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文檔簡介
山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公司
中長期防治水規(guī)劃
(2019年一2023年)
山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公司
2019年1月5日
目錄
第一章前言..................................................1
第二章概況..................................................2
第三章地質(zhì)情況...............................................4
一、井田地層..............................................4
二、構(gòu)造...................................................8
三、巖漿巖................................................10
第四章水文地質(zhì)情況.......................................11
一、井田含水層............................................11
二、井田隔水層............................................12
三、礦井充水條件..........................................13
四、礦井水害的防治........................................28
五、煤礦水文地質(zhì)類型評價..................................30
六、礦井防治水分區(qū)論證....................................31
七、2019-2023年采掘計劃布置..............................31
八、礦井近期與中遠期分別應(yīng)查明的水文地質(zhì)問題..............32
第五章礦井防治水技術(shù)路線與原則............................34
一、礦井防治水工作的基本原則..............................34
二、寶華煤業(yè)防治水工作的技術(shù)路線..........................34
第六章防治水技術(shù)與工程規(guī)劃................................36
一、主要水文地質(zhì)研究工作..................................36
二、水文地質(zhì)條件補充勘探..................................36
三、采煤工作面水害條件探查................................36
四、礦井水害治理工程......................................44
五、礦井防排水系統(tǒng)工程....................................44
六、礦井日常水文地質(zhì)工作要求..............................45
七、礦井防治水規(guī)劃........................................47
第七章物探部分............................................48
第八章結(jié)論與建議..........................................49
一、結(jié)論..................................................49
二、建議..................................................49
附表一2019年防治水工程及裝備計劃表......1
附表一2019年防治水工程及裝備計劃表......2
附表二2020年防治水工程及裝備計劃表......3
附表三2021年防治水工程及裝備計劃表......4
附表四2022年防治水工程及裝備計劃表......5
附表五2023年防治水工程及裝備計劃表......6
第一章前言
山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公司位于靈石縣,行政區(qū)劃屬王禹鄉(xiāng)管轄。
根據(jù)山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組晉煤重組辦發(fā)[2009]64號文件《關(guān)于晉
中市靈石縣煤礦企業(yè)兼并重組整合方案(部分)的批復(fù)》,以山西靈石國泰能源有限公司為主
體企業(yè),兼并重組山西靈石寶華煤業(yè)有限公司、山西靈石竦泉原煤業(yè)有限公司、山西大勝煤業(yè)
有限公司、山西靈石聯(lián)豐煤業(yè)有限公司,兼并重組后稱山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公司。山西
省國土資源廳2009年12月15日為該礦頒發(fā)的采礦許可證證號為C1400002009121220051025
號,批準開采2-11號煤層,井田面積19.3757km?,生產(chǎn)規(guī)模為600kt/a。
礦井于2011年4月15日開工建設(shè);2014年8月6日進入聯(lián)合試運轉(zhuǎn);2015年4月7日
完成項目竣工驗收;2015年8月17日取得安全生產(chǎn)許可證。
山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公司委托晉中市煤田地質(zhì)隊編制《山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限
公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告》.,委托陜西地寶能有有限公司編制《山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公
司礦井水文地質(zhì)類型劃分報告》、《山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公司礦井水文地質(zhì)補充勘探報
告》,編制《山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公司礦井防治水分區(qū)論證報告(修編)》,委托中國煤
炭地質(zhì)總局華盛水文地質(zhì)勘察工程公司編制《山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公司礦井水患補充調(diào)
