第一章 矿井及井田概况

第一节 目的任务

一、目的任务

为做好煤矿防治水工作，确保煤矿安全，根据国家煤矿安全监察局下发的《煤矿防治水规定》，山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司委托山西同地源地质矿产技术有限编制《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》，以作为煤矿防治水工作依据。主要任务是详细查明井田含、隔水层、矿井充水条件、井田及周边地区老窑水分布情况、矿井充水状况，对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度作出评价，划分矿井水文地质类型。

我单位接受委托后，依据搜集、调查到的煤矿水文地质资料，按照《煤矿防治水规定》（国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2009.9.21）第二章矿井水文地质类型划分提纲要求，编制了本报告。

二、报告编制依据 本报告编制主要依据有：

1、《煤矿防治水规定》（国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2009.9.21）；

2、《煤矿防治水规定释义》（国家煤矿安全监察局编） 3、2009年12月27日山西省国土资源厅颁发的C1400002009121220050466号采矿许可证；

4、《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地

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质报告》；

5、煤矿提供的相关地质资料及本公司调查相关资料。

第二节 矿井及井田基本情况

一、矿井基本情况

根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发[2009]112号文《关于吕梁市兴县、石楼县煤矿企业兼并重组整合方案的批复》文件批准，以山西华润联盛能源投资有限公司为主体企业对原兴县关家崖煤矿、原山西兴县麦地山煤业有限公司、原山西兴县裕乐煤业有限公司、山西兴县刘家梁煤矿有限公司进行兼并重组整合，兼并重组整合后煤矿企业名称为山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司。兼并重组整合后煤矿井田面积6.1635km2，新增1.2769km2，批准开采8-13号煤层，生产规模120万t/a。山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司参与整合各矿井生产建设情况如下：

（一）兴县关家崖煤矿

该矿1960年建井，1962年投产，矿井设计生产能力15万t/a，2005年采煤方法改革，生产能力为21万t/a。井田内批准开采13号煤层。现采13号煤层，开拓方式为斜井开拓（其井筒特征见表1-1-1），主井、副井、运输大巷等部分砌碹，部分巷道锚喷，主斜井机轨合一，担负着提升、行人、进风、下料与排水等任务，副井回风兼作安全出口。采煤方法为走向壁式悬移支架采放顶煤采煤法，工作面支护采用型号为2H6001161242悬移支架支护，两端采用Π型梁配单体柱支护。工作面两帮落煤采用放炮落煤，顶煤移架自行垮落，刮板机出煤，运输顺槽转载刮板机运煤至磁针带输送机到运输下山胶带输送机至其底煤

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仓，由主斜井胶带输送机运输出井，放料、提矸由JTK-1.2提升绞车完成。通风方法为中央并列式，抽出式通风，风机型号为FBCIN13—55KW，一台工作，一台备用。供电电源为双回路，一回路10KW专线引向兴县城关110KW变电站，另一回路引自蔡家崖110KW变电站10KW专线。矿井排水选用DF46—30*9型离心水泵，电动机功率55KW，一台工作，一台备用，一台检修，矿井涌水量较小约200m3/d。矿井瓦斯相对涌出量较小，为低瓦斯矿井。

另外该矿建有3个焦化厂，每个6万t/a，一个洗煤厂，原煤经洗选、炼焦可进一步提升其经济价值。

井筒特征表 表1-1-1 特征 名称 主斜井 副斜井 坐 标（1980西安坐标系） X 4262802.95 4262896.92 Y 19514368.95 19514307.69 高程（H） 1100.71 1124.53 斜长（m） 260 128 坡度 13° 20° 方位 118° 112° （二）山西兴县麦地山煤业有限公司

该矿为麦地山村办集体煤矿，1985年建井，1990年投产，批准开采13号煤层，生产规模6万t/a，悬移支架放顶煤开采，斜井开拓（其井筒特征见表1-2-1），炮采落煤，皮带运输，机械抽出式通风，井下涌水量40m3/d，为低瓦斯矿井。（2009年底关闭）

井筒特征表 表1-2-1

特征 名称 主斜井 副斜井 坐 标（1980西安坐标系） X 4265150.06 4265156.30 Y 19513809.97 19514779.84 高程（H） 1283 1198 斜长（m） 218 203 坡度 18° 24° 方位 60° 61° （三）山西兴县裕乐煤业有限公司（原白家梁煤矿）

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该矿为白家梁村村办煤矿，井田面积0.5811km2，1985年建井，1986年投产，批准开采13号煤层，短壁炮采，生产规模6万t/a。开拓方式为立井～斜井综合开拓（其井筒特征见表1-3-1），，主立井井深59m，副井斜长77m，坡度19°，绞车提升，矿灯、防爆灯照明，本次工作面点柱支护，大巷锚杆支护，机械抽出式通风，井下涌水量50m3/d，现工作面无水，为低瓦斯矿井。（2009年底关闭）

井筒特征表 表1-3-1

特征 名称 主立井 副斜井 副斜井 坐 标（1980西安坐标系） X Y 4265540.24 19512072.24 4265628.87 19512280.94 4265561.47 19512252.45 斜长（垂深）m 高程（H） 1103 1144 1125 59 77 48 坡度 垂直 19° 30° 方位 80° 110° （四）山西兴县刘家梁煤矿有限公司

山西兴县刘家梁煤业有限公司为刘家梁村村办煤矿，1992年建井，因种种原因，停停建建，直到2007年才投产，批准开采8、13号煤层，生产规模9万t/a，斜井开拓（其井筒特征见表1-4-1），壁式开采，炮

采落煤，绞车提升，抽出式通风，井下涌水量100m3/d，为低瓦斯矿井。

井筒特征表 表1-4-1

特征 名称 主斜井 副斜井 风井 坐 标（1980西安坐标系） X 4264369.88 4264329.35 4264326.25 Y 19512825.42 19512811.16 19512777.95 高程（H） 1150 1150 1174 斜长（m） 290 255 250 坡度 22° 25° 24° 方位 160° 160° 160 二、四邻关系

井田南部与山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司和西坡煤矿相邻，其他方向无矿（详见四邻关系图），现分述如下：

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（一）西坡煤矿：为蔚汾镇西坡村村办集体煤矿，1992年建井，1994年投产，批准开采13号煤层，生产规模6万t/a，斜井开拓，壁式炮采，绞车提升，矿灯、防爆灯照明，井下涌水量200m3/d，为低瓦斯矿井。（已于2004年关闭）

西坡煤矿曾越界进入本井田开采，形成0.02 km2的采空破坏区。 （二）山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司

山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司由原东坡煤矿和原程家沟煤矿兼并重组整合而成，现分述如下:

1.原东坡煤矿：为蔚汾河镇东坡村村办煤矿，井田面积1.0km2，1985年建井，1986年投产，批准开采13号煤层，悬移支架放顶煤开采，炮采落煤，生产规模6万t/a。开拓方式为斜井开拓。下涌水量不大，涌水量为50m3/d，现工作面无水。

2.原程家沟煤矿：1992年开始建设，为基建井，核定生产能力为9万t/a。批准开采石炭系太原组13号煤层。本矿有一对斜井，采用斜井开拓。矿井涌水量为150m3/d。

以上两矿与本井田没有越界越层开采行为。

第三节 位置、交通

一、位置

山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司位于兴县城东北6km处的 白家梁、麦地山、关家崖村一带，行政区划属于蔚汾镇管辖。其地理坐标北纬38°29′42″－38°31′52″，东经111°07′42″－111°09′59″。

2009年12月27日山西省国土资源厅以C1400002009121220050466

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号《采矿许可证》批准，井田范围由以下13点坐标（1980西安坐标系、国家6°带）依次连线圈定而成：

1.X=4266452.12 Y=19511179.34 2.X=4266472.13 Y=19511679.34 3.X=4265552.13 Y=19513829.36 4.X=4264852.12 Y=19513829.36 5.X=4264812.12 Y=19513969.36 6.X=4264222.12 Y=19513977.36 7.X=4264066.12 Y=19514269.36 8.X=4262768.11 Y=19514509.36 9.X=4262768.11 Y=19513797.36 10.X=4262452.11 Y=19513797.36 11.X=4262458.10 Y=19512935.36 12.X=4264252.11 Y=19511929.35 13.X=4265452.12 Y=19511929.34

