水文地质类型划分报告

...wd......wd......wd...******矿井水文地质类型划分报告******二〇一七年十月******矿井水文地质类型划分报告编制单位：陕西天地地质有限责任公司工程负责：艾鹏永参加人员：樊少义李亮石玉芳何平审核：郭亮总工程师：张廷会总经理：王永森编制时间：二〇一七年十月目录前言1第一章矿井及井田概况4第一节矿井及井田基本情况4第二节位置、交通7第三节地形地貌10第四节气象、水文11第五节地震12第六节矿井排水设施能力现状13第二章以往地质及水文地质工作评述16第三章地质概况18第一节地层18第二节构造23第三节煤层24第四章区域水文地质30第一节区域水文地质分区30第二节含〔隔〕水层特征31第三节区域地下水补、径、排条件33第五章矿井水文地质36第一节含水层特征36第二节隔水层特征40第三节地下水补径排泄条件40第四节矿井充水条件分析41第五节井田及周边老窑水分布状况46第六节矿井充水状况48第六章矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价51第一节矿井开采受水害影响程度评价51第二节矿井防治水工作难易程度评价53第七章矿井水文地质类型划分及防治水工作建议54第一节矿井水文地质类型划分54第二节防治水工作建议59第八章结论59附图目录顺序号图号图名比例尺11矿井水文地质图1:1000022矿井综合水文地质柱状图1:50033A-A’水文地质剖面图1:200044松散层厚度等值线图1:1000055基岩顶面等高线图1:1000066矿井充水性图1:5000前言随着我国工业的迅速开展，对煤炭资源的需求量日益剧增，各煤矿加大了煤炭开采的步伐，同时伴随着煤矿水害事故频繁发生，严重危害煤矿的生产与安全。针对这一个时期以来煤矿水害事故接连发生的严峻形势，为了遏制水害事故的发生，加强煤矿防治水工作，保障煤矿职工的生命安全，国家安全生产监视管理总局和国家煤矿安全监察局根据?安全生产法?、?矿山安全法?、?国务院关于预防煤矿安全事故的特别规定?等法律、法规，于2009年9月21日以国家安全监管总局令第28号发布了?煤矿防治水规定?，要求于2009年12月1日起实施。2009年11月30日，两局又以安监总煤调〔2009〕233号文发布了关于学习贯彻落实?煤矿防治水规定?的通知，要求各煤矿企业进展矿井水文地质类型划分，并前建设健全有关矿井地质报告、图件和根基台账。根据?煤矿防治水规定?(2009年)第二章第十二条规定：矿井应当对本单位的水文地质情况进展研究，编制矿井水文地质类型划分报告，并确定本单位的矿井水文地质类型。因此******于2014年委托陕西天地地质有限责任公司编制了?陕西省榆林市******水文地质类型划分报告?，将******矿井水文地质类型划分为“中等〞类型。?煤矿防治水规定?(2009年)第二章第十三条规定，矿井水文地质类型应当每3年进展重新确定，当发生重大突水事故后，矿井应在1年内重新确定本单位的水文地质类型。鉴于此，受******委托，陕西天地地质有限责任公司重新编制?******水文地质类型划分报告?。本次矿井水文地质类型划分工作以?煤矿防治水规定?(2009年)为准那么，以水文地质理论为指导，根据******地质勘探资料和矿井建设、生产过程中揭露的地质资料，系统总结了矿井水文地质资料，详细分析了矿井充水的条件与特征，全面评价了矿井受水害程度，并在此根基上依照?煤矿防治水规定?(2009年)和国家煤矿安全监察局编发的?煤矿防治水规定释义?进展的矿井水文地质类型划分和相关图件的编制以及报告的编写，到达为矿井防治水工作服务的目的。根据?煤矿防治水规定?〔国家安全生产监视管理总局，2009年09月21日〕及?煤矿地质工作规定?〔国家安全生产监视管理总局，2013年12月31日〕，确定本次工作的主要任务为：〔1〕收集***已有地质和水文地质资料的根基上，对矿井水文地质条件进展分析，划分影响矿井充水的含〔隔〕水层，并对其富水性进展评价；〔2〕详细调查矿井水文地质情况及生产过程中矿井的充水现状；〔3〕分析矿井涌水量的构成，主要突水点位置、突水情况及其处理情况；〔4〕对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价；〔5〕划分矿井水文地质类型；〔6〕根据矿井水文地质现状，提出矿井防治水建议。本报告编制涉及的主要标准、规程及引用、依据、参考资料包括：〔1〕?煤矿安全规程?，国家安全生产监视管理总局、国家煤矿安全监察局，2011年01月25日；〔2〕?煤矿防治水规定?，国家安全生产监视管理总局、国家煤矿安全监察局，2009年12月01日；〔3〕?建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程?，国家煤炭工业局，2000年01月；〔4〕?矿区水文地质工程地质勘探标准?〔GB12719-91〕，国家技术监视局，1991年02月04日；〔5〕?煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准?〔MT/T1091－2008〕；〔6〕?煤矿地质工作规定?，国家安全生产监视管理总局、国家煤矿安全监察局，2013年12月31日；〔7〕?陕西省******煤矿(整合区)勘探报告?，榆林市荣岩地质勘探，2008年12月；〔8〕?陕西省******煤矿地质类型划分报告?，陕西天地地质有限责任公司，2014年12月；〔9〕?陕西省******煤矿隐蔽致灾因素普查报告?，陕西天地地质有限责任公司，2014年12月；〔10〕矿井建井、生产期间的地质、水文地质等相关资料；煤矿各项工程进度等台账图件。本工程收集资料截止日期为2017年9月底。第一章矿井及井田概况第一节矿井及井田基本情况一、矿井开发概况******(以下简称“***〞)位于陕西省陕北侏罗纪煤田神府矿区新民普查区范围内。***1993年建井并投产，2000年煤矿进展了技术改造，生产能力21万吨/年。2007年，陕西省人民政府以陕政函【2007】167号?关于榆林市煤炭资源整合实施方案的批复?批准矿井进展资源整合〔Z45整合区〕，即在原***根基上扩大井田范围整合而成。陕西省国土资源厅以“陕国土资矿采划[2008年]91号文〞?关于划定******矿区范围的批复?批复了***的范围，井田面积7.1883km2，批准开采3-1、4-3和5-1煤层，拟建矿山规模为60万吨/年。二、矿井主要生产系统2010年，榆林市榆神煤炭建筑设计完成了矿井初步设计，本煤矿整合后开拓方式为斜井开拓，即重新开凿一主斜井，主井的倾角为9°，方位角为262°开凿至5-1煤层中；改造利用原主平硐作为整合后矿井的副斜井，副井倾角为6°，方位角为350°；改造利用原回风平硐，作为整合之后矿井回风斜井，回风井倾角为5°，方位角为350°。各井筒特征比照见表1-1。表1-1矿井井筒特征表井筒名称井口坐标井口标高(m)提升方位角井筒倾角(井筒长度(m)(m)断面积(m2)净净掘进X=4328740.210Y=37453593.150＋1022.66262°9535.56.319.926.0X=4328723.410Y=37453537.000＋1020.50350°695.56.319.926.0X=4328684.200Y=37453483.300＋1022.00350°5304.04.614.318.2图1-1矿井开拓布局示意图在煤矿中部5-1号煤层采空区南侧辅助运输大巷与胶带运输大巷之间布置三条东西大巷连接三条井筒。