矿井水文地质情况汇总情况.docx

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矿井水文地质情况汇总情况

矿井概况

根据2012年10月19日省国土资源厅换发的最新采矿许可证，证号为：

C38771，批准生产能力为1.2Mt/a，批准煤层：

煤、山4-1#至8#，井田面积：

6.688km2，有效期自2012年10月19日至2014年10月19日。

（1）兼并重组前矿井概况

该矿属集体国有煤矿，隶属县煤管局，于1994年建井，2002年正式投产，批准开采1～11号煤层，大巷皮带运输，机械抽出式通风，为瓦斯矿井。

矿井正常涌水量为1200m3/d，最大涌水量为1800m3/d。

（2）矿井现状

本矿现处于联合试运转阶段，尚未通过验收。

井筒用途及布置：

矿井利用原有工业场地，布置有4个井筒，即主斜井、副斜井、进风行人斜井和回风立井，其中主斜井利用原主斜井井筒改造，进风行人井利用原副斜井井筒改造，副斜井和回风立井为新掘井筒。

现新井筒已建造完成。

（3）、位置、围

腰寨煤矿位于山阴县西北35km马营乡腰寨村附近，东南距山阴县城约35km，行政区划属马营乡管辖，其地理坐标为东经112°40′20″～112°42′32″，北纬39°41′09″～39°42′44″。

根据省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[2009]35号文件所附“朔州市山阴县煤矿企业兼并重组整合方案”矿井明细表和2012年10月19日省国土资源厅换发的C38771号采矿许可证批准，腰寨煤矿井田拐点坐标如下表：

山阴宝山腰寨煤业兼并重组整合井田拐点坐标表

序号

1954年坐标系（6。

带）

1980年坐标系（3。

带）

备注

X

Y

X

Y

1

4399050.000

19645700.000

4398434.43

38388370.71

2

4399026.000

19644268.000

4398458.35

38386938.84

3

4397379.000

19644296.000

4396811.48

38386911.73

4

4397356.000

19643612.000

4396811.37

38386227.41

5

4396297.700

19643630.200

4395753.14

38386210.21

6

4396079.000

19644184.000

4395516.07

38386756.34

7

4396115.000

19646114.000

4395487.52

38388686.28

8

4396978.000

19646770.000

4396328.02

38389370.70

9

4397999.000

19646753.000

4397348.91

38389387.86

10

4398000.000

19645700.000

4397384.12

38388335.55

井田东西长3.158km，南北宽2.971km，井田面积6.688km2。

批准开采煤、山4-1#至8#煤层，批准重组整合矿井生产能力1.2Mt/a。

井田位于洪涛山脉的西侧，为典型的黄土丘陵地貌，井田沟谷纵横、梁峁绵延，地形较为复杂，地势总体为南高北低，最高点位于井田南部边缘的山梁，海拔1707.2m，最低点位于井田北部边缘沟谷中，海拔1503.0m，高差204.2m。

（4）、水系

井田地表水体不发育，黄土冲沟平时干涸无水，仅在雨季有短暂洪水排泄，流量变化大，时间短。

由南向北流出井田汇入马营河，井田地表水属海河流域桑干河水系。

（5）、气象

井田属暖温带大陆性气候，春季干旱多风沙，冬季长而寒冷，夏季甚短，降雨多集中在夏末秋初，全年气温变化剧烈。

据山阴县气象站资料本区年平均气温7.2℃，最高气温37.9℃，最低气温-31.6℃，年平均降水量397.3mm，年平均蒸发量2024.6mm，蒸发量大于降水量，气候干燥。

春季干旱无雨，夏季炎热，秋季凉爽，冬季寒冷多风。

风向北西，风力4～6级，属大陆型气候特征。

全年无霜期129天，冰冻期始于11月初，止于来年3月下旬，最大冻结深度达1.34m。

春秋两季多风，一般为西南风和西北风，最大风速可达21m/s。

本矿现采用MD280-43×4耐磨型水泵3台，配用YB2-400S2-4型电动机,功率250kW，电压660V,转速1480r/min，与设计相符。

正常及最大涌水时，均为1台工作,1台备用,1台检修，井下主水泵房位于副斜井井底车场附近，排水管采用Φ245×5型无缝钢管沿泵房、管子道、副斜井井筒敷设2趟至地面水处理站水池。

