安居煤矿水文地质类型划分报告

山东省济宁煤田安居井田 矿井水文地质类型划分报告 济宁矿业集团安居井田资源开发有限公司 2010 年 4 月 山东省济宁煤田安居井田 矿井水文地质类型划分报告 编制单位: 山东省煤田地质局第二勘探队 单位负责人: 张正修 技术负责人: 卢忠良 报告编写人: 华 夏 潘发旺 王明山 孙明勤 报告审查人: 路庆海 提交单位: 济宁矿业集团安居井田资源开发有限公司 单位负责人: 殷然 技术负责人: 王世华 报告提交日期: 2010 年 4 月 30 日 正 文 目 次 第一章 矿井及井田概况 1 第一节 矿井及井田基本情况 1 第二节 位置、交通 2 第三节 地形地貌 3 第四节 气象、水文 4 第五节 地震 4 第六节 矿井排水设施能力现状 4 第二章 以往地质和水文地质工作评述 6 第一节 各勘查阶段地质和水文地质工作成果评述 6 第二节 矿区地震勘探及其他物探工作评述 7 第三节 矿井建设期间地质及水文地质工作评述 8 第三章 地质概况 9 第一节 地层 9 第二节 构造 13 第三节 岩浆岩 19 第四章 区域水文地质 20 第五章 矿井水文地质 22 第一节 井田边界及其水力性质 22 第二节 含水层 22 第三节 隔水层 23 第四节 矿井充水条件 24 第五节 井田及周边地区老窑水分布情况 27 第六节 矿井充水状况 27 第六章 对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价 31 第一节 对矿井开采受水害影响程度的评价 31 第二节 对矿井防治水工作难易程度的评价 31 第七章 矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议 32 第一节 矿井水文地质类型的划分 32 第二节 对防治水工作的建议 33 附 图 目 次 图 号 顺序号 图 名 比例尺 1 1 山东省济宁煤田安居煤矿矿井综合水文地质图 1:10000 2 2 安居煤矿矿井综合水文地质柱状图 1:500 3 3 安居煤矿第 4 勘探线水文地质剖面图 1:2000 1 第一章 矿井及井田概况 第一节 矿井及井田基本情况 安居煤矿位于济宁市市中区安居镇，前身为山东里能集团新河二号煤矿。2002 年 8 月由山东省发展改革委员会批准新河二号煤矿立项（文号：“鲁计基础2002 820 号”）；2005 年 2 月国土资源部对煤矿建设用地进行了批复（文号：“国土资 函【2005】54 号”）；2005 年 3 月煤炭资源储量通过国土资源部评审备案（文号： “国土资储备字【2005】30 号”）；2006 年 3 月 30 日取得国土资源部颁发的采矿 许可证，证号：1000000610053。 按照司法部“全面保障，监企分离，收支分开，规范运作”的监狱体制改革精 神，企业要逐步与监狱分开，交给地方经营管理。根据上述精神，山东省监狱管理 局确定了 5 对矿井作为首批“监企分开”改革试点企业，新河二号煤矿即是其中之 一。2008 年 12 月 7 日，山东省司法厅与济宁市人民政府签订了合作备忘录，山东 里能集团将新河二号煤矿资产整体转让给济宁矿业集团，并改名为济宁矿业集团安 居井田资源开发有限公司。2009 年 7 月 31 日山东省国有资产监督管理委员会以 “鲁国资产权函【2009】61 号”文批准了新河二号煤矿资产及采矿权转让，目前 有关过户手续正在进行。 矿井 2007 年 1 月开工建设，截止到 2010 年 4 月底，主井井筒已掘砌 896m， 副井井筒已掘砌 820m。 安居煤矿设计生产能力 45 万 t/a，矿井服务年限 60.9a，地下气化规模 300m3/d，地下气化年限可达 60a 以上。 矿井采用分区立井开拓方式，矿井初期布置主井和副井两个井筒。主井装备一 对 9t 箕斗，承担提煤任务，兼作回风井，井筒净直径 5.5m。副井装备一对一宽一 窄罐笼，担负矿井辅助提升任务，兼作进风井，井筒净直径 6m。采用单一水平开 拓，水平标高-915m。 矿井设计开采山西组 3 上 煤层，采用壁式采煤方法，后退式回采，全部冒落法 管理顶板。 第二节 位置、交通 一、位置与范围 本区位于山东省济宁市 任城区兖菏铁路以南地段， 大部分集中在济宁断层和嘉 祥断层之间，行政区划属济 宁市管辖。 井田范围：东与济宁 二号井、三号井西边界相 接，西至嘉祥断层及第 16 至 23 号坐标点的连线，南 起南部第 15、16 两个坐标 点的连线，北至唐口井田南 界，东西宽约 10km，南北长 约 13km，面积 75.4027km2。 井田东邻济宁二号井、三 号井煤矿，北邻唐口煤矿， 井田四邻关系见图 1-2-1。 