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前 言 一、设计主要依据及主要技术原则 1、山西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〕64号文关于晋中市灵石县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复。 2、山西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［2010］66号文件关于调整晋中市灵石等四县（市）兼并重组整合主体企业的批复。 3、晋中市煤炭工业局市煤办瓦发[2012]77号晋中市煤炭工业局关于山西灵石国泰红岩煤业有限公司矿井瓦斯涌出量预测报告的批复。 4、山西省煤炭工业厅晋煤瓦发[2013]160号文“关于晋中市2012年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”。 5、晋中市煤炭工业局市煤规发[2011]83号文晋中市煤炭工业局“关于山西灵石国泰红岩煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复”。 6、山西省煤炭综合测试中心煤尘爆炸性鉴定检验报告、煤层自燃倾向性鉴定检验报告。 7、采矿许可证。 8、供电协议、救护协议、供水合同、占地协议。采（古）空区积水，积气及火区调查报告。 9、晋中市煤炭工业局以市煤规发[2011]121号文晋中市煤炭工业局“关于山西灵石国泰红岩煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计的批复” 10、山西煤矿安全监察局晋中监察分局晋煤监晋中字〔2011〕119号文“关于山西灵石国泰红岩煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计安全专篇的批复”。 11、晋中市煤炭工业局市煤规发〔2011〕144号文晋中市煤炭工业局“关于对山西灵石国泰红岩煤业有限公司矿井兼并重组整合项目工程开工的批复”。 12、灵石国泰能源有限公司灵国能〔2011〕97号文“关于山西灵石国泰红岩煤业有限公司水文地质补充勘探报告的批复”。 13、灵石国泰能源有限公司灵国能〔2011〕123号文“关于山西灵石国泰红岩煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告的批复”。 14、山西省煤炭工业厅晋煤办基发〔2012〕505号关于印发山西省煤矿建设标准的通知的通知。 15、矿方提供的采掘现状图、已有的设施、设备等资料。 二、简要评价 1、井田内存在采空区，虽经晋中市煤田地质勘探队编制的地质情况说明和晋中市煤田地质勘探队测量调查认定。但由于开采年代久远，部分资料已缺失，对部分采空区难以确定，故建议矿方做进一步的地质工作，确保安全生产。 2、虽然井田内各可采煤层的瓦斯含量低，但随着埋藏深度增大而瓦斯含量有增大的趋势，且有局部积聚的可能，在今后生产过程中一定要引起高度重视，做好瓦斯检测和通风等管理工作。 3、区内各可采煤层均有煤尘爆炸性，应引起设计和生产部门的高度重视，做好除尘灭尘等各项工作。 4、井田邻矿开采年代久，断层发育，据调查矿井涌水量较大，因此矿山开采时应留足矿界保安煤柱，以防邻矿越界开采造成突水事故发生。 5、在今后的生产建设中，要始终坚持“预测预报，有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”的原则，做好矿井水防治工作，确保安全无事故。 第一章 矿区概况及井田地质特征 第一节 矿区概况 一、交通位置 井田位于山西省晋中市灵石县城西20km处寨头村一带，行政区划隶属于灵石县夏门镇管辖。 地理坐标为东经11138′01″11139′50″， 北纬3650′00″3651′33″。 该矿距夏门镇6km，有解（放桥）木（瓜曲）乡级公路相通，至夏门镇可与大（同）运（城）公路相接；另外，井田距南同蒲铁路灵石煤炭集运站20km，有公路相通。井田交通运输条件较为便利。 详见交通位置图1-1-1。 二、地形、地貌 井田地处吕梁山东麓与太岳山西麓间，地貌属低山丘陵区，区内沟谷纵横、梁峁连绵，梁垣坡地多黄土覆盖。