【導讀】1礦井及井田概況-----------------------------------------------------------------------------------1-. 礦井及井田基本情況---------------------------------------------------------------------1-. 井田位置、范圍和交通條件-------------------------------------------------------------3-. 礦井排水設施能力現(xiàn)狀-------------------------------------------------------------------8-. 2以往地質(zhì)和水文地質(zhì)工作評述-----------------------------------------------------------------11-. 4區(qū)域水文地質(zhì)-------------------------------------------------------------------------------------29-. 地下水的補給、徑流與排泄------------------------------------------------------------32-. 5礦井水文地質(zhì)-------------------------------------------------------------------------------------33-. 井田邊界及其水力聯(lián)系-----------------------------------------------------------------33-. 井田及周邊地區(qū)老窯積水分布狀況---------------------------------------------------38-. 6礦井開采受水害影響程度及防治水工作難易程度評價-------------------------------------44-. 7礦井水文地質(zhì)類型-------------------------------------------------------------------------------48-. 礦井存在的主要水害問題---------------------------------------------------------------51-. 防治水措施及建議-----------------------------------------------------------------------51-

　　

【正文】 aMg 及 SO4 NO3 CaMg 型水，總硬度為 1225 德國度，水溫 1218℃。本區(qū)先后施工水源孔 33 個，出水量大約 萬 m3/d,是陽泉地區(qū)主要供水水源地。 石炭系太 原組薄層灰?guī)r主要有四節(jié)石（ K2）、錢石（ K3）、猴石（ K4）三層石灰?guī)r，總厚度 米。其中以 15煤層老頂四節(jié)石灰?guī)r厚度最大，為 6～ 12 米左右，在東部地區(qū)埋藏淺，補給條件較好，巖溶裂隙較為發(fā)育，含水較豐富， 單位涌水量 可達 — m ，滲透系數(shù) ～ ，但在西部地區(qū)，埋藏較深和補給條件不好，含 水微 弱， 單 位涌 水量 僅 — m ，滲透 系數(shù)～ 。 地下水的補給、徑流與排泄 本區(qū)以大氣降水、地表河流為區(qū)域地下水的補給 來源。東部奧陶系石灰?guī)r裸露區(qū)和第四系孔隙水含水層，直接接受大氣降水的滲漏補給，地下水位、流量動態(tài)變化與降水關(guān)系特別密切。石炭、二疊系裂隙含水層以地層露頭通過大氣降水及地表水補給，一般洪水期地表水補給地下水，枯水期則排泄地下水。 本區(qū)含水層與隔水層相互成層狀分布，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較少，規(guī)模較小，一般情況下含水層之間互不發(fā)生水力聯(lián)系，由于奧陶系灰?guī)r地下水位埋藏深，低于煤層的開采水平，石炭、二疊系基巖裂隙含水層為弱裂隙含水層，除局部地段外，對煤礦開采一般影響不大。 