煤矿水害分析报告共61页.docx

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煤矿水害分析报告共61页

前言

一、水文地质条件类型（lèixíng）划分的目的与意义

我国煤矿水文地质条件复杂，对煤矿安全生产（shēngchǎn）影响很大，历史上曾多次发生水害事故，造成了严重经济损失和人员伤亡。

为了煤矿安全生产，有针对性地作好矿井防治水工作，山西（shānxī）沁源康伟李城煤业有限公司特委托（wěituō）山西省煤炭地质114勘查院编制《山西沁源康伟李城煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》，确定矿井水文地质类型。

并以此为依据，编制矿井中、长期防治水规划和年度防治水计划。

二、主要依据及采用资料

主要依据：

2009年8月17日由国家安全生产监督管理总局颁布的《煤矿防治水规定》及《煤矿防治水规定释义》中第十一条水文地质条件类型划分原则、第十二条矿井水文地质条件类型划分报告编写提纲，以及《矿井地质制图规范》等。

采用资料：

2010年6月，山西煤地质114勘查院提交的《山西沁源康伟李城煤业有限公司矿井水文地质补充勘探报告》；2010年8月，山西省煤炭地质114勘查院编制的《山西沁源康伟李城煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》；矿井生产期间编制的矿井地质报告、水文报告，以及物探、井下钻探、巷探和井巷工程等实际揭露的地质与水文地质成果等。

三、主要地质任务

1、分析矿井受采掘破坏或影响的含水层性质、赋存特征、富水性及其规律；

2、阐明本矿及周边老空水对矿井充水的影响；

3、分析地下水补给与径流条件，水位、水量动态变化特征（tèzhēng）及其规律；

4、查明（chámínɡ）隔水层厚度、岩性组合特征及其隔水性能；

5、在对矿井涌、突水水源、充水因素，水量及其变化规律的基础上，对矿井生产水害影响程度（chéngdù）进行评价；

6、确定（quèdìng）矿井水文地质类型，依据水害影响程度，对矿井防治水工作难以程度进行评价；

7、编制构造纲要图、主要含水层等水位线图及矿井充水性图。

第一章矿井及矿井概况

第一节矿井（kuàngjǐng）及井田（jǐnɡtián）基本情况

山西（shānxī）沁源康伟李城煤业有限公司位于（wèiyú）沁源县城北西，距沁源县城13km的李元镇李城村西部，行政区划属李元镇管辖。

根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组下发关于《长治市沁源县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复》（晋煤重组办发〔2009〕82号），以沁源县康伟煤焦有限公司为主体，将原山西沁源李城煤业有限公司、原山西杨氏煤业有限公司、原山西沁新煤焦股份有限公司新安煤矿三个煤矿进行整合的矿井，整合后矿井名称为山西沁源康伟李城煤业有限公司。

2009年11月29日由山西省国土资源厅颁发了整合后的采矿许可证，证号为C1400002009111220045428，批采2-11号煤层，有效期为2009年11月29日至2011年11月29日。

