【導讀】山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告

　　

【正文】 程度 可采 情況 最小～最大 平均 最小～最大 平均 頂板 底板 山 西 組 1 簡單 0 泥巖 砂質泥巖 砂巖 泥巖 砂質泥巖 較穩(wěn)定 大部可采 2 較簡單 02 泥巖 砂質泥巖 砂巖 泥巖 砂質泥巖 較穩(wěn)定 大部可采 太 原 組 6 簡單 01 泥巖 砂質泥巖 砂巖 砂質泥巖泥巖 粉砂巖 較穩(wěn)定 大部可采 9 簡單 0 石灰?guī)r 泥巖 砂質泥巖 較穩(wěn)定 大部可采 10 較復雜 03 泥巖 砂質泥巖 砂質泥巖 泥巖 粉砂巖 穩(wěn)定 全井田可 采 11 較簡單 02 泥巖 砂質泥巖 粉砂巖 泥巖 砂質泥巖 砂巖 穩(wěn)定 大部可采 （ 四 ）巖漿巖 井田內未見有巖漿巖侵入。 綜上所述， 井田內未發(fā)現(xiàn)陷落柱等其他構造，未見巖漿巖侵入體 ，井田 構造 總體上 屬簡單類。 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告 31 四、區(qū)域水文地質 本區(qū)位于太原斷陷盆地東南部，沁水盆地西緣， 地勢東北高西南低。 從東南到西北區(qū)域上出露的地層有奧陶系石灰?guī)r、石炭系、二疊系、三疊系砂巖、粉砂巖、砂質泥巖、泥巖、以及第四系沖洪積物。以地貌形態(tài)和成因類型可劃分為基巖山區(qū)、構造剝蝕低山丘陵區(qū)和沖洪積物平原區(qū)三個地貌形態(tài)。 本 區(qū)屬于汾河流域，郭莊泉域。 郭莊泉位于霍縣南 7km處東灣村至郭莊村的汾河河谷中，為本省大型巖溶泉之一，泉口高程 516— 521m，多年平均流量 (1968年 — 1984 年 )，如按 1956年 — 1984 年系列則為 。 1985 年 —1999年平均流量為 。 2020年 — 2020年平均流量為 。 （一）區(qū)域含水巖組的劃分及其水文地質特征 含水巖組是按地下水含水介質以及賦存條件、水動力特征劃分的?，F(xiàn)將各含水巖組的水文地質特征分述如下： 1．奧陶系碳酸鹽巖裂隙、巖溶含水巖 組 該含水巖組在本區(qū)域的出露主要分布在平遙普洞以南及洪山泉以南，巖性為灰色厚層狀灰?guī)r及泥灰?guī)r，裂隙、溶洞較發(fā)育。郭莊泉位于本井田西南約 53km處。 2．石炭系碎屑巖夾碳酸鹽巖裂隙、巖溶含水巖組 主要出露在普洞以南及以西地區(qū)，巖性為灰白、灰黑色、鋁土質、砂質泥巖及灰?guī)r互層?；?guī)r為黑色厚層塊狀，裂隙較發(fā)育，溶洞不發(fā)育，其中以太原組中夾四層穩(wěn)定的石灰?guī)r較厚。 3．二疊系及三疊系碎屑巖類裂隙含水巖組 分布在東南及東部山區(qū)，巖性主要為紫紅色砂質泥巖和灰黃色、山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告 32 灰紅色細砂巖以及灰黃、灰紅色帶灰綠色長石砂巖；紫灰色砂質泥巖 、泥巖。裂隙及層理都較發(fā)育，為大氣降水和地表水入滲創(chuàng)造了條件。大部分泉水都出露于該地層中，泉流量為 — 。 4．第四系中上更新統(tǒng)松散巖類孔隙含水巖組 分布在山前丘陵區(qū)及傾斜平原區(qū)，含水層巖性為砂卵石，含水層厚 30— 70m， 單位涌水量 — 178。 m，為重碳酸或碳酸鈉鈣鎂型水，礦化度 ，水溫 13℃左右。從丘陵區(qū)到傾斜平原區(qū)，涌水量有逐漸增大的趨勢。 