凌志達(dá)煤礦150萬(wàn)ta新井設(shè)計(jì)

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目 錄 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 4 第一節(jié) 礦區(qū)概況 4 一、礦區(qū)地理位置及交通條件 4 二、礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)概況 4 三、礦區(qū)電力供應(yīng)基本情況 4 四、礦區(qū)水文簡(jiǎn)況 4 五、礦區(qū)地形與氣象 5 第二節(jié) 井田地質(zhì)特征 7 一、井田所屬位置 7 二、井田勘探程度 7 三、地質(zhì)層位概述 7 四、井田煤系地層主要地質(zhì)構(gòu)造 11 五、水文地質(zhì)條件 12 第三節(jié) 煤層的埋藏特征 15 一、煤層的賦存特征 15 二、煤層的圍巖性質(zhì) 20 三、煤的品種和性質(zhì) 21 四、煤的工業(yè)用途 27 五、地質(zhì)勘探程度及存在的問(wèn)題 27 第二章 井田境界與儲(chǔ)量 28 第一節(jié) 井田境界 28 一、井田境界 28 二、四鄰關(guān)系 28 第二節(jié) 地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算 29 一、礦井地質(zhì)資源量 29 二、礦井工業(yè)資源量 31 三、礦井設(shè)計(jì)資源量 31 第三節(jié) 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量的計(jì)算 31 一、設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量 31 二、安全和保護(hù)煤柱 32 第三章 礦井工作制度及生產(chǎn)能力 34 一、礦井工作制度 34 二、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 34 三、礦井服務(wù)年限 35 第四章 井田開(kāi)拓 36 第一節(jié) 井田開(kāi)拓方式的確定 36 一、井田開(kāi)拓條件 36 二、礦井開(kāi)拓方式的確定 37 三、井筒用途、布置及裝備 40 第二節(jié) 礦井基本巷道 41 一、井底車場(chǎng)形式的選擇 41 二、主要開(kāi)拓巷道 42 第五章 準(zhǔn)備方式-采區(qū)布置 44 第一節(jié) 煤層地質(zhì)特征 44 第二節(jié) 采區(qū)布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 45 一、礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)采區(qū)個(gè)數(shù)、位置 45 二、采區(qū)巷道布置 45 三、采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 46 四、采區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法 46 五、采區(qū)及工作面回采率 48 六、采區(qū)采掘比例關(guān)系及掘進(jìn)率 49 七、生產(chǎn)時(shí)主要材料消耗指標(biāo) 49 第六章 采煤方法 50 第一節(jié) 采煤工藝方式 50 一、采煤工藝 50 二、采煤工作面設(shè)備選型 50 三、工作面回采方向與接替 53 四、工作面參數(shù)及生產(chǎn)能力 53 五、回采工藝 54 六、采煤生產(chǎn)工藝過(guò)程 55 七、回采工作面勞動(dòng)組織和正規(guī)循環(huán)作業(yè) 55 第二節(jié) 回采巷道布置 58 一、回采巷道布置方式 58 二、首采工作面位置 58 三、回采工作面巷道布置 58 四、支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì) 58 五、支護(hù)工藝 58 六、支護(hù)工藝要求 58 第七章 井下運(yùn)輸 62 第一節(jié) 采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇 62 一、工作面及順槽運(yùn)輸設(shè)備選型 62 二、順槽膠帶機(jī)選型計(jì)算原始資料 62 三、順槽膠帶機(jī)選型計(jì)算 62 四、大巷膠帶機(jī)選型 65 第二節(jié) 采區(qū)輔助運(yùn)輸設(shè)備的選擇 65 第八章 礦井提升 68 第一節(jié) 主提升設(shè)備 68 一、概述 68 二、主斜井提升設(shè)備 68 三、架空乘人裝置 72 第二節(jié) 副斜井提升設(shè)備 74 一、設(shè)計(jì)依據(jù) 74 二、設(shè)備選型 75 第三節(jié) 提升機(jī)電控系統(tǒng) 80 一、控制系統(tǒng) 80 二、信號(hào)系統(tǒng) 80 第九章 礦井通風(fēng)與安全 81 第一節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇 81 一、礦井通風(fēng)類型的確定 81 二、主要通風(fēng)機(jī)工作方法的確定 81 三、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) 81 四、回采工作面通風(fēng)系統(tǒng) 81 五、主要通風(fēng)設(shè)施 82 第二節(jié) 采區(qū)及全礦所需風(fēng)量 82 一、采煤工作面需要風(fēng)量計(jì)算 83 二、掘進(jìn)工作面風(fēng)量計(jì)算 85 三、獨(dú)立通風(fēng)硐室風(fēng)量 86 四、其它用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量 86 五、礦井需要風(fēng)量計(jì)算 86 六、風(fēng)量分配 87 第三節(jié) 全礦通風(fēng)阻力的計(jì)算 87 一、確定礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期 87 二、礦井通風(fēng)最大阻力路線 87 第四節(jié) 通風(fēng)機(jī)選型 90 一、通風(fēng)機(jī)選型 90 二、通風(fēng)機(jī)選型計(jì)算 90 第五節(jié) 安全生產(chǎn)技術(shù)措施 92 一、通風(fēng)瓦斯防治措施 92 二、火災(zāi)防治措施 93 三、粉塵防治措施 94 四、水災(zāi)防治措施 94 五、頂板防治措施 95 第十章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及環(huán)境保護(hù) 97 第一節(jié) 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 97 第二節(jié) 環(huán)境保護(hù) 98 一、大氣污染防治措施 98 二、水污染防治措施 99 三、噪聲污染防治措施 100 四、固體廢物防治措施 100 五、地表塌陷治理 101 六、水土保護(hù)防治措施 101 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 第一節(jié) 礦區(qū)概況 一、礦區(qū)地理位置及交通條件 山西凌志達(dá)煤業(yè)有限公司位于長(zhǎng)子縣城東南約20km處，行政區(qū)劃隸屬長(zhǎng)子縣色頭鎮(zhèn)管轄。井田南部跨越高平市境內(nèi)。其地理坐標(biāo)為: 東經(jīng)11253′29″－11257′00″；北緯3554′40″－3556′51″。 本區(qū)運(yùn)輸條件便利。太（原）—焦（作）鐵路從井田西側(cè)通過(guò)，凌志達(dá)煤礦現(xiàn)有鐵路專用線從太焦鐵路東良田車站接軌，鐵路專用線長(zhǎng)度為8.8km，專用線等級(jí)為工業(yè)企業(yè)I級(jí)，鐵路運(yùn)輸方便。 