2019年～2023年防治水规划

山西灵石国泰宝华煤业有限公司

中长期防治水规划

（2019年一2023年）

山西灵石国泰宝华煤业有限公司

2019年1月5日

目录

第一章前言..................................................1

第二章概况..................................................2

第三章地质情况...............................................4

一、井田地层..............................................4

二、构造...................................................8

三、岩浆岩................................................10

第四章水文地质情况.......................................11

一、井田含水层............................................11

二、井田隔水层............................................12

三、矿井充水条件..........................................13

四、矿井水害的防治........................................28

五、煤矿水文地质类型评价..................................30

六、矿井防治水分区论证....................................31

七、2019-2023年采掘计划布置..............................31

八、矿井近期与中远期分别应查明的水文地质问题..............32

第五章矿井防治水技术路线与原则............................34

一、矿井防治水工作的基本原则..............................34

二、宝华煤业防治水工作的技术路线..........................34

第六章防治水技术与工程规划................................36

一、主要水文地质研究工作..................................36

二、水文地质条件补充勘探..................................36

三、采煤工作面水害条件探查................................36

四、矿井水害治理工程......................................44

五、矿井防排水系统工程....................................44

六、矿井日常水文地质工作要求..............................45

七、矿井防治水规划........................................47

第七章物探部分............................................48

第八章结论与建议..........................................49

一、结论..................................................49

二、建议..................................................49

附表一2019年防治水工程及装备计划表......1

附表一2019年防治水工程及装备计划表......2

附表二2020年防治水工程及装备计划表......3

附表三2021年防治水工程及装备计划表......4

附表四2022年防治水工程及装备计划表......5

附表五2023年防治水工程及装备计划表......6

第一章前言

山西灵石国泰宝华煤业有限公司位于灵石县，行政区划属王禹乡管辖。

根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组晋煤重组办发[2009]64号文件《关于晋

中市灵石县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复》，以山西灵石国泰能源有限公司为主

体企业，兼并重组山西灵石宝华煤业有限公司、山西灵石竦泉原煤业有限公司、山西大胜煤业

有限公司、山西灵石联丰煤业有限公司，兼并重组后称山西灵石国泰宝华煤业有限公司。山西

省国土资源厅2009年12月15日为该矿颁发的采矿许可证证号为C1400002009121220051025

号，批准开采2-11号煤层，井田面积19.3757km?,生产规模为600kt/a。

矿井于2011年4月15日开工建设；2014年8月6日进入联合试运转；2015年4月7日

完成项目竣工验收；2015年8月17日取得安全生产许可证。

山西灵石国泰宝华煤业有限公司委托晋中市煤田地质队编制《山西灵石国泰宝华煤业有限

公司生产矿井地质报告》.，委托陕西地宝能有有限公司编制《山西灵石国泰宝华煤业有限公

司矿井水文地质类型划分报告》、《山西灵石国泰宝华煤业有限公司矿井水文地质补充勘探报

告》，编制《山西灵石国泰宝华煤业有限公司矿井防治水分区论证报告（修编）》，委托中国煤

炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司编制《山西灵石国泰宝华煤业有限公司矿井水患补充调

查报告》，委托中国煤炭地质总局一七三勘探队编制《山西灵石国泰宝华煤业有限公司煤矿隐

蔽致灾因素普查报告》。

做好矿井防治水工作是宝华矿今后安全工作的重中之重。研究和评价矿井开采水文地质

条件，分析开采受水害威胁程度，提出针对性的防治水工作内容，指导矿井科学的、有序的做

好防治水工作，确保矿井安全生产。

本规划是在收集井田已有地质和水文地质资料，分析矿井水文地质条件和存在的水文地

质问题的基础上，针对宝华煤矿的水文地质特征，结合矿井采掘规划提出的。规划的主要内容

包括：

1、宝华煤矿矿井防治水技术；

2、矿井水文地质补充勘探；

3、矿井防治水专项；

4、采煤工作面水害条件探查；

5、矿井水害治理工程；

1

第二章概况

国泰宝华煤业井田位于山西省灵石县王禹乡后沟村，距县城30km,行政区划隶属灵石县

王禹乡管辖。其地理坐标为：

北纬：36°42'31"—36°47701",

东经:111°32'43"—111°35'37"。

其井田北部以界头、原西沟、秋泉北0.7km为界，南到槐树窟；西以界头、枣搬场塔、北

掌、槐树窟为界，东至由北向南依次排列的秋泉、黄原上、王禹乡、回祖一线。依据山西省国

土资源厅2009年12月30日颁发的C1400002009121220051025号《采矿许可证》，批准国泰宝

华煤业开采2号一11号煤层，其井田范围由下列22个坐标点连线圈定而成（1980西安坐标系）:

井田范围表

1954年北京坐标系（3'带）1980年西安坐标系（3'带）

点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标

140727003754868014072651.1737548610.90

240727003755000024072651.1737549930.90

340724003755060034072351.1837550530.90

440713003755175044071251.1837552930.90

540713003755300054071251.1837552930.90

640701003755300064070051.1837552930.90

740701803755231074070131.1837552240.90

840700003755140084069951.1837551330.90

940693003755110094069251.1837551030.90

10406730037551050104067251.1837550980.91

11406610037551222114066051.1837551152.91

12406560737551233124065558.1837551163.91

13406504637551574134064997.1837551504.91

14406440037551950144064351.1837551880.91

15406440037551150154064351.1837551080.91

16406730037549590164067251.1837549520.91

17406770037549590174067651.1837549520.91

18406862037549000184068571.1837548930.91

19406860037547920194068551.1837547850.91

20407000037547680204069951.1737547610.91

21407100037547680214070951.1737547610.90

22407100037548680224070951.1737548610.90

井田南北长8.32km,东西宽5.32km,面积19.3757km批准开采深度1069.94m—649.94m。

国泰宝华煤业东部有南同蒲铁路、大运二级公路、大运高速公路通过，距南同蒲铁路灵石

煤炭集运站29km、距大运二级公路15km,距大运高速公路仁义出入口约22km。矿区与上述铁

2

路、公路有灵（石）-王（禹）乡镇公路相连，柏油路面，由南同蒲铁路灵石站与全国铁路网

相接，由大运高速仁义出入口与全国高速公路网相接，交通较便利。

国泰宝华煤业井田地处吕梁山与霍山之间黄土基岩浅切割中低山区，区内沟谷较为发育,

侵蚀强烈，黄土覆盖较广，井田内地势总体东西高中间低，最高点位于井田中偏北部的山梁上，

海拔1141.7m,最低点位于井田南部沟谷中，海拔860m,最大相对高差约281.7m。

国泰宝华煤业井田属汾河水系，汾河支流回祖河由西北向东南流经本井田，属季节性河流,

雨季流量较大，平时流量甚微，甚至干涸。此外，汾河另一支流龙阔河由西北向东南从井田西

部边界外通过，亦为季节性河流。井田内沟谷多为“V”字型黄土冲沟，一般无水，雨季沟谷

可有溪水，大多分别向东、西注入回祖河及龙阔河，在井田东部处沿沟谷排除井田，最终向东

南汇入汾河。

本区位于暖温带季风区，属大陆性半干旱气候，据灵石气象局资料统计表明：年平均气温

10.9℃,极端最高气温38。＜3,极端最低气温年平均降水量571.85mm,最大降水量为

648.80mm，最小降水量为273.50mm，降水多集中在6、7、8、9四个月，年最大蒸发量为2285.1mm,

年平均湿度6.55—9.15mbar,最低Imbar。封冻期为每年10月下旬至次年三月上旬，最大冻

土深度0.93m。年平均初霜期为10月上旬，终霜期为次年4月中旬，年主导风向为西北风，

每年春、秋、冬三季多西北偏西风，夏季多东风，一般风力3-4级。

3

第三章地质情况

国泰宝华煤业位于霍西煤田，处于晋中煤炭国家规划矿区西南部。区域地层由老到新，主

要有古生界(奥陶系、石炭系、二叠系)、中生界(三叠系)、新生界(上第三系、第四系),

(详见区域地层简表3T)。

区域地层简表表3-1

地层系统厚度(m)

特征

界系统组最小-最大

全新统

5-42粉砂、亚砂土、亚粘土，分布在河流I级阶地上。

(Q.)

马兰组

3-60灰黄色亚砂土，垂直节理发育，形成黄土地貌

第四(Q3)

系(Q)离石组

更新统30-50灰黄色亚粘土，亚砂土，形成陡立的黄土沟谷。

新(Q2)

生泥河湾组

51-116黄色砂层及灰绿色亚粘土、亚砂土

界(Q1)

静乐组

24-15降紫红色粘土，夹钙质结核。

第三上新统(N2)

系(N)(N2)保德组

14-60砾石及黄红色砂质粘土。

(N?)

上石盒子

上统(Pz)245-548分三段，上、中灰紫色为主，下灰绿为主。

组(P2s)

下石盒子

二叠90-160分二段、灰绿色长石砂岩为主，植物化石丰富。

组(P1X)

系(P)

下统(Pl)灰黑色、深灰色砂岩，砂质泥岩及粉砂岩、煤组

山西组

23-54成，含煤1上、1、2、3,2号煤在南部分为2号

(P1S)

及2f号。

深灰色泥岩，砂质泥岩，砂岩及3-4层石灰岩及

太原组

上统(C3)60-130煤，含煤4、5上、5、6、7上、8、8、、9、10、

古Ct)

石炭1L

生

系(C)灰-深灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰岩及薄层煤

界本溪组

中统(Cz)3-19组成。底部含铝土岩及山西式铁矿，白云质灰岩

(Cb)

