矿井水文地质类型报告.doc

郑州煤炭工业（集团）有限责任公司 矿井水文地质类型报告 编制报告单位郑州祥隆地质工程有限公司 提交报告单位郑州煤炭工业（集团）有限责任公司 二0一0年八月 郑州煤炭工业（集团）有限责任公司 矿井水文地质类型报告 （2010年8月） 提交单位郑州煤炭工业（集团）有限责任公司 单位负责曹群喜 技术负责翟 华 编制单位郑州祥隆地质工程有限公司 单位负责刘丙申 技术负责张秋成 审 核张保国 编 制乔荣芹 魏明中 目 录 甲文字 1 矿井及井田概况1 1.1 矿井及井田基本情况1 1.2 位置、交通2 1.4气象、水文3 1.5地震4 1.6矿井排水设施能力现状4 1.6.1矿井主排水系统4 1.6.2井底主排水设备4 1.6.3下山采区排水设备4 2以往地质和水文地质工作评述6 2.1 以往地质工作6 2.2 矿区地震勘探及其他物探工作评述6 2.3 矿区水文地质工作7 2.4 本矿防治水工作8 3．地质概况9 3.1 地层9 3.2 煤层11 3.3 构造12 3.4 岩浆岩13 4．区域水文地质14 4.1 含水组14 4.2 隔水岩组15 4.3 岩溶地下水的富集规律16 4.4 地下水的补给、径流和排泄16 4.5 岩溶地下水的动态特征16 5 矿井水文地质17 5.1 井田边界及其水力性质17 5.2 含水层17 5.3 隔水层18 5.4 矿井充水条件19 5.5 井田及周边老窑分布状况20 5.6 矿井充水状况21 6 对矿井开采受水害影响程度及防治水工作难易程度的评价21 6.1 矿井水害影响程度21 6.2 防治水工作经济技术投入23 7 矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议25 7.1 矿井水文地质类型25 7.2防治水工作建议25 乙附图 1．综合水文地质图（12000） 2．矿井充水性图（12000） 3．综合水文地质柱状图（1500） 4．水文地质剖面图（12000） 5．矿井涌水量与水位相关曲线图 II 1 矿井及井田概况 1.1 矿井及井田基本情况 郑州煤炭工业（集团）有限责任公司（简称）原名称为登封市白坪腾升煤炭有限责任公司，其采矿许可证号为4100000520271，开采二叠系山西组下部的二1煤层。 一井（东系统）1993年办理了采矿许可证，同时建矿，为二个斜井和一个立井，二井（西系统）1995年6月建成投产，为两个立井；当时矿井名称为登封市白坪，设计生产能力3万吨/年。2002年更名为登封市白坪乡腾升有限公司，采矿许可证证号为4100000241001，设计生产能力12万吨/年。 经过多年开采，矿区范围内剩余储量已不多，矿井服务年限逐渐减少。2003年该矿进行了扩界、扩层。参加了河南省煤炭资源整合，并与郑州煤炭工业（集团）有限责任公司签定了合同书，申请扩大了矿区范围，扩大区主要是标高200m～-80m。2005年9月，该矿换发了新的采矿许可证，并更名为郑州煤炭工业（集团）有限责任公司，采矿许可证证号为4100000520271，设计生产能力30万吨/年。 本矿现有4个井筒，一井（东系统）为二个斜井，二井（西系统）为两个立井；采用立井、斜井单水平上、下山开采，走向长臂式采煤，机械抽出式通风，井下生产工人采用矿灯照明。 该矿矿井改造工作2007年完成，2008年正式投入生产。 1.2 位置、交通 1.2.1位置、范围 （1）井田位置 位于登封市白坪乡西白坪村境内，北距登封市区18公里，地理坐标为东经11303′42″～11304′16″,北纬3419′20″～3419′58″。 （2）井田范围 矿区形状为多边形，矿区东西长642875m,南北宽1160m，矿区面积0.9291km2。 限采二1煤层，开采标高从320m～-80m。矿区范围由以下8个坐标点的连线围成 表1-1 矿区范围拐点坐标 拐点号 纬距X 经距Y 拐点号 纬距X 经距Y 1 3800185.00 38413779.00 2 3800185.00 38413660.00 3 3800300.00 38413645.00 4 3801040.00 38413675.00 5 3801040.00 38414500.00 6 3800300.00 38414520.00 7 3799874.00 38414520.00 8 3799880.00 38413878.00 1.2.2交通 位于登封市白坪乡西白坪村境内，北距登封市区18km，东北距郑州市90km，郑州至汝州公路从本矿区的西部约6.0km处通过，矿区中部有乡间公路与之相连，可通行大小车辆，另外，本矿北距伊川-新密-新郑铁路2.5km，本矿距安庙火车站11km。