【導(dǎo)讀】山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)****有限公司。隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素普查報(bào)告。四川省煤田地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院。二零一四年十二月

　　

【正文】 和 山西高平科興集團(tuán)南陽(yáng)煤業(yè)有限公司 相接壤 ，其井田 北部、東部、南部 均為人為邊界。根據(jù)以往歷次勘探成果及礦井地質(zhì)工作， 3號(hào)煤層在井田東南部出露，雨季洪水及其他地表水將有可能沿導(dǎo)水裂隙滲入礦井造成水害，應(yīng)加強(qiáng)防范。 另外，與之相鄰的 蘭花集團(tuán)伯方煤礦、長(zhǎng)松煤礦 和 山西高平科興集團(tuán) 南陽(yáng)煤業(yè)有限公司 可視為弱補(bǔ)給邊界。 第一 節(jié) 含水層 及隔水層 一、含水層 井田含水層由新到老有 第四系松散沉積物孔隙潛水含水層 、 二疊系碎屑巖類裂隙含水層 、 太原組（ C3t）砂巖、灰?guī)r裂隙含水層 、 奧陶系中統(tǒng)（ O2）灰?guī)r巖溶裂隙含水層 。 1. 第四系松散沉積物孔隙潛水含水層 該含水層主要為第四系松散沉積物，巖性為砂質(zhì)粘土夾砂、礫，據(jù)水文地質(zhì)調(diào)查，其含水層埋藏較淺，但富水性較差，受季節(jié)變化影響較大。 2． 二疊系碎屑巖類裂隙含水層 該含水巖組主要含水層為 K K K7等砂巖，其中 K9砂巖含水層因距煤層較遠(yuǎn)，與煤層之間 又有厚層的泥巖及砂質(zhì)泥巖隔水層，對(duì)煤層的開采影響較小，K7砂巖含水層位于 3 號(hào)煤層之下，對(duì) 3 號(hào)煤層的開采影響較小， K8位于 3 號(hào)煤層之上，對(duì) 3 號(hào)煤層的開采影響 相對(duì) 較大。據(jù) 野川報(bào)告 鉆孔抽水實(shí)驗(yàn)結(jié)果，山西組含水層單位涌 水量 （ q）為 ～ m，滲透系數(shù) （ k）為 ～。 據(jù)井田東部喬家溝煤礦資料，該礦開采 3 號(hào) 煤層，生產(chǎn)能力 15 萬(wàn) t/a， 井下實(shí)際正常涌水量為 240 m3/d，雨季可達(dá) 360 m3/d， 說(shuō)明該含水層富水性弱。 3． 太原組（ C3t）砂巖、灰?guī)r裂隙含水層 主 要由太原組 K K K K5等灰?guī)r巖溶裂隙各含水層 組成，據(jù)鉆探資料，以上灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育，充填物較少，鉆探在揭露它們時(shí)多數(shù)發(fā)生漏水或沖洗液 27 消耗量大、水位下降等現(xiàn)象。 （ 1） K2–K3灰?guī)r巖溶裂隙含水層 為石灰?guī)r層間溶洞裂隙水， K2厚度 ～ ， K3厚度 ～ ， 巖層發(fā)育穩(wěn)定，據(jù)勘探資料，其淺部溶洞發(fā)育， Y–34 孔溶洞高度 –，鉆進(jìn)時(shí)沖洗液全部漏失，最大消耗量達(dá) 。深部巖芯完整，裂隙發(fā)育較差，水量很小，據(jù)深部鉆孔資料，單位涌水量 m，滲透系數(shù) 。水質(zhì)類型為 HCO3 CI–Ca,Mg 型。 （ 2） K4灰?guī)r巖溶裂隙含水層 巖性為黑灰色石灰?guī)r，一般厚 ，巖溶裂隙發(fā)育不均一，據(jù)趙莊勘探區(qū)資料，鉆進(jìn)時(shí)沖洗液消耗量為 –,平均 m3/h。 （ 3） K5灰?guī)r巖溶裂隙含水層 為石灰?guī)r層間溶洞裂隙水， K5厚度 ～ ， 巖層穩(wěn)定，含水層強(qiáng)弱與賦存深淺有密切關(guān)系，淺部東南地段裂隙發(fā)育，據(jù)野川勘探資料，鉆孔單位涌水量，淺部最大為 24 L/s m，而深部為 L/s m， 野川 Y–32 號(hào)水源孔，因受風(fēng)化作用及構(gòu)造影響，裂隙發(fā)育，溶洞高達(dá) ，含水性強(qiáng)，單位涌水量 L/s m，水位標(biāo)高 ，另?yè)?jù) Y–12 號(hào)鉆孔，巖芯裂隙發(fā)育差，單位涌水量 L/s m，滲透系數(shù) ，水位標(biāo)高 。水質(zhì)為HCO3 SO4–Ca,Mg 型。 4． 