正常及最大涌水时,均为1趟管路工作，1趟管路备用。

在泵房一侧布置主、副水仓，布置在5上号煤层底板岩石中，主、副水仓总容量1200m３。

该设计排水设施可达到1.20Mt/a的排放水能力。

含煤地层

本井田围含煤地层主要有石炭系组和二叠系组，地层总厚度152.96m，共含煤层（线）10层，煤层总厚度18.35m，总含煤系数为12.0%。

井田可采煤层有组1、2号煤层，组3、5上、5下号煤层

可采煤层特征表

地层

单位

煤层

编号

煤层厚度

煤层间距（m）

结构

（夹矸层数）

可采性

（可采率）%

稳定程度

顶底板岩性

最小-最大

平均

最小-最大

平均

顶板

底板

山

西

组

1

简单

（0-1）

局部可采

（33）

不稳定

泥岩

砂岩

泥岩

砂质泥岩

2

较简单

（0-3）

局部可采

（58）

不稳定

泥岩

砂质泥岩

泥岩

砂岩

太

原

组

3

复杂

（0-4）

大部可采

（75）

稳定

砂岩

泥岩

泥岩

砂岩

砂质泥岩

5上

较简单

（0-2）

全部可采

（100）

稳定

砂岩

泥岩

泥岩

砂岩

5下

较简单

（0-2）

基本全部可采（92）

稳定

泥岩

砂质泥岩

砂岩

泥岩

矿井构造

该井田构造较简单，以井田中部南北向宽缓向斜为主体构造，伴有较小的波状起伏，地层倾角2°～7°，发现3条落差为6～25m的断层。

叙述如下：

1）褶皱构造

（1）S1向斜：

轴向近南北向，纵穿井田中部，向斜两翼产状基本对称，南部较紧密，倾角5°～7°；北部开阔，倾角2°～3°。

（2）S2背斜：

位于井田东南部，轴向N40°W，西南翼倾角5°～7°，北翼倾角2°～3°，形成不对称的宽缓背斜构造。

二者在井田中部（ZK2-2孔北）交汇复合形成一马鞍形褶皱。

2）断裂构造

（1）F1正断层：

位于井田南部ZK2-2孔附近，走向N20°E，倾向NW，倾角85°，井下采掘发现落差为6m，井田延伸长度400m。

（2）F2正断层：

位于井田南部,F1正断层西侧,走向SN，倾向W，倾角75°，落差2～7m，由地表填图及井下采掘控制，井田延伸长度280m。

（3）F3逆断层：

位于井田中部，走向N50°E，倾向SE，倾角75°，落差25m。

由井下采掘发现，井田延伸长2000m。

该断层对井田巷道布置有影响。

井田未发现陷落柱和岩浆岩侵入现象。

总之，井田地质构造简单，属简单类。

主要含、隔水层

井田主要含水层有奥系碳酸盐岩溶蚀裂隙含水层组，石炭系组砂岩、灰岩裂隙含水层组，二叠系组砂岩裂隙含水层组，二叠系下石盒子组砂岩裂隙含水层组和第四系松散堆积物含水层组。

井田隔水层组主要为石炭系组泥岩、粘土岩、铝土岩和组、组煤系地层中的泥岩，其次为第三系红色粘土。

矿井充水条件

一、矿井充水水源

根据井田地质及水文地质条件分析，矿井充水水源主要包括大气降水、地表水、各含水层水及采空区积水等。

1、大气降水及地表水体对矿井充水的影响

井田无常年性地表河流，对矿井有充水影响的主要为大气降水及降不形成的短暂洪水。

据资料，区多年平均年降水量397.3mm，降水多集中于6～9月份。

井田黄土冲沟发育。

地形坡度较大，且植被不发育，降水多形成地表径流，只在黄土露头的沟谷中有少量渗入，对于深埋的组砂岩含水层，但由于其上有较多隔水层分布，接受大气降水的直接补给较少。

本区最高洪水位标高为1543.7m。

行政办公场地标高最低为1550.0m，高于洪水位标高6.3m；主斜井井口标高1564.8m，副井井口标高1571.0m，回风井井口标高1586.608m，进风斜井井口标高为1575.47m，主斜井标高最低，仍高于洪水位标高21.1m，因此，场地及井口均不受洪水威胁。

