中兴煤矿矿井水文地质报告.pdf

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1、 河南省郑州市中兴集团 郑兴中兴（巩义）煤业有限公司 矿井水文地质类型划分报告 郑兴中兴（巩义）煤业有限公司 二 0 一 0 年九月 目 录、正文 1 绪论.11 1.1 目的任务.11 1.2 位置、交通.11 1.3 自然地理.22 1.4 以往地质工作.44 1.5 矿山开采情况.66 1.6 本次工作情况.77 2 矿井地质.99 2.1 区域地质.99 2.2 矿井地质.99 2.3 煤层与煤质.1212 3 水文地质.1313 3.1 区域水文地质概况.1313 3.2 矿井水文地质条件.1616 4 开采技术条件.2323 4.1 顶底板工程地质条件.2323 4.2 矿井瓦斯.

2、2323 4.3 煤层自燃及煤尘爆炸性.2323 4.4 地温.2424 4.5 地震.2424 4.6 环境地质现状及预防.2424 5 结论及建议.2525 5.1 结论.2525 5.2 建议.2626 、附 图 图号 顺序号 图 名 比例尺 1 1 河南省巩义市中兴煤炭有限公司地形地质及水文地质图 1：2000 2 2 河南省巩义市中兴煤炭有限公司矿井充水性图 1：2000 3 3 河南省巩义市中兴煤炭有限公司井上下对照图 1：2000 4 4 河南省巩义市中兴煤炭有限公司AB 线水文地质剖面图 1：2000 5 5 河南省巩义市中兴煤炭有限公司103 钻孔柱状图 1：200 、附 件

3、 1、采矿许可证（复印件）2、委托书 3、委托方承诺书 4、报告编写单位地质勘查资质证书（复印件）1 绪论 1.1 目的任务 为切实预防煤矿水灾及其他矿井恶性事故发生，保障职工的生命和财产安全，提高煤矿企业的安全生产管理水平，构建和谐社会，河南省煤炭地质勘察研究院受河南省巩义市中兴煤炭有限公司委托，对该煤矿进行矿井水文地质报告编制工作，为今后矿井开拓设计及安全生产提供依据。本报告充分研究和利用河南省地质博物馆于 2005 年 12 月提交的河南省巩义市中兴煤炭有限公司煤矿资源储量核查报告、巩义市寰宇测绘科技发展有限公司于 2008 年 12 月提交的2008 年度巩义市中兴煤炭有限公司矿山储量

4、动态检测年度报告、义马广宇工程设计咨询有限责任公司 2006 年 12 月提交的巩义市中兴煤炭有限公司技术改造初步设计（修改版）说明书、义马广宇工程设计咨询有限责任公司 2007 年 02 月提交的巩义市中兴煤炭有限公司技术改造初步设计安全专片（修改版）说明书和该矿提交的矿井范围内已有矿井地质、水文地质和周边矿井等有关资料，结合区域地质、水文地质规律编制而成。1.2 位置、交通 1.2.1 位置 巩义市中兴煤炭有限公司属于偃龙煤田上庄井田浅部，位于巩义市西村镇圣水村、夹津口镇王沟村，行政区划隶属巩义市西村镇、夹津口镇管辖。依据2007 年 6 月 4 日河南省国土资源厅颁发的采矿许可证，矿井批

5、准范围为地理坐标东经11258451125625，北纬343519343607；限采二1和一1煤层，开采标高：+420m+140m；生产规模 15104t/a，有效期限自 2007 年 06 月至 2017 年 06 月。矿区范围拐点坐标详见表 1-1。矿区东西长 1.80km，南北宽 1.10km，面积约 1.5761km2。1.2.2 交通 本区南距登封市约18km，北距巩义市约20km，区内交通以公路为主，公路网络四通八达。巩义登封芦店公路从矿区东北通过，矿区有简易公路与之相连，往东与洛阳平顶山南阳高速公路相通，向西可与207国道相通，向北、向东分别与陇海铁路、京广铁路相连，交通十分便利

6、，见图1-1。表1-1 矿区边界拐点坐标一览表 序 号 三度带坐标 序 号 三度带坐标 X Y X Y 1 3830245.00 38406365.00 5 3830815.00 38407960.00 2 3830500.00 38406872.00 6 3830094.00 38408209.00 3 3830517.00 38406939.00 7 3829818.00 38407748.00 4 3831020.00 38407890.00 8 3829500.00 38406585.00 限采标高：+420m 至+140m 图1-1 交 通 位 置 图 1.3 自然地理 1.3.1

7、地形 本区位于偃龙煤田上庄井田浅部，为低山丘陵地貌，地势呈南高北低的趋势，地面标高+375.3+476.67m，相对高差101.37m，冲沟较发育。1.3.2 水系 中兴煤炭有限公司 本区属黄河流域的伊河水系。矿区无常年河流，仅有季节性溪流，雨季有短时间的水流。1.3.3 气象 本区属大陆性半干旱型季风气候，四季分明。夏、秋两季炎热多雨，冬、春两季寒冷干燥。据巩义市气象站资料，年平均降水量 571.6mm，一般为 600800mm，降水多集中于 7、8、9 月份，约占全年降水量的 50。年平均气温 14，七月份最热，历年最高气温 44.4；12 月 至 翌 年 最低气温-15.4。年平均蒸发量

