礦井工作面水情水害分析報(bào)告

1、山西陽(yáng)煤集團(tuán)碾溝煤業(yè)有限公司2104工作面水情水害分析報(bào)告地測(cè)防治水中心2016年10月9日1.概況根據(jù)煤礦安全規(guī)程、煤礦防治水規(guī)定的相關(guān)要求，結(jié)合集團(tuán)公司和天譽(yù)公司防治水工作，碾溝煤業(yè)有限公司對(duì)2104工作面水情水害進(jìn)行分析。1.1.交通及位置山西陽(yáng)煤集團(tuán)碾溝煤業(yè)有限公司位于清徐縣清源鎮(zhèn)后窯村、碾底村、西溝村一帶，行政隸屬于清徐縣清源鎮(zhèn)管轄。其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)112°1506112°1957，北緯37°384337°4048。井田位于清徐縣清源鎮(zhèn)正西方向。307國(guó)道、大運(yùn)（太祁段）高速公路、太原至離石高速公路從井田外東部4.5km處經(jīng)過(guò)，礦區(qū)有清徐至古

2、交公路通過(guò)，礦區(qū)距307國(guó)道約6.5km，距清徐縣城約5km，交通較為便利。見(jiàn)圖1-1。圖1-1 交通位置圖1.2.工作面概況 2104工作面位于碾溝煤礦2#煤層一采區(qū)。走向長(zhǎng)度475m，傾斜長(zhǎng)度150m，面積71250。地面標(biāo)高11291190m，工作面標(biāo)高958978m。地表窯兒溝位于該工作面東北部，中部有火藥庫(kù)，地表基巖裸露、溝谷縱橫、構(gòu)造侵蝕，北部為砂土林地，局部可見(jiàn)黃土覆蓋，種植有葡萄樹(shù)。該工作面南部為大巷預(yù)留保護(hù)煤柱及采空區(qū)，東部為2103工作面（未掘），北部為碾底煤礦。2.地質(zhì)構(gòu)造2.1.井田區(qū)域構(gòu)造碾溝礦區(qū)位于太原西山煤田東部，區(qū)域上出露地層有奧陶系中統(tǒng)峰峰組與馬家溝組，石炭系

3、中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組，二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組，二疊系上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組，三疊系下統(tǒng)劉家溝組和第四系中上更新統(tǒng)。石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組為本區(qū)含煤巖系。礦區(qū)在大致走向北東，傾向北西的單斜上發(fā)育著系列平緩褶曲，以及北東和北東東向的正斷層。本礦區(qū)揭露及地表出露的地層有奧陶系中統(tǒng)峰峰組、石炭系中統(tǒng)本溪組、石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、二疊系下統(tǒng)下石盒子組、二疊系上統(tǒng)上石盒子組、新生界第四系中、上更新統(tǒng)。井田構(gòu)造形態(tài)受區(qū)域性構(gòu)造碾底斷層、碾底向斜、碾底背斜、黃嶺斷層的影響，井田構(gòu)造形態(tài)總體為走向NE，傾向NW的單斜，同時(shí)伴生有次一級(jí)褶曲，地層傾角5°12°

4、;，井田陷落柱較為發(fā)育。2.2.工作面地質(zhì)構(gòu)造（1）工作面揭露斷層3個(gè)和3個(gè)陷落柱，揭露構(gòu)造對(duì)2104工作面對(duì)回采有一定影響，本采區(qū)斷層斷距較大和陷落柱較發(fā)育。（2）2104工作面整體呈單斜構(gòu)造，工作面巷口低切巷高，局部范圍存在褶皺構(gòu)造。3.煤層3.1.可采煤層井田內(nèi)可采煤層為03號(hào)、2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、8號(hào)、9號(hào)煤層。3.2.主要可采煤層（1）03#煤層位于山西組中上部，為本區(qū)的主要可采煤層之一。上距K4砂巖11.0015.20m，平均12.00m。煤厚0.001.76m，平均0.93m，屬薄煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含01層夾石，為大部可采的較穩(wěn)定煤層。根據(jù)清交勘探區(qū)詳查報(bào)告，本煤層已被采空或破

5、壞，無(wú)利用價(jià)值。（2）2#煤層位于山西組中部，為本區(qū)的主要可采煤層之一。俗稱“大窯煤”，上距03號(hào)煤層7.0010.80m，平均9.00m。煤厚0.853.40m，平均2.38m，屬中厚煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含01層夾石。為全井田可采的穩(wěn)定煤層，頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為細(xì)砂巖。由于長(zhǎng)期的開(kāi)采，古空區(qū)范圍較大。（3）4#煤層位于山西組中部，俗稱“二夾煤”，上距2號(hào)煤層11.0023.00m，平均18.20m。煤厚0.692.97m，平均1.63m，屬中厚煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含02層夾石。為大部可采的穩(wěn)定煤層，頂板為砂質(zhì)泥巖或細(xì)砂巖，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖。（4）5#煤層位于山西組中下部，上距4號(hào)煤層4.971

6、0.23m，平均7.62m。煤厚0.402.50m，平均1.54m，屬中厚煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含01層夾石。為井田內(nèi)大部可采的穩(wěn)定煤層，頂板為砂質(zhì)泥巖或細(xì)砂巖，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖。（5）6#煤層位于太原組上部。上距L5灰?guī)r1.203.20m，平均1.91m。煤厚0.282.28m，平均1.57m，屬中厚煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含0-3層夾矸，為井田內(nèi)大部可采的穩(wěn)定煤層。頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖。底板為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。（6）8（8+9）#煤層位于太原組中下部，為本區(qū)的主要可采煤層之一。俗稱“中帶”，上距6號(hào)煤層32.2045.90m，平均36.37m。煤厚1.406.20m，平均3.64m，屬厚煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)

7、雜，含04層夾石，為井田內(nèi)可采的穩(wěn)定煤層，頂板為炭質(zhì)泥巖、粉砂巖，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖。（7）9#煤層9號(hào)煤層：位于太原組下部，為井田的又一可采煤層。俗稱“四尺”，上距8號(hào)煤層010.90m，平均5.87m。煤厚0.976.81m，平均2.99m，屬中厚煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含01層夾石。為井田內(nèi)可采的穩(wěn)定煤層，頂板為泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖。3.3工作面煤層1、本工作面煤層總體為一單斜構(gòu)造，工作面整體比較平穩(wěn)開(kāi)闊。煤層傾角最大8°，最小2°，平均傾角5°。本工作面在掘進(jìn)過(guò)程中揭露斷層5個(gè)，揭露構(gòu)造對(duì)2104工作面對(duì)回采有一定影響，本采區(qū)小斷距斷層和小型陷落柱較發(fā)育。2、2

