【正文】 本含水層由石炭系上統(tǒng)太原組的三層石灰?guī)r即KKK2所組成。據(jù)鉆探、測井綜合解釋，太原組三層灰?guī)rKKK2全區(qū)發(fā)育，層位穩(wěn)定。為本區(qū)主要含水層。其中K4灰?guī)r為7號煤老頂，K3灰?guī)r為其間接底板，K2灰?guī)r為10+11號煤直接頂板。此三層灰?guī)r在勘探區(qū)西北部白—1號孔混合自流?！１緦恿严都靶∪芏磸V泛發(fā)育，灰?guī)r溶蝕現(xiàn)象亦普遍?？傆^K2灰?guī)r裂隙巖溶含水層富水性相對較強，是開采10+11號煤層的主要充水因素。KK3灰?guī)r裂隙發(fā)育程度較K2弱，且多為方解石脈所充填，其厚度為0～。極不均勻，富水性弱。對煤層開采不會造成威脅。（3）下二疊系砂巖裂隙含水層本組裂隙不發(fā)育且多為泥質(zhì)充填，～。除K8砂巖及煤層外，別的巖層均為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及細粒砂巖，以上情況表明該層裂隙不發(fā)育，富水性微弱，因此無論是對山西組煤層還是太原組煤層的開采都不足以構(gòu)成威脅。（4）上第三系孔隙含水層本組含水層屬于上第三系上新統(tǒng)底部砂礫層孔隙承壓水含水層?！瑸楹雍嗨缮⒊练e物，2線以北沉積三層淺灰色淡水灰?guī)r。底部砂礫層層數(shù)不等，一般為2～4層，。m，可見其水量較豐富，富水性較強，由于該層距山西組煤層有數(shù)百米厚之巖層存在，因此對煤層開采不會有任何影響。（5）第四系全新統(tǒng)孔隙含水層以礫、卵石及黃土組成的河床沖積層，為孔隙潛水含水層。其分布只局限于河谷之中，沿河床走向厚度變化不大，垂直河床方向變化較大。厚度為0～，富水性較強，由于埋藏淺、取水容易，所以當(dāng)?shù)鼐用裼盟稗r(nóng)業(yè)灌溉用水全依賴于它。隔水層10+11號煤層底板至奧灰頂面之間的隔水層礦田內(nèi)10+。，其巖性為灰—淺灰色粘土質(zhì)泥巖、中砂巖、灰?guī)r偶夾薄煤層，下部為鋁質(zhì)泥巖組成，隔水性能較好。10+，由粘土質(zhì)泥巖、粉—細粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖組成，這一套地層是10+11號煤層與奧灰頂面之間較好的隔水層。地下水的補、逕、排條件奧陶系灰?guī)r本區(qū)基本上為全掩蓋區(qū)，僅北部及西部邊界以外地區(qū)新生界地層直接覆蓋于奧陶灰?guī)r上，地下水補給唯一來源為大氣降水滲透向下補給各含水層。從奧灰地下水觀測資料看其水位呈現(xiàn)單一方向的緩慢下降。奧灰含水層水位變化的總趨勢是下降，且其變化不受季節(jié)性控制，說明奧灰含水層在區(qū)內(nèi)的補給途徑不良，補給條件差。從區(qū)域及本區(qū)資料分析，奧灰水流方向在區(qū)內(nèi)無變化，由北西流向南東。區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，地層起伏角度不大，奧灰?guī)r溶發(fā)育，加之受南部邊界以外的下團柏斷層控制，奧灰水成泉涌出，這些因素構(gòu)成了區(qū)域奧灰含水層比較好的徑流條件及排泄條件。區(qū)內(nèi)新生界地層與基巖風(fēng)化裂隙帶相接觸，形成了第四系松散地層孔隙潛水及上第三系孔隙承壓水，通過基巖風(fēng)化裂隙帶緩慢的向下滲透而補給煤系地層含水層。煤系地層含水層水位均在新生界地層含水層水位以下，二者水位標高有差距，新生界含水層對煤系地層含水層雖有補給關(guān)系存在，但是由于煤系地層上覆巖層大部分屬于隔水性能較好的巖層，所以其補給途徑之差，滲透速度之慢，補給量之微，足以說明：其補給條件是不良的。綜上所述，本礦田水文地質(zhì)條件屬簡單類型。三、 充水因素分析勘探區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，剝采比小，適合露天開采，現(xiàn)以露天開采方式分析礦坑充水因素。（一）充水因素大氣降水露天采礦場內(nèi)大氣降水全部補給采礦場，在采礦場外匯水面積內(nèi)的大氣降水除少量入滲補給地下水外，大部分形成地面逕流補給采礦場，是采礦場的主要因素之一。