33 陽泉煤 業(yè)（集團）有限責任公司三礦礦井水文地質(zhì)類型劃分報告 5 礦井水文地質(zhì) 井田邊界及其水力聯(lián) 系 井田范圍：北部以礦區(qū)獨立坐標系緯線 106500 為界（人為邊界）與 陽泉煤業(yè) （ 集團 ） 股份有限公司 一礦相鄰；南部以桃河洪水位線為界（自然邊界）與 陽泉煤業(yè) （ 集團 ） 股份有限公司 二礦隔河相望；西部以礦區(qū)獨立坐標系經(jīng)線 86600 為界（人為邊界）與 山西新景礦煤業(yè)有限責任公司 相鄰；東部為以蒙村河為界（自然邊界）與陽煤集團四礦（報廢）相鄰（自然邊界）。 井田的東、中部的河溝、山坡有部分含水層 及煤層 出露， 但對礦井涌水量變化影響不大。 含水層 根 據(jù)含、隔水層在垂直序列上的沉積特征，自上而下劃分為五個含水層，對其含水性、導 水性分別加以闡述如下： 中奧陶統(tǒng)灰?guī)r含水層 中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r是礦區(qū)強含水層，為煤系地層基巖?；?guī)r巖溶裂隙及蜂窩狀溶孔溶洞較發(fā)育，主要靠大氣降水及地表水滲漏補給，為補給娘子關(guān)泉域的主要含水層。其主要含水段為上、下馬家溝組的厚層角礫狀灰?guī)r，峰峰組灰?guī)r多處于區(qū)域水位之上的垂直入滲帶。奧灰水位 +390+410 米，富水性較好，具有巖溶水地下水庫的特征。 太原組灰?guī)r含水層 上石炭統(tǒng)太原組發(fā)育四節(jié)石灰?guī)r（ K2）、錢石灰?guī)r（ K3）、猴石灰?guī)r（ K4）三層含水層，總厚度 米。其中以 15煤層老頂四節(jié)石灰?guī)r 厚度最大，為 6～ 12 米左右，在東部地區(qū)埋藏淺，補給條件較好，巖溶裂隙較為發(fā)育，含水較豐富， 單位涌水量 可達 — ， 34 陽泉煤 業(yè)（集團）有限責任公司三礦礦井水文地質(zhì)類型劃分報告 滲透系數(shù) ～ ，在西部地區(qū)，埋藏較深和補給條件不好，含水微弱， 單位涌水量 僅 — ，滲透系數(shù) ～。 砂巖含水層 （ 1）山西組砂巖裂隙含水層 山西組為本區(qū)主要含煤地層之一。 3煤層老頂為灰白色中粒砂巖S5，厚度為 米，平均 米。本層厚度變化大，有時相變?yōu)榧毶皫r和粉砂巖，常下切 3煤 直接頂及煤層。地表幾乎沒有出露，含水性一般較弱，以靜儲量為主，向西水文地質(zhì)條件逐漸變差。 單位涌水量 ，滲透系數(shù) 。水化學類型為 HSCaMg型水，礦化度 ，總硬度 。 （ 2）下石盒子組砂巖含水層 底部為綠色巖層段的灰白色中 粗砂巖 K8， 厚度在 ，平均厚度 ；中部為黃色巖層段的灰白色中 粗粒砂巖 K9，泥質(zhì)膠結(jié)，易風化，厚度在 ，平均厚度 。據(jù) 686 號鉆孔簡易放水實驗表明，單位涌水量 ，滲透系數(shù) ，水質(zhì)類型 HCO3Ca 型水，礦化度 ， PH 值 為 。 頂部砂巖帶段以灰白色、黃綠色粗 — 中粒石英砂巖為主，厚度在，平均厚度 ；僅在東部山坡地段出露，單位涌水量 ，滲透系數(shù) 。 （ 3）上石盒子組砂巖含水層 含水層主要為上石盒子組紅黃色巖層上段底部的灰白、黃綠色的粗 中粒砂巖 K11（中間砂巖），厚度 ，平均 。 涌水量一般不大，多在 ，主要靠大 氣降水補給，受季節(jié)控制明顯。在向斜部位或溝谷底部有一定的承壓性，但水頭壓力和水量均不 35 陽泉煤 業(yè)（集團）有限責任公司三礦礦井水文地質(zhì)類型劃分報告 大，水量在 。水化學類型為 HSCaMg 型水，礦化度 ， PH 為 ，水溫 15℃ 左右。 第四系含水層 主要分布于桃河及其支流的河床、兩側(cè)階地以及其它低洼溝谷中的沖積、洪積及坡積層中，厚度 5— 20 米左右，由卵石、礫石、砂粒、砂質(zhì)粘土、亞粘土等組成。本層富水性強，潛水位、水量隨季節(jié)性動態(tài)變化大，并受大氣降水制約。其中以桃河河谷含水較豐富，單位涌水量為 ～ m，呈北西～南東向帶狀分布，地下水流由西向東，直接受大氣降水補給，該含水段循環(huán)交替強烈，滲透系數(shù) ，水化學類型為 HCO3Ca 型水，礦化度 ，水溫 12～ 13℃ 。