2组成。

峰峰组

100-239深灰色石灰岩及石膏、白云质灰岩组成。

(02f)

上马家沟

奥陶中统150-310深灰色角砾状，豹皮状石灰岩。

组(0s)

系(0)2

下马家沟

83-156深灰色中厚层状石灰岩

组(0zX)

下统(0J75-154厚层状泥质白云岩

一、井田地层

井田内地层由老到新依次为奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系

下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组及第四系。井田多黄土覆盖，山坡及沟谷有下石盒

子组、山西组、太原组地层出露，现结合钻孔和区域资料自下而上分述如下：

4

1、奥陶系中统峰峰组（0』）

本组在井田内没有出露，为含煤地层基底，厚度100m左右，与下伏地层上马家沟组为整

合接触，由灰色、深灰色厚层状石灰岩夹薄层泥灰岩、泥质灰岩组成，中部夹白云质灰岩、角

砾状泥灰岩，下部有石膏层。

2、石炭系中统本溪组（C/b）

与下伏峰峰组呈平行不整合接触，为一套海陆交互相沉积建造，主要由浅灰色含铝泥岩、

铝质泥岩、深灰色泥岩组成，局部夹砂质泥岩、石灰岩，底部常具一薄层铁质泥岩，含黄铁矿，

菱铁矿结核或透镜体，不稳定，即“山西式”铁矿。本组厚度4.67—23.09m,平均10.63m。

3、石炭系上统太原组（Cst）

为井田主要含煤地层之一，属海陆交互相碎屑岩和碳酸盐岩建造，以凡砂岩为底连续沉

积于本溪组之上，本组厚88.79—120.68m,平均厚113.72m。岩性主要由灰黑色泥岩、深灰一

灰黑色粉砂岩、灰白一深灰色砂岩、深灰色石灰岩及煤层组等成。含煤12层，自上而下为4

号、4下号、5号、6号、7号、7下号、8号、9号、10号、10下号、11号及12号，其中10号

煤层为大部可采煤层，9号煤层为局部可采煤层，其余为不可采煤层，含石灰岩3层，即见、

%、K”，均稳定，具各种层理类型，下部泥岩中富含黄铁矿结核，动植物化石丰富。依沉积物

特征及组合可分为6个旋回，各旋回均以充填层序为主，厚度不大，该组据岩性、化石组合及

区域对比，自下而上可分三段，分述如下：

（1）第一段（及底一及底）

厚10.16—45.83m,平均厚39.57m,主要由深灰一灰黑色泥岩、铝土泥岩、炭质泥岩、

煤及灰一深灰色砂岩、粉砂岩组成，泥岩中含黄铁矿结核，具水平纹理。含12号、11号、10

下号、10号、9号煤层，其中10号煤层为大部可采煤层，9号煤层为局部可采煤层，其余均为

不可采煤层。自下而上为：

K,砂岩：灰白色粗粒长石石英砂岩，分选较好，硅质胶结，局部夹有砂质泥岩，井田范

围该砂岩不稳定，常相变为灰色粉砂岩，厚度0T7.49m,一般2.94m左右。

12号煤层：黑色，层状构造，层位稳定，为不可采煤层。

泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及细粒砂岩：下部为黑色泥岩，中部为深灰色细砂岩、粉砂岩和

砂质泥岩，上部为黑色泥岩，其中泥岩中含植物化石碎片。

11号煤层：黑色层状，为不可采煤层。

泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩：下部为黑色泥岩和砂质泥岩，上部为灰色、深灰色砂质

5

泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩，局部夹薄层泥岩，泥岩中含有植物化石。

10下号煤层：黑色层状，为不可采煤层。

泥岩：黑色，泥质结构，含有植物化石。

10号煤层：俗称大炭，黑色层状构造，玻璃及油脂光泽，成分以亮煤为主，暗煤次之。

煤层厚0-2.15m,平均0.99m,是井田内较稳定大部可采煤层。

泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩：下部为黑色泥岩和深灰色砂质泥岩及粉砂岩，上部为深

灰色砂质泥岩，偶夹薄层细粒砂岩，含植物化石。

9号煤层：俗称毛四尺，黑色层状构造，色泽暗淡，半暗型，煤层一般为单层结构，煤层

厚0-2.45m,平均0.56m,为不稳定局部可采煤层。

(2)第二段(儿底一凡顶)