在公路運(yùn)輸方面，長(zhǎng)（治）—晉（城）公路從井田西側(cè)通過(guò)，公路運(yùn)輸也非常便利。凌志達(dá)煤礦通過(guò)崔色線與舊207國(guó)道相接，崔色線為4級(jí)公路，長(zhǎng)度6km，礦區(qū)東部有一條砂石路與崔色線相連通往煤場(chǎng)，長(zhǎng)度1km。 除上述主要交通之外，該區(qū)尚有簡(jiǎn)便公路支線通至各地。 礦井交通位置圖詳見(jiàn)圖1-l-l。 二、礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)概況 山西省區(qū)位于古文化發(fā)源地，區(qū)域文化歷史悠久，歷史文明古跡隨處可見(jiàn)。煤炭開(kāi)發(fā)前，該區(qū)主要以農(nóng)業(yè)為主，主要為玉米、谷子等農(nóng)作物。農(nóng)業(yè)人口平均收入不足2000元/年，是一個(gè)文化底韻深厚，但經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)。 長(zhǎng)治市距離該礦僅40km，是全國(guó)著名的適宜人口居住的十大魅力城市之一。 長(zhǎng)子縣以農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)作物以玉米、谷子、小麥、高粱、大豆、薯類為主，經(jīng)濟(jì)作物有油料、麻皮，甜菜、藥材等，近年來(lái)又發(fā)展了蔬菜、果類和養(yǎng)殖業(yè)；礦產(chǎn)資源有煤、鐵、硫鐵礦等；工業(yè)生產(chǎn)有煤炭、機(jī)械、電力、化肥、建筑材料、煉鐵、印刷、皮革等。 隨著改革開(kāi)放，國(guó)家經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，尤其是近年來(lái)煤炭形勢(shì)好轉(zhuǎn)，該區(qū)煤炭企業(yè)蓬勃發(fā)展，煤的深加工和其他煤類產(chǎn)品企業(yè)也接踵而至，帶動(dòng)了地區(qū)經(jīng)濟(jì)的騰飛。目前人均收入以是以前的3倍以上。地區(qū)經(jīng)濟(jì)以不再是自給自足的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)，而是向著工業(yè)化邁進(jìn)。 三、礦區(qū)電力供應(yīng)基本情況 凌志達(dá)煤礦供電方案已由長(zhǎng)治供電分公司批復(fù)，改造礦井現(xiàn)有35kV變電站，兩回路電源分別引自大堡頭220kV變電站和東田良35kV變電站的35kV側(cè)，井下采用6kV雙回路供電，地面采用380V和220V供電。可以滿足本礦井新增負(fù)荷要求，電源可靠，完全滿足該礦井的安全生產(chǎn)需要。 四、礦區(qū)水文簡(jiǎn)況 井田中部為一分水嶺，其南北兩側(cè)布滿南北向沖溝。北部屬濁漳南源陶清河水系，南部屬丹河水系。區(qū)內(nèi)主要河流為北部的鮑寨河，由西向東流入陶清河，河水流量2.389－8.960 L/s。雨季時(shí)最大洪水位可高出河床約2m。區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，水系縱橫，泉水出露較少，其出水量隨季節(jié)性變化，僅少量為常年性泉水，一般流量小于0.5L/s。井田地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，多數(shù)地段構(gòu)造條件簡(jiǎn)單，工程地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。井田含水層除深部奧陶系灰?guī)r富水性強(qiáng)外，其余均屬弱含水層。綜合分析，井田水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。 五、礦區(qū)地形與氣象 礦區(qū)位于長(zhǎng)治盆地東南邊緣山區(qū)，地貌單元屬低中山區(qū)。中部為一近東西向延伸的分水嶺，為高平市、長(zhǎng)子縣自然分界線。在分水嶺兩側(cè)的次級(jí)山梁和溝谷走向近南北向。地形最高點(diǎn)位于分水嶺上的南宮山頂，海拔高程為1276.40m，最低點(diǎn)位于南部許家村附近，海拔高程為980m，一般高程1100m，最大相對(duì)高差為296.40m。礦區(qū)南部張家山、申家莊、河西村一帶為一低洼小盆地，地形高程950－1000m。井田北部莊里村、鮑寨村、色頭村為一近東西向由鮑寨河河谷及階地組成的開(kāi)闊地，地形高程1000m左右。礦區(qū)總體地形特征為中部高、南北低。 礦區(qū)位于盆地和山區(qū)過(guò)渡地帶。屬大陸性氣候。由于受山谷冷空氣影響，日溫度變化較大，日差約10－15℃，早晚涼，中午溫?zé)?。年平均氣溫?.4℃，夏季在5－7月間，最高氣溫為32.8－34.7℃，7月份平均氣溫約23℃，每年11月至次年2月為冬季，最低氣溫為-17.3－-19.6℃，1月份平均氣溫為-6℃，凍土期、積雪期多集中在1－3月份，凍土深度為37－62cm，年平均降雨量為533mm，大部集中在7、8、9三個(gè)月內(nèi)，且多暴雨，春冬干旱，最大月平均降雨量為192.6mm，霜凍期為10月上旬－次年4月，無(wú)霜期160－170天。年平均蒸發(fā)量為1550mm，最大月蒸發(fā)量為每年5－6月間，達(dá)210－360mm，最小為12－1月間達(dá)25－50mm。4－6月份為多風(fēng)季節(jié)，多西南風(fēng)，12月份多西北風(fēng)。最大風(fēng)速為14m/s，一般為6－8m/s。 本區(qū)屬大陸性溫帶氣候區(qū)，地表水不發(fā)育，奧陶系以上地下水富水性一般較差，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。地貌類型屬低——低中山區(qū)，沖溝發(fā)育，地形變化較大。井田地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，多數(shù)地段構(gòu)造條件簡(jiǎn)單，工程地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。當(dāng)?shù)刂饕祟惞こ袒顒?dòng)是開(kāi)采煤層，局部少量采鐵與建筑石塊。區(qū)內(nèi)僅有少數(shù)環(huán)境污染現(xiàn)象。 井田地表大部為黃土覆蓋，經(jīng)長(zhǎng)期沖刷切割，呈現(xiàn)為低山丘陵地貌?？v觀井田，溝谷縱橫，梁峁綿延，地形比較復(fù)雜。地表都為第四系黃土覆蓋，山西組、太原組含煤地層均隱伏于地表以下。凌志達(dá)煤礦 圖1-1-1 凌志達(dá)煤礦交通位置圖 比例尺：1:70萬(wàn) 第二節(jié) 井田地質(zhì)特征 一、井田所屬位置 井田位于沁水塊坳的東翼，晉獲褶斷帶的西側(cè)，區(qū)域地層總體走向北北東，傾向北西西，傾角一般為10左右，區(qū)域構(gòu)造總體形態(tài)為單斜構(gòu)造，地層由東向西依次出露有奧陶系、石炭系、二疊系地層，第三系、第四系松散沉積物廣泛覆蓋于各時(shí)代地層之上。 井田出露地層主要有二疊系山西組、下石盒子組、上石盒子組及第四系松散沉積物。地層總體產(chǎn)狀為走向北北東，傾向北西西的單斜，產(chǎn)狀較為平緩，但又因受局部南北向擠壓應(yīng)力作用，形成一些波狀起伏方向多變的大致近北東向或近東西向的小型褶皺構(gòu)造，即井田南北兩側(cè)發(fā)育著比較大的近東西向許家向斜和鮑寨向斜；而井田中部為相對(duì)隆起的寬緩的近東西向的若干個(gè)不明顯的次一級(jí)的背向斜構(gòu)造。 二、井田勘探程度 1、詳細(xì)查明了井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造及煤層起伏變化，認(rèn)為井田構(gòu)造簡(jiǎn)單，發(fā)育有小型褶皺。 2、詳細(xì)查明了井田內(nèi)主要可采煤層（15號(hào)）的層位、厚度、結(jié)構(gòu)、分布范圍、煤質(zhì)特征和變化，并確定了煤類。 3、詳細(xì)查明了井田水文地質(zhì)條件，評(píng)述了礦井充水因素，并預(yù)算了礦坑涌水量。 