石圪台煤矿2007年补勘工程资料总结

PAGEPAGE中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司石圪台煤矿2007年补勘资料总结中国神华神东煤炭分公司地质勘探测量公司二00七年十一月中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司石圪台煤矿2007年补勘资料总结项目负责：编制：审核：总工：经理：中国神华神东煤炭分公司地质勘探测量公司二00七年十一月目录TOC\o"1-2"\h\z第一章概况 1第一节目的与任务 1第二节补勘区位置、范围与自然地理 1第二章勘探方法及质量评述 2第一节勘探手段选择及工程布置原则 2第二节勘探工程及质量评述 2第三章地质及构造 7第一节地质 7第二节构造 8第四章煤层与煤质 8第一节煤层 8第二节煤质 11第五章水文地质特征 14第一节水文地质 14第二节充水因素分析 15第三节“三带”分析计算 16第四节涌水量分析计算 18第六章其他开采技术条件 23第一节工程地质 23第二节环境地质 25第七章结论及建议 26附图目录序号图号图名比例尺11-1第四系松散层厚度等值线图1：1000021-2基岩顶界面等高线图1：1000031-31-2上煤层上覆基岩厚度等值线图1：1000041-42-2上煤层上覆基岩厚度等值线图1：1000052-11-2上及1-2煤层底板等高线图1：500062-22-2上及3-1煤层底板等高线图1：500073-1SS11钻孔柱状图1：20083-2SS12钻孔柱状图1：20093-3SS13钻孔柱状图1：200103-4SS14钻孔柱状图1：200113-5SS15钻孔柱状图1：200123-6SS16钻孔柱状图1：200133-7SS17钻孔柱状图1：200143-8SS18钻孔柱状图1：200153-9SS19钻孔柱状图1：200163-10SS20钻孔柱状图1：200173-11Kb30钻孔柱状图1：200183-12Kb31钻孔柱状图1：200193-13Kb32钻孔柱状图1：200203-14Kb33钻孔柱状图1：200213-15Kb34钻孔柱状图1：200223-16Kb35钻孔柱状图1：200附表附表一钻孔煤层综合成果表附表二钻孔煤样试验结果表附表三岩石力学试验成果表PAGE27第一章概况第一节目的与任务根据石圪台煤矿的采掘设计，由于一盘区71107工作面切眼位于冲刷变薄带边缘，且上覆基岩厚度较薄，二盘区勘探程度明显偏低，三盘区71301、302工作面上覆基岩厚度较薄，四盘区72401面位于柳根沟附近，含水层厚度较大，为了确保工作面合理布置及安全回采，决定在一、二、三、四盘区进行补勘工程，具体任务如下：查清补勘区煤层厚度、结构、层间距变化。查明补勘区煤层上覆基岩厚度、松散层厚度、含水层厚度。对煤层及顶底板采样进行物理力学测试。第二节补勘区位置、范围与自然地理补勘区位于石圪台井田，东部与满来梁、边家壕井田相邻，西至乌兰木伦河，南到哈拉沟井田，北接巴图塔井田。南北长约8公里，东西长约10公里，面积约65.25平方公里。补勘区，梁峁相间分布，植被稀少，水土流失严重，沟谷狭窄，梁顶宽缓平坦，沙丘比比皆是，沟谷两侧基岩断续出露，地形东高西低，相对高差219米，一般标高1250米。补勘区主要水系为柳根沟，自东向西流入井田西界的乌兰木伦河。本区多年平均气温8.2°C-8.5°C，多年平均降水量为348.3-486.7mm，多年平均蒸发量2022.7-2506.31mm，平均冻土深度为1.39m，全年盛行西风，年平均风速3.5m/秒，平均大风天数为26天。第二章勘探方法及质量评述第一节勘探手段选择及工程布置原则本次补勘勘探手段以机械岩芯钻探为主要手段，以地球物理测井和取芯化验为辅助手段，同时结合水文地质观测及抽水试验。根据本次补勘区的任务，确定钻探工程主要布置在勘探程度较低及薄基岩区。其目的是查明补勘区煤层厚度；薄基岩区1-2上、1-2、2-2上、2-2煤层上覆基岩厚度；查明补勘区松散层厚度及松散含水层厚度。在施工过程中，及时进行地质编录，对资料进行综合分析研究，必要时可调整施工顺序和钻孔位置，力求准确控制工作面上覆基岩厚度、松散层厚度及含水层厚度，本着一孔多用的原则，力求用最少的工程量取得最大最好的地质效果。