5．第四系全新統(tǒng)松散巖類孔隙含水巖組 分布在沖積平原區(qū)，含水層巖性大部分為粉細砂、中砂，少數(shù)為粗砂夾礫石。野外民井調查，一 般井深 40m 左右，水位埋深 8— 14m之間，單位涌水量 — 178。 m，水化學類型屬重碳酸鈉鈣鎂型，水溫 12— 15℃。 （二） 、地下水的補給、徑流、排泄條件 1．如前所述，井田奧灰水屬郭莊泉域，該泉域的泉水出露標高為 512～ 510m。 其補給區(qū)段為區(qū)域東部和西部奧灰露頭區(qū)直接接大氣降水補給和地表季節(jié)性河水補給，然后由北向南徑流，于南部郭莊泉排泄。 2．碎屑巖類裂隙水 主要指石炭系、二疊系和三疊系砂巖裂隙水，其補給主要來自裸露區(qū)大氣降水和上覆松散層地下水的入滲補給。在區(qū)域構造的控制下，地下水沿層面裂隙 順層徑流。在溝谷切割深處，以泉的形式排出地表，或補給河谷第四系松散巖類孔隙水，另外，主要排泄方式還有生產(chǎn)礦井的礦坑排水和民井人工開采。 3．松散巖類孔隙水 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告 33 松散巖類孔隙水除大氣降水的垂直入滲補給外，有地表水體的入滲補給和基巖裂隙水的側向補給，地下水的流向一般與地表水的流向大致相似。排泄方式主要是人工開采。 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告 34 五、礦井水文地質 （一）井田邊界及其水力性質 井田邊界均為人為邊界。 西部邊界：北中段：大體平行于紫荊山斷裂帶，為地表分水嶺邊界。邊界走向由北向南自八道年山 — 交口縣土灣垴子 — 棋盤山 — 石口— 隰縣五鹿山東 — 泰 山梁。西南段：以青山峁背斜、山頭東地壘以及其南部短軸背斜與龍子祠泉域為界。邊界走向由西北向東南自泰山梁— 青山峁 — 上村山 — 青龍山 — 西莊。 北部邊界：為汾河向斜翹起端，亦為地表分水嶺為界，西段與柳林泉城相鄰。邊界走向由西向東，自土灣垴子 — 交口縣上頂山 — 井溝梁 — 中陽縣上頂山 — 荒草山東 — 離石頂天垴南 — 文水拐嶺底 — 汾陽桑棗坡 — 宋家莊 — 文水神堂。 東部邊界：北段：汾陽市到靈石馬河之間為一北北東向大斷裂，東盤新生界地層較西盤下落 800— 1200m，此斷層不僅構成太原盆地與靈石隆起的邊界，也成為郭莊泉域的阻水邊界。南段：馬 和以南為走向南北的霍山斷裂，形成泉域阻水邊界。整個邊界走向由北向南，自神堂 — 汾陽杏花樹 — 見喜 — 孝義司馬 — 大孝堡 — 介休義棠東 — 秦樹 — 靈石西許 — 霍州馮村 — 李曹東 — 閆家莊東。 南部邊界：以萬安斷層為阻水邊界。邊界走向由西至東自洪洞西莊 — 康家坡 — 堤村南 — 南溝 — 閆家莊東。 從圖上可以看出本井田位于郭莊泉域東部補給區(qū)。 應特別注意井田內及相鄰煤礦采空區(qū)積水情況。這些采空區(qū)采掘范圍及積水邊界等 雖初步 查清， 但 在采掘過程中一旦揭露，則會成為人為的強補給邊界。因此， 應做好 周邊小煤窯采掘邊界及積水范圍及山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告 35 積水邊界探測與防治 。 （ 二）含水層 1．奧陶系 中統(tǒng) 碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層 井田東部有零星出露，巖性為深灰色厚層石灰?guī)r，為井田主要含水層。