在井田东部位置沿南北方向布置三条南北大巷。矿井开拓方式参见图1-1。2、盘区及大巷布置本煤矿可采煤层为3-1、4-3、5-1三层煤，3-1煤层只在东北局部布；4-3煤层受后期剥蚀，沿大大板兔川沟谷两侧有出露；可采区主要除整合区的西北部剥蚀外其余地段均有分布；5-1煤层为本矿的主采煤层，全区可采。设计按煤层的赋存特征及井田开拓布置的合理性，将煤层划分为一个水平，水平布置在5-1煤层中，水平标高为+1003m，将4-3煤及3-1煤各布置一个辅助水平，按煤层划分水平。三层煤均通过斜巷进展连接。根据矿井生产能力、通风以及规程、标准的要求，并结合矿井开拓布置、煤层厚度、顶底板岩性等因素，设计确定在；4-3煤和5-1煤层分别设置三条大巷，即胶带输送机大巷、辅助运输大巷、回风大巷组成。大巷之间巷道中心线间距为30m，巷道两侧均留30m的保护煤柱。4-3煤大巷中带式输送机中煤炭通过溜煤眼溜至5-1煤大巷带式输送机中，进入主水平煤流中，另外，两层煤的辅助运输及回风通过斜巷的方式进展联络。本矿3-1煤可采区域位于煤矿东南角，3-1煤可采区域煤炭将通过该处4-3煤大巷通过斜巷进入3-1煤，通过布置在3-1煤中的盘区巷进展回采。三、矿井未来三年开采规划根据***产能及接续安排方案，未来三年〔2017～2020〕规划开采开采5-1煤层，采区位于煤矿西部51203工作面〔详见图1-2〕。图1-2***开采规划示意图第二节位置、交通一、位置***位于陕北侏罗纪煤田神府矿区新民普查区西部边缘。煤矿北局部别与陕西恒辽矿业有限责任公司煤矿〔H7整合区〕﹑神木县店塔镇王塔煤矿〔H8整合区〕相接，东部与神木县店塔镇黑拉畔煤矿相接，南局部别与榆林市杨伙盘煤矿﹑神木县店塔镇老张沟煤矿相接〔见图1-3〕。***于2010年09月09日依法在陕西省国土资源厅取得了采矿许可证，采矿权人为“******〞，矿山名称为“******〞。登记的平面范围拐点坐标如表1-2所示，登记面积为7.1883km2，开采煤层3-1、4-3、5-1号煤层，开采深度990～1100m。登记证号C6100002010091120074808，有效期为六年〔2010年09月09日～2016年09月09日〕，设计生产规模为90万吨/年。图1-3矿权设置及四邻关系示意图表1-2***点范围一览表1954北京坐标系拐点编号1954北京坐标系XYXY432724937451960543290003745485043283103745220064327271374554984328670374532107432582037453300432907037454420二、交通***位于陕西省神木县城西北直距约31km处，行政区划隶属神木县店塔镇管辖。府〔谷〕—店〔塔〕一级公路〔S301〕和神〔木〕～朔〔州〕铁路从煤矿南部约15km处通过，向西在店塔镇分别与包〔头〕～神〔木〕一级公路〔S204〕及包〔头〕～神〔木〕铁路相接，南经榆林、延安可达西安，北经大柳塔可达东胜、包头，东经府谷可达山西〔见图1-4〕。煤矿向西北距大柳塔镇36km，向南距店塔镇13km，距神木县城35km，向西南距榆林市165km。总之，本区交通便利。图1-4交通位置图榆林新机场已开通榆林至西安、包头、北京航线，太原、银川等大城市航班也即将开通。距本区较近的鄂尔多斯机场也开通至西安、包头、北京航线。第三节地形地貌***位于陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，地貌单元属黄土丘陵地区，全区大部被黄土覆盖。地势总体为东高西低，最高处位于煤矿东部梁峁，标高为1229.2m，最低处位于煤矿西北部小板兔川沟谷，标高为1007.4m，相对最大高差为221.8m。沙丘平地：主要分布在梁峁上，成片状分布。占勘探区面积的30%。物质组成为第四系松散粉沙、细沙和沙质粘土，多呈半固定状态。地表形态以起伏不平的小沙丘为主，沙丘高一般2~3m不等，多生长有沙蒿、沙柳、柠条和杨树。黄土梁峁：主要分布在勘探区南部，约占全区面积的70%，组成物主要是粉沙、粉质粘土、粉土，且以粘土为主，外表常有现代风积沙覆盖。由于雨水的冲蚀作用，梁峁坡面冲沟发育，沟谷直立，黄土见垂直节理。沟梁相间，地形支离破碎，水土流失严重。坡面平缓区为耕田，其余主要为林区和草地。沟谷滩地：主沟沿东西向展布，沟谷两侧基岩断续出露，沟底开阔地带形成一级阶地和河床漫滩。河床漫滩主要分布于大沟沟底，高于河床约1～2m左右，漫滩平缓，与河床以陡坎形式连接，由第四系全新统冲积层组成；一级阶地主要由第四系全新统冲积层组成；河漫滩和一级阶地多经人工平整成梯田，为区内农作物主要种植区。第四节气象、水文一、气象神木县属典型的北温带干旱、半干旱大陆性季风气候，冬季严寒，春季多风，夏季炎热，秋季凉爽，昼夜温差悬殊，四季冷热多变。常年干旱少雨，年蒸发量较大。全年无霜期较短，一般十月初上冻，次年四月初解冻。多年平均气温8.4℃〔1957～1990〕，极端最高气温38.9℃〔66年6月21日〕，极端最低气温-28.4℃〔58年1月16日〕，多年平均降水量435.7mm(1957～1991年)，枯水年降水量108.6mm〔65年〕，丰水年降水量918.1mm〔67年〕，多年平均风速2.2m/s(1957～1989年)，极端最大风速25m/s〔70年7月18日〕，年最多风向NW，年最大冻土深度146cm〔68年2月〕，多年平均气压910毫巴〔1974～1989年〕，全年降水量分配很不均匀，多以暴雨形式集中在7～9月份〔表1-3，图1-5〕，约占降水量的68%。不同年份降水量变化明显。多年平均蒸发量为1788.4mm，是降雨量的4倍左右，平均相对湿度为36％，平均无霜期179天。表1-3神木气象站月平均主要气象要素统计表月份气温(℃)降水量(mm)蒸发量(mm)相对湿度(％)风速(m/s)最大冻土深度(m)1-9.32.532.9542.01.292-5.13.448.3532.21.5032.611.9111.0472.61.44411.519.7245.0413.00.15517.829.1298.7422.8622.143.6288.1512.5723.9110.5233.6632.1821.8113.8187.6701.9916.055.5145.6681.7109.423.3112.0641.90.14110.57.856.5602.00.4912-7.12.131.7581.91.03多年平均8.6424.41788.4562.31.5图1-5神木气象站多年月平均气象要素图1.气温2.降水量3.蒸发量4.相对湿度5.风速6.最大冻土深度二、水系本区内地表水系主要为小板兔川流域，由东北向西南从煤矿北部流过，年平均流量为3.52m3/s。其次为上石拉沟沟流，由东向西从煤矿中部流过。这些沟流流量严格受降水所控制，夏秋季雨季流量较大，冬春季枯水期流量甚微或断流。第五节地震本区地壳活动相对微弱，属无震区。根据?陕西省工程抗震设防烈度图?〔1993年10月〕的烈度划分，本区地震动峰值加速度Pgа<0.05g，地震烈度小于Ⅵ度。据记载，公元1448年，榆林地区曾发生过4~7级地震，1621年在府谷县孤山地区发生过5级地震，烈度6.7度，此后再未发生过4级以上地震，小震也很少。邻省区虽发生过较大地震，但对本区影响甚微。