三道溝煤礦防治水中長(zhǎng)期規(guī)劃

陜西德源府谷能源有限公司三道溝煤礦防治水中長(zhǎng)期規(guī)劃（2011-2015年）中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源學(xué)院二一一年九月陜西德源府谷能源有限公司三道溝煤礦防治水中長(zhǎng)期規(guī)劃（20112015）項(xiàng)目負(fù)責(zé)：許進(jìn)鵬參加人員：張玉東 許慶清 桂 輝報(bào)告編寫(xiě)：許進(jìn)鵬 張玉東報(bào)告審核：陳 龍目 錄前言11 礦井概況21.1 位置交通21.2 自然地理21.3 生產(chǎn)建設(shè)狀況51.4 周邊小煤窯概況61.5 礦井防排水設(shè)施現(xiàn)狀71.6 以往地質(zhì)工作72 礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)122.1 區(qū)域地質(zhì)122.1.1 區(qū)域地層122.1.2 區(qū)域構(gòu)造122.2 井田地質(zhì)142.2.1 井田地層142.2.2 井田構(gòu)造182.2.3 井田煤層202.3 水文地質(zhì)242.3.1 含水層242.3.2 隔水層292.3.3 地下水補(bǔ)徑排條件293 礦井充水條件313.1 充水水源313.2 充水通道363.3 周邊礦井水害情況423.4 礦井生產(chǎn)遭受水害474 礦井水文地質(zhì)類(lèi)型494.1 礦井水文地質(zhì)類(lèi)型494.2 “復(fù)雜”類(lèi)礦井的有關(guān)規(guī)定515 采掘面水害分析565.1 礦井采掘計(jì)劃565.2 采掘面水害分析575.3 采面外水害分析615.4 規(guī)劃期水害綜述626 礦井防治水工作現(xiàn)狀636.1 防治水工作管理636.2 防治水技術(shù)工作現(xiàn)狀656.3 防治水工作存在問(wèn)題667 礦井防治水總體規(guī)劃677.1 水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探677.1.1 水文地質(zhì)鉆探677.1.2 水文地質(zhì)試驗(yàn)697.1.3 水化學(xué)測(cè)試697.1.4 水文地質(zhì)物探707.1.5 水文自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)727.2 防治水工程737.2.1 掘進(jìn)頭防治水工程737.2.2 工作面防治水工程747.2.3 采面外防治水工程777.3 防排水系統(tǒng)787.3.1 隔水密閉墻797.3.2 排水系統(tǒng)797.4 專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)研究及專(zhuān)項(xiàng)工程837.4.1 專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)研究837.4.2 專(zhuān)項(xiàng)工程857.5 防治水技術(shù)裝備867.6 日常防治水工作887.7 防治水配套措施917.8 小結(jié)948 進(jìn)度及費(fèi)用968.1 進(jìn)度968.2 費(fèi)用979 結(jié)語(yǔ)與建議1019.1 結(jié)語(yǔ)1019.2 建議102前言三道溝煤礦位于陜西省府谷縣西北約25km處，礦井主采侏羅系延安組煤層5-2煤（局部分岔為5-2上煤及5-2煤），該礦于2006年6月開(kāi)工建設(shè)，礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為900萬(wàn)噸，2011年預(yù)計(jì)生產(chǎn)原煤約560萬(wàn)噸。三道溝煤礦雖地處陜北地區(qū)，但開(kāi)采過(guò)程中頂板水、老空水等水害曾給礦井生產(chǎn)帶來(lái)一定影響；周邊礦井如馮家塔煤礦、檸條塔煤礦及神東公司錦界煤礦等礦井的水文地質(zhì)條件復(fù)雜，水害問(wèn)題較突出；加之礦井投產(chǎn)時(shí)間不長(zhǎng)，未在各種地形地貌下進(jìn)行過(guò)回采工作，因此礦井防治水工作不容忽視。隨著礦井開(kāi)采的逐步進(jìn)行，礦井防治水的任務(wù)將逐漸加重，防治水工作量逐步增大，各開(kāi)采工作面和掘進(jìn)巷道均需采取相關(guān)的防治水措施，因此迫切需要在整體上對(duì)礦井防治水進(jìn)行中長(zhǎng)期規(guī)劃，以作為三道溝礦開(kāi)展防治水工作的總體依據(jù)。陜西德源府谷能源有限公司的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門(mén)對(duì)礦井防治水工作十分重視，受到委托，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)承擔(dān)了三道溝煤礦礦井中長(zhǎng)期防治水規(guī)劃。本規(guī)劃收集了三道溝煤礦的相關(guān)水文地質(zhì)資料，分析了礦井生產(chǎn)面臨的水害問(wèn)題，針對(duì)三道溝煤礦的水文地質(zhì)特征和防治水工作現(xiàn)狀，結(jié)合礦井采掘計(jì)劃，編制了礦井防治水總體規(guī)劃，全面規(guī)劃了三道溝煤礦應(yīng)該進(jìn)行的各項(xiàng)防治水工作，以期在整體和長(zhǎng)遠(yuǎn)上指導(dǎo)三道溝煤礦開(kāi)展各項(xiàng)防治水工作，保障礦井安全高效生產(chǎn)。1 礦井概況1.1 位置交通三道溝井田位于陜西省府谷縣西北，距縣城約25km。行政區(qū)劃隸屬府谷縣三道溝、廟溝門(mén)、老高川、大昌汗等鄉(xiāng)鎮(zhèn)管轄。井田范圍東以流經(jīng)沙梁廟溝門(mén)新廟村的區(qū)內(nèi)主要河流沙梁川為界，南以青龍寺井田、沙溝岔井田的北界及規(guī)劃的地方小煤礦開(kāi)采區(qū)北界為界，西以郭家灣井田和石窯店井田與本井田之間預(yù)留區(qū)的東界為界，北以袁家梁井田的南界和陜蒙邊界為界（具體位置見(jiàn)圖1.1），井田面積約176km2。本區(qū)交通條件較好，府（谷）東（勝）公路從井田南部通過(guò)，神（木）朔（州）、神（木）包（頭）鐵路分別從井田南部和西部通過(guò)，并與全國(guó)鐵路網(wǎng)線相連。井田向南距神木北火車(chē)站30km，距榆林市180km，向東距府谷縣25km，向北距東勝市160km，向西距新街約60km。近年來(lái)本區(qū)運(yùn)煤汽車(chē)較多，部分公路路段常出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，隨著大石線建設(shè)與開(kāi)通，交通條件將進(jìn)一步改觀。