图 1-2-1 井田位置图 拐点坐标一览表 表 1-2-1 点 号 X 坐标 Y 坐标 点 号 X 坐标 Y 坐标 (1) 3915480.40 39450015.20 (2) 3915474.10 39451151.20 (3) 3914549.50 39451146.20 (4) 3914506.50 39459609.80 (5) 3913539.80 39459856.60 (6) 3911732.70 39459844.20 (7) 3911729.40 39460329.80 (8) 3911019.80 39460601.90 (9) 3909880.20 39460593.80 (10) 3909878.70 39460972.90 (11) 3908240.50 39462102.70 (12) 3903494.30 39462082.80 (13) 3902478.90 39461699.30 (14) 3902483.60 39460561.50 (15) 3900635.00 39460553.40 (16) 3900644.70 39458277.60 (17) 3902493.90 39458286.10 (18) 3902497.40 39457527.70 (19) 3908044.80 39457553.80 (20) 3908048.40 39456795.80 (21) 3910822.20 39456809.10 (22) 3910833.30 39454535.90 (23) 3911757.90 39454540.60 (24) 3911782.00 39449994.60 3 采矿许可证于 2006 年 3 月 30 日由国土资源部颁发，证号：1000000610053。 开采深度：-820m 至-1800m 标高，矿区范围共有 24 个拐点确定（见表 1-2-1），面 积为 75.4027km2，有效期限 20 年。 二、交通概况 本区交通非常方便，兖菏铁路在北缘经过，西至荷泽与京九铁路相接，东至兖 州与京沪铁路接轨，再往东经临沂可至石臼港，京航大运河在井田东部通过，105 国道从中部通过。安居煤矿距离最近的济宁火车站运距 8km。（见交通位置图）。 图 1-2-1 交通位置图 第三节 地形地貌 区内地形平坦，地势北高南低，地面高程+35m 左右，地形坡度约 0.4/100，为 一由西北向东南逐渐降低的滨湖冲积平原，井田东南部上覆南阳湖。矿井主副井井 嘉 祥 县 马 集 新至 金 乡洙 赵纸 坊至 金 乡 新兖 327线国万 张 道 府河湖赵 唐 口河道 国 阳南河王105老运 安 居道 济 宁 市河 黄 屯高日 东二 十 里 铺 国105光 至 兖 州速新 河二 号井 田 口及要害建筑物室内地坪设计标高为+38m，与百年一遇最高洪水位+36.67m 相对 高差为+1.33m 。 第四节 气象、水文 区内沟渠河流成网，主要河流有京杭大运河，系人工河，位于井田的东北边界 处，自北向南流入南阳湖，河床宽约 200m，最高洪水位标高 +36.67m（1957 年）， 汛期最大流量 626m3/s（1964 年 9 月 6 日），旱季流量变小甚至断流。另有小型沟 渠，总体流向南阳湖。 本区位于北温带半湿润季风区，属海洋大陆性气候，四季分明。年平均气温 13.5，月平均最高气温 29，日最高气温 41.6；月平均最低气温 4.11，日最 低气温-19.4 。年平均降水量 701.9mm，降水多集中于 7、8 月份，春季雨量少。 年平均蒸发量 1654.7mm，年最大蒸发量 1819.5mm。春、夏季多南及东南风，冬季 多西北风，平均风速 2.3m/s。历年最大积雪厚度 0.15m，最大冻土厚度 0.31m。 第五节 地震 根据地震历史资料记载，济宁地区自公元前 618 年至公元 1937 年 8 月 1 日， 共发生地震 128 次，其中破坏性地震 11 次。本区地震活动性虽不强，但无感地震 频发。 根据国家地震局、建设部震发办1992160 号文“关于发布中国地震烈度 区图（1990）使用规定的通知”，本区地震烈度为度。根据国家地震局、建设 部震发布 GB 18306-2001“中国地震动参数区划图”所标示本区地震动峰值加 速度为 0.05g。 第六节 矿井排水设施能力 根据山东里能集团有限公司新河二号矿井初步设计说明书，安居煤矿在- 915m 水平设水泵房，将井下涌水由-915m 直接排至地面。选用 PJ20011 型高扬 5 程离心泵三台，水泵排水能力 240m3/h，水泵扬程 1054.35m，其中一台工作，一台 备用，一台检修。并在泵房内预留一台水泵安装位置。配 Y56304、10kV、2000kW、1489r/min 电动机。主排水管路为二趟，并留有一趟 管路安装位置，排水管在井筒分段选择，-300m 水平以上的选用 32510mm 无 缝钢管，-300m 至-600m 水平选用 32516mm 无缝钢管，-600m 水平以下的选用 32522mm 无缝钢管，吸水管选用 35110mm 无缝钢管。在二趟排水管的地 面部分分别装设流量计量装置。 第二章 以往地质和水文地质工作评述 第一节 各勘查阶段地质和水文地质工作成果评述 一、预查、普查阶段 （一）预查阶段 六、七十年代山东煤田地质勘探二队在本区施工有 2 个钻孔(23-2 与 23-3)，均 未穿透侏罗系。除此之外，还有五、六十年代所做的地质调查，重力、电法找煤勘 查工作以及七、八十年代之后邻区二号井、三号井、王楼井田、唐口井田等勘查时 伸进来的部分地震测线。 1992 年 7 月，山东省煤田地质局物探测量队和第二勘探队在进行唐南 200 多 平方公里大范围煤田概查时，有 3 条地震测线通过本区。 （二）普查阶段 2001 年 3 月至 2002 年 3 月山东中煤物探测量总公司、山东省煤田地质局第二 勘探队和江苏煤田地质局物探测量队、第二勘探队在本区进行普查，施工地震测线 32 条，生产物理点 7870 个，获得地震地质剖面长度 143.88km，取得了很好的地质 效果，施工钻孔 9 个，工程量 10516.64m，均打到了 3 上 煤层，通过地质普查，对 本区地层、构造、煤层、煤质、瓦斯、煤尘、地温等有了初步了解，提交的山东 省济宁煤田新河二号井田勘探（精查）中间资料，于 2002 年 4 月 5 日在泰安通 过了省煤管局、省煤田地质局、省资源委、省监管局、里能集团等部门组织的专家 评审。 二、勘探阶段 2002 年 4 月，山东中煤物探测量总公司、山东省煤田地质局二队编制了山 东省济宁煤田新河二号井田勘探（精查）地质设计，山东省监狱管理局组织专家 审查通过，山东省煤田地质局以鲁煤地地200219 号文予以转发。2002 年 4 月 至 2004 年 9 月开展了野外作业。完成的主要工作量有：三维地震测线 13 束，生产 物理点 3336 个，控制面积 3.42 km2；二维地震测线 37 条，生产物理点 5802 个， 获时间剖面 115.895 km。施工钻孔 11 个，工程量 13611.70m，其中水文孔 1 个， 7 工程量 1124.58m。2004 年 12 月提交山东省济宁煤田新河二号井田勘探报告 ， 经国土资源部予以评审备案，备案文号：国土资储备字200530 号。勘探报告 查明或基本查明了井田的水文地质条件，合理划分了含（隔）水层，并对其厚度、 岩性特征，富水性及水化学特征作了评述，分析了断层的导水性及含水层间的水力 联系。介绍了邻区生产煤矿的充水性。采用大井法预算了矿井的涌水量，开采 3 上 煤层-1000m 水平的矿井涌水量为 137.34 m3/h。将该区水文地质类型定为二类一型。 报告指出了供水水源寻找方向。查明了工程地质和环境地质条件，结论比较切合实 际。对采煤产生的有关环境地质问题，提出了治理措施。通过评审备案资源储量如 下： 1、查明煤炭资源 资源储量总量 21314.2 万吨（全为气煤），其中： 可采储量（111）2239.7 万吨， 预可采储量（122）1042.3 万吨； 探明的（可研）经济基础储量（111b）2986.2 万吨; 控制的经济基础储量（122b）1389.7 万吨； 推断的内蕴经济资源量（333）16938.3 万吨（正常块段 15640.4 万吨，断层煤 柱 1263.6 万吨，边界煤柱 34.3 万吨）。 2、潜在的煤炭资源 预测资源量（-1500m 以深）（334）？5538.5 万吨。 第二节 矿区地震勘探及其他物探工作评述 2002 年 4 月至 2004 年 9 月山东中煤物探测量总公司开展了野外作业。完成的 主要工作量有：三维地震测线 13 束，生产物理点 3336 个，控制面积 3.42 km2；二 维地震测线 37 条，生产物理点 5802 个，获时间剖面 115.895 km。二维地震地质成 果：查明了区内基本构造形态，首采区周围（地震测网 250500m）查明落差大于 等于 20m 的断层，地震测网 500500m 的区块查明落差大于等于 30m 的断层，其 平面摆动范围不大于 100m；控制了 3 上 煤层的分布范围和赋存形态，在测线上 3 上 煤层的深度误差不大于 3%；基本控制了岩浆岩的分布范围和赋存形态；基本控制 了盖层厚度变化情况，地震测线上厚度解释误差小于 5%。首采区三维地震勘探地 质成果：查明或基本查明了落差大于 5m 的断层和小褶区，落差 5m20m 的断层 其平面位置摆动误差不大于 30m；对小于或等于 5m 的小断层或断点尽量给予了解 释；控制了 3（3 上 ）煤层的底板标高，误差小于 2%。 第三节 矿井建设期间地质及水文地质工作评述 2004 年 4 月至 2004 年 8 月山东省煤田地质局第二勘探队，施工了检 1、检 2 共 2 个井筒检查孔，完成工程量 1967.81m，抽水 2 次。提交了施工总结报告，为 2 个井筒的设计、施工提供了较详实的地质、水文地质资料。分别提交了土工试验 成果、岩石物理力学实验成果以及各种土壤参数、抽水试验成果、钻孔施工总结、 钻孔综合柱状图及水质化验成果资料，预计的 J3 上段井筒涌水量为 1015m3/h。 本井田内水文地质工作偏少，特别是 3 上 煤层顶底板砂岩、三灰等直接充水含 水层，只有 X28 孔进行了一次混合抽水试验。 9 第三章 地质概况 第一节 地层 一、地层 本区为华北型全隐蔽石炭、二叠系含煤地层，由老到新发育有奥陶系下、中统、 上石炭统本溪组、石炭二叠系太原组、二叠系下统山西组、二叠系石盒子组、上 侏罗统三台组、第四系。本区揭露地层层序见表 3-1-1。 地层情况一览表 表 3-1-1 地 层 系 统 主 要 岩 性 特 征 上 组(Q 上 ) 褐黄色的粘土、砂质粘土及中、细砂层。 60.4596.35m 中 组(Q 中 ) 灰绿色、黄褐色的砂质粘土和少量的粘土 质砂。 20.0551.20m 第四系（Q） 下 组(Q 下 ) 灰绿色、灰白色砂质粘土、粘土质砂和粘土质砂砾。 102.95147.60m 五段(J 35) 灰深灰色、灰绿色泥岩、粉砂岩、细砂岩、 细砂岩，局部见有紫色。 0395.10m 四段(J 34) 灰绿色夹灰紫色泥岩、粉砂岩，夹少量的细砂岩薄层，粉砂岩、细砂岩 中多夹有泥质条带。 0237.45m 三段(J 33) 紫红色的细砂岩夹少量粉砂岩。 