疊系下統(tǒng)山西組（ P1s）砂巖含水層 井田內(nèi)有少量出露，含水層由細、中、粗 粒 砂巖組成，有少量礫巖，厚度變化大，平均厚 ，據(jù)店坪煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告資料，單位涌水量 q＝ ，滲透系數(shù) K＝ ，水位標高 。 含水層富水性弱。 水質(zhì)一般屬 － 型。 （四）二疊系下統(tǒng)下石盒 子組（ P1x）砂巖裂隙含水層 井田內(nèi)有部分出露，含水層主要由細、中粗粒砂巖組成，以細粒為主，井田內(nèi)不連續(xù)，富水性較弱。水位標高 870900m。 （五）第三、第四系松散巖類孔隙含水巖組 井田內(nèi)松散巖類中，大面積分布第四系中上更新統(tǒng)黃土，其含水層連續(xù)性差，基本不含水，補給條件也不好；上第三系上新統(tǒng)底礫巖常呈半膠結(jié)狀，滲透性好，不整合覆蓋于上石盒子組地層上，與基巖方山金暉凱川煤業(yè)公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告 43 風化裂隙一同構(gòu)成富水帶 ， 單井出水量為 。 二、井田主要隔水層 （一）下石盒子組下部以深灰色泥巖為主的砂、泥巖互層地層，厚度大且穩(wěn)定，隔水 性能較好。 （二）山西組底部有一層厚約 10m 左右的泥巖，有時相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖，厚度穩(wěn)定，為山西組與太原組之間較好的隔水層。 （三）本溪組底部為一套以泥巖和鐵鋁質(zhì)粘土巖為主的地層，夾有砂巖和石灰?guī)r，該層分布普遍，厚度穩(wěn)定， 隔水性好 ， 是本溪組與下伏奧陶系灰?guī)r之間的重要隔水層。 三、井田地下水的補給、徑流、排泄條件 井田位于柳林泉域中部，屬柳林泉域的徑流區(qū)， 奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶水含水層，主要依靠 該泉 域大氣降水的入滲補給和地表水、側(cè)向裂隙水的滲漏補給，徑流途徑復雜。富水性受區(qū)域構(gòu)造的控制，一般補給區(qū)富水性差，徑流區(qū)逐 漸變強。 巖溶水接受區(qū)域補給后，井田內(nèi) 由北東 向南西方向運移 ，最終排向柳林泉 。 石炭系、二疊系的砂巖裂隙水接受大氣降水的補給和季節(jié)性河流以及上覆含水層的入滲補給，順巖層傾斜方向運移，在溝谷中以泉水形式排泄。目前井田內(nèi)地下水的排泄主要是礦 井 排水和民用。 第三節(jié) 礦井充水因素分析及水害防治措施 一、地表水對礦井的影響 井田內(nèi)沒有長年性河流，地面溝壑可以使雨季水迅速排泄，地下含水層水補給性差。工業(yè)廣場和各井口標高遠高于溝底，洪水對礦井方山金暉凱川煤業(yè)公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告 44 開采無影響。 但隨著采空區(qū)的面積的擴大，地表將會產(chǎn)生裂隙或塌陷，如不及時填埋，雨季 地表水會沿裂隙灌入井下采空區(qū)或工作面。 二 、構(gòu)造對 礦井開采的 影響 受區(qū)域構(gòu)造的控制， 井田 呈 一寬緩的向斜 構(gòu)造， 向斜軸位于井田西部，軸向 NE，向 SW 傾伏。鉆孔和井下采掘未發(fā)現(xiàn) 斷裂或陷落 柱 。井田構(gòu)造對礦井開采影響不大。只是在向斜軸部開采時，兩翼采空區(qū)的積水會向軸部匯聚，會使該處涌水有所增大。 三、采 （古） 空區(qū) 積水對礦井開采的影響 （一）采（古）空區(qū)積水 本井田采（古）空區(qū)積水 經(jīng)調(diào)查，井田內(nèi)無古空區(qū)。 該井田內(nèi) 2 號煤層局部可采，賦煤區(qū)主要位于井田中南部，除村莊下壓區(qū)外，可采部分全部采空。共有 3 處采空區(qū)，全部有 積水。 根據(jù)《煤礦安全手冊》第五篇礦井防治水的采空區(qū)積水公式： Q 采 =（ K178。 M178。 F） /cosα（ m3）； Q 采 — 相互連通的各積水區(qū)總積水量（ m3）； K— 采空區(qū)的充水系數(shù)，本次采用 ； M— 煤層厚度（ m），平均為 ； F— 采空區(qū)積水的投影面積（ m2）； α — 煤層傾角。 由于井田煤層傾角小，采空區(qū)積水面積取水平投影面積。