星展煤业矿井兼并重组整合建设项目安全预评价报告

-1—

刖百

山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司位于介休市东部，张兰镇红卫庄

村〜南窑头村一带，距介休市区约30km,行政区划隶属于张兰镇。

根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组

办发[2009]61号文《关于晋中市介休市煤矿企业兼并重组整合方案的批

复》，山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司由原山西介休星展煤业有限公司

和山西利民煤业有限公司共同整合而成。2009年11月26日，山西省国

土资源厅为该矿颁发了采矿许可证，证号为C1400002009111220045304o

批准开采2〜11号煤层，井田面积为3.9925km2,生产规模为600kt/a,

批准开采深度1380〜500m。

2010年9月21日，晋中市煤炭工业局文件以市煤规发[2010]113号

批复了《关于山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司兼并重组矿井地质报告》。

2010年9月该矿委托山西新安煤矿设计咨询有限公司编制了《山西介休

鑫峪沟星展煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计（修改版）》，并

通过了评审。

依据《中华人民共和国安全生产法》、《煤矿建设项目安全设施监察规

定》（国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第6号令）、《山西

省煤矿安全生产监督管理规定》（山西省人民依据《中华人民共和国安全

生产法》、《煤矿建设项目安全设施监察规定》（国家安全生产监督管理局、

国家煤矿安政府令第171号）、《山西省煤炭资源整合和有偿使用办法》（山

西省人民政府令第187号）等法律和有关规定的精神，受山西介休鑫峪沟

星展煤业有限公司的委托，我中心对山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司矿

井兼并重组整合建设项目进行了安全预评价，最终形成《山西介休鑫峪沟

星展煤业有限公司矿井兼并重组整合建设项目安全预评价报告》

通过安全预评价，贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针,

提高煤矿的本质安全和安全管理水平，减少与控制山西介休鑫峪沟星展煤

业有限公司矿井兼并重组整合项目建设项目中的危险、有害因素，降低煤

矿生产的安全风险，预防事故发生，保护煤矿的财产安全及人员的健康和

生命安全。

本次评价报告依据按国家有关法律、法规及煤炭行业标准，根据2010

年9月山西新安煤矿设计咨询有限公司编制的《山西介休鑫峪沟星展煤业

有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计（修改版）》及其它有关涉及该

建设项目的资料内容，运用系统工程的原理和方法，分析、预测该项目存

在的危险、有害因素的种类和危险、危害程度，提出科学、合理和可行的

安全技术和管理对策措施建议，以便为该建设项目安全设施设计和建设项

目安全管理提供科学依据.

目录

、，-、•T

刖B..............................................................................................................................................I