233.95349.40m 二段(J 32) 紫红色的中、细砂岩夹少量的粉砂岩。 70.20103.20m 上侏罗统 三台 （J3） 一段(J 31) 棕红色、灰绿色、灰色粉砂岩、泥岩， 夹少量细砂岩。 56.50117.60m 上 统 孝妇河段 奎山段 万山段 灰灰绿色中、细砂岩及灰色、灰紫色、灰绿色等杂色泥岩、粉砂岩近 底部有一层含铝质泥岩（相当于 B 层铝土岩）。 83.65244.40m石 盒 子 组 黑山段 灰色、灰紫色、灰绿色等杂色泥岩、粉砂岩及少量灰灰绿色中、细砂 岩。 37.5057.60m 山西组 灰色、灰白色中、细砂岩及深灰色灰黑色泥岩、粉砂岩和煤层。为本区 主要含煤地层。 61.90 102.49m 二 叠 系 (P) 下 统 太原组 深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩为主，发育有不稳定的煤 5、煤 6，煤 6 之下为厚而稳定的三灰。 揭露 36.01 46.53m 区内钻孔主要揭露三灰以上地层，地层结合唐口井田资料叙述如下： （一）、中、下奥陶统（O 1-2） 本区未揭露，区域厚度大于 500m，主要为灰至青灰、灰褐色，厚层状、质纯 致密灰岩，间夹白云质灰岩。区内偶见溶洞和裂隙，局部充填似层状或瘤状泥岩， 一般不漏水。附采区综合柱状图。 （二）、石炭系本溪组（C 2b） 本区未揭露，唐口井田厚度 4.0034.42m，平均 17.22m，主要由紫、灰、灰 绿色泥岩、砂岩及灰岩透镜体组成。偶夹薄煤层，但无经济价值。本组底部常为一 层以浅灰色为主、夹紫红色的铝铁质泥岩（相当于 G 层铝土岩和山西式铁矿层）， 与下伏奥陶系石灰岩呈假整合接触。 （三）、石炭二叠系太原组（C 2P1t） 区内钻孔主要揭露三灰以上层段，P 1t三灰底板间距 36.0146.53m ，平均 40.22m，主要由深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩组成，发育不稳定的煤 5、煤 6，底 部为厚而稳定的三灰，是全区最明显的标志层。测井物性特征为：以高阻低自然伽 玛的三灰为标志，其上为高阻、低自然伽玛和低伽玛伽玛的 6 煤。 唐口井田厚度 157.35188.37m，平均 168.00m。含薄层石灰岩十三层（一、 二、三、五、六、七、八、九、十 上 、十 下 、十一、十二、十三），以三、十 下 灰最 为稳定，为主要标志层。含煤 23 层。可采与局部可采煤层 5 层（6、10 下 、15 上 、 16、17）。本组为海陆交互相沉积，易于对比，以最下部一层石灰岩（十三灰）底 板与本溪组为界，与下伏地层为整合接触。 （四）、二叠系（P ） 1、下统山西组（P 1s） 本组厚 61.90102.49m，平均厚 75.29m，主要由灰色、灰白色中、细砂岩及 深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩和煤层组成。含丰富的植物化石。含煤三层（2、3 上 、 3 下 ），煤 2 不稳定，厚度小，大部相变为泥岩、炭质泥岩；煤 3 上 厚度较大，分布 广，为本区的主采煤层，也是最明显的标志层；煤 3 下 大部冲刷，仅局部有赋存。 测井物性特征为：3 上 煤层位于本组的上部，视电阻率、伽玛伽玛曲线具有极高幅 值，自然伽玛幅值较低；3 上 煤层之上多有一层中、细砂岩，视电阻率曲线幅值较 11 高，自然伽玛曲线幅值较低；3 上 煤层之下以高阻厚层中、细砂岩为主。 本组为内陆沉积为主的过渡相沉积，与下伏地层连续沉积，整合接触。 2、石盒子组（P 2+ P1h） 本组虽经剥蚀，但在区内均有保留，石盒子组黑山段（P 1h）厚 37.5057.60m，平均厚 48.59m，主要由灰色、灰紫色、灰绿色等杂色泥岩、粉砂 岩及少量灰灰绿色中、细砂岩及组成。含较丰富的植物化石。测井物性特征为： 上部以低阻高伽玛的粉砂岩、泥岩为主，下部以高阻低伽玛的砂岩为主。为内陆河 湖相沉积，与下伏地层连续沉积，整合接触，分界标志不明显。 上部（P 2）厚 83.65244.40m，平均 161.39m，主要由灰灰绿色中、细砂岩 及灰色、灰紫色、灰绿色等杂色泥岩、粉砂岩组成。近底部有时发育一层含铝质泥 岩（相当于 B 层铝土岩），其下部发育一层中、细粒砂岩，为上下石盒子组的分 界。测井物性特征为：砂岩处高阻低伽玛，与粉砂岩、泥岩处低阻高伽玛呈明显幅 差变化，近底部常有伽玛值较高的铝质泥岩，与其下的高阻低伽玛中、细砂岩构成 本区良好的测井物性标志层。 本组为干热条件下的河湖相沉积，与下伏地层呈整合接触。 （五）、上侏罗统三台组（J 3） 厚 441.201113.65m（包括侵入本组下部的岩浆岩厚度），平均 690.50m，地 层厚度与煤层的埋藏深度有关，根据测井资料结合取芯情况，本组自上而下可依次 划分为五段、四段、三段、二段、一段，各段情况如下： 五段（J 35）：本段多已剥蚀，井田西部有残留，残留厚 0395.10m ，主要由 灰深灰色、灰绿色泥岩、粉砂岩、细砂岩组成，局部见有紫色，水平层理发育。 其测井物性特征为：视电阻率曲线幅值较高，呈锯齿状。 四段（J 34）：本段发育不全，井田西部有保留，残留厚 0237.45m ，以灰绿 色夹灰紫色泥岩、粉砂岩为主，夹少量的细砂岩薄层，粉砂岩、细砂岩中多夹有泥 质条带，水平层理。