井田基本呈一不规则多边形，东西宽3.3300km，南北长4.0200km，面积6.1635km2，井田内批准开采8-13号煤层。开采深度由1150米至820米。

二、交通条件

井田距兴县城6km，有简易公路相通，并与省级干线公路S313相接，距宁（武）岢（岚）铁路支线的岢岚火车站67km，距北同蒲铁路的忻州站195km，太原站269km，有干线公路相通，交通较便利（见交通位置图）。

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第四节 自然地理

本区属于中低山区，区内地形复杂，侵蚀冲刷剧烈，形成近南北向的山梁及沟谷。井田总体地势东北高西南低，最高处位于井田东北角杏树峁附近，海拔1313.6m，最低处位于井田东南角ZK22924附近，海拔1090.00m，最大相对高差223.6m。

第五节 气象、水文

一、气象

井田位于晋西北黄土高原，属温带大陆性气候，四季分明，昼夜温差大。春季多风，夏季雨量集中，秋季凉爽，冬季寒冷少雪。年平均气温6.8-10.6℃。一月份最低平均气温-7.8-11.2℃，极端最低—29.3；七月份最高平均气温22.3—25，极端最高38.4。太阳辐射量平均为559080J/cm2，全年日照时数为2629.2h。无霜期在150—190d之间。年降水量231.4-688.9m，60%以上集中在7、8、9月；年平均蒸发量为2090.8mm，为降水量的4倍。年平均风速2.4m/s，最大风速20m/s。初霜期在11月份上旬，终霜期在次年3月份，一次最大积霜厚度为30cm。最早冻土期在11月26日，最晚解冻日为翌年4月1日，最大冻土深度100cm。

二、水文

井田属于黄河流域蔚汾河水系，该河流发源于岚县大蛇头乡和尚沟村，全长81.8km，从恶虎滩乡下会村入兴县，由高家村镇张家湾村注入黄河，年径量为0.621亿m3。井田内无河流等地表水体，各沟谷平时干涸无水，为雨季泄洪通道。

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第六节 地 震

根据中华人民共和国标准GB50011-2001《建筑抗震设计规范》，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。

第七节 矿井排水设施能力现状

山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司，13号煤层井下排水系统：主斜井底附近采区运输平巷设有中央水泵房，水泵房有主水仓和副水仓和泵房组成。主水仓容量为375m3，副水仓容量为225m3，水泵房安装三台水泵，一台工作，一台备用，一台检修，水泵型号：DF46—30×9型。主井井筒安设两趟2×φ159mm水管型排水管，一趟工作，一趟备用。

现矿井正常涌水量200m3／d，最大矿井涌水量260m3／d。工作泵排水能力46m3/h,20小时排水量为920m3，大于该矿24小时正常涌水量（200m3／d）。工作泵和备用泵的排水能力为92m3/h, 24小时排水量为2208m3，远大于该矿24小时最大涌水量（260m3／d）。

主、副水仓容量为600 m3，大于矿井8 h正常涌水量为67m3。 综上所述，该矿的排水设施和排水能力符合《煤矿防治水规定》要求，完全满足矿井实际需要。

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第二章 以往地质和水文地质工作评述

第一节 勘查阶段地质和水文地质工作成果评述

一、以往地质工作

本区位于河东煤田北部兴县远景普查区的东部边缘，由于当时普查区交通不便，以往地质工作做的较少。

1.1926年王竹泉编过1：1000000中国地质图太原榆林幅说明书，解放后1954年前后曾编过山西省晋北地质说明书，包括岢岚、兴县幅约1780km2，但质量较低。

2.1958年4月至1958年9月山西省地质厅燃料地质队在河东煤田北部远景区2293km2面积内进行过1：50000地质普查，编写有《兴县、保德、河曲、偏关一带地质普查报告》，提交煤炭D级储量和远景储量275.89亿t。

3.1983年4月至1984年10月由山西省地质局215队对河东煤田北部远景区进行了普查，共施工51个钻孔，完成钻探24495.94m，其中包括217队施工的3527.43m，并获得了B+C+D级储量172.66亿t。地质储量为84.44亿t。本井田未施工钻孔。

4.1985年，山西省地质矿产局215队对河东煤田北部进行了1：5万的地形地质普查填图，并绘制了1：5万地形地质图。

5.1990年，山西省地质矿产局第一水文队在本井田外围施工了K1、K2、K3、K4、K5共5个勘探奥灰水的水文地质钻孔，同年9月编制了《山西省兴县东部乔家沟岩溶水水源勘查报告》，对本区域奥灰水补给、径流、排泄等作了较详细评述。

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6.1993年6月—1993年11月山西省地质矿产局215队对包括本井田在内的扩建区进行过勘探工作，面积8.91km2，施工钻孔5个，完成总进尺1734.30m。1996年6月提交了《山西省兴县关家崖煤矿扩建勘探（精查）地质报告》，获得A+B+C级储量17812万t，并对勘探区内含煤地层、煤层、煤质、水文地质条件进行了详细评述。同年11月，山西省矿产储量委员会以晋储决字（1996）33号文批准该报告。本次工作利用了此报告的ZK22922和ZK22924两个钻孔资料。

7.2004年，由山西省煤炭地质公司为其编制《山西省兴县关家崖煤矿生产矿井地质报告》，吕梁市煤炭工作局以吕煤行字（2005）51号文呈报山西省煤炭工业局审批。山西省煤炭地质技术委员会评审中心受托负责评审工作，经组织有关专家对报告评审，该报告达到《生产矿井地质报告编制提纲》要求，可作为矿井生产管理的地质依据。

8.2010年8月至11月，山西同地源地质矿产技术有限公司在山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司井田进行了补充勘探，施工了2个钻孔，2010年12月提交了《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》。山西省煤炭工业厅以晋煤规发［2010］1298号文批准。

二、矿井地质测量工作 （一）矿井地质工作

该矿自建以来，配合生产其矿井地质与矿井水文地质工作也在不断地进行着，积累了一定的矿井地质与矿井水文地质资料，本次工作也通过搜集、整理并分析研究这些资料，对其不足之处补做了部分地质工作，使矿井地质与矿井水文地质工作更进了一步。

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1.矿井测量工作：该矿测量工作大巷使用J2经纬仪，利用三角网加密控制，先测得近井点做联系测量，然后采用井下导线逐点实测，次要巷道使用挂罗盘皮尺测量。该矿以往测量资料由山西同地源地质矿产技术有限公司进行了补测和审核，其精度达到规范要求，质量基本可靠。

2.采样工作及质量评述：县、省质检部门定期不定期地进行抽样化验。所取煤样均为商品煤煤样，对煤质的全面了解不够，结合扩建勘探时煤芯煤样、煤层煤样化验结果相互验证，可满足对煤质的评价。

3.水文地质工作：井田内无河流，井田外南部附近有蔚汾河由东向西经过，本次对其进行了了解及有关资料的搜集，对周边生产矿井进行了水文地质调查，由于时间仓促，没有进行系统的水文地质观测和记录，由于该矿现开采的13号煤层（原9+10号煤层）矿井涌水量较小，所以该矿有关水文方面的资料少，仅对矿井涌水量积累了一定的经验数据，随着今后采空区的不断扩大应注意加强这方面的工作。

4.综合图件编制及质量评述：本次工作在利用该矿采掘工程平面图等实际资料以及以往地质资料的基础上，经过认真的分析研究工作，校对了煤层厚度，绘制了批准开采的13号煤层底板等高线图及其有关图件，质量合乎要求。

三、井田地质勘查程度评价 （一）地形地质图 1.地质地形图

本次利用的地形地质图为山西同地源地质矿产有限公司2010年编制的《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地质

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报告》中的1：5000比例尺的地形地质图，该图地形部分采用1954年北京坐标系，1956年黄海高程系，中央子午线111°，基本等高距5m，其地形地物清晰。地质部分采用野外踏勘；手工勾绘而成，经过室内整饰，质量较好。本次地质地形图坐标系已换算为西安80坐标系。

