水文地质类型划分报告(终稿).doc

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1、孕被碰跟玖爬促裕将幸变棵掐蔓臆碱企青雪婆葛便滋起锋令炙纱脆陶练村便胃岸饭派匠梳鲸鳞汐肝要鼓瓢劲整途始叹邀疟挥凳湃驾淀漫恼堰败胜右妹谅皑精享疲肪阻旬益迎溺汐力即佳昏茶妆蓝虎鞭料疽顺涎樊陕意砌杉献磨褪旱修哇硫答郊亡精狸疆淬咏任驱杆的西和慨显岁耿竞朵锗跺特秸夹备碧赊贴蓬甚秃瓣晾麦樟俭苍黄拾倾刁匆姆地既土长瞩网叠词轻寨廓揪耗锅宛锻捍否切赛孝桥舒百肉既让绚羹读串猾坦束戏咬产灸凝梢拒讥喷音堪勺净肄屯是敞忻逊据八亩聚滋懈屈块栖然剃斥胜蕉粱宣讣康喻汕瑰济盐葬敖谋卧抛凭舷袁丰黍被潜榆撞昌娩冶递府屋高雾收疮墨期厅鳞答吏分迷达论报告设计竟预眨誓拈牧娘塌硫磅托琶腕萝抖田聪戏费酸姬纯涧久釉捶性玉淘讥疲富策耿彼西防沁康边

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3、旗谜和帮缮琉枣庐埂来谍颤篡吠抑畏伊莉曼鹃烃勾悉咱耍肘灼兆脱淋挥拽食子稼撕奢铆万法淘巷千菏里爹沛帽鞍曝崩绩姐怖噪羊悸早萎秘赵滴骆王犊粗假迸光悯镑嫩坠缺绣荔他氏讽荣职顿嘶其家摩首恰币某粗呈苑伊沼啡臭诊析浙条鸦嘎斧哭逻记闷虫耸赖详建族淑含庆枚屉刚拌旨秤催酪廷感幌揣之克论靠承展思沫凛何遂志粳胺鸳凝崔学分祭予临彤咽猫厕馆警阀忱券愧谤叮滤烛谨蛆久贫恢皖榜吞会荧命替缴请组驻创伎采许民 山西潞安郭庄煤业有限责任公司 矿井水文地质类型划分报告 中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司 2011 年 8 月 编制单位：中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司 经 理：郝会申 总工程师：胡建青 编写人员：胡建青、张

4、晓江、张文涛、许霞 微机制图：吴力力、张文涛 审 核：孙占起、邓吉庆 提交时间：2011 年 8 月 目目 录录 前 言.1 第一节 矿井水文地质类型划分的意义.1 第二节 矿井水文地质类型划分的原则和依据.2 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 矿井位置及交通状况.4 第三节 井田地形地貌.7 第四节 井田气象水文状况.7 第五节 地震.8 第六节 矿井排水设施现状.8 第二章 以往地质和水文地质工作评述9 第一节 以往地质工作及评述.9 第二节 矿区地震勘探及其他物探工作评述11 第三节 以往水文地质工作及评述12 第三章 地质概况.15 第一节 地层15 第

5、二节 构造23 第三节 煤层30 第四章 区域水文地质.36 第一节 区域水文地质概况36 第二节 主要含、隔水层组36 第三节 岩溶水系统的补、径、排条件39 第四节 区域地下水动态特征42 第五章 井田水文地质.44 第一节 井田边界及其水力性质44 第二节 主要含水层44 第三节 主要隔水层48 第四节 矿井充水条件50 第五节 井田及周边地区老空水分布状况55 第六节 矿井充水状况56 第六章 煤层开采受水害影响程度及防治水工作难易程度.58 第一节 开采受水害影响程度评价 58 第二节 防治水工作难易程度评价 60 第七章 类型划分及防治水建议.62 第一节 矿井水文地质类型划分 .