奧陶系中統(tǒng)（ O2）灰?guī)r巖溶裂隙含水層 本井田奧陶 系中 統(tǒng)地層 地表 無(wú) 出 露， 據(jù) 20xx 年 9 月～ 20xx 年 4 月在柳樹底村西北部施工的奧灰水井資料，巖性 主要由深灰色厚層狀灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r、薄層泥質(zhì)灰?guī)r組成的富 水性強(qiáng)的含水層。上部巖溶裂隙不發(fā)育且多被方解石脈充填，下部巖溶裂隙發(fā)育，溶蝕作用明顯，巖洞多為 直徑 大于 2cm的蜂窩狀深洞 。該井出水量 20m3/h，水位標(biāo)高 。另?yè)?jù) 20xx 年 8 月中煤地質(zhì)工程總公司提交的 ****兼并重組礦井地質(zhì)報(bào)告中的 4 號(hào)線剖面線，井田西北部奧灰水最低標(biāo)高約為 。 據(jù)此推測(cè)井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高為 ～ 。 二、隔水層 1．太原組底部及本溪組泥巖、鋁土質(zhì)泥巖隔水層 由太原組（ C3t）底部泥巖及本溪組（ C2b）鋁土質(zhì)泥巖形成的隔水層，厚度 28 約 10～ 20m 左右，該隔水 層與奧陶系灰?guī)r呈平行不整合接觸，阻隔奧陶系巖溶水和上覆煤系地層含水層的水力聯(lián)系。 2．二疊系砂巖含水層之間的層間隔水層 主要為泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度多為 4～ 13m。該隔水層呈層狀分布于各砂巖含水層之間，阻隔了各砂巖含水層之間的水力聯(lián)系。 上述隔水層在區(qū)內(nèi)分布較穩(wěn)定，厚度變化相對(duì)較小，具有一定的隔水性。但應(yīng)該指出，隔水層的隔水性是相對(duì)的，是受一定條件影響的，如它在受到較大斷層、陷落柱及礦坑頂板冒裂帶等特殊情況影響條件下，就會(huì)不同程度的失去其隔水作用，而且它在風(fēng)化程度較高的基巖風(fēng)化帶中是不存在的。 第 二節(jié) 礦井 充水因素分析 一 、地表水體和洪水對(duì)礦井充水的影響 本井田內(nèi)無(wú)大的地表水體，僅有季節(jié)性小河，洪水期常有洪水發(fā)生。在雨季采掘至河流附近時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的防范措施，避免河水潰入井下，選擇井筒位置時(shí)宜盡量避開洪水的影響。 井田西南部杜寨水庫(kù)位于本區(qū)西邊界，在水庫(kù)附近應(yīng)預(yù)留防水煤柱，確保礦井安全生產(chǎn)。 除西南部杜寨水庫(kù)外，還有一條河流經(jīng)水庫(kù)橫穿井田西部邊緣，開采時(shí)應(yīng)留有足夠保安煤柱。 二 、斷層及陷落柱對(duì)礦井充水的影響 斷層 區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有 三 條斷層， 均為逆斷層 。根據(jù)調(diào)查，開采過(guò)程，未發(fā)現(xiàn)礦井涌水量增大的現(xiàn)象，說(shuō) 明該斷層不導(dǎo)水。 但不排除井田內(nèi)可能存在未探明隱伏的導(dǎo)水?dāng)鄬?，生產(chǎn)中仍然要堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原則。 陷落柱 井田內(nèi)在有 兩 個(gè)環(huán)形陷落柱， 3 號(hào)煤層陷落直徑 分別為 約 60m和 170m。未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)水。 井田內(nèi)可能存在隱伏未探明的導(dǎo)水陷落柱， 可能會(huì)溝導(dǎo)通與其他含水的通道造成涌突水 ， 生產(chǎn)中應(yīng)引起注意 。 29 三 、采空區(qū)或古空區(qū)積水 對(duì)礦井充水的影響 井田內(nèi)整合前以往各礦井均開采 3 號(hào)煤層，未發(fā)生過(guò)突水事故，現(xiàn)主要水害為井田內(nèi)及周邊礦井采空區(qū)及古空區(qū)、小窯破壞區(qū)積水， 而且下步開采 1 15號(hào)煤層時(shí)所產(chǎn)生 的最大導(dǎo)水裂隙帶可達(dá)到 上部 各可采煤層采空區(qū)及采空破壞區(qū)水平高度，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致上部煤層采空積水涌入下部煤層中，對(duì)生產(chǎn)、開采造成威脅。 四、深部奧灰水對(duì)礦井充水的影響 據(jù) 20xx 年 8 月中煤地質(zhì)工程總公司提交的 ****兼并重組礦井地質(zhì)報(bào)告的剖面 資料， 奧灰 巖溶 水最低標(biāo)高 約 ，據(jù)此推測(cè)井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高為 ～。 