厚18.95—36.65m,平均厚28.10m,主要由深灰一灰黑色泥岩、铝土泥岩、砂质泥岩、

砂岩、粉砂岩、煤及灰一深灰色灰岩组成，含煤1一3层，即8号、7号、7下号，均为不可采

煤层。自下而上为：

及灰岩：位于9号煤层之上，为该煤层的直接顶板，岩性为灰色厚层致密石灰岩，块状

构造，裂隙较发育，含燧石条带及结核，厚度较大，一般为L83-9.76m,平均为6.11m。

泥岩和砂质泥岩：下部为深灰色砂质泥岩，上部为黑色泥岩，含植物碎屑化石，中部偶

夹薄层状细粒砂岩。

8号煤层：俗称铜二尺，黑色，层状，一般厚0.36m,为不可采煤层。

及灰岩：位于8号煤层之上，岩性为灰色厚层致密含泥质石灰岩，块状构造，裂隙较发

育，含燧石条带及结核，含生物40-50%,其中有柱纤结构的腕足类碎片及单晶结构的海百合

等。生物碎片分布均匀，碎屑间以泥晶方解石为主，并含少量氧化铁。厚度较大，一般为

2.82-10.40m,平均为6.28m。

泥岩、铝土岩、砂质泥岩、粉砂岩及细粒砂岩：下部为灰色一深灰色粉砂岩及细粒砂岩,

中部夹薄层状灰色砂质泥岩，上部为黑色薄层状泥岩及铝土岩。

7下号煤层：黑色，薄层状，一般厚0.15m,为不可采煤层。

泥岩和砂质泥岩：下部为黑色薄层状泥岩，含生物碎屑化石，上部为深灰色砂质泥岩，

中部偶夹薄层状灰白色细粒砂岩，其成分以石英为主。

7号煤层及泥岩：上部为灰黑色泥岩，下部为7号煤层，7号煤层厚度一般为0.34m,属不

可采煤层。

6

K,灰岩：呈深灰色厚层状，泥晶结构，块状构造，致密坚硬，含泥质带及燧石结核，裂

隙相对发育，被方解石脉充填。厚度较大，一般L51-10.60m,平均为5.65m。生物碎屑含量

大于50%,其中最多的是隐粒结构的蜓类及柱纤结构的腕足类碎片，次有单晶结构的海百合、

腹足类等。生物碎屑分布均匀，碎屑间有泥晶方解石。

（3）第三段（七顶一3底）

厚39.46—53.45m,平均厚46.05m,主要由深灰一灰黑色泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、

砂岩、粉砂岩、煤层组成，含煤1—4层，即6号、5号、4下号、4号，均为不可采煤层。自

下而上为：

砂质泥岩：呈深灰色，层状，局部夹薄层泥岩和细粒砂岩。

6号煤层：黑色，薄层状，半光亮型，一般厚0.13m,为不可采煤层。

砂质泥岩、泥岩：下部为黑色泥岩，呈深灰色，层状，含黄铁矿，页理发育，含有植物化

石，上部为深灰色砂质泥岩，局部夹薄层粉砂岩和细粒砂岩。

5号煤层及泥岩：下部为5号煤层，俗称灰三尺，黑色，层状，结构简单，一般厚0.46m,

为不可采煤层。上部为灰黑色薄层状泥岩，含植物化石。

4下号煤层：黑色，具玻璃光泽，条带状构造，半暗型，一般厚0.36m,为不可采煤层。

泥岩：黑色，薄层状，含生物碎屑化石。

4号煤层及泥岩：下部为4号煤层，谷称灰四尺，呈黑色层状，结构简单，不含夹砰，以

亮煤及暗煤为主，一般厚度为0.51m,为不稳定不可采煤层。上部为黑色薄层状泥岩，含植物

化石。

4、二叠系下统山西组（Pc）

为井田的主要含煤地层之一，连续沉积于太原组之上。岩性为灰白色一中细粒砂岩、灰黑

色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤。底部以一层灰白色中细砂岩（KT）与太原组分界，顶部以KB

