高平市陈区镇向东煤矿水文地质说明书.doc

一、工作目的及任务 高平市陈区镇向东煤矿为村镇联办煤矿，设计年产能力1.5万吨/年，实际年产能力15万吨/年，主采3号煤。为进一步查明矿区地质和水文地质条件，二OO四年十二月受高平市陈区镇向东煤矿委托山西省地质矿产勘查开发局二一二地质队为其编制高平市陈区镇向东煤矿矿井地质和水文地质图。 根据矿区水文地质工程地质勘探规范（GB1271991）及陈区镇向东煤矿要求，本次工作的主要任务是对井田内及周边的井、泉、地表水体及煤矿矿坑涌水量等进行调查，查明井田地质和水文地质条件，最终编制高平市陈区镇向东煤矿矿井地质和水文地质图及其煤矿矿井地质和水文地质图说明书。 二、井田位置及交通 高平市陈区镇向东煤矿位于高平市陈区镇北，为村镇联办的集体企业。西面为东庄村和碾下村，南面接陈区镇南河新建煤矿，北接刘家庙联营煤矿，东邻双友煤矿，其地理坐标为东径11301′12″11301′53″；北纬3552′21″3553′02″。据1989年省煤资委为该矿颁发的采矿许可证（采证字【1989】N41225，批准开采3号煤层，井田面积为0.58km2，井田范围由以下6个拐点坐标连线圈定（6带） 点号 X坐标 Y坐标 1 3974600 19683180 2 3974000 19683180 3 3974000 19682800 4 3973680 19682800 5 3973680 19682800 6 3974600 19682420 该煤矿主井及风井均为斜井，其井口坐标分别为 X Y H 主井 3973821 19682539 988.593 风井 3973733.293 19682507.383 967.472 井田距沁辉公路4km，且有简易公路相连，交通方便。 三、工作概况 本次工作自2004年12月1112日开始进行资料收集和野外调查，随后转入室内资料整理、图件编制及说明书编写，12月16日提交成果。矿井地质和水文地质填图比例尺为12000，地形图由向东煤矿提供，本次完成工作量调查面积1.44km2，其中矿井面积0.58km2；调查水井3眼，生产矿井1个，主要调查其位置、标高、涌（出）水量等。填图内容包括地层划分界线、地表洪水位线及民井、泉水点等。最后提交高平市陈区镇向东煤矿矿井地质和水文地质图及其图说明书。 最终成图工作由山西省地质矿产勘查开发局二一二地质队计算机成图中心完成。 四、井田地质 （一）、地形地貌 井田地貌类型为低山丘陵区，地势中间高、东西两侧低，山梁呈北东南向向，相对高差80m，沟谷较发育。 （二）、地层及构造 1、地层 井田均被第四系松散物覆盖，结合区域及向东煤矿地质报告资料，井田地层由老至新分述如下 （1）奥陶系中统峰峰组（O2f） 为煤系地层的基底，主要由灰深灰色中厚层状石灰岩夹少量泥质灰岩，角砾状泥灰岩组成。 （2）石炭系中统本溪组（C2b） 岩性为灰色砂质泥岩、粉砂岩、铝土质泥岩，厚412.13m，底部见透镜状的“山西式铁矿”层，与下伏峰峰组呈平行不整合接触。 （3）石炭系上统太原组（C3t） 为区内主要的含煤地层之一，为一套海陆交互相含煤地层，厚84.01m。主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤及石灰岩组成。