查報告》,委托中國煤炭地質(zhì)總局一七三勘探隊編制《山西靈石國泰寶華煤業(yè)有限公司煤礦隱
蔽致災(zāi)因素普查報告》。
做好礦井防治水工作是寶華礦今后安全工作的重中之重。研究和評價礦井開采水文地質(zhì)
條件,分析開采受水害威脅程度,提出針對性的防治水工作內(nèi)容,指導(dǎo)礦井科學(xué)的、有序的做
好防治水工作,確保礦井安全生產(chǎn)。
本規(guī)劃是在收集井田已有地質(zhì)和水文地質(zhì)資料,分析礦井水文地質(zhì)條件和存在的水文地
質(zhì)問題的基礎(chǔ)上,針對寶華煤礦的水文地質(zhì)特征,結(jié)合礦井采掘規(guī)劃提出的。規(guī)劃的主要內(nèi)容
包括:
1、寶華煤礦礦井防治水技術(shù);
2、礦井水文地質(zhì)補充勘探;
3、礦井防治水專項;
4、采煤工作面水害條件探查;
5、礦井水害治理工程;
1
第二章概況
國泰寶華煤業(yè)井田位于山西省靈石縣王禹鄉(xiāng)后溝村,距縣城30km,行政區(qū)劃隸屬靈石縣
王禹鄉(xiāng)管轄。其地理坐標為:
北緯:36°42'31"—36°47701",
東經(jīng):111°32'43"—111°35'37"。
其井田北部以界頭、原西溝、秋泉北0.7km為界,南到槐樹窟;西以界頭、棗搬場塔、北
掌、槐樹窟為界,東至由北向南依次排列的秋泉、黃原上、王禹鄉(xiāng)、回祖一線。依據(jù)山西省國
土資源廳2009年12月30日頒發(fā)的C1400002009121220051025號《采礦許可證》,批準國泰寶
華煤業(yè)開采2號一11號煤層,其井田范圍由下列22個坐標點連線圈定而成(1980西安坐標系):
井田范圍表
1954年北京坐標系(3'帶)1980年西安坐標系(3'帶)
點號X坐標Y坐標點號X坐標Y坐標
140727003754868014072651.1737548610.90
240727003755000024072651.1737549930.90
340724003755060034072351.1837550530.90
440713003755175044071251.1837552930.90
540713003755300054071251.1837552930.90
640701003755300064070051.1837552930.90
740701803755231074070131.1837552240.90
840700003755140084069951.1837551330.90
940693003755110094069251.1837551030.90
10406730037551050104067251.1837550980.91
11406610037551222114066051.1837551152.91
12406560737551233124065558.1837551163.91
13406504637551574134064997.1837551504.91
14406440037551950144064351.1837551880.91
15406440037551150154064351.1837551080.91
16406730037549590164067251.1837549520.91
17406770037549590174067651.1837549520.91
18406862037549000184068571.1837548930.91
19406860037547920194068551.1837547850.91
20407000037547680204069951.1737547610.91
21407100037547680214070951.1737547610.90
22407100037548680224070951.1737548610.90
井田南北長8.32km,東西寬5.32km,面積19.3757km批準開采深度1069.94m—649.94m。
國泰寶華煤業(yè)東部有南同蒲鐵路、大運二級公路、大運高速公路通過,距南同蒲鐵路靈石
煤炭集運站29km、距大運二級公路15km,距大運高速公路仁義出入口約22km。礦區(qū)與上述鐵
2
路、公路有靈(石)-王(禹)鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路相連,柏油路面,由南同蒲鐵路靈石站與全國鐵路網(wǎng)
相接,由大運高速仁義出入口與全國高速公路網(wǎng)相接,交通較便利。
國泰寶華煤業(yè)井田地處呂梁山與霍山之間黃土基巖淺切割中低山區(qū),區(qū)內(nèi)溝谷較為發(fā)育,
侵蝕強烈,黃土覆蓋較廣,井田內(nèi)地勢總體東西高中間低,最高點位于井田中偏北部的山梁上,
海拔1141.7m,最低點位于井田南部溝谷中,海拔860m,最大相對高差約281.7m。
國泰寶華煤業(yè)井田屬汾河水系,汾河支流回祖河由西北向東南流經(jīng)本井田,屬季節(jié)性河流,
雨季流量較大,平時流量甚微,甚至干涸。此外,汾河另一支流龍闊河由西北向東南從井田西
部邊界外通過,亦為季節(jié)性河流。井田內(nèi)溝谷多為“V”字型黃土沖溝,一般無水,雨季溝谷
可有溪水,大多分別向東、西注入回祖河及龍闊河,在井田東部處沿溝谷排除井田,最終向東
南匯入汾河。
本區(qū)位于暖溫帶季風區(qū),屬大陸性半干旱氣候,據(jù)靈石氣象局資料統(tǒng)計表明:年平均氣溫
10.9℃,極端最高氣溫38。<3,極端最低氣溫年平均降水量571.85mm,最大降水量為
648.80mm,最小降水量為273.50mm,降水多集中在6、7、8、9四個月,年最大蒸發(fā)量為2285.1mm,
年平均濕度6.55—9.15mbar,最低Imbar。封凍期為每年10月下旬至次年三月上旬,最大凍
土深度0.93m。年平均初霜期為10月上旬,終霜期為次年4月中旬,年主導(dǎo)風向為西北風,
每年春、秋、冬三季多西北偏西風,夏季多東風,一般風力3-4級。
3
第三章地質(zhì)情況
國泰寶華煤業(yè)位于霍西煤田,處于晉中煤炭國家規(guī)劃礦區(qū)西南部。區(qū)域地層由老到新,主
要有古生界(奧陶系、石炭系、二疊系)、中生界(三疊系)、新生界(上第三系、第四系),
(詳見區(qū)域地層簡表3T)。
區(qū)域地層簡表表3-1
地層系統(tǒng)厚度(m)
特征
界系統(tǒng)組最小-最大
全新統(tǒng)
5-42粉砂、亞砂土、亞粘土,分布在河流I級階地上。
(Q.)
馬蘭組
3-60灰黃色亞砂土,垂直節(jié)理發(fā)育,形成黃土地貌
第四(Q3)
系(Q)離石組
更新統(tǒng)30-50灰黃色亞粘土,亞砂土,形成陡立的黃土溝谷。
新(Q2)
生泥河灣組
51-116黃色砂層及灰綠色亞粘土、亞砂土
界(Q1)
靜樂組
24-15降紫紅色粘土,夾鈣質(zhì)結(jié)核。
第三上新統(tǒng)(N2)
系(N)(N2)保德組
14-60礫石及黃紅色砂質(zhì)粘土。
(N?)