8、104綜采工作面上距03號(hào)煤層7.0010.80m，平均9.00m。煤厚0.853.40m，平均2.38m，屬中厚煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含01層夾石。為全井田可采的穩(wěn)定煤層，頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為細(xì)砂巖。由于長(zhǎng)期的開(kāi)采，2號(hào)煤層古空區(qū)范圍較大，本煤層西部已被采空。4.礦井水文地質(zhì)4.1區(qū)域水文地質(zhì)4.1.1.巖溶地下水系統(tǒng)及邊界條件水文地質(zhì)單元系統(tǒng)清交礦區(qū)所屬水文地質(zhì)單元為晉祠泉域。晉祠巖溶水系統(tǒng)位于山西省中部，呂梁山東麓，太原市西側(cè)，東南臨太原一晉中盆地，跨太原南北郊區(qū)、婁煩、清徐、交城和古交等縣市，區(qū)內(nèi)包含有西山煤田下屬的各個(gè)礦區(qū)。西山巖溶水系統(tǒng)南北長(zhǎng)約80km，東西寬約65km。晉祠泉出露于交

9、城清徐大斷裂北端，巖溶水系統(tǒng)地貌形態(tài)較為復(fù)雜，地表溝壑縱橫，山巒起伏，地形切割劇烈。巖溶水系統(tǒng)地貌的類型主要為構(gòu)造切割地貌和流水堆積地貌。本區(qū)分水嶺東西部的石炭一二疊系砂巖區(qū)及部分二疊系砂巖區(qū)都是剝蝕為主的中低山區(qū)，地貌特征為大部分山體基巖裸露，切割劇烈，山頭及山梁殘留少量黃土與紅土，清交丘陵區(qū)黃土殘留較厚，最厚達(dá)150m。區(qū)內(nèi)為流水堆積地貌，有洪積扇、山間谷地等。晉祠泉域由難老泉、圣母泉、善利泉組成，上世紀(jì)50年代，泉口若懸河出露標(biāo)高為802.59805m，該泉最大流量為2.06m3/s（1957年），最小流量1.81m3/s(1954年)。自上世紀(jì)60年代，特別是80年代以來(lái)，泉水流量年減

10、少，至1994年4月30日斷流。邊界條件系統(tǒng)的四周邊界為：北部邊界：古交市與靜樂(lè)縣的行政分界線。東部邊界：沿柳林河與獅子河的分水嶺向南至王封村，折向三給村，沿汾河至汾河二壩。南部邊界：從汾河二壩經(jīng)清徐縣西高白沿古交市與交城縣的行政分界線至郭家梁村。西部邊界：沿婁煩縣、古交市、靜樂(lè)縣的交界處往南經(jīng)牛頭山、羅家曲村、白家灘村、康莊村至郭家梁村。綜上所述，泉域面積2049.6km2，其中裸露可溶巖面積436km2，包括后山徑流補(bǔ)給區(qū)、前山徑流排泄區(qū)及沖積平原區(qū)。山丘區(qū)面積1791km2，平原區(qū)面積259km2。主要為太原市的古交市、清徐縣、原南郊區(qū)所轄范圍，見(jiàn)圖4-1。圖4-1晉祠泉巖溶地下水系統(tǒng)略

11、圖補(bǔ)給、徑流和排泄特征補(bǔ)給區(qū)西山巖溶水系統(tǒng)的補(bǔ)給主要來(lái)自兩大部分，一部分來(lái)自汾河北部大面積的灰?guī)r裸露區(qū)和西部邊界條帶狀灰?guī)r裸露區(qū)，另一部分來(lái)自河流滲漏，河流滲漏又分為汾河主河道常年滲漏補(bǔ)給和季節(jié)性河流的滲漏補(bǔ)給。另外區(qū)內(nèi)存在的“構(gòu)造天窗”以及風(fēng)化嚴(yán)重、裂隙發(fā)育的巖層區(qū)域也能夠進(jìn)行補(bǔ)給，但補(bǔ)給量相對(duì)上述兩大部分而言占補(bǔ)給總量比重較少。北部灰?guī)r裸露區(qū)的補(bǔ)給入滲率比較大，接受大氣降水的能力較強(qiáng)，根據(jù)趙永貴的資料，主要含水巖組裸露區(qū)，其裂隙、斷裂密集及巖溶發(fā)育，實(shí)際入滲率大于0.37；碳酸鹽巖裸露，其裂隙較發(fā)育，實(shí)際入滲率在0.30.37之間；灰?guī)r上覆黃土或其它隔水巖組，入滲率小于0.30。汾河段滲漏

12、區(qū)，汾河流經(jīng)太原西山段在鎮(zhèn)城底以上和六家河以下切割含水層，為汾河對(duì)西山巖溶水系統(tǒng)補(bǔ)給段。根據(jù)資料不同水文年的汾河滲漏總量分別為:豐水年汾河滲漏總量9.58m3/s，偏豐水年6.69m3/s，平水年1.84m3/s偏枯水年0.26m3/s枯水年0.13m3/s。徑流區(qū)西山巖溶水系統(tǒng)徑流區(qū)北起鎮(zhèn)城底、古交和東曲一帶，南到西山山前。區(qū)域構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，西半部為深大的馬蘭向斜，在向斜軸部地帶，奧陶系巖層頂板埋深由北向南可達(dá)5001500m，沿向斜軸向南延伸在向斜軸中南部東西兩側(cè)較大范圍內(nèi)，根據(jù)水溫、同位素等方法測(cè)定為相對(duì)滯流帶或滯流帶。排泄區(qū)西山巖溶水系統(tǒng)排泄區(qū)主要是西山山前張扭性斷裂帶，其次是河床溢出

13、帶。西山山前斷裂帶延伸長(zhǎng)，寬度大，裂隙巖溶發(fā)育，是西山巖溶水系統(tǒng)的主要排泄帶，晉祠泉，平泉等只是巖溶水排泄相對(duì)集中的一個(gè)排泄點(diǎn)。從三給到覃村60km左右的邊山斷裂帶上，當(dāng)西側(cè)的奧陶紀(jì)灰?guī)r含水層和盆地一側(cè)的新生界接觸時(shí)提供有利的側(cè)排條件，為一級(jí)排泄邊界;當(dāng)斷裂西側(cè)的灰?guī)r和新生界接觸厚度較小，或者為間接接觸，側(cè)排條件較差，為二級(jí)邊界。不難發(fā)現(xiàn)上蘭村至西銘段、晉祠段、清徐至交城段奧陶系灰?guī)r能夠直接與盆地松散沉積物直接接觸，應(yīng)該屬于一級(jí)排泄邊界，雖然上蘭村以南土堂斷裂處灰?guī)r與盆地松散沉積物直接接觸，但其屬于蘭村泉域，故將土堂斷裂劃分為二級(jí)邊界。為粗略估計(jì)西山巖溶水在邊山帶的潛流側(cè)排量，用達(dá)西定律進(jìn)行計(jì)