各乡镇及村庄间的简易公路纵横成网，交通较为便利。详见交通位置示意图1-1。 图1-1 交通位置图 1.3地形地貌 本矿区位于箕山东段，属低山丘陵地形，区内地势北高南低。地表海拔标高在349.10～535.28m之间，最大相对高差186.18m。地表多为季节性农作物所覆盖。本矿东系统行人斜井井口标高363.7m，回风斜井井口标高363.8m，西系统主井井口标高381.0m，副井井口标高380.5m。 1.4气象、水文 1.4.1 气象 本区属半干旱大陆性气候，夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥。据登封市气象局资料，年降雨量416.5～1102.9mm，平均614.6mm，日最大降雨量103.5mm，降雨多集中在每年的七～九月；年平均蒸发量1669.3mm；年平均气温14.6℃，最高44.6℃，最低-18.2℃；最大冻土带深度20cm；夏季多南风，冬季多西北风，最大风速为20m/s。 本区历史上无大的自然灾害。 1.4.2 水文 本区属淮河流域颖河水系。颖河从矿区北侧自西向东流过。矿区浅部发育一季节性小溪，自东南流向西北汇入券门水库，雨季时有短暂洪流，逢旱即干。矿区西北约2km处筑有券门水库，为一中小型水库，总库容1713万m3，最高洪水位标高349.25m，主要用于拦蓄洪水、农田灌溉，常年有水，为附近主要地表水体。 1.5地震 据中国地震动参数区划图（GB/8306-2001）及建筑抗震设计规范（GB/5011-2001），本区处于地震动峰值加速度0.05区，相应的地震基本烈度为Ⅵ。 1.6矿井排水设施能力现状 1.6.1矿井主排水系统 矿井设计正常涌水66m3/h，设计最大涌水量100m3/h。排水管路沿运输下山主斜井敷设。矿井目前实际涌水量66m3/h。本矿属二级排水系统。井底主排水系统设双环水仓，内环水仓有效容积500m3，外环水仓有效容积700m3左右，水仓总容量1200m3，根据规程要求，主排水系统水仓总容量大于矿井8小时正常涌水量（668528m3），符合煤矿安全规程要求。泵房排水由管子道经排水管路排至地面，本矿排水系统为二级排水系统，在下山采区建有采区排水系统，采区涌水经采区排水系统排至主排水水仓，再由主排水系统排至地面。 1.6.2井底主排水设备 （1）水泵 现有D85－455型水泵2台，正常涌水时1台D85－455型水泵，1台检修，配套电机功率225KW，选择用YB280/660/90型防爆电动机。D46－307型水泵1台，以备最大涌水时两台联合使用。在水泵房预留一台水泵位置，配套相应的供电设备。 （2）排水管 排水管选用φ1805无缝钢管二趟，一趟工作，一趟备用，沿运输下山主斜井敷设，直接排至地面。吸水管使用φ2005无缝钢管。 （3）联合试运转结论主排水系统水仓、排水管路、水泵均能满足煤矿安全规程要求。 1.6.3下山采区排水设备 采区设计正常涌水66m3/h，设计最大涌水量100m3/h。采区目前实际涌水量66m3/h。采区排水系统设双环水仓，内环水仓有效容积500m3，外环水仓有效容水量700m3左右，水仓容量大于采区8小时正常涌水量，符合煤矿安全规程要求。 （1）水泵 现有D85－457型水泵3台，1台工作，1台备用，1台检修，配套电机功率315KW。选择用YB200L2/132KW型防爆电动机。 （2）排水管 排水管选用φ1086无缝钢管二趟，一趟工作，一趟备用，沿采区泵房中央泵房敷设。 （3）联合试运转结论采区排水系统水仓、排水管路、水泵均能满足煤矿安全规程要求。 2以往地质和水文地质工作评述 2.1 以往地质工作 本矿位于登封煤田白坪井田东南部，开采二叠系山西组下部的二1煤层。