上石盒子
上統(tǒng)(Pz)245-548分三段,上、中灰紫色為主,下灰綠為主。
組(P2s)
下石盒子
二疊90-160分二段、灰綠色長石砂巖為主,植物化石豐富。
組(P1X)
系(P)
下統(tǒng)(Pl)灰黑色、深灰色砂巖,砂質(zhì)泥巖及粉砂巖、煤組
山西組
23-54成,含煤1上、1、2、3,2號煤在南部分為2號
(P1S)
及2f號。
深灰色泥巖,砂質(zhì)泥巖,砂巖及3-4層石灰?guī)r及
太原組
上統(tǒng)(C3)60-130煤,含煤4、5上、5、6、7上、8、8、、9、10、
古Ct)
石炭1L
生
系(C)灰-深灰色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰?guī)r及薄層煤
界本溪組
中統(tǒng)(Cz)3-19組成。底部含鋁土巖及山西式鐵礦,白云質(zhì)灰?guī)r
(Cb)
2組成。
峰峰組
100-239深灰色石灰?guī)r及石膏、白云質(zhì)灰?guī)r組成。
(02f)
上馬家溝
奧陶中統(tǒng)150-310深灰色角礫狀,豹皮狀石灰?guī)r。
組(0s)
系(0)2
下馬家溝
83-156深灰色中厚層狀石灰?guī)r
組(0zX)
下統(tǒng)(0J75-154厚層狀泥質(zhì)白云巖
一、井田地層
井田內(nèi)地層由老到新依次為奧陶系中統(tǒng)峰峰組,石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組,二疊系
下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組及第四系。井田多黃土覆蓋,山坡及溝谷有下石盒
子組、山西組、太原組地層出露,現(xiàn)結(jié)合鉆孔和區(qū)域資料自下而上分述如下:
4
1、奧陶系中統(tǒng)峰峰組(0』)
本組在井田內(nèi)沒有出露,為含煤地層基底,厚度100m左右,與下伏地層上馬家溝組為整
合接觸,由灰色、深灰色厚層狀石灰?guī)r夾薄層泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成,中部夾白云質(zhì)灰?guī)r、角
礫狀泥灰?guī)r,下部有石膏層。
2、石炭系中統(tǒng)本溪組(C/b)
與下伏峰峰組呈平行不整合接觸,為一套海陸交互相沉積建造,主要由淺灰色含鋁泥巖、
鋁質(zhì)泥巖、深灰色泥巖組成,局部夾砂質(zhì)泥巖、石灰?guī)r,底部常具一薄層鐵質(zhì)泥巖,含黃鐵礦,
菱鐵礦結(jié)核或透鏡體,不穩(wěn)定,即“山西式”鐵礦。本組厚度4.67—23.09m,平均10.63m。
3、石炭系上統(tǒng)太原組(Cst)
為井田主要含煤地層之一,屬海陸交互相碎屑巖和碳酸鹽巖建造,以凡砂巖為底連續(xù)沉
積于本溪組之上,本組厚88.79—120.68m,平均厚113.72m。巖性主要由灰黑色泥巖、深灰一
灰黑色粉砂巖、灰白一深灰色砂巖、深灰色石灰?guī)r及煤層組等成。含煤12層,自上而下為4
號、4下號、5號、6號、7號、7下號、8號、9號、10號、10下號、11號及12號,其中10號
煤層為大部可采煤層,9號煤層為局部可采煤層,其余為不可采煤層,含石灰?guī)r3層,即見、
%、K”,均穩(wěn)定,具各種層理類型,下部泥巖中富含黃鐵礦結(jié)核,動植物化石豐富。依沉積物
特征及組合可分為6個旋回,各旋回均以充填層序為主,厚度不大,該組據(jù)巖性、化石組合及
區(qū)域?qū)Ρ龋韵露峡煞秩?,分述如下?/p>
(1)第一段(及底一及底)
厚10.16—45.83m,平均厚39.57m,主要由深灰一灰黑色泥巖、鋁土泥巖、炭質(zhì)泥巖、
煤及灰一深灰色砂巖、粉砂巖組成,泥巖中含黃鐵礦結(jié)核,具水平紋理。含12號、11號、10
下號、10號、9號煤層,其中10號煤層為大部可采煤層,9號煤層為局部可采煤層,其余均為
不可采煤層。自下而上為:
K,砂巖:灰白色粗粒長石石英砂巖,分選較好,硅質(zhì)膠結(jié),局部夾有砂質(zhì)泥巖,井田范
圍該砂巖不穩(wěn)定,常相變?yōu)榛疑凵皫r,厚度0T7.49m,一般2.94m左右。
12號煤層:黑色,層狀構(gòu)造,層位穩(wěn)定,為不可采煤層。
泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及細粒砂巖:下部為黑色泥巖,中部為深灰色細砂巖、粉砂巖和
砂質(zhì)泥巖,上部為黑色泥巖,其中泥巖中含植物化石碎片。
11號煤層:黑色層狀,為不可采煤層。
泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及砂巖:下部為黑色泥巖和砂質(zhì)泥巖,上部為灰色、深灰色砂質(zhì)
5
泥巖、粉砂巖及中細粒砂巖,局部夾薄層泥巖,泥巖中含有植物化石。
10下號煤層:黑色層狀,為不可采煤層。
泥巖:黑色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),含有植物化石。
10號煤層:俗稱大炭,黑色層狀構(gòu)造,玻璃及油脂光澤,成分以亮煤為主,暗煤次之。
煤層厚0-2.15m,平均0.99m,是井田內(nèi)較穩(wěn)定大部可采煤層。
泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及砂巖:下部為黑色泥巖和深灰色砂質(zhì)泥巖及粉砂巖,上部為深
灰色砂質(zhì)泥巖,偶夾薄層細粒砂巖,含植物化石。
9號煤層:俗稱毛四尺,黑色層狀構(gòu)造,色澤暗淡,半暗型,煤層一般為單層結(jié)構(gòu),煤層