第二节勘探工程及质量评述本次补勘，从2007年3月24日开工，2007年10月1日竣工，先后分四次对二盘区北部，三盘区71上302、303工作面，一盘区71107工作面、四盘区72401工作面进行补勘工程。完成工程量情况见表2-2-1。附表2-2-1项目类别工程量备注钻探探煤孔1133.13m/8孔3孔兼长观孔松调孔108.83m/4孔长观孔156.7m/4孔测井常规测井1116.25m采样煤芯样13个矸石样1个岩样28组测量控制点7″级27个孔位测量16个长观孔洗孔7孔次工程测量石圪台煤矿2007年补勘工程测量工作由神东地测公司石圪台地测站完成。1、测量起算点：本次钻孔测量采用石圪台煤矿工业广场GPS控制点锅炉房A、单身楼C和Ⅳ等点黑圪台起算点，GPS控制点由地测公司于2005年2月测得。其主要精度为：（１）单位权中误差：±2.5cm（２）最弱边相对中误差：1/1100000（３）高程拟合内符合中误差：±0.011mm2、Ⅱ级测距导线（7″级）根据实际需要，在A、C级GPS点的基础上，又加密了27个Ⅱ级导线点，组成测距导线环。该环线使用GTS-332全站仪进行观测，水平角两测回、天顶距观测一测回，距离观测四次，然后取平均值，平差采用简易平差法，求得三维坐标。该Ⅱ级测距导线的主要精度如下：（１）导线方位角闭合差±23″（允许±67″）（２）边长相对中误差1/103000（允许1/10000）（３）导线高程闭合差±12mm（允许±28mm）上述两级控制点的精度均能满足各项工程测量的需要，在此基础上共放测钻孔16个，成果可靠。工程测量成果详见表2-2-2。表2-2-2序号孔号类别坐标备注XYZ1SS11松调孔4364782.5428555.0951238.4352SS12松调孔4364802.42428681.1441237.0013SS13松调孔4364911.648428876.0051237.4494SS14松调孔4364731.461428914.1661238.1745SS15长观孔4368288.7937426028.721231.31兼探煤孔6SS16长观孔4368551991241.057兼探煤孔7SS17长观孔4369514.066374272881255.0268SS18长观孔4364602.50637427457.831218.829SS19长观孔4364599.78137427738.271225.58110SS20长观孔4364743.79537427654.651222.2711KB30探煤孔4369126.83637426081.321228.70612KB31探煤孔4369930.86237427027.421231.792兼观测孔13KB32探煤孔4370108.95137428448.161282.29114KB33探煤孔4370330.21937427696.441265.30415KB34探煤孔4369165.40337426621.611245.742兼观测孔16KB35探煤孔4369834.62637427845.381263.449兼观测孔钻探工程采用机械岩芯钻探，施工钻机为汽车钻机。共施工各类钻孔16个，钻探总进尺1398.7m。各类钻孔工程量分述如下：1、探煤孔施工探煤孔8个，孔号为Kb30、Kb31、Kb32、Kb33、Kb34、Kb35、SS15、SS16，除SS15、SS16、Kb31孔兼水文观测孔外，其余孔径均为φ89mm，累计钻探进尺1133.13m。Kb30、Kb31、Kb34、Kb35号孔终孔至3-1煤层底板，Kb32、Kb33号孔终孔至4-4煤层底板，SS15号孔终孔至1-2煤层底板，SS16号孔终孔至2-2上煤层底板。各孔按86年煤炭部颁《煤田勘探钻孔工程质量标准》验收，7个孔为甲级孔，1个孔为乙级孔。验收1-2上煤层2层，合格煤层2层；验收1-2煤层3层，均为合格煤层；验收2-2上煤层7层，6层为合格煤层，1层为不合格煤层；验收3-1煤层6层，3层为优质煤层，3层为合格煤层；验收4-2煤层2层，1层为合格煤层，1层为不合格煤层；验收4-3煤层1层，为合格煤层；验收4-4煤层2层，均为合格煤层。煤系岩芯长度采取率72%，打煤总长度应为58.75m，取煤芯总长度计52.08m，总的煤芯采取率为88.6%，所有钻孔皆达设计终孔层位。