如1996年5月3日，距本区352km的内蒙古包头发生6.4级地震，而本区内仅有震感而已。举世瞩目的2008年5月12日汶川8级大地震，距此约1000km，本区也仅有明显的震感。第六节矿井排水设施能力现状一、矿井排水系统矿井工业场地排水采用分流制排水系统。工业场地的生产、生活污废水经排水管道进入位于矿井场地内的污水处理站进展处理。处理后出水到达GB8978-1996?污水综合排放标准?中所规定的一级标准。井下排水经管道利用余压进入设于矿井场地的井下排水处理站内，根据复用水水质要求进展混凝沉淀及深度处理后回用于井下消防、洒水。室外排水管采用钢筋混凝土排水管,水泥砂浆接口。污水管道起点埋深为地面以下1.5m。主斜井井口至井下水处理站的排水管为DN100的给水聚乙烯管。井下排水从井下水仓用泵排至地面井下水处理站内。矿井正常涌水量为72m3/d，最大涌水量为120m3/d，井下水仓位于主平硐井底附近，由主仓和副仓两条独立水仓组成，水仓内铺设轨道。各水仓有效容量600m3，能容纳矿井8h的正常涌水量。辐流式沉淀池上设ZXG-5型中心传动的刮泥机，污泥由污泥斗用管道排到污泥池中。经辐流式沉淀池处理后的水流到中转水池1，用潜水泵两台50QW18-15-1.5〔Q=18m3/h，H=15m，N=1.5kW〕一台工作一台备用。将水经加絮凝剂PAM〔聚丙稀酰胺〕加到管道混和器，充分混和后送到RWQ15涡凹式高效气浮机〔处理量Q=15m3/h〕，经气浮沉淀处理后，去除大局部悬浮物及乳化液油类，将水送到中转水池2，再用潜水泵〔50QW18-15-1.5〕送到纤维球过滤器〔KQV0.8型，Q=15m3/h〕过滤，过滤后的水经二氧化氯消毒剂发生器〔HTSC-Y-4型〕消毒后送到300m3消防洒水池。沉淀池和气浮机污泥经离心式渣浆泵〔25Z-25B型Q=11.5、14.5、17.5m3/h，H=17、16、15.3m，N=3kW〕，将污泥送到转鼓浓缩带式压滤一体机〔GDY08型〕中，经压滤后干污泥排出场外。辐流式沉淀池、中转水池、污泥池与所有处理设备及泵房、配电室均放到井下水处理站内。见井下水处理站布置示意图1-6。图1-图1-6井下排水处理工艺流程图二、矿井排水设施能力评价根据?煤矿防治水规定?要求：工作水泵和工作水管配合应能够在20h内排出矿井24h的正常涌水量，工作和备用水管的总能力应能够在20h内排出矿井24h的最大涌水量，而且须有工作和备用水管，对于新建矿井，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8h的矿井正常涌水量。主要水仓容积评价：井下水仓由主仓和副仓两条独立且互不渗漏的巷道组成，当一个水仓清理时，另一个水仓能够正常使用。矿井正常涌水量为3.5m3/h，最大涌水量5m3/h，现有主要水仓的有效容量约600m3，完全能够容纳8h的最大涌水量。水泵与水管的排水能力评价：用潜水泵两台50QW18-15-1.5〔Q=18m3/h，H=15m，N=1.5kW〕。一台工作水泵的排水能力到达流量18m3/h；一台工作水泵和一台备用水泵同时工作时的排水能力为36m3/h，能在昼夜工作时间内排出水量约864m3。工作水管的能力与工作水泵匹配，工作和备用水管的总能力也与工作水泵和备用水泵的能力匹配。综上，按现状矿井涌水量〔正常涌水量3.5m3/h、最大涌水量5m3/h〕来评价，目前的矿井主排水系统能力满足要求；按照未来三年预测矿井涌水量〔正常涌水量75m3/h、最大涌水量113m3/h〕来评价，目前主排水系统不能满足排水要求，还需加强建设矿井排水系统。第二章以往地质及水文地质工作评述1、1980～1982年，陕西省煤田地质局一八五队提交了?陕北侏罗纪煤田榆〔林〕神〔木〕府〔谷〕勘查区找煤地质报告?。在本区进展了1：100000的地质及水文地质调查，全面系统地总结了该区的煤田地质成果。2、1985～1987年，陕西省煤田地质局131队在窟野河、饽牛川以东南开展找煤工作，施工钻孔38个，进尺10375.86m，提交了?陕北侏罗纪煤田新民区找煤地质报告?。1987年11月经陕西省煤田地质勘探公司以陕煤地发〔87〕280号文件审查批准。3、1986～1991年，陕西省煤田地质局131队进展新民区普查工作，并提交?陕北侏罗纪煤田新民区普查总结?，施工钻孔85个，进尺23372.73米；地球物理测井22087.83米；采集各类样品448个(组)；获得C+D级资源量767886万吨。陕西煤田地质局于92年6月以〔陕煤地发(1992)161号〕文通过。4、2005年，受神木县矿产资源管理办公室委托，陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院对神木县***进展了煤炭资源储量检测，于2005年12月编写了?陕西省******资源储量检测说明书?，备案文号为：陕国土资储藏[2007]176号文。检测基准日为2005年6月底，煤矿累计探明资源储量1890.5万吨。动用资源储量90.6万吨；保有资源储量1799.9万吨。其中：控制的经济根基储量〔122b〕1678.1万吨；控制的边际经济根基储量〔2M22〕49.5万吨；控制的次边际经济资源量〔2S22〕72.3万吨。5、2008年12月榆林市荣岩地质勘探，对本井田进展地质勘探，并提交了?陕西省******煤矿〔整合区〕勘探报告?。6、2014年12月，陕西天地地质有限责任公司编制了?陕西省******煤矿地质类型划分报告?；7、2014年12月，陕西天地地质有限责任公司编制了?陕西省******煤矿隐蔽致灾因素普查报告?。8、2014年，陕西天地地质有限责任公司编制了?陕西省榆林市******水文地质类型划分报告?，将******矿井水文地质类型划分为“中等〞类型。上述工作除陕西省地质矿产勘查开发院和榆林市荣岩地质勘探所做工作涉及到整合区外，其余地质工作量基本不涉及本整合区。本矿井田范围内没进展过水文地质工作。因此，本矿以往地质工作程度总体很低，水文地质工作缺失。第三章地质概况第一节地层一、区域地层区域地层属华北地层区，鄂尔多斯地层分区，东胜～环县地层小区。***属陕北侏罗纪煤田神府矿区新民普查区西部边缘。区内绝大局部被新生界松散—半固结沉积物所覆盖，基岩沿河谷两岸出露，出露的地层由老至新依次为中生界三叠系、侏罗系，新生界新近系、第四系。这些地层的主要特征及其之间的接触关系详见表3-1。表3-1矿区地层简表地层单位及接触关系地层厚度〔m〕特征岩性分布范围界系统组新生界Kz第四系Q全新统Q40～50风成沙，坡积物，冲积物。风积沙分布于梁峁，冲积层分布于沟谷中上更新统Q2+3萨拉乌苏组0～20黄色～灰褐色亚粘土，为粉沙及细沙，底部有砾石，可见层理，含腹足类和脊椎动物化石。零星出露离石组Q2l25～60浅褐色沙质亚沙土夹浅棕红亚粘土，多含钙质结核，垂直节理发育，含脊椎动物化石。大面积出露于塬峁丘地。新近系R上新统N2静乐组N2l0～90棕红色亚粘土与钙质结核层互层，底部常有半固结状砾石层，含大量动物化石。各沟谷沟脑。中生界Mz侏罗系J中统延安组J2y25～316.95浅灰色粗粒砂岩、细粒砂岩、灰～深灰色粉砂岩、泥岩及众多煤层及煤线，底部为灰白色石英砂岩。为区内含煤地层，含丰富植物化石。区内各沟谷均有出露。下统J1富县组J1f0～142紫杂色泥岩夹灰白色，灰绿色中粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及煤线。