整合后面积（含新增空白区面积）为5.995km2，新增面积0.4928km2，生产能力由原来30万t/a提升至60万t/a，新增生产能力30万t/a。

矿井采用平硐开拓方式，开采9、10号煤层，3号煤层暂不开采。

目前矿井正在建设中，在此场地内新建两个平硐，利用原李城煤矿原有的主斜井和副斜井并联后共同作为整合后李城煤矿的回风斜井。

三个井筒均已揭露9+10号煤层，其中主平硐掘进480m，副平硐掘进530m，回风斜井掘进180m。

但暂未形成系统。

矿井预计于2012年投产，并在井田南部设计布设10101、10103、10105、10107、10109及10111工作面。

矿井内主要井口坐标（1980年北京坐标系）：

主平硐：

X：

4054541.29Y：

19605881.098H：

1235.000

副平硐：

X：

4054581.290Y：

19605850.098H：

1235.000

回风斜井（xiéjǐnɡ）：

原主（yuánzhǔ）斜井：

X：

4054873.424Y：

19606432.063H：

1291.500

原副斜井（xiéjǐnɡ）：

X：

4054881.111Y：

19606459.269H：

1292.000

现将整合（zhěnɡhé）前各矿井生产情况分述如下：

1、山西沁源李城煤业有限公司

2006年，原李城煤矿将庆东、三角坡煤矿整合，并组成新的山西沁源李城煤业有限公司，批准开采2、3、9、10、11号煤层，整合后生产能力提升为30万t/a。

山西省国土资源厅以晋矿整采划字[2007]117号文批准开采2、3、9、10、11号煤层，矿井生产规模核定为30万t/a。

原李城煤矿位于李城村，圪桶峪村一带，为村办集体企业，2005年由山西省国土资源厅换发采矿许可证，证号为1400000531206，批准开采3、9、10、11号煤层，生产规模为9万t/a，有效期2007年12月。

面积3.724km2，批采标高1300-1200m。

由于资金等各方面原因，延长了基建周期，目前仍为基建矿井，拟开采太原组9号、10号煤层，根据矿井设计，开拓方式为斜井开拓，采煤方法采用长壁式全部垮落采煤法，主斜井装备双钩串车混合提升，副斜井作回风井，通风方式为抽出式。

兼并重组后利用原李城煤矿原有的主斜井和副斜井并联后共同作为整合后李城煤矿的回风斜井，并与新设计的主、副平硐贯通。

原三角坡煤矿，该矿属集体企业，2003年6月由山西省国土资源厅换发了采矿许可证，证号为1400000320301，批准开采2号煤层，生产规模为2万t/a，有效期至2005年6月看，矿区面积为0.3808km2。

批采标高1335-1290m。

该矿曾开采2号煤层，矿井开拓方式为斜井，前期向东南部方向开拓，动用资源储量4.04万t，后又在井田西北部开拓一对新井，斜井开拓，坡角18-23°对井田中部和北部进行了采挖，面积均不大。

已于2006年关闭。

原庆东煤矿，该矿属村办集体企业，2004年10月由山西省国土资源厅换发了采矿许可证，证号为1400000431450，批准开采2、3号煤层，生产规模为3万t/a，有效期至2006年12月。

矿区（kuànɡqū）面积为0.3229km2，批采标高1350-1150m。

该矿曾开采2号煤层，3号煤层未进行开采。

矿井以斜井开拓，前期向东南方向开拓，开采2号煤层，2号煤层动用储量18.2万t，后期在井田北部新开拓一对斜井，主要（zhǔyào）为开采了3号煤层，由于市场煤价较高，生产产量大幅增长，2004和2005年动用储量较大，为5.2万t，开采范围为中北部。

已于2006年关闭。

2、原山西（shānxī）杨氏煤业有限公司

山西省沁源县山西杨氏煤业有限公司由原沁源县韩洪乡韩洪村煤矿及其接替（jiētì）井整合而成。

整合前韩洪村煤矿一号井及其接替井均开采2号煤层，生产能力4万t/a，井田面积0.8991km2。

资源整合时韩洪村煤矿与东沟煤矿部分矿界进行了调整。

并换发了采矿许可证，证号为1400000622120，矿区面积0.8913km2，批准2号煤，开采2号煤层，生产规模9万t/a，有效期2006年至2009年9月。

后于2008年9月因政策原因关闭，目前井口及2号煤层生产系统已关闭。

3、原山西（shānxī）沁新煤焦股份有限公司新安煤矿

位于（wèiyú）井田东北部，矿区面积0.9834km2，2006年9月19日由山西省国土资源厅换发了采矿许可证，证号为1400000622055，批准开采2号煤层，生产规模为9万t/a，有效期至2006年9月至2009年9月，批采标高（biāogāo）:

1400-1140m。

后于2008年9月因政策原因关闭，目前井口及2号煤层生产系统已不存在。

第二节煤矿位置（wèizhi）、交通

一、位置

山西沁源康伟李城煤业有限公司位于沁源县城北西约15°，距沁源县城13km的李元镇李城村西部，行政区划属李元镇管辖。

整合后井田地理坐标为：

东经112°11′01″—112°12′44″，北纬36°36′20″—36°37′58″。

点号

直角坐标

1954年北京坐标系

6°带

1980年西安坐标系

6°带

X

Y

X

Y

1

4056556.00

19608501.00

4056507.32

19608432.09

2

4055085.00

19608501.00

4055036.31

19608432.10

3

4055085.00

19607630.00

4055036.31

19607561.09

4

4053500.00

19607630.00

4053451.30

19607562.10

5

4053500.00

19605960.00

4053451.29

19605891.10

6

4056000.00

19605960.00

4055951.30

19605891.08

7

4056433.00

19606800.00

4056384.30

19606731.08

表1-2-1井田拐点坐标

山西沁源康伟李城煤业有限公司东部与山西通洲集团安神煤业有限公司为邻，南西部与山西沁源嘉元煤矿有限公司相邻。

见四邻（sìlín）关系图1-2-1。

井田（jǐnɡtián）范围为不规则多边形，南北（nánběi）长约约2.90km，东西（dōngxī）宽约约1.67km，，面积为5.995km2。

井田范围由下列7个坐标点连线圈定，见表1-2-1。

二、交通条件

沁（源）～洪（洞）公路从井田南部通过，向南东13km至沁源县城接汾（阳）～屯（留）省级公路及沁（沁源）～沁（沁县）公路，煤矿向北东28km至太焦线沁县火车站，向北东42km经武乡县与太（原）—长（治）高速公路接运，向北西100km至南同蒲线介休市火车站；向西南经古县沿古（县）—洪（洞）路约75km至洪洞县城东与霍（州）—侯（马）一级公路接运，并由此向北2km至大（同）－运（城）高速公路；由此向南22km至南同蒲临汾市火车站，交通运输条件较为便利。

详见交通位置图1-2-2。

图1-2-1四邻（sìlín）关系图

图1-2-2交通（jiāotōng）位置图

第三节地形（dìxíng）地貌

井田地处太岳山区，地表为山区侵蚀中山地貌，沟谷（ɡōuɡǔ）纵横，地形十分复杂，总的地势为NW-NE向的山脊横穿全区，地形最高点为井田北西部韩洪南坡上山梁上，标高为1451.20m，地形最低点为井田西部，标高为1233.00m，相对高差218.20m。

属中、低山区。

井田内地表水属黄河流域沁河水系。

井田内地表水不发育，多为季节性冲沟。

较大冲沟位于井田西部边圪桶峪村附近和东北角处，雨季时可出现短时洪流，圪桶峪附近最高洪水位标高为1233.60m，低于井口标高。

主平硐井口标高为1235.00m，副平硐井口标高为1235.00m，回风（huífēnɡ）斜井口标高为1291.50/1292.00m，均高于井口附近最高洪水位，并已修建防洪堤，但在雨季应引起注意。

第四节气象（qìxiàng）、水文（shuǐwén）

一、气象（qìxiàng）

井田地处山区，地形高差（ɡāochà）大，四季分明，昼夜温差较大，蒸发量大于降雨量，属大陆性气候，根据沁源县气象台1956-2009年观测记录降雨量最小为381.3mm（1956），最大为834.3mm（1989年），蒸发量最小为1379.0mm（1984年），最大1729.5mm（1986年），蒸发量大于降水量2.5倍。

冬春两季雨雪较少，年最大雪深22cm（2009年）。

据沁源县气象台在2009年观测记录，在6月25日极端最高气温36.4℃，极端最低气温-23℃，出现在1月25日，平均最高气温18.1℃，平均最低气温4.8℃。

结冰期为十月下旬至次年三月份中旬才缓缓开始解冻，年最大冻土深度为700mm。

本区夏季多东南风，冬春季多西北风，最大风速16m/s。

二、水文

本区属黄河流域沁河水系。

沟谷（ɡōuɡǔ）内一般无水流，在雨季遇暴雨时，雨水短时聚集，西部冲沟河水向南流入狼尾河，狼尾河向东流入沁河，沁河向南流入黄河。

沁河是黄河的一级支流，流经晋、豫两省，它发源于霍山东麓沁源县王陶乡的二郎神沟西北部的将台上村西，源头分水岭高程为2300m左右，经临汾市安泽县、晋城市沁水县、阳城县、泽州县入河南省汇入黄河。