厚0-2.45m,平均0.56m,為不穩(wěn)定局部可采煤層。
(2)第二段(兒底一凡頂)
厚18.95—36.65m,平均厚28.10m,主要由深灰一灰黑色泥巖、鋁土泥巖、砂質(zhì)泥巖、
砂巖、粉砂巖、煤及灰一深灰色灰?guī)r組成,含煤1一3層,即8號、7號、7下號,均為不可采
煤層。自下而上為:
及灰?guī)r:位于9號煤層之上,為該煤層的直接頂板,巖性為灰色厚層致密石灰?guī)r,塊狀
構(gòu)造,裂隙較發(fā)育,含燧石條帶及結(jié)核,厚度較大,一般為L83-9.76m,平均為6.11m。
泥巖和砂質(zhì)泥巖:下部為深灰色砂質(zhì)泥巖,上部為黑色泥巖,含植物碎屑化石,中部偶
夾薄層狀細粒砂巖。
8號煤層:俗稱銅二尺,黑色,層狀,一般厚0.36m,為不可采煤層。
及灰?guī)r:位于8號煤層之上,巖性為灰色厚層致密含泥質(zhì)石灰?guī)r,塊狀構(gòu)造,裂隙較發(fā)
育,含燧石條帶及結(jié)核,含生物40-50%,其中有柱纖結(jié)構(gòu)的腕足類碎片及單晶結(jié)構(gòu)的海百合
等。生物碎片分布均勻,碎屑間以泥晶方解石為主,并含少量氧化鐵。厚度較大,一般為
2.82-10.40m,平均為6.28m。
泥巖、鋁土巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及細粒砂巖:下部為灰色一深灰色粉砂巖及細粒砂巖,
中部夾薄層狀灰色砂質(zhì)泥巖,上部為黑色薄層狀泥巖及鋁土巖。
7下號煤層:黑色,薄層狀,一般厚0.15m,為不可采煤層。
泥巖和砂質(zhì)泥巖:下部為黑色薄層狀泥巖,含生物碎屑化石,上部為深灰色砂質(zhì)泥巖,
中部偶夾薄層狀灰白色細粒砂巖,其成分以石英為主。
7號煤層及泥巖:上部為灰黑色泥巖,下部為7號煤層,7號煤層厚度一般為0.34m,屬不
可采煤層。
6
K,灰?guī)r:呈深灰色厚層狀,泥晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,致密堅硬,含泥質(zhì)帶及燧石結(jié)核,裂
隙相對發(fā)育,被方解石脈充填。厚度較大,一般L51-10.60m,平均為5.65m。生物碎屑含量
大于50%,其中最多的是隱粒結(jié)構(gòu)的蜓類及柱纖結(jié)構(gòu)的腕足類碎片,次有單晶結(jié)構(gòu)的海百合、
腹足類等。生物碎屑分布均勻,碎屑間有泥晶方解石。
(3)第三段(七頂一3底)
厚39.46—53.45m,平均厚46.05m,主要由深灰一灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、
砂巖、粉砂巖、煤層組成,含煤1—4層,即6號、5號、4下號、4號,均為不可采煤層。自
下而上為:
砂質(zhì)泥巖:呈深灰色,層狀,局部夾薄層泥巖和細粒砂巖。
6號煤層:黑色,薄層狀,半光亮型,一般厚0.13m,為不可采煤層。
砂質(zhì)泥巖、泥巖:下部為黑色泥巖,呈深灰色,層狀,含黃鐵礦,頁理發(fā)育,含有植物化
石,上部為深灰色砂質(zhì)泥巖,局部夾薄層粉砂巖和細粒砂巖。
5號煤層及泥巖:下部為5號煤層,俗稱灰三尺,黑色,層狀,結(jié)構(gòu)簡單,一般厚0.46m,
為不可采煤層。上部為灰黑色薄層狀泥巖,含植物化石。
4下號煤層:黑色,具玻璃光澤,條帶狀構(gòu)造,半暗型,一般厚0.36m,為不可采煤層。
泥巖:黑色,薄層狀,含生物碎屑化石。
4號煤層及泥巖:下部為4號煤層,谷稱灰四尺,呈黑色層狀,結(jié)構(gòu)簡單,不含夾砰,以
亮煤及暗煤為主,一般厚度為0.51m,為不穩(wěn)定不可采煤層。上部為黑色薄層狀泥巖,含植物
化石。
4、二疊系下統(tǒng)山西組(Pc)
為井田的主要含煤地層之一,連續(xù)沉積于太原組之上。巖性為灰白色一中細粒砂巖、灰黑
色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤。底部以一層灰白色中細砂巖(KT)與太原組分界,頂部以KB
砂巖的底界與下石盒子組分界。本組共含煤1層,即2號煤層,為局部可采煤層。本組厚
55.65-57.30m,平均56.48m。自下而上為:
除砂巖:巖性為灰白色、風化后呈灰黃色、層狀中細粒長石石英砂巖,局部缺失或相變?yōu)?/p>
粉砂巖、砂質(zhì)泥巖,主要成分以石英為主,次有長石及白云母,膠結(jié)物為鐵質(zhì),另有少量暗色
礦物及泥質(zhì)包裹體,常具交錯層理及鐵質(zhì)氧化圈。厚0.86-8.70m,平均4.69m。
砂質(zhì)泥巖、泥巖及細粒砂巖:下部為灰黑色泥巖和灰色細砂巖,上部為灰黑色泥巖、深
灰色砂質(zhì)泥巖及灰色薄層狀細砂巖。
7
2號煤層及砂質(zhì)泥巖:下部為2號煤層,俗稱“明四尺”,黑色,厚層塊狀,因其含硫分
及灰分較低,故有香煤之稱,一般厚0.71m,為局部可采煤層。上部為深灰色層狀砂質(zhì)泥巖。
5、二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P.x)
連續(xù)沉積于下伏山西組之上,由灰綠、黃綠色砂巖及粉砂巖,間夾灰、黃綠、局部為紫紅
色砂質(zhì)泥巖組成,為一套陸相沉積的陸源碎屑物地層,底部以KB砂巖與山西組分界。根據(jù)本
次勘探成果,本組最大殘留厚度23.50m。
6、上第三系上新統(tǒng)(N2)
井田部分溝谷中有出露,巖性為上新統(tǒng)棕紅色粘土、亞粘土層,夾有數(shù)層鈣質(zhì)結(jié)核層,底
部有礫石層,厚度0T5m。
7、第四系中更新統(tǒng)(Q?)