该组发育46层石灰岩，以K2、K3、K5、K6较稳定，含煤68层，自上而下编号为515号，可采煤层为15号，9号煤为局部可采煤层。底部以K1砂岩与下伏本溪组呈整合接触。根据沉积旋回及岩性组合，自上而下可分为三个岩性段 一段（C3t1）（K1砂岩底K2石灰岩底） 主要由深灰灰黑色泥岩、粘土质泥岩、粉砂岩、砂岩和煤层组成，厚12.1m，上部15号煤层为稳定可采煤层，平均厚度3.01m。 二段（C3t2）（K2灰岩底K4灰岩顶） 主要由砂岩、泥岩、煤层及灰岩组成，厚32.0m，含不可采煤层11、12、13号。 三段（C3t3）（K4灰岩顶K7砂岩底） 主要由砂岩、粉砂岩、泥岩、薄煤层及石灰岩组成，厚40.0m，煤层有5、8、9号，9号煤层为局部可采煤层，其余均不可采。 （4）二叠系下统山西组（P1s） 是矿区主要含煤地层之一，主要由黄色砂岩、黄灰色砂质泥岩，灰色泥岩及煤层组成。上部为灰色、灰黄色砂质泥岩及砂岩互层，局部夹有二层不可采煤层。中部为黄灰色砂岩、砂质泥岩及3号可采煤层。下部为灰色砂质泥岩、有时变为黄灰色细砂岩，中夹黄铁矿及灰黑色泥岩。本组厚度44.95m，底界以K7砂岩与下伏太原组呈整合接触。 （5）二叠系下统下石盒子组（P1x） 岩性主要为砂岩、泥岩，底部为浅灰色中细粒砂岩；中下部以深灰色泥岩为主，间夹砂岩，中上部以灰绿色、黄绿色砂岩为主，间夹砂质泥岩；顶部为灰色、灰紫色及杂色铝土质泥岩，具铁锰质鲕状结构，即“桃花泥岩”，层位稳定，特征明显，为一良性标志层。本组厚度61.05m，底界以k8砂岩与下伏山西组呈整合接触。 ⑹二叠系上统上石盒子组（P2s） 主要岩性为杏黄色、黄绿色砂质泥岩及黄色泥岩互层，其中夹不稳定的黄绿色砂岩，页理发育。底界以K9砂岩与下伏下石盒子组呈整合接触。 （6）第四系（Q） 为松散覆盖层，不整合于基岩之上，厚度030m，主要为马兰组灰黄色亚砂土及离石组浅红色亚粘土。井田全部被本组地层所覆盖。 2、构造 本区位于太行山块隆西缘，晋获褶断带东侧，本区表现为一走向近南北的单斜构造，倾角35，地质构造简单。 五、水文地质条件 （一）、水文地质概况 本区属于黄河流域丹河水系，井田地貌类型为低山丘陵区，地势中间高、东西两侧低，相对高差80m，沟谷较发育，沟谷及低洼平缓地带均为第四系松散沉积物。井田内地表水为井田南部边缘有一小水池，水池内仅在夏季有水，其它季节都没水。井田内地下水主要类型为第四系松散岩类孔隙潜水和下石盒子组、山西组、太原组及奥陶系中统基岩裂隙承压水，其中第四系松散岩类孔隙潜水主要受大气降水，受季节影响较大。据本次调查及区域资料3号煤层地下水流向为西南。 （二）、井内主要含水岩组 1、第四系松散岩类孔隙含水岩组 分布于整个井田，主要含水层岩性为亚砂土，该含水岩组水位埋深浅，受大气降水补给，季节性变化明显。据调查单井涌水量仅0.056L/s，出水量小，主要接受大气降水入渗补给。 2、二叠系下统下石盒子组及山西组砂岩裂隙含水岩组 主要含水层为基岩风化带裂隙含水层，风化带厚度受地形起伏及岩性的影响变化较大。主要接受大气降水补给和含水层之间的垂向渗透补给以及同一含水层沿地层倾向的横向补给，向3号煤矿坑内排泄。地下水的埋藏条件在长期开采3号煤疏排地下水的影响下，主要以潜水形式赋存，地下水动态随季节变化较大。