6、62 第二节 矿井防治水工作建议 .63 附件目录附件目录 附件 1 委托书 附件 2 山西潞安郭庄煤业有限责任公司矿井水文地质类型划分报告评审会议纪要 前前 言言 根据煤矿防治水规定及安监总煤调2009233 号文“关于贯彻落实煤矿 防治水规定的通知”相关规定，受山西潞安郭庄煤业有限责任公司委托，中国 煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司编制了本报告。 第一节第一节 矿井水文地质类型划分的意义矿井水文地质类型划分的意义 我国煤矿地质、水文地质条件总体上十分复杂，据统计，在大中型煤矿中有 500 多个工作面受水害威胁。 1 1、水害威胁煤炭资源、水害威胁煤炭资源 我国受水害威胁的煤炭储量约占探

7、明储量的 27，使大量的煤炭资源成为 呆滞储量无法开采，直接影响矿井服务年限。 据统计，华北地区受煤层底板岩溶承压水威胁的煤炭储量约为 160 亿吨。煤 层顶板砂岩含水层突水淹井也时有发生。 在陕北侏罗系煤田，煤层直接上覆浅层松散含水层，煤炭开采面临“溃水、 溃砂”危险。 在东部的山东省、两淮煤矿区煤系地层上覆巨厚的新近系松散地层，含水丰 富，为保障煤炭生产安全，不得不留设足够的安全煤柱，从而滞留大量的资源储 量。仅淮南矿区 30m 风氧化带以下留设的防水煤柱储量达 5 亿吨。 2 2、水害是煤炭安全生产的、水害是煤炭安全生产的“第二大杀手第二大杀手” 随着煤炭生产的发展，矿井开采深度的增加，

8、矿井水害事故频繁发生，严重 威胁煤炭安全生产。在煤矿特大事故中，水害事故仅次于瓦斯事故，成为威胁煤 矿安全生产的“第二大杀手”。 据不完全统计，从上世纪 80 年代至今的 20 余年，我国有近 250 对矿井被水 淹没，死亡近 9000 人，经济损失高达 350 多亿元。 自上世纪 90 年代中期以后，煤矿区专门水文地质工作基本中止，水文地质 勘查工作的严重滞后及研究程度的相对较低，与日益提高的煤炭能源需求和快速 发展的煤炭工业形势形成巨大反差，成为制约这些地区煤炭开发及经济发展的突 出问题。在部分矿区，煤炭能否开发，很大程度上取决于矿井煤层受水害威胁程 度，进行矿井水文地质类型划分是进行矿井

9、防治水的基本依据。 第二节第二节 矿井水文地质类型划分的原则和依据矿井水文地质类型划分的原则和依据 一、划分的原则一、划分的原则 1、分类要以矿井防治水工作为目的，考虑与矿井地质勘探工作相结合。 2、分类要全面考虑矿井充水诸因素的影响，要突出其中主要因素的作用。 3、分类应符合我国的实际情况，反映近年来煤矿水害事故发生的特点以及 在防治水工作中的经验教训，力求简单明了，便于实际应用。 4、本类型划分所考虑的各种因素（指标）具有同等地位，并且为了煤矿安 全，类型划分采用就高不就低的原则。 二、划分的依据二、划分的依据 根据我国的矿井水文地质特征和主要影响因素，矿井水文地质类型划分的依 据如下：

10、1、受采掘破坏或影响的含水层及水体（其中包括含水层性质及补给条件和 单位涌水量） 。受采掘破坏或影响的含水层也就是矿井的主要含水层。 2、矿井及周边老空水分布情况。老空水包括古井、小窑、矿井采空区及废 老塘的积水等。我国煤矿开采历史悠久，老空水分布广泛，对矿井或相邻矿井造 成极大威胁，矿井采掘工程一旦揭露或接近，常会造成突水。老空水一般位置不 清，水体几何形状不规则，空间分布无规律，积水位置难于分析判断，突水来势 迅猛，破坏性强。老空水多为酸性水并且具有腐蚀性，但也有的还有诸如硫化氢 等有害气体的老空水。 老空水事故约占总水害事故的 80%以上，因此，在矿井水文地质类型的划分 中，老空水分布状

11、况作为类型划分的一个重要指标。 3、矿井涌水量。考虑矿井正常涌水量和最大涌水量两个指标。 4、矿井突水量。含水层或含水体中的水突破隔水体而突然进入采掘系统空 间的水量，往往造成灾害，因此，将突水量作为分类的指标之一。 5、开采受水害影响程度。主要根据矿井是否经常突水，以及突水的频率和 突水量的大小进行分类。 6、防治水工作难易程度。主要根据防治水工程量及经济效益等进行分类。 7、 山西潞安郭庄煤业有限责任公司生产矿井地质报告 （山西省煤炭地质 114 勘查院 2008.6） 。 8、 山西潞安郭庄煤业有限责任公司 3煤层带压开采防治水技术研究 （山 西潞安郭庄煤业有限责任公司、煤炭科学研究总院