14、算，假定條件較好的排泄帶垂向上的寬度約300m，沿邊山延伸50km，取滲透系數(shù)7m/d，水力梯度3，其潛流量為3.6m3/s ，流量分配為西銘段占30%，晉祠段40%，清徐段30%；另外在西山汾河中，下槐一蘭村地段汾河切割灰?guī)r，在河床有多處巖溶水溢出，該段溢出量可達(dá)0.81.0m3/s。圖3-3為晉祠泉域水文地質(zhì)剖面圖，顯示了晉祠泉的徑流方式，地下水所賦存的地質(zhì)體以及排泄方式。圖3-3晉祠泉域水文地質(zhì)剖面圖4.1.2.含水層含水層組是以地下水、含水介質(zhì)及其賦存特征和水動(dòng)力條件來(lái)劃分。碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層組該含水層組廣泛出露于區(qū)域北部，沿邊山斷裂帶、晉祠一帶，以及南部的交城覃村有小面積出露，

15、厚度440550m，劃分為下馬家溝組（O2x）、上馬家溝組（O2s）和峰峰組（O2f）。本含水層組與區(qū)域水文地質(zhì)聯(lián)系最為密切，主要是上馬家溝組和峰峰組。奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組厚250m左右，以石灰?guī)r為主，次為泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，間夾石膏層。峰峰組厚130m左右，上部為厚層石灰?guī)r，中下部夾泥灰?guī)r，角礫狀泥灰?guī)r及石膏層。本含水層組含水性好，沿邊山斷裂帶分布有東部的晉祠泉，泉口標(biāo)高803.7-806.53m。往西南為清徐平泉自流井群，水位標(biāo)高797.01-801.26m，初始總流量曾達(dá)1.037m3/s。再往西南為交城覃村井群，水位標(biāo)高784m左右，單井日出水量可達(dá)3000m3/h ,

16、富水帶和巖溶發(fā)育帶為邊山斷裂和東北部淺埋藏區(qū)。分布于邊山斷裂帶附近的水文鉆孔抽水資料均表明，斷裂帶附近含水層富水性強(qiáng)，水位標(biāo)高780m-810m，奧灰水流向沿?cái)嗔褞в蓶|北往西南。距邊山6km多的碾底村J5號(hào)水文孔，峰峰組與上馬家溝組混合水位標(biāo)高919.24m。遠(yuǎn)離斷裂帶的S17、S31、J4、J5、615等水文孔奧灰標(biāo)高900m-920m，單位涌水量0.00017-0.061L/s.m，可知遠(yuǎn)離斷裂帶的奧灰?guī)r溶不發(fā)育，區(qū)域奧灰水位由北向南。據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量0.00014-69.471/s.m，滲透系數(shù)3.28-49.04m/d，礦化度0.218-2.292g/l，PH值7.3-8.2

17、。水質(zhì)類型為HCO3-·SO42-Ca2+·Mg2+型。據(jù)1972年太原市地?zé)崴詹橘Y料，清徐上固驛東馬嶺一帶峰峰組水溫20.525，屬溫水；覃村17.1919.5，屬冷水區(qū)域。砂巖類裂隙含水層組石炭系上統(tǒng)太原組砂巖類夾碳酸鹽巖類裂隙巖溶含水層組本含水層組由L1、L2、L4、L5四層石灰?guī)r組成，含灰?guī)r層段厚3040m?；?guī)r中以K2最厚，質(zhì)純，是本含水層組的最主要含水層；L1多為泥灰?guī)r，L4為石灰?guī)r，L5多為泥灰?guī)r。同奧陶系一樣，本含水層的巖溶發(fā)育帶和強(qiáng)富水帶，也是沿邊山斷裂帶展布，其范圍基本同于奧陶系。位于邊山斷裂帶的鉆孔，自東向西南如404孔、357孔、627孔，巖溶發(fā)育

18、，單位涌水量1.3-11.18L/s.m，滲透系數(shù)18.15-86.57m/d。而離邊山斷裂帶500m的541號(hào)孔，單位涌水量明顯減少，為0.0492L/s.m，滲透系數(shù)0.71m/d。再離斷裂帶遠(yuǎn)一些的鉆孔，單位涌水量為0.00029-0.0248L/s.m，滲透系數(shù)0.0023-0.208m/d。在平原至西梁泉嶺一帶形成自流。本含水層組水流方向在邊山強(qiáng)富水帶中基本是自東北向西南，標(biāo)高798.60-789.40m，坡度平緩，平均每平方公里增加25mg/l，總硬度為24.44-46.76德國(guó)度，水質(zhì)類型為SO42-· HCO3-Ca2+·Na+型。二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含

19、水層組本含水層組砂巖巖性一般為含礫中、粗砂巖，據(jù)541號(hào)鉆孔資料，單位涌水量0.0051L/s.m，滲透系數(shù)0.04m/d，礦化度0.579g/l，總硬度17.55德國(guó)度，水質(zhì)類型為HCO3-·SO42-Na+·Ca2+型。二疊系下統(tǒng)下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層組本含水層有多層砂巖，出露面積較大，絕大部分處于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，故只形成透水層，在風(fēng)化殼裂隙帶，鉆孔沖洗液經(jīng)此層大量漏失；埋藏于侵蝕基準(zhǔn)面以下的部分在淺部可形成風(fēng)化帶潛水，在深部為承壓水。其富水性取決于構(gòu)造條件，一般本組富水性弱，僅在邊山斷裂帶有所增強(qiáng)。在白石溝邊山大斷層下盤的下石盒子組地層底部有泉出

20、露，流量30L/s左右。另外西梁泉附近分布有十余條垂直一邊山的坎兒井，開(kāi)采斷裂帶內(nèi)的本含水層組的水，每條出水量10-20L/s，遠(yuǎn)離邊山富水性變?nèi)?。下石盒子組單位涌水量約0.000245-0.00176L/s.m，滲透系數(shù)0.00793m/d。松散巖類孔隙含水層組上第三系上新統(tǒng)孔隙含水層組含水層主要為其底部的半膠結(jié)狀礫石層，厚度不穩(wěn)定，溝谷中多見(jiàn)有小泉水出露，泉流量一般為0.001-0.1L/s，富水性弱。第四系中上更新及全新統(tǒng)孔隙含水層組區(qū)內(nèi)零星分布，可作為含水層的為大溝中的窄條帶沖積物及邊山洪積扇屬，巖性為砂、卵、礫石及表層覆蓋土層，厚度變化大，一般在靠近邊山斷裂帶附近為10-30m，而山