8、2136.4mm，一般 11 月份开始降雪、冰冻，最大积雪厚度 21cm。最早 霜 冻 时间 为 10 月 份，年 最 长 霜 冻 期 60 天，年 平 均 霜 冻 43 天。最大冻土层深度 22cm。最大风速 20m/s；一般风速 3.4m/s。1.3.4 地震 据区域地震资料，荥巩地区曾发生地震40余次，其中破坏性较大的一次是公元119年3月10日的泗水地震，震级6级，震中烈度8度，震中在洛阳附近，造成地裂、涌水、房塌。最近的一次地震是1973年12月14日，发生在巩县的三级有感地震。根 据 国 家 质 量 技 术 监 督 局 发 布 的“中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准GB18

9、3062001 中国地震动参数区划图”，本区地震动峰值加速度为 0.10g，对应的基本烈度为度，如图 1-2 所示，详见表 1-2。表 1-2 地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表 地震动峰值加速度 0.05 g 0.05 g 0.1 g 0.15 g 0.2 g 0.3 g 0.4 g 地震基本烈度值 图 1-2 河南地震动峰值加速度区划图 1.3.5 经济 本区位于巩义市西村镇、夹津口镇，属低山丘陵区，人口不甚稠密，主要农作物有小麦、玉米、红薯等，经济作物主要有烟叶、花生、棉花等，该区农业总体欠发达，但工业较发达。特别是煤炭开采业，已成为龙头企业，带动了相关产业的发展。1.4 以往地质

10、工作 1、1950年开封地质调查所冯景兰、张伯声、韩影山等提交有豫西地质矿产调查报告，在本地区进行1：50000地质测量工作；2、1958年1月河南省地质局巩县地质队进入涉村勘探铝土矿，共竣工钻孔147个，完成工作量12425.83m；3、1969年中南煤田地质局127队施工钻孔4个，钻探进尺721.1m，但钻探原始资料料均散失，亦无电测井验证，按现行标准应为废孔；4、1976年至1978年原河南省煤田也质勘探公司二队在上庄井田进行地质勘探工作，编制了包括本区在内的河南省偃龙煤田涉村矿区上庄井田精查地质报告，1979年2月河南省革命委员会煤炭管理局对该报告进行了审查，并以（79）豫革煤基字第1

11、00号文批准了该报告；5、1996年11月，巩义市瑶岭煤矿工程科受夹津口镇王沟煤矿的委托，编制了巩义市夹津口镇王沟煤矿储量报告，提交B+C+D级储量285万吨，其中B级储量101万吨，C级储量169万吨，D级储量83万吨。该报告于1997年6月经原河南省矿产储量委员会批准通过，储量证号为豫储证字（1997）43号；6、1996年12月，巩义市瑶岭煤矿工程科受圣水黄煤矿的委托，编制了巩义市西村镇圣水黄煤矿矿产储量报告，提交A+B+C+D级储量552万吨，其中A级储量92万吨，B级储量143万吨，C级储量234万吨，D级储量83万吨。该报告于1998年1月经原河南省矿产储量委员会批准通过，储量证号

12、为豫储证字(1998)002号；7、2004年3月，河南省煤炭地质勘察研究院受巩义市圣水黄煤矿的委托，对圣水黄煤矿区煤炭资源占用消耗情况进行调查核实，编制了河南省巩义市西村镇圣水黄煤矿资源储量核查报告，提交资源储量346.1万吨，其中已动用73.3万吨，保有基础储量(111b)+(122b)271.8万吨。该报告于2004年4月通过了河南省矿产资源储量评审中心的评审，河南省国土资源厅以豫国土资储备(小)字2004093号备案；8、2005年12月，河南省地质博物馆受巩义市中兴煤炭有限公司的委托，对整合后新划定的中兴煤矿矿区范围内的煤炭资源储量进行核查，编制了河南省巩义市中兴煤炭有限公司煤矿资源

13、储量核查报告，该报告于2006年2月25日通过了北京中矿联咨询中心的评审，河南省国土资源厅以豫国土资储备(小)字2006083号备案。报告中估算二1、一1煤层（111b）+（122b）+（333）资源储量742.3万吨；预算矿井正常涌水量为50m3/h，最大涌水量90m3/h；9、2008 年 12 月，巩义市寰宇测绘科技发展有限公司对巩义市中兴煤炭有限公司进行了矿山储量动态检测，编制了 2008 年度巩义市中兴煤炭有限公司矿山储量动态检测年度报告。以上地质工作均包括本矿区或在本矿区范围之内。1.5 矿山开采情况 1.5.1 本矿山开采情况 巩义市中兴煤炭有限公司是根据河南省煤炭、铝土矿资源整

14、合领导小组关于对郑州市煤炭资源整合方案的批复（豫资源整合办200511号）批准，由西村镇圣水黄煤矿和夹津口镇王沟煤矿组合而成，为股份制企业。现主要开采二1煤层，均厚3.0m，倾角12左右。保有资源储量607.6万吨，设计生产能力15万吨/年，服务年限18.4年，矿井采用三立井单水平上下山开拓，采煤方法采用走向长壁放顶煤全部跨落法。矿井通风方式为中央并列抽出式，即主、副井进风，风井回风。主井底设主、副水仓，水仓容积1300m3，中央泵房安装D85455型矿用离心式水泵3台，配电机功率90KW，一备一用一检修，另安装了2台MD280436和1台MD155306型水泵备用。井筒安装管路5套，其中10