其测井物性特征为：视电阻率曲线幅值比五段、三段低，局部 略有起伏。 三段（J 33）：本段发育完全，厚 233.95349.40m，平均 292.52m（包括侵入 本段底部的岩浆岩厚度），主要有紫红色的细砂岩组成，夹少量的粉砂岩，上部往 往夹有灰灰绿色的泥岩条带。在本段的下部有灰绿岩体侵入。其测井物性特征为： 视电阻率曲线幅值最高，呈尖峰状。 二段（J 32）：本段发育完全，厚 70.20103.20m，平均 90.45m，主要为紫红 色的中、细砂岩夹少量的粉砂岩。其测井物性特征为：视电阻率曲线幅值比三段低 而比一段高，呈密集的小锯齿状。 一段（J 31）：本段发育完全，厚 56.50117.60m，平均 83.51m，主要由棕红 色、灰绿色、灰色粉砂岩、泥岩组成，夹少量细砂岩。其测井物性特征为：视电阻 率曲线幅值最低，并且几乎呈直线状，本段一般具有隔水性能。 本组为河湖相沉积，与下伏地层呈不整合接触。 （六）、第四系（Q） 厚 219.05246.30m，平均 227.57m，地层厚度比较稳定，南部略厚。主要由 黄色、灰白色、灰绿色粘土、砂质粘土、粘土质砂和砂层组成。测井物性特征为： 伽玛值最低，伽玛伽玛曲线幅值最高，与下伏地层有明显的幅差。根据地层颜色、 岩性及物性特征可分为上、中、下三组。 上组（Q 上 ）：厚 60.4596.35m，平均 77.71m，主要由褐黄色的粘土、砂质 粘土及中、细砂层组成，砂层富水性较好。测井物性特征为：砂层具高阻、低伽玛、 低伽玛伽玛特征，粘土低阻、高伽玛特征。视电阻率曲线幅值总体较高。 中组（Q 中 ）：厚 20.0551.20m，平均 35.27m，主要由灰绿色、黄褐色砂质 粘土和少量的粘土质砂组成，富水性差，属隔水层。测井物性特征为：视电阻率曲 线幅值低，其它曲线较平直。 下组（Q 下 ）：厚 102.95147.60m，平均 114.59m，主要由灰绿色、灰白色砂 质粘土、粘土质砂和粘土质砂砾组成，其中上部砂层发育，含水性强，下部以粘土 为主，具隔水性。测井物性特征为：上部砂层具高阻、低伽玛、低伽玛伽玛特征， 下部粘土低阻、高伽玛特征。 第四系属河湖相沉积，与下伏地层呈不整合接触。 二、含煤地层 13 本区含煤地层为二叠系下统山西组和太原组，由于煤层埋藏深，勘探工程只控 制 3 煤层，所以本报告只对山西组的地层情况进行叙述。 山西组平均厚 75.29m，为本区的主要含煤地层，主要由中、细砂岩及泥岩、 粉砂岩和煤层组成。含煤三层（2、3 上 、3 下 ），煤 2 不稳定，厚度小，大部相变 为泥岩、炭质泥岩；煤 3 上 厚度较大，分布广，为本区的主采煤层；煤 3 下 大部冲 刷，仅局部有赋存。3 上 煤层之上多有一层中、细砂岩，3 上 煤层之下以厚层中、细 砂岩为主。 三、可采煤层 （一）、3 上 煤层 位于山西组的上部，下距山西组（P 11）底界平均 55m，下距三灰平均 89.50m，煤厚 2.104.60m，平均 2.85m，可采系数 100%，煤厚变异系数 27%，属 稳定煤层；局部含一层夹矸，厚 0.130.55m， 夹矸岩性为炭质泥岩，结构简单。 3 上 煤层直接顶板一般为泥岩或砂质泥岩，局部为细砂岩，底板一般为泥岩。 本区 3 上 煤层厚度有一定的变化，并且比周围的唐口井田、济宁二号井等薄， 根据其顶板岩性特征分析，并不是冲刷造成的，而与原始成煤环境有关。总资源储 量 26852.7 万吨，其中基础储量（111b、122b）为 4375.9 万吨，资源量 （333+334?）为 22476.8 万吨。 （二）、3 下 煤层 位于山西组下部，井田内大部区域遭冲刷，仅 X27 号孔附近发育，据地震波 反映其分布范围很小，揭露点厚度为 3.42，上距 3 上 煤层 26.86m。 第二节 构造 济宁煤田的北部和南部分别为二个近东西向的地堑构造，北部为汶泗断层与郓 城断层所控制的汶上宁阳地堑构造；南部为菏泽断层、凫山断层与单县断层所控 制的成武鱼台地堑构造。它们呈东西向延展，横贯于济宁煤田的北部和南部。煤 田的东部为磁阳背斜、兖州向斜、滕县背斜构成的北东向褶曲；西部为北北东向的 巨野向斜。 本区大部地段位于济宁断层和嘉祥断层组成的地堑构造单元内，总体构造形态 为一向南西方向倾伏的宽缓向斜，地层倾角 414，短轴褶曲发育紧密，背斜、 向斜相互对接，发育规律不明显，参见构造纲要图。 50. 51.0 52.0 53.0 54.0 5.0 FX5170H:2m 9.0 10. 1.0 12.0 F207H:m FX506-7H:204mFX50-167H:201mF207H:10mFX56-: F470H:26m70H:9 m7:8F370H:12m13.014.015.0 70H:1mF170:24FX570H:816m16.049. 50. 51.0 52.0 207H:10mX560-7H:2-70H:2F170:8FX4870H:12m2453.0 54.0 5.0 56.0 57.0 58.0 59.0 60. 10. 1.0 14.0 15.03916.062.061.0X 号 孔 背 斜X3号孔向 斜X51: X25 号 孔 向 斜X29 号 孔 背 斜 号孔背斜 3948.0 0. 56.0 57.0 58.0 59.0 60. 