2.工程测量

井巷测量由本公司和矿测量人员完成，其精度质量符合《矿井测量规程》要求，能满足本次报告编制需要。

（二）钻探工作

1.工程量：历次勘探在井田内及周边施工了16个钻孔，其工程量和施工单位见表1-5-1。

以往历次勘探的钻探工程和工作量表 表2-1-1

项目 阶段 钻探工程 工作量/个数 物探测井 工作量/个数 施工单位 关家崖扩建精查 565.70m/2 449.35m/2 215队（1993年） 关家崖井田补勘 264.20m/2 227.85m/2 同地源地质公司（2010年） 合计 829.90m/4 677.20m/4 2.钻探测井质量：4个钻孔，特级1个，甲级1个，乙级2个，特、甲级率50%。4个钻孔中打穿可采煤层6层次，优质4层，合格2层，优质、合格率100%。4个钻孔测井甲级2个，乙级2个，甲级率50%。揭露可采煤层6层，优质层5层，合格1层。钻孔封孔在松散层用黄泥或水泥，基岩用水泥封闭，钻探施工质量基本合乎要求（钻探测井质量见表2-1-2、表2-1-3）。

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钻孔质量情况表

表2-1-2 孔号 类别 钻探 测井 综合评级 井田内 ZK-1 ZK-2 乙 甲 乙 甲 甲 甲 ZK22922 乙 甲 乙 ZK22924 特 甲 甲 井田外 本次施工钻孔煤层质量验收表

表2-1-3 类别 钻探 测井 总层次 6 6 优质（层次） 4 5 合格（层次） 2 1 优质率 67% 83% （三）水文地质工作 1、水文地质勘探工作

上述勘探工作的钻孔均作了简易水文地质观测，井田内无水文孔。 2、采（古）空区积水、积气及火区调查工作

本公司测量技术人员对参与整合的原兴县关家崖煤矿、原山西兴县麦地山煤业有限公司、原山西兴县裕乐煤业有限公司、山西兴县刘家梁煤矿有限公司井下能够到达的巷道和采空区进行了实测，对不能到达的区域采用调查的手段收集资料，并充分利用收集到的资料和实测的煤矿采掘工程平面图资料，编制了采（古）空区积水、积气及火区调查报告和绘制了矿井充水性图。

3、井下涌水量观测

对井下涌水量按水泵排水量排水时间等大致作了推算，结合开采生产情况，各矿均对井下涌水量情况进行了认真观测和分析和统计，并根据涌水量变化情况，及时对矿井排水系统进行改造，并制定了矿

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井水害防范措施，保证了矿井安全生产。

第二节 矿井建设时期水文地质勘查工作

该矿在矿井建设时期未进行过专门的水文地质勘查工作。但依照《煤矿防治水规定》要求，进行了日常矿井水文地质工作

1.井下涌水量观测

本矿由专业技术部门负责矿井水文地质工作。根据生产建设各个阶段的特点和要求，采用现场水文地质观测、资料编录和综合分析方法，提供矿井生产建设各阶段所需的水文地质资料，解决采掘工作中遇到的各种地质问题，开展水情水害分析、预测、预报等工作。整合前原各煤矿对井下巷道涌水量进行较为详细记录，对井下出水点进行了观测记录，并对矿井排水量进行了统计。原兴县关家崖煤矿、原山西兴县麦地山煤业有限公司、原山西兴县裕乐煤业有限公司、山西兴县刘家梁煤矿有限公司井下正常涌水量分别为200m3/d、40m3/d、30 m3/d、100m3/d。

2.地形地质及水文地质图

本次利用的地形地质图为山西同地源地质矿产有限公司2010年编制的《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》中的1：5000比例尺的地形地质图，图中水文内容由本公司填绘，基本满足报告编制使用。

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第三章 地质概况

第一节 地层

一、地层

井田位于河东煤田河保偏国家规划矿区兴县区东中部。井田内地表大部为新生界上第三系上新统（N2）、第四系上更新统（Q3）所覆盖，只在沟谷出露有山西组（P1s）及太原组（C3t）地层，根据钻孔及矿井生产中揭露资料，井田内地层由老到新详述如下：

（一）奥陶系中统上马家沟组（O2s）

岩性主要为灰白色白云质灰岩和灰岩，局部夹有黄铁矿团块，岩质坚硬。井田内未出露。

（二）石炭系中统本溪组（C2b）

岩性主要为泥岩、砂质泥岩和灰岩。底部有较厚的铝铁质岩，局部夹1—2层煤线。含动植化石：

Sphenopteris sp （楔羊齿） Sphenophyllum oblongifolium（椭圆楔叶） Pecopteris （栉羊齿）

地层厚度33.04m。与下伏的奥陶系灰岩呈平行不整合接触关系。 （三）石炭系上统太原组(C3t)

岩性主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩，其次为炭质泥岩、粘土岩、石灰岩及煤，为本井田主要含煤地层之一。灰岩中含动物化石：

Dictyoclostus taiyuanfuensis （太原网格长身贝） Lophocarinophyllum acanthiseptum （刺隔壁顶柱脊板珊瑚）

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Isograma （等线贝） Punctospiridina （疹石燕） Schellwienella crenistria （齿纹帅尔文贝） Chonetes carbonifera （石炭戟贝） Ｃ.latesinuata （阔槽戟贝） Lingula sp （舌形贝） Meekella （米克贝）

在顶部泥岩中含动物化石：Lingula sp.（舌形贝）及植物化石：Neuropteris（脉羊齿）。本组地层厚度109.07-120.37m，平均118.51m，其底部的灰白色细砂岩称为晋祠砂岩（S1），与下伏的本溪组呈整合接触关系。

（四）二叠系下统山西组(P1s)

岩性为深灰色、灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩，灰白色砂岩及煤组成，为本区主要含煤地层之一。富含植物化石：

Sphenophyllum thonii （托尼楔叶） Pecopteris acuata （弯脉栉羊齿）

本组地层厚度50.00—64.00m，平均56.78m，底部以一层灰白色中—细砂岩S4与下伏太原组整合接触。本组地层含煤6层，为4、6、7、81、82、83号煤层。其中82号煤层为可采煤层，其余为不可采煤层。

（五）二叠系下统下石盒子组（P1x）

顶部为紫红色、暗红色泥岩、灰绿色、黄绿色中、细砂岩，中部为灰绿色巨厚层中粗粒砂岩，局部夹有灰绿色泥岩、粘土岩、砂质泥岩，斜层理发育。

下部为灰黑色泥岩、砂质泥岩、粘土岩，夹灰色、灰白色中细砂

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岩，局部发育1—2层薄煤线。

本组地层厚度126.99—140.27m，平均131.77m，井田内最大残留厚度118.93m。

底部以灰白色中粗粒砂岩S5与下伏山西组整合接触。 （六）上第三系上新统（N2）

主要为棕红色亚粘土、亚砂土，底部常有冲、洪积石灰岩砾石层。厚度0—92m，与下伏地层呈角度不整合接触关系。

（七）第四系上更新统（Q3）

为浅黄色砂土、亚砂土，广泛分布于山顶或山坡上。厚度为0—97m，与下伏地层呈角度不整合接触关系。

二、含煤地层

井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。现自下而上分别叙述如下：

（一）石炭系上统太原组(C3t)

岩性主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩，其次为炭质泥岩、粘土岩、石灰岩及煤，为本井田主要含煤地层之一。本组地层厚度

109.07-120.37m，平均118.51m，其底部的灰白色细砂岩称为晋祠砂岩（S1），与下伏的本溪组呈整合接触关系。太原组分三段，叙述如下：

一段（C3t1）：由S1砂岩底至13号煤层顶部砂质泥岩，平均厚67.35m，以灰黒色、黑色泥岩、砂质泥岩为主，夹灰白色、灰色粘土岩及薄层细砂岩、石灰岩，上部发育稳定可采的13号煤层及不稳定不可采的14号煤层。泥岩及砂质泥岩中含植物叶化石及黄铁矿结核。

二段（C3t2）：由13号煤层顶部的砂质泥岩顶至S3砂岩底，地层厚度26.35-37.65m，平均32.00m，岩性主要为灰白色粗-细砂岩，灰黒

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色、黒色泥岩、砂质泥岩以及灰色、灰黒色石灰岩、泥灰岩，发育有10、11、12号煤层，均为不可采煤层。

三段（C3t3）：S3灰岩底至S4砂岩底，地层厚度15.37-22.95m，平均19.16m，岩性主要为灰黑色泥岩、砂质泥岩及灰色粘土岩，含植物根叶化石，底部为不稳定的灰白色细砂岩。

(二)、二叠系下统山西组（P1s）

整合覆盖于太原组地层之上，为三角洲平原环境下沉积的一套由碎屑岩和煤层组成的含煤地层。本组地层厚度50.00—64.00m，平均56.78m，底部以一层灰白色中—细砂岩S4与下伏太原组整合接触。本组地层含煤6层，为4、6、7、81、82、83号煤层。其中82号煤层为可采煤层，其余为不可采煤层。