21、區(qū)河谷沖積層一般小于10m，含水潛水。位于磁窯溝口的SK6孔，單位涌水量0.677L/s.m，滲透系數(shù)3.62m/d，分布于邊山洪積扇群的淺井日出水量一般500-1000m3。4.1.3.地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件碳酸鹽巖類巖溶裂隙水區(qū)域奧陶系巖溶水屬晉祠泉域，奧陶灰?guī)r在出露區(qū)接受大氣降水和河流水補(bǔ)給后，從西北向東南的邊山斷裂帶匯集、排泄。礦區(qū)內(nèi)有人工開(kāi)采奧陶系巖溶水，近年來(lái)隨著用水量的增多開(kāi)采量加大。碎屑巖類裂隙水主要在裸露區(qū)接受大氣降水和河流（包括季節(jié)性河流）水的補(bǔ)給，其淺層水受地形和地層產(chǎn)狀控制，大部分以侵蝕下降泉的形式排出地表，其特點(diǎn)是徑流途徑短，無(wú)統(tǒng)一水位。深部承壓水主要受地質(zhì)構(gòu)造

22、控制，裸露區(qū)接受補(bǔ)給后沿巖層傾向形成徑流，達(dá)到一定深度后，地下不徑流變緩，甚至停滯。各含水層間水力聯(lián)系較弱，主要排泄途徑是生產(chǎn)礦井的礦坑排水。松散巖類孔隙水松散巖類孔隙水主要接受大氣降水補(bǔ)給，全新統(tǒng)含水層以接受河流水補(bǔ)給為主，徑流途徑較短，一般在溝谷中形成小泉水，與地表水關(guān)系密切，互為補(bǔ)排關(guān)系。另外，人工開(kāi)采也是其主要排泄途徑之一。4.1.4.隔水層奧陶系的隔水層上馬家溝組下段及峰峰組下段以角礫狀泥灰?guī)r石膏為主的膏鹽帶，為相對(duì)隔水層。其上、下含水層間，尤其峰峰組上段與上馬家溝組上段含水層間，隔水性能良好，本地區(qū)多數(shù)情況下峰峰組水位高于上馬家溝組水位。峰峰組與9號(hào)煤間隔水層峰峰組與9號(hào)煤間隔有6

23、0-90m的粘土巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂巖等，基本不含水，為較為可靠的隔水層。山西組、石盒子組各砂巖之間以及和太原組之間隔水層山西組、石盒子組各砂巖之間以及太原組之間都存在泥質(zhì)巖類隔水層，正常情況下互不聯(lián)通，水位不一。其層位越高水位亦高，反之水位亦低。隔水層的隔水條件上述各隔水層，在正常情況下都能起到相對(duì)隔水作用，使上、下含水層互不串通。但較大的斷層破碎帶以及煤層采動(dòng)裂隙帶，可不同程度地破壞隔水層的隔水性能，使上、下含水層串通，還可為地表水補(bǔ)給地下水創(chuàng)造有利條件。4.1.5.井田在巖溶水系統(tǒng)所處的位置所處位置的地質(zhì)意義清徐處于位于晉祠泉群南部，碾溝井田位于其東部。南部東西向構(gòu)造:在產(chǎn)生喬家山隆起

24、的同時(shí)，南部出現(xiàn)了輕微的交城隆起，限制了馬蘭向斜的南延。于云夢(mèng)山以東產(chǎn)生近東西向的方山口市兒口向斜，與馬蘭向斜軸線成“丁”字形。軸部為石盒子組，兩翼傾角5-8度，云夢(mèng)山西南的沙坡向斜亦呈近東西向展布。區(qū)域中南部主要為一套二疊系陸相碎屑沉積，構(gòu)成廣泛的層間孔隙水分布；北部及西北部在面積出露的碳酸鹽巖，又為巖溶水的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)；而一系列褶皺帶構(gòu)成的新生代盆地，由于地表堆積了厚度不等的松散沉積物，以為孔隙水的分布創(chuàng)造了條件。所處位置控水構(gòu)造碾溝煤業(yè)處于碾底斷層以東，井田構(gòu)造形態(tài)受區(qū)域性構(gòu)造碾底斷層、碾底向斜、碾底背斜、黃嶺斷層的影響，其地層總體走向與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，即北東向，在此基礎(chǔ)上發(fā)育

25、有垂直于區(qū)域構(gòu)造方向的次一級(jí)褶曲構(gòu)造，井田內(nèi)褶曲構(gòu)造不甚發(fā)育，僅發(fā)育次級(jí)褶曲及更次一級(jí)的波狀起伏。對(duì)地下水的徑流起控制作用，形成順地層流向時(shí)徑流較強(qiáng)，逆地層流向時(shí)基本處于滯留狀態(tài)。S1背斜，以NW向貫穿井田西南部，兩翼傾角基本對(duì)稱，為9°左右，已被井下采掘工程所控制。S2向斜，位于井田東北部，軸向NW，與S1背斜呈現(xiàn)平行展布，兩翼傾角基本對(duì)稱，為7°左右，已被井下采掘工程所控制。S3向斜：位于井田東部，為澗溝向斜和后窯背斜的西部末端，軸向北東，兩翼傾角5°左右，沿NE75°方向向北東井入南峪井田。4.2.礦井充水條件4.2.1.充水水源本井田生產(chǎn)范圍目前

26、位于井田的東部，將來(lái)將延伸至井田西部煤層深埋區(qū)，根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件及開(kāi)采工藝，本井田可采煤層直接充水水源為頂板山西組砂巖裂隙含水層水、太原組巖溶裂隙含水層水、底板奧灰?guī)r溶裂隙含水層水、采空區(qū)積水，間接充水水源為二疊系上、下石盒組砂巖裂隙含水層水、第四系砂、礫孔隙含水層、大氣降水和地表水。現(xiàn)自上而下分述如下：大氣降水及地表水由于井田內(nèi)各地層出露特點(diǎn)，大氣降水是井田內(nèi)含水層的重要補(bǔ)給來(lái)源，可通過(guò)受其補(bǔ)給的含水層間接進(jìn)入礦井，增加礦井涌水量。井田內(nèi)煤層埋深較淺，頂板以上巖層風(fēng)化裂隙發(fā)育，礦井涌水量與降水量關(guān)系密切，且礦井涌水量具有明顯的季節(jié)性，礦井涌水量隨季節(jié)發(fā)生周期性變化，與大氣降雨具有季節(jié)性變

27、化的特點(diǎn)一致，涌水量高峰時(shí)間略滯后于降雨量高峰時(shí)間。目前井田生產(chǎn)范圍進(jìn)入西南部深埋區(qū)，大氣降水主要以增加淺部采空區(qū)積水及補(bǔ)給地下含水層的方式間接增加礦井涌水量。井田內(nèi)平均降水量為250-500mm，由于地形坡度較陡，植被不發(fā)育，地形有利于自然排水，入滲補(bǔ)給地下水條件差，只在基巖露頭的溝谷中有少量的入滲。區(qū)內(nèi)地表水屬汾河水系，井田內(nèi)沒(méi)有常年性河流，較大溝谷均為季節(jié)性水流，平時(shí)斷續(xù)有水或干涸，雨季流量增加，地表水對(duì)含水層的補(bǔ)給有限。頂板含水層水第四系砂、礫孔隙含水層：井田內(nèi)第四系分布零散，其中可視作含水層的為較大溝谷中窄條帶沖積物，厚度小于10m，含潛水。根據(jù)清徐詳查勘探時(shí)抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量