2、含水层对矿井充水的影响

（1）煤系地层含水层

包括石炭系组、二叠系组、下石盒子组各类砂岩含水层。

这些含水层虽没有完全和各煤层相接，但当开采煤层时，都会直接或间接地沟通各含水层中的地下水涌入矿坑，是井田主要充水水源之一，充水途径为煤层顶板导水裂隙和井筒直接渗入。

（2）奥灰含水层

据区域奥系石灰岩岩溶裂隙地下水水位和井田ZK1-1孔对奥系石灰岩岩溶裂隙水水位测定资料，井田奥灰水位标高为1299～1308m，而最下部5下号最低底板标高约1390m，低于煤层最低底板标高故不存在岩溶水带压开采问题。

3、采空区及相邻矿井积水对矿井充水的影响

采（古）空区积水因素是煤层开采的重大积水因素，井田3号煤层已大片开采，分布有多处采空区，并在井田东南部发现有古空区。

经长期废弃，在采空、古空区局部低凹处分布有积水区。

本井田在北西部发育一向斜，轴向近南北向，纵穿井田中部，向斜轴部具有汇水作用；本井田南部及西北部煤层底板标高较低，这些地处更有可能造成积水，对附近煤

因此，采空区积水和各含水层是矿井主要充水水源，采空区积水是本矿主要安全危害。

二、矿井充水通道

1、构造对矿井充水的影响

井田发育两条正断层，一条逆断层，逆断层规模较大，落差25m左右，在煤层开采过程中有可能导通各含水层水从而造成危害；井田中部发育一向斜，向斜的轴部聚水作用加强。

这些构造是矿井充水通道之一。

2、钻孔

当井田勘探钻孔未封好时，钻孔成为与煤层与含水层之间的通道，有可能影响煤层正常开采，甚至出现严重的水害事故，井田及周边钻孔施工年代不同，且封孔质量不清，因此在，在开采过程中，建议矿方应当采取措施随时调查各个钻孔情况，防止不必要的事故发生。

3、井筒

本矿过去小窑曾经进行过开采并形成了一定的破坏区，这些小窑关闭之后，报废井筒较多，有可能形成充水通道；使地表水沿着没有封好的井筒流向地下，矿方应当对井田存在的报废井筒彻底清查，排除安全隐患。

4、煤层采动后的导水裂隙带

由于开采时形成的导水裂隙带，可能沟通上覆其它含水层，使其成为煤层开采的间接充水含水层。

井田开采上部2、3、5上和5下号煤层的顶板最大导水裂隙带高度分别为31.35m、48.21m、64.55m和40.26m，在井田东北部南湾沟附近开采2号煤层时，其顶板导水裂隙将上通到地表，地表季节性洪水和大气降水会对矿井生产造成一定危害；在开采5号煤层时5号煤层导水裂隙带可导通上部3号煤层，形成导水通道，对矿井有一定的危害。

矿井及周边地区老窑水分布状况

井田3号煤层已大片开采，分布有多处采空区，并在井田东南部发现有古空区。

经长期废弃，在采空、古空区局部低凹处分布有积水区。

井田3号煤层推测分布有2处采空积水区和2处古空积水区，合计积水量约36482m3，对附近煤层开采存在潜在突水危险。

采空区积水量估算结果表

煤层

积水区位置

积水区面积

煤层厚度M（m）

积水系数K

煤层倾角α

（°）

积水量Q

（m3）

3

7号钻孔南向斜轴部采空区

26818

4.00

0.25

5

26818

ZK2-2号孔北采空区

4596

4.00

0.25

5

4596

ZK2-3号孔东北小窑破坏区

6532

1.00

0.25

4

1633

腰寨村北小窑破坏区

15952

2.00

0.25

3

7976

合计

41023

另外，本井田东侧马营煤矿曾越界进入本井田东南部开采3号、5上号煤层，并形成大片采空破坏区；西侧台东山煤业公司在本井田边界附近均分布有少量或大片3号、5上号煤层采空区，并存有积水，3号煤层临近本矿积水面积13800m2，积水量11380m3，西北侧台东山煤业在本井田边界附近积水面积23500m2，积水量8000m3；5上号煤层在西部台东山煤业临近处存在积水，积水面积17250m2；积水量12970m3；东部马营煤业3、5上号煤层均曾越界开采进入本矿，3号煤层在本矿界造成了大量的破坏区，对本矿破坏较大，临近本矿处存在积水，积水面积18000m2，积水量18236m3；5上号煤层也曾越界开采，位于F3断层处，腰寨村下，2号钻孔西北处，将来在一采区北部和西北部边界附近开采3号、5上号煤层时应加强探放。