15、吋1趟，6吋2趟，4吋1趟，由泵房经主井筒敷设到地面。11采区设主、副水仓两个，水仓容积1400m3，其中主水仓为950m3，付水仓容积450m3，泵房安装MD155303型离心水泵3台，配电机功率75KW，1台备用，1台检修，同时备用2台QW250300型潜水泵，排水管路选用D1595.5300m无缝钢管两趟由泵房经轨道下山铺设至主井底主水仓。本矿井属低瓦斯矿井，煤尘无爆炸危险性，煤层无自燃倾向性。以往矿井正常涌水量50m3/h，最大涌水量100m3/h，随矿井及其周边矿井多年来开采疏排，水位及矿井涌水量均有所下降。据矿方介绍的近年来排水情况，该矿正常涌水量20m3/h，最大涌水量38m3/

16、h，水文地质条件简单。1.5.2 邻近矿山开采情况 1、圣水煤矿：为本矿的西邻。该矿建于1974年，1975年投产，开采一1与一3煤层，煤层倾角12-17，平均13，属低沼矿井，1996年底板突水淹井，原一对立井报废，停采一1与一3煤层。于1996年闭坑转向北部建二l煤生产立井一对。2002年换发采矿证，核定生产能力9104t/a。2007年换发采矿证，采矿许可证号为4100000720256，生产规模为15104t/a，有效期肆年零陆月，自2007年06月至2011年12月。主井坐标为：x=3829617，Y=38405780，Z=+431.36，井深146m，煤底标高+285.36m，煤厚

17、5.82m；付井坐标为：X=3829581，Y=38405792，Z=+436.26，井深129m，煤底标高+307.26m，煤厚4.36m。矿区二1煤层厚0.545.82m，一般厚2.50m。目前采用走向短壁式分层采煤法，中央并列式机械通风方式。2、金玉煤矿：为本矿的东邻。经矿方介绍，该矿开采二1煤层，由于无证件，目前已停采。3、铁生沟煤矿：位于深部，为本矿的北邻，与本矿搭界区域还未开采。1.5.3 老窑 在矿区范围内浅部分布有多个老窑，因年代久远，已无法查清其具体位置及采空区位置。故开采附近煤层时，严格按照有关规程，坚持“有疑必探，先探后掘”的原则以保证安全生产。1.6 本次工作情况 1、

18、我院组织专业技术人员对矿方提供的本矿及周边矿井地质、水文地质资料进行了认真分析、研究。本报告主要依据矿方提供的井巷及开采资料和河南省地质博物馆 2005 年 12 月编制的 河南省巩义市中兴煤炭有限公司煤矿资源储量核查报告、巩义市寰宇测绘科技发展有限公司于 2008 年 12 月提交的2008 年度巩义市中兴煤炭有限公司矿山储量动态检测年度报告、义马广宇工程设计咨询有限责任公司 2006 年 12 月提交的巩义市中兴煤炭有限公司技术改造初步设计（修改版）说明书、义马广宇工程设计咨询有限责任公司 2007年 02 月提交的巩义市中兴煤炭有限公司技术改造初步设计安全专片（修改版）说明书等资料编制而

19、成。2、编制了该矿水文地质图、钻孔柱状图、矿井充水性图、井上下对照图及水文地质剖面图；3、分析了矿井范围内采空区的可能积水区，预算了矿井未来矿井涌水量；4、对矿井的开采技术条件作了初步评述。2 矿井地质 2.1 区域地质 矿区地层区划属华北地层区，豫西地层分区之嵩箕小区，区域上主要发育地层为奥陶系、石炭系上统、二叠系、和第四系，其中石炭系和二叠系为主要含煤地层。构造位置为华北板块南部、嵩箕构造区北部的嵩山背斜北翼。中兴煤炭有限公司矿区位于偃龙煤田上庄井田西端浅部，大地构造位置处于嵩箕构造区嵩箕断隆西北端嵩山大背斜的北翼。偃龙煤田构造形态受嵩山背斜所控制，构造特征以高角度正断层为主，局部伴有小型

20、褶曲，地层走向近东西，倾向北，区域上地层自西向东有变缓的趋势，倾角418。高角度正断层为区域主干断裂，对含煤地层的赋存起控制作用。区域矿产以煤炭为主，主要可采煤层为赋存于山西组下部的二煤层，为发育稳定，普遍可采的厚煤层；太原组底部的一l煤层为局部可采煤层。2.2 矿井地质 2.2.1 矿井地层 本区大部为新生界覆盖，零星出露二叠系山西组、下石盒子组地层。据钻孔与生产矿井揭露，本区赋存地层从老至新主要为奥陶系中统马家沟组(O2m)，石炭系上统本溪组(C2b)、上统太原组(C2t)、二叠系下统山西组(P1sh)、下石盒子组(P1x)及第四系(Q)，分述如下：2.2.1.1 奥陶系中统马家沟组(02