井田地势总体为中部高而四周低，最高点位于井田北中部山梁上，海拔1065.1m，最低点位于井田西南部，海拔806m，最大相对高差为259.1m。 三、河流水系 本井田属黄河流域，汾河水系，井田内无常年性河流，仅有季节性河谷，雨季在沟谷中有短暂山洪流过。井田北东部界外为小河，南西部界外为段纯河，两条河流均为汾河支流，井田位于两条河流分水岭部位。井田内季节性河流分别向北东部流入小河、南西部流入段纯河。小河与段纯河自北西向南东汇入汾河。 四、气象 本区位于暖温带季风区，属大陆性半干旱气候，据灵石气象局资料年平均气温10.9℃，极端最高气温38℃，极端最低气温-21.6℃。年平均降水量571.85mm，最大降水量为648.80mm，最小降水量为273.50mm，降水多集中在6、7、8、9四个月,年最大蒸发量为2285.1mm。年平均湿度6.559.15 mbar，最低1mbar。封冻期为每年10月下旬至次年三月上旬，最大冻土深度0.93m。年平均初霜期为10月上旬，终霜期为次年4月中旬，年主导风向为西北风，每年春、秋、冬三季多西北偏西风，夏季多东风，一般风力3-4级。 五、地震 据GB183062001中国地震动峰值加速度区划图，该区属Ⅷ度抗震设防区，地震动峰值加速度为0.2g。 六、本区工农业生产概况 全县总人口近24万人，耕地面积38万亩，人均占有耕地1.583亩，主要以坡地为主，主要农作物为小麦、玉米、高梁、大豆等。 依托丰富的地下资源全县工业基本形成了以煤、铁矿、硫铁矿、石膏开采及初加工和电力、冶炼、化工工业为支柱，其它工业同步发展的格局。 灵石县境内矿产资源丰富，优势矿产为煤、石膏、硫铁矿，近几年来矿产采掘业发展迅速，为本县经济建设提供了资源保证。 灵石县的自然、人文景观等旅游资源丰富，有石膏山国家森林公园、韩信岭自然保护区，被列入省级重点文物保护的有铁陨石“灵石”、王家大院、静升文庙、介庙等，王家大院、资寿寺列入国家级文物保护单位。 七、四邻关系 山西灵石国泰红岩煤业有限公司井田西北与山西灵石红杏鑫东煤业有限公司相邻，东南为空白资源。山西灵石红杏鑫东煤业有限公司，矿井生产能力为600kt/a，属瓦斯矿井。批准开采2-11号煤层，采用斜井开拓。 见四邻关系图112。 八、矿井生产及建设概况 根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发【2009】64号文关于晋中市灵石县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复，以山西灵石国泰能源有限公司为主体企业，对原山西灵石国泰红岩煤业有限公司及部分新增区进行兼并重组，重组后企业名称为山西灵石国泰红岩煤业有限公司。 该矿2005年之前为灵石县夏门镇红岩煤矿，属镇办煤矿，为一证多坑生产煤矿，分两个坑口进行生产。其中主坑口（红岩一坑）位于井田北部，红岩二坑位于井田南部。简述如下 1、红岩一坑 红岩一坑采用斜、竖井混合开拓开采2号煤层。主井为竖井，井筒直径4m，垂深126.10m。采用罐笼和JT-0.8型双滚筒绞车提升，皮带运输。风井为斜井，斜长210m。通风方式为中央并列抽出式，风机为BK54-4-№11型轴流式风机，电机功率为22kw。采煤方法为短壁式炮采，自然垮落法管理顶板，矿井生产能力90kt/a，至2003年，井下2号煤层可采区已基本采空，采空面积约27974 m2，井下涌水量10～20m3/d。属瓦斯矿井。2003年建接替井开采10号煤层，采用1对斜井开拓，井下只进行了部分巷道掘进，未进行实际回采。详见主坑口（已关闭）2号煤层井筒特征表111。 表1-1-1 主坑口（已关闭）2号煤层井筒特征表 井筒 井型 坐标（1954北京坐标系） 井口 标高m 斜长 垂深m X Y 主井 竖井 4080878 19557569 955 126.10 副井 斜井 4080867 19557730 941 210 行人井 斜井 4080876 19557639 946 红岩一坑10号煤层井口（已关闭）坐标为（1954北京坐标系） 主井（斜井）X4081030.63 Y19558098.19 H878.58 副井（斜井）X4081067.24 Y19558069.56 H882.64 2、红岩二坑 红岩二坑始建于1996年，开采10号煤层，采用斜井开拓。井下存在10号煤层采空区2处，采空面积约93945m2。 