登封煤田勘查历史较早，自1937年河南省地质调查所曹世禄先生在本区进行地质调查以来，在登封煤田进行过勘查并编制提交的主要报告如下 （1）1952年开封地质调查所冯景兰、张伯声、韩影山等在本煤田进行地质调查，提交了豫西地质矿产调查报告； （2）1955年中南煤田地质局456勘探队在本区进行150000地质测量工作，编有河南省登封煤田普查报告（草稿）； （3）1958年河南省煤田地质局101队、中南煤田地质局125队在登封煤田完成了1/10000综合地质测量183平方公里，同时对老窑、生产矿井进行了调查，编有河南省登封煤田普查报告； （4）1982年河南省煤田地质局提交了登封煤田详查地质报告； （5）1993年9月河南省煤田地质局四队提交了河南省登封煤田白坪井田（勘探）精查地质报告，中国煤田地质局审查并通过了该报告。河南省储委以豫储决字（1994）03文批准了二1煤层ABC级储量27243万吨。 （6）2003年该矿进行了扩界、扩层，由河南省煤炭地质勘察研究院为其编写了储量核查报告（河南省登封市白坪乡扩界、扩层资源储量核查报告），该报告共计算扩界区内资源储量126.3万吨,其中二1煤资源储量109.5万吨，全部为探明的经济基础储量（111b），并由豫国土资储备（小）字[2004]038号文批准。 （7）2005年9月，郑州矿务局地质勘探工程公司编制了河南省郑州煤炭工业（集团）有限责任公司资源储量核查报告，该报告共估算二1煤层查明资源储量641.1万吨，其中动用（111b）83.0万吨、保有（111b）547.3万吨，（333）10.8万吨。北京中矿联咨询中心以中矿豫储评（小）字[2005]016号进行了评审，河南省国土资源厅以豫国土资储备（小）字[2005]291号进行了备案。 2.2 矿区地震勘探及其他物探工作评述 （1）1980～1981年河南煤田地质公司物探测量队在登封煤田进行电法找水工作，完成物理点175个、电法剖面10km，提交了河南省登封大金店东金店电法找水资料总结。 （2）1983年河南煤田地质公司物探测量队在登封煤田进行电法找水工作，完成物理点124个、电法剖面11.12km，提交了白坪地区水源电法找水报告，河南煤田地质公司于1984年1月主审通过。 （3）2009年4月煤炭科学研究总院西安研究院对及周边煤矿采空区积水情况进行电法勘探，完成物理点732个、测线38条，提交了郑煤集团腾升煤业有限公司采空区TEM勘探成果报告。通过本次电法勘探，基本查明了测区内二1煤层及其顶底板富水异常区、采空积水区的分布范围和相对强度、断层等构造的含水导水性等。 （4）自2008年以来，郑煤集团登封分公司地测防治水站为本矿做过多次直流电法勘探，对本矿的防治水工作起到了预测预报，有效地防止了突水事故的发生。2008年做了7次，2009年做了8次，2010年已经做了3次。2010年登封分公司地测防治水站对21141工作面上副巷进行了直流电法物探，为矿井水害预防打下了良好基础。 2.3 矿区水文地质工作 原为一小型矿井，无地质勘查报告，在本矿东部白坪井田勘查时期做了大量水文地质工作，借鉴如下 （1）在登封煤田详查报告“区域水文地质控制点分布图”的基础上编制了登封煤田区域地质及水文地质图比例尺15万，精度达到规程同比例尺的要求。由于该图比例尺较小，其成果仅可供本次报告编制时参考。 （2）在15000地形地质图的基础上，对地下水天然揭露点、井泉，生产矿井、水库溪流、洪泛点进行了调查，编制了白坪井田水文地质图比例尺11万,精度达同规范比例尺要求。其成果可供本次报告编制时利用。 （3）抽水试验 白坪井田勘探初期在本矿范围内有3个孔付10301、10605、10703孔进行了稳定流抽水试验，在其西南部边界附近有1孔付10309孔进行了单孔非稳定流抽水试验，西部边界以外现矿区范围内的付10203孔进行了多孔抽水试验。 10703孔由于太原组上段灰岩含水层的水位埋深较大，其2次抽水试验受抽水机械和孔径限制，抽水成果仅可作定性评价。10605孔在做二1煤层顶板砂岩抽水试验时被抽干，无法评级，仅可定性评价含水层的富水性。 （4）钻孔简易水文观测 在白坪井田勘探阶段，27个钻孔进行了简易水文观测。 （5）动态观测 白坪精查勘探阶段在本矿区范围内施工10605孔作为二1煤顶板砂岩动态观测孔，观测记录至1990年5月，其后动态观测资料不详。补勘期间本区所有已完工钻孔均进行简易水文观测，仅有11112孔对寒武系上统灰岩含水层进行稳定流单孔抽水试验（详见表2-1）。 