1.2 自然地理三道溝井田地處陜北黃土高原北部，地形支離破碎，溝壑縱橫，為典型的黃土高原地貌，區(qū)內(nèi)植被稀少，水土流失嚴(yán)重，基巖及紅土沿溝谷兩側(cè)大面積出露，局部溝幫及梁峁之上覆蓋第四系黃土或風(fēng)成沙，風(fēng)沙覆蓋率平均5%。區(qū)內(nèi)地勢(shì)總體是中偏西部高，四周低，西南、東南部最低。最高處位于勘探區(qū)中部的大伙盤(pán)，標(biāo)高+1397.0m，最低點(diǎn)在東南部的沙梁川與陽(yáng)灣川交匯處，為+1008.5m。區(qū)內(nèi)一般相對(duì)高差100150m，最大高差388.5m，一般標(biāo)高在+1200+1250m之間。三道溝煤礦圖1.1 三道溝煤礦交通位置圖區(qū)內(nèi)較大河流主要有3條，即沙梁川、大板兔川、陽(yáng)灣川，均形成樹(shù)枝狀支溝（流）。東部的沙梁川為井田東界，流向自北而南經(jīng)孤山川流入黃河，在區(qū)內(nèi)主要有苜蓿溝、紅石巖溝、涼水溝等支流；西部的大板兔川自北而南流經(jīng)井田西部，距井田南約30km處與悖牛川匯合經(jīng)窟野河流入黃河，在區(qū)內(nèi)主要有板墩溝、秦家溝等支流；南部的陽(yáng)灣川（又稱(chēng)三道溝）流向自西向東，在新廟村并入沙梁川，其主要支流有市溝川、熊洞溝、張明溝、開(kāi)峁溝等支流。以上這些河流除沙梁川為長(zhǎng)年流水外，其它為季節(jié)性河流。本區(qū)地處西北內(nèi)陸，為溫帶大陸性干旱半干旱氣候，冬季寒冷，夏季炎熱，春季風(fēng)沙頻繁，秋季霜早雹多，晝夜溫差懸殊，最低氣溫26，最高氣溫36.9，年平均氣溫7.39.0，年平均溫差32.5。本區(qū)降雨量小蒸發(fā)量大，年平均降雨量474.6mm，主要集中在79月份，降雨量約占年降雨量的6070，年平均蒸發(fā)量為2022.7mm，年平均相對(duì)濕度56.32，年平均絕對(duì)濕度7.65mm，最大凍土深度143cm，無(wú)霜期約190天，最大風(fēng)速19ms。榆林地區(qū)自明代以來(lái)曾發(fā)生過(guò) 3.5級(jí)以上地震8次，其中5.5級(jí)以上1次。1621年5月，在本區(qū)東南的孤山一帶發(fā)生過(guò)5級(jí)地震，烈度6.7度，1738年4月至今200多年再未發(fā)生過(guò)較大地震。圖1.2 三道溝井田及周邊井田位置圖1.3 生產(chǎn)建設(shè)狀況三道溝煤礦主采侏羅系延安組5-2煤層，該煤層在井田內(nèi)有分岔及合并現(xiàn)象。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為9.00Mt/a，目前礦井生產(chǎn)能力尚未達(dá)到設(shè)計(jì)能力。礦井采用平硐開(kāi)拓方式，以主平硐、副平硐和回風(fēng)斜井開(kāi)拓全井田，主平硐為礦井進(jìn)風(fēng)井和安全出口，副平硐承擔(dān)全礦井人員、物料及設(shè)備運(yùn)輸任務(wù)，為礦井進(jìn)風(fēng)井和安全出口，樸牛圪塔回風(fēng)斜井承擔(dān)礦井回風(fēng)任務(wù)兼安全出口。礦井為單水平開(kāi)拓，主要運(yùn)輸大巷沿5-2煤層底板布置。井田范圍內(nèi)各煤層為近水平煤層，無(wú)較大地質(zhì)構(gòu)造，采用單水平盤(pán)區(qū)式開(kāi)采，根據(jù)5-2煤層分岔線及上部各個(gè)煤層可采邊界，將井田按東西方向劃分為14個(gè)盤(pán)區(qū)。三道溝煤礦井下煤炭運(yùn)輸采用帶式輸送機(jī)，通風(fēng)采用中央邊界式通風(fēng)。礦井現(xiàn)有二個(gè)盤(pán)區(qū)，分別為三盤(pán)區(qū)和八盤(pán)區(qū)。按照礦井初設(shè)，三盤(pán)區(qū)、八盤(pán)區(qū)為首盤(pán)區(qū)。1.4 周邊小煤窯概況三道溝煤礦一帶是府谷縣重要的煤層開(kāi)采地段，井田平面范圍內(nèi)曾有香柏林溝、東風(fēng)聯(lián)辦、炭窯渠、涼水河等30個(gè)小煤礦進(jìn)行開(kāi)采活動(dòng)，開(kāi)采煤層有2-2、3-1、3-2、3-3、4-3、4-4、5-2上等，其中以開(kāi)采2-2、3-3號(hào)煤層的煤礦最多。以上井田平面范圍內(nèi)的小煤礦，大多建于上世紀(jì)80年代末90年代初，初期各礦多采用平硐開(kāi)采，個(gè)別采用斜井生產(chǎn)。采煤方法多以房柱式及人工打眼放炮開(kāi)采，采用簡(jiǎn)單機(jī)械運(yùn)輸，自然通風(fēng)、排水，電燈或礦燈照明，煤柱支護(hù)，設(shè)備簡(jiǎn)陋，技術(shù)落后。由于生產(chǎn)能力有限，各礦年產(chǎn)量多在6萬(wàn)噸以下。本世紀(jì)初，隨著煤炭市場(chǎng)的好轉(zhuǎn)，多數(shù)小煤礦進(jìn)行了改擴(kuò)建，產(chǎn)能多在615萬(wàn)噸之間。本區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖層穩(wěn)定性較好，各礦的礦井涌水量最大為130m3/d，煤層頂、底板穩(wěn)固，瓦斯含量低。據(jù)調(diào)查，各煤礦均未發(fā)生過(guò)煤塵、瓦斯爆炸及礦井突水、冒頂事故。1.5 礦井防排水設(shè)施現(xiàn)狀三道溝煤礦主排水系統(tǒng)主要由中央水泵房及相關(guān)管路及地面污水處理站組成，中央水泵房位于樸牛疙瘩回風(fēng)斜井井底。中央水泵房將井下各處來(lái)水經(jīng)回風(fēng)斜井排至地面，排水高度233m，管路長(zhǎng)度700m。中央水泵房水倉(cāng)容積1020m3，安裝3臺(tái)MD15530X10的水泵（排量155m3/h，揚(yáng)程300m，功率220kw），1用1備1檢修。水泵排水管為159，在泵房形成環(huán)形管路，實(shí)現(xiàn)3臺(tái)泵出水管路相互切換?；仫L(fēng)斜井井筒內(nèi)安裝2趟159排水管道至地面污水處理站。泵房設(shè)計(jì)引水采用兩臺(tái)水環(huán)式真空泵（1運(yùn)行1備用）形成自吸上水并具有完整的射流抽真空系統(tǒng)。泵房控制閘閥采用電動(dòng)閘閥控制，控制開(kāi)關(guān)裝置采用礦井自動(dòng)排水裝置可與自動(dòng)化系統(tǒng)相結(jié)合達(dá)到自動(dòng)化控制和信息上傳，可調(diào)度室相連可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守控制。1.6 以往地質(zhì)工作三道溝井田位于新民勘探區(qū)的北部，近二十年來(lái)，不同單位以不同目的在區(qū)內(nèi)進(jìn)行過(guò)不同程度的地質(zhì)勘探工作，概述如下：1、19781980年中國(guó)人民解放軍00928部隊(duì)，按照國(guó)家規(guī)范要求，開(kāi)展了榆林幅和神木幅1/20萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)普查，共施工鉆孔45個(gè)，并進(jìn)行了相應(yīng)的抽水試驗(yàn)，水質(zhì)分析等工作。