柴家沟煤矿矿井地质及水文地质类型划分报告

1、柴家沟煤矿生产矿井地质及水文地质条件分类报告陕西集华柴家沟矿业有限公司二O一一年五月8 / 9文档可自由编辑打印第一章 矿井地质条件分类一、构 造柴家沟煤矿区总的构造特征主要为一宽缓向斜，是龙王玉华向斜的东端，向斜轴为北东向延伸，地层倾角一般为310°，向斜东南翼陡，地层倾角一般为510°，西北翼缓，地层倾角一般为35°。未见断层及岩浆岩，构造简单。地质构造复杂程度为类。二、煤 层4-2号煤层是区内唯一有工业价值的可采煤层。1、层位、厚度及可采范围4-2号煤层位于延安组第一段的中下部，K2标志层以下，层位稳定，全区分布。厚度08.43m（Yn2），一般厚57m，可

2、采厚度0.808.43 m。 可采面积3.7365km2，占煤矿区面积的76.8%，全区大部可采。2、厚度变化规律4-2号煤层厚度在向斜轴部增厚，向两翼变薄尖灭，呈规律性变化。仅在CB1号钻孔处突然变薄（0.10 m）。3、结构及变化规律4-2号煤层为一结构简单的中厚煤层，含夹矸0-3层。区内见煤钻孔中不含夹矸或含一层夹矸的有5个点，占全部见煤点的41.7%，分布在向斜轴部，含夹矸2-3层的7个点，占全部见煤点的58.3%。夹矸岩性多为炭质泥岩，泥岩及粉砂岩，厚度为0.100.35m。总之，4-2号煤层全区范围内基本达可采厚度以上，层位稳定，厚度虽有一定变化，但变化规律明显，结构简单，含03夹

3、矸。确定为稳定型的中厚煤层。依据矿井地质规程规定，本矿煤层的稳定程度综合评定为类。三、煤层倾角本矿为一宽缓向斜，轴向东北，煤层倾角一般为310°，向斜东南翼陡，倾角一般为510°，西北翼缓，倾角一般为35°。依据矿井地质规程规定，本矿煤层倾角类型综合评定为类。四、开采技术条件1、煤层顶、底板顶板：多为粉、细砂岩，局部为泥岩及砂质泥岩。而粉细砂岩互层分布在向斜两翼边部，厚度较大，一般厚度在3.00m左右，最大厚度15.08m。CB3、CB4及K24号孔钻孔见有炭质泥岩伪顶，厚0.10-0.50m。煤矿区顶板稳定，一般均不需要留护顶煤。底板：4-2煤层直接底板多为炭质

4、泥岩及泥岩，少量钻孔为粉砂质根土岩。厚度为0.53.3m，最大厚度6.9m。而根土岩较厚者遇水膨胀较为严重。其下为富县组花斑泥岩铝质杂色泥岩，含鲕状团块结构，厚度115m，一般厚约10m，个别最大厚为27.87m，(如CB1号孔)分布普遍，遇水膨胀，可发生严重地鼓，其膨胀率为5.834.9%，属极为不坚实之底板。煤矿区最大鼓起0.8m/年，一般回采后加剧。依据规程规定，本矿煤层的顶、底板复杂程度综合评定为类。2、其它采技术条件（1）瓦 斯根据2010年7月铜川市煤矿安全技术服务中心对柴家沟煤矿进行瓦斯等级鉴定，柴家沟煤矿矿井总回风巷最大瓦斯绝对涌出量7.88m3/min，相对涌出量3.34m3