表2-1 周边钻孔勘探时期抽水试验成果统计表 孔 号 标高m 抽水深度 m 含水层 含水层厚度m 静止水位标高 单位涌水 量L/s.m 矿化度 g/L 渗透系数m/d 付10309 386.56 264.47 ∈3ch 33.81 229.07 1.863 0.253～0.265 5.78 10703 494.63 447.14 L7-8 10.23 271.20 0.216 0.468 1.309 10605 455.03 371.88 P1s砂岩 26.00 312.97 抽干 0.337 / 付10301 414.03 157.77 P1s砂岩 24.81 320.86 0.0062 0.346 0.0198 2.4 本矿防治水工作 （1）11121上付巷探放水 2009年5月8日，本矿在11121上付巷进行了探放水，施工井下钻孔3个，进尺180m，探放结果无水。2009年6月2日在11121上付巷另一处探水，施工井下钻孔3个，进尺203m，探放结果无水。 （2）11121切巷探放水 2009年7月1日，本矿在11121切巷进行了探放水，施工井下钻孔3个，进尺122m，探放结果无水。 （3）11121下付巷探放水 2009年8月5日，本矿在11121下付巷进行了探放水，施工井下钻孔3个，进尺184m，探放结果无水。 3地质概况 3.1 地层 地层均为沉积岩地层，地表大部分被第四系冲积层所覆盖。南部有寒武系地层出露，现将本区地层由老到新叙述如下 3.1.1寒武系（∈） 在本矿南部有较大面积出露，总厚度400余米，与下伏震旦系地层呈平行不整合接触，下部为紫红色泥岩为主；中部以厚层鲕状结晶灰岩为主，含三叶虫化石，次为灰黄色结晶灰岩，风化后呈板状；上部以浅灰色、灰色厚层状白云质灰岩为主，风化后呈黑色，具有凹凸不平的溶蚀裂纹；顶部为灰黄色薄层状泥质灰岩，中夹不规则的浅灰白色燧石结核、条带和23层薄层状灰绿色页岩。 3.1.2石炭系（C） 本矿区上石炭统厚72.31m，分为本溪、太原两组。 （1）上石炭统本溪组（C2b） 与下伏寒武系呈平行不整合接触，厚10.35m，由灰～深灰色铝土岩组成，致密、质纯，具滑感，局部含丰富黄铁矿晶体。 （2）上石炭统太原组（C2t） 下界为本溪组铝土岩顶，上界止于L9石灰岩（或菱铁质泥岩）顶面。据钻孔揭露，本组地层厚37.77～62.18m，平均61.96m左右，由一套海陆交互相的石灰岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。根据岩性组合特征，太原组可分为上中下三段，即下部灰岩段、中部砂泥岩段及上部灰岩段。 下部灰岩段自一1煤底至L4灰岩顶，平均厚度15.96m。由四层灰岩和对应其下的四层煤组成。L1～L4灰岩分布稳定，常合并为1～2层，含燧石结核、燧石条带，富含海百合茎和假希瓦格蜓化石，是太原组的重要标志层。 中部砂泥岩段自L4灰岩顶至L7灰岩底，平均厚度32.80m。L6灰岩在井田西北部较稳定，有时沿走向相变为砂质泥岩或泥岩，一6煤也分叉为两条煤线。上部由灰～深灰色中厚层状泥岩、砂质泥岩和一7煤组成，局部夹有鲕状泥岩或中、细粒砂岩，含白云母片及植物化石。 上部灰岩段由L7-8、L9三层灰岩和一8煤及泥岩、砂质泥岩组成，厚度约13.20m。下部的L7-8灰岩呈深灰色，致密坚硬，夹燧石条带，层位稳定。L7灰岩较厚，为7.42m；L8灰岩较薄，一般厚2.45m；两层灰岩间夹一薄层泥岩或一8煤。顶部的L9灰岩极不稳定，多相变为厚约0.10～0.50m的薄层菱铁质泥岩。 3.1.3二叠系（P） 底界为上石炭统太原组L9灰岩顶面，上界止于三叠系圈门组金斗山砂岩底面，与下伏地层呈连续沉积，区域上该套地层总厚度621.14m，分为上下两统，上统包括土门组、平顶山组、上石盒子组，下统包括下石盒子组和山西组。其中上统的上石盒子组以及下统的下石盒子组、山西组为含煤地层，一般据沉积旋廻特征将其分为八个煤段。 本矿井田范围内主要保留有下统的山西组、下石盒子组及部分上统的上石盒子组地层，上部地层均被剥蚀。 （1）下二叠统山西组（P1s） 本组地层上界止于砂锅窑砂岩底面，厚度76.00m左右，为海退过程中形成的一套滨海相沉积，主要以砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层组成。其显著特点是岩层的颜色普遍较深，砂岩层面上含有较多的白云母片，富含菱铁质鲕粒。