二坑井口（已关闭）坐标为（1954北京坐标系） 主井（斜井）X4079065 Y19557427 H859 副井（斜井）X4079383 Y19557535 H893 2006年3月18日，经山西省煤炭资源整合和有偿使用领导组核准，灵石县夏门镇红岩煤矿和夏门镇红岩煤矿二坑进行了资源整合，整合后企业名称为山西灵石国泰红岩煤业有限公司，红岩二坑随即实施关闭。 2007年8月1日，山西省国土资源厅为其颁发了采矿许可证，证号1400000721683，井田面积2.5469km2，批准开采2、7、9、10号煤层，批准生产能力为300kt/a。在建设过程中，煤矿未严格按照初步设计标定井口座标，导致井口和部分井巷出界，被灵石县国土资源部门组织实测查实处罚，因井口出界，灵石县煤炭局也给予长期停工建设处罚。最后矿方申请经省国土资源部门对采矿许可证进行了变更，采矿许可证号；由1400000721683变更为1400000720471，井田面积由2.5469km变更为2.5655km，对主斜井、副斜井、回风斜井井口等进行了扩包扩界，最后通过山西灵石红岩煤业有限公司资源整合初步设计变更，主斜井井口座标调整为X4079625，Y19558660，标高Z846m，井筒方位角90，斜长900m，倾角为1.5，净宽3.5m，净高2.75m。副斜井井口座标、标高调整为X4081030.647，Y19558098.312，标高Z874.601m。回风斜井井口座标、标高调整为X4081067.136，Y19558069.903，标高Z875.528m。由于在施工过程中出现误差，最后主斜井座标、标高实际为X4079623.733，Y19558659.477，标高Z841.624m， 详见已有井筒坐标表112。 详见不能利用的井筒断面特征表113。 详见能利用的井筒断面特征表114。 表112 已有井筒坐标表 井 筒 1954北京坐标系 X Y Z 主斜井 4079623.733 19558659.477 841.624 副斜井 4081030.647 19558098.312 874.601 回风斜井 4081067.136 19558069.903 875.528 表1-1-3 不能利用的井筒断面特征表 序号 井巷名称 断面 形状 支护 形式 净宽 m 净断面 m2 斜长 m 备注 1 副斜井 半圆拱 料石砌碹 3.0 7.13 250 本次设计不利用 2 回风斜井 半圆拱 料石砌碹 2.5 5.5 217 本次设计不利用 表1-1-4 能利用的井筒断面特征表 序号 井巷名称 断面 形状 支护 形式 净宽 m 净断面 m2 斜长 m 备注 1 主斜井 半圆拱 料石砌碹 3.45 8.12 611 扩刷后作副斜井 3、井田内小煤窑开采情况 据本次调查，井田内中部存在开采2号煤层小窑口5个，窑口都已封堵。窑口坐标为（1954北京坐标系）X4079596，Y19557583；X4079246，Y19557951；X4079344，Y19557998；X4079557，Y19558508；X4079462，Y19558511。据调查，上述5个小窑破坏2号煤层面积约595973m2。 7号煤层存在小窑破坏区1处，位于井田北部ZK6号钻孔周围，该小窑采用斜井开拓，井口坐标为X4080938，Y19558236，现已封堵。据调查，小窑开采范围为沿煤层露头东西向开采355m，南北向开采210m，破坏区面积约77090m2。 本次整合了已关闭的寨头村办煤矿、永红煤矿部分范围，上述两煤矿关闭前均开采10号煤层，本次整合井田范围内存在寨头村办煤矿采空区2处，位于井田北东部，采空面积为18923m2。井田范围内分布有永红煤矿采空区2处，位于井田南部，采空面积为111820m2。 11号煤层存在永红煤矿开采形成的采空破坏区1处，位于井田南部ZK2号钻孔周围，采空破坏区面积约65765m2。 九、水源情况 1、水源情况 本矿地面生活、生产供水水源来自灵石县夏门镇寨头村的一眼深层供水井，地下水水质良好，水量充足，可满足兼并重组后矿井生产及生活用水。 2.井下供水水源 矿井达到450kt/a生产能力时，正常涌水量为150m3/d，最大涌水量为225m3/d。矿井涌水经矿井水处理站处理后首先作为井下消防洒水、黄泥灌浆、煤层注水、用水水源，不足部分由生活水源补充，生活污水经生活污水处理站深度处理后，可作为绿化和道路洒水用水水源等。 