孤山、野芦沟、店塔、永兴一带三迭系T上统T3永坪组T3y不详巨厚状灰绿色中～细粒砂岩，夹有薄煤线，含植物化石。孤山、野芦沟、牛川、哈镇一带二、煤矿地层根据煤矿以往各阶段地质勘查钻孔揭露和地质填图资料，煤矿范围内地层从老到新依次为：三叠系上统永坪组〔T3y〕、侏罗系中统延安组〔J2y〕、新近系上新统静乐组〔N2j〕、第四系中更新统离石组〔Q2l〕、第四系全新统风积砂〔Q4eol〕、冲积层〔Q4al〕，从老至新分述如下：1、三叠系上统永坪组〔T3y〕该组地层为本区侏罗系含煤地层的沉积基底，区内未见出露，仅在局部钻孔中见到其顶部地层。根据矿区地层资料及局部钻孔资料，其岩性为一套灰绿色、巨厚层状中～细粒长石石英砂岩，夹有灰绿、灰黑色泥岩及薄煤线，砂岩中含有较多的黑云母片、绿泥石等，局部含泥质包体及黄铁矿结核，泥钙质胶结，分选性及磨圆度中等，以块状层理为主，局部具板状交织层理。以往勘查钻孔在本区未揭露全。2、侏罗系中统延安组〔J2y〕延安组为本区的含煤地层，与下伏永坪组呈假整合接触。广泛出露于区内各沟谷的两侧，由于遭受构造影响及后期不同程度的冲刷、剥蚀作用，残留的地层厚度变化较大，一般在84.66～253.30m之间。该组地层为本区的含煤地层。其岩性主要由浅灰色各粒级长石石英砂岩、灰～深灰色粉砂岩、泥岩和煤层组成，局部地段夹有透镜状泥灰岩，上部偶见盘状钙质砂岩透镜体。该组地层中砂岩和泥岩呈规律性的交替出现，综观其岩性特征，本组表现为一套内陆浅水湖泊三角洲相碎屑沉积。根据岩性、岩相特征，煤矿内由下而上可分为五个岩性段。现分述如下：〔1〕延安组第一段〔J2y1〕本段自煤系底界至5-1煤层顶面，该段假整合于三迭系永坪组地层之上。在整合区勘探时钻孔终孔层位是5-1煤下15m，只见到该岩段最上部的5-1煤独立小旋回构造，是典型前积型旋回构造。下部是4～8m巨厚的叠加分流河道砂体，岩性为浅灰至浅灰白色中至粗粒岩屑长石砂岩，局部含砾，具大型交织层理及槽状层理。上部为河漫相粉砂岩，发育断续状层理，小型交织层理，夹有薄层闭流沼泽相砂质泥岩。5-1煤位于顶部，是主要可采煤层，此小旋回厚度16.90～29.48m,一般24m。〔2〕延安组第二段〔J2y2〕本段地层自5-1煤层顶面至4-2煤层顶面，本次钻孔只揭露至4-3煤层底板以下15m，根据整合区勘探时钻孔揭露，厚度52.10～59.81m，一般55m左右。本段含4号煤组，此岩段由4-3煤和4-2煤两个独立小旋回构成。4-3煤旋回构造，多以巨厚前积分流河道砂体开场，其岩性为灰白色细粒岩屑长石石英砂岩，发育小型交织层理，和收敛斜层理，砂体下有不厚的前三角洲粉砂岩或砂质泥岩。但顶积层粉砂岩厚达十几米，具断续波状层理，水平层理，小型交织层理，含大量菱铁质结核和瓣鳃动物化石。夹似水平层理的细粒席状砂体和闭流沼泽相黑色砂质泥岩薄层。虽发育巨厚分流河道砂体，但从相序构造及岩相组合特征看，应是前沿型相序构造，浅湖或滨湖平原亚相沉积。砂体是水下分流河道，且不少钻孔有以粉砂岩为主的岩性组合。4-3煤位于旋回顶部。4-2煤层相序构造是以浅湖粉砂相岩石为主，具断续波状层理，水平层理，小型交织层理，含大量瓣鳃动物化石、菱铁矿结核及泥灰岩透镜体。夹有似水平层理的细粒席状砂体和薄层闭流沼泽相砂质泥岩，其中含较多植物化石。故4-2煤层属典型浅湖平原亚相环境。此旋回有两个特点，一是厚度稳定，二是虽无可采煤层，但4-2煤多以薄煤层位于旋回顶部。〔3〕延安组第三段〔J2y3〕本段自4-2煤层顶面至3-1煤层顶面，厚度33.30～39.10m，一般厚度约36m左右，本段含3号煤组。依岩性可划分为两个亚旋回，3-1、3-2煤层分别位于亚旋回的顶部。下亚旋回以粉砂岩为主，夹2～3层厚～中厚细粒长石石英砂岩，当属侧向分流河道砂体，如此岩石组合层序，似属湖湾或浅湖亚相沉积。3-2煤位于下亚旋回顶部，属不可采薄煤。上亚旋回厚度不大，岩相为河漫粉砂岩，中夹一厚层侧向分流河道砂体—细粒长石石英砂岩，3-1煤位于上亚旋回顶部，属中厚煤层。〔4〕延安组第四段〔J2y4〕本段地层自3-1顶面至2-2煤层顶面，由于受后期剥蚀，厚度变化较大，厚0～27.90m。本岩段为单一旋回构造，是典型前积型相序，有两种粒序构造。首先是正粒序构造最多，中部及下部是巨厚细～中粒分流河道砂体。仅有很薄前三角洲底积物粉砂岩或砂质泥岩。顶积层河漫相粉砂岩巨厚达10余米，夹中厚层沙坝，缺口扇砂岩和薄层闭流沼泽相黑色砂质泥岩；顶积层上部有一薄层很稳定的泥炭沼泽相〔薄煤〕。2-2煤位于此构造顶部。〔5〕延安组第五段〔J2y5〕本段地层自2-2顶面至煤系顶界，由于受后期剥蚀，厚度变化较大，残留厚0～47.82m。主要分布在本区南部Z45-3号钻孔一带；发育大型交织层理，岩性为灰白色中～粗粒岩屑长石砂岩，夹河漫粉砂岩。底积是很薄的前三角洲覆水沼泽相——具水平层理深灰色砂质泥岩，或浅水湖泊粉砂岩〔2-2煤伪顶〕。顶积巨厚8～16m，以河漫相粉砂岩为主，夹有沙坝，缺口扇的中厚层细粒砂岩和闭流沼泽砂质泥岩薄层。3、新近系上新统静乐组〔N2j〕分布于本区南部一带。厚度为0～15m。岩性为浅红色、棕红色粘土、亚粘土，含灰白色钙质网络及大量的钙质结核，局部富集呈层。与下伏地层呈不整合接触。4、第四系中更新统离石组〔Q2l〕分布于本区南部一带，一般厚度为0～70m，岩性以土黄色、灰黄色亚粘土、亚沙土为主，含大小不一、形态各异的钙质结核，结核呈零散状分布。与下伏地层呈假整合或角度不整合接触。5、第四系全新统风积沙〔Q4eol〕主要分布于本区中部区域，多为不连续的片状分布，多覆盖于其它地层之上，厚度0～5m。西部相对较厚，中东部多呈片状分布。为浅黄色细沙、粉沙，成份以石英、长石为主，有少量黑色矿物及岩屑，分选性和磨园度一般。6、第四系全新统冲、洪积层〔Q4al〕主要分布于侵蚀沟沟底，厚度0～3m左右，多为砾石和粗沙，分选性和磨园度均差。河漫滩及阶地多为细沙及粉沙局部粘土质沙。第二节构造一、区域地质构造背景***位于陕北侏罗纪煤田神府矿区新民普查区西部边缘，神府矿区位于陕北侏罗纪煤田北部，受燕山期和喜马拉雅期屡次构造变动作用，含煤地层总体为NNW、NWW向单斜构造，但历次构造运动在区内主要以垂向运动为主，影响较弱，地层倾角仅1～5°。在此根基上发育有宽缓的短轴状褶皱及鼻状起伏。区内未发现较大规模的断层或褶皱，构造简单〔图3-1〕。图3-1陕北构造纲要图二、煤矿构造煤矿各时代地层〔除新生界外〕为整合或假整合接触关系，地质构造简单，总体为一走向东西，倾向南，平均倾角1°的单斜构造。区内可见两组节理，走向100～130°左右的节理特别发育，在砂岩裸露区，岩石破裂成长方形块体，裂隙面平直充填度高。另一组节理不太发育，走向呈东北～西南向，仅断续可见。从煤层底板等高线形态看，显示出有一些十分宽缓的波状起伏现象，煤层底板等高线显现出不协调现象，属聚煤时地势不平和差异压实引起。总之，煤矿范围内无断层和褶曲发育，也无岩浆活动。第三节煤层一、含煤性侏罗系中统延安组〔J2y〕含煤地层属大型内陆湖泊三角洲沉积，本区含煤地层是三角洲碎屑沉积体周期性淤浅废弃，广泛泥炭化聚集的，垂向上具有明显的层序韵律构造，依据煤层组合特征、古生物、岩性、岩相特征等区域上自下而上划分为五个中级旋回即1～5岩性段，每段各含一个煤组，自上而下划分为五个煤组，即1号、2号、3号、4号、5号煤组。二、可采煤层本次工作充分收集了周边井田〔矿区〕的相关资料，对陕北侏罗纪煤田神府、榆神矿区主要煤层进展了综合研究和比照连接，各井田煤层编号对应关系如表3-2。