21、m)下部为灰黑色隐晶质石灰岩，含黄色泥灰岩，泥质呈不规则分布，俗称豹皮灰岩；中部为黑色隐晶质石灰岩；上部为黄色薄层状泥灰岩，底部含砾石，砾石成分为紫色燧石，砾径20cm左右。本层厚度85m左右。与下伏呈平行不整合接触。2.2.1.2 石炭系（C）本区缺失中、下石炭统地层，仅有上石炭统地层沉积。与下伏奥陶系中统马家沟组呈平行不整合接触。1.石炭系上统本溪组（C2b）以浅灰色、青灰色铝土质泥岩为主，具鲕状、豆状结构，局部为铝土矿，含黄铁矿结核及团块，局部呈层状出现，铝土质泥岩主要成分为一水硬铝石，其次为高岭石、伊利石、黄铁矿、赤铁矿及软水铝石。该层铝土质泥岩是对比一1煤层的主要标志层之一。本组厚度

22、一般 4.00m，与下伏地层呈平行不整合接触。2.石炭系上统太原组（C2t）为区内主要含煤地层之一，由灰、深灰色、灰黑色中厚层状石灰岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和薄煤层组成，平均厚48.69m。底部的一1煤层为局部可采煤层，其它煤层均不可采。依据其岩性组合和沉积特征可分为三段：下部灰岩段 自太原组底界至L4石灰岩顶界，主要由灰石灰深灰色石灰岩及薄煤层组成，含石灰岩4层(L1L4)，中夹泥岩或砂质泥岩薄层，富含蜒类化石。中部碎屑岩段 自L4石灰岩顶界至L7石灰岩底界，由深灰色中细粒砂岩(俗称胡石砂岩)、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成，含黄铁矿结核及植物化石碎片。夹薄煤3层，均不可采。上部灰岩段 自L

23、7石灰岩底至L8石灰岩顶。以深灰灰色石灰岩为主，夹深灰色泥岩、砂质泥岩，该段含石灰岩2层(L7、L8)，其中含大量蜒类、腕足类等动物化石。石灰岩全区稳定，特征明显，为本区主要标志层之一。据太原组岩性组合、沉积特征及生物组合规律，认为本组为碎屑碳酸盐岩滨岸沉积体系，沉积时为动力较弱、温暖、清澈的浅海环境，中部的泥岩段为潮坪、泻湖海湾、障壁砂坝相沉积，胡石砂岩成分单一，成熟度高，为沙坪、潮道潮沟亚相沉积，其顶部的黑色致密泥岩则为泻湖海湾相沉积。太原组与下伏本溪组为整合接触。2.2.1.3 二叠系（P）本矿区仅保留二叠系下统山西组（P1sh）和下石盒子组（P1x），最大厚度为 100m 左右。1、二

24、叠系下统山西组（P1sh）与下伏地层呈整合接触。自太原组菱铁质泥岩至砂锅窑砂岩底，为本区主要含煤段。中下部由灰黑色泥岩、深灰色细粒砂岩及煤层组成，包括两层砂岩标志层：香炭砂岩和大占砂岩。香炭砂岩为泥、钙质胶结，普遍含白云母片、炭质及菱铁质鲕粒，全区普遍发育，厚12m；大占砂岩以硅泥质胶结为主，层理较发育，层面含大量白云母片和炭质，厚6m，本组下部的二1煤层厚度较大，发育稳定，为本区主要可采煤层，其余煤层不稳定，偶尔可采或不可采。顶部以浅灰色含紫斑或暗斑的泥岩为主，夹砂质泥岩和砂岩。本组厚度80m左右。2、二叠系下统下石盒子组（P1x）与下伏地层呈整合接触。本组上部岩层遭受风化剥蚀，仅留下部岩层

25、，矿区内最大保存厚度为 80m左右。由灰、灰绿色泥岩、砂质泥岩夹薄层细粒砂岩组成，含薄层炭质泥岩和不可采煤层。2.2.1.4 第四系（Q）本区第四系分布较广，主要为粘土、亚砂土、残坡积物及松散砾石组成，厚 15m 左右。以角度不整合形式超覆于上述各地层之上。2.2.2 矿井构造 矿区位于嵩箕构造区西部的嵩箕断隆北西部，属嵩山背斜北翼西段，矿区内总体构造形态为一单斜构造，地层走向 4675，倾向 316345，倾角 12左右，仅在 11 轨道上山 g5 测点附近揭露一小正断层，井下其他区域开采中未发现断层，构造简单。2.2.3 岩浆岩 本矿区未发现岩浆岩。2.3 煤层与煤质 二1煤层赋存于山西组

26、下部，上距砂锅窑砂岩75m，下距L7灰岩顶界5m左右。煤层直接顶、底板为深灰色砂质泥岩。据钻孔及巷道揭露，二1煤层厚0.206.20m，一般厚3.00m。煤层结构简单，层位较稳定，属较稳定煤层。矿区范围内二l煤层赋存标高为+200+420m，埋藏深度70193m。本区二l煤属低中灰、低硫、低磷、特高热值、高熔点粉状无烟煤，可作为动力用煤，也可作为民用燃料及高炉喷吹及气化用煤。3 水文地质 3.1 区域水文地质概况 偃龙煤田位于黄河与淮河水系的分水岭地带，南部属中低山区，东部五指岭主峰海拔 1215.90m。山区沟谷发育，排泄条件良好，泉水出露较多。地下水主要靠大气降水渗透补给，基岩含水层补给区