各孔均进行了系统测斜，质量均为特级。各孔全部进行封闭，封孔材料为水泥砂浆（水、水泥、砂子比例为0.8:1:2），一般封至最上一层可采煤层之上15m，经技术人员鉴定，浆样固结良好，质量合格。各孔均进行简易水文观测，全部达到甲级孔标准。各项原始记录内容完整，全部达到甲级孔要求。各孔评级情况详见表2-2-3。表2-2-3孔号煤层岩层终孔层位孔斜简易水文钻孔封闭原始记录其它综合评定KB30甲甲特特甲甲甲甲甲KB31甲甲特特甲甲甲甲甲KB32乙甲特特甲甲甲甲乙KB33甲甲特特甲甲甲甲甲KB34甲特特特甲甲甲甲甲KB35甲特特特甲甲甲甲甲SS15甲甲特特甲甲甲甲甲SS16甲甲特特甲甲甲甲甲2、长观孔施工长观孔7个，孔号为SS15（兼）、SS16（兼）、SS17、SS18、SS19、SS20、KB31（兼），除SS15号孔孔径为φ350mm外，其余孔孔径为φ250mm，累计进尺254.45m。SS15号孔下φ219mm实管8.23m，下φ219mm花管17.73m；其余孔下φ108mm实管43.22m，下φ108mm花管142.86m。洗孔7孔次，管壁后填砾13m3，做为长期观测孔。钻孔质量全部达到设计要求。3、松调孔施工松调孔4个，孔号为SS11、SS12、SS13、SS14，孔径均为φ89mm，累计进尺108.83m，终孔至正常基岩内。钻孔质量全部达到设计要求。三、测井本次勘查，施工8个探煤孔Kb30、Kb31、Kb32、Kb33、Kb34、Kb35、SS15、SS16均进行了测井，测井工程由地测公司完成，设备型号为TYSC-3Q，测井工程量1113.3m。测井原始资料齐全，曲线线迹清晰，各种参数方法曲线技术数据合理，横向比例基本统一。所测钻孔原始资料及曲线记录质量符合《煤田测井规程》和《验收标准》要求。测井单项成果质量全部为优质，综合成果全部为甲级。四、长观孔观测成果为了查明补勘区松散厚度及其含水层厚度，本次勘查共布置长观孔6个，孔号为SS15、SS16、SS17、SS18、SS19、SS20。经观测水位，确定含水层厚度：SS15号孔潜水位标高1206.81m，含水层厚度为0.55ｍ；SS16号孔潜水位标高1211.51m，含水层厚度为8.65ｍ；SS17号孔潜水位标高1253.63m，含水层厚度为15.05ｍ；SS18号孔潜水位标高1200.32m，含水层厚度为1.32ｍ；SS19号孔潜水位标高1204.98m，含水层厚度为10.94ｍ；SS20号孔潜水位标高1205.17m，含水层厚度为23.15ｍ；KB31号孔潜水位标高1229.39m，含水层厚度为32.1ｍ。五、取样化验本次勘探，共采取钻孔煤芯样13个，夹矸样1个，顶底板岩石样23组。钻孔煤芯样包括夹矸样，其采样方法和质量是按照《煤炭资源勘探煤样采取规程》的要求进行的，煤样洗净，剔除杂物，称重后贴标签，填写送样单后送样。顶底岩石力学样在6个探煤孔中的可采煤层顶板、底板内进行，岩样直径大于65mm，高度大于100mm，贴标签，蜡封后，填写送样单送样。上述样品均送内蒙古煤田地质局科研所进行化验与测试，该所是国家定点试验室，化验与测试的数据准确。六、抽水试验本次勘探SS15号孔设计为水文孔，经试抽水，管内水全部抽完后，经48小时恢复水位，8小时稳定水位，静水位埋深稳定为24.5m，含水层厚度为0.55m，因水量较小，未做进一步正式抽水试验。第三章地质第一节地层石圪台煤矿地表大部分为第四系风积沙覆盖，与本次工作有关的地层由老到新有下、中侏罗统延安组（J1-2y），中侏罗统直罗组（J2z），第三系上新统三趾马红土（N2）及第四系（Q）。各组岩性、厚度叙述如下：1．下中侏罗延安组（J1-2y）：为井田内含煤地层，厚度变化较大，厚128.41-207.64米，平均172.18米，岩性主要由灰白色中、细粒长石砂岩、岩屑砂岩、浅灰色粉砂岩、泥岩及煤层组成，偶见泥灰岩透镜体及蒙脱质粘土岩。全组由上而下可划分为五段，每段都有可采煤层。2．中侏罗统直罗组（J2z）：厚0-81.01米，平均36.74米，岩性由兰灰色泥岩及砂质泥岩，黄绿色粉砂岩及灰白色细砂岩，粗砂岩组成，呈互层状，且常见杂色斑块。3．第三系上新统三趾马红土（N2）：厚0-6米，平均1米，为棕红色粉砂质粘土、亚粘土，层间夹数层钙质结核。