十、电源情况 矿井目前采用10kV双回路供电，一回10kV电源引自弓家庄110kV变电站位于该矿井西北约4km。另一回10kV电源引自厦门35kV变电站位于该矿井东南约6km。 第二节 井田地质特征 一、井田地层 1、区域地质 本区位于霍西煤田，处于晋中煤炭国家规划矿区西南部。区域地层由老到新，主要有古生界奥陶系、石炭系、二叠系、新生界上第三系、第四系，见区域地层简表表121。 表121 区域地层特征表 地层系统 厚度（m） 最小-最大 特征 界 系 统 组 新 生 界 第四系（Q） 全新统（Q4） 5-42 粉砂、亚砂土、亚粘土，分布在河流Ⅰ级阶地上。 更新统 马兰组（Q3） 3-60 灰黄色亚砂土，垂直节理发育，形成黄土地貌 离石组（Q2） 30-50 灰黄色亚粘土，亚砂土，形成陡立的黄土沟谷。 泥河湾组（Q1 ） 51-116 黄色砂层及灰绿色亚粘土、亚砂土 第三系（N） 上新统（N2） 静乐组（N22） 4-15 绛紫红色粘土，夹钙质结核。 保德组（N21） 14-60 砾石及黄红色砂质粘土。 古 生 界 二叠系（P） 上统（P2） 上石盒子组（P2s） 245-548 分三段，上、中灰紫色为主，下灰绿为主。 下统（P1） 下石盒子组（P1x） 90-160 分二段、灰绿色长石砂岩为主，植物化石丰富。 山西组（P1s） 23-54 灰黑色、深灰色砂岩，砂质泥岩及粉砂岩、煤组成，含煤1上、1、2、3，2号煤在南部分为2号及2下号。 石炭系（C） 上统（C3） 太原组（C3t） 60-130 深灰色泥岩，砂质泥岩，砂岩及3-4层石灰岩及煤，含煤4、5上、5、6、7上、8、8下、9、10、11、12。 中统（C2） 本溪组（C2b） 3-19 灰-深灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰岩及薄层煤组成。底部含铝土岩及山西式铁矿，白云质灰岩组成。 奥陶系（O） 中统（O2） 峰峰组（O2f） 100-239 深灰色石灰岩及石膏、白云质灰岩组成。 上马家沟组（O2s） 150-310 深灰色角砾状，豹皮状石灰岩。 下马家沟组（O2x） 83-156 深灰色中厚层状石灰岩 下统（O1） 75-154 厚层状泥质白云岩 2、井田地质 （1）、地层 井田内梁峁之上广泛被第四系上更新统所覆盖，沟中普遍出露石炭系太原组、二叠系山西组、下石盒子组。结合钻孔资料，井田内赋存地层由老到新为奥陶系峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，第四系中、上更新统。分述如下 1）、奥陶系中统峰峰组（O2f） 本组在井田内没有出露，为含煤地层基底，厚度100m左右，与下伏地层上马家沟组为整合接触，由灰色、深灰色厚层状石灰岩夹薄层泥灰岩、泥质灰岩组成，中部夹白云质灰岩、角砾状泥灰岩，下部有石膏层。 2）、石炭系中统本溪组（C2b） 与下伏峰峰组呈平行不整合接触，为一套海陆交互相沉积建造，主要由浅灰色含铝泥岩、铝质泥岩、深灰色泥岩组成，局部夹砂质泥岩、石灰岩，底部常具一薄层铁质泥岩，含黄铁矿，菱铁矿结核或透镜体，不稳定，即“山西式”铁矿。本组厚度14.01～21.08m，平均16.24m。 3）、石炭系上统太原组（C3t） 为井田主要含煤地层之一，属海陆交互相碎屑岩和碳酸盐岩建造。以K1砂岩为底连续沉积于本溪组之上。本组厚83.36～101.16m，平均厚93.29m。岩性主要由灰黑色泥岩、深灰灰黑色粉砂岩、灰白深灰色砂岩、深灰色石灰岩及煤层组等成。共含煤10层，自上而下为4号、5号、6号、7号、8号、9号、10号、10下号、11号及12号，其中7号、10号、11号煤层为大部可采煤层，其余为不可采煤层，含石灰岩3层，即K2、K3、K4，均稳定，具各种层理类型，下部泥岩中富含黄铁矿结核，动植物化石丰富。该组据岩性、化石组合及区域对比，自下而上可分三段，分述如下 ①一段（K1底K2底） 厚24.70～41.70m，平均厚31.84m，主要由深灰灰黑色泥岩、铝土泥岩、炭质泥岩、煤及灰深灰色砂岩、粉砂岩组成，泥岩中含黄铁矿结核，具水平纹理。含9号、10号、10下号、11号、12号煤层，其中10号、11号煤层为稳定发育的大部可采煤层，其余均为不可采煤层。K1砂岩为灰白色粗粒长石石英砂岩，硅质胶结，井田内该砂岩不稳定，多相变为细砂岩、粉砂岩，砂质泥岩。