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 62.061.0 394.086 0.39 1.0 2.0 3.0 FX2970H:2m4.05.06.07.08.0 70H:128m 70H:82m 7.0 8.09.0 43 + + + + + + 图 3-2-1 井田构造纲要图 一、褶曲 首采区及附近主要褶曲有： 1X23 号孔向斜：位于井田北部济宁断层西侧，轴向近南北，延展长 1700m，褶曲幅度约 20m。由 N6、NL5、NL4、NL4-2、NL3-2、NL3 等地震线及 X5、X23、X26 号钻孔控制，已查明。 2X11 号孔背斜：位于井田中北部济宁断层西侧，轴向近南北，延展长 15 3300m，褶曲幅度约 50m。由 NL2-3、NL2、NL1-2、NL1、6-6、6-5 、6-3、6- 1、N5-4 、N6、N6-1 、N6-2 等地震线及 X11、X27、X26 号钻孔控制，已查明。 3X10 号孔背斜：位于井田东北部，轴向北东，区内延展长 2000m，褶曲幅 度约 20m。由 N7-4、10-1、10-2A、NL4-3 、NL4-2、NL4、NL3-2A 及部分三维地 震线和 X6、X25、X24、X10 号钻孔控制，已查明。 4X25 号孔向斜：位于井田东北部，轴向北东，区内延展长 1500m，褶曲幅 度约 10m。由 NL4、NL4-3、NL3-2 、NL3、10-1 及部分三维地震线和 X25、X2 号 钻孔控制，已查明。 5X29 号孔背斜：位于井田东北部，轴向北东，区内延展长 1500m，褶曲幅 度约 10m。由 NL2、NL3 及三维地震线和 X2、X29 、23-1 号钻孔控制，已查明。 二、断层 区内断层较发育，经地震、钻探共同确定组合为近南北向断层 5 条、北东北 东东向断层 28 条、北西向断层 7 条，另外有落差很小的断层 6 条。其中落差大于 100m 的断层有 20 条，落差大于 50100m 的断层有 8 条，落差 550m 的断层有 12 条，落差小于 5m 的断层有 6 条（见表 3-2）。主要断层分述如下： （一）近南北向断层组 1嘉祥断层：正断层，为本区的西部边界断层，走向总体呈南北向，倾向东， 倾角 70，落差大于 1000m，区内延展长 4.5 km，为区域性大断层，有 6 个断点 控制，属初步控制断层。 2济宁断层：正断层，倾向西 ，倾角 6070 ，落差 100280m，区内延 展长 15km，X30 号孔穿过，有 36 个断点控制从地震时间剖面上反映该断层倾角较 缓，属查明断层。 3济宁支一断层：正断层，倾向西 ，倾角 60 70，落差 40m，区内延展 长 1km，有 3 个断点控制，属查明断层。 4济东断层：正断层，倾向西 ，倾角 6070 ，落差 80200m，区内延展 长 8.0km，X14 号孔穿过，有 8 个断点控制，属基本查明断层。 5FX23：正断层，倾向东，倾角 70，落差 040m，区内延展长 1.8 km， 有 5 个断点控制，属查明断层。 （二）北东北东东向断层组 1FX56：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 120m，区内延展长 1.0km， 有 1 个断点控制，控制程度差。 断层情况一览表 表 3-2 断层产状断层走 向 断 层 名 称 性 质 断层落差 （m） 走向 倾向 倾角 () 延展 长度 (km) 测线 条数 控制程度 嘉祥断层 正断层 1000 近 NS E 6070 4.5 6 初步控制 济宁断层 正断层 100280 近 NS W 6070 15.0 36 查明 济宁支一 正断层 40 近 NS W 6070 1.5 3 查明 济东断层 正断层 80200 近 NS W 6070 8.0 8 基本查明 近 南 北 向 FX23 正断层 040 近 NS E 70 1.8 5 查明 FX56 正断层 120 NE NW 70 1.0 1 控制差 FX55 正断层 80160 NE SE 70 1.5 4 初步控制 F3 正断层 120220 NE NW 70 2.5 8 基本查明 F17 正断层 20140 NE NW 70 7.0 20 查明 F17-1 正断层 1020 NE NW 70 0.8 2 初步控制 F17-2 正断层 20120 NE NW 70 2.5 6 查明 FX51 正断层 120200 NE SE 70 3.0 10 查明 FX52 正断层 2080 NE NW 70 2.3 9 查明 FX53 正断层 2030 NE SE 70 1.0 2 初步控制 F1 正断层 0180 NE SE 70 4.5 11 查明 F20 正断层 20110 NE NW 70 8.0 20 查明 FX49 正断层 090 NE SE 70 2.0 10 查明 FX48 正断层 0120 NE NW 70 5.3 18 查明 济宁支二 正断层 090 NE NW 70 1.3 3 查明 FX54 正断层 10120 NE NW 70 1.5 2 初步控制 FX24 正断层 5070 NE NW 70 2.5 8 基本查明 F4 正断层 40260 NE SE 70 3.5 10 查明 FX41 正断层 1060 NE SE 70 2.3 10 查明 FX42 