4．第四系（Q）：有中更新统离石黄土，上更新统萨拉乌苏组中、细砂及粉砂，全新统冲积层及风积砂，厚0-36米。第二节构造石圪台煤矿一、二、三、四盘区构造简单，走向基本为北北西，倾向南西西，地层倾角平缓，总体1°左右，近于水平状态，呈一向西倾斜的单斜构造。煤层底板沿走向与倾向有波状起伏现象。煤层正常，没有火成岩侵入破坏。第四章煤层与煤质第一节煤层补勘区含煤岩系为下中侏罗统延安组，岩层平均厚度172.18m，含煤层数多达20余层，煤层总厚度17.58m，含煤系数10.21%。在20余个煤层中可对比煤层为9层。延安组自下而上可分五段，每段含有一个煤组，煤组自上而下编号为1-5组，第一段沉积缺失，没有5煤组。由于本次补勘仅在一、二盘区施工了探煤孔,根据石圪台煤矿的采掘布置，因任务不同，各孔终孔层位不同，分别为1-2、2-2、3-1、4-4煤层底板，以下分别叙述各煤层特征。1．1-2上煤层：分布于井田西半部一、三、四盘区，可采面积24平方公里。见煤点67个，煤层厚度变化在0.00-3.12m之间，平均厚1.64m，属中厚煤层。变异系数0.4，可采性指数89%，为较稳定煤层。煤层中无夹矸，结构简单。本次补勘只在二盘区有2个见煤点，煤层厚度分别为0.38m、1.45m，局部可采，以往勘探二盘区北部控制程度极低，为冲刷剥蚀区。2．1-2煤层：除井田东南部无沉积外，其余地段均有煤层分布，可采面积41平方公里。煤厚变化在0-6.79m之间，平均厚2.78m，为中厚煤层，共有见煤点95个，其中可采点86个，可采性指数90%，煤厚变异系数0.2-0.36，属较稳定煤层。无夹矸或仅有一层夹矸，结构简单。本次补勘只在二盘区有2个见煤点，煤层厚度分别为0.4m、1.75m，局部可采，以往勘探二盘区北部控制程度极低，为冲刷剥蚀区。1-2上和1-2煤顶板为砂质泥岩及粉砂岩，底板为砂质泥岩。3．2-2上煤层：可采面积21.85平方公里，煤厚在0.36-2.85m之间，平均厚度1.80m，为中厚煤层。煤厚变异系数0.26，可采性指数0.97，为较稳定煤层。一般无夹矸，仅个别点含一层矸石，结构简单。在二盘区煤层全部可采，煤厚为0.98-2.25m，煤层顶底板皆为粉砂岩。本次补勘在二盘区有6个见煤点，煤层厚度分别为1.1m-2.25m，全部可采，与以往勘探成果相同。4．2-2煤层：可采煤层将近53平方公里，煤厚在0.05-6.21m之间，平均厚度3.49m，为中厚煤层，煤厚变化较大，复合区煤厚1.93-6.21m，平均4.82m，变异系数18%，分布区内可采概率94%；分叉区内煤厚0.23-2.62m，平均煤层1.34m，变异系数55%，可采概率72%。自分叉线向北宽1-2km范围，煤层由南而北逐渐变薄。在复合区有一层夹矸，煤层结构简单。顶板为泥岩，底板为砂质泥岩。本次补勘在全区没有见煤点。5．3-1煤层：可采面积约65平方公里，厚度变化在1.48-4.63m之间，平均厚度3.83m，为厚煤层，全井田煤厚变化较小。煤厚变异系数0.15，可采性指数0.91，属稳定煤层。结构单一，仅个别点见一层夹矸。顶板粉砂岩、底板为砂质泥岩。本次补勘在二盘区有6个见煤点，煤层厚度分别为4.55-4.7m，全区可采，分布稳定，与以往勘探成果相同。6．4-2煤层：全区可采。见煤点55个，其中中厚煤层34个，薄煤层21个，面积大致各占一半，煤厚变化在0.36-2.34m之间，平均厚度1.33m，变异系数27%，可采煤层指数0.93，属较稳定型煤层，由西北向东南逐渐增厚，呈带状分布。结构单一，含矸1-2层，岩性为泥岩。本次补勘只在二盘区有2个见煤点，煤层厚度分别为1.20m、1.15m，全区可采，与以往勘探成果相同。7．4-3煤层：煤厚变化在0-1.51m之间，平均0.94m。见煤点54个，其中可采点34个，可采性指数0.63，煤厚变异系数45%，属不稳定型煤层，仅井田西北部及东南隅分布有可采煤层。结构单一，偶含一层夹矸，为泥岩。本次补勘只在二盘区有2个见煤点，煤层厚度分别为0.30m、0.80m，大部不可采，与以往勘探成果基本相同。8．4-4煤层：煤厚变化在0.11-2.40m之间，平均1.01m。井田内见煤点48个，其中可采点31点，可采性指数0.65，煤厚变异系数48%，属不稳定型煤层。可采区集中在井田中部。