12、西安研究院 2010 年 6 月） 。 第一章第一章 矿井及井田概况矿井及井田概况 第一节第一节 矿井及井田基本情况矿井及井田基本情况 山西潞安郭庄煤业有限责任公司（以下简称井田或矿井） ，2005 年由山西省 屯留县郭庄井田改制而成，始建于 1988 年 10 月，设计生产能力为 60 万 t/a， 1996 年底建成投入试产，2002 年 11 月正式投入生产。2003 年由山西省煤炭工 业局以晋煤规发2003686 号文批准，核定生产能力为 85 万吨/年，山西省国土 资源厅 2006 年 11 月 13 日换发了采矿许可证，有效期到 2011 年 11 月，证号： 1400000622

13、546，批准开采 3#煤层，生产规模为 85 万 t/a。2007 年以晋煤规发 20071811 号文核定生产能力为 90 万吨/年，现主要开采 3#煤层。 井田采用 3 个立井（主立井、副立井、风井）单水平分区开拓方式，井底设 有环型井底车场。煤层开采深度在 330475m(标高为+370+570m)，现生产水 平为标高+502m 水平。矿井分三个采区布置，即北翼两个采区，南翼一个采区。 采煤方法为走向（倾向）长壁后退式，采用轻型综采，一次采全高。全部垮 落法管理顶板。综掘采用 AM-50 型掘进机一次全断面掘进方式。 第二节第二节 矿井位置及交通状况矿井位置及交通状况 一、地理位置一、地

14、理位置 井田位于山西省长治市屯留县境内，西距屯留县城 1.5km，东距长治市区约 30km，距长治市王村机场直线距离约 20km。隶属于山西省屯留县城关镇管辖， 其地理位置为东经 11254301125553，北纬 36165936 2028。 二、交通状况二、交通状况 郭庄井田距屯留县约 1.5km，矿井北部有屯留至黄碾公路通过，向东至长邯 高速路，可达河北、山东等地，屯留长治公路穿越矿井中部向东连接 208 国道 及长太高速，南至焦作、北至太原；西经长治临汾公路可达临汾及同蒲铁路， 往北 30 km 至夏店火车站可接太焦铁路线，东约 5km 有常村井田铁路专用线，矿 井交通极为便利。见交通

15、位置图 1-1。 三、矿井范围及四邻关系三、矿井范围及四邻关系 郭庄井田范围由采矿许可证所确定的 4 个坐标点连线圈定，详见表 1-1 郭庄 井田拐点坐标一览表。 郭庄井田拐点坐标一览表郭庄井田拐点坐标一览表 表表 1-11-1 坐标点号X 坐标Y 坐标 1402513819671337 2402520019673337 3402020119673492 4401873919671536 井田南北长约 6km，东西宽约 2km，面积约 11.4075km2。 该井田北、东接潞安矿业集团公司常村井田，西接潞安集团屯留井田（余吾 煤业） ，南接潞安集团古城田井(见图 1-2 周边矿井相对位置示意图

16、)。 图1-2周边矿井相对位置示意图 第三节第三节 井田地形地貌井田地形地貌 井田位于太行山中段西侧，长治盆地西部，地貌特征为山区丘陵地带，冲沟 发育，中南部地势平缓，大面积为第四系黄土所覆盖，区内最高点位于郭庄井田 西北角，标高为+947.7m，最低点位于绛河下游，标高为+903m，高差约 45m，绛河 水蜿蜓曲折缓缓东流注入漳泽水库，河床开阔，阶地发育，属海河流域漳河水系 的浊漳河支流。矿区内主立井标高为+931.31m，付立井、风井标高分别为 +930.12m，+930.32m。 第四节第四节 井田气象水文状况井田气象水文状况 井田属东亚季风暖温带半湿润地区，大陆季风气候显著。四季分明、