1概述..............................................................1

1.1安全预评价对象及范围.............................................1

1.2安全预评价的依据及编制程序.......................................1

2矿井建设项目概况....................................................4

2.1自然地理条件......................................................4

2.2矿井建设的外部条件................................................6

2.3矿井地质条件......................................................8

2.4矿井水文地质条件.................................................14

2.5其它开采技术条件................................................20

2.6井田开拓与开采...................................................22

2.7提升系统.........................................................26

2.8矿井运输系统....................................................26

2.9矿井通风系统.....................................................27

2.10防尘、隔爆系统.................................................28

2.11井下排水系统...................................................28

2.12压风系统.......................................................29

2.13矿井供配电.....................................................29

2.14矿井通信.......................................................33

2.15安全生产监控、产量监控及人员定位................................34

2.16工业场地布置及防洪排涝.........................................35

3主要危险、有害因素识别与分析.......................................37

3.1危险、有害因素识别的方法和过程..................................37

3.2矿井瓦斯危险、有害因素的识别与分析..............................39

3.3矿井粉尘危险、有害因素的识别与分析..............................42

3.4矿井火灾危险、有害因素的识别与分析..............................45

3.5矿井水害危险、有害因素的识别与分析..............................48

3.6矿井顶底板的危险、有害因素的识别与分析..........................51

3.7矿井爆破作业的危险、有害因素的识别与分析........................53

3.8矿井提升运输的危险、有害因素的识别与分析........................55

3.9矿井电气伤害危险、有害因素的识别与分析..........................58

3.10机械设备的危险、有害因素的识别与分析...........................61

3.11高处作业伤害的危险、有害因素的识别与分析.......................64

3.12其他伤害危险、有害因素分析.....................................64

4类比工程评价分析...................................................69

4.1类比工程的选择原则.............................................69

4.2类比工程数据资料来源............................................69

4.3类比工程主要危险、有害因素的存在场所............................70

4.4应用类比工程的适用性研究........................................71

5安全预评价方法和单元划分...........................................75

5.1安全预评价方法.................................................75

5.2预评价单元划分.................................................77

6定性定量安全评价...................................................79

6.1开拓开采单元安全预评价.........................................79

6.2矿井通风单元安全预评价.........................................82

6.3矿井瓦斯治理单元安全预评价.....................................87

6.4矿井粉尘防治单元安全预评价.....................................92

6.5矿井火灾防治单元安全预评价......................................99

6.6矿井水害防治单元安全预评价.....................................102

6.7矿井顶（底）板管理单元安全预评价...............................108

6.8矿井爆破作业单元安全预评价.....................................114

6.9矿井提升运输系统单元安全预评价.................................116

6.10压风系统单元安全预评价........................................132

6.11矿井供电系统单元安全预评价....................................135