砂岩的底界与下石盒子组分界。本组共含煤1层，即2号煤层，为局部可采煤层。本组厚

55.65-57.30m,平均56.48m。自下而上为：

除砂岩：岩性为灰白色、风化后呈灰黄色、层状中细粒长石石英砂岩，局部缺失或相变为

粉砂岩、砂质泥岩，主要成分以石英为主，次有长石及白云母，胶结物为铁质，另有少量暗色

矿物及泥质包裹体，常具交错层理及铁质氧化圈。厚0.86-8.70m,平均4.69m。

砂质泥岩、泥岩及细粒砂岩：下部为灰黑色泥岩和灰色细砂岩，上部为灰黑色泥岩、深

灰色砂质泥岩及灰色薄层状细砂岩。

7

2号煤层及砂质泥岩：下部为2号煤层，俗称“明四尺”，黑色，厚层块状，因其含硫分

及灰分较低，故有香煤之称，一般厚0.71m,为局部可采煤层。上部为深灰色层状砂质泥岩。

5、二叠系下统下石盒子组（P.x）

连续沉积于下伏山西组之上，由灰绿、黄绿色砂岩及粉砂岩，间夹灰、黄绿、局部为紫红

色砂质泥岩组成，为一套陆相沉积的陆源碎屑物地层，底部以KB砂岩与山西组分界。根据本

次勘探成果，本组最大残留厚度23.50m。

6、上第三系上新统（N2）

井田部分沟谷中有出露，岩性为上新统棕红色粘土、亚粘土层，夹有数层钙质结核层，底

部有砾石层，厚度0T5m。

7、第四系中更新统（Q?）

井田内广泛出露。岩性为红黄色、黄褐色亚砂土、亚粘土、砂砾层、含钙质结核，厚度0〜

100.00m,与下伏地层呈角度不整合接触。

8、第四系上更新统（QD

沟谷之中出露。岩性为灰黄色亚砂土、亚粘土、砂土层，厚度0〜20.00m,与下伏地层呈

角度不整合接触。

9、第四系全新统（QJ

分布于井田沟谷之中。为现代冲洪积物组成，岩性为黄色亚砂土、亚粘土、砂、砾石等，

厚度0〜10.00m,与下伏地层呈角度不整合接触。

二、构造

国泰宝华煤业位于吕梁山块隆与晋中新裂陷的接触部位，区域构造形态为吕梁山背斜、

霍西向斜，其位于区域构造次级构造单元为灵石富家滩复背斜的北西翼。受区域构造影响，井

田总体为较宽缓的褶曲构造，向、背斜相间排列，井田内共发现褶曲17条，地层平缓，倾角

2°〜9°,局部较陡达14°,断裂构造不甚发育，共发现23条正断层（其中落差大于5m的4

条），发现陷落柱40个（见构造纲要图3-1）。现将井田内的褶曲、断层（落差大于等于5m的

断层）和陷落柱分别叙述如下：

1、褶曲

l）Si向斜：位于井田西部，轴向近南北，延伸长度约2420m,两翼基本对称，地层宽缓，

倾角2°-5°。

2）S2背斜：位于井田西部、Si向斜东侧，轴向NW—SW,延伸长度约2270m,两翼基本对

8

称，地层宽缓，地层倾角2°〜6。。

3)S：,向斜：位于井田中北部、园背斜东侧，与其平行展布，轴向NW,延伸长度约3445m,

两翼基本对称，地层宽缓，地层倾角3°〜9°。

4)S”背斜：位于井田北部、S3向斜东侧，轴向由SN〜NW,延伸长度约1700m,两翼基本

对称，地层倾角3°〜6°。

5)Ss向斜：位于井田北部、S”背斜东侧，轴向NW,延伸长度约1785m,两翼基本对称，

地层倾角2°〜6°o

6)Se向斜：位于井田中部，轴向NE,延伸长度约1220m。两翼较宽缓，地层倾角4°〜9°。

7)S,背斜：位于井田中部，轴向由南北转东西，延伸长度约5070m,两翼基本对称，地

层倾角2°〜14°o

8)SB向斜：位于井田中偏东部、8背斜东侧，与其并行排列，轴向近南北，延伸长度约

2060m,两翼基本对称，地层较宽缓，地层倾角3°〜8°。

9)S,背斜：位于井田东北部、S,向斜东侧，轴向NE—SE,延伸长度约1690m,两翼基本

对称，地层宽缓，地层倾角2°〜6°。

10)Su,背斜：位于井田东北部，轴向近东西，延伸长度约1480m,两翼基本对称，地层宽

缓，地层倾角2°〜7°。

11)S”向斜：位于井田东北部、Su,背斜南部，与其大致平行排列，轴向NE,延伸长度约

820m,两翼基本对称，地层较宽缓，地层倾角4°~10°o

12)Siz背斜：位于井田东北部、S”向斜南部，轴向NE,与其平行排列，延伸长度约440m,

两翼基本对称，地层较宽缓，地层倾角4°~10°o

13)S*向斜：位于井田东部，轴向NW,延伸长度约680m,两翼基本对称，地层较宽缓，

地层倾角5°〜9°。

14)S”向斜：位于井田南部，轴向NW,延伸长度约1230m,两翼基本对称，地层宽缓，

地层倾角2°〜4°。

15)SQ背斜：位于井田南部、Su向斜南部，轴向NW,延伸长度约1065m,地层倾角2°〜

14°o

16)Sa向斜：位于井田南部、SB背斜南部，与其平行排列，轴向NW,延伸长度约950m。

两翼基本对称，地层倾角10。~14°o

17)S"背斜：位于井田南部、SK向斜南部，与其平行排列，轴向NW,延伸长度约950m。

9

两翼基本对称，地层倾角10°〜14°。

2、断层

1)R正断层：位于井田西部边界附近，断层走向近SN,倾向E,倾角为80°,从北部延

入井田内，在井田内延伸长度约4377m,落差40m。

2)F2正断层：位于井田东北部边界附近，断层走向近NW,倾向SW,倾角为80°,从南

部延入井田内，在井田内延伸长度约734m,落差10mo

3)F3正断层：位于井田南部，断层走向近NE,倾向SE,倾角为80°,从东部延入井田

内，在井田内延伸长度约758m,落差40m。

4)Fi正断层：位于井田北部，205钻孔西部，断层走向近NW,倾向NE,倾角为80°,

在井田内延伸长度约147m,落差IL4m。

3、陷落柱

根据井下揭露，井田范围内目前共发现陷落柱40个，均位于井田西北部。其规模大部均

较小，最大的X”，长轴158m,短轴91m,最小的为X1和X：g,长轴为11m,短轴为10m。陷落

柱形态基本上为椭圆型和近圆形，陷落柱内岩石杂乱无章，但胶结致密，目前未发现导水现象。

三、岩浆岩

根据井田地表出露情况和钻孔及矿井揭露资料，井田内未发现岩浆岩侵入现象。

10

第四章水文地质情况

一、井田含水层

井田含水层自下而上有奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层、石炭系上统太原组碎屑岩类夹

石灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层、下石盒子组砂岩裂隙含水层组及

风化裂隙含水层、第四系孔隙含水层。

1、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层

主要为奥陶系上马家沟组、峰峰组灰岩，是含煤地层之基底，埋于井田深部，岩性为海相

厚层状石灰岩，主要成分为碳酸钙，因其易被水所侵蚀溶解而形成溶洞。上马家沟组中、上部

岩溶发育，可见岩溶灰岩。据2010年山西地宝能源有限公司勘探施工的S504号水文孔，该水

文孔孔口标高为945.87m,终孔层位（）2m,奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层冲洗液消耗量在

0.75m7h-4m3/h,据观测结果静止水位标高635.22m,水质类型为HC0•SO?•Cl-Ca+•Mg”