水文地質(zhì)類型總體屬簡(jiǎn)單型；礦井充水因素主要為頂板冒落導(dǎo)水裂隙帶裂隙水、含水層地下水、生產(chǎn)井及老窯采空區(qū)地下水等，預(yù)測(cè)全區(qū)礦坑涌水量正常值為330m3/h，最大值為440 m3/h。 4、對(duì)井田內(nèi)15號(hào)煤層的頂?shù)装骞こ痰刭|(zhì)特征，瓦斯含量及成分、煤的自燃趨勢(shì)、煤塵爆炸性、地溫變化、環(huán)境地質(zhì)及開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)意義等均作了較詳細(xì)的了解及評(píng)價(jià)。井田工程地質(zhì)類型總體屬第三類簡(jiǎn)單型；地質(zhì)環(huán)境屬第三類（地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量為良）；瓦斯為低瓦斯礦井，瓦斯分帶屬氮?dú)狻託鈳В咚购?.10～3.65ml/g；15號(hào)煤層為容易自燃煤，煤塵無(wú)爆炸性；地溫屬正常區(qū)。 該報(bào)告已經(jīng)達(dá)到精查深度，擴(kuò)區(qū)雖然沒(méi)有地質(zhì)報(bào)告，但該區(qū)面積小，且規(guī)劃后期開(kāi)采，對(duì)礦井建設(shè)影響不大，因此，現(xiàn)有地質(zhì)報(bào)告基本能夠滿足編制設(shè)計(jì)的要求。 三、地質(zhì)層位概述 井田內(nèi)地層總體分布特征受上述構(gòu)造因素的控制，即王家莊村、西沙院一帶出露比較老的山西組（P1s2），西沙院有3號(hào)煤層出露，西部莊里村一帶及高山梁上分布著較新的上石盒子組第二水平（P2s2）、第三段（P2s3）。下石盒子組（P1x）及頂部的“桃花泥巖”標(biāo)志層則分布在山梁南北兩側(cè)的半山坡，露頭好，標(biāo)志層清楚。第四系黃土層主要分布在平地，少部分布在半山坡的平緩地帶?，F(xiàn)根據(jù)地質(zhì)填圖及鉆孔資料，將本區(qū)地層由老至新分述如下： 1、奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f） 僅見(jiàn)于鉆孔中，巖性為深灰色厚層塊狀石灰?guī)r，質(zhì)地較純，頂部具角礫狀構(gòu)造，并含方解石細(xì)脈和浸染狀黃鐵礦，鉆孔最大揭露厚度22.28m（ZK2-1）。 2、石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b） 厚度為0～22.00m，平均8.04m，巖性為灰色鋁土質(zhì)泥巖，具鮞狀結(jié)構(gòu)，有滑感。底部含黃鐵礦、菱鐵礦細(xì)粒和結(jié)核，局部富集成山西式鐵礦，厚度變化不大，一般西厚東薄，自北向南尖滅，與下伏峰峰組地層呈平行不整合接觸。 3、石炭系上統(tǒng)太原組（C3t） 厚度為99.25～139.11m。井田東南部外圍局部出露，是本區(qū)主要含煤地層之一。由于沉積時(shí)地殼周期性升降，海水時(shí)進(jìn)時(shí)退，因而形成了一套具有明顯韻律旋廻海陸交替相沉積。本組主要化石為紡錘蜓、希瓦格蜓、石炭皺戟貝、印脈羊齒等。根據(jù)沉積旋廻、巖性組合特征及含煤性，自下而上可劃分為C3t1、C3t2、C3t3三個(gè)巖性段。 1）第一巖段（C3t1） K1砂巖底至K2灰?guī)r底，由石英砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層組成，頂部含15號(hào)、14號(hào)煤層，是一套穩(wěn)定的海進(jìn)等程序沉積，本段厚10.17～34.96m，平均20.37m，自下而上巖性組合為： ① 中細(xì)粒砂巖（K1） 深灰——淺灰色，中薄層狀，局部相變?yōu)槟噘|(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖，砂巖分選中等，硅質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)，堅(jiān)硬，常含黃鐵礦細(xì)粒，厚0～5.82m，平均2.08m。 ② 泥巖及黃鐵礦泥巖 黑色，局部夾灰?guī)r透鏡體、薄層細(xì)砂巖、鋁土質(zhì)泥巖、薄煤層，含植物化石，含浸染狀黃鐵礦及菱鐵礦細(xì)粒或鮞粒集合體，局部富集成扁豆?fàn)畹V體。厚1.14～27.88m，平均12.88m。 ③ 15號(hào)煤層 黑色塊狀，厚2.56～6.00m，平均厚4.22m，夾有1～4層夾矸（炭質(zhì)泥巖或泥巖），屬結(jié)構(gòu)復(fù)雜的穩(wěn)定可采煤層，也是主要的勘探對(duì)象。 ④ 黑色泥巖 厚0～2.36m，平均0.93m。為15號(hào)煤層的直接頂板，常含炭質(zhì)及植物化石。此層自北向南有變薄或尖滅的趨勢(shì)，致使14號(hào)煤層與15號(hào)煤層合并為一層。 ⑤14號(hào)煤層 黑色塊狀，厚0～0.90m，平均0.41m，不含夾矸，局部達(dá)可采厚度。 2）第二巖段（C3t2） K2灰?guī)r底至K4灰?guī)r頂，由砂質(zhì)泥巖、薄層砂巖、3～4層石灰?guī)r及數(shù)層薄煤層組成，是一套多旋廻結(jié)構(gòu)的海陸交替相含煤地層。厚29.03～64.81m，平均37.68m，巖性組合自下而上為： ① 灰黑色石灰?guī)r（K2） 中——厚層狀，層厚5.27～8.39m，平均6.78m。富含黑色燧石結(jié)核及條帶，并富含蜓科和腕足類化石，為14（15）號(hào)煤層頂板。此層灰?guī)r層位穩(wěn)定，巖性及厚度變化不大，是對(duì)比地層和煤層的良好標(biāo)志層。 ② 灰——深灰色泥巖 厚5.89～11.43m。平均9.26m，含炭質(zhì)及植物化石，中、上部常夾薄層砂巖，頂部含13號(hào)煤層，煤層厚0～0.56m，平均0.32m。井田內(nèi)基本穩(wěn)定，但不可采。 ③ 灰色厚層石灰?guī)r（K3） 厚1.70～4.03m，平均3.41m。含燧石結(jié)核和泥質(zhì)灰?guī)r夾層，并含豐富的海相生物化石，為13號(hào)煤層頂板。本層全區(qū)穩(wěn)定，是良好的標(biāo)志層。 ④ 灰——深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾砂巖 厚0～15.10m，平均8.44m，上部含12號(hào)煤層，厚0～0.61m，平均0.30m。 ⑤ 深灰色中粒砂巖 厚0～12.80m，平均8.00m。泥質(zhì)膠結(jié)，夾薄層細(xì)砂巖，頂部含11號(hào)煤層，厚0～0.45m，平均0.15m。 ⑥ 深灰色厚層石灰?guī)r（K4） 厚0～3.24m，平均1.79m。質(zhì)不純，含泥質(zhì)，富含長(zhǎng)身貝等海相動(dòng)物化石，較為穩(wěn)定。 3）第三巖段（C3t3） K4灰?guī)r頂至K7砂巖底。由厚層砂巖、泥巖、灰?guī)r及薄煤層組成。是一套含兩個(gè)旋廻結(jié)構(gòu)的海陸交替相含煤沉積。厚38.50～71.91m，平均59.00m。其自下而上的巖性組合為： ① 深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖互層夾薄層細(xì)砂巖 厚3.10～10.20m，平均8.59m。頂部含9號(hào)煤層，厚0～1.25m，平均0.37m，局部達(dá)可采厚度。 ② 灰白——深灰色中——粗粒長(zhǎng)石石英砂巖 砂巖分選性差，成熟度低，碎屑礦物呈棱角狀，泥質(zhì)——硅質(zhì)膠結(jié)，具大型斜層理，層位穩(wěn)定，但厚度變化大，厚0.40～19.50m，平均9.20m。與下伏地層界面清晰，多呈侵蝕沖刷接觸，向上過(guò)渡為砂質(zhì)泥巖。 ③ 灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖互層 厚4.00～23.10m，平均13.25m。見(jiàn)植物化石碎片，局部夾砂巖薄層，含黃鐵礦結(jié)核。含8號(hào)及7號(hào)煤層；8號(hào)煤層厚0～1.15m，平均0.34m。較穩(wěn)定，局部達(dá)可采厚度。7號(hào)煤層厚0～0.40m，平均0.06m。 ④ 深灰色厚層石灰?guī)r（K5） 厚3.60～7.79m，平均5.38m。