二1煤层位于本组下部，层位稳定，呈黑色，厚度大，易于对比，受滑动构造影响,本矿区局部缺失山西组部分地层。 二1煤层老顶砂岩（即大占砂岩）为本组地层、煤层对比的重要标志层，该层砂岩全区发育，厚1.18～10.83m，平均5.00m，下距二1煤层顶0～6.00m左右。 （2）下二叠统下石盒子组（P1x） 本组包括三、四、五、六煤段，下自砂锅窑砂岩底，上界止于田家沟砂岩底面，平均厚度约268.00m，主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤线组成。与下伏山西组呈连续沉积。底部砂锅窑砂岩，为灰色细-中粒砂岩（顶部为细砂岩），泥质胶结，主要成份为石英及长石，含大量云母及暗色矿物，分选一般，磨圆度差，局部夹泥质条带，厚2.54～7.05m，平均厚5.41m。下距二1煤层约60m，是地层、煤层对比的另一个重要标志层。 （3）上二叠统上石盒子组（P2s） 下自七煤底砂岩（俗称田家沟砂岩）底面，上至平顶山砂岩底面，完整地层厚度约267.13m，与下石盒子组整合接触。底部的田家沟砂岩为中粗粒砂岩，为本区的标志层之一。下部以灰绿色细砂岩及灰色泥岩为主，局部含紫斑。上部为厚层灰色泥岩夹中～细粒砂岩。本组地层含七、八、九三个煤段，仅七3煤偶见可采点。本矿仅深部保留有部分上石盒子组下部地层。 3.1.4第四系（Q） 区内分布广泛，下部为砾石；上部为黄土层。厚度0～21.59m，平均13.80m，覆盖于本区煤系地层之上，与下伏地层呈角度不整合接触。 3.2 煤层 3.2.1含煤性 本矿区内含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组, 太原组平均厚度46.05m ,山西组平均厚度62.00m，含煤地层总厚108.05。一3煤层平均厚为1.01m,二1煤层平均厚为4.79m,可采煤层总厚5.80m，含煤系数为5.36。 上石炭统太原组含煤七层，称为一煤组，下二叠统山西组在本区含煤一层，为其下部的二1煤层；太原组底部的一3煤层为不稳定煤层，局部可采，其余各层均为不可采、极不稳定煤层，有时为炭质泥岩所代替。 该组煤层薄，煤层及灰岩的层数多，具有明显的沉积旋迴特征。每层灰岩之下含1-2层煤或煤层层位，易于对比。下部的L2灰岩层位稳定，性脆，富含腕足类及蜓科化石，测井曲线反映明显，是预见一3煤的主要标志层，也是煤岩层对比的标志。 太原组底部的一3煤，层位稳定，在本区普遍发育，局部达可采厚度,位于L3灰岩之下，但一3煤不是本矿的开采对象。 3.2.2可采煤层 本矿区内全区大部可采煤层仅有二1煤层，另有一3煤层属局部可采煤层，其余煤层均不可采或偶见可采点。 （1）一3煤层 太原组底部的一3煤，层位稳定，在本区普遍发育，局部达可采厚度,位于L3灰岩之下，一3煤不是本矿的开采对象。 （2）二1煤层 二1煤层位于下二叠统山西组下部，为本矿的开采对象。在本区内二1煤层全区发育，大部可采，结构简单，层位稳定。矿区内揭露煤层未见夹矸。二1煤层距其上的大占砂岩平均6.00m， 二1煤层顶板为砂质泥岩或细砂岩，底板为砂质泥岩。本矿二1煤层最厚18.98m，最薄0.44m，平均厚为4.79m，可采指数为1，属较稳定煤层；矿区内煤层底板标高-80～320，埋深50～580m，煤层走向8090度，倾向350360度，平均倾角1825度。 3.2.3煤层顶、底板 二1煤层直接顶板通常为一层中及细粒砂岩大占砂岩，厚度1.18～10.83m，平均5.00m，下距二1煤层顶0～6.00m左右，该岩层全区发育；少数区段为泥岩、炭质泥岩。二1煤层直接底板为灰黑色泥岩及砂质泥岩，局部为细粒砂岩，二1煤底距L7-8石灰岩含水层8.95m。 3.3 构造 3.3.1 区域构造 本矿区在大地构造上位于华北陆块南部。在荟萃山背斜北翼即登封煤田颖阳芦店向斜的南翼中段，区域地质构造展布呈近东西向，以高角度正断层为主，次为褶皱。 图3-1 登封煤田区域构造纲要图 3.3.2井田构造 本矿区位于白坪井田南部二1煤层露头附近，本矿区总体上是一个单斜构造，地层走向8090，倾向350360，倾角1825。在本矿的开采过程中，未遇见大的断层和褶曲，区内中北部二1顶板以上发育滑动构造新F11、新F13和箕F27，矿区范围内由主滑面箕F27和次滑面新F11、新F13等3条性质相同、规模不等的低缓角度滑动构造所组成。