本区范围内具有比照意义的煤层6层，即为2-2、3-1、4-2、4-3、5-1、5-2煤。可采煤层3层，其中局部可采煤层1层为3-1煤，大部可采煤层1层为4-3煤〔即：本次补充勘探对象〕，全区可采煤层5-1煤是主要可采煤层。见各煤层赋存特征表〔表3-3〕。表3-2煤层编号对应关系表井田名称煤层编号***勘探〔荣岩公司〕2-23-14-24-34-45-15-2杨伙盘〔185队〕2-23-13-24-24-34-45-15-2三道沟〔西勘院〕2-12-23-13-23-34-34-45-2上5-25-3三道沟〔131队〕2-23-14-34-45-2新民区〔131队〕2-23-1-13-1-23-1-34-34-45-15-25-3表3-3煤层赋存特征表段号煤层号煤层厚度计算特征〔储量估算采用厚度〕层间距稳定类型备注两级值平均值〔点数〕标准差〔%〕变异系数〔%〕第四段2-2自燃-2.940.090.05不可采25-26.8626.00第三段3-11.63-1.941.79(3)局部可采较稳定48.30-55.5354第二段4-30.65-1.331.12(8)0.080.07大部可采稳定33.50-39.7636第一段5-13.30-4.203.94(6)0.170.04全区可采稳定15.10-17.25165-20-1.11(2)不可采表3-3基本反映了延安组各段在剖面上的含煤特征，由表可知，五个段中第一段含煤性最好，第二段次之。第三段受沉积环境的影响，含煤性最差；第四、五段被剥蚀，仅局部残存，且不含煤。各主要可采煤层层位、层间距稳定，构造较简单，厚度变化不大，规律较明显。本次仅对可采煤层赋存特征进展描述。各可采煤层特征分述如下：1、3-1煤层位于延安组第三段的顶部，煤层的底板标高变化在1080～1100m之间，埋深0～100m。煤层受后期剥蚀，连续性较差，沿较大沟谷局部有出露，由于受后期剥蚀和沟谷切割，将煤层分割为3个孤立区块，形状极不规那么，不便为矿井开采利用，其中一区块位于东南边界地段，南与杨伙盘井田相接，东与黑拉畔煤矿3-1煤层可采区连片，面积相对较大〔1.559km2〕可被本矿井开采利用。区内3个见煤点，均属中厚煤层点，煤厚1.63～1.94m，平均1.79m，变异系数为0.05。煤层厚度由西向东逐渐变厚，不含夹矸〔见图3-2〕。图3-23-1煤层厚度等值线图煤层煤质灰分标准差为2.3，变异系数0.26；硫分标准差0.11，变异系数0.28；为煤质变化小〔灰分变化标准差小于5，硫分变化标准差小于0.5〕。煤类以不粘煤31号〔BN31〕为主，煤类单一。顶板主要为粉砂岩、泥岩；底板以泥岩为主，少量为粉砂岩。该煤层总体为中厚煤层，局部可采，厚度变化小且规律明显，构造简单，煤质变化小，煤类单一，属局部可采的较稳定型煤层。2、4-3煤层图3-34-3煤层厚度等值线图4-3煤层位于延安组第二段的中部，区内中东部不可采，沿大板兔川沟谷两侧有出露。煤层的底板标高1030～1065m，埋深0～155m。煤厚0.65～1.33m，平均1.12m，变异系数为0.07。煤层构造简单，不含夹矸。与上部3-1煤层的间距在48.30～55.53m之间，平均54m，与下部5-1煤层间距在33.50～39.76m之间，平均36m。煤层顶板主要为粉砂岩，偶为泥岩；底板以泥岩为主为主，局部为粉砂岩。煤类为不粘煤31号〔BN31号〕。该煤层总体为薄～中厚煤层，大部可采，厚度变化缓慢且规律明显，构造简单，煤质变化小，煤类单一，属稳定型煤层〔见图3-3〕。4、5-1煤层位于延安组第一段的顶部，与4－3煤层的间距在33.50～39.76m之间，平均36m。煤层的底板标高变化在990～1030m之间，埋深20～190m。全区可采，区内6个见煤点，属中厚厚～煤层点，煤厚3.30～4.20m，平均3.94m，变异系数为0.04。煤层厚度由北向东逐渐变厚，不含夹矸〔见图3-4〕。顶板主要为粉砂岩，偶为细粒砂岩；底板为粉砂岩。煤质灰分标准差为3.8，变异系数0.38；硫分标准差0.05，变异系数0.16；为煤质变化小。煤类为不粘煤31号〔BN31号〕。该煤层总体为中厚—厚煤层，全区可采，厚度变化缓慢且规律明显，构造简单，煤质变化小，煤类单一，属全区可采的稳定型煤层。图3-45-1煤层厚度等值线图第四章区域水文地质第一节区域水文地质分区***位于陕北高原和毛乌素沙漠接壤部位。矿区西部为地势相对平坦的沙漠滩地区，东部那么为支离破碎的黄土梁峁沟壑区。区内不同的地貌单元的水文地质条件也各不一样。依据地貌单元，并结合地下水的补、迳、排条件以及含水层富水性的差异，可划分为河谷区、风沙滩地区及黄土梁峁丘陵区三种水文地质分区。各分水区的水文地质特征如下所述。一、河谷区指区内河流及一些较大支沟的谷底及两侧，是地下水和地表水的天然排泄通道。河谷区地形低而起伏不大，水位埋藏浅，含水层易于承受大气降水及地表水的渗入补给，同时还承受谷坡基岩水的侧向补给。在第四系冲、洪积层厚度大，分布范围广和近河流地段，水位埋藏浅，富水性较好，具有供水意义。二、风沙滩地区分布于矿区的西及西南部，地势相对平坦，风积沙广布地表，多呈平沙地、窝状沙丘、沙梁和沙垅岗形态。风积沙构造疏松，孔隙率大，透水性好，利于大气降水直接渗入补给，在地形低洼处，易形成富水区、海子或沼泽地。三、黄土梁峁丘陵区分布于矿区的东部及南部，遭受侵蚀作用强烈，冲沟密布，地形破碎，坡陡沟深，利于地表迳流及地下水的排泄，不利于大气降水的渗入补给。因此，该区含水层水量小，富水性差。第二节含〔隔〕水层特征一、松散覆盖层孔隙水该层地下水主要由全新统冲、洪积层〔Q4al-pl〕、上更新统萨拉乌苏组〔Q3S〕和上、中更新统黄土〔Q2+3〕组成。1、河谷冲积层潜水〔Q4al-pl〕含水层含水层为粗沙和卵砾石夹亚沙土，据以往钻孔资料，窟野河上游河床水位埋藏深度一般在1～4m，钻孔水位降深3.06～4.06m，涌水量为51.93～218.94m3/d，q=0.2～0.62L/s.m，K=2.03～7.33m/d。水质为HCO3-Ca·Mg或HCO3-Ca·Na型，矿化度＜0.5g/L。2、萨拉乌苏组〔Q3S〕湖积层潜水含水层分布于西部沙漠区的涧滩地，含水层岩性多为粉细沙及细沙。水位埋藏深度1～3m，单孔涌水量一般大于500m3/d。单位涌水量q=0.096～0.612L/s·m，渗透系数K=0.845m/d。矿化度0.17～0.55g/L，为HCO3-Ca及HCO3-Ca·Mg型水。3、第四系中、上更新统黄土层〔Q2+3〕潜水含水层本区地处黄土丘陵沟壑区，黄土多分布于梁峁顶部，自然条件不利于地下水的赋存，故多呈疏干状态。露头多见马兰组浅黄色亚沙土及沙质亚粘土，离石黄土仅出露于局部地段，岩性为棕黄色～灰黄色亚沙土、沙质粘土夹古土壤层，为水量微弱或基本不含水的透水层。二、新近系上新统保德组〔N2b〕红土隔水层主要分布于黄土梁峁丘陵区，出露于局部支沟两那么及沟脑部位。不整合于下伏各时代老地层之上，一般厚0～55m。矿区内东厚西薄，岩性为棕红色粘土、亚粘土，夹钙质结核层，构造致密均一，半固结，可塑性强，为区内隔水性能良好的不连续隔水层。本层底部常有一层3～5m的砂砾石层，含有孔隙、裂隙潜水，泉的流量较小，水质为HCO3-Ca·Mg型，矿化度为0.227g/L。三、基岩裂隙地下水神府矿区基岩地下水有侏罗系中统安定组〔J2a〕裂隙潜水含水层、侏罗系中统直罗组〔J2z〕裂隙潜水含水层、侏罗系中统延安组〔J2y〕砂岩裂隙含水层、侏罗系下统富县组〔J1f〕砂岩含水层、三叠系延长组〔T3y〕砂岩裂隙含水层。