含燧石結(jié)核和條帶，質(zhì)不純，頂部常含泥質(zhì)，過(guò)渡為泥質(zhì)灰?guī)r，為7號(hào)煤層頂板。此層灰?guī)r全區(qū)穩(wěn)定，厚度、巖性變化不大，是良好的標(biāo)志層。 ⑤ 深灰色粉砂質(zhì)泥巖 厚4.00～23.00m，平均10.40m，局部夾砂巖薄層，上部含6號(hào)煤層，厚0～0.35m，平均0.02m。 ⑥ 灰色中厚層中粒長(zhǎng)石石英砂巖 厚0～13.85m，平均6.50m。分選差，泥質(zhì)膠結(jié)。 ⑦ 灰黑色泥巖 厚0～6.00m，平均1.60m。含植物化石，頂部為5號(hào)煤層，厚0～0.80m，平均0.04m。 ⑧ 灰黑色燧石灰?guī)r（K6） 底部為褐灰色泥質(zhì)灰?guī)r，含海相生物化石，中、上部為含泥質(zhì)、硅質(zhì)灰?guī)r或硅質(zhì)巖，少見(jiàn)化石，質(zhì)地堅(jiān)硬而性脆。全層厚0.16～3.92m，平均1.41m，為5號(hào)煤層頂板。十分穩(wěn)定，是地層對(duì)比和煤層對(duì)比的良好標(biāo)志層。 ⑨ 灰黑色泥巖 薄層狀，有時(shí)稍含粉砂和黃鐵礦細(xì)粒，含植物化石，厚0～7.25m，平均2.67m。變化不大，層位穩(wěn)定。 4、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s） 本組與太原組形成環(huán)境不同，是一套陸相含煤巖系，厚41.52～60.70m，平均51.14m。與下伏地層連續(xù)沉積，整合接觸。主要化石有：中國(guó)瓣輪葉、舌形貝、羊齒類等。巖性自下而上為： ① 淺灰色、灰白色長(zhǎng)石石英砂巖（K7） 細(xì)——中粒結(jié)構(gòu)，含暗色礦物，泥質(zhì)膠結(jié)，分選中等，具緩波狀斜層理，厚0.50～2.17m，平均1.39m。 ② 灰黑色粉砂質(zhì)泥巖 薄層狀，厚0～5.65m，平均2.44m。下部含粉砂少量；上部含炭質(zhì)及植物化石，偶爾夾煤線。 ③ 黑色含炭質(zhì)泥巖 厚0～6.03m，為3號(hào)煤層的直接底板，含植物化石。 ④ 3號(hào)煤層 黑色塊狀，厚0.20～5.12m，，平均厚3.66m。常含1～2層夾矸，夾矸厚0.02～0.20m，屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層位較穩(wěn)定的可采煤層。 ⑤ 灰黑色粉砂質(zhì)泥巖 厚0～15.86m，平均7.56m，含炭質(zhì)及植物化石。 ⑥ 灰白——淺灰色中——粗粒長(zhǎng)石石英砂巖 碎屑成分主要為石英，其次為長(zhǎng)石，并含煤屑、云母片及泥質(zhì)包裹體，分選性中等，泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)。此層砂巖為河流相沉積，底板凹凸不平，有明顯的向下侵蝕作用，局部地段成為3號(hào)煤層的直接頂板，厚10.00～33.00m，平均14.7m。井田內(nèi)十分穩(wěn)定，可作對(duì)比煤層的標(biāo)志層。 ⑦ 深灰——灰黑色泥巖 全層厚13～23.60m，一般厚18m左右。含粉砂質(zhì)，含植物化石，中部常有一層細(xì)——中粒長(zhǎng)石石英砂巖，較為穩(wěn)定，上部及中部是1號(hào)、2號(hào)煤層的賦存部位。2號(hào)煤厚0～0.80m，平均0.30m，為較穩(wěn)定煤層；1號(hào)煤厚0～0.75m，平均0.13m，為不穩(wěn)定煤層。 5、二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x） 厚57.80～85.27m，一般厚75m左右。下部為灰白——黃綠色中粒長(zhǎng)石石英砂巖及砂質(zhì)泥巖，并夾泥巖或薄煤線；中部為砂質(zhì)泥巖夾砂巖；上部為砂質(zhì)泥巖及鋁土質(zhì)泥巖，底部砂巖中常含鐵質(zhì)暈圈，多呈球狀風(fēng)化；頂部“桃花泥巖”含鐵質(zhì)鮞粒，風(fēng)化后呈小孔洞，色澤鮮艷，分界清楚，是劃分上下石盒子組，對(duì)比和預(yù)測(cè)3號(hào)煤層見(jiàn)煤深度的良好標(biāo)志。整個(gè)下石盒子組地層巖性由粗到細(xì)粒度韻律明顯。本組主要化石為羊齒類。與下伏山西組連續(xù)沉積，整合接觸。 6、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s） 廣泛分布于井田內(nèi)各個(gè)山梁，出露厚200余米。上石盒子組地層按巖性組合特征可劃分為三個(gè)巖性段（P2s1、P2s2、P2s3），井田內(nèi)僅出露有P2s1和P2s1兩個(gè)巖性段。 ① 第一巖段（P2s1） 厚140.20m，下部為黃綠色、杏黃色夾紫紅色砂質(zhì)泥巖、泥巖及砂巖；底部常為一層不太穩(wěn)定 的黃綠色中粒砂巖，碎屑成分以長(zhǎng)石、石英為主，含巖屑成分高，有時(shí)見(jiàn)鐵質(zhì)鮞粒和泥礫，可做輔助標(biāo)志層；中部為黃綠色砂巖夾砂質(zhì)泥巖；砂質(zhì)泥巖中見(jiàn)錳鐵礦透鏡體或結(jié)核；上部為杏黃色砂質(zhì)泥巖夾紫色泥巖，并見(jiàn)數(shù)層不穩(wěn)定的砂巖。本段地層以下石盒子組“桃花泥巖”的頂面為標(biāo)志，與下石盒子組分界，呈整合接觸。 ② 第二巖段（P2s2） 巖性為杏黃色、暗紫色砂質(zhì)泥巖夾砂巖，底部以一層中——粗粒長(zhǎng)石石英砂巖與第一巖段分界。本段地層區(qū)內(nèi)大部分被剝蝕，局部地方殘留厚度僅40～50m。 7、第四系中更新統(tǒng)離石組（Q2l） 厚0～20m，一般厚11m。主要巖性為淺紅色亞砂土，常含鈣質(zhì)結(jié)核，夾古土壤層，底部有時(shí)見(jiàn)砂、礫石，與下伏地層呈不整合接觸。 8、第四系上更新統(tǒng)馬蘭組（Q3m） 厚0～22m，一般厚10m。主要巖性為淺黃、黃褐色亞砂土及亞粘土，局部夾鈣質(zhì)結(jié)核，與下伏中更新統(tǒng)為漸變接觸。 9、第四系全新統(tǒng)汾河組（Q4f） 厚0～10m，一般3～5m。主要分布在鮑寨河河谷。以細(xì)砂、砂土、礫石為主，是一套近代河床沉積物。 四、井田煤系地層主要地質(zhì)構(gòu)造 井田位于晉——獲褶斷帶以西，即沁水塊坳?yáng)|翼。井田內(nèi)地層總體構(gòu)造為走向北東，傾向北西的單斜構(gòu)造，傾角一般在2～5之間。其總體構(gòu)造線方向與區(qū)域構(gòu)造方向基本一致，由于受局部構(gòu)造的影響，尚發(fā)育有走向北東東或近東西向?qū)捑彽牟铖薨櫂?gòu)造，這些構(gòu)造在局部地段方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)與區(qū)域構(gòu)造不太協(xié)調(diào)。 井田西界大致以莊頭斷層為界，該斷層規(guī)模較大。井田內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅發(fā)育有小的陷落柱構(gòu)造，現(xiàn)將區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造敘述如下： 1、褶皺構(gòu)造 ① 許家向斜 位于井田南西部，于許家村中部通過(guò)，向斜中部由第四系黃土覆蓋，南北兩翼出露地層有上石盒子組和下石盒子組地層，向斜兩翼基本對(duì)稱，向斜兩翼地層傾角在7～9之間，ZK4-1和ZK4-2孔位于向斜的槽部，該向斜向南西傾伏，軸跡延伸方向?yàn)?0～80，區(qū)內(nèi)延長(zhǎng)約1500m，向南西延出井田外。 ② 小南溝背斜 位于井田中西部，于小南溝村北約50m處通過(guò)，背斜軸向?yàn)楸睎|80左右，軸部由ZK2-5和ZK2-1孔控制，該背斜東起ZK2-1孔，西至莊頭斷層，長(zhǎng)約1800m，該背斜向西傾伏，背斜兩翼基本對(duì)稱，兩翼地層傾角一般為2～3，在背斜西端兩翼地層產(chǎn)狀略陡，傾角為3～5，出露地層主要為P2s1，在ZK2-1孔東出露有P2s2地層，小南溝村附近被黃土覆蓋。 