井田內(nèi)廣泛出露。巖性為紅黃色、黃褐色亞砂土、亞粘土、砂礫層、含鈣質(zhì)結(jié)核,厚度0?
100.00m,與下伏地層呈角度不整合接觸。
8、第四系上更新統(tǒng)(QD
溝谷之中出露。巖性為灰黃色亞砂土、亞粘土、砂土層,厚度0?20.00m,與下伏地層呈
角度不整合接觸。
9、第四系全新統(tǒng)(QJ
分布于井田溝谷之中。為現(xiàn)代沖洪積物組成,巖性為黃色亞砂土、亞粘土、砂、礫石等,
厚度0?10.00m,與下伏地層呈角度不整合接觸。
二、構(gòu)造
國泰寶華煤業(yè)位于呂梁山塊隆與晉中新裂陷的接觸部位,區(qū)域構(gòu)造形態(tài)為呂梁山背斜、
霍西向斜,其位于區(qū)域構(gòu)造次級構(gòu)造單元為靈石富家灘復(fù)背斜的北西翼。受區(qū)域構(gòu)造影響,井
田總體為較寬緩的褶曲構(gòu)造,向、背斜相間排列,井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)褶曲17條,地層平緩,傾角
2°?9°,局部較陡達14°,斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育,共發(fā)現(xiàn)23條正斷層(其中落差大于5m的4
條),發(fā)現(xiàn)陷落柱40個(見構(gòu)造綱要圖3-1)?,F(xiàn)將井田內(nèi)的褶曲、斷層(落差大于等于5m的
斷層)和陷落柱分別敘述如下:
1、褶曲
l)Si向斜:位于井田西部,軸向近南北,延伸長度約2420m,兩翼基本對稱,地層寬緩,
傾角2°-5°。
2)S2背斜:位于井田西部、Si向斜東側(cè),軸向NW—SW,延伸長度約2270m,兩翼基本對
8
稱,地層寬緩,地層傾角2°?6。。
3)S:,向斜:位于井田中北部、園背斜東側(cè),與其平行展布,軸向NW,延伸長度約3445m,
兩翼基本對稱,地層寬緩,地層傾角3°?9°。
4)S”背斜:位于井田北部、S3向斜東側(cè),軸向由SN?NW,延伸長度約1700m,兩翼基本
對稱,地層傾角3°?6°。
5)Ss向斜:位于井田北部、S”背斜東側(cè),軸向NW,延伸長度約1785m,兩翼基本對稱,
地層傾角2°?6°o
6)Se向斜:位于井田中部,軸向NE,延伸長度約1220m。兩翼較寬緩,地層傾角4°?9°。
7)S,背斜:位于井田中部,軸向由南北轉(zhuǎn)東西,延伸長度約5070m,兩翼基本對稱,地
層傾角2°?14°o
8)SB向斜:位于井田中偏東部、8背斜東側(cè),與其并行排列,軸向近南北,延伸長度約
2060m,兩翼基本對稱,地層較寬緩,地層傾角3°?8°。
9)S,背斜:位于井田東北部、S,向斜東側(cè),軸向NE—SE,延伸長度約1690m,兩翼基本
對稱,地層寬緩,地層傾角2°?6°。
10)Su,背斜:位于井田東北部,軸向近東西,延伸長度約1480m,兩翼基本對稱,地層寬
緩,地層傾角2°?7°。
11)S”向斜:位于井田東北部、Su,背斜南部,與其大致平行排列,軸向NE,延伸長度約
820m,兩翼基本對稱,地層較寬緩,地層傾角4°~10°o
12)Siz背斜:位于井田東北部、S”向斜南部,軸向NE,與其平行排列,延伸長度約440m,
兩翼基本對稱,地層較寬緩,地層傾角4°~10°o
13)S*向斜:位于井田東部,軸向NW,延伸長度約680m,兩翼基本對稱,地層較寬緩,
地層傾角5°?9°。
14)S”向斜:位于井田南部,軸向NW,延伸長度約1230m,兩翼基本對稱,地層寬緩,
地層傾角2°?4°。
15)SQ背斜:位于井田南部、Su向斜南部,軸向NW,延伸長度約1065m,地層傾角2°?