2、1982年1993年，陜西省煤田地質(zhì)局186隊(duì)、131隊(duì)，先后在新民區(qū)開(kāi)展了找煤普查勘探和詳查勘探，共施工各類(lèi)鉆孔13個(gè)，進(jìn)尺3493.31m。3、19851987年，131隊(duì)在井田內(nèi)施工鉆孔22個(gè)，鉆探進(jìn)尺6688.45m，取各類(lèi)樣品250個(gè)。1991年131隊(duì)提交了新民區(qū)普查地質(zhì)工作總結(jié)報(bào)告，同期131隊(duì)及省煤炭工業(yè)學(xué)校共同完成了新民區(qū)1：50000的地質(zhì)及水文地質(zhì)測(cè)繪各350km2。4、2001年，131煤田地質(zhì)隊(duì)與西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院、陜西省地礦局物化探隊(duì)通過(guò)中標(biāo)，共同對(duì)井田進(jìn)行了詳查（期勘探）。本次勘探在原期的勘查區(qū)內(nèi)施工鉆孔21個(gè)，進(jìn)尺3785.81m，其中水文孔1個(gè)計(jì)197.98m，抽水試驗(yàn)1層次，觀測(cè)泉點(diǎn)及河流點(diǎn)5個(gè)；并完成了全井田控制測(cè)量、地形地物修測(cè)、1:25000地質(zhì)填圖、1:25000水文地質(zhì)填圖及工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作，選擇三道溝、大板兔川實(shí)測(cè)了地質(zhì)剖面，在南部較大溝谷中實(shí)施了3條地震剖面，利用地面磁測(cè)圈定了5-2煤層自燃邊界，取各類(lèi)樣品379個(gè)。5、2002年，陜西省地礦局西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院、中國(guó)煤炭地質(zhì)總局物測(cè)隊(duì)、陜西省地礦局物化探隊(duì)、陜西省煤田地質(zhì)局194隊(duì)及陜西省煤田地質(zhì)局131隊(duì)共同承擔(dān)了三道溝井田期勘探工作。該工作野外部分于2002結(jié)束，并于同年提交了勘探報(bào)告。本次勘探共施工鉆孔45個(gè)，進(jìn)尺8470.70m，其中水文孔1個(gè)，進(jìn)尺156.88m，進(jìn)行抽水2層次，機(jī)（民）井簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)5次，完成1:10000地質(zhì)及水文地質(zhì)圖修測(cè)260km2，完成實(shí)測(cè)剖面2條32.27km，完成小窯調(diào)查53個(gè)，完成地震測(cè)線16條74.16km（物理點(diǎn)3390個(gè)，試驗(yàn)點(diǎn)42個(gè)，低速帶點(diǎn)256個(gè)），實(shí)施瞬變電磁2154個(gè)物理點(diǎn)，進(jìn)行高密度電法排列32條16km，取各類(lèi)樣品417個(gè)。6、2008年，山西省煤炭地質(zhì)物探測(cè)繪院對(duì)三道溝煤礦首采區(qū)進(jìn)行三維地震勘探，勘探工作野外部分于6月12日開(kāi)始，8月7日結(jié)束，10月份提交了陜西德源府谷能源有限公司三道溝煤礦首采區(qū)三維地震勘探報(bào)告。本次地震勘探面積為3.47km2，施工采用8線8炮束狀觀測(cè)系統(tǒng)，完成生產(chǎn)物理點(diǎn) 3795 個(gè)，試驗(yàn)點(diǎn)74個(gè)，總計(jì)完成物理點(diǎn) 3869 個(gè)。本次勘探查明了5-2、5-2上煤層底板的構(gòu)造形態(tài)及其埋藏深度，編制了等高距為2m的煤層底板等高線圖，查出了幅度大于10m的褶曲2個(gè)；解釋出斷層5條，其中落差等于5m的斷層1條，落差小于5m的斷層4條；查出了長(zhǎng)軸直徑大于20m、短軸直徑大于15m的陷落柱3個(gè)；查出了勘探區(qū)內(nèi)5-2、5-2上煤層采空區(qū)的范圍19處，共計(jì)面積約2.46 km2 ；查出了5-2、5-2上煤層合并區(qū)范圍1處，預(yù)測(cè)了5-2、5-2上煤層厚度變化趨勢(shì)。7、2009年，陜西煤田地質(zhì)局185隊(duì)對(duì)三道溝煤礦進(jìn)行了補(bǔ)充地質(zhì)勘探，共施工鉆孔3個(gè)，進(jìn)尺483.62m，其中施工水文地質(zhì)孔1個(gè)，進(jìn)尺273.12m，完成抽水試驗(yàn)1層次，取水樣1個(gè)。8、2010年，陜西煤田地質(zhì)局185隊(duì)對(duì)三道溝首采區(qū)采空區(qū)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證工作，野外勘探工作于7月10日開(kāi)始，8月10日結(jié)束，8月底提交了陜西德源府谷能源有限公司三道溝煤礦采空區(qū)驗(yàn)證工作總結(jié)。本次驗(yàn)證工作共完成鉆探驗(yàn)證鉆孔16個(gè)，鉆探進(jìn)尺2246.19m，定測(cè)鉆孔16個(gè)，參與采空區(qū)驗(yàn)證的煤層主要為5-2上、5-2煤層。 16個(gè)驗(yàn)證鉆孔全部穿過(guò)5-2上煤層，其中11個(gè)鉆孔穿過(guò)5-2煤層。在本次驗(yàn)證工作中，有6個(gè)鉆孔處見(jiàn)到3-3煤層采空區(qū)，有2個(gè)鉆孔處見(jiàn)到5-2上煤層采空，鉆孔揭露5-2煤層未見(jiàn)采空區(qū)。本次驗(yàn)證工作中對(duì)3-3煤層采空區(qū)進(jìn)行了水位測(cè)量，發(fā)現(xiàn)3-3煤層采空區(qū)中有積水，另在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)火賴(lài)溝一小煤窯中有積水。9、2011年 12月2012年4月，陜西省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì)對(duì)三道溝煤礦三采區(qū)南部進(jìn)行了瞬變電磁勘探，共完成瞬變電磁測(cè)線101條，總長(zhǎng)71.4km，物理點(diǎn)9110 個(gè)，并于2012年6月完成了陜西德源府谷能源有限公司三道溝煤礦三采區(qū)南部瞬變電磁法勘探報(bào)告的編制工作。本次勘探探查了勘探區(qū)內(nèi)3-3號(hào)煤層采空異常區(qū)8塊，分別為A、B、C、D、E、F、G、H異常區(qū)，總面積約0.373 Km2，主要分布在勘探區(qū)的北部和中部，除G、H采空異常區(qū)不積水外，其余均有一定程度的積水。探查了5-2上煤層采空異常區(qū)5塊，分別為、異常區(qū)，總面積約0.339 Km2，主要分布在測(cè)區(qū)的東南部和西南部，其中不積水采空區(qū)2塊（號(hào)和號(hào)異常區(qū)），其面積約0.092 Km2，其余均有一定程度的積水。