2、斷裂構(gòu)造 莊頭斷層位于原凌志達(dá)井田的西部邊緣，斷層走向?yàn)楸睎|15～25，斷層面傾向北西，傾角為70～75，斷距約190～230m之間，由ZK1-4和ZK1-9孔控制，ZK1-9孔在465.45～468.40m處見(jiàn)斷層角礫巖，斷層角礫巖由泥巖、灰?guī)r等組成，泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)程度較高，巖心呈短柱狀或塊狀，ZK1-4孔施工在斷層?xùn)|盤(pán)（下盤(pán)），兩孔間距約為150m，3號(hào)煤標(biāo)高分別為679.76m和882.82m，考慮到地層產(chǎn)狀，該斷層落差約為200m。原詳查資料反映，斷層斷距在80～120m之間，與本次控制斷距相差約80～100m，但根據(jù)區(qū)域資料反映該斷層斷距向南逐漸變小，向北逐漸變大，向南延入望云井田，向北延入慈林山井田。 3、柱狀陷落 根據(jù)采掘及原詳查資料，結(jié)合本次工作，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有四個(gè)橢圓形柱狀陷落，編號(hào)為X1—X4，其中X1和X2陷落位于井田中北部第一勘探和第二勘探線之間，分別位于ZK2-3北東方約500m、350m處。X1長(zhǎng)軸直徑約100m，X2長(zhǎng)軸直徑約70m。X3和X4位于井田的南部，其中X3長(zhǎng)軸直徑約350m，X4長(zhǎng)軸直徑約250m，陷落柱內(nèi)為“桃花泥巖”及上石盒子組地層，傾角陡達(dá)50～80，陷落柱周圍地層產(chǎn)狀平緩，為下石盒子組地層，落差約50～80m。 另外，一水平開(kāi)采過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了10個(gè)陷落柱，直徑20-300m，作為15號(hào)煤層推斷的陷落柱。 綜上所述，本井田構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單類型。 五、水文地質(zhì)條件 1、水文地質(zhì)概況 本區(qū)處于沁水盆地中南段，區(qū)域地貌以低——低中山區(qū)為主，高平、晉城、長(zhǎng)子一帶為新生代斷陷盆地。盆地周邊廣泛出露奧陶系——三疊系地層，但不同地區(qū)有異，斷陷盆地內(nèi)新生界地層發(fā)育。地表水系在丹珠嶺以南屬黃河流域的丹河水系及沁河水系，以北屬海河流域濁漳河南源水系，其地表分水嶺大致呈東西向展布，并經(jīng)由井田以東的羊頭嶺——西南部郎公山一線的山梁地帶。井田附近區(qū)域發(fā)育有許河、鮑寨河等丹河與濁漳河南源水系的支流或次級(jí)支流水系，這些河流在旱季一般水量不大，至雨季水量增多，其上游水系延伸至本井田的洪流溝谷之中。 井田附近區(qū)域主要出露第四系、二疊系地層，石炭系及其以下地層為隱伏地層。按含水介質(zhì)的不同，含水地層可綜合劃分為松散巖類、碎屑巖類、碎屑巖夾碳酸鹽巖類及碳酸鹽巖類不同類型的含水巖組。 2、水文地質(zhì)條件 井田位于沁水盆地中南段晉獲褶斷帶以西。地貌類型為主要由二疊系地層構(gòu)成的構(gòu)造剝蝕低山——低中山山區(qū)，地形最高點(diǎn)位于分水嶺上的南宮山頂，海拔高程為1276.40m，最低點(diǎn)位于南部許家村附近，海拔高程為980m，一般高程1100m，最大相對(duì)高差為296.40m，地形起伏較大，溝谷切割較深。區(qū)內(nèi)水系以鮑寨河為主，其它基本上均屬大小不一的基巖或黃土沖溝，由于大面積開(kāi)采上部3號(hào)煤之故，旱季一般無(wú)水，僅在很少的局部有小股流水，雨季在少數(shù)沖溝之中有小溪流淌。鮑寨河的區(qū)內(nèi)河段為該河流的上游，僅在莊里村東600多米處以西有水，水量很小，至凌志達(dá)煤礦大門(mén)口段漏水干沽，以東由凌志達(dá)煤礦、鮑寨煤礦等排水形成河流，一般流量大于1000m3/d。井田內(nèi)的地表水體，僅有微型的鮑寨村西魚(yú)池與南部的許家村東側(cè)的微型水庫(kù)，其水量均極小，此外，位于井田西南角600余米外的堡頭村東側(cè)有一小水庫(kù)，調(diào)查時(shí)（2007年4月）庫(kù)存水量不足20000m3。區(qū)內(nèi)稍大溝谷內(nèi)的最高洪水位一般高出溝底河床1.5～3m。 主要含水層為： ① 第四系松散沉積物孔隙潛水含水層 區(qū)內(nèi)第四系松散沉積物含水層分布較少，主要為沿少數(shù)較大溝谷底部分布的全新統(tǒng)及上更新砂、礫石層與亞砂土層，厚度變化較大，在0.0～15m之間，中更新統(tǒng)及坡梁地帶的上更新統(tǒng)地層一般為透水不含水層或弱含水層，含水層水位埋深為0.78～7.45m之間，富水性弱——中等。區(qū)內(nèi)目前此類民井部分已掩埋。據(jù)調(diào)查，目前民井主要分布在鮑寨河谷內(nèi)，出水量約為0.041～2.78 l/s，一般情況為靠近季節(jié)性河床民井出水量較大，遠(yuǎn)離時(shí)出水量則較小。據(jù)該井田1985年詳查報(bào)告資料，礦化度為479～690mg/l，水質(zhì)類型以HCO3—Ca型水為主。水位、水量隨季節(jié)動(dòng)態(tài)變化幅度較大。 ② 二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水組 上石盒子組在區(qū)內(nèi)出露較普遍。含水層巖性主要為中、細(xì)粒砂巖。地表出露及淺部含水層地下水以潛水為主，富水性弱，動(dòng)態(tài)變化顯著。直接接受大氣降水補(bǔ)給，以下降泉的形式排泄出地表，埋藏較深且無(wú)地下3號(hào)煤采空區(qū)地段的含水層中地下水具承壓性，其動(dòng)態(tài)變化幅度相對(duì)較小。據(jù)調(diào)查，該類地表井泉較少，且主要分布在3號(hào)煤采空區(qū)以外地帶，井泉涌水量隨所處地貌及所處構(gòu)造部位不同而異，旱季涌水量在0.014～0.325 L/s之間，水溫為9～11℃，礦化度小于500mg/l，水質(zhì)類型為HCO3—Ca型水。 ③ 二疊系下統(tǒng)下石盒子組、山西組砂巖裂隙含水組 該含水組僅出露于井田東部，主要巖性為泥巖夾砂巖煤層，為區(qū)內(nèi)主要可采煤層3號(hào)煤礦坑的主要充水來(lái)源。含水組除淺層風(fēng)化帶外，裂隙一般不發(fā)育，故其一般富水性弱。據(jù)本次工作調(diào)查資料，地表井泉很少，主要分布在井田東南部，井泉涌水量為0.016～0.10l/s。水溫8～12℃，水質(zhì)類型為HCO3—K+Na?Ca型或HCO3—Ca?Mg型水，另?yè)?jù)井田詳查報(bào)告資料，鉆孔單位涌水量0.0047～0.025l/s?m，滲透系數(shù)為0.0057～0.0397m/d（抽水試驗(yàn)資料）。 根據(jù)目前本井田3號(hào)煤生產(chǎn)情況來(lái)看，該含水組富水性受構(gòu)造因素制約具明顯不均勻性，少數(shù)地段富水性增強(qiáng)，如井田西南部坑道（距莊頭斷層較近）礦坑涌水量大幅度增加，即可證明這一點(diǎn)。 ④ 石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r、砂巖巖溶裂隙承壓水含水組 井田內(nèi)太原組地層埋深數(shù)10米至300余米。含水層為以灰?guī)r為主，砂巖次之，其間夾厚度不等的泥巖隔水層，將含水層分隔成層狀分布且近似獨(dú)立的含水體。據(jù)鉆孔巖心觀察，含水層中巖石具有陡傾角裂隙（部分有充填現(xiàn)象），灰?guī)r中巖溶不發(fā)育，但鉆進(jìn)至太原組中下部灰?guī)r時(shí)，常有沖洗液消耗量突然增大或全部（如ZK1—6、2—3、5—1孔等）漏失的現(xiàn)象，水位標(biāo)高917.15～958.18m，富水性具有不均勻特點(diǎn)。據(jù)本次勘探ZK2-3孔抽水試驗(yàn)資料，鉆孔單位涌水量?jī)H為0.0631～0.065L/s?m，滲透系數(shù)為0.1302～0.1561m/d，含水層為弱富水性。水溫16℃，礦化度809mg/l，總硬度158.9mg/l，水質(zhì)類型為HCO3—K+Na型水。 ⑤ 奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶承壓水含水層 井田內(nèi)奧陶系灰?guī)r尤其是正常的區(qū)域巖溶含水層埋深較大。主要接受區(qū)域奧灰?guī)r溶水的側(cè)向補(bǔ)給。