是礦區(qū)供水的主要水源。 隔水層 中石炭統(tǒng)本溪組隔水層 由泥巖、鋁質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖等組成，厚度 ，系一較好的隔水層。 石炭系太原組和二疊系山西組及上、下石盒子組層間隔水層組 本隔水層組由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粘土質(zhì)泥巖及煤層等組成。分布于各層石灰?guī)r和各層砂巖含水層之間，起到層間 相對隔水的作用。 礦井充水 條件 充水水源 礦井可能的充水水源包括 大氣降水、 地表水、煤層頂板 含水層水 、奧灰水以及采空區(qū)積水等?，F(xiàn)在對這幾種水源成為礦井充水水源的可能性進行分析。 1）地表水 36 陽泉煤 業(yè)（集團）有限責任公司三礦礦井水文地質(zhì)類型劃分報告 在三礦井田范圍內(nèi)，地表水體對礦井的影響主要集中在東部、東南部。雨季各河流滲漏量較大，從而造成礦井涌水量增加。 原二號 井受到河流影響尤為明顯， 原二號井 三、五采區(qū)蓋層厚度 80120m 左右，礦井涌水量較大，可達 1030m3/h。 地表水對礦井的影響主要表現(xiàn)在對南部、東南部采空區(qū)大量充水，從而造成采空區(qū)積水的增 加。目前采空區(qū)低洼處有大量積水，水量約 萬 m3，占 3煤層總水量的%。 最高洪水位 ，井口標高： 原二號井 、裕公井、豎井 。洪水不會直接灌入井口，暴雨起降雨及洪水對礦井的影響主要表現(xiàn)在地表水漏失量增加，采空區(qū)水量增加。 2）煤層頂板水 （ 1） 3煤煤層頂板水 3煤層頂板 K K9 砂巖裂隙含水層為弱含水層，水量以靜儲量為主。處在 3煤采動冒裂帶范圍內(nèi)，向斜部位常出現(xiàn)大面積淋水或涌水現(xiàn)象，涌水量 ，水量穩(wěn)定時間較短，一般為 35 天。 3煤煤層頂板水對礦井正常生產(chǎn)影響較小。 （ 2） 15煤煤層頂板水 15煤煤層頂板上覆上石炭統(tǒng)太原組四節(jié)石灰?guī)r（ K2）、錢石灰?guī)r（ K3）、猴石灰?guī)r（ K4）三層含水層，含水層總厚度 。 K KK4 三層灰?guī)r含水層處在 15煤采動冒落帶和裂縫帶范圍內(nèi)，隨著頂板的垮落產(chǎn)生周期性的來水，涌水量達 520m3/h。三層灰?guī)r中 K2 灰?guī)r厚度及含水量較大，為 15煤頂板主要含水層。 3）奧灰水 3煤最低開采標高 +600m， 15煤最低開采標高 +450m。根據(jù)新景礦施工的水文孔來分析三礦奧灰水位， O2d5： +； O2j5： 37 陽泉煤 業(yè)（集團）有限責任公司三礦礦井水文地質(zhì)類型劃分報告 +。區(qū)域水位一般在 +390+410m 之間， 三礦現(xiàn)開采 15煤層，底板標高在 450— 810 米之間，故奧灰水對本井田的開采無影響。 4）采空區(qū)積水 三礦為多煤層、分水平開采，經(jīng)過近六十年的開采，采空區(qū)在空間上位置關(guān)系復雜。同時，周邊小煤礦的開采也增加了采空積水的范圍和水量。采空區(qū)積水是三礦主要的充水 水源也是防治水工作的重點。采空區(qū)積水包括同層的采空區(qū)積水和上覆 采空區(qū)積水。采空區(qū)積水以靜儲量為主，初見水量大，對安全威脅大。擴四采區(qū)面臨著同層采空區(qū)積水和上覆 3煤采空區(qū)積水的威脅。 充 水通道 三礦的主要充水水源為煤層頂板水和采空區(qū)積水，各種充水水源進入采掘空間可能的通道包括斷層、陷落柱、采動裂隙、采掘空間及封閉不良鉆孔等，現(xiàn)對各種可能的充水通道進行分析。 1）斷層 三礦沒有區(qū)域性的大斷層，多為規(guī)模較小的層間斷層，斷層的形成受到褶皺構(gòu)造控制。由于斷層規(guī)模較小，斷層形成導通采空區(qū)水體和開采空間的可能性不大，斷層的發(fā)育有可能會造成頂板淋水或涌水的增大?？偟膩碚f，由于沒有大規(guī)模的導含水斷層，斷層的影響較小。 2）陷落柱 三礦陷落柱發(fā)育眾多，陷落柱的發(fā)育為礦 井防治水工作帶來很大的難度。陷落柱的影響表現(xiàn)在一方面形成導通上部水體和開采空間的天然通道，另外一方面的影響是陷落柱的存在使得頂板冒裂帶發(fā)育 高度增加，從而形成可能的導水通道。