28、0.632L/sm，滲透系數(shù)3.58m/d，富水性中等。二疊系上、下石盒子組砂巖裂隙含水層：本組含水層一般由數(shù)層中粗粒砂巖組成，其間多隔以泥巖、砂質(zhì)泥巖等，出露面積廣大，但相當(dāng)大一部分處于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，形成透水層。據(jù)清徐詳查勘探時(shí)抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量為0.0002170.00134L/sm，滲透系數(shù)0.00785m/d，水量較小，富水性弱。二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層：本組主要含水層為中粗粒砂巖，據(jù)清徐詳查勘探抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量0.0042L/sm，滲透系數(shù)0.032m/d，據(jù)N-1號(hào)水文孔山西組抽水資料，單位涌水量0.0053 L/sm，滲透系數(shù)0.0270m/d，富水性較

29、差。石炭系上統(tǒng)太原組砂巖、灰?guī)r巖溶裂隙含水層：為井田內(nèi)主要含水層之一。由L1、K2、L4、L5四層石灰?guī)r組成。據(jù)N-1號(hào)鉆孔太原組抽水資料，單位涌水量0.0054L/sm，滲透系數(shù)0.0285m/d，富水性弱?？傮w而言，井田內(nèi)的各含水層富水性弱-中等，可增加礦井涌水量，但對(duì)礦井威脅程度低，但不排除存在局部強(qiáng)富水區(qū)域的可能，在強(qiáng)富水塊段可對(duì)礦井生產(chǎn)安全造成威脅，尤其在巖溶陷落柱發(fā)育塊段，需預(yù)防頂板潰水。底板承壓含水層水本井田煤層底板承壓含水層水為奧灰?guī)r溶裂隙含水層水，其主要富水層段為峰峰組二段、上馬家溝組二段、下馬家溝組二段。根據(jù)井田內(nèi)及周邊水文孔資料，奧灰富水性不均，差異較大。井田內(nèi)4號(hào)及以下

30、煤層各煤層均存在帶壓開(kāi)采區(qū)，在斷裂構(gòu)造、巖溶陷落柱發(fā)育塊段及存在奧灰原始導(dǎo)升塊段，具有底板奧灰水涌水可能。該含水層水為礦井潛在的直接充水水源。采空區(qū)積水本區(qū)煤炭開(kāi)采歷史悠久，開(kāi)采強(qiáng)度大，古窯和小窯采空區(qū)都不同程度的留有一定量的積水，周邊小窯技術(shù)力量較為薄弱，加上采掘圖紙不全，以致于積水面積，積水量無(wú)法計(jì)算，能夠保存下來(lái)和能利用的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料可靠性低，對(duì)礦井的安全生產(chǎn)有一定的威脅。因此，本礦井為充水性弱的礦井，其主要水患為采空區(qū)積水。隨著今后采煤工藝的提高，采空范圍的增大，將會(huì)出現(xiàn)地層塌陷、地面出現(xiàn)裂縫，從而溝通地面水、各含水層和井下的通道，而使礦井涌水有所增加。開(kāi)采下部煤層時(shí)，上部煤層古

31、空區(qū)積水對(duì)其開(kāi)采有較大的影響，應(yīng)注意水害的防治。陽(yáng)煤集團(tuán)碾溝煤業(yè)有限公司是由原清徐縣平口煤礦,西溝煤礦、碾溝煤礦及洛池渠煤礦進(jìn)行整合而成，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬(wàn)噸/年。2010年3月至4月，按照山西省煤炭工業(yè)廳晉煤規(guī)發(fā)2010177號(hào)文件要求，山西陽(yáng)煤集團(tuán)碾溝煤業(yè)有限公司與山西省煤炭地質(zhì)148勘查院對(duì)該礦井下采（古）空區(qū)積水、積氣及火區(qū)等情況進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)查，調(diào)查情況如下：本井田內(nèi)采（古）空區(qū)的確定I2號(hào)煤層已大部分采空，采空范圍大部分是由陽(yáng)泉新宇巖土工程有限責(zé)任公司地測(cè)隊(duì)井下實(shí)測(cè)確定，其余是由礦方原井下人員根據(jù)回憶或原地質(zhì)報(bào)告內(nèi)引用的采掘圖推斷確定。II4、5、6、8、9號(hào)煤層在井田中東部存在

32、古空區(qū)，古空區(qū)范圍根據(jù)原清交詳查報(bào)告確定。III平口煤礦開(kāi)采8（8+9）號(hào)煤層，在井田東部存在新采空區(qū)，新采空區(qū)范圍由煤礦實(shí)測(cè)確定。IV根據(jù)對(duì)周邊生產(chǎn)礦井的調(diào)查，在井田邊界附近存在2號(hào)及8號(hào)煤層的采（古）空區(qū)。本井田內(nèi)采（古）空區(qū)積水的確定I井田內(nèi)2、4、5號(hào)煤層的直接充水含水層是山西組砂巖裂隙含水層，間接充水含水層為下石盒子組砂巖裂隙含水層，太原組巖溶裂隙含水巖浮層和奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶含水層，6、8（8+9）、9#煤層有直接充水含水層為太原組灰?guī)r裂隙含水層，間接充水層為其頂、底板都會(huì)慢慢滲透，形成一定范圍的積水，這是該礦采（古）空積水的主要來(lái)源。II根據(jù)礦方提供的資料，原平口煤礦當(dāng)時(shí)開(kāi)采時(shí)，

33、井下涌水量小，正常涌水量為260m3/d，最大為15 m3/h。礦井均采用水泵排水，井下建有多處水倉(cāng)及排水渠道，備有80D-30×9水泵多臺(tái)，單臺(tái)排水能力為23 m3/h。III2號(hào)煤層由于開(kāi)采時(shí)間較早，且各煤礦停產(chǎn)多年，采空區(qū)內(nèi)可能存在較大的積水量；4、5、6、8（8+9）、9號(hào)煤層的古空區(qū)以及邊界外鄰礦的采（古）空區(qū)都可能存在較大的積水量，在煤層開(kāi)采時(shí)可能會(huì)形成水害隱患，一定要嚴(yán)加防范。8（8+9）號(hào)煤層由于開(kāi)采時(shí)間短，采空區(qū)內(nèi)存在積水現(xiàn)象，經(jīng)與礦方技術(shù)人員共同調(diào)查，現(xiàn)采用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)井田內(nèi)各煤層采空區(qū)積水量預(yù)測(cè)如下：WK·M·FW預(yù)測(cè)采空區(qū)積水量，萬(wàn)m3K采空