據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，一般奧陶系頂部灰?guī)r富水性很弱。上馬家溝組中、下部一般巖溶裂隙較發(fā)育，富水性較強(qiáng)，但往往也出現(xiàn)較大差異。據(jù)本井田凌志達(dá)煤業(yè)有限公司院內(nèi)水源井在上馬家溝組及下馬家溝組上部含水層抽水試驗(yàn)資料，水位降深6.50m，涌水量為 9.306 L/s，單位涌水量為1.432 l/s?m（富水性強(qiáng)），巖溶水位標(biāo)高為641.19m，埋深411.81m，水質(zhì)類型為HCO3?SO4—Ca?Mg型水，總硬度498mg/l，PH值7.41。井田東距晉獲褶斷帶長(zhǎng)治大斷裂約6.5km，巖溶水文地質(zhì)單元位于延河泉域東北部與辛安泉域移動(dòng)性分水嶺以南，據(jù)收集近期[延河泉域巖溶水位等值線圖（2003年）、辛安泉域巖溶水取水工程及開(kāi)發(fā)利用分布圖（2005年）]區(qū)域巖溶水文地質(zhì)資料，井田內(nèi)巖溶水流向南東，至區(qū)外團(tuán)池一帶轉(zhuǎn)向南西，與區(qū)域巖溶水匯合后，往延河泉方向逕流排泄。 主要隔水層為： ① 本溪組及太原組底部泥巖、鋁土質(zhì)泥巖隔水層 該隔水層位于15號(hào)煤層之下，其厚度為18.11～33.04m，平均厚度為 22.63m。該層中裂隙一般呈閉合狀且不發(fā)育，在奧灰?guī)r溶水與15號(hào)煤之間起到良好的隔水作用。 ② 石炭系、二疊系灰?guī)r、砂巖含水層層間泥巖隔水層 該隔水層巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖等，其單層厚度相差懸殊，最厚可達(dá)20m左右，呈層狀分布于各灰?guī)r、砂巖含水層之間，巖石裂隙多呈閉合狀且一般不發(fā)育，阻隔或減弱了各含水層相互間的水力聯(lián)系。 3、地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄及水力聯(lián)系 區(qū)內(nèi)地下水以大氣降水作為補(bǔ)給的主要形式，其補(bǔ)給條件受地形、巖性、植被、構(gòu)造及目前3煤采空區(qū)的分布等因素的影響，也與有效降雨量及延續(xù)時(shí)間有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，暴雨對(duì)地下水補(bǔ)給不利，長(zhǎng)時(shí)間的中、小雨極有利于地下水的補(bǔ)給。植被發(fā)育地段，具有好的蓄水性，可增大降水入滲量。降水的延續(xù)時(shí)間則是地下水能否獲得補(bǔ)給的重要因素。由于區(qū)內(nèi)降雨主要集中在7～9月份，因而地下水也具有“集中補(bǔ)給，常年消耗”的特征。 在非煤層采空區(qū)地表，第四系或基巖地下水也可接受上方由泉水轉(zhuǎn)化成的地表水的補(bǔ)給。 從目前整個(gè)井田來(lái)看，地下水排泄主要有三種方式：一是蒸發(fā)作用；二是礦山（煤礦為主）排水作用；三是泉水排泄；另外，尚存在局部沿陷落柱向下排泄。因目前區(qū)內(nèi)泉水分布較少，且均為小泉，尤其是在旱季難以在地表形成有一定規(guī)模的水流，故溝谷或河流排泄作用已屬次之。應(yīng)該指出，上部裂隙水、泉水、礦坑排水等在地表水與地下水之間的補(bǔ)給與排泄方面，有著密切的相互轉(zhuǎn)化的內(nèi)在聯(lián)系。 區(qū)內(nèi)地下水位基本上與地表分水嶺一致，地下水的徑流運(yùn)動(dòng)特征主要表現(xiàn)為：一是由分水嶺地段向兩側(cè)低洼溝谷方向運(yùn)動(dòng)；二是與巖層產(chǎn)狀有關(guān)，沿傾向順層徑流。 4、礦床水文地質(zhì)類型 區(qū)內(nèi)15號(hào)煤層是以其上灰?guī)r、砂巖為主要充水含水層的巖溶裂隙充水礦床。井田內(nèi)斷層不發(fā)育，構(gòu)造條件較簡(jiǎn)單。據(jù)ZK2-3孔抽水試驗(yàn)資料，太原組含水層單位涌水量為0.0631～0.0650l/s?m，滲透系數(shù)為0.1302～0.1561m/d。礦床最低侵蝕基準(zhǔn)面及礦井最低排泄面位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面與地下水位之下，充水含水層埋深不等，富水性較弱，井田內(nèi)地表水不發(fā)育，排泄暢通，深部充水含水層之間水力聯(lián)系及地下水補(bǔ)給條件較差。第四系主要分布在井田北、東北及南部地帶，一般厚度不大（0～15m之間），局部最大厚度可能30m左右。區(qū)內(nèi)奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶水位標(biāo)高為641m左右，低于15號(hào)煤層底板標(biāo)高。但區(qū)內(nèi)局部存在少數(shù)陷落柱，15號(hào)與3號(hào)煤礦坑頂板冒裂帶可相互連通，并與基巖風(fēng)化裂隙帶產(chǎn)生聯(lián)系，使降水及3號(hào)煤礦坑水等在部分地段對(duì)15號(hào)煤礦坑產(chǎn)生充水影響。由此分析15號(hào)煤礦床水文地質(zhì)類型總體屬簡(jiǎn)單類型。 5、礦井充水因素分析 （1）鄰近礦井充水特征 井田內(nèi)僅有東部邊緣的山只嶺煤礦目前開(kāi)采15號(hào)煤層。本次工作對(duì)該礦水文地質(zhì)工程地質(zhì)情況進(jìn)行了較為詳細(xì)的調(diào)查訪問(wèn)，現(xiàn)將其礦井充水特征簡(jiǎn)述如下： 山只嶺煤礦2006年開(kāi)始生產(chǎn)，現(xiàn)日產(chǎn)煤350t左右。礦坑充水含水層為煤層之上太原組的灰?guī)r及砂巖，充水方式主要為沿礦坑頂板巖石裂隙滴水，部分地段可見(jiàn)淋水或小的股狀出水點(diǎn)，井筒涌水自含水層巖石裂隙流出沿井壁進(jìn)入井下。部分地段礦坑圍巖呈潮濕狀，目前正常礦井涌水量為67.5m3/d左右，最大涌水量90m3/d左右，季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化不大。 （2）礦坑充水因素分析 依據(jù)井田水文地質(zhì)條件對(duì)本次勘探對(duì)象15號(hào)煤礦坑充水因素分析如下： ① 充水來(lái)源及其影響程度 a.大氣降水、地表水對(duì)礦坑充水的影響 井田內(nèi)15號(hào)煤層埋深為120m至400m左右不等。15號(hào)煤層開(kāi)采后，導(dǎo)水裂隙帶在部分地段可能與3號(hào)煤礦坑頂板冒裂帶，甚至與第四系松散層及基巖風(fēng)化帶接觸。此類地段的大氣降水、季節(jié)性地表水及上部礦坑水將與15號(hào)煤礦坑之間產(chǎn)生水力聯(lián)系，從而對(duì)礦坑產(chǎn)生充水影響。 b.冒落導(dǎo)水裂隙帶裂隙水對(duì)礦坑充水的影響 礦坑頂板冒裂帶將溝通其發(fā)育范圍內(nèi)的各含水層，與其有關(guān)的各類地下水可通過(guò)冒裂帶向礦坑充水，為礦坑充水的主要來(lái)源。 c.構(gòu)造對(duì)礦坑充水的影響 區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育，但井田西緣發(fā)育有莊頭斷層。局部發(fā)育一些陷落柱，具有導(dǎo)水作用，生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)已查明與未發(fā)現(xiàn)的斷層及陷落柱可能對(duì)礦坑產(chǎn)生的充水影響予以注意，如在陷落柱或斷層附近采煤時(shí)留設(shè)保安煤柱等。 d.井筒水對(duì)礦坑充水的影響 井筒開(kāi)鑿將揭露煤層之上的所有含水層，地下水將沿井筒流入礦坑，是礦坑充水的來(lái)源之一。 e.生產(chǎn)井及老窯對(duì)礦坑充水的影響 山西凌志達(dá)煤業(yè)有限公司煤礦3號(hào)煤已開(kāi)采數(shù)十年，形成大面積采空區(qū)。尚有井田內(nèi)的色頭村煤礦、井田北東、東部和南部邊緣或相鄰地段也有不少地方煤礦，這些煤礦都有一定規(guī)模的采空區(qū)。由于大部分煤礦3號(hào)煤尚在生產(chǎn)和不斷排水，空區(qū)內(nèi)并非全部大量充水，相當(dāng)一部分屬于有水流出狀態(tài)。