5、/t，CO2最大绝对涌出量1.90m3/min，相对涌出量0.81 m3/t，2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果为低瓦斯矿井。（2）煤 尘据4-2号煤层煤尘爆炸性试验测试结果：火焰长度300mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量55%，煤尘具爆炸危险性。（3）煤的自燃据4-2号煤层自燃倾向试验样测试结果：氧化样300，还原样336，原煤样312，氧化程度22，T13在12，属易自燃煤层。据矿井资料，4-2号煤层堆放有自燃现象发生，发火期36个月。综上所述，瓦斯、煤尘、煤层自燃等均对煤矿影响不大，因此，其它开采技术条件复杂程度拟定为类。五、结 论根据本矿地质构造、煤层的稳定性、煤层倾角和其它开采技术条件等级

6、分类，柴家沟煤矿矿井地质条件定为一类矿井。本次矿井地质条件分类是在本次矿井地质报告的基础上进行的，所采用的资料齐全，各种数据准确，整个工作严格按照矿井地质规程规定及补充说明的有关要求进行，最终评定的矿井地质条件类型恰当，符合煤矿实际。第二章 水文地质条件分类一、矿井充水条件（一）含水层性质及补给、径流及排泄条件1.第四系孔隙潜水含水层：该层主要分布于河谷地段，与地表水水力联系密切，丰水期主要接受河水的侧向补给，同时接受大气降水的入渗补给，由地势高处向地势低凹处径流，在适宜位置排出地表，补给地表水或下渗补给基岩含水层；枯水期其水位相对较高，主要补给地表水，对地表水水量、水质起到一定的调节作用。2

7、.洛河组砂岩含水层：柴家沟煤矿总体位于陕北承压水盆地东部排泄区，含水地层为白垩系下统洛河组，区内该层遭受沟谷强烈的侵蚀切割，多以泉的形式排出地表，补给地表水。3.侏罗系、三叠系承压水：柴家沟煤矿矿区位于陕北斜坡南部，是东部承压水单斜之组成部分。含水地层以中侏罗统直罗组砂岩富水性最好，钻孔最大涌水量每日10100吨，其余富水性弱或为相对隔水层，地下水主要在露头区接受大气降水补给，顺层向深部流动，水质交替缓慢，矿化度升高。（二）充水水源及充水通道1充水水源大气降水本区属大陆性半干旱气候，年降雨量平均值为597.9mm，多集中在7-9月份，年蒸发量为1659.3mm，由于地表植被发育，有利于大气降水

8、的蓄积，且地形起伏较大，沟谷切割严重，地表泄水相对迟滞，故有利于大气降水在地表的滞留，因此，大气降水是地下含水层的主要补给来源。地下水第四系冲、洪积潜水含水层是煤矿区主要含水层之一，富水性较好，与地表水及大气降水有密切水力联系，补排条件良好，川道地势低平，地下水埋藏较浅，上面又无不透水层覆盖，从而给大气降水渗入补给创造了有利条件，该层在很多地段不整合于洛河砂岩之上，该层为下部砂岩层提供了比较好的充水条件。洛河组砂岩裂隙含水层，层厚大，分布普遍，富水条件较好，据钻孔抽水试验资料，水位埋深52.02m，单位涌水量0.0636L/s·m，渗透系数0.0477m/d，为矿井间接充水的主要水源

9、。直罗组及延安组砂岩裂隙含水层富水性弱，钻孔单位涌水量小于0.1L/s·m，虽属直接充水含水层，在井下开拓及生产中，表现为煤层及顶板的局部淋水、滴水现象，但一般矿井涌水量甚微，对煤层开采影响不大，井下观测出水量也不足为患。三叠系上统永坪组砂岩裂隙水层一般富水性较弱，与煤层间有厚度比较稳定的富县组泥岩相隔，故此层对煤层开采影响不大。煤矿区外围有个别三叠系出水点，多数水量不大。其它地层富水性均较弱，对矿井开采无较大影响。地表水区内支沟均发源于财神梁，主要为柴家沟及庙沟，皆为季节性水流，流量较小，一般为4.8215.84 m3/h，于马坊沟口汇入玉华川，马坊沟口汇流处流量为145.6m3/