通過(guò)以上所述可以看出，目前為止三道溝煤礦所進(jìn)行的地質(zhì)勘探工作基本上以資源勘探為主，勘探工作為礦井建設(shè)和生產(chǎn)提供了許多寶貴的地質(zhì)資料。但除了20112012年三采區(qū)南部瞬變電磁勘探外，其他專(zhuān)門(mén)針對(duì)水文地質(zhì)開(kāi)展的勘探工作較少，在礦井水文地質(zhì)方面取得的有關(guān)資料也相對(duì)較少。1102 礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)2.1 區(qū)域地質(zhì)2.1.1 區(qū)域地層本區(qū)域地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)鄂爾多斯盆地分區(qū)東勝環(huán)縣小區(qū)，區(qū)內(nèi)絕大部分被新生界松散半固結(jié)沉積物所覆蓋，基巖沿河谷兩岸出露，出露的地層由老至新依次為中生界三疊系、侏羅系、白堊系、新生界第三系、第四系等，區(qū)域地層系統(tǒng)詳見(jiàn)表2.1。區(qū)域上有侏羅系、三疊系和石炭二疊系三個(gè)含煤巖系，榆林地區(qū)主要為侏羅系和石炭二疊系。2.1.2 區(qū)域構(gòu)造圖2.1 陜北地區(qū)構(gòu)造分區(qū)及構(gòu)造綱要圖區(qū)域地層系統(tǒng)一覽表 表2.1 地層系統(tǒng)代號(hào)巖性特征厚度（m）系統(tǒng)組第四系全新統(tǒng)Q42eolQ42al+p1Q41a1+p1按成因類(lèi)型有沖積砂礫石層Q42al+p1、 Q41al+p1、及風(fēng)成沙地Q42eol030上更新統(tǒng)馬蘭組Q32m巖性為淺黃色粉砂質(zhì)亞粘土，疏松540薩拉烏蘇組Q31s巖性為淺灰黃色、土黃色粉砂質(zhì)亞砂土、亞粘土090.3中更新統(tǒng)離石組Q2l巖性為淺褐土黃色砂質(zhì)粘土夾棕色薄層狀亞粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核14220第三系上新統(tǒng)靜樂(lè)組N2j巖性為紫紅色至棕紅色砂質(zhì)亞粘土，夾鈣質(zhì)結(jié)核層，呈似層狀展布，底部有時(shí)見(jiàn)紫色礫巖層50100白堊系下統(tǒng)洛河組K1l磚紅色、棕紅色粗粒砂巖、砂礫巖0148侏羅系上統(tǒng)安定組J2a紫紅色泥巖與細(xì)砂巖為主，夾雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖，局部有粗礫巖及炭質(zhì)泥巖0100直羅組J2z以灰、灰綠色中粗砂巖為主，夾細(xì)、粉砂巖，砂質(zhì)泥巖及細(xì)礫巖，底部有灰色粗粒粒砂巖。0250延安組J2y以灰白色粗粒長(zhǎng)石砂巖、細(xì)砂巖，深灰色、灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，泥巖為主，夾有炭質(zhì)泥巖，煤層103.71394.38下統(tǒng)富縣組J1f巖性為灰色中厚層砂巖，雜色砂質(zhì)泥巖，頂部為黑色薄層狀炭質(zhì)泥巖0130.11三疊系上統(tǒng)瓦窯堡組T3w巖性為灰白色淺灰色砂巖、粉砂巖、泥巖、黑色頁(yè)巖夾煤線0228永坪組T3y巖性為灰白色巨厚層狀中細(xì)粒砂巖夾薄層狀泥巖，具大型楔形交錯(cuò)層理95200胡家村組T3h淺灰、灰綠色細(xì)粒砂巖，夾砂質(zhì)泥巖，頂部為泥巖、細(xì)砂巖的韻律層210325銅川組T3t下部以中-粗粒砂巖為主，上部以頁(yè)巖，油頁(yè)巖為主，含油氣，動(dòng)物化石447.01010中統(tǒng)紙坊組T2z下部為砂質(zhì)泥巖及礫巖透鏡體,上部巖性為紫紅色,淡紅色粉砂巖互層0395.87下統(tǒng)和尚溝組T1h以淺紫紅色泥巖，粉砂質(zhì)泥巖為主，夾砂巖和鈣質(zhì)結(jié)核層。含動(dòng)植物化石42.39182.98劉家溝組T1l為紫、淺紫色中厚層狀細(xì)砂巖，粉砂巖，夾薄層狀泥巖，中下部夾礫石90400本區(qū)處于鄂爾多斯盆地次級(jí)構(gòu)造單元陜北斜坡北部，陜北斜坡被圍于西部天環(huán)坳陷、北部伊盟隆起、東部晉西撓折等構(gòu)造體系之中。見(jiàn)圖2.1。該區(qū)位于鄂爾多斯向斜東翼，除翼部邊沿地帶傾斜較陡外，主要發(fā)育構(gòu)造多呈寬緩短軸狀背斜，地層傾角13，巖層傾向北西、北西西。2.2 井田地質(zhì)2.2.1 井田地層本區(qū)地表大部分被第三、第四系沉積物所覆蓋，在陽(yáng)灣川、沙梁川、大板兔川及其支溝溝幫出露基巖。根據(jù)填圖資料及鉆孔揭露，地層由老至新依次有：上三疊統(tǒng)瓦窯堡組（T3w）、下侏羅統(tǒng)富縣組（J1f）、中侏羅統(tǒng)延安組（J2y），第三系上新統(tǒng)靜樂(lè)組（N2j），第四系中更新統(tǒng)離石組（Q2l）、全新統(tǒng)沖積層Q41al+pl、Q42al+pl、風(fēng)積層Q42eol。（一）上三疊統(tǒng)（T3）僅見(jiàn)瓦窯堡組（T3w），出露于井田東南角沙梁川、新廟一帶，鉆孔揭露厚度1030.6m，巖性為淺灰灰綠色中厚層狀中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖夾薄層泥巖。砂巖發(fā)育大型板狀、槽狀、楔狀交錯(cuò)層理。該組為一套河流相沉積，在區(qū)內(nèi)未見(jiàn)底。（二）下侏羅統(tǒng)富縣組（J1f）該組與下伏瓦窯堡組呈平行不整合接觸關(guān)系，僅在東南部的廟溝門(mén)、馬廠溝、新廟一帶出露。區(qū)內(nèi)普查階段鉆孔中基本見(jiàn)及，但大部份僅見(jiàn)其上部地層，平均厚1050m。在三道溝實(shí)測(cè)剖面上本組全層厚度42.48m，巖性以紫紅、灰紫及灰綠色泥巖為主，夾透鏡狀灰白色含礫中粒、粗粒砂巖及薄層粉砂巖。砂巖成分以石英為主，長(zhǎng)石次之，分選性及磨圓度差，泥質(zhì)膠結(jié)，局部為鈣鐵質(zhì)膠結(jié)，砂巖多呈中厚厚層狀和透鏡狀，板狀交錯(cuò)層理及斜層理、層系十分發(fā)育。泥巖中含鐵質(zhì)結(jié)核、鋁質(zhì)鮞粒及粉砂巖團(tuán)塊，多為塊狀層理，底部發(fā)育不穩(wěn)定礫巖，頂部有灰白色石英砂巖。本組沉積于長(zhǎng)期遭受風(fēng)化剝蝕、頂部不平的瓦窯堡組之上，起著填平補(bǔ)齊作用，故其厚度變化較大，為含煤建造之基底。（三）中侏羅統(tǒng)延安組（J2y）出露于大板兔川、沙梁川、陽(yáng)灣川及其支溝溝幫，區(qū)內(nèi)僅出露延安組，厚度63.11275.47m。延安組是區(qū)內(nèi)含煤地層，依據(jù)巖性組合、沉積旋回結(jié)構(gòu)、含煤性可進(jìn)一步將其劃分為五個(gè)段（圖2.2），各段特征如下：第一段（J2y1）5-2上斷續(xù)出露于井田東部的寺溝川以東大溝及其支溝溝口一帶，由兩個(gè)下粗上細(xì)的次級(jí)沉積旋回組成。