井下采、古空區(qū)積水露天開采時要揭露采空區(qū)，此次工作對礦田內(nèi)采空區(qū)積水進行預(yù)算。礦田內(nèi)10+11號煤層形成不同面積的采空區(qū)。據(jù)調(diào)查，在礦田北部原馬蕊溝煤礦中南部10+11號煤層密閉采空區(qū)積水面積約26300m2，在礦田中南部原高遠煤礦積水面積約47372m2和50554m2，煤礦排水情況調(diào)查統(tǒng)計見下表151。根據(jù)理論公式和經(jīng)驗方法進行了估算，依據(jù)楊孟達《煤礦地質(zhì)學(xué)》(煤炭工業(yè)出版社)中關(guān)于采空區(qū)積水理論估算公式：W靜=KMF/cosα式中：W靜——采空區(qū)積水的靜儲量，m3 M——采厚，m F——采空區(qū)水平面積，m2 α——煤層傾角( 約6度)，度 K——采空區(qū)充水系數(shù)，采空區(qū)面積根據(jù)礦方提供的采掘平面圖，利用MAPGIS軟件進行了估算，采空區(qū)積水量估算結(jié)果見表152。由以上方法估算的結(jié)果可以看出，采空區(qū)積水將會對未來露天開采煤層造成影響。鑒于此，生產(chǎn)中要加強對采空區(qū)積水的探測，認真貫徹“有疑必探，先探后掘”的原則，采取有效措施，確保安全生產(chǎn)。煤礦排水情況調(diào)查統(tǒng)計表表151煤層號礦名水倉位置容量m3滿倉時間h每天抽水次數(shù)次水泵型號出水口徑寸管路直徑寸排水時間h10+11馬蕊溝煤礦主井底大水倉501223DA89三臺312副井底水倉3072FZ2234昌平煤礦主井底大水倉401523DA89三臺310副井底水倉3072FZ2234煤礦采空區(qū)積水量理論公式估算統(tǒng)計表表152 開采煤層積水區(qū)編號積水區(qū)面積(㎡)煤層開采厚度(m)煤層傾角(176。)充水系數(shù)積水量(m3)10+11Q1263007Q2119748Q347372Q4183455Q529724合計構(gòu)造本礦田基本為一背斜構(gòu)造，未發(fā)現(xiàn)的斷裂、陷落等地質(zhì)構(gòu)造，井巷穿過背斜時，未發(fā)現(xiàn)礦井涌水量增大。（二）礦田水文地質(zhì)類型太原組10+11號煤層主要的充水因素為KK3灰?guī)r含水層，頂板冒落后也可來自山西組砂巖含水層。礦田內(nèi)奧灰水水位標高560～570m之間。10+11號煤層最低底板標高為970m，遠高于奧灰水水位標高。通過富水系數(shù)比擬法對10+11號煤層涌水量進行了預(yù)算，露天礦生產(chǎn)能力達到120萬t/a時，預(yù)計礦井正常涌水量為400m3/d，最大涌水量為200m3/d，涌水量較大。采(古)，較多。礦田內(nèi)分布有大小不等的斷層、陷落柱等構(gòu)造，一般不含水，透水性差。地表水和沖積層水在構(gòu)造正常地段只能進入淺部裂隙發(fā)育帶，即使在有斷裂構(gòu)造的地段，由于本區(qū)斷層帶一般不導(dǎo)水，所以通過斷層帶向礦井的可能性不大，但在采礦過程中頂板冒落所產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶高度如果能達到淺部裂隙發(fā)育帶甚至地表，則有可能把地表水和淺部水導(dǎo)向礦井。從以上幾方面綜合考慮并依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》，將該礦定為水文地質(zhì)條件屬簡單類型。四、 礦坑涌水量及預(yù)算露天開采區(qū)匯水主要是上覆含水層開挖時的涌水和大氣降雨匯水、采空積水三部組成：上覆含水層匯水量本次經(jīng)過對原礦井下開采涌水量調(diào)查，隨開采深度、開采范圍的增大，涌水量增加。井下淋水增加一般滯后豐水期30～40天，15號煤的礦井水主要來自頂板以上的K2灰?guī)r。整合前原北南溝煤礦和原石坪煤礦礦井生產(chǎn)能力均為9萬t/a，未進行過歷年涌水量詳細統(tǒng)計，但根據(jù)每日排水時間及所使用的泵量，基本了解了礦井涌水量情況，北南溝煤礦和石坪煤礦整合前正常涌水量均為32m3/d，主要為頂板淋水和采空區(qū)積水，涌水量與豐水年或豐水季節(jié)關(guān)系不大。