干流全长485km，其中山西省境内363km。

沁河在沁源境内坡陡流急，洪水暴涨暴落，属暴雨型山区河流，河道水量来源主要是雨季积蓄的洪水径流和沟溪（ɡōuxī）泉水，河道流量受年份和季节影响较大，年径流主要集中在汛期。

根据孔家坡水文站实测数据表明，沁河年径流量为l2500万m3。

井田内地表水不发育，多为季节性冲沟。

较大冲沟位于井田西部边圪桶峪村附近和东北角处，雨季时可出现短时洪流（hóngliú），向南或向东南流入沁河。

第五节地震（dìzhèn）

该区地处太岳-太行地块，地震活动以频度高、强度大，为地震多发区。

根据中华人民共和国国家标准GB-50011-2010及1/400万中国地震烈度区划图，本评价区地震动峰值加速度为0.15g，抗震设防烈度为Ⅶ度。

第六节矿井排水设施（shèshī）能力现状

现在矿井处于（chǔyú）基建阶段，井下排水系统为临时过渡性质的，投产前将对排水系统建设（jiànshè）完善。

基建过程中涌水量为120m3/d，采用（cǎiyòng）潜水泵排水，潜水泵型号ZTW/22/37，工作面设置临时小水仓，容量为5m3。

副平硐井底设主排水泵房，矿井涌水经敷设于副平硐井筒中的排水管路排至地面工业场地的井下水处理站水池。

选用MD25-30×5型多级离心水泵，额定流量为25m3/h，额定扬程为180m；配套电机选用YB型防爆电机，电压660V，功率22kW，转速2950r/min。

副平硐井筒敷设2趟Φ83×4型无缝钢管排水管路，吸水管选用Φ108×4型无缝钢管。

正常涌水时为1趟工作，1趟备用；最大涌水时为2趟同时工作。

当前排水系统可满足基建过程中的涌水量的排放。

第二章以往地质（dìzhì）和水文地质工作评述

第一节以往（yǐwǎng）地质勘查（kānchá）工作评述（pínɡshù）

1、1958年－1959年144地质勘探队测绘了1:

1万和1:

2.5万地形地质图，提出了《沁水煤田霍东（沁源）矿区普查设计》，但普查工作没有进行。

2、1975年－1978年，山西省地质局在本区进行了区域地质调查，编绘出版了1:

20万区域地质图。

3、1982年12月－1984年11月山西煤田地质勘探144队进行了霍东找煤勘探工作，共施工钻孔37个，钻探进尺2044.76m，1984年提交了“山西省沁水煤田霍东找煤勘探区地质报告”，1986年5月经山西省煤田勘探公司审查、以第8604号批准通过。

提交D级储量870961.6万t。

4、1988年4月-1989年7月，省煤炭地质公司二队在安神煤矿矿界内进行了地质勘查工作，提交了《山西省沁源安神煤矿详查地质报告》，1993年5月，省煤炭工业厅以晋煤生字[1993]第281号文批准通过。

本区内施工有3个钻孔，钻探进尺1186.06m，在井田东部边界外施工有201号钻孔，钻探进尺310.96m，其成果可供本报告使用。

5、1995年，山西省煤田地质勘探114队对包括本矿区在内的464.94km2范围进行了普查勘探工作，并于1998年编制了《沁安煤炭普查地质报告》，经中国煤田地质总局审查，以煤地发（1999）020号文件批准通过。

在井田南部边界外施工的701号钻孔，钻探进尺300.51m。

6、2006年12月由山西省煤炭地质144勘查院编制的《山西省沁水煤田沁源县李城煤业有限公司资源储量核查地质报告》（供资源整合用），通过了山西省地质矿产科技评审中心（zhōngxīn）评审，评审文号为晋评审储资整字[2007]142号，批准各级资源储量2853万t，山西省国土资源厅以晋国土资储备字[2007]274号文，予以备案。

第二节矿区地震勘探及其他物探工作（gōngzuò）评述

山西省煤炭地质（dìzhì）114勘查院于2010年进行（jìnxíng）了矿井水文地质补充勘察工作，并编制提交了《山西沁源康伟李城煤业有限公司矿井水文地质补充勘探报告》。