型。本次收集到2009年10月灵石县凿井在井田东北部的施工的后沟深井资料，井口标高为

975.00m,终孔深度530.00m,涌水量480m；7d,静水位标高537.5m。

另据邻近的亨元顺煤业井田中部槐树原村西水源井（井口坐标X=4074391.20

Y=19550623.90西安80坐标）资料，奥灰水位埋深为446.10m,水位标高为552.30m,水质类

型为HCO・SO；2-Cl-Ca.•Mg”型。

井田内的S504号水文孔与本次收集到的后沟深井资料相比，奥灰水位标高相差较大，可

能是由于S504号水文孔对奥陶系中统马家沟组进行的抽水试验，原始资料不合格，故利用本

次收集到的井田内的后沟深井和邻近的亨元顺煤业井田中部槐树原村西水源井结合区域水文

资料推断本井田奥灰水水位标高在520-547m间，奥灰水流向自西北流向东南。

2、石炭系上统太原组碎屑岩类夹石灰岩岩溶裂隙含水层

为岩溶裂隙含水层，该组地层井田内厚度约113.72m,除砂岩、砂质泥岩、泥岩外，有3

层发育良好且易被水溶解的海相石灰岩（&、&、K.），总厚度约18.04m,为本组的主要含水层，

据以往勘探施工的S504号水文孔，其冲洗液消耗量在0.0067m7h-4m7h,单位涌水量为

0.000291L/S-m,渗透系数0.000526m/d,静止水位标高871.61m,水质类型为

HC031•SO；2•Cl'-Ca2+•Mg2+•K,+Na'型。另据位于井田北部的亨元顺煤业井田内的ZK4-5号水

文孔资料，其冲洗液消耗量在0.01m7h-0.03m3/h,岩溶裂隙发育差，单位涌水量为

0.0551L/s.m,渗透系数0.022m/d,静止水位标高883.85m,水质类型为

依03。0^^^>71/；1+岫'型，总硬度405.60184出心7.73,故该含水层属弱富水性含水层。

11

3、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层

为碎屑岩裂隙含水层组，含水层主要由中、细粒砂岩组成，含水空间以构造裂隙为主，厚

度变化较大，以往钻进过程中钻孔未发现有明显的漏失现象。区内二叠系下统山西组地层沉积

不全，大部剥蚀，大多位于侵蚀基准面以上。由于部分山西组出露在山梁、山坡及沟谷两侧，

成为相互独立的含水体，富水性弱。

4、下石盒子组砂岩裂隙含水层组及风化裂隙含水层

在井田内埋藏浅，以中粗粒砂岩为主，风化裂隙较发育，含水空间以砂岩裂隙为主，其次

地表基岩风化裂隙含水，容易接受大气降水的补给，局形成强富水区，但受季节控制，雨季补

给充分时，富水性强，旱季补给受限时富水性弱。

5、第四系孔隙含水层

井田内广泛分布，是本区浅层水的主要源地，据区域地质资料，水面埋藏深度为0.5-3.0m,

补给来源主要为大气降水及支流的地表水，单位涌水量0.17L/s.m,受季节影响较大，属弱一

中等富水含水层。为当地村民重要的生活和农用水源。

二、井田隔水层

井田内的隔水层主要为第四系上更新统亚粘土隔水层、石炭系太原组和二叠系山西组及下

石盒子组层间隔水层组以及中石炭统本溪组泥岩隔水层。

1、第四系上更新统亚粘土隔水层

上更新统浅红色亚粘土含大量钙质结核，覆盖于各含水层之上，使大气降水不能直接渗补

给地下水。

2、石炭系太原组和二叠系山西组及下石盒子组层间隔水层组

井田内各含水层之间的泥岩、砂质泥岩、粘土岩等成为各含水层间的主要隔水层，但由于

采空塌陷的影响而产生垂直裂隙，成为各含水层间的水力联系通道。

3、中石炭统本溪组泥岩隔水层

含煤地层底部的本溪组厚4.67-23.09m,平均10.63m,岩性由铝土质泥岩、砂质泥岩、粘

土岩组成，岩性致密、细腻，隔水性能好，为井田及区域内含煤地层与奥灰水间良好的隔水层。

上述隔水层在区内分布较稳定，厚度变化相对较小，具有一定的隔水性。但应该指出，

隔水层的隔水性是相对的，是受一定条件影响的，如它在受到较大断层、陷落柱及矿坑顶板冒

裂带等特殊情况影响条件下，就会不同程度的失去其隔水作用，而且它在风化程度较高的基岩