每個(gè)次級(jí)旋回下部為白色厚層狀粗中粒長(zhǎng)石砂巖，中部為淺灰色長(zhǎng)石細(xì)砂巖，上部為粉砂質(zhì)泥巖夾煤層（5-2、5-2上煤層）。本段在勘探區(qū)中部5-2、5-2上煤層合并。本段厚度16.7580.54m，整體中部及東部厚度大。第二段（J2y2）出露于張家溝寺溝川以東的廣大地區(qū)。主要巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，夾粉砂巖、細(xì)砂巖和煤層。厚度18.6067.72m，東北部、中西部厚度較大，中部厚度較小，東部被剝蝕，僅保留其底部。圖2.2 延安組各段劃分及煤層編號(hào)示意圖第三段（J2y3）出露于區(qū)內(nèi)大小溝谷中，分布較廣泛，由三個(gè)下粗上細(xì)的次級(jí)沉積旋回組成，總體上每個(gè)次級(jí)旋回底部為中細(xì)粒砂巖，中部為粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖，上部為泥巖夾煤層或煤線（即3-3、3-2、3-1煤層）。厚度1.6374.79m，總體上東北部、中部厚，西部、東南部薄。本段在井田東部、西部、南部遭受后期剝蝕而變薄，但剝蝕程度差異較大。第四段（J2y4）斷續(xù)出露于井田西部各大溝兩側(cè)及支溝溝腦。厚度3.0785.04m，南部、中部厚度較大，東部較小。該段東部、西南部遭受后期剝蝕保留不全，巖性以灰白色、淺灰色厚層狀細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖為主，夾薄層狀粘土巖及2號(hào)煤組（2-2、2-1煤層）。主體構(gòu)成了下粗上細(xì)的兩個(gè)次級(jí)沉積旋回，旋回頂部為2-2、2-1煤層產(chǎn)出層位。但區(qū)內(nèi)2-1煤層基本自燃或遭受剝蝕，僅有殘缺不全的燒變巖保存。第五段 （J2y5）該段在區(qū)內(nèi)大部份遭風(fēng)化剝蝕，僅在勘探區(qū)西部窯則溝、新窯溝、石頭巖溝溝腦等地零星出露，殘留厚度016.02。巖性主要為灰色厚層狀細(xì)砂巖，夾薄層狀粉砂巖及泥巖。（三）第三系（N）區(qū)內(nèi)僅有上新統(tǒng)靜樂(lè)組（N2j），斷續(xù)出露于陽(yáng)灣川、沙梁川、大板兔川的支溝溝腦，厚度097.91m，變化較大。巖性為淺紅色、棕紅色粘土、亞粘土，含大量砂及粉砂質(zhì)、不規(guī)則狀鈣質(zhì)結(jié)核，鈣質(zhì)結(jié)核呈層分布。底部局部發(fā)育一層厚度13m的楔狀礫石層，不穩(wěn)定，礫石成分為砂巖、燒變巖等巖塊，砂質(zhì)充填，泥質(zhì)膠結(jié)。本組中前人曾發(fā)現(xiàn)三趾馬及其它動(dòng)物骨骼化石，因而又稱(chēng)之為“三趾馬紅土”。其與下伏延安組不整合接觸，之上多被中更新統(tǒng)離石組覆蓋，兩者間呈角度不整合接觸關(guān)系。（四）第四系（Q）全區(qū)分布廣泛，厚度受地形地貌的控制而變化較大，北部、中部厚，而西南、東部較薄。本層不整合于下伏一切老地層之上。沉積類(lèi)型主要有沖積、沖洪積和風(fēng)積物等。1、中更新統(tǒng)（Q2）僅發(fā)育離石組（Q2l）。在區(qū)內(nèi)梁峁之上呈片狀，云朵狀分布，厚度054.25m。巖性以土黃色、棕黃色亞粘土、亞砂土為主，局部夾數(shù)層厚度0.200.50m的古土壤層，含大小不一，形態(tài)各異的鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)核呈零散狀分布。該組柱狀節(jié)理發(fā)育，是主要耕作層。2、全新統(tǒng)（Q4）區(qū)內(nèi)沉積類(lèi)型主要有兩類(lèi)，沖洪積層和風(fēng)積層。沖洪積層中根據(jù)其形成先后可分Q41al+pl、Q42al+pl。Q41al+pl：主要分布在陽(yáng)灣川、大板兔川、沙渠川及較大支溝內(nèi)，構(gòu)成一級(jí)階地。上部巖性為灰黃色亞砂土、粉細(xì)沙，下部為砂礫石（卵石）層，厚度310m。Q42al+pl：現(xiàn)代沖洪積層，主要分布在陽(yáng)灣川、大板兔川、沙渠川及其支溝中，主要為粉細(xì)沙及砂礫石層，厚度08m，變化較大。風(fēng)積層（Q42eol）：主要分布在梁峁上及山梁東坡，呈片狀以固定半固定沙丘和流動(dòng)沙丘的形式覆蓋于其它地層之上，厚度020m。巖性為淺黃色、褐黃色細(xì)沙、粉砂，含少量細(xì)礫石，質(zhì)地均一，分選較好，磨園差，與下伏地層不整合接觸。2.2.2 井田構(gòu)造本井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一走向北西，傾向南西西西，平均傾角13的單斜構(gòu)造，無(wú)大的斷裂及褶皺發(fā)育，無(wú)巖漿活動(dòng)痕跡。延安組為向西南微傾的簡(jiǎn)單疊置地層，每千米降深 68m，層內(nèi)發(fā)育寬緩的波狀起伏及鼻狀隆起，節(jié)理等構(gòu)造。（一）斷層井田填圖中發(fā)現(xiàn)斷層兩條：一條發(fā)育于井田西北角大昌汗東溝，該斷層走向280，產(chǎn)狀1881956578，落差029m，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)6.5km，該斷層為一高角度正斷層；另一條發(fā)育于紅石崖溝內(nèi)的郝家溝溝口，為一小型逆斷層，走向20，產(chǎn)狀28029040，斷距1.0m，從露頭可見(jiàn)52煤層被錯(cuò)斷，其延伸規(guī)模不詳。根據(jù)地震勘探，解釋推斷區(qū)內(nèi)小斷層（點(diǎn)）41個(gè)，相關(guān)斷點(diǎn)組合斷層11條，其中8條可靠，3條較可靠。上述小斷層（點(diǎn)）主要分布于勘探區(qū)的中、西部，彼此間隔5001500m不等。斷層特征較明顯，規(guī)律性較強(qiáng)，均為正斷層，多呈高角度產(chǎn)出，落差不大，約為413m，有4條落差10m。相關(guān)斷點(diǎn)組合的11條小斷層，長(zhǎng)度5003000m不等，走向主要為NW和NWW向兩組，與區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向一致，北東向僅有一條。這些斷層（點(diǎn)）由于落差小，對(duì)地層煤層的展布形態(tài)影響不大，但對(duì)礦山建設(shè)與開(kāi)采有一定影響。（二）波狀特征井田地層總體由北東向西南傾斜，傾角13，局部發(fā)育寬緩的波狀起伏，根據(jù)5-2煤層底板等高線圖分析，在板墩溝紅石巖溝溝腦發(fā)育一近北東向鼻狀隆起，長(zhǎng)軸4.8km，短軸2.9km，起伏差30m，總體向西南傾伏；在紅石巖溝腦市溝川間，發(fā)育一開(kāi)闊凹陷，長(zhǎng)軸4.0km，短軸3.6km，起伏差30m，總體向南傾伏。（三）節(jié)理與裂隙區(qū)內(nèi)發(fā)育北西西和北東向兩組節(jié)理，節(jié)理傾角均7080，但節(jié)理密度小，該節(jié)理在溝邊及陡坎上易誘導(dǎo)基巖崩塌。