由于采空区积水为一动态变化过程，采空区积水情况只反映矿井目前积水情况。

随着时间的推移和开采围及地质环境情况的变化，采空区积水围和积水量也会不断变化，矿井在以后的开采过程中，应随时调查和探测本矿及邻矿采空区积水情况，以便有针对性的采取各种防措施，确保矿井安全生产。

充水状况

腰寨煤矿现已开采3号煤层，已开采围为井田中南部，形成大片采空区。

井下正常涌水量1200m3/d，雨季最大涌水量1800m3/d。

现采用富水系数比拟法对矿井生产能力扩大为1.2Mt/a时矿井正常涌水量为3200m3/d，雨季最大涌水量为4800m3/d。

水文地质类型的划分

（一）受采掘破坏或影响的含水层及水体

受采掘破坏组、组砂岩裂隙含水层补给条件差，补给水源少，富水性弱。

井田煤层埋深较浅，由于煤层上部有较多隔水层分布，接受大气降水的直接补给较少，煤层与地表水体影响一般。

根据《煤矿防治水规定》矿井水文地质类型划分表，按就高不就低的原则，可确定此项为中等。

（二）矿井及周边采（古）空水分布状况

根据《煤矿防治水规定》矿井水文地质类型划分表，本井田煤层采空区位置、围、积水量基本清楚，可确定此项为中等。

（三）矿井涌水量

当生产能力为120万t/a时，矿井正常涌水量3200m3/d，最大涌水量4800m3/d。

根据《煤矿防治水规定》，矿井水文地质类型划分表（Q1≤180m3/h），

（四）突水量

本矿井自建矿以来，未曾发生过突（透）水事故。

根据《煤矿防治水规定》矿井水文地质类型划分表，可确定此项为简单。

（五）开采受水害影响程度

采（古）空区积水、砂岩裂隙水水害隐患是防治水工作的重点，影响最大的是采（古）空区积水。

结合本矿实际情况，矿井充水通道主要包括煤层采动后形成的导水裂隙带、断层、顶板裂隙及以及封闭不良的钻孔等。

总体而言，矿井充水水源补给条件有限，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全。

井田奥灰水位标高为1299～1308m，低于井田最低可采煤层底板90～140m，不存在岩溶水带压开采问题。

综上所述，根据《煤矿防治水规定》矿井水文地质类型划分表，该项确定为中等。

根据上述容，矿井水文地质条件类型划分结果为：

山阴宝山腰寨煤业3、5号煤层矿井水文地质条件类型划分结果为中等。

水害防治措施

一、井田地表水体，大气降水对矿井充水的影响较小。

雨季来临前要及时清理地面防洪沟渠，做好地面塌陷坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯实高出地表，防止洪水危害矿井。

二、矿井防治水工作必须采取“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。

防，主要指井下合理留设各类防隔水煤（岩）柱和修建各类防水闸门或防水墙等；堵，主要指注浆封堵具有突水威胁的含水层或导水构造等通道；疏，主要指探放老空水和对承压含水层进行疏水降压；排，主要指完善矿井排水系统，排水管路、水泵、水仓和供电系统等必须配套；截，主要指加强地表水（洪水）的截流合理。

定期在地表检查钻孔和旧井筒的封闭情况，发现问题及时采取措施封堵。

注意做好地面防治水工作；在现利用井口和工业广场位置修建防洪堤坝及导水沟渠；对采煤引起的地面塌陷地裂缝要定期巡视检查，及时填埋。

认真观测断层等构造的导水性，严格按照煤矿防治水规定留设防隔水煤柱。

坚持信息共享和及时通报，经常调查了解相邻矿井生产建设情况，采掘前应查清周边矿井工作面位置、采空区围及其积水程度等。

发现问题应及时通报并调查清楚。

接在巷道掘进过程中，尤其是邻近采（古）空区时严格按照煤矿防治水有关规定实施探放水工作。

出现以下情况应当格外注意：

①巷道或工作面顶底板压力增大，岩石变软，出现掉渣、冒顶、支护变形或倾斜现象。

②采面或巷道壁“出汗”，顶板淋水增大，底板突然涌水。

③采面或巷道“挂红”，水的酸度大，有涩味或臭鸡蛋气味。

④煤岩层发出“嘶嘶”的水叫声。

⑤出现压力水流。

⑥工作面空气温度降低，出现雾气。

归根结底，煤矿防治水工作取决于对水害防治的重视程度及现场落实情况。

三、地表水的综合治理

加强对井田地表低洼区段易积水部位的工程治理，必须经常检查矿区地表是否存在导水裂隙或其它导水通道，如发现裂隙及其它导水通道，应及时将其回填密实；通过对地表裂缝进行填埋处理，减缓雨季降水进入矿区的速度和水量，并对井田的河沟进行全面调查。