平面上呈椭圆状，长轴方向40，短轴方向130左右；剖面上为浅部陡、深部缓、上撇下收，上盘下降的叠瓦状断层组合。 本矿区地质构造复杂程度应为简单。 3.4 岩浆岩 区内无岩浆侵入体。 4．区域水文地质 登封煤田属嵩箕山间向斜水文地质单元，白坪矿区位于西白栗坪～告成水文地质段（Ⅰ2）的西部、颖阳～芦店向斜之南翼，属登封煤田区域水文地质单元的径流带。本矿位于白坪矿区南部。 西部具有良好补给条件的大面积基岩出露区接受大气降水后入渗补给地下水。西部地下水自西向东径流，至箕F31断层后沿新峰背斜和箕F4、箕F7断层带所构成的地下水径流带向北东径流；东部由颍河与双洎河的分水岭向南西径流。岩溶地下水汇集于郜城至白沙地段，石羊关泉群为集中排泄点。区域水文地质条件属中等类型。 4.1 含水组 西白栗坪告成水文地质段，根据地层岩性组合，含水介质在空间的特征和水力性质等，将地下水划分为基岩裂隙潜水、岩溶裂隙承压水、孔隙裂隙承压水和孔隙水承压水四种基本类型，划分五个含水组。 （1）基岩类裂含水组 由震旦系及下伏地层组成，岩性主要为片岩类、片麻岩类、花岗岩、石英岩、白云岩和冰碛泥砾岩等，厚度大于7635 m，分布于嵩山、箕山两背斜轴部的中低山区，出露面积218 km2。基岩风化裂隙发育，一般深度30～100 m，赋存裂隙潜水。地表沟壑深切，沿沟头或沟谷两侧地下水以下降泉的形式溢出，一般流量0.14～5.366 L/s，水位深度随地形和季节变化较大，水位标高600～300 m， （2）碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组 包括寒武系和中奥陶统地层，平均厚791 m。岩性能以白云质灰岩、白云岩、页岩、泥灰岩和灰岩为主，出露面积约46 km2。岩溶含水层局部岩溶裂隙发育，富水性极不均一，属岩溶裂隙承压水。可划分为下寒武统灰岩含水层、中寒武统灰岩含水层、上寒武统白云质灰岩含水组、中奥陶统灰岩含水层这四个含水层（组）。 （3）碎屑夹碳酸盐类岩溶裂隙含水组 为上石炭统地层，平均厚度61 m。岩性主要是泥岩、砂质泥岩夹薄层灰岩、砂岩和煤层，有L19石灰岩为含水层。根据地层组合关系划分为太原组下段灰岩含水组和太原组上须灰岩含水组这两个含水组。 （4）碎屑岩类孔隙裂隙含水组 包括二叠系、三叠系地层，厚度2665 m。岩性主要为泥岩、砂质泥岩夹砂岩和煤层。其中砂岩为孔隙裂隙承压含水层，根据富水特征及与拓煤的关系划分为以下含水层（组）山西组砂岩含水组（为二1煤顶板直接充水含水组）、石千峰组一段平顶山砂岩含水层这两个含水层（组）。 （5）松散岩类孔隙含水岩组 4.2 隔水岩组 包括第三、四系地层，一般厚大于1000 m,主要分布在山前岗地平原地带。岩性主要为棕红色泥岩，泥质、钙质胶结的砾岩和砂岩，亚粘土及砂砾石等。根据上述各含水组的特征，划分以下区域隔水层 （1）基岩类隔水层 基岩类裂隙含水岩组，在风化裂隙带以下巨厚的岩系，除较大断裂构造带局部导水外，具有良好的隔水性。隔水岩层在空间上构成了本区水文地质单元的基底和南、北部的边界。 （2）下、中寒武统页岩和泥灰岩隔水层 包括馒头组、毛庄组和徐庄组地层，岩性主要为页岩、砂质页岩、泥灰岩夹薄层灰岩，一般厚300m。层位稳定厚度大，是隔水性良好的区域隔水层。 （3）本溪组铝土岩隔水层 地层厚1.74～42.37m,平均10m。层位稳定，但厚度变化大，属隔水层一般的区域隔水层。 （4）太原组中段泥、砂岩隔水层 太原组L4灰岩顶到L7灰岩底面的地层，主要由泥岩、砂质泥岩、砂岩夹薄层泥灰岩和煤层组成，一般厚20～30m，为一般性的区域隔水层。 （5）二叠系和三叠系泥岩类隔水层 在砂岩含水层之间的地层，岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩为主，夹薄层砂岩，厚度大（总厚约大于200m），隔水性好，为良好的区域隔水层。 （6）第三系半胶结泥岩类隔水层 该地层一般与第四系分布范围相一致，厚度大隔水性良好，为第四系潜水含水层与下伏含水层之间的隔水层，属良好的区域隔水层。 4.3 岩溶地下水的富集规律 本区受多期构造运动的影响，断裂和褶曲构造较发育。岩溶裂隙发育地段一般与构造带相一致。