值得注意的是，井田內(nèi)燒變巖發(fā)育，由于煤層自燃真空垮塌，造成巖石破碎，發(fā)育大量節(jié)理、裂隙；在基巖頂界面之下，受第四系風(fēng)化作用，形成2030m風(fēng)化裂隙帶。這些節(jié)理、裂隙方向雜亂，是地下水的良好通道。（四）巖漿巖與陷落柱本區(qū)在勘探和生產(chǎn)中未發(fā)現(xiàn)巖漿活動(dòng)痕跡，2008年三維地震勘探中曾解釋出3個(gè)陷落柱，但未經(jīng)過(guò)鉆探及其他方法驗(yàn)證過(guò)。2.2.3 井田煤層（一）含煤地層延安組為本井田的含煤地層，在所施工的鉆孔中均見(jiàn)有煤層，具有對(duì)比意義的10層，其中可采煤層8層，分布在第一段2層，第二段2層，第三段3層，第四段1層。其中第一段含煤性最好，第二、四段次之，第三段受沉積環(huán)境的影響，含煤性最差，第五段被剝蝕，僅局部殘存，且不含煤。根據(jù)勘探資料，鉆孔中單孔含煤層（0.1m）315層，累計(jì)厚度5.3321.71m，平均10.44m，含煤率為4.5711.25%，平均7.45%；單孔含可采煤層17層，累計(jì)厚度4.2816.48m，平均8.71m，含煤系數(shù)3.2410.09%，平均6.32%。延安組全煤層和可采煤層總厚度在平面上的變化主要受含煤地層剝蝕程度及52煤層厚度變化的制約，中西部厚度大，向東、西方向變薄，規(guī)律較明顯。全煤層、可采煤層層數(shù)總體中部及西北部多，西南和東部較少，含煤系數(shù)中部高，東、西部低。（二）主采煤層根據(jù)煤層厚度和穩(wěn)定性等綜合指標(biāo)，52煤層為勘探區(qū)內(nèi)主要可采煤層，43、44、52上煤層為次要主采煤層，其它煤層為局部可采煤層。其中22煤層雖厚度較大，但后期剝蝕嚴(yán)重，連續(xù)性很差，可采范圍較小，屬局部可采的穩(wěn)定型中厚煤層。52上煤層位于延安組第一段的頂部，呈層狀產(chǎn)出，系52煤層的上分岔煤層及區(qū)內(nèi)的次主采煤層。與52煤層間距2.6425.49m，平均18.97m，在井田中部與52煤層合并，合并區(qū)面積約135 km2。煤層?xùn)|部遭受后期剝蝕，局部露頭已自燃。因在中部與52煤層合并，可采區(qū)分布于井田東部和西北角，可采總面積105.51km2?？刹擅簩雍?.802.83m，平均1.91m。東部可采區(qū)煤層中部厚度大，向四周變??；西北部可采區(qū)煤層厚度則由北向南增大，變化規(guī)律明顯。本煤層層位穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，厚度變化規(guī)律明顯，全區(qū)大部分可采，屬穩(wěn)定型的薄中厚煤層。52號(hào)煤層呈層狀賦存于延安組第一段第二旋回的頂部，為井田內(nèi)主要可采煤層。煤層厚度2.217.04m，平均4.97m，標(biāo)準(zhǔn)差1.62，變異系數(shù)32.72%。煤層由四周向合并區(qū)方向（與52上煤層合并）厚度逐漸增大，變化規(guī)律非常明顯，是井田內(nèi)最穩(wěn)定的煤層。本煤層層位穩(wěn)定，全區(qū)可采，厚度大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤類(lèi)主要為不粘煤，灰分、硫分穩(wěn)定，屬穩(wěn)定型的中厚厚煤層。（三）煤層自燃特征本區(qū)地處陜北黃土高原的梁峁區(qū)，地形支離破碎，樹(shù)枝狀沖溝發(fā)育，侵蝕切割嚴(yán)重，各煤層均處于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，為煤層的自燃提供了外在條件；各煤層均屬低變質(zhì)階段的煙煤，揮發(fā)分產(chǎn)率高，煤中絲炭含量多，故自燃傾向大，易于氧化，著火點(diǎn)溫度降低。據(jù)野外調(diào)查，凡煤層出露厚度在1.00m以上者，均不同程度地發(fā)生了自燃，而且厚度愈大，燃燒愈強(qiáng)烈。煤層自燃后，僅殘存有0.010.10m厚的灰白色、土灰色煤灰渣，附近煤層烘烤變質(zhì)，顏色為褐灰色，煤層原始結(jié)構(gòu)被破壞，煤成粉沫狀。煤層頂板巖石燒變?yōu)楹旨t、磚紅色，自燃嚴(yán)重地段巖石燒變?yōu)橥叩[狀，巖層原始結(jié)構(gòu)被徹底破壞。而且因自燃形成的真空失重造成嚴(yán)重垮塌，形成大量裂隙和空洞，使巖石質(zhì)量、穩(wěn)定性變差，力學(xué)強(qiáng)度減小，磁性大大增強(qiáng)。根據(jù)煤窯調(diào)查、煤層露頭追索資料，結(jié)合地面磁測(cè)成果分析，區(qū)內(nèi)煤層自燃深度不大，一般515m左右，個(gè)別地段可達(dá)30m。其原因一是煤層露頭較薄，大多數(shù)在3m以下，燃燒能力有限，二是巖層裂隙不太發(fā)育，一定深度后供養(yǎng)不足，使煤層自燃終止。煤層的自燃不僅使其分布范圍縮小，煤質(zhì)變差，而且破壞了其頂板巖石的完整性和穩(wěn)定程度，形成的裂隙為地下水的貯存與運(yùn)移提供了空間和通道，對(duì)煤層開(kāi)采不利。但本區(qū)內(nèi)煤層露頭較薄，自燃能量有限，形成的燒變巖體積也不大，煤層之上燒變巖厚度一般520m，之下一般只有15m，且燒變特征分帶不明顯，總體越接近自燃煤層，燒變巖越呈熔融狀態(tài)，顏色越紅。各煤層因厚度和出露位置的不同，燒變特征亦不相同。22煤層為區(qū)內(nèi)最上一層可采煤層，分布于溝坡的上部和梁峁之上，煤厚2m左右。因其出露位置高，厚度較大，是區(qū)內(nèi)自燃最為嚴(yán)重的煤層。據(jù)磁測(cè)、鉆孔及填圖資料，該煤層除個(gè)別地段見(jiàn)其露頭外，大部分已經(jīng)自燃。在梁峁上，燃燒寬度（水平方向）多在100200m之間，溝坡處燃燒垂深一般在1020m左右，燒變巖的厚度在1020m之間。頂板巖石烘烤變質(zhì)，并嚴(yán)重垮塌。52煤層出露于井田東部溝坡的下部，為區(qū)內(nèi)最低一層可采煤層，由于出露位置低，溝坡較徒，自燃范圍較小且不連續(xù)。煤層的自燃深度一般為510m，燒變巖厚度815m。頂板巖石烘烤變質(zhì)，局部有塌陷和位移。其它煤層厚度均較小，出露位置較高的煤層，厚度大者自燃較普遍，出露位置較低者僅局部自燃，野外煤層露頭隨處可見(jiàn)。煤層的自燃深度一般25m，燒變巖厚度110m，頂板巖石燒變?yōu)楹只疑?，垮塌位移現(xiàn)象少見(jiàn)。結(jié)合相關(guān)資料進(jìn)行分析，區(qū)內(nèi)煤層的自燃有以下特點(diǎn)：煤層厚度愈大，自燃范圍、深度和燒變巖厚度愈大；梁峁及溝坡處較溝谷煤層自燃更嚴(yán)重，煤層出露位置遠(yuǎn)高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面的大部分發(fā)生了自燃，略高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面的僅局部自燃或不自燃。