但在3號(hào)煤停采與停止排水條件下，采空區(qū)冒落導(dǎo)水裂隙帶水位以下部分，將由礦坑充水通道轉(zhuǎn)化為真正意義上的含水層（帶），逐漸積蓄一定量的地下水，頂板冒裂帶一旦與其溝通，就可能造成突水事故。如王家莊煤礦（開(kāi)采3號(hào)煤）在1981～1983年間發(fā)生過(guò)數(shù)次突水事故，造成有人員傷亡。礦山生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)高度警惕采空區(qū)地下水對(duì)礦坑充水的影響，按照先探（水）后采（煤）、探采結(jié)合的方針，切實(shí)做好防水工作，防止突水事故的發(fā)生，保證礦井及人員安全。 ② 礦坑充水通道 據(jù)井田水文地質(zhì)條件分析，礦坑充水通道主要為礦坑之上的巖石裂隙、冒落導(dǎo)水裂隙帶、井筒。另外，區(qū)內(nèi)存在已發(fā)現(xiàn)或未查明的陷落柱或小斷層，是另一類礦坑充水通道。 ③ 奧灰水對(duì)礦坑充水的可能性 井田內(nèi)區(qū)域奧灰?guī)r溶含水層水位標(biāo)高641m左右，原井田范圍內(nèi)15號(hào)煤層底板最低標(biāo)高742m（據(jù)底板等高線圖）普遍低于15號(hào)煤層底板。因此，不存在奧灰水對(duì)15號(hào)煤層底板突水而形成礦坑充水的可能性。西部擴(kuò)區(qū)待地質(zhì)報(bào)告完成后，重新評(píng)價(jià)。 6、礦井涌水量 （1）礦井充水及水文地質(zhì)邊界條件 礦井位于山區(qū)的地表分水嶺及其附近地段，微地貌類型包括有山梁、斜坡及溝谷，構(gòu)造條件簡(jiǎn)單，除東北部鮑寨河河道內(nèi)排放有礦坑水外，地表水不發(fā)育。15號(hào)煤礦坑充水來(lái)源主要是大氣降水、3號(hào)煤礦坑積水及太原組含水層地下水，充水方式是通過(guò)巖石裂隙、陷落區(qū)與礦坑頂板冒裂帶及井筒等進(jìn)入坑道，水文地質(zhì)條件總體屬簡(jiǎn)單類型，局部屬中等類型。根據(jù)現(xiàn)有資料，井田西緣莊頭斷層起碼在部分地段的斷層?xùn)|側(cè)為阻水性邊界，東、南、北部總體均視為無(wú)限邊界。由于井田范圍較大，涌水量預(yù)測(cè)時(shí)對(duì)于采用西側(cè)為隔水邊界的半無(wú)限邊界時(shí)，在適用條件上不太適合，故使用分析計(jì)算法預(yù)測(cè)時(shí)采用了承壓——無(wú)壓水的無(wú)限邊界條件。水位降深以煤層底板平均標(biāo)高為最低水位邊界。 （2）礦井目前開(kāi)采狀況下的涌水量 據(jù)調(diào)查2004年～2007年礦井涌水量資料，該礦井涌水量在每年的1～3月份為低谷期，最小為114m3/h，4～6份呈緩慢增加趨勢(shì)，一般在140～160m3/h之間，7～9月增幅明顯增加，其中前兩個(gè)月涌水量多在200 m3/h左右，9月份多在220 m3/h以上，10月份涌水量出現(xiàn)高峰值，最大為241m3/h?？梢?jiàn)礦井涌水量高峰值出現(xiàn)在雨季后1個(gè)月左右。 （3）礦井涌水量預(yù)算 ① 計(jì)算方法與公式選擇 井田礦坑涌水量預(yù)算分為先期開(kāi)采地段和全區(qū)兩個(gè)預(yù)算區(qū)，根據(jù)初步擬定的井田先期開(kāi)采地段和全區(qū)的平面特征，并考慮預(yù)算的合理性，分別按近似長(zhǎng)方形和不規(guī)則形礦坑系統(tǒng)（假想大井），采用水文地質(zhì)比擬法與分析計(jì)算法相結(jié)合，選擇不同的計(jì)算公式進(jìn)行礦坑涌水量的預(yù)算與對(duì)比。 水文地質(zhì)比擬法（富水系數(shù)法）計(jì)算公式： Q=Q0F0 F （1） Q= Q0P0 P （2） 分析計(jì)算法計(jì)算公式： Q= 1.366KM（2S-M）/lgR0r0 （承壓——無(wú)壓水） （3） 式中：Q—本井田礦坑系統(tǒng)涌水量（m3/d） Q0—類比礦井目前礦坑涌水量（m3/d） F—礦坑系統(tǒng)面積（m2） F0—類比礦井目前礦坑系統(tǒng)面積（m2） S—本井田礦坑排水設(shè)計(jì)平均水位降深（m） P—本井田設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 (t/d) P0—類比礦井目前生產(chǎn)能力(t/d) K—滲透系數(shù)（m/d） M—含水層厚度（m） R0—大井引用影響半徑(m) r0—大井引用半徑（m） ② 類比礦井水文地質(zhì)條件 利用水文地質(zhì)比擬法預(yù)測(cè)礦坑涌水量時(shí)，以山只嶺煤礦作為類比礦井。該礦位于本井田東側(cè)，開(kāi)采15號(hào)煤層。據(jù)調(diào)查該礦3號(hào)煤礦井后期礦坑涌水量不大。15號(hào)煤礦井現(xiàn)處于初始開(kāi)采階段，礦坑頂板冒裂帶的發(fā)育尚未完成，礦井涌水量也處于較小階段。目前礦坑面積約120000m2，充水含水層主要為15號(hào)煤層之上的灰?guī)r及砂巖裂隙含水層。充水形式為沿頂板巖石裂隙及井筒進(jìn)入礦坑。礦坑最大涌水量為90m3/d，正常涌水量約為67.5m3/d。山只嶺煤礦與本井田水文地質(zhì)條件基本相似，具有可比性。 ③ 計(jì)算參數(shù)的確定 滲透系數(shù)K： 據(jù)本井田ZK2-3孔抽水試驗(yàn)資料，太原組含水層滲透系數(shù)為0.1434m/d。 地下水位： 采用太原組含水層靜止水位標(biāo)高算術(shù)平均值作為相應(yīng)礦坑系統(tǒng)涌水量預(yù)算的水位標(biāo)高。 含水層厚度M： 采用各鉆孔中開(kāi)采后所形成冒落導(dǎo)水裂隙帶高度內(nèi)灰?guī)r、砂巖厚度之和的平均值作為相應(yīng)礦坑系統(tǒng)涌水量預(yù)算的含水層厚度。 導(dǎo)水裂隙帶高度Ht： 按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》推薦的公式計(jì)算，最大為51.1m。 地質(zhì)報(bào)告按GB12719-91《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》附錄F中的經(jīng)驗(yàn)公式確定： Ht= 100M2.4n+2.1 +11.2。 式中：Ht——冒落導(dǎo)水裂隙帶高度（m） M——累計(jì)采厚（按包括煤層及夾層在內(nèi)的總厚度）（m） n——煤層采掘分層數(shù)（一次性采全高，n值取1）。 設(shè)計(jì)礦坑系統(tǒng)面積F： 采用資源儲(chǔ)量計(jì)算確定的面積，F(xiàn)=13934277m2。 大井引用半徑 r0： 礦坑形態(tài)按不規(guī)則形，假想大井引用半徑按公式r0=0.565F 確定， r0=2109.07m。 大井影響半徑R： 按R＝10SK 計(jì)算確定。 大井引用影響半徑R0： 按R0＝R+r0予以確定。 設(shè)計(jì)平均水位降深S： 采用區(qū)內(nèi)所測(cè)含太原組含水層靜止水位標(biāo)高平均值減去鉆孔15號(hào)煤層底板標(biāo)高平均值之差，作為相應(yīng)礦坑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)疏干水位降深。 本井田礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力P。 類比礦井目前生產(chǎn)能力P0，類比礦井——山只嶺煤礦。 類比礦井目前礦坑系統(tǒng)面積F0及礦坑涌水量Q0： 采用山只嶺煤礦調(diào)查資料，該煤礦目前礦坑系統(tǒng)面積F0為120000m2，礦坑最大涌水量為90m3/d，正常涌水量為67.50 m3/d。 ④ 礦坑系統(tǒng)涌水量預(yù)算成果 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供：涌水量預(yù)算結(jié)果見(jiàn)表1-2-1。 