各含水层概况分述如下：1、侏罗系中统安定组〔J2a〕裂隙潜水含水层主要岩性为紫色泥岩与细砂岩互层，厚0～184ｍ，裂隙不发育，含水微弱。钻孔水位降深26.55～39.08ｍ，单孔涌水量38.71～74.56ｍ3/d，单位涌水量0.017～0.022L/s·ｍ，渗透系数0.046～0.043ｍ/d。2、侏罗系中统直罗组〔J2z〕裂隙潜水含水层为浅灰色中～粗粒砂岩、含砾砂岩，沿露头常有泉出露，其富水性依据所处地形和埋藏条件而异，水位埋藏深度一般小于10ｍ。钻孔水位降深14.49～41.48ｍ，单孔涌水量81.99～218.94ｍ3/d，单位涌水量0.02～0.61L/ｓ·ｍ，渗透系数0.04～0.16ｍ/d。富水地段泉水流量较大，矿化度小于0.5g/L，为HCO3-Mg·Ca·Na型水，局部地段为承压水。3、侏罗系中统延安组〔J２y〕砂岩裂隙含水层含水层为细、中粒砂岩和含砾砂岩，厚度各地不一，沿砂岩裂隙有较多的下降泉，流量一般0.5～3L/ｓ。钻孔水位降深1.93～18.27ｍ，涌水量15.03～240.10ｍ3/d，单位涌水量0.09～0.152L/s·ｍ，渗透系数0.1～0.4ｍ/d。4、侏罗系下统富县组〔J1f〕砂岩含水层含水层为砂岩与泥岩互层，底部有含砾砂岩。本组岩层裂隙不发育，钻孔涌水量甚微，降深2.76ｍ，涌水量仅0.051ｍ3/d，单位涌水量0.00021L/s·ｍ，渗透系数0.0014ｍ/d。5、三叠系延长组〔T3y〕砂岩裂隙含水层含水层为砂岩、粉砂岩与泥岩互层，裂隙不发育，风化带厚30～60ｍ，地下水位一般在3～30ｍ。钻孔单位涌水量0.00024～0.0076L/ｓ·ｍ，渗透系数0.00014～0.098ｍ/d，矿化度高，水质较差，多为HCO3·Cl-Na或Cl-Na型水。第三节区域地下水补、径、排条件一、松散层孔隙潜水主要承受大气降水补给，风沙区除承受大气降水补给外，还承受凝结水的补给。由于沟谷的切割，全区无统一水位，迳流方向也各地不一，总趋势受地形影响，由地形高处向低处运动。潜水主要以泉或潜流形式排泄，其次以垂直渗透和蒸发方式排泄，沟谷是排泄地下水的通道。本区三种主要类型地貌，各自有独特的补、迳、排特点，现分述如下：1、河谷区潜水主要为第四系冲积层和基岩风化带潜水，一般彼此上下重叠，为具有双重构造的统一含水体。冲积层孔隙大，透水性好，易于承受大气降水的补给。河谷区潜水与地表水体有极密切的水力联系，一般潜水枯水期排泄于地表水，丰水期河流补给冲积层潜水。2、沙漠区潜水该区地势平坦，覆盖大面积松散沙层，对大气降水的流失起着很大缓解作用，因而补给量大，大气凝结水也是地下水的重要补给来源，在松散层下无黄土或泥岩沉积的情况下，补给量相对要大，含水量亦丰。3、梁峁区潜水包括中上更新统黄土层裂隙孔洞潜水和基岩风化带潜水。大气降水是该潜水唯一补给源。由于含水层特有的地貌、岩性及本区气象条件等影响，使大气降水在黄土梁峁区不易大量渗入补给，在雨季有少量降水呈不连续补给。黄土层潜水承受补给量因地而异，在地形破碎，谷坡陡峻，含水层厚度薄的地段补给量少；在地形平坦、土层厚度大、连续性好地段补给量那么多一些。潜水受沟谷水系控制，迳流方向不一，总趋势是从地势较高的分水岭及斜坡地带向沟缘、谷坡和沟谷中心运移。黄土层潜水多因下伏新近系红土而在隔水层界面处以下降泉方式排泄，在黄土梁峁区分布密度大，流量小，出露位置不受地形和高程控制。二、基岩裂隙水主要由侏罗系、三迭系组成，岩层粗细相间，砂岩含水，泥岩粉砂岩相对隔水。因此，基岩地下水有一定的成层性和承压性特征。在露头地带基岩承受大气降水直接补给，顺层向深部运移；覆盖区间接承受松散层垂直下渗补给，顺层或沿裂隙向深部流动。在沟谷切割部位，以泉的形式排泄，补给地表水。随着埋深增加，地下水交替速度逐渐减缓，最后甚至滞流，地下水矿化度愈来愈高。第五章矿井水文地质第一节含水层特征根据地下水的埋藏条件和含水层岩性，可将区内地下水分为新生界松散岩类孔隙潜水含水层和中生界碎屑岩类孔隙裂隙含水层两大类。其中又分为第四系全新统风积沙层含水层、第四系全新统冲积层含水层、第四系中更新统离石组黄土孔隙裂隙含水层、侏罗系中统延安组正常基岩裂隙含水层及烧变岩裂隙孔洞含水层等，现分述如下：一、新生界松散岩类孔隙潜水含水层1、第四系全新统风积沙层含水层〔Q4eol〕区内呈片沙状覆盖于黄土梁峁或局部基岩上，一般厚0～5m，以细、粉沙为主、疏松、孔隙度大、透水性好，利于降水入渗，多为透水不含水层，一般与下伏含水层组成统一含水层。2、第四系全新统冲积层含水层〔Q4al〕主要分布于各沟谷河床及河流阶地和漫滩地段，含水层为现代坡积物、河流冲洪积物。其赋存条件及富水性受地貌和岩性条件的控制，分布范围有限，该层厚度0～3m，水位埋深差异较大，漫滩水位一般在1.00～2.00m。富水性极弱，且在平面上差异较大。矿化度0.339～0.771g/L，其补给来源主要为大气降水及各支流聚集的泉水渗入，因而其与地表水有密切的水力联系，并存在着互补关系。3、第四系中更新统黄土孔隙极弱富水含水层〔Q2l〕广布于全区梁顶及山坡上，厚度差异较大，地貌形态为窄狭的深谷和冲沟。厚度为0～70m，梁峁区较厚，山坡较薄。岩性为浅黄色亚砂土、亚粘土，水位埋藏较深，含水微弱，仅在低缓的梁岗区含水，储水条件差。据邻区杨伙盘井田资料水化学类型为HCO－Ca·Mg型，矿化度1.29g/L，属极弱富水含水层。二、中生界碎屑岩类孔隙裂隙含水层1、侏罗系中统延安组裂隙潜水含水层〔J2y〕该层分布面积较大，广泛出露于区内各沟谷两侧，区内可分为五个岩性段，为本区含煤地层，因受构造影响及后期冲刷剥蚀作用，厚度变化较大，一般厚度在84.66～253.30m之间。为内陆浅水湖泊三角洲相碎屑沉积，岩性主要由浅灰色各粒级长石石英砂岩及泥岩和煤层组成。露头区裂隙较为发育，深埋区裂隙发育很弱。各可采煤层直接充水含水层为其上部的中、细粒砂岩，受沉积环境影响，砂体厚度无论沿走向或倾向均变化较大，致使含水层在空间分布上具有一定局限性。该组按岩层层序和含水特征，可分为四个含水层组，各含水层间由于泥岩及煤层的阻隔，使得整个延安组形成一个复合含水层组。〔1〕侏罗系中统延安组第四段及第五段砂岩裂隙含水层段本含水层段为风化裂隙潜水，一般埋藏于松散层界面以下约30m的范围之内，其上覆岩层一般为黄土层，局部地段与新近系红土及第四系风积沙直接接触，或裸露地表。风化带发育及分布主要沿沟谷露头向内侧和纵深开展，界面起伏与地形基本一致，但受地层埋深条件和岩石抗风化性等因素影响，厚度及风化程度不均。岩层埋深大风化程度弱或未风化，中、细砂岩风化后虽变色及力学强度减弱，但仍保持块状构造，而粉砂岩、泥岩等风化后呈薄片状、碎块状，风化节理裂隙发育。基岩构造节理裂隙延伸方向为NNE、NNW及NEE，以NNE、NNW二组最为发育，露头良好地段，面积裂隙率0.384～0.938%，属剪切裂隙，有少量泥砂充填。风化裂隙无一定方向，其发育程度随深度增加而减弱。该段在区内仅分布在南部一带，据据以往地质工作，流量0.102～2.55L/s，富水均一性差。水质HCO3－Ca·Mg型，矿化度0.237～0.529g/L，为一弱～强富水含水层。〔2〕延安组第三段砂岩裂隙极弱富水含水层主要出露于区内沟谷两侧较高处。岩性主要为灰白色中厚层状及灰白色粉砂岩，局部夹泥岩、炭质泥岩。厚度一般为33.30～39.10m。岩石构造致密，泥质含量较高，裂隙发育较弱。