结构简单，仅在厚煤区含1-2层夹矸。本次补勘只在二盘区有2个见煤点，煤层厚度分别为3.10m、2.75m，含2层夹矸，全区可采，与以往勘探成果相同。第二节煤质一、煤的物理性质各煤层均为黑色，条痕褐黑色、沥青~弱沥青光泽，断口呈参差状，少量的呈贝壳状、阶梯状，内生裂隙不发育，有少量的外生裂隙，个别的被方解石脉充填。层状构造，中-细条带结构，含少量的钙质、泥质或菱铁质结核和鲕粒。视密度1.27-1.3之间。二、煤岩类型宏观煤岩类型：2-2上、2-2、3-1及4-2煤层中煤岩组分以暗煤和亮煤为主，为半暗型煤或半亮型煤，其他煤层组分以暗煤为主，它们为半暗型煤或暗淡型煤。镜质组最大反射率在0.49-0.543之间，确定各煤层均属于第Ⅰ变质阶段，即低变质阶段。三、煤的化学性质及工艺性能1、化学性能（1）工业分析1）水分（Mad）：各煤层原煤水分为9.08-10.85%，经1.4比重液洗选后，水分含量略有增高，但差值＜1.00%。2）灰分（Ad）：各煤层原煤灰分普遍都很低，以低灰煤为主，局部地段出现低中灰煤及少量中灰煤，综合平均值变化在6.80-9.93%之间。精煤灰分平均为3.60-4.42%。3）挥发分（Vdaf）：原煤挥发分在29.69-46.97%之间，浮煤挥发分（Vdaf）各煤层平均值在34.57-36.87%之间，以小于37%的煤为主。（2）有害组分1）硫分（St.d）：硫分含量较小，综合平均值都＜1.0%，普遍在0.5%左右，属特低硫煤层。硫分以硫化铁硫为主，有机硫及硫酸硫盐硫含量甚微。2）磷分（Pd）：各煤层磷分含量平均值变化在0.003-0.008%之间，属特低磷煤层。3）砷（Asad）：各煤层都在8ppm以下4）氯（Clad）：含量远小于0.3%，符合酿造业，食品加工业一般工业用煤的要求，氟含量在62-87ppm。2．煤的工艺性能1）粘结性及结焦性石圪台各煤层均不具有粘结性或只具有极微弱的粘结性，不具有结焦性或只具有极其微弱的结焦性。2）发热量（Qnet.ar）煤的干燥无灰基高位发热量平均为27.56Mj/千克以上，收到基低位发热量大约为22Mj/千克，属中高热值煤。3)煤的低温干馏：焦油产率（Tar.d）在6.1-8.6之间，平均7.55%，为富油煤。4）煤的活性：在950°C时，各煤层对CO2的还原率综合平均值为84.7-97.9%，符合沸腾炉的用煤质量要求。5）其他性能：石圪台矿各煤层热稳定性好。在抗碎性上属高强度煤。从煤灰的熔融性看，灰熔点（ST）综合平均值在1152°C-1221°C之间，各煤层均为低熔灰煤。从结渣性上看，1-2上和3-1煤为弱结渣煤，其他均属中等结渣煤。各煤层可概括为：1-2上煤层为低灰、低硫、特低磷、中高热值煤1-2煤层为低灰、特低硫、特低磷、中高热值煤2-2上煤层为低灰、特低硫、特低磷、中高热值煤2-2煤层为低灰、低硫、特低磷、中高热值煤3-1煤层为低灰、特低硫、特低磷、中高热值煤4-2煤层为低灰、特低硫、特低磷、中高热值煤4-3煤层为低灰、特低硫、特低磷、中高热值煤4-4煤层为低灰、低硫、特低磷、中高热值煤本次补勘有6个钻孔采取煤样进行测试，各煤层煤质试验结果与以往勘探试验成果基本相符，详见表2-4-1。石圪台井田煤质特征表2-4-1孔号煤层工业分析硫分St·d发热量焦渣型号水分Mad灰分Ad挥发分VdafQb.dQnet.dQgr.dKB351-2上原7.226.4238.380.5129.5628.5529.462洗7.583.1536.280.3831.1230.1831.0423-1原6.347.3534.800.5129.7128.7229.612洗5.823.7436.250.1730.9730.0230.902KB341-2上原5.5218.2346.181.1626.4525.3326.312洗8.0912.5350.171.0729.0527.8728.9021-2原6.605.3636.030.4730.5229.6030.432洗6.713.8835.110.3130.6829.7530.6022-2上原6.425.0431.980.7330.5929.6530.472洗10.273.6831.570.2131.3530.5231.2823-1原5.4610.738.50.2927.8426.9127.772洗KB302-2上