其次，在井田浅部、古风化带400～160水平岩溶裂隙较发育，地下水主要受地质构造和补给条件的控制，往往以储水构造的形式富集。主要有单斜储水构造，断裂带储水构造及背斜储水构造这三种。 4.4 地下水的补给、径流和排泄 （1）地下水的补给 大气降水是补给地下水的主要来源。降水入渗补给量受大气降水的大小、地质构造、地形、岩溶地层出露面积、地表岩溶发育程度，水位埋深和植被等多种因素的影响。岩溶地表出露于低山丘陵区，面积较大，具有良好的补给条件。雨季（6～9月）是降水集中补给期，入渗补给量约占全年的70～80。 （2）地下水的径流和排泄 地下水径流和排泄主要受地质构造所控制。西部地下水自西向东径流，至箕F31断层后沿新峰背斜和箕F4、箕F7断层带所构成的地下水径流带向北东；东部由颍河与双洎河的分水岭向南西径流。岩溶地下水汇集于告成至白沙地段，石羊关泉群为集中排泄点。 4.5 岩溶地下水的动态特征 地下水的动态特征主要受降水的控制。雨季（6～9月）为降水主要补给期，使地下水位回升，1989年7月集中降水，腾升井田地下水位出现高峰值迟后降雨86～108天。枯季地下水位下降。地下水多年动态特征受丰水年、平水年和枯水年影响呈周期性变化。 地下水动态变化亦受岩溶裂隙发育程度，富水性和补给条件的影响。在降水条件相同的情况下，本矿地下水补给和富水条件较差，水位变化幅度大；告成地段岩溶裂隙相对较发育，地下水补给和富水条件较好，水位变化幅度小；岩溶裂隙发育地段距补给区近，水位变化幅度最大。 5 矿井水文地质 5.1 井田边界及其水力性质 本矿位于白坪井田西南部，矿区边界均为人为边界，没有断层和褶皱。本区地下水自南向北，自西向东径流。 5.2 含水层 本区含水层由新到老依次有 （1）第四系含水层 主要为第四系砂砾石层组成，厚度016米，属潜水含水层，主要靠大气降雨补给，虽然砂砾石层含水性较好，水量丰富，但二1煤层开采形成的冒裂带较小，不会通达地表，因而对矿井生产影响较小，往往以井筒淋水的形式出现。 （2）二1煤层顶板砂岩裂隙含水层 即二1煤顶板含水层，由4～5层灰白及灰色中细粒、中粗粒砂岩组成，俗称“大占砂岩”、“香炭砂岩”、“砂锅窑砂岩”，该层一般含水性较弱。据白坪勘查区抽水试验资料，渗透系K0.01410.297m/d，单位涌水量q0.00620.0181L/sm。受重力滑动构造的影响，二1煤层顶板砂岩裂隙一般较发育，但径流条件差，补给水源不丰富，富水性相对较弱。 （3）上石炭统太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层 上段灰岩含水层本含水层距二1煤层17.28米左右，主要由L7-L8灰岩组成，全区发育，分布稳定，厚度0～16.86m，平均厚9.41m，是二1煤层底板含水层，也是矿井充水的主要含水层之一，根据白坪井田东部抽水试验资料，其主要水文地质参数为渗透系数K2.939.44m/d，单位涌水量为0.00487～0.164 L/s.m。属富水强度中等的含水层。水位标高为180.0m，对二1煤层开采有一定的影响。 下段灰岩含水层主要由L1-3灰岩组成，常合并为一层，平均厚15.96m。据白坪矿区东部抽水试验资料，渗透系数K0.0362～0.222m/d，单位涌水量q0.0021～0.0049L/s.m，与下部寒武系灰岩含水层有密切的水力联系，但其距二1煤层较远正常情况下对煤层开采影响不大。 （4）寒武系白云质灰岩岩溶裂隙承压含水层 白坪矿区区域平均厚度为128.00m。主要岩性为浅灰～灰色、薄～中厚层状白云质石灰岩，全区发育，厚度大，含水性强，岩溶发育但规模不均衡，可见的多是一些小溶洞和溶孔，多沿古剥蚀面、风化裂隙带及构造破碎带分布，在连续完整的岩层中很少见到。受岩溶裂隙发育状况影响，不同区域岩溶水强弱程度也不同。位于白坪矿区东部的教学二矿井下水文孔揭露该层100余米几乎无水，仅沿套管壁向下慢滴，而东北部的建业煤炭公司井下水文孔揭露该层40余米出水量达100m3/h。精查勘探时期本矿区附近的付10309钻孔抽水试验结果该含水组钻孔单位涌水量1.863L/s.m，渗透系数5.78m/d，据相邻的白坪煤矿缸沟风井地面水井观测，目前水位为165.8m。水化学类型为HCO3Ca.Mg，水温14～16.5℃，矿化度0.253～0.265g/L。 