14°o
16)Sa向斜:位于井田南部、SB背斜南部,與其平行排列,軸向NW,延伸長度約950m。
兩翼基本對稱,地層傾角10。~14°o
17)S"背斜:位于井田南部、SK向斜南部,與其平行排列,軸向NW,延伸長度約950m。
9
兩翼基本對稱,地層傾角10°?14°。
2、斷層
1)R正斷層:位于井田西部邊界附近,斷層走向近SN,傾向E,傾角為80°,從北部延
入井田內(nèi),在井田內(nèi)延伸長度約4377m,落差40m。
2)F2正斷層:位于井田東北部邊界附近,斷層走向近NW,傾向SW,傾角為80°,從南
部延入井田內(nèi),在井田內(nèi)延伸長度約734m,落差10mo
3)F3正斷層:位于井田南部,斷層走向近NE,傾向SE,傾角為80°,從東部延入井田
內(nèi),在井田內(nèi)延伸長度約758m,落差40m。
4)Fi正斷層:位于井田北部,205鉆孔西部,斷層走向近NW,傾向NE,傾角為80°,
在井田內(nèi)延伸長度約147m,落差I(lǐng)L4m。
3、陷落柱
根據(jù)井下揭露,井田范圍內(nèi)目前共發(fā)現(xiàn)陷落柱40個,均位于井田西北部。其規(guī)模大部均
較小,最大的X”,長軸158m,短軸91m,最小的為X1和X:g,長軸為11m,短軸為10m。陷落
柱形態(tài)基本上為橢圓型和近圓形,陷落柱內(nèi)巖石雜亂無章,但膠結(jié)致密,目前未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)水現(xiàn)象。
三、巖漿巖
根據(jù)井田地表出露情況和鉆孔及礦井揭露資料,井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入現(xiàn)象。
10
第四章水文地質(zhì)情況
一、井田含水層
井田含水層自下而上有奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖類夾
石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層、下石盒子組砂巖裂隙含水層組及
風化裂隙含水層、第四系孔隙含水層。
1、奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層
主要為奧陶系上馬家溝組、峰峰組灰?guī)r,是含煤地層之基底,埋于井田深部,巖性為海相
厚層狀石灰?guī)r,主要成分為碳酸鈣,因其易被水所侵蝕溶解而形成溶洞。上馬家溝組中、上部
巖溶發(fā)育,可見巖溶灰?guī)r。據(jù)2010年山西地寶能源有限公司勘探施工的S504號水文孔,該水
文孔孔口標高為945.87m,終孔層位()2m,奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層沖洗液消耗量在
0.75m7h-4m3/h,據(jù)觀測結(jié)果靜止水位標高635.22m,水質(zhì)類型為HC0?SO??Cl-Ca+?Mg”
型。本次收集到2009年10月靈石縣鑿井在井田東北部的施工的后溝深井資料,井口標高為
975.00m,終孔深度530.00m,涌水量480m;7d,靜水位標高537.5m。
另據(jù)鄰近的亨元順煤業(yè)井田中部槐樹原村西水源井(井口坐標X=4074391.20
Y=19550623.90西安80坐標)資料,奧灰水位埋深為446.10m,水位標高為552.30m,水質(zhì)類
型為HCO?SO;2-Cl-Ca.?Mg”型。
井田內(nèi)的S504號水文孔與本次收集到的后溝深井資料相比,奧灰水位標高相差較大,可
能是由于S504號水文孔對奧陶系中統(tǒng)馬家溝組進行的抽水試驗,原始資料不合格,故利用本
次收集到的井田內(nèi)的后溝深井和鄰近的亨元順煤業(yè)井田中部槐樹原村西水源井結(jié)合區(qū)域水文
資料推斷本井田奧灰水水位標高在520-547m間,奧灰水流向自西北流向東南。
2、石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖類夾石灰?guī)r巖溶裂隙含水層
為巖溶裂隙含水層,該組地層井田內(nèi)厚度約113.72m,除砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖外,有3
層發(fā)育良好且易被水溶解的海相石灰?guī)r(&、&、K.),總厚度約18.04m,為本組的主要含水層,
據(jù)以往勘探施工的S504號水文孔,其沖洗液消耗量在0.0067m7h-4m7h,單位涌水量為
0.000291L/S-m,滲透系數(shù)0.000526m/d,靜止水位標高871.61m,水質(zhì)類型為
HC031?SO;2?Cl'-Ca2+?Mg2+?K,+Na'型。另據(jù)位于井田北部的亨元順煤業(yè)井田內(nèi)的ZK4-5號水
文孔資料,其沖洗液消耗量在0.01m7h-0.03m3/h,巖溶裂隙發(fā)育差,單位涌水量為
0.0551L/s.m,滲透系數(shù)0.022m/d,靜止水位標高883.85m,水質(zhì)類型為
依03。0^^^>71/;1+岫'型,總硬度405.60184出心7.73,故該含水層屬弱富水性含水層。
11
3、二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層
為碎屑巖裂隙含水層組,含水層主要由中、細粒砂巖組成,含水空間以構(gòu)造裂隙為主,厚
度變化較大,以往鉆進過程中鉆孔未發(fā)現(xiàn)有明顯的漏失現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)二疊系下統(tǒng)山西組地層沉積