原8.636.8236.200.5029.1728.1429.072洗8.813.6136.530.3330.6529.6030.5723-1原8.0310.4141.170.3927.2626.2327.192洗8.654.0638.170.2030.6727.5530.742KB313-1原8.318.7734.880.2928.4327.4628.352洗8.614.2036.090.1730.8529.8330.782KB323-1原6.907.9935.090.6329.5828.5429.472洗7.034.2937.290.3830.7529.6130.6724-4原7.008.3034.500.6029.2428.2129.132洗7.483.9933.100.2921.3230.2431.2424-4夹原1.4482.6362.730.1031.3230.2431.242洗KB333-1原7.8113.0136.680.3026.5225.5826.462洗8.143.6136.400.1430.4829.8130.782四、煤类与工业用途从各煤层洗精煤挥发分来看，1-2上、1-2、2-2上煤层煤类为不粘煤（BN），2-2煤及3-1煤有两个煤类，即不粘煤和长焰煤，以不粘煤为主。石圪台煤矿各煤层，因其有害成分低，燃点低，火焰长、发热量高，适于锅炉，机车，船舶等工业用煤，都能获得较高的热能且不损坏设备。值得指出的是各煤层属低熔灰煤，在选择锅炉用煤时，应注意结渣方式的选择。各煤层粘结性能差，焦油产率高，适合低温干馏用煤。第五章水文地质特征第一节水文地质一、含水层石圪台煤矿位于乌兰木伦河中游东岸，地形北东高，西南低，大气降水后，雨水除渗入地下外，沿沟谷迳流到乌兰木伦河。补勘区内主要含水层为：上更新统萨拉乌素组孔隙潜水含水层，岩性为中、细粉砂及粉砂组成，厚2.0-43.18m左右，单位涌水量0.369-1.54l/s.m，渗透系数1.743-9.87m/d，富水性好。该含水层大面积赋存于柳根沟泉域和考考赖沟泉域。煤层直接顶板基岩裂隙、孔隙潜水含水层，岩性为各种粒度的砂岩，厚20-36.76m，单位涌水量0.00713l/s.m，渗透系数0.0194m/d，富水性差。二、地下水的补给、迳流、排泄条件地下水主要接受大气降水补给，补勘区内风沙滩地、固定及半固定沙丘地貌，以及基岩的古地形等因素控制了地下水的形成、分布、迳流和排泄条件，多以下降泉的形式补给地表，流向乌兰木伦河。承压水除在露头接受降水的补给外，主要是接受潜水的补给，在沟谷两侧，承压水接受地表水侧向补给，因受井田单斜构造的控制，总趋势由NEE流向SWW，沿发育微弱的网状裂隙顺岩层运动，于沟谷切割处以自流水排泄给地表水，部分通过越流补给潜水。第二节充水因素分析一、充水因素的地质背景１．基岩面形态石圪台煤矿基岩面有南北两条分水岭，南分水岭是糖酱渠与柳根沟的分水岭，北分水岭是柳根沟与考考赖沟的分水岭。补勘区范围位于南、北二分水岭属于柳根沟、考考赖沟泉域，基岩面上的潜水向柳根沟、考考赖沟迳流。２．第四系砂层含水层：补勘区柳根沟泉域第四系砂层厚度约为1.32-23.15m,考考赖沟泉域约为0-32.10m。受基岩面的控制，含水层厚度也不一致，靠近二泉域附近，含水层相对较厚，为中等富水区，含水较丰富。3．1-2上或1-2煤层上覆基岩厚度三盘区在71上302工作面回撤通道附近，1-2上煤上覆基岩厚度较薄，厚度为10m左右；一盘区71107工作面切眼1-2煤上覆基岩厚度为30m左右。4．2-2上或2-2煤层上覆基岩厚度二盘区考考赖沟南侧井田边界附近，2-2上煤层上覆基岩10-30m左右；四盘区71402工作面靠近柳根沟附近2-2煤层上覆基岩20-40m左右。5．综合分析补勘区基岩地层产状近水平，受剥蚀作用的破坏，基岩面起伏不平，沟系发育，后经新生代松散层的沉积，对地形起到填平补齐作用，因而大体上基岩面低洼处，基岩厚度薄，松散层和松散含水层厚，井下涌水量会较大。二、充水水源分析１．煤层直接顶板的基岩孔隙、裂隙水，它们随着顶板的垮落而直接进入井下。这种水的水量有限，不会对安全生产构成威胁。２．第四系松散沙层的潜水，这种水静储量丰富，水量大，一旦煤层上覆基岩较薄，导水裂隙带到达沙层，它们将由间接充水岩层变为直接充水岩层，给安全生产构成威胁。