27、分布在东部和南部山区，地下水的运移为由东向西、由南向北。本矿区位于偃龙煤田内嵩山断层以东的岩溶裂隙水径流系统的补给区附近。3.1.1 含水岩组 根据岩性特征、岩溶、裂隙发育程度、水力性质和富水程度，区域范围内含水岩组自下而上可分为：碳酸盐岩含水岩组、碎屑岩含水岩组、新生界松散类孔隙含水岩组。分别简述如下：1、碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组 指寒武系奥陶系和石炭系太原组二个含水岩组。寒武系奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水岩组：因寒武系与奥陶系之间无明显的隔水层，因此将它们视为一个含水岩组。寒武系奥陶系广泛出露于煤田的南部。在地表以溶沟、溶槽、溶孔和溶隙为主，溶洞较为少见；地下所见溶洞洞高一般为 13m。碳酸

28、盐岩厚 4151083m，一般泉水流量 6.9830L/s；如凌沟泉 38.42L/s。钻孔单位涌水量 0.01283.70L/sm。由于岩溶裂隙发育的极不均一性，导致其富水性极不均一，总体上该含水岩组富水性强。该含水岩组为二1煤层的底板间接充水含水层，一般情况下对开采二1煤层影响不大，但在断层附近或煤层埋藏深度大的地段，该含水岩组对开采二1煤层的矿井影响较大甚至构成威胁。如煤田西部的诸葛煤矿，由于矿井范围内断层发育，寒武系岩溶裂隙水进入矿井，对矿井的安全构成较大威胁。太原组石灰岩岩溶裂隙含水岩组：呈条带状分布于煤田的南部。太原组下段石灰岩，厚 0.3524.83m，岩溶裂隙比较发育，钻孔中有

29、漏水现象，钻孔单位涌水量 0.015316.29L/s.m。石炭系太原组上段石灰岩厚 0.7816.51m，一般 8m 左右。钻孔漏失量 2.0033.75m3/h，钻孔单位涌水量 0.00004790.153L/s.m。由此可见岩溶裂隙发育不均一，导致其富水性极不均一。总体上太原组下段石灰岩为弱中等富水岩段；太原组上段石灰岩富水性较弱。3、碎屑岩类裂隙含水岩组 系指二叠系和三叠系中的中粗粒砂岩裂隙含水岩组。大占砂岩、砂锅窑砂岩、田家沟砂岩和平顶山砂岩等沉积厚度大，层位比较稳定，为该含水岩组中主要含水层段，厚 63.16233.14m。钻孔抽水试验，单位涌水量一般 0.00150.10L/sm

30、，最大 10.147L/s.m，富水性差异较大。在该含水岩组中，出露的泉水，流量一般 0.11.0L/s，最大 30L/s，随季节变化明显。山西组碎屑岩含水层位于该含水岩组底部，总体上富水性弱，为二1煤层顶板直接充水含水层；其它含水层段远离二1煤层，属二1煤层间接充水含水层。3、松散类孔隙含水岩组 泛指第四系与新近系地层中不同成因类型的砂及砂、砾(卵)石组成的各含水层组。主要分布和埋藏于伊洛河冲积平原、邙山岭及山前倾斜平原中。主要由冲积、冲洪积、坡洪积的砂、砂砾石、砾卵石及半固结的砂砾岩和泥灰岩组成。地层总厚 02267.50m，含水层揭露总厚 0200m 左右。钻孔(机民井)单位涌水量在 0

31、.003124.387L/s.m。属孔隙潜水或承压水。中等富水或强富水。3.1.2 地下水的补给、径流与排泄 地下水的补给、迳流与排泄条件，完全受自然地理条件、地质构造所控制以及人为因素的影响。简述如下：3.1.2.1 地下水的补给 大气降水补给：大气降水为本区地下水的主要补给来源。每年 79 月份为降水季节，泉水流量普遍增大，一些岩溶大泉(如巩义市的凌沟泉、偃师市的佛光泉及洛阳市龙门泉群)暴涨暴落；生产矿井的涌水量明显增大，大多数矿井涌水量的增加量为矿井正常涌水量的1.55.0倍；地下水水位有所上升。受岩性、地形及植被等条件的影响，区内南部坡度较缓的低山丘陵区的碳酸盐岩裸露区，对地下水的补给

32、较为有利；在平原地区，埋藏不深的地下水，也容易得到大气降水的补给；在坡度较大植被稀少的中、低山区，大气降水对地下水的补给作用相应较差。地表水的渗漏补给：流经煤田的河流，在雨季河流漫滩阶地、山间凹地和平原地带，有接受地表水渗漏补给的情况。从南部山区流出的河流，如偃师市的口孜河、铁窑河和巩义市的瑶岭河、圣水河等，在流经地段内，由于地下水水位低于地表水水位，亦具有地表水渗漏补给地下水的情况。在伊东渠、中州渠、大明渠等灌区内，放水期间亦有地表水和灌溉水对地下水进行渗入补给。3.1.2.2 地下水的径流 本偃龙煤田内埋藏于新近系及第四系松散层中的孔隙水，受地形条件影响较为明显。地下水一般从地势高处向地势