而 1 15 號(hào)煤層底板最低標(biāo)高分別為 692m、 709m和 610m，故井田內(nèi) 1 15 號(hào)煤層 均高于 奧灰水水位標(biāo)高 ，但奧灰 水 為本區(qū)最主要的含水層，具有埋藏深，厚度大，承壓水頭較高 ，含水層巖溶裂隙較發(fā)育，富水性較好 ，因此， 奧灰水 對(duì) 11 號(hào)煤層開采時(shí)底板突水的可能性不大 ，但 對(duì) 15 號(hào) 煤層開采構(gòu)成 了一定的 威脅 ，要引起重視。 五、 大氣降水和地下水 對(duì)礦井充水的影響 1 15 號(hào)煤層受采掘破壞或影響的太原組石灰?guī)r含水層，其富水性弱 — 強(qiáng)，而且不排除局部 K2K 5灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育，局部富水性大，對(duì) 1 15 號(hào)煤層開采造成突水影響。 此外，該地段 1 15 號(hào)煤層埋藏淺，雨季洪水將有可能沿導(dǎo)水裂隙滲入礦井造成水害應(yīng)加強(qiáng)防范 。 該礦主、副井 井口標(biāo)高 943 米，風(fēng)井標(biāo)高 933 米， 地表 最高 洪水位 917 米 ，無(wú)洪水灌井的危險(xiǎn)。 第三節(jié) 礦井 及周邊 小窯采空區(qū)積 水 情況 一 、本井田采空區(qū)及采空破壞區(qū)積水 整合 前各礦內(nèi)存在較大面積的采空區(qū)、古空區(qū)和小窯破壞區(qū)，其采空區(qū)中有與之相連接生產(chǎn)巷道留有排水出口，位置高于采空區(qū)的積水可由排水口自巷道導(dǎo)入水倉(cāng)后集中排出，但低于排水口凹處存在積水，無(wú)法自行排出。 30 據(jù)礦方提供和本次調(diào)查， 本區(qū)內(nèi)有過(guò)開采史的有野川窯溝煤礦（已關(guān)閉） 礦井正常涌水量 4m3/h，最大涌水量 8m3/h；喬家溝煤礦 正常涌水量 10m3/h,最大涌水量 15m3/h；野川紅巖溝煤礦（已關(guān)閉） 正常涌水量 6m3/h,最大 涌水量 10m3/h；高平北揚(yáng)煤礦（已關(guān)閉） 正常涌水量 7m3/h,最大涌水量 12m3/h；杜寨煤礦（已關(guān)閉） 正常涌水量 5m3/h,最大涌水量 10m3/h；柳樹底煤礦及小窯破壞區(qū)等。上述已關(guān)閉礦井均于 20xx 年底關(guān)閉。 本區(qū)東部 3號(hào)煤層大部分被開采完，西部未開采，兼并重組后井田內(nèi)東部存在 9 個(gè)老空積水區(qū)。本次根據(jù)調(diào)查，采用煤礦安全手冊(cè)中老空積水量估算公式進(jìn)行估算，其公式為： ?cos FMKQ ??? K— 采空區(qū)充水系數(shù)（介于 ） M— 采空區(qū)的平均采高線或煤厚； F — 采空積水區(qū)的水平投影面積（ m2）； α — 煤層傾角，本井田煤層傾角較小，為計(jì)算方便 cosα 本次均取 1。 據(jù) 20xx 年 8 月中煤地質(zhì)工程總公司提交的《山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán) ****有限公司采空區(qū)積水、積氣及火區(qū)調(diào)查報(bào)告》， 全井田 3 號(hào)煤層估算老空積水量約187800m3，估算結(jié)果見表 41。 故 在未來(lái)的生產(chǎn)建設(shè)中 應(yīng)堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則加強(qiáng)防范，并切實(shí)做好探放水工作。 特別說(shuō)明的是采空積水是一種動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，隨著時(shí)間的推移，積水范圍、積水量也會(huì)隨之變化；而且該區(qū)煤層埋藏較淺，開采歷史 悠久，采掘情況較復(fù)雜，不排除在個(gè)別地段存在沒(méi)有調(diào)查清楚的情況， 礦方在今后開采過(guò)程 應(yīng) 引起高度重視。 表 41 采空區(qū)、古空區(qū)及小窯破壞區(qū)預(yù)測(cè)積水量統(tǒng)計(jì)表 位 置 原 生 產(chǎn) 井 名 稱 采空積水區(qū) 編 號(hào) F （ m2） K 值 選 取 M (m) α （176。） 