由于受地貌条件的控制，汇水面积差异较大，因而其富水性在平面均一性差，根据以往资料显示，钻孔钻进时常发生漏水现象。据邻区杨伙盘井田资料流量0.014～1.48L/s，水化学类型为SO4·HCO3－Na型，矿化度0.38～0.51g/L，为一极弱富水含水层。当处于基岩风化带，河谷地段时，含风化裂隙潜水，泉流量0.162～0.217L/s。〔3〕延安组第二段砂岩裂隙潜水极弱富水含水层出露于本区北部地段，为浅灰～灰白色厚层中细粒砂岩，中粗粒长石石英砂岩。厚度2.36～33.44m，平均厚度18.31m。其节理裂隙较发育，隙内充填少量泥砂或无充填。在露头良好地段的面积裂隙率为0.523～0.936%。，据邻区杨伙盘井田水文孔抽水试验成果q=0.007L/s·m，K=0.004m/d，水化学类型Cl·HCO3·SO4-Na型，矿化度1g/L，该含水层段水量变化大，富水性主要受地貌及埋藏条件所控制。平面上，相对富水地段分布于河谷区及有利于大气降水聚集的低洼地带；垂向上，风化裂隙带水量较丰富，随深度增加水量减弱。〔4〕延安组第一段砂岩裂隙潜水极弱富水含水层：延安组第一段一般厚度30m。上部为灰白色中厚层状细粒砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层，含中～粗粒砂岩透镜体；中部为黑～灰黑色泥岩、粉砂岩，厚度3.5m；底部为灰白色中厚层状中～细粒砂岩。泉流量0.050～0.230L/s，单位涌水量q=0.013～0.046L/s·m，渗透系数K=0.0015～0.055m/d。应当指出，该层段处于河谷区、风化带时，含有一定量的风化裂隙潜水，但大多情况下含水极弱或不含水。2、烧变岩潜水含水层在本区内主要分布有2-2、3-1煤层自然区，其形成的烧变岩空隙，在沟谷周围露头处大致有三种类型：一是烧变岩之间的空洞，最大直径40cm，一般10cm左右，其内有少量泥砂充填物或无充填物；二是塌陷裂隙，多属张开裂隙，延伸方向杂乱，隙宽0.2～0.5cm，最宽5cm，一般无充填，少数有泥砂或方解石充填物；三为岩块内部孔洞，直径一般0.2～0.6cm，最大1.5cm，多呈圆形，内壁较光滑，充填物甚少。烧变岩虽然有良好的赋水空间，但受地形切割影响，大局部地段烧变岩底板出露，地下水易漏失，以开放型含水层为主，局部区有少量窝状积水。第二节隔水层特征一、新近系上新统静乐组红土相对隔水层本区主要隔水层为新近系上新统静乐组〔N2j〕，出露于区内各沟谷上游两侧或大面积分布于山顶及分水岭，一般厚0～15m。岩性为浅红色—棕红色粘土，亚粘土，夹多层白色钙质结核，该层红土致密坚硬，孔隙裂隙均不发育，厚度较大时，可形成松散层含水层与煤系地层间较好的相对隔水层。二、正常基岩中的泥岩和粉砂岩中生界碎屑岩类地层中的泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩均呈互层状沉积，岩性粒度小，孔隙率小，胶结致密，抗变形破坏性较强，一般以水平层理为主，是本区基岩上、下含水层段之间相对较好的隔水层。当下部煤层采动时，在泥岩和粉砂岩中裂隙带发育高度相对较小，裂隙导水性也差，具有一定的隔水性能。第三节地下水补径排泄条件本区地下水的主要补给来源是大气降水。其次为局部地段地表水就地补给基岩风化带潜水。基岩风化带以下潜水及承压水，那么主要通过透水“天窗〞承受上覆风化带潜水补给，同时，也存在煤矿外围侧向迳流的补给。基岩风化带潜水含水层，广泛出露于煤矿南部及北部河谷地段，由于露头处风化裂隙及烧变岩裂隙孔洞较发育，易于承受大气降水的直接渗入补给；一般情况下，河床中的冲洪积层水补给河水，雨季及洪水发生时，那么河流补给冲洪积层潜水；在第四系黄土层覆盖区，大气降水直接渗入黄土层中，同时黄土层潜水与其下伏的基岩风化带潜水构成一体，成为双层构造的潜水含水层。局部地段，因黄土层与新近系静乐组红土接触，可形成上层滞水。本区内潜水含水层的富水性变化较大，当地形、地貌有利于降水的大面积会聚和渗入补给时，往往形成地下水的相对富集地段。从地貌上看，泉点处于汇水洼地开口处附近，地形条件易于降水的大面积会聚和渗入。地下水流一般由地形较高的分水岭地带，河间地块，洼地的边缘流向河谷区及洼地开口处，并以泉的形式排泄。从总体上看，基岩风化带以下的承压含水层，因埋藏较深，地下水迳流缓慢乃至滞流状态。第四节矿井充水条件分析一、充水水源1、大气降水大气降水是地下水及地表水的补给来源，因此，矿床充水都直接或间接与大气降水有关。据气象统计资料，区内多年平均降水435.7mm，最大日降水量136.3mm，多以暴雨形式集中在7～9月份，占全年降水量的68%。本区以黄土沟壑地貌为主，沟谷切割严重，植被覆盖率较低，地表泄水条件较好，不利于大气降水在地表滞留，有少量下渗补给露头含水层，其余大部降水以面流和片流的形式很快排泄到沟谷流走。因此，大气降水对地下含水层的补给条件较差。矿井涌水量随季节有不同程度的微小变化，其随降雨时间一般有滞后半天至一天的时间。总之，本区矿井涌水量受大气降水影响较小，故大气降水为矿井充水的间接水源。2、地表水区内主要水系为小板兔川，由东北流向西北，横贯整合区北部，年平均流量为3.52m3／s。其次有南沟、正沟等较大支沟，从南向北纵贯整合区中部，注入小板兔川。这些沟川的流量严格受降水所控制，夏秋季雨季流量较大，冬春季枯水期流量甚微或断流。3、地下水煤矿内地下水极不丰富，基岩裂隙含水层是煤层的直接充水含水层，根据邻区杨伙盘煤矿抽水试验结果，各煤层顶板砂岩含水层富水性极弱，渗透性也很差，对矿井充水不会造成大的水量。而烧变岩含水层多为开放型，存在局部富水，大部不含水，虽然在矿井开采时是留设保安煤柱的，但有时也难免局部碰到富水点。烧变岩水承受风化裂隙水及局部地表沟流水的补给，其承受地下水补给量有限，初始涌水强度大，短期内即可变小稳定，对矿井安全威胁主要在初期危害大。当烧变岩层充水点与强降水补给有关时那么涌水强度巨增，危害性更大，如地形切割汇水有利的谷地烧变岩地带，所以临烧变岩区应留设足够的防水煤柱。由于区内基岩风化相对严重，如有大面积的风积松散沙沉积，开采后形成的导水裂隙带，将使风化岩及松散层含水层贯穿，导致矿井充水增大。特别是遇到周期长的暴雨，沙丘地聚集水会通过冒裂、冒落带而导入矿井形成较大的事故，应予以足够的重视。4、老空〔窑〕区积水经调查，矿井未来三年开采区西侧有老张沟煤矿采空区，北边有原******多年开采老空区，分布在矿井辅助运输巷两侧。据2014年10月，对采空区密闭墙进展探水检查，巷道西北侧两处采空区密闭墙未探出积水；巷道东南侧采空区两处密闭墙有少量积水流出，水量很小，无水压。由于涌水量较小，一般对矿井生产不会带来灾害性危害。建议煤矿在回采过程中应及时疏排采空区积水，以免积少成多，对未来矿井生产和安全带来危害。二、充水通道本区构造简单，在以往地质勘探过程中未发现落差大于10m的断层。据调查，矿井在建设、生产采掘中，未发现有较大出水现象，及较大充水通道。因此，本矿井充水通道主要为采动形成的冒落、冒裂裂隙和含水层原生构造裂隙。1、采动导水裂隙煤层开采形成的冒落带和导水裂隙带高度与煤层开采厚度、煤层顶板管理方法及顶板岩性等直接因素相关。本次采用?矿区水文地质工程地质勘探标准?〔GB12719—91〕附录F推荐的中硬岩类冒落带、导水裂隙带最大高度计算公式：H冒=〔3-4〕M，其系数取4，即H冒=4MH裂=100M+5.13.3n+3.8式中：H冒—冒落带最大高度〔m〕H裂—导水裂隙带最大高度〔m〕M—累计采厚〔m〕n—煤分层层数计算结果列于下表〔表5-1〕。