2.3 水文地質(zhì)2.3.1 含水層（一）第四系全新統(tǒng)沖洪積孔隙潛水含水層分布于大板兔川、沙梁川、陽(yáng)灣川兩岸的漫灘、一級(jí)階地及較大支溝中，含水層厚度變化較大，一般為310m。本含水層富水性與其所處位置有關(guān)。沙梁川、大板兔川及市溝的河漫灘，其沖積層下伏為風(fēng)化裂隙和層間裂隙均較發(fā)育的含煤地層，由于基巖松散破碎、地表水侵蝕形成洼槽，故含水層厚度稍大，厚度約610 m，含水層分布寬30100 m，巖性為沖積砂礫石層，含有較多的泥質(zhì)和塊石。除接受河水的滲入補(bǔ)給外，還大量接受兩側(cè)基巖潛水的側(cè)向補(bǔ)給。水位埋深約1.74.5 m，據(jù)老高川附近S46孔抽水試驗(yàn)資料，當(dāng)降深4.06 m時(shí)，q=0.624l/sm，滲透系數(shù)7.33m/d，水化學(xué)類(lèi)型為HCO3CaMg型及HCO3SO4CaMgNa型水，礦化度0.1900.650g/l。沙梁川、大板兔川、陽(yáng)灣川的一級(jí)階地及各大支溝，含水層厚度26m，巖性多為亞砂土夾砂層，底部為砂礫石層，泥質(zhì)含量較高，透水性能較差，水位埋深610m。據(jù)民井簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)資料，當(dāng)降深為1.724.16m時(shí)，q=0.0740.154L/Sm，滲透系數(shù)K=0.47835.94m/d。各大支溝其含水層厚度較薄，寬度較窄，據(jù)民井調(diào)查已屬水量貧乏區(qū)。水化學(xué)類(lèi)型以HCO3SO4CaMgNa型水為主，HCO3CaMg型水次之，礦化度0.5460.728g/l。（二）中更新統(tǒng)黃土孔隙裂隙潛水含水層主要分布于梁峁頂部及溝谷邊坡地段，厚度變化較大，一般厚度為2040 m，巖性為棕黃色、灰黃色砂質(zhì)黃土，結(jié)構(gòu)中稍密，具孔隙，發(fā)育垂直節(jié)理，地下水以孔隙水為主，但多呈疏干狀態(tài)，通過(guò)地面調(diào)查，泉水出露很少，單泉流量0.0140.260L/S，且泉水流量極不穩(wěn)定，據(jù)訪問(wèn)旱季水量趨減，甚至干枯。（三）侏羅系中統(tǒng)延安組裂隙含水層由于本區(qū)地層平緩，地表沖溝發(fā)育，延安組均廣泛出露于溝谷中，總厚度180m左右，巖性主要為細(xì)、中、粗粒砂巖、泥巖及煤。各煤層在溝谷兩坡均有出露，且多已自燃，由煤自燃引起的燒變巖普遍發(fā)育塌陷裂隙及孔洞，為地下水的儲(chǔ)存提供了良好的條件，但因其均在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，處于臨空狀態(tài)，又因延伸深度淺，連片性小，故地下水多被疏干或水量很小。2009年185地質(zhì)隊(duì)在補(bǔ)充地質(zhì)勘探中在延安組進(jìn)行過(guò)1次抽水試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表2.2。延安組抽水試驗(yàn)成果表 表2.2孔號(hào)含水層性質(zhì)靜止水位（m）單位涌水量（L/s.m）滲透系數(shù)（m/d）深度標(biāo)高M(jìn)1J2y基巖承壓水122.10+1223.480.0020330.003682本次試驗(yàn)層段為5-2煤層以上的基巖段，巖性主要為細(xì)粒砂巖，次為中粒砂巖，向上與粉砂巖、砂質(zhì)泥巖等隔水層呈互層狀分布，含水層厚度42.10m，水位埋深122.10m，靜止水位標(biāo)高+1223.48m。試驗(yàn)中水位降深s為50.18m，涌水量Q為0.37 m3/h，經(jīng)計(jì)算，鉆孔單位涌水量q為0.002033L/s.m，滲透系數(shù)為0.003682m/d，含水層富水性弱。據(jù)化驗(yàn)，該孔處水質(zhì)水化學(xué)類(lèi)型為HCO3CaMgNa型，礦化度369mg/L。就本孔抽水試驗(yàn)而言，延安組含水層的富水性弱。根據(jù)野外調(diào)查，延安組泉水流量情況見(jiàn)表2.3。延安組各段泉水統(tǒng)計(jì)表 表2.3地層時(shí)代J2y1J2y2J2y3J2y4J2y5出露個(gè)數(shù)16147104流量（L/S）0.014-0.2030.022-0.6940.014-0.1860.014-0.9120.033-0.071礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范（GB12719-91）表明，當(dāng)天然泉水流量1 L/s時(shí)，含水層富水性為弱富水性，因此據(jù)表3.2可知延安組整體富水性較弱。以下分段論述延安組含水層的富水性。1、延安組第五段主要分布在勘探區(qū)西部老高川大昌汗一帶的剝蝕殘留區(qū)，一般厚度825m，巖性以細(xì)粒砂巖為主，與泥巖、粉砂巖不等厚互層，為2-1煤層頂板直接含水層。該層分布面積小，四周切割強(qiáng)烈，故含水層含水極弱。區(qū)內(nèi)出露泉點(diǎn)4個(gè)，流量0.0330.071L/s。2、延安組第四段主要分布在第九勘探線以西地區(qū)，巖性以灰黃色、灰白色中粗粒砂巖為主，灰白色、淺灰色泥巖次之，含水層主要為基巖風(fēng)化裂隙帶及2-2煤頂板燒變巖，地面調(diào)查共有10個(gè)泉水出露，其流量因地形地貌條件不同而變化較大，當(dāng)含水層分布范圍大，之上又有大面積風(fēng)積沙覆蓋時(shí)，泉水流量亦大，反之則小。其流量在0.0140.912L/s之間，故該段含水一般較弱。水化學(xué)類(lèi)型為HCO3CaNaMg及HCO3MgCaNa型水，礦化度0.3300.363g/l。3、延安組第三段分為風(fēng)化裂隙帶潛水及深部3-2煤頂板砂巖及4-3煤頂板砂巖（第三段底礫巖）承壓水。潛水含水層主要為基巖風(fēng)化裂隙帶含水層，風(fēng)化裂隙發(fā)育，部分鉆孔鉆進(jìn)該層時(shí)多發(fā)生漏水現(xiàn)象。地表出露泉點(diǎn)7個(gè)，流量0.0140.1861L/s，水量較貧乏。煤窯調(diào)查中3-3煤層頂板砂巖隨著向深部沿伸，其裂隙發(fā)育隨之減弱，總涌水量約為1060m3/d。水化學(xué)類(lèi)型以HCO3CaMg型水為主，HCO3CaNa型水次之，礦化度0.3560.829g/l。3-3煤頂板砂巖承壓水：頂板砂巖為3-3煤的直接充水含水層，厚520m，巖性為中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖，致密較堅(jiān)硬，裂隙極不發(fā)育，故含水層含水微弱。據(jù)煤窯調(diào)查，該層在頂板僅見(jiàn)滴水，局部可見(jiàn)淋水現(xiàn)象。礦坑總涌水量一般在1020m3/d。第三段底礫巖厚度315m。富水性也很微弱。4、延安組第二段遍布全區(qū)，巖性以中細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，一般厚度50m。含水層主要為4號(hào)煤組頂板砂巖（鄰谷區(qū)多為燒變巖）及5-1煤層頂板砂巖含水層。