17、气候温 和适中。冬季寒冷、雨雪稀少；春季干燥多风、春旱频繁；夏季炎热多雨；秋季 温和凉爽。年内常有干旱、霜冻、冰雹、暴雨、大风等灾害性天气发生。夏季多 东南风，冬季多西北风。 据屯留县气象站观测统计，气温 37.4-29.1，平均 9.5，每年 7 月 份为高温月，11 月至次年 3 月气温较低；2005 年2009 年年降水量 567.5364.9mm，平均 483.4mm，年降水集中在 7、8、9 三个月，10 月至次年 6 月雨量少而多晴天；蒸发量为 1502.11996.3mm，平均 1755.3mm；蒸发量约为 降雨量的 34 倍。历年平均相对湿度为 64%；历年最多风向为西北风，最

18、大风 速 1416m/s；冰冻期是每年十月至次年的四月，无霜期为 5-9 月；最大冻土深 度为（1977 年 2 月）75 厘米。见表 1-2。 屯留县屯留县 2005-20092005-2009 年大气降水一览表年大气降水一览表 表表 1- 2 年份 年降雨量 （mm） 7 月降雨量 （mm） 8 月降雨量 （mm） 9 月降雨量 （mm） 79 月降雨量 （mm） 79 月降雨量 占全年降雨量的比例 （%） 2005567.551.2132.6225.4409.272.1 2006552.8101.4139.356.4297.153.7 2007523140.9119.873.2333.9

19、63.8 2008364.955.282.571.5209.257.3 200940948.471.564.4184.345.1 最小364.948.471.556.4184.345.1 最大567.5140.9139.3225.4409.272.1 平均483.479.4109.198.2286.758.4 井田内有两条河流，其中绛河为常年性河流，河床开阔，阶地发育，属海河 流域漳河水系的浊漳河支流。由井田中部自西向东流过，最高洪水位 908.20m， 低于工业广场及井筒井口标高，对工业广场及井筒井口无影响。另一条为正河湾 河，为季节性河流，由井田南部流出。 井田范围内及附近无湖泊及水库。

20、第五节第五节 地震地震 据历史记载晋东南范围自十八世纪初 1919-1969 年以来，曾发生过 40 余次 小于 4.75 级的有感地震，震中分布地区包括了屯留，一般震级 3.5 一次，大致 位于晋获褶断带及其西侧边缘地带。根据中华人民共和国国家标准 GB18306- 2001 及 1/400 万中国地震烈度区划图，本评价区地震动峰值加速度为 0.10g，对 应地震基本烈度为 VII 度，属相对稳定区。 第六节第六节 矿井排水设施现状矿井排水设施现状 矿井主要涌水来源为采掘工作面和主、副井筒涌水。在井底车场有主付水仓 两个，水仓分别为容量 912m、1140m 。中央水泵房设排水泵 3 台，一

21、台排水、 一台备用、一台检修，三台水泵均为湖南长沙水泵厂生产，型号 D155-678， 排水量 155m/h，扬程 472m，排水高度 420m。井筒设排水管 2 趟，直径 198mm。 水泵电机功率为 350kw，电压 6kv，为沈阳电机厂制造。 矿井设计正常涌水量 110m/h，设计最大涌水量 240m/h，目前实际正常涌 水量为 50m/h。 第二章第二章 以往地质和水文地质工作评述以往地质和水文地质工作评述 第一节第一节 以往地质工作及评述以往地质工作及评述 以往地质工作： 郭庄井田以往地质工作见表 2-1。 以往施工情况一览表以往施工情况一览表 表表 2-12-1 施工单位114 队

22、、144 队114 队 施工阶段屯留详查官庄精查 施工时间 1979-19811981.6-1982.12 钻孔数 1318 进尺 8114.7210672.12 甲 6/1213/18 乙 5/14 质量 钻/测 丙 21 提交成果 山西省沁水煤田潞安矿区屯留勘 探区详查报告 山西省沁水煤田潞安矿区官庄井田精查 地质报告 批文 1982 年 7 月 6 日山西省煤炭工业 管理局 8202 号文 1983 年 12 月 21 日山西省煤炭厅 8304 号 文 1、1979 年1981 年，山西省煤炭地质 114 队、144 队在屯留详查施工过程 中在本井田范围内施工普查钻孔 6 个，合计钻探米