三、可采煤层

井田内稳定可采煤层为山西组8-2号煤层和太原组13号煤层（其特征见表3-1-1）。

1. 8-2号煤层：位于山西组底部，下距S4砂岩7.19—8.03m，平均7.61m，煤层厚度2.06—3.00m，平均2.55m，结构较简单～复杂，含1—3层夹矸，该煤层井田北东部剥蚀，为赋煤区稳定可采煤层。煤层顶板为泥岩、砂岩，底板为泥岩、砂岩。8-2号煤层东部大片为蹬空区，井田中部刘家梁煤矿曾少量开采过。

1.13号煤层：位于太原组一段顶部，上距8-2号煤层62.02—63.32m，平均62.67m，煤层厚度11.20—14.01m，平均12.47m，结构复杂，含4—5层夹矸，井田北部少量剥蚀，为赋煤区稳定可采煤层，为一型。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩、粘土岩，底板为粘土岩。13号煤层中东部已采空，北部有少量采空区。

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可采煤层特征表 表3-1-1

地 层 单 位 煤 层 编 号 煤层厚度 最大-最小 平均 (m) 2.06-3.00 2.55 煤层间距 最大-最小 平均 (m) 下距S4砂岩 7.19-8.03 7.61 -2上距8号煤层 62.02-63.32 62.67 煤层结构 夹矸 层数 1-3 类别 较简单-复杂 复杂 顶板 岩性 泥岩、砂岩 底板 岩性 泥岩、砂岩 煤层 稳定 程度 稳定 可 采 性 赋煤区可采 赋煤区可采 备 注 一型 一型 山西组 -2 8s（P1） 太原组 11.20-14.01 13 t（C3） 12.47 4-5 砂质泥岩 粘土岩 稳定 泥岩 泥岩 第二节 构造

本井田在大地构造位置上处于华北地台山西台背斜西缘、鄂尔多斯盆地东缘、河东煤田北部。

井田内总体呈一单斜构造，地层走向总体呈北西，倾向南西，地层较平缓，倾角为7°—11°，一般为9°左右。井田内未发现断层，在地表和井下采掘中共发现4个环状陷落柱，叙述如下：

X1：陷落柱：发育于井田中部，横断面基本呈椭圆形，直径160×230m，陷壁角70°。地表填图控制。

X2陷落柱：发育于井田中部，横断面基本呈圆形，直径60×65m，陷壁角70°。井下巷道控制。

X3陷落柱：发育于井田中部，横断面基本呈圆形，短轴65m，长轴105m，陷壁角70°。井下巷道控制。

X4陷落柱：发育于井田中部，呈椭圆形，短轴55m，长轴90m，陷壁角70°。井下巷道控制。

三、岩浆岩

本区内未发现岩浆岩侵入。

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综上所述，构造对采掘的影响不大，井田地质构造简单。

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第四章 区域水文地质

第一节 区域水文地质概况

一、区域概况

本区位于鄂尔多斯盆地东缘，地层总体由东向西倾斜，呈单斜构造，倾角5—16°。从东向西出露的地层有：前寒武系变质岩，寒武系、奥陶系碳酸盐岩、石炭系、二叠系、三叠系砂岩、泥岩以及新生界上第三系红土和第四系冲洪积物。以地貌形态和成因类型可划分为剥蚀构造变质岩中山地形，剥蚀、溶蚀灰岩中低山地形，构造剥蚀丘陵地形和侵蚀堆积的河流谷地四个地貌形态。

本区岩溶水是天桥泉域的一部分（详见天桥泉域地质略图）。天桥泉域岩溶水出露于河曲县河畔至保德县天桥、黄石崖沟一带的黄河岸边，南北长12km，出露标高与天桥电站坝上正常库水位基本相似,约816-830m，泉域面积3760km2，岩溶水多年平均补给量6.29m3/s。泉域南部边界位于兴县和临县交界的阳坡一带，以地表分水岭为界，分水岭以南为柳林泉域，以北为天桥泉域；东部边界以黑茶山、交楼申、恶虎滩一线为界，边界东侧为太古界变质岩；西部边界以固贤、肖家洼、兴县城、魏家滩一线为界，边界以西是奥陶系灰岩埋深大，岩溶不发育，岩溶水水流交替也极其微弱，故以此线做为岩溶水的西部边界。在区域上岩溶水是一个完整的水文地质单元。

二、地表水

区内有北部的岚漪河，中部的蔚汾河以及南部的湫水河三条主要河流，均属黄河流域。

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岚漪河发源于岢岚县马跑泉，全长120km，经魏家滩至裴家川口注入黄河，流域面积2167km2，多年平均流量2.83m3/s，最大洪峰发生于1967年8月，平均洪流量81.6m3/s。

蔚汾河发源于岚县大蛇头和尚沟村，经界河口、兴县城，于碧村注入黄河，全长81.8km。流域面积1478km2，据碧村水文站资料，多年平均流量2.19m3/s，清水平均流量0.86m3/s，最小0.26m3/s，最大洪峰发生于1967年8月，其流量为828m3/s。

湫水河属季节性河流，发源于兴县黑茶山南麓，由阳坡向南经临县至碛口注入黄河，全长107km，据林家坪水文站资料，多年平均流量3.216m3/s。

第二节 区域内主要含水岩组

含水层组是按地下水含水介质以及赋存条件，水动力特征以地层界线划分的，岩溶水不同分区的单井涌水量是以现有资料换算为统一井径（200mm），同一降深（10m）的单井涌水量，现将各含水层组的水文地质特征分述如下：

1.前寒武系变质岩类风化裂隙含水层组

主要分布在交楼申以南、以东及界河口附近，分布面积约200km2。含水层岩性为太古界、元古界的花岗片麻岩、角闪片岩、斜长片岩、石英岩等。岩层中构造裂隙和风化裂隙十分发育，风化裂隙发育深度在40-60m，由于裂隙发育，因而利于降水入渗，含水层组富水性较好，在沟头、山坡地带常见有小泉小水，在沟底常汇成小溪流，一般泉流量为1—2L/s。

2.寒武系碳酸盐岩类岩溶、裂隙含水层组

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寒武系地层出露于区域岩溶水补给区，主要分布在明通河、界河口附近的山地附近。含水层为灰岩、竹叶状灰岩，鲕状灰岩、白云岩等，总厚度150-180m。

恶虎滩一带寒武系地层分布在变质岩之上，在沟谷切割深处，地下水沿隔水顶板以泉的形式溢出，泉流量一般为2L/s，富水性较好，单井涌水量为500-1000m3/d。

3.奥陶系碳酸盐岩类岩溶、裂隙含水层组

含水层岩性以巨厚层灰岩、豹皮灰岩、白云质灰岩为主，总厚度330—400m，主要分布在奥家湾—斜沟以东地区，以西逐渐倾没于石炭系、二叠系地层之下。其富水性受含水层厚度、岩溶裂隙发育程度以及补给、径流条件的控制，在水平和垂直方向上都具有明显的差异性和规律性。在水平方向上：补给区位于木崖头—交口以东地区，出露地层以奥陶系下统白云质灰岩、白云岩为主，厚100—120m，富水性较差，一般单井涌水量＜1000m3/d；径流区在斜沟—车家庄以东地区，含水层以奥陶系中统上、下马家沟组地层为主，厚210—360m，富水性渐好，单井涌水量可达1000—2000m3/d；斜沟—车家庄以西地区为岩溶水汇流区，奥陶系地层全倾伏于石炭、二叠系地层之下，其富水性最强，单井涌水量一般可达2000m3/d以上。在垂直方向上：一般埋深400—600m之间岩溶裂隙比较发育，而400m以上大多被红粘土充填，600m以下则裂隙发育较差，富水性也较差。

区域岩溶水井孔抽水试验成果详见表4—1。 4.石炭系太原组碎屑岩及碳酸盐岩类裂隙含水层组

分布在斜沟—关家崖—车家庄一线，含水层以层间砂岩裂隙为主，

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厚10—20m，局部夹薄层灰岩，根据钻孔资料，关家崖矿区内见有三层灰岩，单层厚度0.11—2.24m，裂隙不发育。该含水层组地下水以弱承压水为主，富水性弱，涌水量一般＜10m3/d，水质类型为HCO3·SO4—Ca·Mg型。