不全,大部剝蝕,大多位于侵蝕基準面以上。由于部分山西組出露在山梁、山坡及溝谷兩側(cè),
成為相互獨立的含水體,富水性弱。
4、下石盒子組砂巖裂隙含水層組及風化裂隙含水層
在井田內(nèi)埋藏淺,以中粗粒砂巖為主,風化裂隙較發(fā)育,含水空間以砂巖裂隙為主,其次
地表基巖風化裂隙含水,容易接受大氣降水的補給,局形成強富水區(qū),但受季節(jié)控制,雨季補
給充分時,富水性強,旱季補給受限時富水性弱。
5、第四系孔隙含水層
井田內(nèi)廣泛分布,是本區(qū)淺層水的主要源地,據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,水面埋藏深度為0.5-3.0m,
補給來源主要為大氣降水及支流的地表水,單位涌水量0.17L/s.m,受季節(jié)影響較大,屬弱一
中等富水含水層。為當?shù)卮迕裰匾纳詈娃r(nóng)用水源。
二、井田隔水層
井田內(nèi)的隔水層主要為第四系上更新統(tǒng)亞粘土隔水層、石炭系太原組和二疊系山西組及下
石盒子組層間隔水層組以及中石炭統(tǒng)本溪組泥巖隔水層。
1、第四系上更新統(tǒng)亞粘土隔水層
上更新統(tǒng)淺紅色亞粘土含大量鈣質(zhì)結(jié)核,覆蓋于各含水層之上,使大氣降水不能直接滲補
給地下水。
2、石炭系太原組和二疊系山西組及下石盒子組層間隔水層組
井田內(nèi)各含水層之間的泥巖、砂質(zhì)泥巖、粘土巖等成為各含水層間的主要隔水層,但由于
采空塌陷的影響而產(chǎn)生垂直裂隙,成為各含水層間的水力聯(lián)系通道。
3、中石炭統(tǒng)本溪組泥巖隔水層
含煤地層底部的本溪組厚4.67-23.09m,平均10.63m,巖性由鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、粘
土巖組成,巖性致密、細膩,隔水性能好,為井田及區(qū)域內(nèi)含煤地層與奧灰水間良好的隔水層。
上述隔水層在區(qū)內(nèi)分布較穩(wěn)定,厚度變化相對較小,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,就會不同程度的失去其隔水作用,而且它在風化程度較高的基巖
風化帶中是不存在的。
12
三、礦井充水條件
1,充水水源
本井田奧灰水水位標高在520-547m間,而10號煤層底板最低標高為675m,遠高于奧灰
水水位標高,因此奧灰水對井田內(nèi)9、10煤層的開采無影響。故該井田充水水源主要為地表水
體、大氣降水、含水層水、采空及采空破壞區(qū)積水,現(xiàn)將其分別敘述如下:
(D大氣降水、地表水對煤層開采的影響
井田屬低山地貌,井田內(nèi)溝谷切割深、坡度大、地形較為復(fù)雜,在井田北部主要出露二疊
系上、下石盒子組地層,南部被第四系黃土覆蓋,煤層北部埋深較南部淺,沒有煤層出露地表。
①大氣降水對煤層開采的影響
本區(qū)位于暖溫帶季風區(qū),屬大陸性半干旱氣候,年平均降水量571.85mm,最大降水量為
648.80mm,最小降水量為273.50mm,降水多集中在6、7、8、9四個月,年最大蒸發(fā)量為2285.1mm。
雨季時大氣降水可對出露的含水層形成補給,但由于井田內(nèi)溝谷較發(fā)育,地表水排泄條件較好,
補給效果一般。但是,該區(qū)煤層埋藏較淺,在井田西部和東部有2、9、10號煤層煤層露頭,
雖然地表水體及大氣降水在該區(qū)利于排泄,但不排除其沿煤層露頭或?qū)严稁е苯訚B入或沿
充水通道滲入井下,對礦井生產(chǎn)造成影響。今后五年開采范圍位于井田中北部和西部,煤層埋
藏較淺受到大氣降水的影響。
②地表水體對煤層開采的影響
汾河支流回祖河從井田中部由北向南流過,井田及西部邊界附近有汾河支流龍闊河,均為
季節(jié)性河流,雨季流量較大,平時流量甚微,甚至干涸,該河流對下部含水層具垂向、側(cè)向補
給,使下部含水層富水性增加,開采煤層接近該河流時應(yīng)留設(shè)防水煤柱,另外,巷道掘進至該
河附近或從底部穿過時要引起高度注意,采用特殊的方法,避免河流水直接滲入井下影響煤層
開采,寶華煤業(yè)一采區(qū)運輸巷道中段已從河底通過,采用了架鋼梁、錨網(wǎng)聯(lián)合支護,澆注加固
的方法。同時地表水也可沿井筒進入礦井,造成水害事故,井田內(nèi)各井筒均位于回祖河附近,
井口標高與其洪水位標高對照關(guān)系詳見表4-1。
井口與洪水位標高對照表表4-1
井口名稱井口標高洪水位標高備注
主斜井975.72944
副斜井978.01940
進風行人井1013.05969
回風立井1003.46961
由上表可得,寶華煤業(yè)各井口均建在高于附近的洪水位標高的地方,雨季洪水一般不會對
13
礦井生產(chǎn)造成危害。
(2)各含水層對煤層開采的影響
①第四系松散巖類孔隙水
井田內(nèi)黃土廣泛分布,第四系松散砂礫層孔隙地下水,含水層主要為砂礫卵石類,主要分
布于其下部,該含水層地下水大氣降水關(guān)系密切,接受大氣降水補給,雨季含水性強,無雨季
節(jié)可干枯。井田內(nèi)2、9、10號煤層埋藏較淺,且在井田中北部和西部均有出露,大氣降水及
地表水可沿松散堆積物孔隙或基巖風化帶裂隙向下滲透,補給煤層采空區(qū)積水,同時由于導(dǎo)水
裂隙帶的傳遞作用,井田內(nèi)開采9、10號煤層時,可能溝通地表水體,對煤層開采造成影響。
②二疊系碎屑巖類裂隙水
二疊系上石盒子組砂巖裂隙含水層分別由粒級不同的粗、中、細、粉砂巖及泥巖組成,砂
巖之間發(fā)育的厚層泥質(zhì)巖類具有隔水作用,不利于大氣降水入滲補給,正常情況下,各含水層
之間水力聯(lián)系微弱,含水層富水性弱,導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度未到該層,上石盒子組砂巖裂隙含