據(jù)井田中部后黨峪村水源井資料，水井深度 500m，奧灰鉆進，靜止水位深 。水位標 高 ，結合本井田 西北約 9km 處 師 屯 201孔 奧灰水位標高 560m 求得本區(qū)奧灰水力坡度約為1‰，由此 推測本井田奧灰水位標高為 550～ 553m, 據(jù)后黨峪水源井資料，涌水量為 ，單位涌水量為 。 2．石炭系太原組碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層 該組地層井田內地 表未見出露。含水層主要為三層石灰?guī)r (KK K4)及數(shù)層中粗粒砂巖， K2灰?guī)r厚度 平均 ， K3灰?guī)r厚度 平均， K4灰?guī)r厚度 平均 ，據(jù)位于井田 西北 4km處大佛寺溝精查區(qū) 大 3— 2鉆孔資料， K2灰?guī)r滲透系數(shù) ，單位涌水量 L/s178。 m， K3灰?guī)r滲透系數(shù) ，單位涌水量 178。 m， K4灰?guī)r滲透系數(shù) ，屬富水性弱的含水層。 3．二疊系山西組及上下石盒子組碎屑巖類裂隙含水層 該組地層井田 有少量 出露。含水層多為 中 細砂巖， 據(jù)大佛寺溝精查 區(qū) 大 3— 2孔混合抽水試驗結果為單位涌水量 178。 m，屬富水性 弱 的含水層 。 4．第四系松散巖類孔隙水含水層 第四系 全 新統(tǒng) 主要 廣泛分布于井田 中部后黨峪大溝內，含砂礫層潛水。主要由 大氣降水 和季節(jié)性河流補給，富水性受季節(jié)影響大。 屬富水性 弱 的含水層。 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告 36 （三）隔水層 各基巖含水巖組之間泥質巖類及巖溶、裂隙不發(fā)育的碳酸鹽類巖層，均起到隔水作用，使各含水巖組之間無水力聯(lián)系或水力聯(lián)系微弱，為隔水層或相對隔水 層， 當其完整性、連續(xù)性未破壞時， 隔水性能良好。 現(xiàn)就井田內主要隔水層 分述如下。 1． 泥質巖層間 隔水層 石炭、二 疊系砂巖、灰?guī)r含水層之間均分布 有 較 穩(wěn)定、連續(xù)沉積的泥巖、砂質泥巖、薄層 粉 砂巖地層，有相對隔水作用，可 起到良好的層間隔水作用 。 2．本溪組隔水層 本溪組地層為一套泥巖、粘土巖、鐵鋁巖為主的地層，夾薄層灰?guī)r和砂巖，砂巖一般為泥質膠結，地層平均厚度 左右 ， 隔水性能良好，是含煤地層和奧陶系地層之間重要的隔水層。 （四）礦井充水條件 礦 坑 充水水源 （ 1）大氣降水及地表水 井田內沒有大的地表積水和河流， 僅在井田東北部分布一個小水庫，屬季節(jié)性蓄水水庫，雨季來臨時，自然降水大部分順溝谷流出井田，小部分沿巖石裂隙 滲入地下轉為地下水。在井田東部和西部煤層埋藏深度較淺的地方，開采煤層后，會造成地面塌陷和頂板導水裂隙，將會溝通地表水，在洪水期會給礦井造成危害，另外在斷層發(fā)育地段，應防范地表水沿斷層破碎帶下滲入礦井引發(fā)水害事故，該礦生產(chǎn)過程中要引起足夠的重視 。 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告 37 前面已經(jīng)敘述， 本井田奧灰水位標高為 550～ 553m, 本井田僅 11 號煤層在井田東北邊界處 F1 斷層西側極小范圍內煤層底板標高在 553m 以下，屬帶壓開采地段。由于帶壓區(qū)范圍極小，基本包含在邊界保安煤柱和斷層保安煤柱之內，所以只要按照規(guī)范留 足邊界，斷層保安煤柱，奧灰水一般不會對 11 號煤層開采形成充水危害。