經(jīng)計算， 2 號煤層采空區(qū)積水如下表： 方山金暉凱川煤業(yè)公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告 45 2 號煤層采空區(qū)積水 積水區(qū) 編號 積水區(qū) 面積 （ m2） 積水量 （ m3） 備注 1 84300 17700 2 40100 8400 3 122700 26000 合計 247100 52100 2號煤層 采空區(qū)積水面積為 247100m2， 總積水量 52100m3。 3 號煤層東北部有 5 處采空區(qū)，中東部有 5 處采空區(qū)。由于井田為一向斜構(gòu)造，東北部采空區(qū)頂板滲滴水沿巷道流入運輸大巷被排放，中東部采空區(qū)有 2 處積水。經(jīng)調(diào)查，向斜軸部 20 2020 年度采空區(qū)有積水。根據(jù)上述計算公式， 開采厚度取值 ， 經(jīng)計算，3 號煤層采空區(qū)積水量如下表： 3 號煤層采空區(qū)積水 積水區(qū) 編號 積水區(qū) 面積 （ m2） 積水量 （ m3） 備注 1 4200 5000 2 12500 15000 合計 16700 20200 3 號煤層采空區(qū) 積水面積 16700m2， 總積水量共 20200m3。 相鄰礦井采空區(qū)積水 井田內(nèi)部與 霍州 煤電 集團 有限責任公司方山 店坪煤礦 相鄰，該礦開采 5 號煤層，與本井田之間無越界開采，經(jīng)調(diào)查，其采空區(qū)有積水，由于本井田為一向斜構(gòu)造，其采空區(qū)積水對本井田煤層開采有威脅。 井田北部相鄰礦井采空區(qū)緊接本井田邊界，經(jīng)調(diào)查有積水12020m3匯集于井田邊界，對本井田 5 號煤層開采有威脅。 方山金暉凱川煤業(yè)公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告 46 （二）采空區(qū) 導水裂隙帶高度 1. 5 號煤層采空區(qū)導水裂隙帶高度 現(xiàn)根據(jù)“三下采煤” 中硬覆巖煤層 導水裂隙帶高度計算公式 （ 1）、（ 2） 分別計算 5 號 煤層導水裂隙帶高度。 （ 1） 1020 ??? MHli 式中：∑ M累計采厚 3 號煤層導水裂隙帶高度 ， 5 號煤層導水裂隙帶高度。 （ 2） Hli=100∑ M/(∑ M+) 3 號煤層導水裂隙帶高度 ， 5 號煤層導水裂隙帶高度。 2. 10 號煤層導水裂 隙帶高度 根據(jù)“三下采煤” 堅硬覆巖煤層 導水裂隙帶高度計算公式（ 1）、（ 2）分別計算 10 煤層導水裂隙帶高度。 （ 1） 1030 ??? MHli 式中：∑ M累計采厚 9號煤層導水裂隙帶高度 ， 10 號煤層導水裂隙帶高度。 （ 2） Hli=100∑ M/(∑ M+) 9號煤層導水裂隙帶高度 ， 10 號煤層導水裂隙帶高度。 經(jīng) 上述公式 （ 1） 、 （ 2） 計算， 公式 （ 1） 計算值大，取公式 （ 1） 值 ，3 號煤層導水裂隙帶高度 ， 5 號煤層導水裂隙帶高度方山金暉凱川煤業(yè)公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告 47 ， 9 號煤層導水裂隙帶高度 ， 10 號煤層導水裂隙帶高度 。對應于第三章第一節(jié)表 311，可知， 3 號煤層導水裂隙帶最大高度達到 2 號底板， 5 號煤層導水裂隙帶最大高度達到 3 號煤層底板， 9 號煤層導水裂隙帶最大高度可以達到 2 號煤層底板， 10 號煤層導水裂隙帶高度可以達到 5 號煤層底板。總之每層可采煤層（除 2 號煤層）導水裂隙帶高度均達到上層煤層底板。所以上層煤層采空區(qū)積水對下層煤層開采有很 大影響。 四、奧灰?guī)r溶水 對 礦井開采 的影響 井田內(nèi)奧灰?guī)r溶水位標高在 805806m， 最下層 10 號煤層底板最低標高也大于 806m。因此， 奧灰對對礦井開采無影響。 五、井田水文地質(zhì)類型 5號煤層是山西組地層所含煤層，其直接充水含水層主要是其上部的碎屑巖類含水巖組、 含水性較差，補給條件差， 為頂板進水為主的裂隙充水礦床，屬第二類第一型 。 9 號煤層 直接充水含水層為太原組灰?guī)r，富水性弱 中等 ， 為灰?guī)r進水為主的巖溶充水礦床，屬第三類一型。 2 號采空區(qū)有積水，對 3號煤層開采有威脅。 