33、低处迳流，地下水的迳流方向具有多向性。在地下水被长期集中开发地区(如供水源地)，地下水的天然流场一般发生了改变，地下水由周边向降落漏斗中心迳流。埋藏于基岩中的裂隙、岩溶裂隙水，一般具有先沿地层倾向向深部迳流，继而转为水平迳流的特点。受构造条件的影响，地下水迳流方向会受到相应的改变。在偃龙煤田内，以嵩山断层为界，将岩溶裂隙水分为两个相续独立的地下水径流系统，断层以东岩溶裂隙水由南西流向北东；断层以西，岩溶裂隙水由南南东流向北西。该矿位于偃龙煤田东部的岩溶裂隙水的径流系统的补给区附近。偃龙煤田内由东向西，煤矿众多，由于矿井的长期排水，二l煤层顶底板直接充水含水层中的水的天然流场已发生了大的改变，地

34、下水一般从水压降落漏斗周边向降落漏斗中心迳流。岩溶裂隙水的径流方向从大的范围内未发生根本性改变，但在矿井附近，由于矿井长期排水，在一定范围内岩溶裂隙水压力明显降低，径流方向发生了改变，如新中煤矿的长期排水，在矿井周围形成了一定范围的压力降低漏斗。3.1.2.3 地下水的排泄 区中被地形切割含水层的沟谷、河流、出露泉水等，对地下水具有天然排泄作用。城市供水水源地对地下水的长期集中开采，农灌机井季节性开采和偃龙煤田诸矿井经常性的排水，对地下水的排泄产生了重要影响。其次，在平原地下水水位浅埋地区，蒸发也是地下水的重要排泄方式。3.1.3 岩溶裂隙水动态特征 区域内碳酸盐岩裸露区，水位变化受降雨影响明

35、显，且具有滞后性。在补给区附近，一般雨后 35 天水位开始回升，1030 天可达高峰，最高水位一般出现在 910 月份，最低水位出现在 56 月份。不同区域内水位年变化幅度不同，补给区变幅较大，一般为 1020m，最大 26m，迳流区中等，排泄区最小，一般 3m。并随着含水层埋藏深度增大，年变幅减小。3.2 矿井水文地质条件 由于区内无抽水资料，亦无系统的矿井水文地质、工程地质等资料，故依据区域资料和矿方提供的资料对矿井水文地质、工程地质及其它开采技术情况分析如下：3.2.1 含、隔水层划分及特征 根据岩性、富水性、地下水的赋存、埋藏条件和地层的组合关系，自下而上可划分为 5 个含水组段和 4

36、 个主要隔水层段。分别简述如下：3.2.1.1 主要含水层 1、第四系孔隙潜水含水层：主要分布在冲沟两侧及沟谷低洼地段，主要由冲、洪积、坡积物组成，厚度变化主要受地形地貌及现代流水堆积作用控制，其中底部发育的砂砾(卵)层为主要含水层，厚约 5m，含孔隙潜水，水源主要接受大气降水和地表水补给，富水性较好，但不均一，具明显的季节性动态变化特征。2、二l煤层顶板碎屑岩裂隙含水层 系指二l煤层上 60m 范围内所含砂岩裂隙含水层组，岩性为细、中粒砂岩，主要由砂锅窑砂岩、香炭砂岩和大占砂岩组成，累计厚度一般约 35m。在施工钻孔中该段冲洗液不消耗或消耗很小，无漏失现象，说明该段含、富水性差。根据河南省偃

37、龙煤田涉村矿区上庄井田精查地质报告抽水试验资料，该含水层单位涌水量为 0.003880.00745L/s m，渗透系数为 0.01430.015m/d，水化学类型为 HCO3-Na K 型，pH 值 7.98.10，总矿化度 560.45702.43mg/L。根据上岗井实测资料，目前本含水层水位标高为 247.34m。该含水层位于二l煤层之上，为开采二1煤层时的顶板直接充水含水层，由于该矿及周围开采二1煤层的矿井较多，该含水层处于疏干半疏干状态，该含水层中的裂隙水进入矿井的水量一般不大，但要防止雨季地表水沿裂隙进入矿井给生产造成影响。3、太原组上段岩溶裂隙含水层 由太原组上段 L6L9石灰岩组

38、成的含水层，其中 L8、L9石灰岩较发育，层位稳定，钻孔揭露最大厚度 16.20m，平均厚约 10.00m。据钻探资料，灰岩致密坚硬，岩溶裂隙较发育，但多被方解石脉所充填，钻探过程中，可见溶孔或小溶洞。根据河南省偃龙煤田涉村矿区上庄井田精查地质报告抽水试验资料，该含水层单位涌水量为0.00004790.0032L/s m，渗透系数为0.00004580.00282m/d，水化学类型为 HCO3-NaK 型，pH 值 7.7，总矿化度 293.85mg/L。再者，该矿上山、下山巷道均做在沿 L9石灰岩中，也未见涌水。表明该灰岩含水层富水性较差，但岩溶裂隙发育不均匀。该含水层为二1煤层底直接充水含