K1砂岩厚0.95～4.90m，平均2.38m左右。 ②二段（K2底K4顶） 厚24.90～27.95m，平均厚26.21m，主要由深灰灰黑色泥岩、铝土泥岩、砂质泥岩、砂岩、粉砂岩、煤及灰深灰色灰岩组成。含煤2层，即7号、8号煤层，其中7号煤层为稳定的大部可采煤层，8号煤层为不稳定不可采煤层。 本段沉积主要标志层为3层灰岩，即K2、K3、K4灰岩，均沉积稳定。K2灰岩为9号煤层的直接顶板，岩性为灰色厚层致密石灰岩，块状构造，裂隙较发育，含燧石条带及结核，厚度为5.40～7.55m，平均6.69m。 K3灰岩为8号煤层直接顶板，岩性为灰色厚层致密含泥质石灰岩，块状构造，裂隙较发育，含燧石条带及结核，含生物40-50，其中有柱纤结构的腕足类碎片及单晶结构的海百合等。生物碎片分布均匀，碎屑间以泥晶方解石为主，并含少量氧化铁。厚度4.60～6.20m，平均为5.34m。 K4灰岩位于7号煤层之上，为7号煤层老顶。呈深灰色厚层状，泥晶结构，块状构造，致密坚硬，含泥质带及燧石结核，裂隙相对发育，被方解石脉充填。生物碎屑含量大于50，其中最多的是隐粒结构的蜓类及柱纤结构的腕足类碎片，次有单晶结构的海百合、腹足类等。生物碎屑分布均匀，碎屑间有泥晶方解石。厚度2.15～6.05m，平均为3.75m。 ③三段（K4顶K7底） 厚30.80～51.60m，平均厚35.24m，主要由深灰灰黑色泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、砂岩、粉砂岩、煤层组成。含煤3层，即4号、5号、6号，均为不可采煤层。 4）、二叠系下统山西组（P1s） 连续沉积于太原组之上，为井田内主要含煤地层之一。本组厚34.99～37.45m，平均36.22m。岩性为灰白色中细粒砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤。底部以一层灰白色中细砂岩（K7）与太原组分界，顶部以K8砂岩的底界与下石盒子组分界。本组含煤2层，即1号、2号煤层，均为不可采煤层。K7砂岩为灰白色、风化后呈灰黄色、层状中细粒长石石英砂岩，局部缺失或相变为粉砂岩、砂质泥岩，主要成分以石英为主，次有长石及白云母，胶结物为铁质，另有少量暗色矿物及泥质包裹体，常具交错层理及铁质氧化圈。厚2.40～9.88m，平均6.35m。 5）、二叠系下统下石盒子组（P1x） 连续沉积于山西组之上，为一套陆相沉积的陆源碎屑物地层，由灰绿、黄绿色砂岩及粉砂岩，间夹灰、黄绿、局部为紫红色砂质泥岩组成，底部以K8砂岩与山西组分界。本组在井田多数区域均遭受剥蚀，最大残留厚度132.60m。 6）、第四系中、上更新统（Q23） 井田内广泛出露，与下伏地层呈角度不整合接触，厚度4.95～38m。Q2为红黄色、黄褐色亚砂土、亚粘土、砂砾层、含钙质结核；Q3分布于山梁之上，为灰黄色亚砂土、亚粘土、砂土层，厚度较薄，0～5m。 3、井田构造 井田内构造总体呈现舒缓的波状起伏，井田中部发育一宽缓的向斜，南部发育一次生小背斜及一小向斜，井田中部发育1条断层（F1），南部发育有2个陷落柱。地层走向多为北西南东向，地层倾角较小，3～6左右。 主向斜轴迹位于井田中部，走向北西南东。北东翼表现为倾向南西的单斜构造，倾角4～6；南西翼为一次生背斜及一次生向斜。 次生背斜位于井田南东部，轴迹走向北西南东，轴迹井田内长约1650，影响宽度约600m。两翼对称，倾角3～4。 次生向斜，位于井田南西部，轴迹走向北西南东，轴迹井田内长约1400m，影响宽度约650m。两翼产状相近，倾角3～4。 F1断层根据井下揭露，井田中部发育1条正断层，断层走向东西向，倾向南，倾角75，断距8m。 根据原永红煤矿井下揭露，井田南部发育2个陷落柱（X1、X2）。陷落柱平面形态呈椭圆形，X1长轴约105m，短轴约65m；X2长轴约108m，短轴约80m。 综上所述，井田内构造复杂程度为简单。 井田内无岩浆岩侵入。 二、煤层及煤质 1、煤层 1、含煤性 井田内含煤地层主要为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，其沉积特征是由滨岸三角洲到滨海平原相，且以三角洲相为主体的典型海陆交互相沉积煤系。共含煤层煤线12层,分别为1号、2号、4号、5号、6号、7号、8号、9号、10号、10下号、11号及12号。