6.12矿井安全监测监控及通信单元安全预评价..........................144

6.13特种设备单元安全预评价........................................145

6.14工业场地建（构）筑物设施单元安全预评价..........................152

6.15职业卫生健康与矿山救护单元安全预评价..........................156

7煤矿事故统计分析..................................................160

7.1同类煤矿事故统计分析..........................................160

7.2事故统计分析结果对本建设项目的指导............................167

8安全对策措施建议..................................................169

8.1设计选择安全设施的要求及说明...................................169

8.2设计中应注意的重大安全问题.....................................169

8.3各系统安全对策措施建议.........................................171

9安全预评价结论....................................................179

附件：

L采矿许可证、矿长资格证。

2.山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发(2009)61号文

《关于晋中市介休市煤矿企业兼并重组整合方案的批复》。

3.晋中市煤炭工业局文件市煤规发[2010]113号《关于山西介休鑫峪沟星展煤业

有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复》。

4.晋中煤炭工程项目咨询评审中心市煤咨评设字[2010]050号《山西介休鑫峪沟

星展煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告评审意见书》。

5.山西省工商行政管理局(晋)名称变核内(2009)第001428号《企业名称变

更核准通知书》。

6.晋中市煤炭工业局晋煤安发(2009)8号文《关于晋中市2008年度30万吨/

年以下煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》。

7.山西省煤炭工业局综合测试中心煤尘爆炸性鉴定检验报告、煤层自燃倾向性鉴

定检验报告。

8.山西煤炭工业局综合测试中心煤芯煤样、煤芯岩样检验报告。

9.供电协议、救护协议、供水协议、占地协议、搬迁协议。采(古)空区积水，

积气及火区调查报告。

10.晋中煤炭工程项目咨询评审中心市煤咨评设字[2010]032号《山西介休鑫峪沟

星展煤业有限公司兼并重组整合初步设计评审意见》。

1概述

1.1安全预评价对象及范围

1.1.1安全预评价对象

山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司（以下简称星展煤业）矿井兼并重

组整合建设项目

1.1.2安全预评价的范围

本安全预评价是以《山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司矿井兼并重组

整合项目初步设计（修改版）》（简称《初步设计》）包括的范围及该项目

的批复文件涉及到的有关问题作为评价范围（根据《采矿许可证》批准开

采的煤层、地质报告及《初步设计》）。

1.2安全预评价的依据及编制程序

1.2.1安全预评价的依据

1.《中华人民共和国矿山安全法》（1992年11月7日第七届全国人

民代表大会常务委员会第二十八次会议通过）。

2.《中华人民共和国安全生产法》（2002年6月29日第九届全国人

大常务委员会第28次会议通过）。

3.《中华人民共和国煤炭法》。

4.《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》（国务院令第446号）。

5.《安全评价通则》（AQ8001-2007）o

6.《安全预评价导则》（AQ8002-2007）0

7.《煤矿安全评价导则》（煤安监技装安[2003]114号）。

8.《煤矿建设项目安全设施监察规定》（国家安全生产监督管理局、

国家煤矿安全监察局第6号令）。

9.《山西省煤矿安全生产监督管理规定》(山西省人民政府令第171号)。

10.《煤矿重大安全生产隐患认定办法(试行)》安监总煤矿字

[2005]133号。

11.《关于加强煤矿水害防治工作的指导意见》〔国家煤监(2006)98号。

12.《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215-2005)。

13.《煤矿安全规程》(2010年版)。

14.《煤矿建设项目安全核准基本要求》(AQ1049-2008)o

15.《矿井防灭火规范》(试行)。

16.《关于加强煤矿防灭火工作的通知》(安监总煤行[2008]161号)。

17.《关于加强煤矿顶板管理工作的通知》(安监总煤行[2008]176号)。

18.《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》(AQ1020-2006)o

19.《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理总局令第28号)。

20.《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)。

21.《矿井通风安全装备标准》(MT/T5016-96)o

22.《矿山救护规程》(AQ1008-2007)o

23.山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发

(2009)61号文《关于晋中市介休市煤矿企业兼并重组整合方案的批复》。

24.《山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司兼并磐I整合项目矿井地质报告》。

25.晋中市煤炭工业局文件市煤规发[2010]113号《关于山西介休鑫

峪沟星展煤业有限公司兼并重组矿井地质报告的批复》。

26.《山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步

设计(修改版)》。

27.晋中市煤炭工业局晋煤安发(2009)8号文“关于晋中市2008年

度30万吨/年以下煤T矿井瓦斯等级和二M化碳涌出量鉴定结果的批复”。

28.山西省煤炭工业局综合测试中心煤尘爆炸性鉴定检验报告、煤层

自燃倾向性鉴定检验报告。

29.山西煤炭工业局综合测试中心煤芯煤样、煤芯岩样检验报告。

30.山西介修峪沟星感釉有限^司矿中湖整合建设项目安全预评价®书。