区域岩溶水井孔抽水试验成果表 表4—1

含水层 孔 号 孔 位 电厂 1号 电厂 2号 自来水 1号 化肥厂 1号 关家崖 煤矿 斜沟 煤矿 孔深 （m） 地层 单位 O2s O2x O2s K2 550.05 O2x O1 K3 K4 K5 K6 备 注 693.10 714.30 280.21 300.54 O2s O2x O2s O2x O2s O2s 厚度 （m） 139.30 89.33 139.80 30.84 70.35 182.60 31.00 174.07 35.90 53.21 159.10 顶板 埋深 （m） 151.40 361.60 180.80 364.80 484.70 414.40 654.00 431.80 668.30 226.96 141.44 141.00 226.96 119.30 867.25 863.86 848.22 1 2 1 1 2.05 3.96 1.17 2241.22 3192.48 530.75 833.00 12.65 9.35 8.24 148.30 870.02 160.95 875.69 1 2 1 13.53 23.75 4.46 1327.97 2241.22 2706.48 1.14 1.09 7.02 HCO3·SO4 —Ca·Mg HCO3-Ca·Mg HCO3·SO4 —Ca·Mg HCO3·SO4 —Ca,Mg HCO3-Ca·Mg 静水位 埋深 （m） 173.90 标高 （m） 869.22 次降深 抽水成果 涌水量 3单位 涌水量 （m/s.m） 2.27 1.85 3水质 类型 数 （m） （m/d） 1 2 8.05 12.62 1576.80 2016.58 K1 450.93 HCO3-Ca·Mg 资料来源于山西省地矿局第一水文队1990年9月编写《山西省兴县东部乔家沟岩溶水水源勘查报告》 以上岩溶水井位置见插图4-1。 5.二叠系碎屑岩类裂隙含水层组

分布在魏家滩至后发达一线，含水层以砂岩为主，该地层以砂岩、泥岩相间，直接接受大气降水补给，据调查各村中的吃水井大多取自本组地下水，一般单井出水量10—20m3/d，水质类型为HCO3—Na·Ca·Mg型及HCO3·SO4—Na·Ca·Mg型。

6.三叠系碎屑岩类裂隙含水层组

区域西部沟谷中出露该地层，含水层以砂岩为主，裂隙较少，接受降水入渗补给条件差，富水性很弱，一般单井出水量＜10m3/d。

7.上第三系上新统松散岩类裂隙含水层组

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该地层主要分布在沟谷两侧的基岩顶面上，含水层为浅红色亚粘土夹砂砾石层，局部砾石呈透镜状。山西省地矿局第一水文队《山西省兴县东部乔家沟岩溶水水源勘查报告》对全境内该含水层的泉水调查116个，泉流量10—100m3/d的占30%，其它均＜10m3/d。

8.第四系上更新统松散岩类裂隙含水层组

分布在丘陵区梁峁之上，含水层为黄土状亚砂土、亚粘土，局部夹砂砾石层，由于现代河流的冲刷、侵蚀，使该地层支离破碎，破坏了含水层的补给及储水条件，因而该含水层组水量甚微。

9.第四系全新统松散岩类孔隙含水层组

分布在黄土丘陵区的现代河流一、二级阶地上，含水层以冲洪积砂砾石层为主，该含水层埋藏浅，易接受大气降水和地表水的入渗补给，一般单井出水量100-500m3/d，能得到地表水的入渗补给地段，富水性较强，反之则弱。

第三节 隔水层

主要隔水层为石炭系本溪组泥岩隔水层，它位于煤系地层的底部，以一套泥岩、粘土岩、铝土岩为主的地层，它是煤系地层中的主要煤层和奥陶系含水岩层组之间的重要隔水层。该组地层厚度平均为33.04m，其中泥岩及粘土岩占地层厚度的70—90%，是良好的隔水层。

第四节 地下水的补给、径流、排泄条件

1.岩溶水

大气降水和地表水的入渗是岩溶水的主要补给来源。灰岩裸露区分布在区域东部，裸露面积199.5km2，裂隙溶洞较发育，有利于降水

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的入渗补给。灰岩被黄土覆盖面积约260km2，一般黄土厚10—20m，透水性较好，也是岩溶水接受降水入渗补给的良好地段。地表水的入渗补给主要是灰岩作为河床基底时，河谷地表水的入渗补给。

岩溶水的径流主要受边界条件和地质构造的控制。在接受大气降水和地表水补给后，沿灰岩裂隙向下入渗，由东向西、向西北方向运移，当到后发达以西由于深部灰岩岩溶不发育，水流交替极其微弱，所以岩溶水由东向西运移转为由南向北径流，最终排向保德县天桥黄河峡谷中。

天桥泉是本区岩溶水的集中排泄点，据山西省地矿局第一水文队近几年的研究成果，天桥泉的排泄量为11.06m3/s。此外岩溶水的排泄还有人工开采，目前区内有6眼供水井开采岩溶水，开采量约10000m3/d。

2.碎屑岩类裂隙水

主要指石炭系、二叠系和三叠系砂岩裂隙水，其补给主要来自裸露区大气降水和上覆松散层地下水的入渗排给。在区域构造的控制下，地下水沿层面裂隙向地层倾斜方向运移，在沟谷切割深处，以泉的形式排出地表，或补给河谷第四系松散岩类孔隙水。另外主要排泄方式还有生产矿井的矿坑排水和民井人工开采。

3.松散岩类孔隙水

松散岩类孔隙水除接受大气降水的垂直入渗补给外，还有地表水的入渗补给和较高基岩裂隙水的侧向补给。地下水的流向一般与地表水的流向大致相似。排泄方式除以泉的形式排泄外主要是人工开采。

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第五章 矿井水文地质

第一节 井田边界及其水力性质

井田南部与山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司和西坡煤矿相邻，其他方向无矿。井田南部相邻矿井均为生产矿井，有采空区分布，井田东部和北部煤层露头，分布有古窑，西部煤层带奥灰水压，井田四周可视为充水边界。

第二节 井田含水层

一、含水层

关家崖煤矿扩建勘探中无专门水文地质孔，在对井田水文地质评价中利用了车家庄煤矿ZK21921水文孔和相邻区域的水文地质条件基本相似的《山西省兴县斜沟煤矿扩建勘探（精查）地质报告》中ZK923、ZK924两水文孔的试验资料（见表4—2）。ZK21921孔抽水试验分两个试段：第一试段为下石盒子组、山西组和太原组含水层；第二试段为太原组含水层。ZK924孔对太原组含水层做了一次降深抽水试验，ZK923对下石盒子组和山西组含水层做了三次降深抽水试验。ZK21921水文孔位于车家庄煤矿开采区西，处于煤系地下水径流下游，补给条件受到各井田大范围对地下水疏干的影响，使其补给范围变小，加之水文孔的孔径较小，计算出参数偏小，不能完全反映井田的水文地质特征，所以在对井田水文地质评价中将综合利用ZK21921、三个水文孔的抽水试验成果。ZK21921水文孔位于井田西南800 m处，ZK923、ZK924二个水文孔位于井田北部20 km处。

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抽水试验计算成果表 表4—2

含水静止 层 孔号 试段层位 水位 厚度 （m） （m） ZK21921 P1x+P1s+C3t 30.45 1001.37 ZK924 ZK923 ZK923 备注 C3t P1x+P1s C3t 4.78 999.46 降涌水单位 渗透 降深 深 量 涌水量 系数 S 次Q q K （m） 数 （m） （L/s·m） （m/d） 1 34.32 0.014 0.00041 0.000971 1 28.22 0.004 1 51.31 1.142 91.64 1008.71 2 38.33 0.912 3 25.35 0.644 31.07 1022.31 1 38.95 0.16 0.00014 0.022 0.024 0.025 0.004 0.00223 0.0237 0.0243 0.0244 0.0124 影响 半径 R （m） 10.7 13.4 79 80 40 43.45 1、ZK21921孔为车家庄煤矿水文孔。 2、ZK923、ZK924孔为斜沟煤矿水文孔。 1.奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组

井田内无出露，据关家崖煤矿K5供水井资料：孔深280.21m，静水位标高863.86m（1990年），单井出水量530.75m3/d，含水层为奥陶系中统上马家沟组。奥陶系岩溶水水质类型为HCO3—Ca·Mg型。由K5供水井奥灰水位标高并结合区域资料，推测本井田奥灰水位标高863—864m