测区布设物探线的矿区面积为0.816km2，布设瞬变电磁测线18条，点距20m，线距40m（即网度20m×40m）进行平面控制。

瞬变电磁物理点共1089个，其中试验点5个，全部合格；甲级物理点1034个，甲级率95.13%；乙级物理点47个，乙级率4.86%，废品率0。

检测点20个，平均均方相对误差5.77%，符合《规范》小于15%的限差要求，施工质量自评为A级。

通过电法，查明了3号煤层底至9号煤层含水层的低阻异常区，有4处，富水区主要分布在勘探区的中东部，位于向背斜翼部。

本次采空区探测，采用瞬变电磁法是比较有效的探测技术方案，资料解释的物理前提正确，资料可靠。

第三节矿井建设、生产时期的水文地质工作

2010年04月到06月，山西省煤炭地质114勘查院在本井田进行了勘探，并月提交了《山西沁源康伟李城煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》，此次工作施工完成10个钻孔，钻孔施工规范，质量合格，终孔深度达到设计规范，质量岩芯采取率均达到规范规定，钻探测井质量较高，可满足此次报告编制的需要。

2010年8月由山西省煤炭地质144勘查院编制的《山西沁源康伟李城煤业有限公司兼并（jiānbìng）重组整合矿井地质报告》，通过了长治市煤炭工业局组织相关专家的评审，评审文号为长煤局行发[2010]408号，批准估算各级资源储量2116万t。

2010年由山西省煤炭（méitàn）地质114勘查院对本（duìběn）井田进行了矿井水文地质补充（bǔchōng）勘察工作，并编制提交了《山西沁源康伟李城煤业有限公司矿井水文地质补充勘探报告》。

此次工作基本查明了本矿水文地质条件，确定了矿井水文地质类型，计算了矿井涌水量，基本查明了采空区范围及相对积水位置，估算了采空区积水量，评价了水害威胁程度，提出了水害防治措施，提出了存在问题，给出了相关建议。

本次勘查施工201号钻孔为水文地质孔，抽水试验1层次，其中C3t石灰岩1次，O2f灰岩2次，质量为合格。

第三章地质概况

第一节地层（dìcéng）

一、区域（qūyù）地层

井田位于沁水坳陷的西翼，霍山（huòshān）隆起的东翼，区域地层总体为走向北北东，倾角南东的单斜构造，次一级构造多为组成对且相互平行展布的背向斜和北东东、北北东向两组断层；延伸较长的背、向斜，总的走向为北北东向和南北向，从平面上看多呈现“S”型，大断层为走向北东东的正断层。

区域地层由霍山隆起带，向东依次（yīcì）出露由老到新，出露齐全，自然剖面较完整，详见区域地层表3-1-1。

二、区域含煤特征

沁安普查区位于沁水煤田西部，主要含煤地层为太原组与山西组，总厚约156m，含主要可采煤层7层，煤层总厚8.4m，含煤系数为5.4%，各煤层稳定程度较差，有分叉变薄现象，是沁水煤田区内含煤程度较差的地区。

太原组煤层以焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤为主，自上而下编号有5、6、7、8、9、10、11共7层煤层，含煤系数1.39-9.51%，平均6.22%。

其中9、10、号煤层为大部可采煤层，11号煤层为局部-大部可采煤层，其余煤层均属不可采层。

山西组1号煤层为焦煤和瘦煤，2号煤层为焦煤、瘦煤和贫瘦煤，自上而下编号有1、2、3共含3层煤层，其中1、2、3号煤层为不稳定局部可采煤层，含煤系数2.37-16.01%，平均10.41%。

井田位于沁安普查区南端，山西组3号煤层为较稳定大部可采煤层，1号煤层为不稳定不可采煤层，2号煤层为不稳定局部可采煤层；太原组9、10号煤层为稳定可采煤层，8号煤层为不稳定局部可采煤层，其余煤层均为不可采煤层。

三、井田（jǐnɡtián）地层

本区位于沁源国家（guójiā）规划矿区沁源南区的西北部边缘。

井田出露地层露头（lòutóu）好，标志层清楚，井田内出露有上石盒子组下段、下石盒子组、山西组地层及太原组上段，北部第四系松散沉积物以不整合大面积覆盖于各时代地层之上。