礦井自開采以來，井下涌水量一直不大，基本不影響礦井的正常生產(chǎn)，但隨著開采程度逐年加深，采空面積逐漸增大，以及隱伏構(gòu)造的相繼出現(xiàn)，會使礦井涌水量增加。因此在開采過程中，應(yīng)特別重視礦井地質(zhì)工作，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時分析其原因，做出正確的判斷，制定出相應(yīng)的措施。采空區(qū)積水從第二節(jié)采空區(qū)可能積水量計算可知。大氣降水匯水量采掘場大氣匯水量為降雨徑流量，主要集中在雨季交口縣多年雨季日平均降雨量為q=,暴雨降雨量q暴=，采掘場匯水面積按S=1270000m2，暴雨設(shè)計頻率采用P=10%，徑流系數(shù)為T=,則正常降雨時采掘場匯水量為Q=qS(1+P) T=1703m3/d,連續(xù)1天暴雨時匯水量為42940 m3/d，3天暴雨時匯水量為66986 m3/d，連續(xù)7天暴雨時匯水量為92190 m3/d。根據(jù)以上情況，采場內(nèi)正常匯水量每天為1703 m3/d。五、供水水源當(dāng)?shù)鼐用窬偷鼐蚓〉谒南档叵滤錾钣盟?。汾西礦務(wù)局從1979年陸續(xù)對奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組石灰?guī)r地下水進行了勘探，到目前為止，柳灣、水峪及高陽等煤礦用水基本解決，均是抽取奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組二、三段石灰?guī)r地下水作為供水水源的。在南部曹村井田，1957年為解決兩渡煤礦供水水源，原華北煤田地質(zhì)局144勘探隊在曹村溝進行了初步供水水文地質(zhì)勘探，在第四系沖擊層中施工7個水文孔，并提交兩渡礦區(qū)供水水源報告，水質(zhì)類型為HS—NC型及H—CM，～。由于水源地供兩渡煤礦用水，必需鋪設(shè)管道到汾河，這樣供水工程難度大，費用昂貴，一直未被兩渡煤礦所利用。鑒于水源地質(zhì)勘探距今已30多年，有些水文地質(zhì)條件已發(fā)生變化，如開采量逐漸增加，近年新建的簡易選煤廠廢水排放等，使地下水受到污染，對水文地質(zhì)條件有所影響。因此其臨時供水價值尚需重新評價。汾西礦區(qū)各礦在最近幾年中，在奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組石灰?guī)r中解決永久性供水水源比較理想?！?，M。綜上所述，奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組石灰?guī)r巖溶發(fā)育，水量較豐富，水質(zhì)較好。建議以后本區(qū)專門立項，對奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組石灰?guī)r地下水進行供水水文地質(zhì)勘探，以解決未來礦井的永久性供水水源?！〉诹?jié) 其他開采地質(zhì)條件一、煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征周邊礦井采煤方式與煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定性山西能源產(chǎn)業(yè)集團鑫建煤業(yè)有限公司：開采11號煤層，斜井開拓，短壁式炮采，煤層偽頂為黑色泥巖，煤層底板為炭質(zhì)泥巖或粘土巖。山西交口聯(lián)盛梁家溝煤業(yè)有限公司：開采10號煤層，主立副斜混合開拓，開采方式為短壁式炮采，煤層偽頂為黑色泥巖，底板為泥巖。山西孝義泉泰盛煤業(yè)有限公司：開采10+11號煤層，主立副斜混合開拓，煤層偽頂為泥巖，底板為炭質(zhì)泥巖。山西孝義杜西溝煤業(yè)有限公司：開采10+11號煤層，主立副斜混合開拓，煤層偽頂為泥巖，底板為炭質(zhì)泥巖。山西省靈石縣小王莊聯(lián)營煤礦：開采10+11號煤層，斜井開拓，煤層偽頂為泥巖，底板為炭質(zhì)泥巖。該報告共調(diào)查生產(chǎn)礦井7個，開采煤層從10號煤層到11號煤層的礦井均有。據(jù)調(diào)查，礦井頂?shù)装鍘r層穩(wěn)定性好，易維護，沒有發(fā)現(xiàn)底鼓，冒落現(xiàn)象，各煤礦均未發(fā)現(xiàn)斷層，工程地質(zhì)條件簡單。