地层平均总厚度为129.51m，煤层总厚度平均为8.12m，含煤系数为6.3。不可采煤层详见表122。 表122 不可采煤层特征表 煤层号 厚度（m） 顶板岩性 底板岩性 1 0-0.40 0.33 泥岩、细砂岩 粉砂岩、泥岩 4 0-0.75 0.42 泥岩、砂质泥岩 泥岩、砂质泥岩 5 0-0.55 0.42 泥岩、中砂岩 泥岩、砂质泥岩 6 0-0.75 0.45 泥岩、砂质泥岩 泥岩、砂质泥岩 8 0-0.70 0.40 石灰岩 泥岩 9 0-1.10 0.46 泥岩、砂质泥岩 泥岩、砂质泥岩 10下 0-0.50 0.40 泥岩 砂质泥岩、粉砂岩、 细砂岩 12 0-0.45 0.36 砂质泥岩、泥岩 泥岩、铝土质泥岩 1）、山西组 山西组含煤2层，为1、2号煤层。1号煤层位于山西组中上部，为不稳定的不可采煤层，2号煤层位于山西组中下部，为局部可采煤层。山西组煤层平均厚度0.80m，地层平均厚度36.22m，含煤系数2.2。 2）、太原组 太原组含煤10层，为4、5、6、7、8、9、10、10下、11、12号煤层，4号煤层位于太原组上部，多数钻孔尖灭，仅ZK4、ZK8孔沉积该煤层，其中ZK8孔煤层厚度达可采，为不稳定的单工程可采煤层。5号煤层位于太原组中部，为不稳定的不可采煤层。6号煤层位于太原组中下部，多数钻孔尖灭，仅ZK4、ZK6、ZK8孔沉积该煤层，ZK8孔见有可采点，为不稳定的单工程可采煤层。7号煤层位于太原组中部K4灰岩之下，为井田内稳定发育的大部可采煤层。8号煤层位于K3灰岩之下，多数钻孔未见。9号煤层位于K2灰岩之下，50钻孔可见，ZK7孔见有可采点，为不稳定的单工程可采煤层。10、11号煤层位于太原组下部，二者间距较小，均为井田内稳定的大部可采煤层。10号、11号煤层间发育有10下号不稳定薄煤层。太原组底部发育12号煤层，为不稳定的薄煤层。见表3-1。太原组煤层平均厚度7.23m，地层平均厚度93.29m，含煤系数7.8，可采煤层平均厚度4.32m，可采含煤系数4.6。 2、可采煤层 井田内可采煤层为山西组2号局部可采煤层及太原组7、10、11号大部可采煤层。现分述如下（可采煤层特征表123） 1）、2号煤层 赋存于山西组中下部，煤层厚度0～1.00m，平均0.70m。结构简单，不含夹矸。顶板岩性为泥岩、砂质泥岩；底板为砂质泥岩。2号煤层在井田内为局部可采煤层，可采区分布于井田北西部及中部。井田内中东部及西南部沟中2号煤层存在露头。据煤矿提供的采掘图及调查结果，井田内2号煤层在其可采范围内已全部采空。 2）、7号煤层 位于太原组中上部，上距2号煤层51.55～60.25m，平均55.90m。煤层厚度1.15～2.20m，平均1.50m，见图3-1。结构简单，含0～1层夹矸。顶板岩性为泥岩，老顶为K4灰岩，局部地段煤层直接顶板即为K4灰岩；底板为泥岩、砂质泥岩。7号煤层在井田内赋存稳定，ZK8孔附近7号煤层有尖灭现象，为井田内稳定发育的大部可采煤层。井田内北东部、中东部及西南部沟中存在7号煤层露头线。7号煤层在井田北部ZK6孔附近存在小窑破坏区。 3）、10号煤层 位于太原组下部，上距7号煤层25.15～29.30m，平均27.36m。煤层厚度0.50～3.70m，平均1.86m，见图3-2。结构中等，含0～3层夹矸。顶板岩性多为泥岩，少数为砂质泥岩、粉砂岩；底板多为泥岩、少数为粉砂岩、细砂岩。10号煤层为井田内稳定发育的大部可采煤层。井田内北东部存在10号煤层露头线。参与整合的原红岩煤矿及已关闭的寨头村办煤矿、永红煤矿均开采10号煤层。井田北东部、中部及南部10号煤层已有不同程度采空。 表123 可采煤层特征表 含煤 地层 煤 层 号 煤层厚度 煤层间距 复杂 程度 稳定性 可采性 顶板岩性 底板岩性 最小-最大 平均m 最小-最大 平均m 山西组 2 0.0-1.00 0.70 简单 0 较稳定 局部可采 泥岩、砂质 泥岩 砂质泥岩 51.55-60.25 55.90 太原组 7 1.15-2.20 1.50 简单 0-1 稳定 大部可采 泥岩、石灰岩 泥岩、砂质泥岩 25.15-29.30 27.36 10 0.50-3.70 1.86 中等 0-3 稳定 大部可采 泥岩、砂质泥岩、粉砂岩 泥岩、粉砂岩、细砂岩 1.90-7.50 4.22 11 0.45-1.15 0.96 简单 0 稳定 大部可采 砂质泥岩、粉砂岩 泥岩、砂质泥岩 4）、11号煤层 位于太原组下部，上距10号煤层1.90～7.50m，平均4.22m。