值得提出的是將來在該地段開采時，必須留設足夠的斷層隔水煤柱，以防奧灰水沿斷層帶涌入巷道造成水害事故。 6 號煤層老頂為中細砂巖，屬中等堅硬巖石， 其垮落帶高度和裂縫高度由如下公式計算： Hm=100∑ M/(∑ M+19)177。 Hli=100∑ M/(∑ M+)177。 Hli=20√∑ M +10 11 號煤層老頂為 K2 石灰?guī)r屬堅硬巖石， 其垮落帶高度和裂縫高度 由如下公式計算： Hm=100∑ M/(∑ M+16)177。 Hli=100∑ M/(∑ M+)177。 Hli=30√∑ M +10 式中： Hm為 冒落高度 m； Hli為導水 裂縫高度 (m) M 為煤厚(m) 經(jīng)計算： 開采 6 號煤層頂板 垮落帶高度分別為 、 和，頂板最大導水裂縫高度分別為 、 和 ，井田內 2號煤間距 ～ ， 6號煤層間距 ～ ，所以開采 6號煤層將會導通上部 2號煤層的采空區(qū)積水。 開采 11 號煤層頂板垮落帶高度分別為 、 和山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告 38 ，頂板最大導水 裂縫高度分別為 、 ，井田內 9 號煤間距 ～ ， 10 號煤層間距 0～ ， 11 號煤層間距 ～ ，所以開采 11 號煤層將會導通上部 10 號煤層的采空區(qū)積水。 因此今后在開采 10 號煤層和 11 號煤層前，應對上部煤層采空區(qū)積水進行探測和排放，做到 “ 預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采 ” 。上部 6 號煤層采空區(qū)積水將對下部 11 號煤層產(chǎn)生充水威脅，應加防范。 (古 )空區(qū)積水情況 ? 積水計算方法 采空區(qū)積水量采用《礦井安全手冊》老空區(qū)積水量估算公式Q=W178。M178。F/cosα 估算： 其中： Q— 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— 采空區(qū)的平均采高或煤厚 (m) F— 采空區(qū)積水的投影面積 (m2) α — 煤層傾角 (176。 ) ?本井田采 (古 )空區(qū)積水情況： 據(jù)調查，本井田內主要為 6 號煤層采空區(qū)分布積水，上部 1號煤層與 2 號煤層間距 ，其 采空區(qū)水基本沿下部 2 號煤層采空后頂板導水裂隙下滲入 2號煤層采空區(qū)內。關于下部 11 號煤層，雖已進行少量開拓，分布有很少量巷道和極小范圍采空區(qū)。因采空時間不長，且面積很小，基本無積水。井田 6 號煤層采空區(qū)積水情況詳見表 41。 2號煤層：本井田 采 (古 )空區(qū)積水量約 77892m3，相鄰礦積水量約 13736m179。 。 山西介休義棠瑞東煤業(yè)有限公司礦井水文地質類型劃分報告 39 采空區(qū)積水量估算結果表 表 41 煤層 積水區(qū)編號 積水區(qū)位置 積水區(qū) 面積 (m2) 煤層 厚度 (m) 積水 系數(shù) 煤層 傾角(176。) 積水量 (m3) 備注 2 1 原瑞來煤業(yè)公司采空區(qū) 12500 8 2083 井田內采空區(qū) 2 原瑞來煤業(yè)公司采空區(qū) 26625 8 4424 3 原瑞來煤業(yè)公司采空區(qū) 9375 8 1562 4 原瑞來煤業(yè)公司采空區(qū) 20200 8 4544 5