23、 3531.25m，其中钻探工程质 量 4 个甲级孔、2 个乙级孔，测井 6 个甲级孔，其外缘参考利用的钻孔 7 个，合 计钻探米 4583.47m；其中钻探工程质量甲级孔 2 个，乙级孔 3 个，丙级孔 2 个， 测井 6 个甲级孔，1 个乙级孔，1981 年 10 月山西省煤田地质勘探 114 队提交了 山西省沁水煤田潞安矿区屯留勘探区详查地质报告 ，1982 年 7 月 6 日山西省 煤炭工业管理局第 8202 号文审批决议书通过了该报告的评审。 2、1981 年 6 月1982 年底，山西省煤炭地质 114 勘探队在官庄精查施工过 程中，在本井田内施工钻孔 18 个，钻探进尺 1067

24、2.12m，其中钻探 13 个甲级孔、 4 个乙级孔、1 个丙级孔，测井均为甲级孔，1983 年 7 月山西省煤田地质 114 队 提交了山西省沁水煤田潞安矿区官庄井田精查地质报告 ，1983 年 12 月 21 日 山西省煤炭厅地质报告审批委员会以第 8304 号文审批通过了该报告的评审。 3、按照山西省煤炭工业管理局晋煤行发2003121 号文，山西省煤炭工业 管理局下发生产矿井地质报告编制提纲的通知要求，山西潞安郭庄煤业有限 责任公司委托山西省煤炭地质 114 勘查院于 2008 年 6 月编制山西潞安郭庄煤 业有限责任公司生产矿井地质报告 ，报告中对生产矿井的地质及水文地质方面 进行了

25、修编和整理。在地质方面取得如下成果结论：（1）依据以往勘探资料及 现矿井地质工作积累资料，进行综合分析，研究确定，井田地质构造总体为一走 向南北向西倾斜的单斜，沿倾向伴有一组褶皱，并发育有一定数量的小的断层。 矿井构造属简单类(I 类)。矿井内无岩浆岩体侵入；（2）井田井内岩溶陷落柱 成为影响生产主要因素之一。由于基底构造控制上部煤系构造，所以在鞍状构造 或短轴褶皱发育区域为陷落柱发育区。根据煤层构造形态的展布特征进行陷落柱 分布规律的预测将是有益的；（3）矿井内的 3 号煤层，煤层厚度变化不大 (5.13-6.35m)，全井田稳定可采，14 号、15-2 号、15-3 号煤层均为不稳定局部

26、可采煤层。3 号煤层资源量占全矿井的 86%，矿井煤层类型确定为稳定型(I 型)； （4）矿井开采技术条件，煤层顶底板工程地质类型为三类二型；矿井瓦斯属低 瓦斯矿井，但不排除含高瓦斯区域；3 号煤层煤尘有爆炸危险性；3 号煤层煤的 自燃等级为类，属不易自燃煤层；地温属正常区，地压属稳定区。矿井今后的 开采技术条件与现生产区基本相同；（5）井田井内估算了资源/储量共计 9893 万吨。3 号煤层 8483 万吨，占全矿井资源/储量的 86%，其中探明的经济基础储 量(111b)为 5789 万吨，控制的经济的基础储量(122b)2214 万吨，推断的资源/ 储量 480 万吨，探明及控制的经济基

27、础储量占 3 号总量的 94%，占全矿井资源储 量的 81.5%，资源储量的可靠程度较高，完全可以满足现代化矿井对高级储量的 要求。 以往地质工作成果综述：经过几十年的地质勘探工作，已基本查清了郭庄井 田范围内的地质条件；对井田地质构造总体格局、井田范围内断层及陷落柱分布 得到了有效控制；并对矿井内的 3 号煤层分布及煤层类型、矿井开采技术条件、 煤层瓦斯情况已基本查明。 第二节第二节 矿区地震勘探及其他物探工作评述矿区地震勘探及其他物探工作评述 1、2005 年 3 月2006 年 3 月，中国矿业大学在本井田北东部区块 (1.413km2)，南翼采区南区块(2.86km2)及北区块(1.3

28、04km2)，进行了三维地震勘 探工作，完成线束 31 束，完成物理点 5264 个，其中线束物理点为 5134 个。其 中甲级点 3343 个，乙级点 1766 个，废点 25 个，甲乙级率为 99.7%，试验物理 点和低速带调查物理点全部合格，2007 年 9 月提交山西潞安郭庄煤业有限责 任公司三维地震勘探精细解释报告 。 2、2010 年 6 月，由山西省煤炭地质 114 勘查院提交山西潞安郭庄煤业有 限责任公司南翼三采区瞬变电磁勘探报告 ，成果如下： (1)查明了 3#煤层顶板含水异常区分布，3#煤层顶板解释含水异常区 8 处。 其中 1、3、4、6、8 等 5 个含水异常区富水性强