31.其它有关国家标准、规程、规范、规定和技术标准等。

1.2.2安全预评价编制程序

准备阶段：明确评价对象和范围，收集山西介休鑫峪沟星展煤业有限

公司矿井兼并重组整合项目有关资料，进行危险、有害因素识别和分析，

确定评价单元和评价方法。

实施评价阶段：对建设项目安全情况进行调查，运用选定的评价方法

进行定性及定量分析，提出安全对策措施。

报告的编制阶段：主要是汇总前阶段所得到的各种资料数据，综合分

析提出建议，做出评价结论，完成安全预评价报告书的编制。

图1-1安全预评价程序图

2矿井建设项目概况

2.1自然地理条件

2.1.1地理位置

山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司位于介休市东部，张兰镇红卫庄

村〜南窑头村一带，距介休市区约30km,行政区划隶属于张兰镇，其地

理座标为：东经112°08'02"〜112°09'46",北纬37°59'54

"〜37°0V31〃。

井田地处介休市张兰镇南窑头村〜红卫庄村一带，经张（兰）〜南（窑

头）乡村公路通108国道、南同蒲铁路和大（同）〜运（城）高速公路。

北距108国道及南同蒲铁路张兰火车站16km,距大（同）〜运（城）高

速公路张兰出口约17km,区内有简易路连接各村庄，交通较为便利，详

见交通位置图2.1-U

2.1.2地形、地貌及河流

井田地处太岳山北端低中山区，地形总体上表现为东南高、西北低，

最高点位于井田东南部，海拔1550m；最低点位于井田北部沟谷中，海拔

1155.94m,最大相对高差394.06m。

井田内主干沟谷位于西部南窑头村〜红卫庄村一线，为一侵蚀沟谷，

整体呈NNW向，沟谷底部一般宽40m〜55m,最宽处位于南窑头村西北,

最大宽度约70m。其两侧次级沟谷分别呈NE、NW向，成羽翅状与主干沟

谷相交。沟谷内无常年性水流，雨季遇较集中的降雨时;次级沟谷水流向

主干沟谷汇合，形成规模不等的短暂洪流，自南向北排泄，于红卫庄村流

出井田，并最终汇入汾河。

2.1.3气象及地震

井田属北暖温带半干旱大陆季风性气候,大陆气候特征明显，四季分

明，冬长夏短，季风强盛。春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽宜人,

冬季少雪寒冷。多年（1972〜2004）平均气温为10.4℃,一月份平均气温

—5.7℃,七月份平均气温23.8℃o极端最高气温39.6℃（1999年7月

30日），极端最低气温-24.1℃（1990年2月1日），无霜期为160天。

多年（1972〜2004）平均降水量为415.5mm。一年内降水分配不均，多

集中在七、八、九三个月，占全年总降雨量的75%以上。年最大降雨量为

1977年的785.4mm,年最小降水量为241.71mm（1986年）；10分钟最大

降水量为16.1mm（1977年8月6日2点58分〜2点08分），时最大降水

量为65.0mm（1977年8月6日4点08分〜5点08分），日最大降水量为

317.3mm（1977年8月6日），最大月降水量为1977年8月，降水量368.0

mm。年平均蒸发量1932.9mm,最大蒸发量2102.6mm,最小蒸发量为1313.8

mm。冻土深度50cm~75cm。

一年中主导风向为西北风，冬季多为西风、西北风，夏季多为东风、

东南风，最大风力10级，年平均风速2.lm/s,冬春季风大，夏季风较小,

一般风力3〜4级。

该区霜冻期一般始于十月下旬，终于次年四月上旬，最长冻结期可达

170余日，最大冻土深度为80cm。初霜期为十月上旬，终霜期为第二年

四月中旬，全年无霜期160天左右。

介休境内于1937年、1957年曾发生有感地震。前者较轻微，后者震

感较为强烈，居民在睡觉时被惊醒，门窗有震动，年久失修的房屋有倒塌

现象。

据《中国地震动峰值加速度区划图》，井田地震基本烈度为8度，设

计基本地震加速度值为0.20go

2.2矿井建设的外部条件

2.2.1交通运输条件

山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司位于介休市东部、张兰镇红卫庄

村〜南窑头村一带，距介休市区约30km,行政区划隶属于张兰镇。

2.2.2电源条件

矿井兼并重组整合前，采用10KV双回路供电，一回路10kV电源引自

连福变电站，供电距离12.0km,一回路10kV电源引自张兰镇llOkV变电

站，供电距离11.0km。两回供电电源均通过LGJ-70架空线路引入矿区。

备用电源带电备用。

矿井兼并重组整合后，机械化程度提高，采用10kV供电已不能满足

要求。根据与供电部门签订的供电协议，矿井拟采用35kV双回路供电，

两回35kV电源一回引自洪山UOkV变电站35kV不同母线段，导线型号为

LGJ—70mm2,供电距离为10km。另一回引自北辛武HOkV变电站35kV

不同母线段，导线型号为LGJ—70mm2,供电距离为15km。一叵I工作，一

回（带电）备用。当一回线路故障时，另一回仍能保证全矿井负荷用电。

2.2.3水源

1.水源情况

地面生活、生产供水水源来自介休市张兰镇沟底村的一眼深层供水

井，该供水井开孔口径450mm,终孔口径250mm,终孔深度900.97m。出

水量45.08n?/h。地下水水质良好，可满足兼并重组后矿井生产及生活用

水。

2.井下供水水源

矿井正常涌水量为473nlZ1,最大涌水量为727m3/d。涌水排出地面后,

经混凝、沉淀、过滤和消毒处理后，符合井下防尘洒水用水水质标准，可

作为井下消防、洒水及井下各用水设施用水水源，不足部分由深井水补充,

水源井一高山水池一供水管网一副井井下消防洒水。

2.2.4主要建筑材料供应条件

矿井工业场地对外联络方便，交通便利。建筑材料中的水泥、钢材及

木材等主要建材可从原平市购入，砖、瓦、砂、石等可就地取材，完全可

以满足矿井建设和生产的需要。

2.2.5周边小窑状况

山西介休鑫峪沟星展煤业有限公司南、西方向与山西介休大佛寺南窑

头煤业有限责任公司井田相邻。山西介休大佛寺南窑头煤业有限公司由原

介休市南窑头煤矿有限公司和山西赵家庄煤业有限公司重组而成。

介休市南窑头煤矿属股份制企业，1981年建井，1985年建成投产，

采用斜井开拓，开采9号、11号煤层，原矿井生产能力60kt/a,2005年

资源整合后生产能力提升到450kt/a。采用走向长壁法，工作面沿走向布

置，巷道采用工字钢、液压支柱支护，炮采落煤，全部冒落法管理顶板，

中央并列式通风。已采范围主要位于井田东南部。矿井涌水量一般在8m7h

左右。

据介休市安全生产监督管理局、介休市煤炭工业局介安监字（2009）

19号文件《关于转发晋中市2008年30万吨以上煤矿矿井瓦斯等级鉴定

结果的批复的通知》，介休市南窑头煤矿有限责任公司CH」相对涌出量

1.52m3/t,CO2相对涌出量3.06m3/t,矿井瓦斯等级为低。

2009年12月27日，因管理混乱，井下生产时造成采空区积气涌出，

发生瓦斯燃烧事故。

由于煤层埋藏深度浅，井田东部、南窑头村东南9号、11号煤层露

头线附近小煤窑开采历史悠久，自新中国成立前至20世纪90年代前期，