34、區(qū)積水系數(shù)（取0.1-1）M煤層采厚,mF采空區(qū)積水面積，(m2)預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3-12：表3-12采空區(qū)積水量預(yù)測(cè)表煤層號(hào)古空區(qū)采空區(qū)積水面積（）積水量（萬(wàn)m³）積水面積（）積水量（萬(wàn)m³）合計(jì)（萬(wàn)m³）2222300020.22931945002.022822.25214297100034.939034.93905463800068.642468.64246454100059.578059.578084509008.291288.291289267300045.761845.7618合計(jì)（萬(wàn)m³）239.46458上述積水量預(yù)測(cè)結(jié)果未考慮鄰界煤礦采（古

35、）空區(qū)與井田內(nèi)采（古）空區(qū)的連通，實(shí)際積水量應(yīng)大于239.5萬(wàn)m3。由于上部03號(hào)煤層開(kāi)采歷史較久，積水范圍和積水量沒(méi)有查明。4.2.2.充水通道煤層及其附近雖然有水存在，但只有通過(guò)某種通道，它們才能進(jìn)入采煤巷道形成礦井涌水，充水通道可以根據(jù)形成因素分為自然通道及人工通道。地層裂隙及空隙帶、巖溶陷落柱、斷層等屬于自然通道；煤層采后頂板冒裂帶、底板破裂、及封閉不良鉆孔等屬于人工通道。斷層的導(dǎo)水性井田內(nèi)主要構(gòu)造為地層總體走向與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，即北東向。井田東部原平口煤礦，斷層較少，僅在北部邊沿發(fā)育有明窯溝斷層。斷層傾向SE，傾角80°，落差一般為315m，斷層上、下盤地層均為上石

36、盒子組下段，地面斷點(diǎn)清晰，對(duì)井田煤層破壞不大。碾底斷層：為區(qū)域性構(gòu)造，正斷層，走向北東向，傾向北西，傾角75°左右，落差5-50m，沿井田北部穿過(guò)，將井田劃分為南、北兩個(gè)部分。距離2104工作面北部90m。斷層對(duì)礦床充水的影響程度取決于斷層的性質(zhì)、規(guī)模、密度及其所切割巖層的巖性。由于斷層是非均質(zhì)體，其導(dǎo)水性在不同部位有很大差異，即同一斷層在不同地段其導(dǎo)水性也有很大差異。區(qū)內(nèi)較大型斷層分布于井田北部。陷落柱據(jù)礦井生產(chǎn)資料，井田東部的陷落柱發(fā)育，共有大小陷落柱74個(gè)，直徑大者上百米，小則數(shù)米。陷落柱面積率經(jīng)測(cè)算為2.7%，據(jù)地表及井下資料，陷落柱內(nèi)巖石成碎塊狀，壓密度很高，孔隙度較小，富

37、水性均較差，就陷落柱本身不會(huì)對(duì)開(kāi)采造成很大的影響，但在開(kāi)采深部煤層時(shí)，可能會(huì)成為充水通道。以下為2104掘進(jìn)工作面過(guò)構(gòu)造情況表表4-1。0表4-1山西陽(yáng)煤集團(tuán)碾溝煤業(yè)有限公司2104掘進(jìn)工作面過(guò)構(gòu)造情況表序號(hào)巷道名稱具體位置構(gòu)造分類構(gòu)造參數(shù)過(guò)構(gòu)造起始時(shí)間走向傾向傾角斷距（m）12#煤回風(fēng)巷E56測(cè)點(diǎn)以東 北幫19.5m、南幫22.5m開(kāi)始X93陷落柱長(zhǎng)軸18.0m、短軸10m2016.2.242016.2.29E56測(cè)點(diǎn)以東 北幫39.0m、南幫39.0m結(jié)束22104回風(fēng)巷E78測(cè)點(diǎn)以北 西幫5.4米開(kāi)始，X94陷落柱長(zhǎng)軸36.0m、短軸20m2016.1.272016.1.28E78測(cè)點(diǎn)以

38、北 西幫54.8m、東幫33.8m結(jié)束32104進(jìn)風(fēng)巷E61測(cè)點(diǎn)以北 西幫21m、東幫22.3mF70正斷層N66°ESE60°2.02016.3.112015.2.1242104進(jìn)風(fēng)巷E65測(cè)點(diǎn)以北 西幫45m、東幫44.5mF95正斷層N78°ES60°4.82016.3.2152104進(jìn)風(fēng)巷E65測(cè)點(diǎn)以北 西幫35m。東幫35.5mF94正斷層N70°ES70°0.62016.3.212015.3.2262104切巷E73測(cè)點(diǎn)以東36m北幫、40.5m南幫開(kāi)始X96陷落柱長(zhǎng)軸33.5m、短軸20m2016.4.42016.5.1

39、0E73測(cè)點(diǎn)以東64m北幫、68m南幫結(jié)束72104回風(fēng)E84測(cè)點(diǎn)以北31m西幫、32m東幫開(kāi)始X95陷落柱長(zhǎng)軸22.5m、短軸19.5m2016.4.22016.5.10E88測(cè)點(diǎn)以北21m西幫、22m東幫結(jié)束82104回風(fēng)E96測(cè)點(diǎn)以北51.7m東幫、52.0m西幫F96正斷層N87°ENE42°1.22016.5.172015.5.1892104回風(fēng)E100測(cè)點(diǎn)以北38m東幫 垂直巷道F97正斷層N81°ES45°0.92016.5.282015.5.29制 表：趙強(qiáng)審 核：閆左峰封閉不良的鉆孔封閉不良鉆孔是典型的人類活動(dòng)所留下的點(diǎn)狀垂向?qū)ǖ溃?/p>

40、該類導(dǎo)水通道的隱蔽性強(qiáng)，垂向?qū)畷惩ǎ粌H使垂向上不同層位的含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系，而且當(dāng)井下采礦活動(dòng)揭露或接近鉆孔時(shí)，產(chǎn)生突發(fā)性的突水事故。由于封閉不良鉆孔在垂向上串通了多個(gè)含水層，所以一旦發(fā)生該類導(dǎo)水通道的突水事故，不僅突水初期水量大，而且有比較穩(wěn)定的補(bǔ)給量。在煤田勘探及礦井生產(chǎn)過(guò)程施工了一些鉆孔，在施工后鉆孔得到了封閉，但部分鉆孔由于技術(shù)設(shè)備、材料質(zhì)量、施工條件、技術(shù)和生產(chǎn)需求及歷史背景等原因，未封孔或封孔質(zhì)量較差，在進(jìn)行礦井設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)，容易引起突水事故。井田內(nèi)有15個(gè)鉆孔，其中7個(gè)由陽(yáng)泉新宇巖土工程有限責(zé)任公司于2010年施工，另外8個(gè)由原山西煤田地質(zhì)勘探148隊(duì)在1978年-198