正断层 5060 NE NW 70 1.6 4 基本查明 FX25 正断层 80280 NE SE 70 5.5 9 基本查明 FX26 正断层 60120 NE NW 70 2.5 6 基本查明 F6 正断层 20130 NE NW 70 6.0 10 基本查明 FX27 正断层 0150 NE SE 70 0.8 2 基本查明 FX44 正断层 020 NE NW 70 1.0 2 初步控制 FX45 正断层 020 NE NW 70 0.8 2 初步控制 FX46 正断层 0100 NE NW 70 4.5 7 基本查明 FX28 正断层 050 NE SE 70 2.2 4 基本查明 北 东 至 北 北 东 向 FX47 正断层 3040 NE SE 70 1.5 3 基本查明 F2 正断层 2090 NE SW 70 2.0 3 初步控制 FX50 正断层 20220 NW SW 70 13.0 23 查明 FX50-1 正断层 20110 NE SW 70 4.5 13 查明 FX29 正断层 020 NW SW 70 1.7 3 基本查明 FX30 正断层 040 NW SW 70 4.8 4 基本查明 北 西 向 FX31 正断层 010 NW SW 70 1.3 1 初步控制 2FX55：正断层，倾向南东，倾角 70，落差 80160m，区内延展长 1.5 km，有 4 个断点控制，属初步控制断层。 17 3F3：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 120220m，区内延展长 2.5km，有 8 个断点控制，属基本查明断层。 4F17：正断层，倾向北北西，倾角 70，落差 20140m，区内延展长 7km，有 20 个断点控制，属查明断层。 5F17-1：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 1020m ，区内延展长 0.8km，有 2 个断点控制，属初步控制断层。 6F17-2：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 20120m ，区内延展长 2.5km，有 6 个断点控制，属查明断层。 7FX51：正断层，倾向南东，倾角 70，落差 120200m，区内延展长 3.0km，有 10 个断点控制，属查明断层。 8FX52：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 2080m，区内延展长 2.3km，有 9 个断点控制，属查明断层。 9FX53：正断层，倾向南东，倾角 70，落差 2030m，区内延展长 1.0km，有 2 个断点控制，属初步控制断层。 10F1：正断层，倾向南南东，倾角 70，落差 0180m，区内延展长 4.5km，有 11 个断点控制，属查明断层。 11F20：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 20110m，区内延展长 8.0km，有 20 个断点控制，属查明断层。 12FX49：正断层，倾向南东，倾角 70，落差 090m，区内延展长 2.0km，有 10 个断点控制，属查明断层。 13FX48：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 0120m，区内延展长 5.3km，有 18 个断点控制，属查明断层。 14济宁支二断层：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 090m ，区内延展 长 1.3 km，有 3 个断点控制，属查明断层。 15FX54：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 10120m，区内延展长 1.5km，有 2 个断点控制，属初步控制断层。 16FX24：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 5070m，区内延展长 2.5km，有 8 个断点控制，属基本查明断层。 17F4：正断层，倾向南东，倾角 70，落差 40260m，区内延展长 3.5km，有 10 个断点控制，属查明断层。 18FX25：正断层，倾向南东，倾角 70，落差 80280m，区内延展长 5.5km，有 9 个断点控制，属基本查明断层。 19FX26：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 60120m，区内延展长 2.5km，有 6 个断点控制，属基本查明断层。 20F6：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 20130m，区内延展长 6.0km，有 10 个断点控制，属基本查明断层。 21FX27：正断层，倾向南东，倾角 70，落差 0150m，区内延展长 0.8km，有 2 个断点控制，属基本查明断层。 22FX46：正断层，倾向北西，倾角 70，落差 0100m，区内延展长 4.5km，有 7 个断点控制，属基本查明断层。 （三）北西向断层组 1F2：正断层，倾向南西，倾角 70，落差 2090m，区内延展长 2.0km， 有 3 个断点控制，属初步控制断层。 2FX50：正断层，倾向南西，倾角 70，有分支断层，落差 20220m，区 内延展长 13.0km，有 23 个断点控制，属查明断层。 3FX50-1：正断层，倾向南西，倾角 70，落差 20110m ，区内延展长 4.5km，有 13 个断点控制，属查明断层。 三、构造发育规律 本井田位于鲁西南断陷区济宁地堑西南侧，西界为嘉祥断层，东界为京杭运河 及济宁东断层。区内因受嘉祥、济宁等区域性断裂的控制，以南北向、北东北北 东向断层及北东近南北向褶曲为主，局部地段因受局部应力控制，也有少量的北 西向断层。 本区早期褶曲是以北东向为主，后受断裂改造，终以受断陷控制的近北东近 南北向褶曲表现明显。 19 井田东西部边界地带受南北向嘉祥断层和济宁断层控制形成较多的南北向附生 断层。区内断裂以北东北北东向断裂为主，而且以 F1 断层及 F4 断层为主分带性 明显，在这两条断层的局部地段断裂构造复杂，其余地段一般。 另外，本区落差较大（50m 以上）的断层绝大多数切割岩浆岩及红层，仅有 FX49、FX24、 FX54、F41、FX42、FX25、FX26 未切割岩浆岩和红层。 第三节 岩浆岩 本区侏罗系地层的下部有一岩床状岩浆岩侵入体，全区分布，厚度 56.90186.70m，平均 124.05m，呈灰黑色、灰绿色，主要成分为辉石、斜长石、 黑云母，硬度大，裂隙发育，岩性为辉长岩，下距 3 上 煤层 339.32512.91m ，对 煤层、煤质没有影响。 根据济宁二井田精查地质报告，本区岩浆岩侵入体为燕山期岩浆活动所致。 第四章 区域水文地质 区域水文地质单元东起峄山断层西至嘉祥断层，北起长沟断层南至凫山断层， 面积约 2600km2。 区域内多被第四系覆盖，地面水系主要有泗水河、京杭运河、微山湖。第四系 厚 0338.76m，可划分为上、中、下三组，上组、下组砂层较发育，为间接充水 含水层，而中组粘土发育，具有良好的隔水性能。 区域内一般都发育侏罗系蒙阴组，蒙阴组含有遇水膨胀的蒙脱石、伊利石，抽 水试验其单位涌水量很小，普遍认为它具有隔水性能，但近几年生产矿井资料显示， 当煤层开采冒落裂隙带到达侏罗系内时，其中的空隙、裂隙水就会直接进入矿井， 成为直接充水含水层，它是开采浅部煤层时矿井充水的补给水源之一。当煤层距侏 罗系底界远时，在断层的影响下，其中的空隙、裂隙水会通过断层垂向或侧向补给 煤系地层。 开采 3 煤层的直接充水含水层为 3 煤层顶底板砂岩和三灰，3 煤层顶底板砂岩 厚 40m 左右，单位涌水量最大 0.504L/s.m，一般小于 0.1L/s.m，富水性较弱。三灰 厚 5m 左右，单位涌水量最大 0.480L/s.m，岩溶裂隙发育不均一，富水性弱中等。 煤系隔水层主要有上、下石盒子组泥岩、粉砂岩，山西组底部至三灰顶板之间 的泥岩、粉砂岩。 区域内煤系断层导水情况各有不同，主要与断层两盘接触部位的岩性有关，隔 水层与隔水层对接时，断层带不导水。断层是否导水与落差并无直接关系，有的落 差仅几米的断层导致矿井突水。不导水的断层在矿井开采排水的影响下有可能导水。 区域内煤系地层的补给主要受区域径流补给、断层的侧向补给，地下水径流方 向基本与地表水径流方向一致，由东北向西南。而矿井排水已成为地下水排泄的主 要方式。 21 图 4-1 区域水文地质图 第五章 矿井水文地质 第一节 井田边界及其水力性质 本井田东与济宁二号井、三号井西边界相接，西至嘉祥断层，南起南部第 11、12 两坐标点的连线，北至唐口井田南界。除西部边界为断层外，其余均为人 为边界。安居煤矿与周边矿井交界处均留设 50m 井田边界煤柱。嘉祥断层为区域 性断层，落差较大，下盘寒武系页岩与井田内奥灰对接，对奥灰没有补给，对煤系 为补给边界。 第二节 含水层 本区主要含水层为第四系上组、下组，侏罗系砂岩、3 上 煤层顶底板砂岩、三 灰。 一第四系含水层 （1）上组（Q 上 ）：厚 60.4596.35m，平均 77.71m，主要由褐黄色局部灰绿 色的粘土、砂质粘土及中、细砂层组成，砂层约占 50%以上，分选好，结构疏松， 故富水性强，为浅层承压水。据济宁二井田资料：单位涌水量：0.112510.433 L/sm，水位标高：+29 +35.09m，矿化度：0.5g/l 左右，水质：以 HCO3-SO42- Ca2+Na+型水为主。该含水层受大气降水补给，水位动态变化与降雨量基本一 致。 （2）下组（Q 下 ）：厚 102.95147.60m，平均 114.59m，主要由灰绿色、灰 白色砂质粘土、粘土质砂和粘土质砂砾组成，其中上部砂层发育，约占 50%，含水 性强，下部以砂质粘土、粘土为主，约占 70%，具隔水性。据济宁二号井和新河井 田抽水试验资料：单位涌水量：0.005420.5561 L/s.m，水位标高： +18.38+32.47m，矿化度： 0.570.70g/l，水质：以 HCO3-SO42-Ca2+Na+型 水为主。 二侏罗系砂岩含水层 本区侏罗系厚度大，厚 441.201113.65m，平均 690.50m，主要为中、细砂岩， 23 属裂隙承压含水层，含水性较弱。全区仅有 3 个钻孔漏水，漏水层均在靠近火成岩 顶底部砂岩处。侏罗系一段，以泥岩、粉砂岩为主，属隔水层，并且侏罗系与 3 上