因此對陷落柱的探查是 15煤開采防治水工作的重點之一。 38 陽泉煤 業(yè)（集團）有限責任公司三礦礦井水文地質(zhì)類型劃分報告 三礦開采揭露的陷落柱中，絕大多數(shù)不含水，也不導水，僅豎井擴四區(qū) K8403 工作面進風巷掘進揭露的一個陷落柱具明顯導水性，導通上部含水層水。 3）采 動裂隙 采空區(qū)積水進入礦井的主要途徑是采動形成的冒裂帶。采動形成的裂隙帶可能形成上覆采空區(qū)積水進入開采空間的通道，同時相鄰工作面形成的冒裂帶 相互溝通，可能形成導通同層采空區(qū)積水的通道。 4）采掘空間 小煤礦和本礦的采空區(qū)積水以及降雨等水源進入開采空間時可能需要通過采空區(qū)、老巷等采掘空間。采掘空間形成了人工的過水通道，在防治降雨、地表水、小煤礦及采空區(qū)積水時要對可能的過水通道進行排查和密閉，確保開采工作面的安全。 5）封閉不良鉆孔 是一種人為造成的充水途徑，它是由于以往勘探活動所留下的點狀垂向?qū)ǖ?，該類導水通道的隱蔽性強，垂向?qū)畷惩?，不僅會使垂向上不同層位的含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系，而且當井下采礦活動揭露或接近時，會產(chǎn)生突發(fā)性的突水事故，不 僅突水初期水量大，而且還會有比較穩(wěn)定的補給量，封閉不良鉆孔包括未封堵或封堵不良鉆孔，未封孔或止水不良的鉆孔。本井田內(nèi)鉆孔較多，應對區(qū)內(nèi)鉆孔進行排查，預先發(fā)現(xiàn)問題，提早采取封堵措施。 井田及周邊地區(qū)老窯積水分 布 狀況 井田范圍內(nèi)老窯積水 情況 三礦曾開采煤層有 1 15，開采后采空區(qū)內(nèi)低洼處形成大量采空積水， 據(jù)統(tǒng)計 （采空積水公式） ， 各煤層共存在采空積水 38 個，積水總面積 1683587m2，積水總量 萬 m3。 詳見 39 陽泉煤 業(yè)（集團）有限責任公司三礦礦井水文地質(zhì)類型劃分報告 下表： 三礦采空 區(qū)積水情況統(tǒng)計表 序號 煤層 積水區(qū) 編號 積水面積 （ m2） 水頭高度 （ m） 水量 （ m3） 1 3 3— 1 30596 6 8400 2 3 3— 2 90689 18 37700 3 3 3— 3 7631 2020 4 3 3— 4 112144 70 65000 5 3 3— 5 78973 33 57900 6 3 3— 6 80461 12 44400 7 3 3— 7 5376 660 8 3 3— 8 276056 77 182020 9 3 3— 9 44049 10 21400 10 3 3— 10 6912 7 4200 11 3 3— 11 8445 9 6600 12 3 3— 12 5619 2400 13 3 3— 13 6352 6 2100 14 3 3— 14 33459 18 13500 15 3 3— 15 89091 21 34000 16 3 3— 16 33239 36 17300 小計 909092 499560 17 6 6— 1 38183 25 24750 18 6 6— 2 37407 26 13600 19 6 6— 3 31762 16700 20 6 6— 4 6953 12 3540 小計 114305 58590 21 12 12— 1 16437 20 6400 22 12 12— 2 1394 2 270 小計 17831 6670 23 15 15— 1 15835 9000 24 15 15— 2 40851 33566 25 15 15— 3 465456 38 512020 26 15 15— 4 11746 6 3200 27 15 15— 5 3242 5 500 28 15 15— 6 5985 4 900 29 15 15— 7 8157 5 3430 30 15 15— 8 10907 9 4100 31 15 15— 9 16467 9 17800 32 15 15— 10 12755 4850 33 15 15— 11 30768 7 9200 34 15 15— 12 5936 8 4500 35 15 15— 13 5625 850 36 15 15— 14 2135