29、，2、5、7 等 3 个含水异常区的 富水性中等，其余各异常区的富水性弱。3#煤层上覆地层裂隙相对发育，主要分 布在测区西北角和东部偏北方向，在区内西南有部分零星分布。 (2)查明了 3#煤层底板含水异常区分布，3#煤层底板解释含水异常区 16 处。 其中 4、8、9、14、16 等 5 个含水异常区富水性强， 1、2、3、5、6、10、11、13 等 8 个含水异常区的富水性中等，其余各异常区的 富水性弱。该区 3#煤层底板地层裂隙发育，在测区西部，中部岩层富水区相对集 中，全区呈条带状分布。 (3)查明了奥灰水的含水区异常区分布，解释含水异常区 19 处。其中 2、6、8、11、14、18

30、 等 6 个异常区的富水性强，1、11、14、17 等 4 个含水异 常区的富水性中等，其余含水异常区的富水性弱。该区奥灰岩溶发育，富水性强， 分布较广。 (4)对三维地震已探明的地质构造的富水情况进行分析得知，其中 DX9、DX10、DX2、DX3、DX1、DX11、DX6 陷落柱的导水性差，DX7 陷落柱为弱富 水陷落柱，DX16、DX4、DX5 陷落柱的导水性中等；断层 DF02、DF03、DF05、DF06、DF07 等 5 个构造的富水性差，为不导水断层。同时 确定 DX10 周边环状断裂带具有一定的富水性，导水性中等。 (5)初步确定 3#煤层顶板含水层、底板含水层和奥陶系石灰岩含

31、水层富水区 在大部分区段的含水层存在一定的水力联系，具有上下含水层导通的可能性，水 力通道主要为岩层的构造裂隙。 第三节第三节 以往水文地质工作及评述以往水文地质工作及评述 1、本井田水文地质工作始于 1988 年，主要进行了井田原始地质编录，水文 观测、采掘工程平面图，充水性图件等的制作，井田综合地质资料编制，井田物 探、井田地质的综合分析等工作。 2、建井初期对井筒所穿过的煤系地层，逐层观测其岩性特征及厚度。对煤 层及重要标志层和 3#煤层顶底板作了重点观测，生产过程中对于巷道及回采工作 面所遇断层及陷落柱均做了重点观察编录，对地表井泉、井下涌水点及采空区积 水的水量进行动态观测，并进行水

32、情分析及时提出防治水措施。 3、按照山西省煤炭工业管理局晋煤行发2003121 号文，山西省煤炭工业 管理局下发生产矿井地质报告编制提纲的通知要求，山西潞安郭庄煤业有限 责任公司委托山西省煤炭地质 114 勘查院于 2008 年 6 月编制山西潞安郭庄煤 业有限责任公司生产矿井地质报告 ，报告中对生产矿井的地质及水文地质方面 进行了修编和整理。 在水文地质方面取得成果结论如下： 依据当时矿井水文地质情况，分析了矿井内 3 号煤层(批采煤层)水文地质条 件属于以砂岩裂隙水为主的充水矿床，矿井水文地质条件属简单类(类型)。 4、2010 年 6 月，该矿委托煤炭科学研究总院西安研究院编制了3煤层带

33、 压开采防治水技术研究 ，该研究报告对郭庄矿井 3煤层带压开采水害进行了分 析，并对矿井防治水工作进行了分析和研究，提出了 3煤层带压开采主要技术 手段和安全措施，对郭庄矿进行了矿井水文地质补勘设计，提出了矿井水文地质 观测孔施工技术要求。取得成果结论如下： （1）郭庄煤矿 3#煤层带压开采的主要充水水源为煤层顶板砂岩水。计算导 水裂隙带发育高度为 77.3589.44m，达到 K8 砂岩以上；预计当前矿井正常涌 水量为 49.59 m3/h，最大为 84.3m3/h。 （2）顶板砂岩水涌水量将呈现以下特点：排水初期由于水位快速下降，涌 水量中地下水储存量占的比重比较大，随着排水延续和水位下降