2.石炭系太原组砂岩裂隙含水层组

本组地层在井田东部边界见有零星出露，含水层主要为中、粗砂岩夹薄层灰岩，灰岩岩溶裂隙发育差，矿井充水主要来源于煤层上部砂岩，据钻孔揭露含水层平均厚度12.62m，最大厚度21.74m，最小厚度3.19m。该含水层接受补给差，富水性弱，根据ZK923孔抽水试验结果；单位涌水量0.004L/s·m,渗透系数0.0124m/d，水位标高据ZK21921孔观测结果为999.46m，水质类型为HCO3·SO4—Ca·Mg型，矿化度0.77g/l。

3.二叠系下统下石盒子组与山西组砂岩裂隙含水层

该组地层在井田东部沟谷中见有少量出露，含水层主要为中、粗

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粒砂岩，钻孔揭露平均厚度33.25m，山西组平均厚度9.39m，下石盒子组平均厚度23.86m，含水层裂隙发育较差，富水性较弱，据ZK924水文孔抽水试验结果：单位涌水量（平均）0.024L/s·m，渗透系数（平均）0.0241m/d。水位标高据ZK21921孔观测结果为1001.37m，水质类型为SO4—Na型，HCO3—Na·Ca·Mg型及HCO3·SO4—Na·Ca·Mg型，矿化度为0.57—1.29g/L。，

4.第四系、上第三系孔隙含水层组

上第三系上新统出露于沟谷两侧和沟顶的基岩顶面上，厚度不稳定，富水性弱，单井出水量一般＜5m3/d，水质类型为HCO3—Na型。

第四系上更新统分布于井田，主要接受大气降水的补给，储水条件差，富水性极弱。

第三节 井田隔水层

一、井田隔水层

井田隔水层主要为石炭统本溪组泥质岩隔水层组，岩性由粘土岩与泥层铝土岩组成，根据ZK22924号钻孔揭露，本溪组地层厚度33.04m，其中泥岩及粘土岩厚24.79m，占地层厚度的75%，为井田及区域含煤地层和奥灰水之间的主要隔水层。

另外，相间于各灰岩、砂岩之间厚度不等的泥岩、砂质泥岩可起到层间隔水作用。

二、13号煤层底板隔水层变化规律

13号煤层底板到奥陶灰岩顶面的隔水层厚度由北东100m到南西85m逐渐变薄。

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二、地下水径补、径、排条件

奥陶系岩溶水的补给，主要是基岩裸露区大气降水和地表水的入渗补给，井田奥灰水属区域岩溶水径流区，岩溶水向北北西方向运移，最终排向保德县天桥黄河峡谷中，据该矿K5供水井资料，井田内岩溶水水位标高约为864m（1990年资料）。

石炭系和二叠系砂岩裂隙水，在裸露区接受大气降水和地表水的补给，顺岩层倾向方向运移。上部含水层在沟谷中以侵蚀下降泉的开式排泄，泉流量一般不大；下部含水层顺层向西排出井田外，现采煤矿的矿坑排水和民井开采是其主要排泄方式。

第四节 矿井充水条件

一、矿井充水因素

（一）地表水对矿井开采的影响

井田内无常年性河流地表水体，沟谷中只是在雨季时形成短暂的水流，雨后不久便干涸无水。

区内地下水的补给来源主要是大气降水。经实地勘查，关家崖煤矿主斜井、副斜井井口标高分别为：1100.71m、1124.53m，主斜井、主立井、副斜井口附近最高洪水位高程分别为：1096.52m、1120.66m。各井口处多年来洪水位标高均低于井口标高，并筑有防洪墙和排水涵洞，所以一般情况下，矿井不会受到洪水威胁。

（二）构造对矿井充水的作用和影响

井田内总体呈一单斜构造，未发现断层，仅在井下采掘中发现4个环状陷落，经巷道揭露，陷落柱不导水。井田地形切割较深，地表水易于排泄，不利于地下水补给，因此，构造一般不会对井田水文地

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质条件造成影响。

（三）最大导水裂隙带对矿井的充水影响

根据煤矿防治水规定推荐的经验公式计算导水裂隙带，8-2、13号煤层上覆岩层由砂质泥岩、砂岩和泥岩等组成，综合分析确定为中硬岩性，使用公式：Hli?20?M?10，计算最大导水裂隙带高度, 8-2号煤层厚度为2.06～3.00m，得出开采8-2号煤层时形成的最大导水裂隙带为39～45m，仅可勾通上部含水层,产生水力联系,不会对地表产生影响。13号煤层最大厚度为11.20～14.01m，得出开采13号煤层时形成的最大导水裂隙带为77～85m，不仅可沟通上部含水层及8-2号煤层采空区积水,产生水力联系,而在井田中东部最大导水裂隙带可达地表,沟通地表沟谷中雨季洪水。

四、含水层水对矿井的充水影响 1.煤系地层含水层

8-2号煤层的充水主要来自巷道顶部山西组的直接充水含水层，富水性弱，矿坑涌水量不大。13号煤层其直接充水含水层是太原组砂岩裂隙含水层，据斜沟煤矿ZK923号水文孔抽水试验，单位涌水量为0.004L/s·m，富水性弱。矿坑充水的主要因素为其顶板以上砂岩裂隙含水层及第四系潜水层水沿顶板裂隙及塌陷裂隙向巷道的渗透。总之，只要矿井正常抽排水，煤系地层含水层一般不会对煤矿安全生产造成

2.奥陶系含水层

奥陶系岩溶水在井田的水位标高约为864m，13号煤层最低底板标高为820m,仅ZK22924钻孔附近底板低于奥灰水位标高，井田西部边界

-31-

附近很小范围为“带压开采”。

根据奥灰水突水系数计算公式： 公式：Ts=P/M

其中：Ts—突水系数（Pa/m） P—底板承受的静水压力（Pa） M—隔水层厚度（m）。 13号的最大突水系数：

Ts =（864-820+76.5）×0.0098/76.5=0.015MPa/m

经过计算可知，13号煤层最大突水系数为0.015MPa/m，小于受构造破坏块段突水系数的临界值0.06（MPa/m），开采13号煤层西部带压区时，受奥灰水影响较小。

第五节 井田及周边地区老窑水分布情况

一、周边矿井对本井田煤层开采的影响

井田南部与西坡煤矿、山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司为邻，其他方向无矿。据调查：西坡煤矿现已关闭，井田内13号煤层可采，4、8-2号为不可采煤层。13号煤层大部采空，该矿曾越界进入本井田，其采空破坏区已与本井田采空区连通，因其位置高，矿井水流到了本井田排出井外。东坡煤矿和程家沟煤矿已整合到山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司，井田内13号煤层可采，4、8-2号为不可采煤层。井田采空区多处有积水，其积水区距本井田约500m以外，位置清楚，并有矿界煤柱相隔，其采空积水对本井田无影响。

二、本矿井采空区积水对矿井充水的影响

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井田内8-2号煤层刘家梁煤矿仅送了巷道，无采空区，本次调查无积水。13号煤层中部采空区存在5处积水， 估计5处积水量分别为9949m3、35990m3、13050m3、19765m3、4962m3。(详见矿井充水性图和采空区积水量估算表)因此在煤层开采时，对采空积水要及时查明，要注意及时疏排采空积水，确保矿井安全。

对于上述采空区积水，因无法进行实地观测，本次采用《矿井安全手册》中老空区积水量估算公式进行估算：

Q静＝F×M×K1×K2/cosα Q静——预测采空区积水量，m3； M——煤层采厚(m)；

F——采空区水平投影积水面积 (m2)。 K1——采空区积水系数（0.30）； K2——回采率40%

采 空 区 积 水 量 估算 表

积水量 煤层号 编号 Q1 Q2 13 Q3 Q4 Q5 合 计 采空区积水 水平投影 2面积 (m) 7200 26000 9800 14800 3300 61100 煤层厚度 m 11.34 11.36 10.96 10.96 12.34 煤层 倾角 10° 10° 9° 10° 10° 预测积水量 3（m） 9949 35990 13050 19765 4962 83716 已于2009年底关闭的麦地山煤矿和裕乐煤业有限公司采空区积水为调查时积水范围和积水量，随着关闭后时间推移，积水范围和积水

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量将会增大。

第六节 矿井充水情况

一、矿井涌水量

由于本区为降水量小的半干旱区，地表径流条件好，地下水的补给来源较少，该矿目前以煤层顶板裂隙渗水、断层渗水为主，但水量不大，正常排水情况下，不会影响生产。矿井涌水点及涌水量情况（表5-6-1）。