根據(jù) 《煤礦防治水規(guī) 定 》 關(guān)于礦 井水文地質(zhì)類型劃分 標準，礦井水文地質(zhì)類型為中等類型。 六、礦井水害防治措施 綜上所述，礦井主要水害為采空區(qū)積水。建議礦方今后應采取 以下措施： 探放水。當采掘工作面接近充水的采空區(qū)（包括小窯、老空區(qū)）方山金暉凱川煤業(yè)公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告 48 及隱伏充水斷層 、 含水層時，要遵循“預測預報、有 掘 必探，先探后掘、先治后采”的原則，采取相應的措施探放水 。 留設(shè)防隔水煤（巖）柱 。在受到水威脅地段，留設(shè)一定寬度（高度）的煤或巖柱進行防隔水。對煤層風化帶、向斜軸部兩翼的采空區(qū)及可能有斷層出現(xiàn)地段，要留設(shè)煤柱。 疏干降壓。在向斜軸部開采時，對煤層頂部的含水 層要進行疏干降壓。 地表踏勘 。 填埋地表裂隙、塌陷 。大面積采空區(qū)可能導致地表裂隙出現(xiàn)，雨季會涌入井下，增加礦井涌水量，因此要經(jīng)常對地表踏勘，及時填埋地表裂隙和塌陷。 由于井田構(gòu)造為向斜構(gòu)造， 井田北側(cè)及南側(cè)相鄰礦井采空區(qū)積水對礦井充水有影響。因此，要在井田相鄰礦井邊界留足隔水煤柱。 第四節(jié) 礦井涌水量預算 該礦現(xiàn)采 3 號煤層，整合前生產(chǎn)能力 15 萬 t/a，礦井正常涌水量為 50m3/d，最大涌水量 120m3/d。 相鄰礦井 黃家溝創(chuàng)偉焦煤有限公司 開采 5 號煤層，生產(chǎn)能力 30 萬 t/a，礦井正常涌水量 480m3/d， 最大涌水量 840m3/d。 根據(jù)比擬法涌水量計算公式 ： K=Q0/P0， Q=P179。 K 其中： K富水系數(shù)； Q0目前涌水量； 方山金暉凱川煤業(yè)公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告 49 P0實際生產(chǎn)能力； Q預計涌水量； P擴大生產(chǎn)能力。 經(jīng)計算， 當?shù)V井生產(chǎn)能力提升 90 萬 t/a 時， 3 號煤層 礦井 正正常 涌水量 為 300m3/d，最大涌水量為 720m3/d； 5 號煤層礦井 正常 涌水量 為 1440m3/d，最大涌水量為 2520m3/d。 9 號煤層直接充水含層富水性較山西組的 5 號煤層含水性強，其礦井涌水量可能會比 5 號煤層礦井涌水量大 24 倍。 第五節(jié) 供水水源 該礦現(xiàn)生活及生產(chǎn)用水為工業(yè)廣場內(nèi)的自建水井，基本能滿足現(xiàn)時的建設(shè)需要。將來生產(chǎn)能力達到 90 萬 t/a 時，供水將會緊張。 井田內(nèi)奧陶系石灰?guī)r含水層雖然 富水性 弱，卻 水質(zhì)優(yōu)良， 開發(fā)利用完全能夠滿足本礦的生產(chǎn)、生活需要。所以， 開采奧陶系巖溶水是今后主要的供水方向；太原組石灰?guī)r含水層巖溶裂隙水水量也較大，但由于受煤層影響，水質(zhì)較差；第三系及第四系礫石層水水質(zhì)較好，且埋深淺，易開采， 但僅 可作為礦井 生產(chǎn) 用水。 方山金暉凱川煤業(yè)公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告 50 第五章 其他開采技術(shù)條件 第一節(jié) 煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征 一、煤層頂?shù)装骞こ痰刭|(zhì)特征和管理維護現(xiàn)狀 該礦 2 號煤層局部可采，可采區(qū)已經(jīng)采空?，F(xiàn)開采 3 號煤層。采煤方法為長壁式， 采煤工藝為炮采。 頂板支護為 液壓支柱配鉸接頂梁，全部垮落法管理頂板。頂板巖性 為 細砂巖 及 砂質(zhì) 泥巖 ，節(jié)理不發(fā)育，較易管理。底板主要為 中砂巖、砂質(zhì) 泥巖。 二、煤層頂?shù)装辶W性質(zhì) 本次在 3 號煤層巷道進行補鉆時，對 5 號頂?shù)装宀蓸舆M行了力學試驗，結(jié)果如下： 號煤層 頂板為 中砂巖、粉細砂巖，局部為泥巖 ，厚 度 ，平均 。煤層底板為 中砂巖、砂質(zhì)泥巖及細砂巖 ，厚 度 ，平均 。 號煤層 頂板為 細砂 巖，局部砂質(zhì)泥巖 ，厚 渡 ，平均