查明河沟、河床塌陷等，雨季加强地表河流和地表积水区及塌陷区的巡查工作，发现异常及时采取措施，确保矿井安全。

加强“雨季”三防工作。

煤矿企业要建立防暴雨的预报、预警、预防和应急救援工作机制，建立雨季巡视制度和停工撤人制度。

进行隐患排查和专项整治，消除隐患。

对矿井双回路供电系统、通讯系统及排水设备、设施等进行全面检查，确保系统、设备完好可靠。

对井田河道以及排水设施进行彻底清挖、疏通，必要时对其进行加固；严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段，严禁侵占河道，保障河道的畅通。

四、建立完善的排水系统和应紧措施

在井下保证排水设备正常运作，主水泵必须保持完好，要定期检修；矿井生产过程中要经常检查、核定矿井各个排水点排水系统的排水能力，确保排水系统畅通，并能排出矿井的最大涌水量。

建立完善的井下水害应急救援预案。

增置排水设备，定期对设备进行检修，保证设备完好，以提高抢险救灾能力和效果。

企业要储备足够的抢险物资和设备。

五、采空区积水的防治工作

在今后的生产中必须严格坚持“预测预报，有掘必探（钻），先探后掘，先治后采”的防治水原则，加强矿井地质及矿井水文地质工作，尤其在开采有采空区积水区域附近的煤层时，必须进行探放采空区积水工作。

在开采过程中，采掘至采空区和井田边界附近时，应预留安全防水煤柱，要密切注意周边煤矿的采空区围变化情况及采空区积水情况。

随时观察井下各种涌水、煤层变湿、松软、煤帮出现滴水、淋水、矿压增大、底板膨起、产生裂隙等现象。

要认真落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。

必须坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则。

按照《煤矿防治水规定》，认真开展防治水工作。

严格按照《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》及上级有关文件精神，做好采掘工作面探险放水设计，并确保按设计探水施工。

按煤矿防治水有关规定留设足够的边界保安煤柱，加强现场管理，加大探防治水力度，防止本矿及邻矿采空积水引发水害事故，由于上层3号煤已大部采空，且距地表较近，积水补给条件较好，因此3号煤层可能存在较大面积积水，且通过导水裂隙带对下层煤采空区进行补给，因此，3号煤层采空区积水是煤矿重点防治工作。

本矿3、5上、5下煤层间距较近，在生产过程中应当对上下煤层进行探放水工作，防止上下层煤采空区积水对本层煤层开采造成危害。

采至矿井东部临近破坏区时应当应当务必坚持“预测预报，有掘必探（钻），先探后掘，先治后采”的防治水原则。

建议矿方对当地进行走访，彻底调查井田小窑过去开采情况，减少不必要的危害。

加强与周边各生产矿井生产情况的调查和联系，及时掌握其各煤层采空区、老空区积水位置和积水量，并根据水量、水压预留防隔水煤柱，避免以生透水淹井恶性事故。

六、建立完善水文地质资料和加强职工的防意识

强化生产过程中的矿井水文地质工作，建立完善各种水文地质资料台账和档案，为今后的防治水工作积累资料。

配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍。

加强对职工进行防治水知识的培训和教育，使职工了解做好防治水工作的基本知识，掌握井下透水的征兆的有关知识组织井下职工开展水害应救援演练提高职工防治水工作的技能和抵御水害能力。

建立建全水害防治技术管理制度、水害预测预报和水害隐患排查治理等制度。

认真执行2009年12月1日施行的《煤矿防治水规定》有关条文规定和国家及地方政府关于煤矿安全生产政策的法律、法规与规定；做好矿井的防治水工作。

山阴宝山腰寨煤业

水

文

地

质

情

况

汇

总

二0一四年二月