先后有众多小煤窑进行开采活动，该处9号、11号煤层资源已全部破坏。

同样原因，井田中部、泉泉村周边地段5号煤层也遭受了相当程度的破坏,

仅零星可采，失去工业开采价值。井田南部边界附近分布有多座私开小煤

窑，目前仍可见痕迹的有2座，开采9号和11号煤层，因年代久远，其

具体的开拓方向和采空范围已不可考。调查了上述地段的7个小煤窑。

2.3矿井地质条件

2.3.1地层

井田范围内基岩大面积裸露，仅在山梁顶面及其两侧有少量黄土覆

盖。F”正断层（化家窑地垒南断层）以北出露奥陶系中统峰峰组（Ozf）

地层，以南依次出露二叠系上统石千峰组（Pzsh）、上石盒子组（P2s）,二

叠系下统下石盒子组（Pix）、山西组（Pis），石炭系上统太原组（C3t）＞

中统本溪组（C?b）地层。2〜1号钻孔揭露了部分奥陶系中统上马家沟组。

1奥陶系中统上马家沟组（Ozs）

岩性为深灰色厚〜中厚层状石灰岩、内碎屑灰岩（豹皮状灰岩）夹泥

质灰岩。揭露厚度167.23mo

2奥陶系中统峰峰组（Ozf）

出露于井田北部红卫庄村、也正断层（化家窑地垒南断层）以北，

岩性为深灰色厚层状石灰岩夹黄灰色厚〜中厚层状泥质灰岩，岩溶裂隙及

构造裂隙发育，多为方解石充填。2〜1号钻孔揭穿该组，厚71.05m0

3石炭系中统本溪组（C2b）

出露于井田东南部、南窑头村东南沟谷底部，平行不整合于奥陶系

中统峰峰组之上。底部为极不稳定的褐红色褐铁矿层，其上为褐色、灰褐

色铝土质泥岩，中、上部为灰色泥岩、铝土质泥岩夹砂岩及不稳定的薄煤

层。2〜1号钻孔揭穿该组，厚41.93m。

4石炭系上统太原组（Cst）

井田主要含煤地层之一，属海陆交互相沉积，由河漫滩相之砂岩、

沼泽相之泥岩、煤层和浅海相之石灰岩组成，与下伏本溪组呈整合接触。

厚度90.86m〜95.60m,平均93.23m。根据岩性岩相组合分为太原组下

段Ct，、太原组中段（C3t2）、太原组上段段钓三段。

5二叠系下统山西组（P】s）

出露于井田东南部,与下伏太原组呈整合接触，为一套陆相含煤地层,

为本区主要含煤地层之一。为一套灰〜灰黑色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、

泥岩夹煤层的岩性组合，底部为灰白色细粒砂岩或粉砂岩（&）。一般含煤

4〜5层，均属不稳定不可采煤层，组厚27.73m~39.30,平均厚33.52m。

6二叠系下统下石盒子组（PM

为一套陆相沉积地层，底部以灰白色及砂岩与山西组整合接触。岩

性以灰白色砂岩、灰黄色砂质泥岩及灰色泥岩互层为主，下部夹薄煤层或

煤线。该组地层厚度88.06m〜98.46m,平均厚94.41m。

7二叠系上统上石盒子组（Pzs）

出露于井田西北部及西部边缘。底部以含砾中粒砂岩（K10）为界与下

伏下石盒子组整合接触。组厚平均470.76m左右。根据岩性组合分为上、

中、下三段。

8二叠系上统石千峰组（Pzsh）

出露于井田西北角，底部以一层灰白色巨厚层状含砾粗砂岩为界，上

部为灰紫红色砂岩，含硅质较高，出露厚度55m。

9第四系中更新统（Qz）

角度不整合于下伏各地层单元之上。零星分布于井田内山梁顶面或其

两侧，岩性为灰黄色砂质粘土，具孔隙，垂直节理发育，含零星钙质结核。

厚0~32.25m,平均厚13.00m。

2.3.2含煤地层

井田内主要含煤地层为山西组和太原组，共含煤14层，自上而下编

号为1、2上、2、3、4、5、1上、7、8、9、10上、10、11、12号。煤层总

厚10.42m,含煤地层总厚130.52m,含煤系数7.98%。

山西组赋存1号、2上号、2号和3号等煤层，均属不可采煤层，山西

组地层总厚33.52m,煤层总厚1.46m,含煤系数4.36%。

太原组含5号、7上号、7号、8号、9号、10上号、10号、11号和12

号煤层，其中9、11号煤层为全区稳定可采煤层，5号为局部可采煤层，

7号为零星可采煤层，其余为不稳定不可采煤层，太原组地层总厚约97m,

煤层总厚为8.96m,含煤系数9.24%；可采煤层总厚5.70m,可采含煤

系数5.88%o

井田南部5号煤层缺失，因煤层埋藏深度浅，北部在历史上为小煤窑

采空破坏，现为零星可采煤层，失去工业开采价值。

2.3.3井田构造

井田构造形态基本为一宽缓的褶皱构造（S。，背斜轴部位于东部边

缘，轴向NE〜NW,西翼地层倾向W,倾角15°〜35°。井田北部为化家

窑地垒南断层（FQ,井田内部断层较为发育，井田构造属中等。

1褶曲

Si背斜：位于井田东部边缘，轴向N,中部出露本溪组、太原组地层,

两翼出露山西组、下石盒子组。于井田中部、泉泉村西侧为心正断层错

断。区内延伸长度约1000mo

2断层

(1)也正断层：区域构造所称的化家窑地垒南断层，位于井田北部，

自西向东横穿井田，断面倾向S,断面倾角45〜50°,该断层的发育，使

得井田北部各煤层大面积断失，且使断层带附近煤层遭受不同程度的风化

和氧化，倾角变大。

(2)%正断层：位于井田西北部边缘断层，走向NE,断面倾向NW,

倾角60。，落差约120m,该断层北东端为F”正断层截断。

(3)FM2正断层：位于井田中部，整体走向N—S,断面倾向肌倾角

60°〜65°,落差25m〜60m,在井田中部与F,”正断层相交，并为1

正断层错断，延伸长度约2400mo

(4)%正断层：自井田西侧延伸入井田，于井田西部边缘尖灭。整体

走向W〜E,断面倾向N,倾角70。，井田内最大落差7mo

(5)F、M正断层：自西向东横穿井田中部，断面倾向N,倾角为70。，

断层上盘为上石盒子组下段、下石盒子组和山西组，下盘为上石盒子组下

段、下石盒子组、山西组和太原组上段,井田内落差50m〜120m。

(6)F,5正断层：自南部边界伸入井田，走向N〜NW,断面倾向W〜SW,

倾角为70°,井田内最大落差100m,北端为%正断层截止，井田内延

伸长度约1200mo

2.3.4煤层及煤质

1煤层

井田内主要含煤地层为山西组和太原组，共含煤14层，自上而下编

号为1、2上、2、3、4、5、7上、7、8、9、10八10、11、12号。

山西组赋存1号、2卜号、2号和3号等煤层，均属不可采煤层，山西

组地层总厚33.52m,煤层总厚1.46m,含煤系数4.36%。

太原组含5号、7上号、7号、8号、9号、10上号、10号、11号和12

号煤层，其中9、11号煤层为全区稳定可采煤层，5号为局部可采煤层，

7号为零星可采煤层，其余为不稳定不可采煤层。

井田南部5号煤层缺失，因煤层埋藏深度浅，北部在历史上为小煤窑

采空破坏，现为零星可采煤层，失去工业开采价值。

2主要可采煤层

井田内主要含煤地层为山西组和太原组，共含可采煤层3层，即太原

组5号、9号和11号煤层。现将各煤层特征分述如下。

1)5号煤层

位于太原组上段顶部，上距心砂岩平均4.09m,煤层厚度为。〜1.20

m,平均为0.59m,一般不含夹砰，井田北部赋存地段层位、厚度均较稳

定；大致以FM,正断层为界，井田南部缺失。由于历史原因为小煤窑采空

破坏，仅在井田西部边缘零星可采；顶板为砂质泥岩，底板一般为细粒砂

岩。从沉积特征和赋存现状看，5号煤层属不稳定的零星可采煤层。

2)9号煤层(俗称青石口)