其富水性主要决定于风化裂隙的发育程度，据高平市陈区镇向东煤矿矿坑涌水量水量调查，其风化带涌水量为0.8m3/d，3号煤层矿坑涌水量为6.620m3/d，矿坑涌水量季节性变化明显，主要水源为顶板水、采空区来水及横向补给，3号煤层水流向为西南。 3、石炭系上统太原组砂岩及灰岩岩溶裂隙含水岩组 该含水岩组埋藏较浅，含水层以K2、K3、K4、K5等几层灰岩为主，呈层状分布且被泥岩隔水层分隔，相互之间水力联系较弱，各含水岩组富水性受岩石完整程度、岩溶裂隙发育程度及其补给条件等因素影响较大，故不同地层富水性相差较大。含水层一般接受上部含水层及3号煤矿坑水的越流渗透补给。 4、奥陶系中统灰岩岩溶裂隙含水岩组 该含水层埋藏深度较大，主要含水岩性为厚层灰岩和泥灰岩，岩溶裂隙发育，富水性较强。据邻近地区资料，本区岩溶地下水位标高为612.04m低于3号煤层底板标高890910m，尚不具备向底板充水的可能性。 （三）、井田内主要隔水层 1、本溪组及太原组底部泥岩、铝土质泥岩隔水层 位于3号煤层之下，平均厚度10m ，在正常情况下阻隔或减弱了3号煤奥水之间的水力联系。 2、石炭系、二叠系泥岩、砂质泥岩隔水层 该隔水层分布于各灰岩、砂岩含水层之间，其单层厚度差别较大，埋藏较深时在含水层之间起到较好的隔水作用，但在煤层开采后形成的导水裂隙带内的泥岩将减弱或失去其隔水性能。 （四）、井田水文地质类型 井田内主采煤层为3号煤层，一般是以顶板砂岩为直接充水含水层的裂隙充水矿体，其含水层富水性弱。据本次调查资料矿坑涌水量为6.620m3/d。奥灰水水位（612.04m）远低于煤层底板，不具备向3煤层充水的条件。但随着采空区的增大，采空区积水将成为矿井生产的隐患，应引起足够的重视，总的来说，3号煤层矿床水文地质条件简单。 （五）、矿坑充水因素分析 向东煤矿的主采煤层3号煤层的直接充水含水层为其顶板砂岩，富水性弱。据本次调查资料主井、风井井筒为潮湿或渗水，而矿坑顶底板均有渗水，总体上其涌水量都不大，对3号煤层充水是微不足道的。但在煤层开采后，随着时间的推移，由于采空区的存在将导致3号煤层顶板以上地层中形成冒落裂隙带，其冒落裂隙带高度按矿区水文地质工程地质勘探规范中提供的“冒落带、导水裂隙带最大高度经验公式”进行估算3号煤层埋深8090m，平均厚度为5.00m，经计算采空冒落裂隙带最大高度为75.52m。因此采空冒落裂隙带将导通3号煤层以上各含水层之间的水力联系。特别是该井田中南部大部分为采空区,因此3号煤层矿坑充水主要来源为3号煤层以上各含水层，同时雨季大气降水也是3号煤层矿坑充水主要来源之一。另外奥灰水水位标高远低于3号煤层底板标高，不具备向3号煤层充水的条件。 六、结 论 综上所述，井田地质构造比较简单，3号煤层矿床水文地质条件简单。主井、风井井筒及矿坑顶底板对3号煤层矿坑充水是次要的，而3号煤层矿坑充水主要来源为3号煤层以上各含水层，同时雨季大气降水也是3号煤层矿坑充水主要来源之一。由于该井田中南部大部分为采空区，因此在雨季应该做好采空区地表水的排放工作。另外奥灰水水位标高远低于3号煤层底板标高，不具备向3号煤层充水的条件。 七、主要成果 1、高平市陈区镇向东煤矿矿井地质和水文地质图 12000 2、高平市陈区镇向东煤矿矿井地质和水文地质图说明书 -5-