煤层厚度0.45～1.15m，平均0.96m，见图3-3。结构简单，不含夹矸。顶板岩性为多为砂质泥岩，少数为粉砂岩；底板为泥岩及砂质泥岩。11号煤层为井田内稳定发育的大部可采煤层。11号煤层在井田南部存在原永红煤矿采空区1处。 三、水文地质 1、区域水文地质 （1）、区域水文地质 区域地貌形态为中低山区，地表切割强烈，沟谷纵横，地形复杂。区域地表水属黄河流域的汾河水系。汾河发源于宁武县管涔山麓，穿越太原盆地，自北向南流经本区，从本县北部两渡镇桑平峪入境，流经两渡、翠峰、厦门、南关四镇，由南关镇石桥村流向霍州市，在河津市西南汇入黄河，全长694km，流域面积23945km2。汾河本县长约38km，占总长5.5％。根据汾河义棠站1962～1993年观测资料，汾河多年平均流量2.79m3/s，年均最大流量6.29m3/s1990年，最小流量0.06m3/s1987年。本区主要汾河支流有段纯河、小河。 段纯河上游称双池河。发源于孝义县西泉寨界牌岭，向东南于段纯镇下峪村进入本县，到段纯汇深井沟水，于三湾口汇入汾河，全长71.3km，县境内长度20km，总流域面积105.4km2，河床平均纵坡降13.4‰。由于河谷下游为奥陶系灰岩裸露区，平时无清水流量，只有汛期有洪水，为季节性河流。省水文站于1959年～1961年在官桑园设立汛期水文站，测得最大洪峰流量为1270m3/s。 小河古名石门峪河，亦称西河、交口河。发源于中阳县棋盘山，流经交口、孝义县尖山一带，自木瓜曲进入本县境内，向东南到交口村汇孙义河，峪口汇卧牛神河，平遥庄汇十里沟水，穿越十余里深谷，至厦门镇注入汾河。全长57.5km，流经本县31km；总流域面积301km2，境内面积167 km2，河床平均纵坡降20‰。平时水量不大，旱季干枯断流，1995年5月实测流量为0.152m3/s。 （2）、区域内主要含水岩组 区域含水层按介质可分为碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组、碎屑岩夹碳酸盐岩类灰岩及砂岩岩溶裂隙含水岩组、碎屑岩类砂岩裂隙含水岩组、松散岩类孔隙含水岩组四类，自下而上分述如下 1）、碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组 本区属郭庄泉域。按照水文地质单元，本井田位于郭庄泉域中北部，为径流区。 郭庄泉域西以紫荆山大断层和吕梁山前寒武系地表分水岭为界，东以汾介大断层和霍山大断层为界，北以汾西向斜翘起端，吕梁南馒头山、将军山前寒武系古老变质岩和地表分水岭为界，南以下团柏断层和万安断层为界。泉域面积5600km2，其中碳酸盐岩裸露面积1400km2，碎屑岩面积2030km2，松散岩面积2170km2。 该泉域内主要含水地层为张夏组岩溶裂隙含水岩层（∈2z）、亮甲山组裂隙岩溶含水层（O1l）、下马家沟组岩溶裂隙含水岩组（O2x）、上马家沟组岩溶裂隙含水岩组（O2s）、峰峰组裂隙岩溶含水层（O2f）等。吕梁山、霍山在矿区东西两侧沿NNE向展布，吕梁山、霍山出露有太古界、元古界和下古生界的寒武系和奥陶系。寒武-奥陶系石灰岩大面积裸露，形成了广泛的奥陶系石灰岩岩溶水补给区，两山之间的汾河两岸及河谷地带则成为其径流、排泄区。其中对矿井开采和供水有意义的为中奥陶统灰岩岩溶裂隙含水岩组。钻孔中水位标高516-698m，单位涌水量q0.000436-0.14L/s.m，渗透系数k0.0021-0.3306m/d。水质为HCO3-SO42-Ca2Mg2型，微硬，PH值为7.9。 霍州市南约7km处的郭庄至东湾村一带的泉群，为其排泄区。泉群分布面积，南北长1.2km，东西宽约400500m，面积约0.56km2。计有大小泉点60多个，以散泉的形式分布于汾河谷及冲积层岩边。泉水出露标高为518.20521.88m，水温16℃，总硬度367.53434.83mg/l，属重碳酸盐硫酸盐钙镁型水（HCO3-SO42-Ca2Mg2）。19561975年平均流量为8.36m3/s，最大约为10m3/s（1964年），最小约为6.8m3/s（1975年），19781987年10年最大流量7.65m3/s，最小流量6.92m3/s，多年平均流量7.19m3/s。