风化带中是不存在的。

12

三、矿井充水条件

1,充水水源

本井田奥灰水水位标高在520-547m间，而10号煤层底板最低标高为675m,远高于奥灰

水水位标高，因此奥灰水对井田内9、10煤层的开采无影响。故该井田充水水源主要为地表水

体、大气降水、含水层水、采空及采空破坏区积水，现将其分别叙述如下：

(D大气降水、地表水对煤层开采的影响

井田属低山地貌，井田内沟谷切割深、坡度大、地形较为复杂，在井田北部主要出露二叠

系上、下石盒子组地层，南部被第四系黄土覆盖，煤层北部埋深较南部浅，没有煤层出露地表。

①大气降水对煤层开采的影响

本区位于暖温带季风区，属大陆性半干旱气候，年平均降水量571.85mm,最大降水量为

648.80mm,最小降水量为273.50mm，降水多集中在6、7、8、9四个月，年最大蒸发量为2285.1mm。

雨季时大气降水可对出露的含水层形成补给，但由于井田内沟谷较发育，地表水排泄条件较好,

补给效果一般。但是，该区煤层埋藏较浅，在井田西部和东部有2、9、10号煤层煤层露头，

虽然地表水体及大气降水在该区利于排泄，但不排除其沿煤层露头或导水裂隙带直接渗入或沿

充水通道渗入井下，对矿井生产造成影响。今后五年开采范围位于井田中北部和西部，煤层埋

藏较浅受到大气降水的影响。

②地表水体对煤层开采的影响

汾河支流回祖河从井田中部由北向南流过，井田及西部边界附近有汾河支流龙阔河，均为

季节性河流，雨季流量较大，平时流量甚微，甚至干涸，该河流对下部含水层具垂向、侧向补

给，使下部含水层富水性增加，开采煤层接近该河流时应留设防水煤柱，另外，巷道掘进至该

河附近或从底部穿过时要引起高度注意，采用特殊的方法，避免河流水直接渗入井下影响煤层

开采，宝华煤业一采区运输巷道中段已从河底通过，采用了架钢梁、锚网联合支护，浇注加固

的方法。同时地表水也可沿井筒进入矿井，造成水害事故，井田内各井筒均位于回祖河附近,

井口标高与其洪水位标高对照关系详见表4-1。

井口与洪水位标高对照表表4-1

井口名称井口标高洪水位标高备注

主斜井975.72944

副斜井978.01940

进风行人井1013.05969

回风立井1003.46961

由上表可得，宝华煤业各井口均建在高于附近的洪水位标高的地方，雨季洪水一般不会对

13

矿井生产造成危害。

（2）各含水层对煤层开采的影响

①第四系松散岩类孔隙水

井田内黄土广泛分布，第四系松散砂砾层孔隙地下水，含水层主要为砂砾卵石类，主要分

布于其下部，该含水层地下水大气降水关系密切，接受大气降水补给，雨季含水性强，无雨季

节可干枯。井田内2、9、10号煤层埋藏较浅，且在井田中北部和西部均有出露，大气降水及

地表水可沿松散堆积物孔隙或基岩风化带裂隙向下渗透，补给煤层采空区积水，同时由于导水

裂隙带的传递作用，井田内开采9、10号煤层时，可能沟通地表水体，对煤层开采造成影响。

②二叠系碎屑岩类裂隙水

二叠系上石盒子组砂岩裂隙含水层分别由粒级不同的粗、中、细、粉砂岩及泥岩组成，砂

岩之间发育的厚层泥质岩类具有隔水作用，不利于大气降水入渗补给，正常情况下，各含水层

之间水力联系微弱，含水层富水性弱，导水裂隙带发育高度未到该层，上石盒子组砂岩裂隙含

水层水对煤层开采影响不大。

下石盒子组、山西组砂岩裂隙水含水层岩性以粗粒砂岩、中粒砂岩为主，为9、10号煤层

间接含水层充水含水层，富水性弱，受导水裂隙带影响，煤层开采后导水裂隙带影响范围内的

各含水层水将进入井下，对煤层开采有一定的影响。

③太原组碎屑岩类夹碳酸岩裂隙水

石炭系上统太原组碎屑岩类夹石灰岩岩溶裂隙含水层主要由3层发育良好且易被水溶解

的海相石灰岩（K?、"、K,），据本矿在井巷建设中进行了探放水孔，首采区工作面L灰岩水富

水性强。据以往勘探施工的S504号水文孔，其冲洗液消耗量在0.0067的/h〜4m会水单位涌水

量为0.000291L/S•m,渗透系数0.000526m/d,故该含水层属弱一强富水含水层。

根据导水裂隙带最大高度计算，国泰宝华煤业开采9、10号煤层导水裂隙带最大高度为