位于太原组下段顶部，上距L石灰岩平均0.61m,煤层厚1.60m一

2.30m,平均厚2.05m。一般含1层夹肝，层位、厚度稳定，为稳定全

区可采煤层；顶板为泥岩，底板为砂质泥岩。

3)11号煤层

位于太原组下段中部，上距9号煤层平均18.23m,煤层厚1.20m-

4.37m,平均厚2.98m；含1~2层夹肝，肝石为泥岩；层位、厚度稳定，

为稳定全区可采煤层，顶板、底板均为砂质泥岩。详见表2.3—1。

表2.3-1各可采煤层特征表

煤煤层厚度（m）煤层间距（m）稳

地煤层夹石煤层顶板岩性

层最小ffTWi最d俺枇扉:定可采性

层结构层数倾角底板岩性

号平均平均性

不

0〜1.20砂质泥岩零星

5简单015°—35°稳

0.5973.00细粒砂岩可采

太定

73.00

原1.60〜2.30石灰岩稳全区

9简单115°〜35°

组2.05砂质砂岩定可采

11.96〜21.68

1.20〜。37砂质泥岩稳全区

1118.23简单1〜215°〜35°

2.98砂质泥岩定可采

3煤质

⑴物理性质和煤岩特征

井田内各煤层的物理性质大体相同，表现为黑色，条痕色为棕黑色，

玻璃光泽，硬度一般为2〜3,有一定的韧性，贝壳状、参差状断口，内

生裂隙发育，煤层主要为条带状结构，层状构造。

煤的显微煤岩组分，在有机组分中5号煤层以镜质组为主，9号、11

号煤层以丝质组为主。镜质组主要是均质镜质体和基质镜质体，有少量胶

质镜质体；丝质组以氧化丝质体为主，在无机组分中，各层煤均以粘土类

为主，硫化物次之。

5号煤层视密度（相对）平均1.36t/m3,9号煤层视密度（相对）平均

1.42t/n）3,11号煤层视密度（相对）平均1.44t/m3。

（2）工艺性能

5号煤层为中灰、中低〜中硫分、中〜高热值的焦煤；9号煤层为特

低灰〜高灰、低〜高硫分、中〜高热值的焦煤。11号煤层为低灰〜高灰、

中低~中硫分、低〜高热值的焦煤。

2）煤类

该井田煤的主要分类指标为Vdaf、G,辅助指标为y-b。井田5号、9

号和11号煤层均为焦煤。

2.4矿井水文地质条件

2.4.1井田水文地质

井田内基岩大面积裸露,地貌为太岳山北端低中山区，植被不甚发育,

属半干旱大陆性季风气候。

井田内无常年性河流。井田西部边缘、南窑头一红卫庄之间沟谷位于

张涧河上游，仅在雨季遇较为持续的降雨时有短时的地表径流，平时仅有

不定量的煤矿矿坑排水，自南向北穿过矿区，最终汇入汾河。

区内各主要含水层之补给来源主要为大气降水，其特点是受气候变化

及地理环境影响很大，在雨季，当大气降水渗入地下而成地下径流后，往

往顺岩层倾斜方向流动，在切割深处多以泉的形式出露，其余即潜向地层

深部。

2.4.2含水层

1奥陶系中统碳酸盐岩岩溶裂隙含水层段

本组为煤系地层之基底，岩性为海相厚层状石灰岩，主要成分为碳酸

钙，因其易为水侵蚀溶解，在深部岩溶、裂隙十分发育，甚至使上部岩层

塌陷而成柱状陷落，从区域特征来看，该层段是主要的地下含水层段。

该井田奥灰水位标高+919.96m,2〜1钻孔以西11号煤层底板标高

为540m〜920m,为奥灰水位带压区。

2石炭系上统太原组的碳酸盐岩岩溶裂隙含水层段

本层段仅在井田南部有小面积出露，以3〜4层石灰岩夹泥岩、砂岩

及煤层为主，其中最下一层“石灰岩一般厚2.40m〜3.00m,岩溶较为

发育，富水性较好；其余三层石灰岩（及上、K3和KD富水性稍差。

3二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层段

含水层以细〜中粒砂岩为主，属弱富水含水层。

4.二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层段

岩性以泥岩、砂岩互层或泥质岩类夹砂岩为主，由于遭风化剥蚀，风

化裂隙发育，为大气降水的入渗补给创造了条件，大部分泉水都出露于该

地层中，单位涌水量0.019L/s-m,属弱富水含水层。

5.第四系松散层类孔隙含水层段

第四系中、上更新统地层零星分布于井田内的梁明地段，含水层岩性

主要为砂、砾石层，连续性较差，补给条件较好，但多为透水不含水岩层,

局部地段含水，含水微弱。

2.4.3隔水层

1二叠系上、下石盒子组泥岩隔水层

二叠系石盒子组地层为一套泥岩、砂岩交互沉积地层，泥岩厚度大，

且连续稳定，隔水性能好，是浅层地下水与煤系地层之间较好的隔水层。