41、2年清交礦區(qū)進(jìn)行詳查勘探時(shí)施工，由于當(dāng)時(shí)的施工技術(shù)較低及封孔材料較差，存在封閉不良鉆孔。本井田內(nèi)的鉆孔情況見(jiàn)下表所示：表4-2井田鉆孔一覽表序號(hào)鉆孔號(hào)XYZ孔深1N-14171971.1719615067.69963.26706.362N-54171333.0619612911.321116.04328.723N-64170596.4819611799.061034.65282.224N-74170144.9119611261.921191.66459.505N-84172154.1019616435.371123.35278.306N-94171120.0519616941.921111.3

42、5297.807N-104171961.1919617037.641138.72304.628J54172458.6219614646.05984.45451.99944172158.9419615042.99970.59177.8710164170122.7119612159.02975.91228.64111314171531.2919617519.67994.42179.02123564170833.3219615561.40929.26222.41136184171598.9819613337.701240.86413.52146174170963.9219612490.481064.

43、37272.53153414169652.1419610873.59989.49260.69采動(dòng)裂隙帶采動(dòng)裂隙導(dǎo)水主要指頂板冒落裂隙和底板破壞裂隙，根據(jù)碾溝煤礦開(kāi)采情況及地層分布情況，2號(hào)煤層在回采后，由于開(kāi)采時(shí)形成的導(dǎo)水裂隙，頂板冒落裂隙可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開(kāi)采的間接充水含水層。煤層頂?shù)装鍘r石的抗壓強(qiáng)度在2040MPa，覆巖巖性為砂巖、砂質(zhì)泥巖等，屬中硬巖性。根據(jù)井田開(kāi)拓方案，當(dāng)開(kāi)采4、5、6、8（8+9）、9號(hào)煤層，采用全部冒落管理頂板時(shí)，根據(jù)三下采煤規(guī)程冒裂帶最大高度計(jì)算公式可求得頂板冒落帶（H1）、導(dǎo)水裂隙帶（H2）的高度。計(jì)算公式如下：H1=A1±2.2H2

44、=A2±5.6式中，A1=100m/（4.7m+19.0），A2=100m/（1.6m+3.6），m為開(kāi)采煤層累積厚度。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表所示。表3-22冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶計(jì)算成果表煤層號(hào)煤層厚度(m)煤層間距(m)冒落帶高度H1 (m)導(dǎo)水裂隙帶高度H2(m)20.85-3.402.3811.00-23.0018.205.7-10.126.5-37.740.69-2.971.633.9-8.320.7-31.94.97-10.237.6250.40-2.501.543.7-8.119.8-31.07.90-16.8012.4660.28-2.281.573.8-8.220.1-31.3

45、32.20-45.9036.378（8+9）1.40-6.203.647.9-12.333.0-44.20-10.805.8790.97-6.812.996.8-11.230.1-41.3通過(guò)上表可以看出，當(dāng)開(kāi)采4、9號(hào)煤層時(shí)，其采空形成的冒落帶高度大于2號(hào)與4號(hào)、8（8+9）號(hào)與9號(hào)的煤層間距，因此對(duì)上方2、8（8+9）號(hào)煤層采空區(qū)積水如不及時(shí)探放，會(huì)隨頂板垮落而下泄，形成災(zāi)害。當(dāng)開(kāi)采5、6、8（8+9）號(hào)煤層時(shí)，其采空形成的導(dǎo)水裂隙帶高度大于4號(hào)與5號(hào)、5號(hào)與6號(hào)、6號(hào)與8（8+9）號(hào)煤層間距，因此對(duì)4、5、6號(hào)煤層采空區(qū)積水如不及時(shí)探放，會(huì)隨導(dǎo)水裂隙帶進(jìn)入下部煤層巷道，形成災(zāi)害。綜上所述

46、，井田中在可采煤層下部有較豐富的奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水，由于有碾底斷層、黃嶺斷層的存在，要密切注意各含水層之間水力聯(lián)系。4.2.3.充水強(qiáng)度本次工作收集了2013年至2016年9月的涌水量情況，涌水量主要來(lái)自頂板含水層水以及2#煤層采空區(qū)積水，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)下表所示。表3-23涌水量統(tǒng)計(jì)表 單位：m3/h月份年度123456789101112201333.836.677.420.917.614.211.29.821.6164.629.419.1201425.432.027.219.45.83.74.05.617.611.212.84.820157.46.610.68.33.22.82.87.319

47、.810.211.53.020162.32.74.865.77.48.848.839.628.7碾溝煤業(yè)礦井充水強(qiáng)度較低，但是隨著井田范圍擴(kuò)大，特別是進(jìn)入深部帶壓開(kāi)采區(qū)后，礦井涌水量將逐漸增大，需注意做好帶壓開(kāi)采區(qū)的防排水工作，及時(shí)提高礦井抗災(zāi)強(qiáng)排水能力，并重視掘進(jìn)頭及工作面臨時(shí)排水系統(tǒng)建設(shè)。4.3.井田含水層第四系砂、礫孔隙含水層井田內(nèi)第四系分布零散，其中可視作含水層的為較大溝谷中窄條帶沖積物，厚度小于10m，含潛水。根據(jù)清徐詳查勘探時(shí)抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量0.632L/s.m，滲透系數(shù)3.58m/d，水質(zhì)類型為HCO3SO4CaMg型，礦化度244mg/l。二疊系上、下石盒子組砂巖裂隙含

48、水層本組含水層一般由數(shù)層中粗粒砂巖組成，其間多隔以泥巖、砂質(zhì)泥巖等，出露面積廣大，但相當(dāng)大一部分處于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上，形成透水層。據(jù)清徐詳查勘探時(shí)抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量為0.0002170.00134L/s.m，滲透系數(shù)0.00785m/d，水量較小，富水性弱，水質(zhì)類型為HCO3SO4CaMg型，礦化度534mg/L，為軟的淡水。二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層本組主要含水層為中粗粒砂巖，據(jù)清徐詳查勘探抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量0.0042L/s.m，滲透系數(shù)0.032m/d，據(jù)N-1號(hào)水文孔山西組抽水資料，單位涌水量0.0053 L/s.m，滲透系數(shù)0.0270 m/d，富水性較差，水質(zhì)類型