39、水层，上距二1煤层平均约 4.00m，对开采 二1煤层影响较大，但由于该含水层裸露面积小，补给量有限，富水性相对较差，一般不会对矿井安全构成威胁。4、太原组下段岩溶裂隙含水层 由太原组下段的 LlL4石灰岩构成含水层，L1、L4常合并，厚约 9m，层位稳定。岩溶裂隙发育，但不够均一，区内无抽水试验资料，据区域钻孔抽水试验资料，单位涌水量为 0.004911.65L/s.m，总体上富水性中等。该含水层为二1煤层的底板间接充水含水层，一般情况下对开采二1煤层影响不大，但在断层附近，太原组下段岩溶裂隙水会沿断层进入矿井。5、奥陶系岩溶裂隙含水层 奥陶系碳酸盐岩厚度大，岩溶裂隙发育，区域上该含水层富水

40、性强，但不均匀。该含水层为一1煤层底板直接充水含水层，为二1煤层底板间接充水含水层，距二1煤层约 60m，正常情况下对矿井开采二1煤层影响不大。由于其富水性强，矿井生产中应加以提防，特别是未来开采一1煤层，严防裂隙发育地带和隔水层薄弱区段底板奥陶系灰岩岩溶裂隙水突水对矿井造成水害。3.2.1.2 主要隔水层 1、山西组及石盒子组碎屑岩段隔水层 指二1煤层之上的泥岩、砂质泥岩，矿区内山西组和下石盒子组地层保留最大厚度仅 100m，正常情况下可阻止裂隙含水层之间的水力联系。但在采矿活动影响下，产生的冒落带及裂隙带会破坏其完整性，而降低其隔水性能。2、二1煤层底板隔水层 为二1煤层底下至太原组上段灰

41、岩顶(L9)之间，由泥岩、砂质泥岩组成，厚度 5.0010.00m，岩性致密，裂隙不发育，透水性差，在天然状态下可阻止太原组上段岩溶裂隙水进入二1煤层，但在开采条件下，基本上失去隔水作用。3、太原组中部砂质泥岩隔水层：为 L4石灰岩顶起上至 L7石灰岩底，岩性主要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩等，厚 15.0025.00m，裂隙不发育，透水性差，隔水性强，可隔断太原组上、下段岩溶裂隙水的联系。4、本溪组隔水层：主要为浅灰、青灰色铝质泥岩，具鲕、豆状结构，含大量黄铁矿结核，底部为铁矿层。本组一般厚度 4.00m 左右，隔水性较强。但在厚度较小或裂隙发育地带，将失去隔水作用。3.2.2 矿井充水因

42、素分析 3.2.2.1 充水水源 1、大气降水、地表水、第四系潜水 本区属低山丘陵地貌，冲沟较发育，大气降水排泄较畅，一般不会形成积水威胁矿井。区内无常年性地表水体。第四系潜水含水层分布范围较小，厚度不大，富水性不强，对开采二1煤层影响不大。但是矿区内二1煤层埋藏较浅，在采矿活动影响下，产生的地裂缝、冒落带、裂隙带可导通大气降水、地表水或第四系潜水，使得矿井涌水增大，甚至引起突水灾害。为防止大气降水、地表水、第四系潜水涌入矿井，应在井口和矿区浅部、煤层露头附近留设防水煤柱，同时在雨季来临之前应加强地面排查，对地面出现通向矿井的通道进行充填，同时加强井下疏排能力，以防不测。2、地下水 二1煤层顶

43、板碎屑岩裂隙含水层为二1煤层顶板直接充水含水层；太原组上段岩溶裂隙含水层为二1煤层的底板直接充水含水层。在开采条件下，二1煤层顶板裂隙水和底板的岩溶裂隙水将会进入矿井，成为矿井的充水水源。在一般情况下太原组下段和奥陶系岩溶裂隙水对采矿影响不大。3、老窑和采空区积水 目前，老窑水和采空区积水亦成为矿井突水的重要隐患之一。矿区内二1煤层露头附近、井田范围内及周围老窑较多，存在较大面积的老采空区及废弃巷道，其间不可避免地有积水，但积水范围和水量不详，其积水进入采掘地段，来势凶狠，防不胜防，造成损失严重，且邻区的西村三矿曾发生过老空区突水严重事故，并造成了人员伤亡。本次报告编制中，根据矿方提供资料，老

44、窑位置、废弃巷道位置及采空区范围都已在矿井充水性图上标出，并圈定了可能积水区和老窑警戒线，均系推断，不可靠，故采掘接近老窑和采空区时，应严格按照矿井安全生产规程，加强探放水工作，以确保矿井生产安全。3.2.2.2 充水通道 充水通道主要为依据通道性质、充水量及充水速度归纳为渗入性和溃入性两种通道。1、渗入性通道 渗入性通道一般为细小的裂隙、溶隙，水源通过渗入性通道的水量一般较小，以淋漓滴水或小股水的方式进入矿井。从目前的资料分析，该矿的充水通道主要为渗入性通道。2、溃入性通道 指水源以较大流量迅速进入矿井的通道。主要为断层破碎带及宽大的裂隙等。该通道一般尺寸较大，如宽大的裂隙、溶洞、断层破碎带