局部裂隙發(fā)育，鉆孔鉆進(jìn)至該段時(shí)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，地表出露泉點(diǎn)14個(gè)，流量0.0140.694L/s。根據(jù)井田外水文孔抽水資料可知：潛水含水層q=0.631.43L/sm，K=1.1730.35m/d；承壓含水層q=0.007L/sm，K=00.053m/d，水化學(xué)類(lèi)型為HCO3CaMg型水，礦化度0.3230.600g/l。5、延安組第一段廣布全區(qū)，主要含水層為主采5-2煤層頂板砂巖，一般厚1021m。巖性為灰白色中細(xì)粒砂巖?；鶐r裂隙帶較發(fā)育，地表出露泉點(diǎn)16個(gè)，流量0.0140.203 L/s，含水微弱。深部層間裂隙承壓水，據(jù)811水文孔抽水試驗(yàn)資料，s=15.80m，q=0.00018L/sm， K=0.00001m/d，為極弱富水含水層。水化學(xué)類(lèi)型為HCO3SO4Na型水，礦化度0.743g/l。6、燒變巖孔洞裂隙潛水主要分布在區(qū)內(nèi)各大溝谷的邊坡地段，煤層自燃后頂板塌落及后期風(fēng)化作用，裂隙孔洞發(fā)育的燒變巖帶，因其均在侵蝕基準(zhǔn)面以上，處于臨空狀態(tài)。根據(jù)磁法圈定成果，一般水平延伸較淺，且連片性小，故地下水多被疏干或水量很小。地面調(diào)查有6個(gè)泉水出露點(diǎn)，流量0.0140.102 L/s。水質(zhì)好，水化學(xué)類(lèi)型為HCO3CaMg型水，礦化度0.293g/l。（四）侏羅系下統(tǒng)富縣組砂巖裂隙含水層僅出露在勘探區(qū)東南部，據(jù)鉆孔資料統(tǒng)計(jì)，巖性為淺灰色砂巖和紫雜色泥巖不等厚互層，含水層為灰白色中厚層狀中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖及含礫粗粒砂巖，厚2530m。據(jù)臨區(qū)水文孔抽水資料，水量甚微，為弱富水含水層。水化學(xué)類(lèi)型為HCO3CaMgNa及HCO3ClCaNa型水，礦化度0.6960.748g/l。2.3.2 隔水層本區(qū)隔水層主要為第三系上新統(tǒng)靜樂(lè)組紅土隔水層，斷續(xù)出露于溝腦、分水嶺地段，厚度變化大，一般厚2060m，鉆孔揭露最大厚度為95.0m。巖性為淺紅色褐紅色粘土，亞粘土，夾多層白色鈣質(zhì)結(jié)核，底部常見(jiàn)一層12m厚的礫石層，多已膠結(jié)成礫巖。紅土裂隙中及礫巖中偶見(jiàn)泉水出露，泉水雖從紅土或礫巖中流出，實(shí)為黃土層潛水補(bǔ)給，單泉流量0.0140.062L/s。該層紅土致密堅(jiān)硬，孔隙裂隙均不發(fā)育，為區(qū)內(nèi)較好的隔水層。2.3.3 地下水補(bǔ)徑排條件（一）潛水河谷地段潛水的主要補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水，同時(shí)該處潛水還與地表水存在側(cè)向互補(bǔ)關(guān)系，一般枯水期潛水補(bǔ)給地表水，洪水期地表水補(bǔ)給潛水。本處潛水主要以潛流形式向河床排泄，局部地段在泥巖隔水層阻隔下以下降泉形式排泄，并在一級(jí)階地河漫灘低洼處形成濕地，此時(shí)蒸發(fā)也是一種排泄方式。河間梁峁區(qū)潛水，大氣降水是該潛水的唯一補(bǔ)給源，受到地貌、巖性及本區(qū)氣象條件等影響，大氣降水在黃土梁峁區(qū)不易大量滲入補(bǔ)給該潛水，只在雨季有少量降水不連續(xù)補(bǔ)給。由于受溝谷水系控制，徑流方向很不一致，總趨勢(shì)是從地勢(shì)較高的梁峁頂部及斜坡向溝源、谷坡邊岸、溝谷中心運(yùn)動(dòng)，在谷坡下部和底部以下降泉形式排泄。（二）承壓水區(qū)內(nèi)溝谷沿岸基巖裸露面積較大，基巖風(fēng)化裂隙發(fā)育，局部地段覆蓋松散層厚度很薄，這種條件為大氣降水、地表水和潛水順層補(bǔ)給承壓水創(chuàng)造了有利條件，井田內(nèi)承壓水主要以此種方式接受補(bǔ)給。徑流方向主要受地形地貌控制，在河谷間，淺層承壓水可由地勢(shì)較高的分水嶺部位向溝谷區(qū)運(yùn)移；在河谷區(qū)，承壓水總趨勢(shì)由北西向南東順層徑流。承壓水的排泄部分因承壓水頂板被溝谷切穿而形成水泉或排入潛水，部分沿隔水層或弱隔水層的透水“天窗”直接頂托補(bǔ)給潛水。3 礦井充水條件3.1 充水水源根據(jù)三道溝井田的地質(zhì)條件，對(duì)三道溝煤礦整個(gè)礦井而言，構(gòu)成其礦床充水的水源主要有大氣降水、地表水、小窯老空水、本礦老空水、頂板水、底板水以及其他的水源，以下逐一論述。（一）大氣降水三道溝煤礦地處西北內(nèi)陸的陜北高原，降雨量總體較小，其年平均降雨量約為474.6mm，主要集中在79月份，最大日降水量為136.3mm。從降雨量看，三道溝煤礦所在神府礦區(qū)降雨量并不大，但由于大氣降水在時(shí)間分布上的不均勻性和不確定性，當(dāng)雨季某個(gè)時(shí)間集中或長(zhǎng)時(shí)間降雨使得降雨量過(guò)大時(shí)，大氣降水會(huì)轉(zhuǎn)化成地表水，如補(bǔ)給地表河流、水庫(kù)等明水使其水位升高，或?qū)⒋竺娣e的降水匯流到地表山溝河谷中變成季節(jié)性河流水甚至形成洪水，以地表水的形式給礦井安全和生產(chǎn)帶來(lái)一定的威脅和影響。據(jù)小窯調(diào)查，礦井涌水量隨季節(jié)有不同的變化，其一般滯后半天至一天時(shí)間，故大氣降水為礦井充水的間接水源。由于降雨量和受降面積有限，大氣降水作為直接進(jìn)入礦井的充水水源其危害一般不大。但當(dāng)其轉(zhuǎn)化為地表洪水后，對(duì)于匯水面積大且降雨量大、降雨強(qiáng)度高的礦井危害相對(duì)較大。 （二）地表水區(qū)內(nèi)較大河流主要有3條，即沙梁川、大板兔川、陽(yáng)灣川。東部的沙梁川為井田東界，自北而南經(jīng)孤山川流入黃河，在區(qū)內(nèi)主要有苜蓿溝、紅石巖溝、涼水溝等支流；西部的大板兔川自北而南流經(jīng)井田西部，距井田南約30km處與悖牛川匯合經(jīng)窟野河流入黃河，在區(qū)內(nèi)主要有板墩溝、秦家溝等支流；南部的陽(yáng)灣川（又稱(chēng)三道溝）流向自西向東，在新廟村并入沙梁川，其主要支流有市溝川、熊洞溝、張明溝、開(kāi)峁溝等支流。以上這些河流除沙梁川為長(zhǎng)年流水外，其它為季節(jié)性河流。除以上河流外，三道溝井田內(nèi)無(wú)較大的水庫(kù)、池塘、積水潭等地表水體。由于井田內(nèi)只有一條常年性河流沙梁川且其位于礦井邊界，此外再無(wú)其他地表水體，因此由大氣降水的轉(zhuǎn)化而來(lái)地表水將是對(duì)三道溝煤礦威脅最大的地表水。三道溝礦井工業(yè)場(chǎng)地主要布置在涼水溝水系南坡，另有若干小場(chǎng)地布置在支流即一號(hào)、三號(hào)、四號(hào)和五號(hào)溝中，支流山溝匯水面積小，一般不會(huì)匯集流量較大的洪水，且場(chǎng)地均布置在支流尾部，可以按