煤矿涌水点调查情况统计表 表5-6-1

煤层 13 涌水 点编号 1 2 涌水量（m3/h） 1.5 3.21 水温 (℃) 10 11 出水 时间 1977 1995 特征 自流 自流 备注 二、矿井排水情况

据矿方提供的资料，矿井8-2、13号煤层排水系统见表5-6-2。 煤矿排水情况调查统计表 表5-6-2

矿井名称 关家崖煤矿 水仓位置 斜井底 容量m3 600 水泵数 3 水泵流量 m3/h 46 管路排水量 m3/h 水泵型号 DF46—30×9 三、矿井涌水量预算

本次搜集到参与整合的关家崖煤矿、麦地山煤矿、刘家梁煤矿和白家梁煤矿生产时的矿井涌水量，分别为200 m/d、40 m/d、100 m/d（8、13号煤层矿井总涌水量）和30 m/d。兼并重组扩大生产能力后可采用富水系数法预算矿井涌水量，其涌水量预算公式如下：

K=Q0/P0，Q=P×K

-2

3

3

3

3

-34-

其中：

K-富水系数，m/t； Q0-目前涌水量, m/d； P0-实际生产能力, t/d； Q-预计涌水量，m/d； P-扩大生产能力,t/d。

8-2号煤层矿井涌水量预算：经调查，刘家梁煤矿开采8-2号煤层时，矿井正常涌水量为30m3/d，最大矿井正常涌水量为40m3/d，该矿生产能力为9万t，年生产日按330天计算，日产量为273t/d，其富水系数为0.1099—0.1465m3/t。本次资源整合后生产能力为120万t，预计其涌水量正常400m3/d，最大涌水量为533m3/d。

13号煤层矿井涌水量预算：经分析，关家崖煤矿生产规模较大，矿井涌水量资料可靠，具有代表性，故本次采用关家崖煤矿涌水量数据进行整合矿井涌水量预算。关家崖煤矿现开采13号煤层，矿井正常涌水量为200m3/d，为顶板淋水以及采空区积水，雨季涌水量略有增加，为260m3/d。该矿现生产能力为21万t，年生产日按330天计算，日产量为636t/d，其富水系数为0.3145—0.4088m3/t。本次资源整合后生产能力为120万t，预计其涌水量正常1143m3/d，最大涌水量为1486m3/d。

333

-35-

第六章 对矿井开采受水害影响程度和

防治水工作难易程度评价

第一节 对矿井受水害影响程度的评价

一、 含水层性质及补给条件 1.煤系地层含水层

8-2号煤层的充水主要来自巷道顶部山西组的直接充水含水层，富水性弱，矿坑涌水量不大。13号煤层其直接充水含水层是太原组砂岩裂隙含水层，据斜沟煤矿ZK923号水文孔抽水试验，单位涌水量为0.004L/s·m，富水性弱。矿坑充水的主要因素为其顶板以上砂岩裂隙含水层及第四系潜水层水沿顶板裂隙及塌陷裂隙向巷道的渗透。总之，只要矿井正常抽排水，煤系地层含水层一般不会对煤矿安全生产造成危胁。

2.奥陶系含水层

奥陶系岩溶水在井田的水位标高约为864m，13号煤层最低底板标高为820m,仅ZK22924钻孔附近底板低于奥灰水位标高，井田西部边界附近很小范围为“带压开采”。13号煤层最大突水系数为0.015MPa/m，小于受构造破坏块段突水系数的临界值0.06（MPa/m），开采13号煤层西部带压区时，受奥灰水影响较小。

井田13号煤层局部为带压开采，从含水层的补给条件和富水性分析，矿井水文地质类型为中等类型。 二、井田含水层单位涌水量

1、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层

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据关家崖煤矿K5供水井资料：孔深280.21m，静水位标高863.86m（1990年），单井出水量530.75m3/d，含水层为奥陶系中统上马家沟组。为强富水性含水层。

2、石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层

该含水层接受补给差，富水性弱，根据ZK923孔抽水试验结果；单位涌水量0.004L/s·m。属弱富水性含水层。

3．二叠系下统山西组及下石盒子组砂岩裂隙含水层

据ZK924水文孔抽水试验结果：单位涌水量（平均）0.024L/s·m，渗透系数（平均）0.0241m/d。富水性弱。

5、上第三系、第四系孔隙含水层

上第三系上新统出露于沟谷两侧和沟顶的基岩顶面上，厚度不稳定，富水性弱，单井出水量一般＜5m3/d，属弱富水含水层。 据从对煤层有影响的含水层单位涌水量分析，矿井水文地质类型属简单～中等类型。

三、矿井及周边老空水分布状况

（一）周边矿井采空区积水

井田南部与西坡煤矿、山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司为邻，其他方向无矿。据调查：西坡煤矿现已关闭，井田内13号煤层可采，4、8-2号为不可采煤层。13号煤层大部采空，该矿曾越界进入本井田，其采空破坏区已与本井田采空区连通，因其位置高，矿井水流到了本井田排出井外。东坡煤矿和程家沟煤矿已整合到山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司，井田内13号煤层可采，4、8-2号为不可采煤层。井田采空区多处有积水，其积水区距本井田约500m以外，位置

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清楚，并有矿界煤柱相隔，其采空积水对本井田无影响。

（二）本井田采空区积水

井田内8-2号煤层刘家梁煤矿仅送了巷道，无采空区，本次调查无积水。13号煤层中部采空区存在5处积水， 估计5处积水量分别为9949m3、35990m3、13050m3、19765m3、4962m3。(详见矿井充水性图和采空区积水量估算表)因此在煤层开采时，对采空积水要及时查明，要注意及时疏排采空积水，确保矿井安全。

从矿井及周边老空水分布状况分析，矿井水文地质类型确定为中等类型。

四、矿井涌水量

由于本区为降水量小的半干旱区，地表径流条件好，地下水的补给来源较少，该矿目前以煤层顶板裂隙渗水、断层渗水为主，但水量不大，正常排水情况下，不会影响生产。

矿井设计生产能力120万t/a时，开采8-2号煤层时，预计其涌水量正常400m3/d，最大涌水量为533m3/d。

矿井设计生产能力120万t/a时，开采13号煤层时，预计其涌水量正常1143m3/d，最大涌水量为1486m3/d。

该矿矿井正常涌水量≤90 m3/h（西北地区），最大涌水量≤210 m3/h （西北地区），从以上涌水量资料分析，矿井水文地质类型属简单类型。

五、矿井突水量

该矿建井以来从未发生过突水事故，从矿井突水量分析，矿井水 文地质类型属简单类型。

六、开采受水害影响程度

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该矿建井以来，不论掘进和回采过程中，均未发生过水害安全事 故和因水害事故影响生产现象。从开采受水害影响程度分析，矿井水文地质类型属简单类型。

第二节 对矿井防治水工作难易程度的评述

该矿矿井充水因素为：大气降水对矿井充水的影响、地表水对矿井充水的影响、构造对矿井充水的影响、煤系地层对矿井充水的影响、奥灰岩含水层水对矿井充水的影响、采空区积水对矿井充水的影响。从以上充水因素分析，对矿井充水有影响的主要因素为采空区积水和奥灰水对矿井充水的影响，次要因素为大气降水对矿井充水的影响、构造对矿井充水的影响、煤系地层对矿井充水对矿井充水影响。针对以上因素，该矿应做好地面防治水工作、井下探放水工作和带压开采防治工作。

一、建立建全疏水、防水和排水系统

该矿主、副井均建在沟旁，其位置均高于调查的最高洪水位，现有防排水系统及设施能满足目前矿井生产建设的需要。该矿应按煤矿防治水规定，收集矿区近百年来当地最大降水量和最高洪水位资料，完善矿井疏、防、排水系统。该项工作从技术上可行，在经济上也能达到。

二、井下探放水工作

建立专业探放水队，购置一定数量探放水设备，坚持“预测预报、有掘必探、先探后采、先治后采”的原则，对采空区积水区进行探放，保证安全生产。该项工作从技术上可行，在经济上也能达到。

三、进行水文地质补充勘探，进一步查明井田带压区的断裂构造

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的分布、导水性，查明奥灰含水层的富水性并取得有关水文地质参数，，在此基础上做好带压开采设计。该项工作从技术上可行，在经济上也能达到。