1972年霍州电厂建成投产后，在泉口开发利用岩溶水和泉域内开采井增多，人为活动及降水量减少等原因，19851995年泉水平均流量约6.3m3/s，1999年泉水流量降至2.83m3/s，2001-2003年泉水流量仅2.12m3/s。 2）、碎屑岩夹碳酸盐岩类灰岩、砂岩岩溶裂隙含水岩组 本类型含水岩组由上石炭统太原组砂岩、泥岩、煤层及几层石灰岩组成，为一套海陆交互相沉积。含层间岩溶裂隙水，富水性的强弱取决于岩溶与裂隙的发育程度。一般在接近地表露头处岩溶裂隙发育，以岩溶含水为主，含水性较好。随石灰岩埋深的增加，岩溶裂隙发育程度减弱，逐渐以裂隙含水为主，含水性减弱。 K2、K3为煤层的直接顶板，K4与下部煤层也很近，是各层煤的主要充水含水层，对矿井充水有重要意义。K2灰岩结构致密坚硬，裂隙及喀斯特现象在个别地段发育，单位涌水量q0.0074L/s.m，渗透系数k0.1455m/d，水质为HCO3-Cl--Na Ca2型淡水，弱硬，PH值为7.8。K3灰岩q0.000412-0.0788L/s.m，K0.00417-1.70m/d，K4灰岩顶底部质不纯，常为泥灰岩，裂隙不发育，q0.00037-0.000412L/s.m，K0.00417-2.0046m/d，与K2、K3灰岩混合试验，q0.0657-1.734L/s.m，K0.1447-6.92m/d。 3）、碎屑岩类砂岩裂隙含水岩组 本组主要包括二叠系山西组及石盒子组的一套以陆相沉积为主的碎屑岩类，本类含水层以风化裂隙水为主，裂隙发育程度受岩性、深度和构造影响，裂隙水除少部分沿构造破碎带向深部运动外，其余排泄于地表沟谷之中，涌水量0.22-2.38L/s。据试验，山西组砂岩单位涌水量为0.018L/s.m，渗透系数为0.069m/d；石盒子组砂岩单位涌水量为0.022-0.0675L/s.m，渗透系数为0.0606-0.212m/d，二者混合试验单位涌水量为0.022-0.779L/s.m，渗透系数为0.0052-1.138m/d，山西组中主要为K7砂岩和2号煤顶部的中粒砂岩，含水量均不大，砂岩横向变化较大。而上部石盒子组的厚层稳定砂岩有5层之多，总厚达38m左右，其中K8为主要含水层，单位涌水量为0.0272L/s.m，渗透系数为0.0465m/d，石盒子组砂岩混合抽水试验单位涌水量为0.249L/s.m，并常有涌水现象。山西组与石盒子组砂岩水质皆属HCO3-Cl-Ca2Mg2型淡水，弱硬，PH值为7.6-7.9。虽然石盒子组砂岩多且厚，含水较丰富，但大部距煤层较远，一般对矿井充水影响不大。同时由于相对呈层状，不同层位的含水层各具补给区，构造若干小的含水系统，其间水力连系较弱。 4）、松散岩类孔隙含水岩组 主要为第四系松散沉积物。为区域主要含水层之一。其中较有意义的含水层为Q4，呈带状分布于汾河及其支流，含水层为透水性强的砾石层或砂层，其上下覆以粘土层，出露泉水较多，富水性因地而异，为农田灌概及生活用水的主要来源。第四系含水层据抽水试验q0.091-2.94 L/s.m，K0.398-29.1m/d。冲积层水质大部属HCO3-SO42-Ca2Mg2型淡水，硬或微硬，PH值为7.5-7.7。主要接受大气降水补给，向地表水系排泄，有时也向基岩含水层排泄。 2、井田水文地质 井田地势总体为中部高而西周低，最高点位于井田北中部山梁上，海拔1065.1m，最低点位于井田西南部，海拔806m，最大相对高差为259.1m。 井田内无常年性河流，仅有季节性河谷，雨季在沟谷中有短暂山洪流过，分别向北东汇入小河，南西汇入段纯河。 （1）、井田内主要含水层及隔水层 1）、含水层 井田含水层自下而上有奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层、石炭系上统太原组碎屑岩类夹石灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层、下石盒子组砂岩裂隙含水层组及风化裂隙含水层、第四系孔隙含水层。 ①奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层 主要为奥陶系上马家沟组、峰峰组灰岩，是含煤地层之基底，埋于井田深部，岩性为海相厚层状石灰岩，主要成分为碳酸钙，因其易被水所侵蚀溶解而形成溶洞。上马家沟组中、上部岩溶发育，可见岩溶灰岩。本次补充勘探施工了ZK7号水文孔，孔口标高为1063.46m，终孔层位为O2s。据ZK7孔测量结果，奥灰水水位