表1-2-1 礦坑涌水量預(yù)算結(jié)果表 預(yù) 算 區(qū) 公 式 預(yù) 算 區(qū) 公 式 涌水量(m3/d) 水文地質(zhì)比擬法 Q= F ⑴ 正常 7838.03 最大 10450.71 Q=P ⑵ 正常 734.69 最大 979.59 分析計(jì)算法 Q=1.366KM(2S-M)/lg(3) 17650.45 建議值 正常 7838.03 最大 10450.71 ⑤ 礦井涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果及質(zhì)量評(píng)述 礦井涌水量預(yù)測(cè)是勘探階段水文地質(zhì)工作最主要的目的之一,也是礦山開(kāi)采與礦坑疏干排水設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。本次工作是在詳盡調(diào)查井田水文地質(zhì)條件與其它15號(hào)煤礦井資料基礎(chǔ)上，考慮多種因素采用不同方法不同公式進(jìn)行預(yù)算對(duì)比，選取的參數(shù)較為合理。但由于含水層的不均勻性、富水性的差異及將來(lái)開(kāi)采條件下地下水流場(chǎng)的變化等因素的作用，可能在一定程度上影響到某些計(jì)算參數(shù)在井田內(nèi)適用的普遍性與礦井涌水量預(yù)測(cè)結(jié)果的精度。 礦井涌水量采用水文地質(zhì)比擬法與分析計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算對(duì)比，從表1-2-1可知，其預(yù)算結(jié)果差別大。據(jù)分析，其原因主要為預(yù)算方法與計(jì)算公式適用條件的不同及計(jì)算參數(shù)精度在一定程度上的影響。冒落導(dǎo)水裂隙帶高度Ht計(jì)算公式是按堅(jiān)硬巖石選取的，而凌志達(dá)煤礦頂板以泥巖為主，宜按中硬巖石選取，明顯偏大，另外，滲透系數(shù)K是在總體處于向斜部位上相對(duì)富水地段的ZK2-3孔（抽水試驗(yàn)水文孔）取得的，實(shí)際上鉆進(jìn)至太原組主要灰?guī)r含水層時(shí)，ZK2—3孔等部分孔內(nèi)沖洗液全部漏失，部分孔內(nèi)并非如此，就井田全區(qū)而言，采用的K值是偏大的。據(jù)井田水文地質(zhì)條件分析，用公式（3）預(yù)算的結(jié)果偏大，公式（2）的預(yù)算結(jié)果偏小，以公式（1）的預(yù)算結(jié)果，相對(duì)較為適合本井田的水文地質(zhì)情況。礦坑涌水量的大小與多種因素有關(guān)，從本井田情況分析，總體而言，向斜部位涌水量比其它部位時(shí)要大，西部（尤其是靠近相對(duì)阻水的莊頭斷層時(shí)）比東部涌水量要大，而且隨開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng)，開(kāi)采面積的擴(kuò)大，涌水量會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)有一定幅度的增加，尤其是在采空區(qū)頂板冒裂帶在部分地段與3號(hào)煤礦坑水勾通的特殊情況下，礦坑涌水量將可能大量增加或出現(xiàn)突發(fā)水害事件。據(jù)調(diào)查，多年來(lái)凌志達(dá)煤礦3號(hào)煤層礦坑最小涌水量為50m3/h，近4年來(lái)的雨季后期涌水量多在220～240m3/h之間，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的最大涌水量為241m3/h。因此，地質(zhì)報(bào)告提供礦坑涌水量時(shí)考慮了井田的綜合情況，建議以水文地質(zhì)比擬法公式（1）富水系數(shù)法計(jì)算所得全區(qū)礦坑系統(tǒng)正常涌水量7838.03m3/d和最大涌水量10450.71m3/d，作為礦坑涌水量的參考值。 根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的上述情況，確定礦井的涌水量為： 正常涌水量：7838.03m3/d ，取整為330m3／h； 最大涌水量：10450.71m3/d，取整為440m3／h。 第三節(jié) 煤層的埋藏特征 一、煤層的賦存特征 井田內(nèi)主要含煤地層為二疊系的山西組及石炭系太原組。含煤地層總厚為168.19m，共含煤12～15層，煤層總厚度為10.31m，含煤系數(shù)為6.13%，含可采煤層2層，總厚7.88m，可采含煤系數(shù)4.69%。 山西組含煤地層平均厚度為51.14m，共含煤1～3層，煤層總厚4.11m，含煤系數(shù)為8.04%，其中3號(hào)煤層為全區(qū)較穩(wěn)定的大部可采煤層，厚0.20～5.12m，平均3.66m，可采含煤系數(shù)為7.16%，1號(hào)煤為極不穩(wěn)定不可采煤層，煤厚0～0.75m，平均0.26m，2號(hào)煤為極不穩(wěn)定的有零星可采點(diǎn)的不可采煤層，厚0～0.80m，平均0.32m。 太原組含煤地層平均厚度為117.05m，共含煤9～12層，煤層總厚6.20m，含煤系數(shù)為5.30%，其中15號(hào)煤層為全區(qū)穩(wěn)定的可采煤層，厚2.56～6.00m，平均4.22m，可采含煤系數(shù)為3.61%；8號(hào)、9號(hào)、14號(hào)煤層為不穩(wěn)定的有零星可采點(diǎn)的不可采煤層；其余煤層為極不穩(wěn)定不可采煤層。 井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層為3號(hào)和15號(hào)煤層，2號(hào)、8號(hào)、9號(hào)、14號(hào)煤層僅個(gè)別工程見(jiàn)煤厚度達(dá)可采厚度。 1、3號(hào)煤層 3號(hào)煤層位于山西組下部，上距下石盒子組底K8砂巖一般35～45m，下距山西組底部K7砂巖3～8m，下距太原組K6灰?guī)r7～14m，煤層最厚（ZK2-1孔）5.12m，最薄（ZK4-1孔）0.20m，平均3.66m，煤層穩(wěn)定，厚度變異系數(shù)為44.78%，可采系數(shù)為92%，該煤層厚度不穩(wěn)定，在井田西南部存在較大范圍的厚度變薄區(qū)，變薄區(qū)由ZK3-2、ZK3-3、ZK4-1、ZK1-1、ZK23-1等工程控制。煤層直接頂板為砂質(zhì)泥巖，老頂為中粒、細(xì)粒砂巖，底板為炭質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，煤層結(jié)構(gòu)中等，含夾矸0～3層，偶見(jiàn)有5層，煤層上部2層矸厚0.02～0.06m，一般小于夾矸剔除厚度，煤層下部1層夾矸厚0.02～0.20m，平均含矸率0.91%。3號(hào)煤層為本井田主要開(kāi)采對(duì)象，該煤層已大范圍開(kāi)采，資源已基本枯竭。 2、15號(hào)煤層 15號(hào)煤層位于太原組下部，上距3號(hào)煤層底91.18～133.84m，平均104.85m，上距K2灰?guī)r底0～3m，下距O2灰?guī)r頂14.50～32.0m，平均22.23m，煤層厚2.56～6.00m，平均4.22m，煤層穩(wěn)定，厚度變異系數(shù)為22.24%，可采系數(shù)為100%。煤層直接頂板為泥巖或K2石灰?guī)r，老頂為K2灰?guī)r，底板為泥巖或含黃鐵礦泥巖，局部為粉砂質(zhì)泥巖。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般含0～4層夾矸，夾矸成分為泥巖或炭質(zhì)泥巖，厚0.05～0.93m。厚夾矸多位于煤層下部，平均含矸率為11.96%。 原井田內(nèi)15號(hào)煤層厚度等值線見(jiàn)圖1-2-2。 表1-2-2 可采煤層特征表 含煤地層 煤層 編號(hào) 煤層厚度(m) 最小～最大 平均 煤層間距(m) 最小～最大 平均 夾石層數(shù) 穩(wěn)定性 頂?shù)装鍘r性 山西組P1s 3 0.20～5.12 3.66 91.18～133.84 104.85 0～3 穩(wěn)定 煤層直接頂板為砂質(zhì)泥巖，老頂為中粒、細(xì)粒砂巖，底板為炭質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖 太原組C3t 15 2.56～6.00 4.22 1～4 穩(wěn)定 煤層直接頂板為泥巖或K2石灰?guī)r，老頂為K2灰?guī)r，底板為泥巖或含黃鐵礦泥巖，局部為粉砂質(zhì)泥巖 圖1-2-1 15號(hào)煤厚度等值線圖