【正文】 分本煤層處于氮?dú)?— 沼氣帶到沼氣帶，以氮?dú)?— 沼氣帶為主。 各煤層相對(duì)礦井瓦斯涌出量估計(jì)值如下： 4 號(hào)煤層，區(qū)間值 ，一般情況下最大值 ； 7 號(hào)煤層，區(qū)間值 ，一般情況下最大值 ； 9 號(hào)煤層，區(qū)間值 ，一般情況下最大值 ； 由以上可知，本井田屬高瓦斯礦井。 煤塵爆炸性與煤的自燃： 1）煤塵爆炸性 井田內(nèi) 23 277 號(hào)孔做過煤層的煤塵爆炸性測(cè)試，其結(jié)見表 1— 2— 7。 表 1— 2— 7 煤塵爆炸性試驗(yàn)結(jié)果表 孔 號(hào) 煤號(hào) 工 業(yè) 分 析 火焰長(zhǎng)度 (mm) 巖 粉用量 (%) 結(jié)論 Mad Ad Vdaf 235 7 400 80 強(qiáng)爆炸 9 400 70 爆炸 277 4 400 70 爆炸 9 400 70 爆炸 本次補(bǔ)勘在 LB LB LB LB6 號(hào)孔中采取了 9 號(hào)煤層煤塵爆炸性測(cè)試樣，測(cè)試結(jié)果各煤層均有爆炸危險(xiǎn)性（表 1— 2— 8）。 2）煤的自燃： 本次補(bǔ)勘在 LB8 號(hào)孔中采取了 9 號(hào) 煤層自燃樣進(jìn)行了自燃傾向性檢測(cè)，檢測(cè)情況見 表 1— 2— 9。 檢測(cè)結(jié)果表明，井田 7 號(hào)煤層自燃傾向性等級(jí)為Ⅱ類，屬自燃； 9太原煤氣化龍泉能源發(fā)展有 限公司 龍泉礦井初步設(shè)計(jì) 煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院 25 號(hào)煤層自燃傾向性等級(jí)為Ⅰ類，屬容易自燃。 3）地溫 本次補(bǔ)勘在 LB LB LB LB LB LB8 號(hào)孔中均進(jìn)行了簡(jiǎn)易井溫測(cè)量，經(jīng)計(jì)算地溫梯度為 ～ ℃ /100m，平均 ℃ /100m，屬地溫正常區(qū)。 表 1— 2— 8 煤塵爆炸性試驗(yàn)成果表 孔號(hào) 煤號(hào) 煤塵爆炸性 火焰長(zhǎng)度（ mm） 加巖粉量 % 爆炸性 LB2 4 20 有 LB2 9 400 有 LB3 4 60 有 LB3 9 200 有 LB4 4 3 有 LB4 4 10 有 LB4 7 80 有 LB4 9 90 有 LB4 9 5 有 LB6 4 25 有 LB6 9 有 表 1— 2— 9 可采煤層自燃傾向性檢測(cè)情況表 孔號(hào) 煤號(hào) 吸氧量（ cm3/g） 自然傾向性等級(jí) 自然傾向性 LB8 4 Ⅱ類 自燃 7 Ⅱ類 自燃 9 Ⅰ類 容易自燃 二）巖石工程地質(zhì)特征 井田內(nèi)可采煤層為 9 號(hào)，據(jù)鉆孔揭露和礦井調(diào)查，其頂?shù)装迩闆r如下： 4 號(hào)煤層的頂板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為中細(xì)粒砂巖，巖性較硬，屬中 — 難冒落；底板為砂質(zhì)泥巖及中細(xì)粒砂巖，穩(wěn)定程度屬穩(wěn)定，遇水不易太原煤氣化龍泉能源發(fā)展有 限公司 龍泉礦井初步設(shè)計(jì) 煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院 26 膨脹。 7 號(hào)煤層頂板多為粉砂巖及砂質(zhì)泥巖，巖性較硬，屬中等冒落；底板多為中 — 細(xì)粒砂巖，穩(wěn)定程度屬穩(wěn)定，遇水不易膨脹。 9 號(hào)煤層頂板為泥灰?guī)r、石灰?guī)r，巖性堅(jiān)硬難冒落；底板為鋁質(zhì)泥巖、粉砂巖，因粘土質(zhì)含量大，具 可塑性，遇水膨脹，穩(wěn)定性差，常因其底鼓而影響巷道運(yùn)輸。 由于小斷層影響，節(jié)理走向與巖煤巷道掘進(jìn)方向關(guān)系重大，據(jù)生產(chǎn)礦井調(diào)查，平行節(jié)理布置巷道，側(cè)片幫冒頂不斷發(fā)生，巷道維護(hù)困難，可見小構(gòu)造的存在對(duì)礦井生產(chǎn)甚為重要。 本次補(bǔ)勘在 LB LB LB LB8 號(hào)孔中采取了巖石物理物理力學(xué)樣共 49 組送驗(yàn)。巖石自然狀態(tài)抗壓強(qiáng)度（ MPa）：粗粒砂巖 ，中粒砂巖，細(xì)粒砂巖 ，粉砂巖 ，砂質(zhì)泥巖 ，泥巖，石灰?guī)r 。 據(jù)龍泉精查 地質(zhì)報(bào)告資料，各可采煤層頂?shù)装辶W(xué)性質(zhì)見表 1— 2— 10。 