45、及封闭不良的钻孔等。水源通过溃入性通道的水量一般较大，但也受充水含水层的富水程度控制，当充水含水层的富水程度强，通过溃入性通道的水量大，当充水含水层的富水程度弱，初期的水量较大，然后干枯。3.2.3 矿井涌水量预算 3.2.3.1 矿井水文地质条件概况 中兴煤炭有限公司限采二1、一1煤层，目前只开采二1煤层，故本次仅预算二1煤层矿井涌水量。3.2.3.1 预算依据 该矿周围开采二1煤层的矿井较多，北邻的铁生沟煤矿、西邻的圣水煤矿和东邻的金玉煤矿，三矿开采时间均较长，其二1煤层顶板直接充水含水层处于疏干或半疏干状态，水文地质条件暴露比较充分。中兴煤炭有限公司开采二1煤层，现在开采标高+240m，

46、煤层最深赋存标高为+200m，矿井正涌水量 20m3/h，最大涌水量为正常涌水量的 2 倍。故根据矿区开采面积、涌水量情况，采用比拟法进行预算。其公式为：11FFQQ 式中 Q预算涌水量（m3/h）；F预算开采面积（km2）Q1原矿井涌水量（m3/h）；F1原矿井开采面积（km2）中兴煤炭有限公司目前矿井正常涌水量为 20m3/h，已开采面积为 0.36km2，未来矿井最大开采面积为 1.58 km2。3.2.3.2 预算结果 将上述数据代入所选公式，并对计算结果进行取整，则二1煤层的矿井的正常涌水量为42m3/h，根据豫西偃龙煤田最大涌水量一般是正常涌水量的2倍，本次取最大涌水量为正常涌水量

47、的 2 倍，则最大涌量为 84m3/h。3.2.3.3 预算结果评述 由于该矿开采历史较久，揭露较为充分，现已揭露了二1煤层的直接充水含水层，用本矿井正常涌水量比拟未来二1煤层的涌水量有一定的可信度；所选取的矿井正常涌水量为矿方介绍，选用公式为该区经验公式。用比拟法预算矿井涌水量不会带来很大的误差；另一方面，该矿井田范围较小，周边矿井较多，受其它矿井开采影响，涌水量可能不是常量，而本次预测的矿井涌水量是把涌水量作为常量来考虑，也会有误差，因中兴煤矿水量不大，预测矿井水量的误差也不大。矿井充水受多种因素的影响，本次预算主要参数均由矿方提供，矿井二1煤层的涌水量预算只是根据已有资料对矿井涌水量的预

48、测，用建立的模型预测未来矿井的涌水量，不可能代表所有情况，当随着开采面积和深度的增大，水文地质条件的充分暴露，其涌水量可能与预测误差加大。因此矿方应加强矿井水文地质的基础工作，如加强对矿井涌水量的观测记录和积累，当涌水量有明显的增大时，应根据矿井实际涌水情况委托有资质的单位对矿井涌水量重新进行预测。根据规范和惯例，预算的矿井涌水量是针对开采煤层的直接充水含水层而言的，是正常情况下的涌水量，最大涌水量是在正常情况下的最大涌水量，故所预算的涌水量只能作为正常情况考虑。3.2.4 矿井水文地质类型 据矿井浅部开采情况及临近矿井开采资料，目前开采二1煤层矿井充水水源主要为二1煤层顶板碎屑岩裂隙水、太原

49、组上段岩溶裂隙水，相比较而言，太原组上段的岩溶裂隙含水层富水性比二1煤层顶板碎屑岩含水层富水性强，因此该矿井是以底板岩溶裂隙水充水为主的矿井。根据矿井及周边矿井水文地质条件，预算矿井水平正常涌水量 42m3/h，最大涌水量小于 84m3/h。参照矿井水文地质规程（试行）的划分标准，该矿为水文地质条件简单型矿井。4 开采技术条件 4.1 顶底板工程地质条件 4.1.1 煤层顶板 二1煤层顶板为砂质泥岩，岩石物理力学性质试验结果表明，岩石抗压强度为 64.1MPa，据历年矿井开采资料，本区二1煤层顶板压力较大，随采随落，顶板工程地质性质较差，因此矿井生产中应加强支护并注意及时放顶，以防冒顶坍塌。4

50、.1.2 煤层底板 二1煤层底板无伪底，直接底板为泥岩或砂质泥岩，岩石抗压强度较低，据岩石物理力学性质试验资料，岩石抗压强度为 23.7 MPa，可出现支护滑沉、底鼓和遇水膨胀等现象，为不稳定型底板，工程地质性质较差，因此在生产中应采取一定的防范措施，加强煤层底板的监测、维护与管理工作。4.2 矿井瓦斯 根据河南省煤炭工业管理局文件豫煤安2008317 号“河南省煤炭工业管理局关于巩义市煤炭管理局关于大峪沟矿务局小关一矿等 7 处煤矿 2008 年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的报告的批复”，本矿瓦斯相对涌出量为 3.72m3/t，绝对瓦斯涌出量 1.28m3/min，二氧化碳相对涌出