水層水對煤層開采影響不大。
下石盒子組、山西組砂巖裂隙水含水層巖性以粗粒砂巖、中粒砂巖為主,為9、10號煤層
間接含水層充水含水層,富水性弱,受導(dǎo)水裂隙帶影響,煤層開采后導(dǎo)水裂隙帶影響范圍內(nèi)的
各含水層水將進入井下,對煤層開采有一定的影響。
③太原組碎屑巖類夾碳酸巖裂隙水
石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖類夾石灰?guī)r巖溶裂隙含水層主要由3層發(fā)育良好且易被水溶解
的海相石灰?guī)r(K?、"、K,),據(jù)本礦在井巷建設(shè)中進行了探放水孔,首采區(qū)工作面L灰?guī)r水富
水性強。據(jù)以往勘探施工的S504號水文孔,其沖洗液消耗量在0.0067的/h?4m會水單位涌水
量為0.000291L/S?m,滲透系數(shù)0.000526m/d,故該含水層屬弱一強富水含水層。
根據(jù)導(dǎo)水裂隙帶最大高度計算,國泰寶華煤業(yè)開采9、10號煤層導(dǎo)水裂隙帶最大高度為
62.91m,此高度可以導(dǎo)通K”L、凡灰?guī)r含水層,凡、(、K,灰?guī)r含水層富水性不均,富水性弱
-強,但不排除及、(、冗灰?guī)r局部裂隙發(fā)育,形成富水性強的區(qū)域,對9、10號煤層開采造
成影響。
④奧陶系中統(tǒng)碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層組
含水層組由石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r及溶洞中次生沉積物等組成。井田奧灰水位
標高520m?547m,10號煤層底板標高分別為680-990m,9、10號煤層標高高于奧灰水位標
高,故奧灰水對井田2、9、10號煤層開采不會造成影響。
14
(3)井田內(nèi)及周邊礦井老窯水對煤層開采的影響
①本井田采(古)空區(qū)及采空破壞區(qū)積水
根據(jù)2016年礦井水患補充調(diào)查成果和結(jié)合本次工作情況,井田內(nèi)2號煤層已基本采空,4、
5、7號零星煤層也有局部被采且已形成一定面積的采空區(qū)及小窯破壞區(qū),9、10號已形成一定
面積的采空區(qū)及小窯破壞區(qū)。井田內(nèi)2號煤層有10個采空積水區(qū)、小窯破壞區(qū),面積約2403457
m2,積水量約230134m:';4、5、7號煤層有5個采空積水區(qū)、小窯破壞區(qū),面積約966591m:
積水量約146433m3;9號煤層有2個采空積水區(qū)、小窯破壞區(qū),均位于井田北部,面積約
166034m2,積水量約15650m:';10號煤層有7個采空積水區(qū)、小窯破壞區(qū),均位于井田東部,
23
面積約1205725m,積水量約119732mo
同時,對于歷次地面物探勘探成果,本次利用情況如下:
a.2010年山西地寶能源有限公司地面瞬變電磁法勘探解釋的2號煤層SI、S2采空積水
異常區(qū),面積約330841m2,積水量約49899m3,10號煤層SIS2、S3采空積水異常區(qū),面積約
211720m2,積水量約43200迷;
b.2016年中國煤炭地質(zhì)總局水文物測隊地面瞬變電磁法勘探解釋的2號煤層JS1采空
積水異常區(qū),面積9392m2;積水量2012m2。
因此,在今后開采過程中要引起高度重視。
②相鄰礦井采(古)空區(qū)積水
根據(jù)2016年9月中國煤炭地質(zhì)總局華盛水文地質(zhì)勘察工程公司提交的《山西靈石國泰寶
華煤業(yè)有限公司礦井水患補充調(diào)查報告》:國泰寶華煤業(yè)北部與山西靈石國泰亨元順煤業(yè)有限
公司相鄰,東南部與山西靈石紅杏元富煤業(yè)有限公司相接壤,亨元順煤業(yè)開采2、4、10號煤
層,井田內(nèi)2號煤層有5個采空積水區(qū)、小窯破壞區(qū),均位于井田東部,面積約1588533、積
水量約304441m;';4號煤層有8個采空積水區(qū)、小窯破壞區(qū),均位于井田東部,面積約1307508m2,
積水量約326543n?;10號煤層有6個采空積水區(qū)、小窯破壞區(qū),均位于井田東部,面積約
1484281m2,積水量約401192m)元富煤礦采空區(qū)積水情況,2號煤層采空區(qū)積水面積22018282,
積水量225824n?;6號煤層采空區(qū)積水面積914080m\積水量84135m*10號煤層采空區(qū)積水
面積182803m:積水量24221m?;總面積329871戶,積水量3441800?。井下主要充水來源,一
為煤層頂板含水層;二為因采空產(chǎn)生的溝通與上覆含水層間的水力聯(lián)系。據(jù)各礦井的觀測資料
表明,井下涌水量動態(tài)變化因季節(jié)性不同而增減,同時隨開采面積不斷擴大,而涌水量也相應(yīng)
增加。
15
2、礦井充水通道
該井田充水通道主要為斷層和陷落柱等構(gòu)造、因煤層開采產(chǎn)生的冒落帶及導(dǎo)水裂隙帶、封
堵不良的鉆孔及井筒等,現(xiàn)將其分別敘述如下:
(1)構(gòu)造對煤層開采影響
井田總體為一較寬緩的褶曲構(gòu)造,向、背斜相間排列,井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)褶曲17條,地層平
緩,傾角2。?9°,局部較陡達14°,斷裂構(gòu)造發(fā)育,共發(fā)現(xiàn)23條正斷層,發(fā)現(xiàn)陷落柱40
個。
在井下巷道掘進至一
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