2本溪组泥岩隔水层

本组岩性以铝土质泥岩、砂质泥岩、灰白色细粒砂岩及灰黑色薄层灰

岩组成，平均厚22.65m,无明显含水层存在，为煤系含水层段与奥陶系

岩溶含水层段间的重要隔水层。

2.4.4矿井充水因素分析

1岩溶水

井田位于洪山泉域北部、泉水重点保护区南缘，其补给主要通过断裂

带接受大气降水与地表水的入渗补给，水位标高约+919.96m左右。地下

水接受补给后，沿层面裂隙和断层破碎带深部和侧向径流，补给洪山泉，

加入区域地下水的循环。在沟谷切割处以泉的形式排出地表，补给松散岩

类孔隙水。

2碎屑岩类裂隙水

碎屑岩类裂隙水的补给主要来自裸露区大气降水和上覆松散层的入

渗补给。受区域构造控制，地下水在重力作用下沿岩层裂隙顺层运动，或

沿构造破碎带向深部和侧向径流，在沟谷切割处以泉的形式排出地表，或

补给第四系松散岩类孔隙水。另外，主要排泄方式还包括生产矿井的矿坑

排水和人工开采。

3松散岩类孔隙水

松散岩类孔隙水除大气降水的垂直入渗补给外，有地表水入渗补给和

基岩裂隙水的侧向补给。地下水的流向一般与地表水的流向大致相似，排

泄方式除蒸发外，主要是人工开采或补给深层基岩裂隙水。

4构造对井田水文地质条件的影响

井田内构造较为发育，东部边界为科背斜，规模较大的断层包括l

(化家窑地垒南断层)、%、%、FM和小等正断层。

背斜轴部碎屑岩裂隙发育，一定程度上利于大气降水入渗补给和地下

水径流，但由于背斜的分流作用，其主要的水文地质作用在于改变局部的

地下水径流方向。

由于断裂构造发育，井田内岩层节理裂隙十分发育，尤以泥质岩类为

明显。钻孔中岩芯一般较为破碎，矿井下泥质岩类巷道往往出现冒顶、片

帮甚至底鼓现象。井下调查发现，在规模较大的断层两侧，一但揭穿断层,

往往出现断层带涌水。为此，断裂构造对井田水文地质条件的影响在于断

裂带往往沟通地表水及各含水层段，加速地下水的相互补给和径流，并在

断层带两侧形成强径流带。

5充水因素分析与水文地质类型

(1)地表水体对矿井开采的影响

井田位于洪水泉排泄区，地表无大的水体。由于井田内地形坡度大，

沟谷深切，加之煤矿采空导水裂隙带在局部通达地表，故存在地表水在局

部向矿井充水的可能。

(2)直接充水含水层对煤层的充水影响

井田内的9、11号煤层的直接充水含水层为富水的心、及、K,灰岩含

水层，该含水层是对下组煤开采影响较大的含水层。在断层附近，由于构

造对隔水层的破坏，使各含水层间产生横向及垂向水力联系。因此开采各

煤层时矿井充水条件将发生较大转变，给矿井安全带来隐患。矿井生产时

应予以重视。

(3)生产矿井充水条件

井田外围原分布有1个生产矿井，井田内原有3座生产矿井，还有为

数众多的小煤窑，开采的煤层主要包括5号、9号和11号煤层，开采深

度一般在100〜300m左右。

井田西、南侧为山西介休大佛寺南窑头煤业有限公司，开采9号和

11号煤层，各煤层开采水平低于本井田同一煤层标高，一般不会构成对

本矿井未来煤层开采的影响。

井田内断裂构造较为发育，断层带一般无胶结，富水条件好，往往沟

通纵向上不同的含水层和横向上相邻地段的含水层，造成矿井局部集中充

水。

历史上，井田曾存在众多小煤窑，开采5号、9号和11号煤层，形

成一定规模的古空区，古空区内有一定量的积水,加之井田岩层倾角较大,

节理裂隙和断裂构造发育，雨季时大气降水向深部补给地下水，往往在短

期内进入9号和11号煤层巷道和工作面，给矿井生产带来影响。

(4)矿井充水因素分析

该井田批准开采2〜11号煤层，其中5号煤层零星可采，9号和11

号煤层全区稳定可采。

主要可采煤层中，5号煤层以顶板充水为主，因其顶底板均为泥岩(或

砂质泥岩)，充水方式以构造节理裂隙和断层破碎带导水为主。5号煤层

大多位于浅部，地表水和大气降水补给周期短，不同时间段矿井充水规模

变化大。由于均为历史上小煤窑开采，顶板大多已冒落，其积水形式以冒

落物孔隙积水为主。

井田东部、南部有大面积9号煤层采空区，受煤层形态和构造特征影

响，东部和南部采空区积水可能分别对西部、北部井巷工程造成影响。

井田东南部小煤窑古空区均位于浅部，且水平大多高于沟谷底部，接

受大气降水补给后，在较短的时间段内顺岩层面排向地表，故积水量较小。

(5)井田内采空区积水情况

井田内9、11号煤层有采空区(采空区范围由矿方推测确定)。据调

查，采空区内有积水、积气现象。因采空区密闭(或已关闭坍塌)，无法