5.3 隔水层 （1）第四系粘土层 区内广泛分布，主要由粘土、黄土组成，这些粘土层对阻止降雨下渗和阻隔第四系孔隙水与下伏基岩水的水力联系均有较大的实际意义。 （2）二叠系泥岩及砂质泥岩隔水层 广泛分布在煤系地层中的泥岩、砂质泥岩及砂泥岩互层，厚度稳定，在二叠系煤系砂岩各含水层相间分布，正常情况下，可阻隔各砂岩含水层间的水力联系，并可阻隔砂岩含水层向矿坑充水。 二1煤层顶板隔水层为深灰色砂质泥岩、泥岩，间或有细砂岩，为二1煤直接顶板，但其随着煤层的开采会部分垮落，一般起不到隔水作用。 二1煤层底板隔水层L7-8灰岩至二1煤层底板间平均厚17.28m，主要由灰色泥岩及砂质泥岩组成，正常情况下，当沿二1煤掘进，下伏含水层水头压力较小时，能起到一定的隔水作用，当下伏含水层水头压力较大时，就起不到隔水作用。 （3）太原群中段砂泥岩隔水层 由太原组上、下含水层中间灰至深灰色砂泥岩组成，平均厚度20.42m，正常情况下能起到较好的隔水作用。 （4）本溪组铝土质泥岩隔水层 本溪组地层平均厚度为12.10m，厚度变化大，为灰白至深灰色铝土岩，一般具豆状或鲕状结构，含黄铁矿晶体，结构致密，分布连续、广泛、稳定，具良好隔水性能，在正常情况下可阻隔太原组灰岩与寒武系灰岩含水层间的水力联系。 5.4 矿井充水条件 5.4.1充水水源 1大气降水和地表水 本区为低山丘陵地区，地势北低南高，地表冲沟发育，大气降雨多顺冲沟流走，对地下水的补给较差，一般不会影响矿井安全生产。但由于本矿井原井田范围南部达到二1煤层露头，特别是在雨季，第四系及地表水会在露头处有一定的补给，进而会下渗到老空区内，使老空水增加，上部老空渗水会有增大现象，威协矿井安全生产。南部、东部地表的白江河是颖河支流，属季节性河流，水源多为大气降雨，注入本矿北部券门水库。 2老窑老空水 本矿周边存在大面积采空区，采空区内多有积水，老空水是本矿的主要水害。 3顶板裂隙水 回采时煤层顶板形成导水裂隙，在采动时会发生滴水、淋水或小股溢水，是顶板砂岩含水层富水性弱，水量小，水量为3～5m3/h，易于疏干，一般情况下顶板含水层水量不大，对于矿井构不成水害威胁。 4底板岩溶裂隙水 矿井底板的主要充水水源来自太原组的L7-8灰岩，掘进中该含水层水将直接进入巷道而被疏放，对采面影响较大。底板间接充水含水层为L1-3与寒武系灰岩含水层，富水性强，向北部开采当水头达到一定高度时可通过断层或裂隙带间接向矿井充水，是矿井突水的主要威胁因素。 本矿位于浅部，充水水源以大气降水、地表水、老空水为主，深部地下水在构造破坏的情况下，有可能成为矿井主要充水水源。 5.4.2充水通道 1断层 断层既是导水通道，同时也是地下水的赋集空间，当采掘工程与之沟通时，即会产生向矿坑充水。 2钻孔 封闭不良钻孔是地下水进入矿井的导水通道，在生产区靠近钻孔时应引起重视，采取必要的措施防止钻孔突水事故的发生。 （3）顶板采动裂隙带 这些采动裂隙能够导通顶板以上各层砂岩水，使矿井顶板涌水量增加，但对矿井安全生产构不成太大的威胁。 （4）底板采动裂隙带 主要是指煤层采出后形成的“下三带”，对直接底板隔水层产生破坏，造成隔水层实际隔水厚度减小，隔水能力降低，往往产生渗水、涌水现象。在本区西南部边界附近岩溶洞发育，L7-8灰水多沿此通道涌出，具有突水危险性。这种情况在考虑底板隔水层安全厚度时必须引起高度重视。 5.4.2充水强度 二1煤层顶板直接充水含水层为顶板砂岩孔隙裂隙含水层，钻孔单位涌水量0.0062～0.0181L/sm；底板直接充水含水层为太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层，单位涌水量q0.216L/s.m。二1煤层顶板钻孔单位涌水量小于0.1 L/s.m，属弱富水性含水层，补给条件差，充水强度小。二1煤层直接底板单位涌水量，0.1L/s.m＜q＜1.0L/s.m中等充水强度含水层。 5.5 井田及周边老窑分布状况 本矿南达二1煤层露头，北部、东部为白坪煤矿，西部是东坪煤矿，均隶属于郑州煤炭工业集团有限责任公司。2005年被郑煤整合前，东坪煤矿曾在现矿区的西南部进行过大规模开采，留有大面积采空区。整合后，白坪煤矿、东坪煤矿在生产中均严格执行国家有关法规及郑煤集团的各项安全生产管理措施，在各自批准的范围内进行技改和生产。现分述如下 （1）东坪煤矿 郑州煤