现依据水文地质补充勘查的10个钻孔统计（tǒngjì）整理，结合地表出露情况，对井田内的地层由老到新分述如下：

（一）奥陶系

中统峰峰组（O2f）

与下伏马家沟组呈整合接触，为煤地层的沉积基底。

厚34.10-73.95m，主要由深灰色石灰岩、角砾状泥灰岩及泥质白云岩，下部夹似层状石膏。

上部方解石细脉发育，具铁质浸染现象。

（二）石炭系（C）

石炭系发育中统本溪组、上统太原组，分述如下：

l、中统本溪组（C2b）

岩性由灰色、灰黑色铝土岩、泥岩、粉砂岩、石英砂岩及不稳定不可采的12号煤层组成，底部沉积有山西式铁矿，其厚度和品位很不稳定。

由于中奥陶统古风化壳剥蚀程度不同，该地层厚度变化较大，依据钻孔揭露资料，地层厚度为6.94-40.07m，平均26.24m。

平行不整合于峰峰组地层之上。

2、上统太原组（C3t）

为本井田主要（zhǔyào）含煤地层，自K1砂岩（shāyán）底至K7砂岩底，地层厚度为68.22-114.85m，平均91.20m。

与下伏地层呈整合接触。

主要由灰白、灰黑色砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩组成。

含丰富的动物化石，旋回结构清楚，横向（hénɡxiànɡ）稳定性好，易于对比。

全组可划分为4～5个沉积旋

区域（qūyù）地层表表3-1-1

界

系

统

组

厚度（m）

岩性简述

新生界

第四系

全新统

4-30

松散的砂、卵、砾石、亚粘土、亚砂土。

上更

新统

3-40

土黄、灰黄、微红色亚砂土、亚砂土大量砾石透镜体，顶部具有一层褐色古土壤。

中更

新统

15-93

洪积：

红黄-综红色亚粘土夹2-8层红褐色古土壤及钙质结核多层。

底部可见砾石透镜体。

残积：

棕经、枣红色砂质粘土、粘土含较多铁、锰结核。

第三系

上新统

150-514

鲜红色粘土夹浅红色亚粘土，含少量砂砾石、粘土、含铁、锰质较多。

灰绿等多色粘土、粉砂夹数层泥灰岩及苋色砂、紫色粘土层，为含油页岩层位。

浅黄-浅红色亚粘土、亚砂土夹砂砾石（岩）透镜体。

浅紫-紫红色砂与砂质粘土夹多层卵砾石层。

古生界

二叠系

上统

石千峰组

103.30-197.50

紫红色泥岩、砂质泥岩夹中细粒长石砂岩、长石质硬砂岩，底部灰黄-黄绿色中粒粗粒长石质硬砂岩或硬砂质长石砂岩。

上石盒

子组

366.00-525.10

黄绿、灰紫色中、细粒砂岩、砂质泥岩互层夹燧石层，黄绿色砂岩、灰紫色砂质泥岩、紫灰绿色细粒砂岩，中、粗粒砂岩、粉砂岩（含小砾石）、砂质泥岩，浅黄、黄绿色砂岩、泥岩、砂质泥岩夹紫色砂质泥岩。

下统

下石盒

子组

85.40-120.00

灰绿色砂岩、砂质泥岩；黄绿色中粗粒砂岩、黄绿色砂质泥岩、灰白色铝土质泥岩，泥岩及薄煤层。

山西组

22.10-65.60

灰-深灰色细粒砂岩、泥岩、粉砂岩及2-4层煤层。

石炭系

上统

太原组

117.50-149.40

灰色细粒砂岩、粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、3-4层石灰岩及5-7层煤层。

中统

本溪组

17.80-54.90

灰色铝土岩、粘土岩、泥岩、砂质泥岩、1-6层石灰岩。

奥陶系

中统

峰峰组

26.80-76.10

石灰岩、角砾状白云质泥灰岩。

上马家

沟组

199.30-256.00

白云质、石灰岩夹泥灰岩，角砾状白云质泥灰岩、白云质豹皮状灰岩、白云质泥灰岩、白云岩。

下马家

沟组

120.20-183.00

白云质石灰岩、石灰岩、泥灰岩、泥质白云岩、白云质泥质角砾状石灰岩