从矿井防治水工作难易程度分析，矿井水文地质类型为简单类型。

-40-

第七章 矿井水文地质类型的划分及对

防治工作的建议

第一节 矿井水文地质类型的划分

一、划分依据

本次矿井水文地质类型划分依据为国家安监总局、煤矿安全监察局颁布实施的《煤矿防治水规定》（2009年）。根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，矿井水文地质类型划分为简单、中等、复杂、极复杂等4种，标准如表7-1-1。分类依据就高不就低的原则，确定矿井水文地质类型。

表7-1-1 矿井水文地质类型划分表

分类依据 受采掘破坏或影响的含水层及水体 类别 简单 受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或极少 q≤0.1 无老空积水 Q1≤180 （西北地区Q1≤90 ） Q2≤300 （西北地区Q2≤210） 无 采掘工程不受水害影响 防治水工作简单 中等 受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源 0.1＜q≤1.0 存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚 180＜Q1≤600 （西北地区 90＜Q1≤180） 300＜Q2≤1200 （西北地区 210＜Q2≤600） Q3≤600 矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全 防治水工作简单或易于进行 复杂 受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛 1.0＜q≤5.0 存在少量老空积水，位置、范围、积水量不清楚 600＜Q1≤2100 （西北地区1800＜Q1≤1200） 1200＜Q2≤3000（西北地区600＜Q2≤2100） 600＜Q3≤1800 矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁 防治水工程量较大，难度较高 极复杂 受采掘破坏或影响的是岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差 q＞5.0 存在大量老空积水，位置、范围、积水量不清楚 Q1＞2100 （西北地区Q1＞1200） Q2＞3000 （西北地区Q2＞2100） Q3＞1800 矿井突水频繁，采掘工程、矿井安全受水害严重威胁 防治水工程量大，难度高 含水层性质及补给条件 单位涌水量q/L·s-1·m-1 矿井及周边老 空水分布状况 矿井涌水量/m3·h-1 正常Q1 最大Q2 突水量Q3/m3·h-1 开采受水害 影响程度 防治水工作 难易程度 -41-

二、矿井水文地质类型划分

本井田各项水文地质条件如下表7-1-2：

表7-1-2 矿井水文地质类型划分表

分类依据 受采掘破坏或影响的含水层及水体 含水层性质及补给条件 q 条件说明 类别 井田各可采煤层直接充水含水层补给条件差，富水性弱。井田奥陶灰岩含水层补给条件好，富水性强。 煤系地层含水层q≤0.1，奥灰含水层q＞1.0 中等 矿井及周边老 空水分布状况 矿井涌水量 Q（m3/h） 突水量 Q3（m3/h） 开采受水害 影响程度 防治水工作 难易程度 综合评定 煤层采空区有积水，但积水、积水范围、积水量基本清楚。 中等 矿井现开采13号煤层现涌水量Q1=8.3m3/h； Q2 3=10.8m/h。 未发生过突水事故。 未发生过水害安全事故和因水害事故影响生产现象。 简单 简单 简单 简单 中等 矿井防治水工作简单。 4项简单，2项中等 依据《煤矿防治水规定》矿井水文地质类型划分的6项标准，本井田6项水文地质类型标准，4项为简单，2项为中等。该矿最大的水害威胁为本矿及周边煤矿采空区积水和奥陶灰岩含水层水，因此综合分析，确定该矿开采8-2、13号煤层时水文地质类型为中等类型。

第二节 对防治水工作的建议

随着开采面积的扩大，以及降雨量等自然因素的影响，可能使矿井涌水量增大，是近年来，我省降水量普遍增加，各处水害事故时有发生，特别是该矿曾发生过老空突水事故，因此煤矿在注意井下生产的同时，还要加强水害防范意识，时刻保证安全生产，并建议做好以

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下防范水害的工作。但今后在生产中决不能放松对水害的防治工作。具体应做到：

1.地表水的防治工作，在井口有效位置应修筑防洪堤坝，防患于未然。另外，还应加强坡体治理工作，平整、加固坡体面，建造分流水渠，防止滑坡现象发生。

2.井田13号煤层西部为“带压开采”，应加强水文地质勘探，查明井田隐伏断裂构造的分布和导水性，进行带压开采设计，预防发生奥灰突水事故。

3.周边煤矿和本井田采空区积水是对矿进安全生产的最大威胁，一定要做好调查工作和井下探放水工作，以防止突水事故的发生。

4.及时充填地表塌陷区或地表裂缝，防止洪水沿导水裂隙溃入井下。

5.如有发现透水预兆（挂红、挂汗、空气变冷、雾气、水叫、顶板淋头水、加大顶板来压、底板结膨胀、产生裂隙、出现渗水、水色发浑有臭味等症状时），必须采取相应的措施。

6.在今后的生产中，进一步查明井田含水层厚度、岩性、富水性、水质、补给、迳流、排泄条件，以及含水层间的水力联系，查明隔水层厚度，岩性分布情况。

7.水淹区必须标出探水线位置，采掘到探水线位置时必须探水前进，否则不能进行采掘。

8.水淹区域面积水面以下采掘时，必须编制详细的探放水规程，采掘必须在排除积水以后进行。

9.在相邻矿界的分界处必须留有隔离煤柱。

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10.必须定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下工程对照图上标出开采范围，开采年限、积水情况。

11.在采、掘中除注意煤层和顶板含水情况采用正常排水措施外，在井下采掘过程中应随时观察煤层的含水情况，对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测。特别对本矿及邻矿采空区的积水要严加管理，保留好矿界煤柱，坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的16字方针，落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。同时完善井下排水系统，必须预备专用排水设备，除保证正常排水工作外，还要有足够的设备预防突发水害的抢险工作，做到万无一失，确保安全生产。

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山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司

矿井水文地质类型划分报告

山西同地源地质矿产技术有限公司

二O一一年四月

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山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司

矿井水文地质类型划分报告

编 制：梁玉田 审 核: 王晋伟 总工程师: 田永忠 经 理：牛志清

山西同地源地质矿产技术有限公司

二O一一年四月

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文 字 目 录

第一章 矿井及井田概况 ..................................... 1

第一节 目的任务 ....................................... 1 第二节 矿井及井田基本情况 ............................. 2 第三节 位置、交通 ..................................... 4 第四节 自然地理 ....................................... 7 第五节 气象、水文 ..................................... 7 第六节 地 震 .......................................... 8 第七节 矿井排水设施能力现状 ........................... 8 第二章 以往地质和水文地质工作评述 ......................... 9

第一节 勘查阶段地质和水文地质工作成果评述 ............. 9 第二节 矿井建设时期水文地质勘查工作 .................. 14 第三章 地质概况 .......................................... 15

第一节 地层 .......................................... 15 第二节 构造 .......................................... 19 第四章 区域水文地质 ...................................... 21

第一节 区域水文地质概况 .............................. 21 第二节 区域内主要含水岩组 ............................ 22 第三节 隔水层 ........................................ 25 第四节 地下水的补给、径流、排泄条件 .................. 25 第五章 矿井水文地质 ...................................... 27

第一节 井田边界及其水力性质 .......................... 27

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第二节 井田含水层 .................................... 27 第三节 井田隔水层 ..................................... 29 第四节 矿井充水条件 ................................... 30 第五节 井田及周边地区老窑水分布情况 .................. 32 第六节 矿井充水情况 .................................. 34 第六章 对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价 .. 36

第一节 对矿井受水害影响程度的评价 .................... 36 第二节 对矿井防治水工作难易程度的评述 ................ 39 第七章 矿井水文地质类型的划分及对防治工作的建议 .......... 41

第一节 矿井水文地质类型的划分 ........................ 41 第二节 对防治水工作的建议 ............................ 42

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附 图 目 录

顺序号 图号 图 名

比例尺 1 1-1 2 1-2 3 2-1 4 2-2 5 3 6 4

8-2号煤层矿井充水性图 13号煤层矿井充水性图 8-2号煤层矿井综合水文地质图13号煤层矿井综合水文地质图 矿井综合水文地质柱状图 1-1’矿井综合水文地质剖面图

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1:5000 1:5000 1:5000 1:5000 1:200 1:2000

附 件 目 录

1. 山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发[2009]112号文《关于吕梁市兴县、石楼县煤矿企业兼并重组整合方案的批复》文件批准

2. 山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司采矿许可证 3. 山西同地源地质矿产技术有限公司地质勘查资质证书

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