进行采空区积水深度及积水量的观测，依据设计估算井田内采空区积水量

情况见表2.4-1：

表2.4-1采空区积水量估算结果表

--

煤

备

种

气

编

层积水区面积煤层平均煤层倾角充水系

注

施

况

号积水量Q(m3)

号M(m2)厚度F(m)a(°)数K

14926201.85120.3273404.1

2127411.84170.37033.03

9,3992961.84170.354811.39

4664881.84170.336701.38

54878721.84170.3269305.34

1144322.3490.310131.26

220652.3490.31449.63

354432.3490.33820.99

11"4175022.3490.312286.4

58702741.84180.310951.93

66566842.31180.3247182.01

7143032.57180.311027.61

合计2739720938105.07

井田内采空区积水面积约为2739720m2,积水总量约为938105.07m3,

预计采空区积水量将随时间的延续而增加。

(6)煤层突水系数

依据设计资料，井田大部分范围内11号煤层底板标高于奥陶系岩溶裂

隙水水位标高，仅2〜1号钻孔以西11号煤层底板标高低于奥陶系岩溶水水

位标高，属带压开采，设计仅计算该地段9号和11号煤层的突水系数，突

水系数计算结果见表2.4—2。

表2.4—2奥灰突水系数计算表

岩溶水位隔水层底底板隔水

煤层底板标高隔水层厚突水系数

位置标高板标高(m)层承受的

(m)度(m)(Mpa/m)

(m)水压(MPa)

9'；■867.92846.500.022

DK1钻孔919.70820.001.00

11号855.42835.000.029

9号700.0050.000.054

1-1孔南919.15650.002.69

11号685.0035.000.077

FM1断层9580.0055.000.072

919.00525.003.94

西11号560.0035.000.113

DK1号钻孔以西地段9号和11号煤层均属带压开采，9号煤层在红

卫庄村南、1正断层以西部分属岩溶水岩层正常块段突水性安全区，11

号煤层在红卫庄村南、煤层底板730m标高至%正断层属岩溶水岩层正

常块段突水性安全区，FMI正断层以西属突水性危险区。

(7)采空积水对矿井充水的影响

井田内主要可采煤层包括9号、11号煤层均为全区稳定可采煤层。

9号煤层平均厚2.05m,顶板为石灰岩；9号煤层与11号煤层间距

平均为18.23m,两煤层间主要岩性为砂质泥岩。9号煤层最大冒落高度

8.2m；11号煤层最大冒落高度11.92m,小于其与9号煤层平均间距；9

号煤层导水裂隙带最大高度为43.06m；11号煤层导水裂隙带最大高度为

60.29m,大于其与9号煤层的间距，11号煤层开采后将影响9号煤层的

正常开采。

2.4.5井田水文地质类型

5号煤层顶板为砂质泥岩，直接充水含水层为山西组砂岩，间接充水

含水层为下石盒子组砂岩含水层，富水性弱，但由于井田构造和岩层节理

裂隙发育,便于上覆含水层向矿坑充水，使得5号煤层充水条件趋向复杂。

矿井水文地质属中等，水文地质勘查类型为二类一型。

9号煤层顶板为石灰岩，直接充水含水层为石炭系碎屑岩酸盐裂隙、

岩溶含水岩组。据2—1号钻孔抽水试验资料，该含水岩组富水性弱；2〜

1钻孔以西范围内属带压开采，该地段西部边缘为岩溶水岩层正常块段突

水性安全区；井田东、南部分布大面积采空区。F”正断层使奥灰水贯通

各含水层，矿井水文地质条件属复杂。

11号煤层在2〜1钻孔以西属带压开采，至口正断层部分处于岩溶

水岩层正常块段突水性安全区，口正断层以西部分属突水性危险区，在

矿井生产过程中，往往受9号煤层连带影响；北接F”正断层，该断层导

致奥灰含水层与煤系地层直接贯通；西有加正断层，南邻山西介休大佛

寺南窑头煤业有限公司；综合各种充水因素，确定该地段矿井水文地质条

件为复杂。井田其余地段上覆有较大面积的9号煤层采空区和一定规模的

5号煤层采空区，且与9号煤层采掘系统相互关联，矿井水文地质条件为

复杂。

2.4.6矿井涌水量预测说明

设计以原星展煤矿为例，该矿井原开采9号和11号煤层，9号煤层

矿