62.91m,此高度可以导通K”L、凡灰岩含水层，凡、（、K,灰岩含水层富水性不均，富水性弱

-强，但不排除及、（、冗灰岩局部裂隙发育，形成富水性强的区域，对9、10号煤层开采造

成影响。

④奥陶系中统碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组

含水层组由石灰岩、白云质灰岩、角砾状灰岩及溶洞中次生沉积物等组成。井田奥灰水位

标高520m〜547m,10号煤层底板标高分别为680-990m,9、10号煤层标高高于奥灰水位标

高，故奥灰水对井田2、9、10号煤层开采不会造成影响。

14

（3）井田内及周边矿井老窑水对煤层开采的影响

①本井田采（古）空区及采空破坏区积水

根据2016年矿井水患补充调查成果和结合本次工作情况,井田内2号煤层已基本采空，4、

5、7号零星煤层也有局部被采且已形成一定面积的采空区及小窑破坏区，9、10号已形成一定

面积的采空区及小窑破坏区。井田内2号煤层有10个采空积水区、小窑破坏区，面积约2403457

m2,积水量约230134m：'；4、5、7号煤层有5个采空积水区、小窑破坏区，面积约966591m：

积水量约146433m3；9号煤层有2个采空积水区、小窑破坏区，均位于井田北部，面积约

166034m2,积水量约15650m：'；10号煤层有7个采空积水区、小窑破坏区，均位于井田东部，

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面积约1205725m,积水量约119732mo

同时，对于历次地面物探勘探成果，本次利用情况如下：

a.2010年山西地宝能源有限公司地面瞬变电磁法勘探解释的2号煤层SI、S2采空积水

异常区，面积约330841m2,积水量约49899m3,10号煤层SIS2、S3采空积水异常区，面积约

211720m2,积水量约43200迷；

b.2016年中国煤炭地质总局水文物测队地面瞬变电磁法勘探解释的2号煤层JS1采空

积水异常区，面积9392m2；积水量2012m2。

因此，在今后开采过程中要引起高度重视。

②相邻矿井采（古）空区积水

根据2016年9月中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司提交的《山西灵石国泰宝

华煤业有限公司矿井水患补充调查报告》：国泰宝华煤业北部与山西灵石国泰亨元顺煤业有限

公司相邻，东南部与山西灵石红杏元富煤业有限公司相接壤，亨元顺煤业开采2、4、10号煤

层，井田内2号煤层有5个采空积水区、小窑破坏区，均位于井田东部，面积约1588533、积

水量约304441m；'；4号煤层有8个采空积水区、小窑破坏区，均位于井田东部，面积约1307508m2,

积水量约326543n?；10号煤层有6个采空积水区、小窑破坏区，均位于井田东部，面积约

1484281m2,积水量约401192m）元富煤矿采空区积水情况，2号煤层采空区积水面积22018282,

积水量225824n?；6号煤层采空区积水面积914080m\积水量84135m*10号煤层采空区积水

面积182803m：积水量24221m?；总面积329871户，积水量3441800?。井下主要充水来源，一

为煤层顶板含水层；二为因采空产生的沟通与上覆含水层间的水力联系。据各矿井的观测资料

表明，井下涌水量动态变化因季节性不同而增减，同时随开采面积不断扩大，而涌水量也相应

增加。

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2、矿井充水通道

该井田充水通道主要为断层和陷落柱等构造、因煤层开采产生的冒落带及导水裂隙带、封

堵不良的钻孔及井筒等，现将其分别叙述如下：

(1)构造对煤层开采影响

井田总体为一较宽缓的褶曲构造，向、背斜相间排列，井田内共发现褶曲17条，地层平

缓，倾角2。〜9°,局部较陡达14°,断裂构造发育，共发现23条正断层，发现陷落柱40

个。

在井下巷道掘进至一