10、h，水质良好，属HCO3-Ca·Mg型淡水。柴家沟煤矿煤层位于当地侵蚀基准面以下，上覆基岩厚度远大于采煤后形成的导水裂隙带高度，不会导通地表水体，故其为矿井充水的间接水源。2充水通道天然裂隙区内基岩以细粒砂岩、粉砂岩、泥岩为主，次为中粒砂岩和粗粒砂岩，含水层与隔水层呈互层结构，相互间隔，加之本区地质构造简单，未发现断层及岩浆活动，天然状态下地层裂隙不发育，垂向补给极差，侧向补给由于其渗透性差而微弱，故其为弱的充水通道。导水裂隙带经过两种公式的预测，本区煤层导水裂隙带均导通了直罗组下段含水层，但导水裂隙带最大高度未能达到洛河组底界，导水裂隙带均位于延安组和直罗组地层内，裂隙带成为煤矿的

11、主要充水通道。井筒及采空区据历年矿井涌水量观测记录，井筒及采空区已成为矿井充水的主要充水通道，来至于此的涌水量已达总涌水量的80%以上。建议矿井在采煤过程中，应防止采空区成为充水通道，使积水进入矿井。3充水强度不同充水方式表现为不同的充水强度：以延安组直接充水含水层为充水水源，以地层天然及煤层导水裂隙为导水通道，其充水强度最低，水量小，补给条件差，延安组砂岩裂隙水为矿井水的经常性补给因素。以直罗组下段砂岩含水层为充水水源，以煤层导水裂隙为导水通道，其充水强度表现为水量较大，持续时间长等特点，具体取决于直罗组含水层的补给条件。地表水、大气降水在自然状态下对矿井生产无大的影响，但是区内地表水及白垩

12、系洛河组砂岩含水层（K1l）富水性相对较强，应重点防治人类工程因素导致地表水或白垩系洛河组砂岩裂隙水溃入矿井。二、矿井涌水量1 生产矿井涌水量该矿自2006年开始对井下涌水量进行了系统的观测，根据观测资料，全矿涌水量24.341.32m3/h，多年平均涌水量29.52m3/h，主要来源于洛河组（井筒穿越）及延安组砂岩裂隙地下水。近年来，随着矿井开采的扩大，矿井涌水量有增大的趋势。2 矿井涌水量预算由于本区或邻区无延安组含水层和直罗组含水层水文地质参数，无法进行大井法涌水量预算。原地质勘探报告依据邻近的焦坪永红斜井水文地质资料，采用比拟法进行了矿井涌水量计算，计算结果正常涌水量为29.16m3/

13、h，最大涌水量为53.41m3/h。根据矿井历年井下涌水量观测资料，该矿直接充水含水层为煤层顶板砂岩裂隙含水层，以滴水为主，目前全矿正常涌水量为45m3/h左右，与预测涌水量基本接近。故本次采用原勘探报告预测结果。三、钻孔单位涌水量1、第四系河谷砂砾石孔隙潜水含水层（Q4）据抽水试验资料，单位涌水量：2.8L/s·m。2、白垩系下统洛河组砂岩裂隙含水层（K1l）据抽水试验资料，钻孔单位涌水量0.0636L/s·m。3、侏罗系下统直罗组、延安组砂岩裂隙含水层(J2zJ2y)据直罗组及延安组上段抽水试验资料，钻孔单位涌水量0.0017L/s·m4、三叠系永坪组砂岩裂隙含水层（T3y）据以往钻孔抽水试验资料，单位涌水量0.0235L/s·m。四、开采受水害的影响程度矿井至建井以来，未发生过水害事故，但随着开采强度的加大，应密切注意上部含水层通过导水裂隙或其他途径进入矿井，继而威胁着矿井安全。五、防治水工作难易程度目前防治水措施：进一步完善矿井排水系统。矿井设立的主排水泵和配电系统要保证其正常运转，水仓要常清淤，扩大水仓的有效容量，水泵要常检修，并做好记录工作。调查研