表 1— 2— 10 可采煤層頂?shù)装辶W(xué)性質(zhì)情況表 頂?shù)装? 巖石名稱 物理性質(zhì) 4 號(hào)煤 7 號(hào)煤 9 號(hào)煤 頂板 底 板 頂 板 底板 頂板 底板 中砂巖 中砂巖 粉砂巖 粉砂巖 砂質(zhì)泥巖 細(xì)砂巖 泥灰?guī)r 粘土泥巖 抗壓強(qiáng)度 kg/cm2 964 970 988 1087 1127 630 1521 抗拉強(qiáng)度 kg/cm2 22 49 普氏系數(shù) f 10 10 10 11 11 6 15 四、 水文地質(zhì) 一） 井田水文地質(zhì)條件 （一） 主要含水層： 第四系全新統(tǒng)砂礫石層孔隙含水層 主要分布在嵐河及其及支流溝谷之底。厚度 0— 20m，巖性以礫石、卵石為主，它受地下水和地表水雙重補(bǔ)給。 太原煤氣化龍泉能源發(fā)展有 限公司 龍泉礦井初步設(shè)計(jì) 煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院 27 第三系礫石層孔隙含水層 其上部為紅色粘土，內(nèi)有 3— 5 層鈣質(zhì)結(jié)核，以上層滯水為主，水量小，常有小泉滲出。礫石層位于底部，分選不良，有少量巖屑混于其中，因下伏基巖補(bǔ)給條件和所處位置的不同，其富水性變化很大。河谷內(nèi)泉水較多，流量為 。 上石盒子組砂巖裂隙含水層 含水層主要為 K6 等中粗粒砂巖，上部砂巖厚度及巖相變化較大，主要為灰綠、黃綠色中粗粒砂巖，地表有小泉水滲出。底部（ K6）砂巖為灰白色中粗粒砂巖。據(jù) LB LB4 號(hào)孔非煤系基巖抽水試驗(yàn)，單位涌水量 m，滲透系數(shù)為 ，水位標(biāo)高 ，含水層富水性弱。水質(zhì)類型為 HCO3— K+Na Ca 型和 HCO3 CL— K+Na型，礦化度 — ，總硬度為 — (CaCO3 計(jì) )。 山西組砂巖裂隙含水層 主要由 45 層灰白色 中細(xì)粒砂巖組成，彼此被隔水層隔開，巖性變化大。 太原組含石灰?guī)r溶蝕裂隙水層 主要為 L L L3 石灰?guī)r及 K3 砂巖， L2 石灰?guī)r較純，裂隙發(fā)育不勻，厚 3— 6m，層位及厚度變化不大， L1 多為泥灰?guī)r，一般厚 左右，最厚達(dá) 3m。 據(jù) LB LB4 號(hào)孔太原組及以上基巖抽水試驗(yàn)，單位涌水量為 m，滲透系數(shù)為 ，水位標(biāo)高為 。從試驗(yàn)結(jié)果看，各含水層富水性弱。水質(zhì)類型為 HCO3— K+Na Ca 型和CL HCO3 — K+Na 型 ， 礦 化 度 — ， 總 硬 度 為 —(CaCO3 計(jì) )。 奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶含水層 奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r為本井田主要含水層，由厚層石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、豹皮灰?guī)r及薄層鈣質(zhì)泥巖組成。巖溶發(fā)育程度因巖性、構(gòu)造裂隙的不同而有極大差異。富水性受巖溶發(fā)育程度及水文地質(zhì)條件控制，一般來說，構(gòu)造裂太原煤氣化龍泉能源發(fā)展有 限公司 龍泉礦井初步設(shè)計(jì) 煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院 28 隙發(fā)育段，巖溶率增高，富水性增大。據(jù) LB LB4 號(hào)孔峰峰組與上馬家溝組混合抽水試驗(yàn)，單位涌水量 — ，滲透系數(shù)為 — ，水位標(biāo)高 — ，富水性弱到中等。水質(zhì)類型為 HCO3— K+Na型和 SO4 HCO3— Ca 型，礦化度 — ，總硬度為 —(CaCO3 計(jì) )。 為了進(jìn)一步了解峰峰組含水層的水文地質(zhì)特征，本次補(bǔ)勘在 LB5 號(hào)孔對(duì)其進(jìn)行了單獨(dú)抽水試驗(yàn)，以查明峰峰組含水層富水性。其情況為：?jiǎn)挝挥克? m ，滲透系數(shù) ，影響半徑 ，水位標(biāo)高 ，由此可見，峰峰組含水層富水性中等。另外，在本孔中還對(duì)上馬家溝組進(jìn)行了穩(wěn)定水位觀測(cè)，其穩(wěn)定水位深度 ，標(biāo)高 ，與峰峰組水位差 。 （二） 主要隔水層： 奧陶系頂界到 9 號(hào)煤底板間的巖層厚 — ，以泥質(zhì)巖類為主，可視為隔水層。石炭系、二疊系含水層間較厚的泥質(zhì)巖層，可視為隔水層。 （三）斷層、陷落柱的導(dǎo)水性 斷層的富水及導(dǎo)水性 綜合分析 9 號(hào)煤層頂板以及奧陶系灰?guī)r頂部富含水異常范圍，并將異常 范圍 投影在綜合水文地質(zhì)剖面圖上， 可推斷出斷層的富、導(dǎo)水情況。斷層的導(dǎo)水詳見表 1— 2— 1。 陷落柱的富水及導(dǎo)水性 綜合分析 4煤層頂板、 7煤層頂板、 9煤層頂板以及奧陶系灰?guī)r頂部富含水異常范圍，并 將異常放在綜合水文地質(zhì)剖面圖上， 可得各陷落柱的富水及導(dǎo)水性。 1） X1 陷落柱 X1 陷落柱在各主要煤層頂板及奧灰頂部灰?guī)r中均不富水，分析該陷落柱不導(dǎo)水。 太原煤氣化龍泉能源發(fā)展有 限公司 龍泉礦井初步設(shè)計(jì) 煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院 29 2） X2 陷落柱 X2 陷落柱在各主要煤層頂板及奧灰頂部灰?guī)r中均富水，分析該陷落柱導(dǎo)水。 3） X3 陷落柱 X3 陷落柱在各主要煤層頂板及奧灰頂部灰?guī)r中均不富水，分析該陷落柱不導(dǎo)水。 4） X4 陷落柱 X4 陷落柱在 9煤頂板及奧灰頂部灰?guī)r中富水，在 4煤頂板不富水。分析該陷落柱導(dǎo)水。 5） X5 陷落柱 X5 陷落柱在各主要煤層頂板及奧灰頂部灰?guī)r中均不 富水，該陷落柱的導(dǎo)水性不能判定。 6） X6 陷落柱 X6 陷落柱在各主要煤層頂板均不富水，在奧灰頂部灰?guī)r中富水。分析該陷落柱局部導(dǎo)水。 7） X7 陷落柱 X7 陷落柱在各主要煤層頂板及奧灰頂部灰?guī)r中均不富水，該陷落柱的導(dǎo)水性不能判定。 （四） 充水因素分析及礦床水文地質(zhì)類型 充水因素分析： 1） 開采 4 號(hào)煤（上組煤）充水因素分析 開采 4 號(hào)煤（上組煤）充水水源主要為山西組及上、下石盒子組砂巖裂隙含水層。各砂巖裂隙含水層在天然條件下水力聯(lián)系較差。井下開采煤層時(shí)形成的采空區(qū)、破壞煤層頂板之上巖層的完整性，形成冒落帶、裂隙 帶和變形帶。頂板之上巖層移動(dòng)破壞波及地表，地表形成塌陷和地裂縫。如果煤層頂板破壞形成的冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶與地裂縫相貫通，在有補(bǔ)給水源的條件下，會(huì)成為充水通道而淹礦。下面通過計(jì)算煤層頂板冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶發(fā)太原煤氣化龍泉能源發(fā)展有 限公司 龍泉礦井初步設(shè)計(jì) 煤炭工業(yè)太原設(shè)計(jì)研究院 30 育厚度和采深采厚比，來分析開采上組煤的充水情況。 （ 1） 頂板冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶厚度計(jì)算 目前計(jì)算冒落帶（跨落帶）和導(dǎo)水裂隙帶的經(jīng)驗(yàn)公式較多，計(jì)算結(jié)果有時(shí)相差較大。計(jì)算公式中重點(diǎn)考慮因素有：煤層傾角（緩傾斜 0—35176。、中傾斜 36—54176。、急傾斜 55—90176。）、煤層厚度、頂板巖性。根據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范和規(guī)程中計(jì)算公 式計(jì)算如下： ① 根據(jù)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》附錄 F： 煤層頂板為砂巖、砂質(zhì)泥巖、傾角 35176。 Ht =)( 100?n M177。 式中： Ht—導(dǎo)水裂隙帶（包括冒落帶最大高度） m； M—累計(jì)煤層厚度 m； n —煤層層數(shù)； ② 根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》附錄六： 煤層頂板為砂巖、砂質(zhì)泥巖，傾角 35176。 Hm=)( 100 ???M M177。 Hi=)( 100 ???M M177。2 .5 式中： Hm、 Hi 分別為冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶高度（ m）； ∑M為煤層總厚度，即 4 號(hào)煤層厚（ m）。 依據(jù)以上公式，選用不同深度有代表性鉆孔進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果見表1—2—11。 表 1—2—11 4 號(hào)煤層以上頂板冒落帶及導(dǎo)水裂隙帶厚度表（ m） 孔號(hào)