表5-1冒落带、导水裂隙带计算结果表孔号孔口标高〔米〕松散层厚度〔米〕煤层号煤层可采厚度〔米〕冒落带最大高度〔米〕导水裂隙带最大高度〔米〕备注Z45-11110.319.353-11.686.7228.764-31.1611.3632.415-14.2028.1656.48Z45-21056.558.644-31.224.8822.285-13.9920.8455.19Z45-31173.003.903-11.947.7632.424-31.3313.0836.545-13.8828.6052.19Z45-41124.6517.764-31.134.5221.025-13.6819.2451.35从表5-1可见，3-1煤层冒落带最大高度6.72~7.76m，均不超过基岩顶面；导水裂隙带最大高度28.76~32.42m，南部边界处局部导水裂隙带已超过煤层上覆基岩厚度直达松散层；4-3煤层冒落带最大高度4.52~13.08m，均不超过基岩顶面；导水裂隙带最大高度21.02~36.54m，局部导水裂隙带已超过煤层上覆基岩厚度直达松散层；5-1煤层冒落带最大高度19.24~28.16m，均不超过基岩顶面；导水裂隙带最大高度51.35~56.48m〔导水裂隙带高度详见图5-1〕，局部导水裂隙带已超过煤层上覆基岩厚度4-3煤层底板。根据上述分析可知，矿井间接充水是由于区内基岩风化相对严重，如上覆有大面积的第四系松散沙沉积，开采后形成冒落带及导水裂隙带，将使风化岩及松散层含水层贯穿，导致矿井充水增大。特别应重视的是，在导水裂隙带沟通沟谷地段，雨季降水和沟谷地表径流也能溃入井下，其充水强度将是较大的。图5图5-15-1煤层导水裂隙带高度等值线图2、含水层孔隙和裂隙各含水层中均不同程度地发育有孔隙和裂隙，它们是保持含水层内水力联系的通道，当采矿揭穿含水层时，这些孔隙和裂隙也必然成为地下水向矿坑充水的间接或直接通道。三、充水强度分析区内煤层顶部含水层含水微弱，富水性极差。部份地段导水裂隙带未与风化裂隙沟通，矿井采煤时，水量很小，不会对矿坑造成威胁。但在北部地段、河流阶地区及沟谷地带煤层开采后的导水裂隙带与基岩风化裂隙水或第四系孔隙潜水勾通，矿坑充水量明显增加，尤其是丰水季节，沟溪水较大时其矿坑充水量会成倍增加。***生产阶段矿井涌水量较小，季节性变化明显，历史上从未发生过矿坑突水事故。另外值得一提的是：位于本煤矿南部的杨伙盘矿井2006年4月于主平硐西侧掘进巷揭露3-1煤烧变岩，瞬时突水量达200m3/h以上，持续数小时后趋于稳定，水量基本维持在20m3/h左右，2007年4月25日在回风巷掘进中又遇到3-1煤烧变岩，揭露面积约1m2，突水量20～50m3/h，一天后为10m3/h左右。虽然本矿井烧变岩多为开放型，大部不含水，但不排除局部烧变岩底板低洼地段聚集一定量的静储量引起矿井突水，特建议矿井生产单位对采掘接近烧边地段时实施超前探工作。第五节井田及周边老窑水分布状况一、本矿井老空水分布情况***内现有老窑为原******开采多年，采空区面积约有3.065km2，分布在矿井辅助运输巷两侧，采空区与巷道之间均按相关规程进展永久密闭，与生产巷道无联通；位于煤矿东部的黑啦畔煤矿目前正在开采5-1煤层，截至目前为止5-1煤层越界开采***煤炭资源99万吨，形成采空区面积0.34km2，本煤矿对越界开采的采空区已经采取留设安全煤柱并且采取了通道封闭措施。据2014年10月，对采空区密闭墙进展探水检查，巷道西北侧两处采空区密闭墙未探出积水；巷道东南侧采空区两处密闭墙有少量积水流出，水量很小，无水压。由于涌水量较小，一般对矿井生产不会带来灾害性危害。建议煤矿在回采过程中应及时疏排采空区积水，以免积少成多，对未来矿井生产和安全带来危害。二、周边煤矿老空水分布情况与本煤矿相邻的老掌沟煤矿有较大面积的采空区，但是两个煤矿均留设了境界安全煤柱，且老张沟煤矿为正在生产的矿井，井下排水系统完善，现状矿井涌水正常排放。据走访调查到目前为止周边矿井老〔采〕空区的积水情况未进展专门的探查，对其积水情况掌握不够详细，由于煤层底板存在波状起伏，可能会在低洼地段积存一定量的水体。如假设在边界一带进展采掘活动时，不进展超前探测，老空水对本矿井的安全生产会构成较大威胁。总而言之，本煤矿西南和东部边界处的相邻煤矿已形成边界采空区，开采煤层时要考虑到邻近矿井老空区局部地段的积水沿边帮渗入采煤工作面或掘进巷道的情况。假设按规程均留设境界煤柱保护下，一般不会发生大的突水事故，但是随着开采深度的加深，边帮垮落可能导致老空突水事故的发生，因此开采至已停采或废弃老空区附近时，应采取疏排水和探放水措施以防突水事故。第六节矿井充水状况一、矿井涌水量观测本次***现状矿井涌水量进展了调查，正常涌水量为3.5m3/h〔84m3/d〕，最大涌水量为5m3/h〔120m3/d〕；据勘探报告预测矿井正常涌水量50m3/d，开采设计预测矿井正常涌水量15.0m3/h，但是考虑采空区积水及其他尚未清楚的含水层等特殊情况，预计矿井涌水量为3.0m3/h，最大涌水量为5.0m3/h，这基本与矿井实际涌水量相吻合。总之，根据本次报告编写前对矿井涌水量及涌水特征调查结果，矿井涌水形式主要是井巷岩壁渗水和穿越含水层地段淋水、滴水以及煤层顶板滴水，无其他特殊隐伏水体〔烧变岩水等〕参与矿井涌水。二、矿井涌水量预测1、计算条件分析根据前文充水通道分析可知，***5-1煤层导水裂隙带仅在基岩里发育，未来三年年规划开采区位于煤矿的南部区域，该区域煤层上覆基岩厚度约150m。所以，参与本次矿井涌水量计算的为延安组基岩裂隙含水层。本报告对矿井涌水量计算主要从以下因素考虑：〔1〕计算正常涌水量及最大涌水量，计算范围为未来三年规划开采区，最大涌水量为雨季时超渗补给地下的矿井涌水量。〔2〕不考虑意外性的大储水空间或导水构造所造成的突水，仅以导水裂隙带正常所能导通的含水层形成的地下水渗流场为模式。〔3〕基岩含水层视为均质各向同性的无限含水层，含水层顶底板视水平状。2、计算公式及参数选择〔1〕矿井涌水量计算方法将未来三年整个规划开采区视作一个大的集水井，采用裘布依井流理论承压转无压计算公式计算矿井涌水量，矿井最大涌水量考虑雨季增加的渗入量，推荐出矿井最大涌水量。〔2〕计算参数选取从矿井安全防治水角度出发，选择邻近的杨伙盘煤矿B7和B17号水文孔抽水试验资料，取其平均值作为本次矿井涌水量计算参数，详见表5-1表5-15-1号煤层的矿井涌水量计算参数表KRRoro三年开采区0.0007m/d36.54429.55393.00SFMH三年开采区138.12m484981m241.52m138.12m3、矿井涌水量计算将未来三年整个规划开采区视作一个大的集水井，采用裘布依井流理论承压转无压计算公式。计算公式：式中：Q——涌水量〔m3/d〕K——渗透系数〔m/d〕H——承压水头高度〔m〕M——承压水含水层厚度〔m〕h0——剩余水柱厚度〔m〕R0——引用影响半径〔m〕r0——引用半径〔m〕r0=式中：R0——引用影响半径〔m〕r0——引用半径〔m〕S——水位降深〔m〕F—开采区面积〔m2〕本次矿井涌水量计算区面积以***提供的未来三年开采规划开采区为准，即采区面积为484981m2。将各参数代入上述公式中，计算得***未来三年矿井涌水量为240m3/d〔合计10m3/h〕。据神府矿区诸多已开采多年的矿井〔锦界煤矿、大柳塔煤矿〕实