３．每年的大气降水，通过渗透补给地下水，再进入井下。第三节“三带”分析计算根据三下采煤经验公式，工作面回采后在采空区上部会形成冒落带、裂隙带和弯曲变形带，冒落带和裂隙带形成导水裂隙带，在导水裂隙带高度范围内的地下水会通过导水裂隙进入采空区。冒落带与导水裂隙带高度计算：对1-2上、1-2煤的冒落带高度进行计算，煤层顶板为砂岩、粉砂岩，单轴抗压强度一般20-40MPa，属中硬岩石，按煤炭工业部《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱与压煤开采规程》（简称‘三下规程’）中的计算方法，冒落带高度、导水裂隙带发育高度计算经验公式分别为：Hm=M/(K-1)cosαHl=100∑M/（1.6∑M+3.6）±5.6K—冒落岩石胀碎系数（K取1.3）α—煤层倾角（α取3º）∑M—累计采厚防砂、防水安全煤岩柱高度分别按下式计算：H砂=Hm+2AH水=Hl+bA式中A=∑M/n。当∑M≥4.2m时，n=2，∑M＜4.2时，n=1即按一次开采。b为为待定系数，视计算点的地层结构而定。当松散层底部粘性土层厚度大于累计采厚时，b=3；当其小于累计采厚，b=4；当松散层底部无粘性土层时，b=6；当松散层全厚小于累计采厚时b=5；根据各孔地层结构分别选取b值。计算结果见冒落带计算结果统计表5-3-1。表5-3-1煤层号Hm(m)H砂（m）Hl(m)H水(m）1-2上5.71-11.477.58.11-20.831221.99-41.912824.57-60.63401-25.79-10.8988.25-19.261322.29-40.23327.21-56.94432-25.79-15.7414.58.25-26.352222.29-53.015027.21-74.04652-2上5.41-15.2411.328.63-18.4614.5420.47-31.6726.0730.13-41.3335.73备注分子为极值，分母为一般值，采用“三下规程”公式计算。第四节涌水量分析计算一、71上302工作面涌水量预算该面位于四盘区柳根沟水库东南侧。正常涌水量、最大涌水量包括大气降水、第四系松散层潜水及1-2上煤层顶板基岩裂隙、孔隙水。（一）正常涌水量1、大气降水其公式为：式中：——大气降水入渗量s——71上302工作面接受大气降水的面积，取600000m2m——历年平均降水量，0.436ma——入渗系数，0.2代入上式，大气降水=14.53m3/h2、第四系松散层潜水用“集水廊道法”计算涌水量，其公式为：式中：——第四系松散层潜水涌水量——巷道长度，1500mK——松散层潜水渗透系数，1.743m/dH——含水层厚度，2～15m，取10mR——影响半径，，令，取R=83.5将各参数代入上式，=130.46m3/h3、1-2上煤层直接顶板基岩裂隙、孔隙水用“大井法”计算，其公式为：式中：——1-2上煤层顶板基岩水涌水量K——基岩渗透系数，0.0194m/dH——含水层厚度，20mr——引用半径，，面积S=1500*300，故r=378.56R——引用影响半径，R=r+R0，R0为影响半径，取23m。R=401.56m将各参数代入上式，=17.24m3/h因此，71上302工作面正常涌水量=++=162.23m3/h（二）最大涌水量71上302工作面设计走向长1500m，工作面宽300m，1-2上煤采高1.80m。最大涌水量位于停采线附近，其计算公式为：式中：——71上302工作面最大涌水量a——基岩影响系数，根据正常涌水量计算，取1.24K——第四系松散层渗透系数，1.743m/d——工作面倾斜宽，300mB——工作面推进度，20mM——第四系松散含水层厚度，2～15m，取10mμ——给水度，0.1t——最大涌水时间，取2日将各参数代入上式，=213.89m3/h二、71107工作面涌水量预算该面位于一盘区柳根沟水库北侧。正常涌水量、最大涌水量包括大气降水、第四系松散层潜水及1-2煤层顶板基岩裂隙、孔隙水。