49、為HCO3SO4CaMg型，礦化度556 mg /L。石炭系上統(tǒng)太原組砂巖、灰?guī)r巖溶裂隙含水層為井田內(nèi)主要含水層之一。由L1、K2、L4、L5四層石灰?guī)r組成。據(jù)N-1號(hào)鉆孔太原組抽水資料，單位涌水量0.0054 L/s.m，滲透系數(shù)0.0285 m/d，富水性弱，水質(zhì)類型為HCO3SO4CaMg型，礦化度為376538mg/l，硬度1.720.36德國(guó)度，為極軟一硬的淡水。奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層為多含水層組成的含水體。巖溶發(fā)育程度很不均一，裸露區(qū)巖溶發(fā)育程度優(yōu)于埋藏區(qū)；上覆非可溶巖系蓋層厚度小的優(yōu)于厚度大的；斷裂構(gòu)造帶優(yōu)于正常地帶。以清交斷裂最為發(fā)育，晉祠泉一帶地下溶洞最高可達(dá)4.30

50、m，隨著巖溶發(fā)育程度的不同，富水性也有較大的差異。主要含水層段為上、下馬家溝組的上、中段。峰峰組頂部巖溶雖然較發(fā)育，但由于處于奧陶紀(jì)古風(fēng)化面，在長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕作用下，巖溶裂隙多為粘土充填，減弱了賦水條件，一般來(lái)說(shuō)富水性較差。在平面上由于距斷裂構(gòu)造的位置不同富水性也有差異。由于本井田距清交斷裂帶較遠(yuǎn)，井田內(nèi)奧灰?guī)r溶裂隙不甚發(fā)育，井田內(nèi)有兩個(gè)水文孔J5和N-1，J5號(hào)水文孔奧陶系峰峰組抽水試驗(yàn)單位涌水量為0.0022 L/s.m，水位標(biāo)高為910.72m； N-1號(hào)水文孔奧陶系上馬家溝組和下馬家溝組混合抽水試驗(yàn)，水位標(biāo)高為901.76m，單位涌水量為0.0001 L/s.m，滲透系數(shù)為0.0002

51、m/d。收集附近4個(gè)水文孔的資料（見(jiàn)表3-24），因距清交斷裂帶遠(yuǎn)近不一，單位涌水量分別由0.00029L/s.m增至7.279L/s.m，水位標(biāo)高797.07919.24m。孔號(hào)試驗(yàn)層位水位標(biāo)高（m）Kq施工時(shí)間及位置404O2811.1010.205.901963年，井田東部外3500mS26O2801.2618.005.50井田東南部外2800mJ30O2797.077.967.279井田南部3200m615O2919.240.00280.00029井田西南邊界外600m表3-24附近水文孔情況表由上可知，井田內(nèi)奧灰水流向?yàn)橛杀蓖?，且井田?nèi)巖溶裂隙不發(fā)育，奧灰水位標(biāo)高為901-910m

52、。水質(zhì)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg型和SO4·HCO3-Ca·Mg型，礦化度為280-852mg/l，硬度為12.41-37.53德國(guó)度，為微硬一極硬的淡水?？傊镏饕畬痈凰匀踔械?。4.3.1.2號(hào)煤隔水層2號(hào)頂板隔水層山西組上部為下石盒子組，黃綠色、灰綠色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖與淺灰色細(xì)砂巖互層，段厚20.1030.10m，平均24.60m。上石盒子組連續(xù)沉積于下石盒子組地層之上，井田內(nèi)大面積出露，該組地層在井田內(nèi)厚約290m，上部隔水地層按其巖性主要為暗紫、蘭灰、黃綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖與灰綠色細(xì)砂巖互層，本段最大殘留厚度100m。下部隔水地層

53、主要為灰綠色、黃綠色砂質(zhì)泥巖與細(xì)砂巖互層，間夾粉砂巖，成份以長(zhǎng)石、石英為主，分選差，泥質(zhì)膠結(jié)。段厚160.0210.00m,平均厚度190.00m。第四系中上更新統(tǒng)隔水地層為淺灰黃色含砂粘土、砂質(zhì)粘土及棕紅色粘土，粘土含鈣質(zhì)結(jié)核。2號(hào)煤層頂板以泥質(zhì)巖類為主，底板以砂質(zhì)巖為主。4號(hào)煤層頂板一般為砂質(zhì)泥巖為主。底板一般為砂質(zhì)泥巖和泥巖。6號(hào)煤層頂板多為泥巖和炭質(zhì)泥巖，底板為細(xì)砂巖和泥巖。8號(hào)煤層頂板多為炭質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖，底板多為細(xì)砂巖和泥巖。9號(hào)煤層頂板為泥巖和砂質(zhì)泥巖，底板以泥巖為主。煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)成果見(jiàn)表3-25。表3-25煤層頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)成果表煤層編號(hào)頂?shù)装鍐蜗蚩箟簭?qiáng)

54、度（Kg/cm2）單向抗拉強(qiáng)度（Kg/cm2）抗剪強(qiáng)度（Kg/cm2）機(jī)械強(qiáng)度巖石名稱2號(hào)頂板656311240砂質(zhì)泥巖底板17762222100260韌10細(xì)砂巖4號(hào)頂板671底板4763025103156韌10細(xì)砂巖5號(hào)頂板1003砂質(zhì)泥巖底板109812682330100351脆5泥巖8號(hào)頂板273炭質(zhì)泥巖底板2788232143136泥巖9號(hào)頂板310683砂質(zhì)泥巖底板2481126112459285韌10粉砂巖4.3.2.2號(hào)煤層涌水量構(gòu)成現(xiàn)階段井下涌水主要為井筒和上山采區(qū)煤層中滲水。初步分析，其原因一是由于井田東部分布采（古）空區(qū)多，都有不同程度積水，可沿煤層底板向巷道滲透；二是井

55、田內(nèi)部煤層埋深較淺，頂板以上巖層風(fēng)化裂隙發(fā)育，富水性較強(qiáng)，亦可沿風(fēng)化裂隙間接向煤層滲漏。當(dāng)開(kāi)采煤層深部時(shí)，礦井充水因素將主要來(lái)自頂板以上砂巖含水層的滲漏，特別是隨著煤層采空，頂板跨落形成塌陷裂隙，會(huì)導(dǎo)致上部各含水層，以至頂部基巖風(fēng)化裂隙含水層的水沿裂隙下滲。根據(jù)以往的涌水量統(tǒng)計(jì)，涌水量主要來(lái)自頂板含水層水以及2號(hào)煤采空區(qū)積水，礦井平均涌水量為29m3/h，最大涌水量為164.6m3/h。4.4.礦井排水能力及現(xiàn)狀4.4.1.中央水倉(cāng)碾溝煤礦中央水倉(cāng)容積為1368 m3，其中主水倉(cāng)容積為842m3，副水倉(cāng)容積為526 m3。安裝有MD155-30×9水泵三臺(tái)，單臺(tái)排水能力為155m3/h。礦井涌水量大約29 m3/h，能滿足礦井排水所需設(shè)備，抗災(zāi)能力較強(qiáng)。井底主、副水倉(cāng)設(shè)在主斜井下部，考慮