估算積水量 （ m3） 區(qū) 內(nèi) 野川窯溝煤礦 1 53700 2 3 320xx 小窯破壞區(qū) 2 43750 2 5 26000 3 40500 2 8 24000 喬家溝煤礦 4 10700 3 5 9600 野川紅巖溝煤礦 5 31880 3 5 29000 高平北揚(yáng)煤礦 6 27080 4 6 320xx 杜寨煤礦 7 19500 4 5 23000 31 柳樹底煤礦 8 6670 4 3 8000 9 3500 4 6 4200 合計(jì) 237280 187800 鄰 區(qū) 伯方煤礦 10 34300 3 6 30000 11 15000 3 5 13500 南陽(yáng)煤礦 12 6250 4 6 7500 14 50000 3 5 45000 合計(jì) 105550 96000 對(duì)于已關(guān)閉的礦井老空積水按如下公式對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。 選用公式： Q=Q0 T 式中： Q0— 各礦（坑）關(guān)閉前的涌水量（ m3/d）； T— 各礦（坑）關(guān)閉時(shí)間（ d）。 經(jīng)驗(yàn)算，窯溝煤礦積水量為 20352m3；北揚(yáng)煤礦積水量為 35616m3；紅巖溝煤礦積水量為 30528m3；杜寨煤礦積水量為 25440m3。除窯溝煤礦外，其余 驗(yàn)算已關(guān)閉的 3 個(gè)礦井與估算結(jié)果基本一致。 二 、相鄰井田采（古）空區(qū)積水 兼并重組整合后的山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán) ****有限公司 北 部與 蘭花集團(tuán)伯方煤礦 相鄰，南部與 山西高平科興集團(tuán)南陽(yáng)煤業(yè)有限公司 相接壤 。 伯方煤礦 批采 15 號(hào)煤層。 3 號(hào)煤層經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)， 存在 3 號(hào)煤層老空積水（見表 41 及 3 號(hào)煤層礦井充水性圖），積水量約 43500 m3， 與本礦存在防水煤柱 ， 對(duì)本礦無(wú)影響。 南陽(yáng)煤礦 批采 3 號(hào)煤層。 目前正開采 3 號(hào)煤層，存在 3 號(hào)煤層老空積水（見表 41 及3 號(hào)煤層礦井充水性 圖），積水量約 52500 m3,采區(qū)距本礦井較遠(yuǎn)， 對(duì)本礦無(wú)影響 。 根據(jù)對(duì)上述周邊的 2 個(gè)礦井調(diào)查，調(diào)查時(shí)均無(wú)越層越界開采現(xiàn)象，但開采至2 個(gè)礦井邊界時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)探放水的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，確保礦井的安全生產(chǎn)， 避免老空水對(duì)本礦造成突水 。 若發(fā)現(xiàn)異常，立即采取有效的措施，防止水害事故的發(fā)生，必須堅(jiān)持 ―預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采 ‖的防水原則。 本次采空區(qū)積水量估算值為地面觀察、部分圖紙推測(cè)及生產(chǎn)礦井實(shí)際情況相 32 結(jié)合，采用經(jīng)驗(yàn)估算公式得來(lái)的（見表 41）。由于井田煤層淺埋區(qū)或煤層露頭線附近，小煤窯甚多，大部分老窯和已關(guān) 閉小煤礦井口已被嚴(yán)重破壞或者封閉，給今后的生產(chǎn)留下一定的隱患。為了進(jìn)一步掌握本生產(chǎn)礦井及周圍整合礦井的積水情況，進(jìn)行地面物探工作，以便指導(dǎo)今后的安全生產(chǎn)。 。 第四節(jié) 礦井 水文 地質(zhì) 類型 一 、 3 號(hào)煤層 井田內(nèi) 3 號(hào)煤層部分采空，按照《煤礦防治水規(guī)定》中表 21 對(duì)礦井水文地質(zhì)類型劃分的六個(gè)分類依據(jù)，分別評(píng)述如下： 受采掘破壞或影響的含水層及水體 兼并重組區(qū)內(nèi)礦井開采山西組 3 號(hào)煤層，受采掘破壞或影響的第四系孔隙、山西組砂巖裂隙含水層，單位涌水量 ～ m 補(bǔ)給條件差，補(bǔ)給水源少。按照《煤 礦防治水規(guī)定》第一分類依據(jù)，為簡(jiǎn)單型。 礦井及周邊老空水分布狀況 井田內(nèi)存在 3 號(hào)煤層老空積水區(qū)，據(jù)