松散層工程地質(zhì)特征本次在1220205三個孔中對土層取樣進行了化驗，從化驗結(jié)果看成分主要由顆粒組成：細砂（～）占比例的0. %；粉砂（～）%；粉細粒（～）%；粉細粒（～）%；粘粒（＜）%。%%，%%，—。–。以粘土，粉質(zhì)粘土，粉土為主。煤層頂、底板巖石的工程地質(zhì)特征為了了解主采10+11號煤層上覆巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，本次勘探在121220205共四個鉆孔中采集14組工程力學(xué)巖石樣，進行了物理性試驗、力學(xué)性質(zhì)試驗及抗剪斷強度試驗（測試結(jié)果見地質(zhì)報告附表13），現(xiàn)將巖石工程地質(zhì)特征分述如下：從鉆孔揭露的地層結(jié)構(gòu)看，10+11號煤老頂以K2灰?guī)r為主，K2灰?guī)r至10+11號煤層以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主。—，；—259Mpa之間，；抗壓強度（濕），；，；%之間，%；%%,%；；；(104MPa)。K2至K3灰?guī)r之間由泥巖，砂質(zhì)泥巖及薄煤層（8下號煤）組成?！?；—，平均165Mpa；抗壓強度（濕），；，%；%；(104Mpa)。K3至K4灰?guī)r之間由泥巖、粉砂巖及煤層（7下號煤）組成，—66Mpa之間，；；(104MPa)。K4至K7砂巖之間由泥巖、砂質(zhì)泥巖及6號煤層組成，容重（干），%，%，；抗壓強度（濕）—，；。(104MPa)。綜上所述，10+11號煤偽頂為泥巖，直接頂板為砂質(zhì)泥巖，老頂為K2灰?guī)r。 二、瓦斯本次勘探未進行瓦斯樣的測試工作，收集了原交口縣桃紅坡鎮(zhèn)馬蕊溝煤礦與交口昌平煤業(yè)有限責(zé)任公司兩座礦井10+11號煤層2008年度瓦斯鑒定批復(fù)結(jié)果：，—，—，均為低瓦斯礦井，綜合評價確定為低瓦斯礦井。，—，—，均為低瓦斯礦井，綜合評價本礦田原井工開采時確定為低瓦斯礦井。三、煤塵爆炸危險性各煤層煤塵爆炸性試驗結(jié)果見表161。各煤層煤塵爆炸性試驗結(jié)果表表161　　　　煤層號火焰長度(mm)加巖粉量(%)有無爆炸性10+112025033有四、煤的自燃傾向性2010年4月10日，在華瑞煤業(yè)10+11號煤層M1見煤工程點處采取煤樣送山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心進行自燃傾向性試驗。經(jīng)測試：10+，煤自燃傾向性等級為Ⅰ級，屬容易自燃煤層。為了綜合治理山西華瑞煤業(yè)有限公司煤礦的煤層自燃，有效的保護和充分利用極其有限的煤炭資源，減少煤層自燃造成的日趨嚴重的環(huán)境的污染，徹底改善自燃區(qū)域動、植物的基本生存條件，并保證礦井的安全生產(chǎn)，山西華瑞煤業(yè)有限公司煤礦委托山西省安全工程技術(shù)研究中心對該礦范圍內(nèi)的煤層火區(qū)進行同位素測氡法探測火源位置。為了查清自燃火源位置，給火區(qū)治理提供科學(xué)依據(jù)，山西省安全工程技術(shù)研究中心于2009年9月10日至9月20日進行了火源探測。探測面積約448800m2，共布測點約1190個，探測報告給出了火源探測平面圖、三維立體圖及結(jié)果分析，該探測結(jié)果可為制定滅火方案制定提供科學(xué)依據(jù)。五、地溫、地壓本礦田內(nèi)無測溫鉆孔，西鄰宜興井田鉆孔測溫成果，℃/100m，屬地溫正常區(qū)。推測本礦田屬地溫正常區(qū)。第七節(jié) 礦田勘探程度評價一、勘探程度評價露天地質(zhì)勘查工作是山西地科勘察有限公司進行的，報告編制合理，可滿足露天礦初步設(shè)計的要求，所獲主要地質(zhì)成果如下：對礦田內(nèi)主要可采的10+11號煤層的構(gòu)造及煤層穩(wěn)定性進行了劃分，礦田內(nèi)構(gòu)造簡單，主采10+11號煤層為穩(wěn)定的可采煤層，采用工程控制劃分資源儲量類型。地質(zhì)勘查對首采區(qū)詳細查明了礦田構(gòu)造形態(tài)；詳細查明了可采煤層的層數(shù)、層位、厚度變