（一）正常涌水量1、大气降水其公式为：式中：——大气降水入渗量s——71107工作面接受大气降水的面积，取240000m2m——历年平均降水量，0.436ma——入渗系数，0.2代入上式，大气降水=5.8m3/h2、第四系松散层潜水用“集水廊道法”计算涌水量，其公式为：式中：——第四系松散层潜水涌水量——巷道长度，600mK——松散层潜水渗透系数，1.743m/dH——含水层厚度，0～2m，取1mR——影响半径，，令，取R=2.64将各参数代入上式，=16.5m3/h3、1-2煤层直接顶板基岩裂隙、孔隙水用“大井法”计算，其公式为：式中：——1-2煤层顶板基岩水涌水量K——基岩渗透系数，0.0194m/dH——含水层厚度，15mr——引用半径，，面积S=600*360，故r=262.28R——引用影响半径，R=r+R0，R0为影响半径，取23m。R=285.28m将各参数代入上式，=10.9m3/h因此，71107工作面正常涌水量=++=33.2m3/h（二）最大涌水量71107工作面设计走向长600m，工作面宽360m，1-2煤采高1.80m。最大涌水量位于切眼附近，主其计算公式为：式中：——71107工作面最大涌水量a——基岩影响系数，根据正常涌水量计算，取1.24K——第四系松散层渗透系数，1.743m/d——工作面倾斜宽，360mB——工作面推进度，20mM——第四系松散含水层厚度，0～5m，取3mμ——给水度，0.1t——最大涌水时间，取2日将各参数代入上式，=76.71m3/h三、72401工作面涌水量预算该面位于四盘区柳根沟水库南侧，正常涌水量包括大气降水、第四系松散层潜水及2-2煤层顶板基岩裂隙、孔隙水。（一）正常涌水量1、大气降水其公式为：式中：——大气降水入渗量s——72401工作面接受大气降水的面积，1500000m2m——历年平均降水量，0.436ma——入渗系数，0.2代入上式，大气降水=15m3/h2、第四系松散层潜水用“集水廊道法”计算涌水量，其公式为：式中：——第四系松散层潜水涌水量——巷道长度，1500mK——松散层潜水渗透系数，1.743m/dH——含水层厚度，2～23m，取12mR——影响半径，，令，取R=109.76将各参数代入上式，=142.92m3/h3、2-2煤层直接顶板基岩裂隙、孔隙水用“大井法”计算，其公式为：式中：——2-2煤层顶板基岩潜水涌水量K——基岩渗透系数，0.0194m/dH——含水层厚度，20mr——引用半径，，面积，故R——影响半径，将各参数代入上式，=16m3/h因此，72401工作面正常涌水量=++=162m3/h（二）最大涌水量72401工作面设计走向长1500m，工作面宽250m，2-2煤采高4.50m。最大涌水量位于停采线附近，其计算公式为：式中：——72401工作面最大涌水量a——基岩影响系数，根据正常涌水量计算，取1.24K——第四系松散层渗透系数，1.743m/d——工作面倾斜宽，240mB——工作面推进度，20mM——第四系松散含水层厚度，2～23m，取12mμ——给水度，0.1t——最大涌水时间，取2日将各参数代入上式，=206.5m3/h以上二个工作面的涌水量预算结果汇总如下：工作面名称71上3027110772401备注最大涌水量（m3/h）213.8976.71206.5正常涌水量（m3/h）162.2333.2162开采煤层1-2上煤层1-2煤层2-2煤层第六章其他开采技术条件第一节工程地质一、煤层顶底板稳定性评价各煤层顶底板岩石力学性质见表6-1-1煤层顶底板物理力学性质测定综合成果表表6-1-1岩石名称抗压强度（kg/cm2）煤层名称泥岩两极值平均值砂质泥岩两极值平均值粉砂岩两极值平均值细砂岩两极值平均值中粒砂岩两极值平均值粗粒砂岩两极值平均值1-2上190.5~454.2294.7168.1~636.8407.0344.8230~501.1365.8242.7~303.1227.92-2上260.8~606.2451.8200.0~521.0388.4331.1~519.8406.1188.0~270.0232.5152.8~336.2244.53-1319.9~406.3387.6168.4~493.5311.4427~639.3531.8272.4~546.5360.9181.1~398.7267.0211.4211.4根据煤层顶底板岩石物理力学性质测定结果，对照煤层顶板稳定性分类标准（见表6-1-2），各煤层顶板稳定性评价如下：煤层顶板稳定型分类标准表6-1-2顶板类别岩石坚硬度顶板冒落