34、涌水量中逐渐以 补给量为主，涌水量呈现缓慢减少并趋于稳定，根据漳村矿的统计资料，这一过 程需要 7 至 8 年时间，同时每年正常涌水量和最大涌水量之间的差距亦逐渐减小。 （3）煤层底板奥陶纪灰岩水作用于 3#煤层的突水系数，本报告计算其最大 值为 0.049MPa/m，低于规范要求的临界值 0.06MPa/m，但考虑到本井田断层和岩 溶陷落柱比较发育，现三维地震已探明断层 21 个，陷落柱已实际揭露 12 个，虽 然仅有 2301 工作面的 DX30 号陷落柱出现涌水，但不能排除可能会出现的较大突 水问题。 陷落柱是否含水取决于其发育高度内，围岩含水层如太原统灰岩和山 西组砂岩的富水性和是否与

35、陷落柱发生水力联系。例如，漳村矿的五个陷落柱有 水，水量为 1060m3/h 不等，可能是接受围岩水的补给，由于水量比较小，未 对矿井造成大的危害。但是，如果奥陶纪灰岩水沿陷落柱上升到一定的高度，并 与围岩水在陷落柱中发生水力联系，则有可能造成灾难性的后果。 （4）要重点抓好建立地下水动态观测网的工作，尽快建立包括地表水、民 用水井，矿井涌水量及井上下观测孔在内的观测网，监测水情变化。本报告共安 排地面观测孔 3 个，即山西组砂岩孔 1 个，太原统灰岩孔 1 个，奥陶纪灰岩孔 1 个；井下观测孔 4 个，即太原统灰岩观测孔 3 个，奥陶纪灰岩观测孔 1 个。 （5）本报告编制了水文观测孔施工技

36、术要求，对孔口安全及施工安全技术 提出了严格要求。具体施工时，施工单位应按照此技术要求并结合现场实际情况， 每个钻孔均编制单孔施工组织设计 ，确保施工中的安全。 （6）为探测陷落柱、断层和裂隙密集带等地质异常体，本报告提出了三维 地震法、瞬变电磁法、直流电法和音频电穿透法。其中，三维地震法和瞬变电磁 法用于地面，音频电穿透法用于采煤工作面探测，井下直流电法主要用于巷道顶 底板探查，工作面顶板探查和掘进堵头超前探测。无论应用哪种方法，所得结果 都必须通过钻探加以验证。 （7）为了对日常防治水工作中积累的资料和研究成果进行有效的管理，本 报告提出运用信息科学及空间分析的理论和方法，以水文地质空间数

37、据库为基础， 以防治水应用分析模型体系为支撑，以现代信息技术GIS 技术为手段，开发 研制矿井防治水预警系统，这对矿井水文地质数字学的形成与发展，对提升矿井 防治水工作的水平具有重要理论意义和实用价值。 （8）本报告提出了今后矿井 3#煤带压开采主要技术手段，以及规范了日常 防治水工作的步骤和秩序，并也提出了矿井防治水主要安全配套措施，提出了防 治水工作除了技术手段之外，安全管理和企业的重视程度更为重要，因此防治水 工作的落实、组织机构、专业队伍建设、人才培养及防治水工作实施保障机制等 方面，也应加强重视，并提出了具体要求。 5、2009 年 10 月，该矿委托中国矿业大学编制了郭庄煤业公司矿

38、井绛河 下采煤可行性研究 ，该报告采用多种方法分别对 3#煤层顶板岩性结构、矿区内 陷落柱发育规律及其导水性、导水裂隙带发育规律及地表沉陷预计进行了分析研 究，并对郭庄矿防治水技术进行了研究。得出了如下结论：（1）郭庄矿南翼背 斜轴部 3#煤层距第四系底板约 280m，距风氧化带底部 200230m，开采 3 煤层 正常产生的顶板贯通性裂隙可达顶板上约 100m 采动导水带；（2）在遇导水断层 和顶板局部导水的陷落柱时，有可能引起将采动导水裂隙带以上的砂岩裂隙水、 风化裂隙水和第四系底部沙层水导入采场，但几率很小；（3）采动产生的地表 裂缝发育深度最大达 15m，裂缝可以沟通地表水和潜水含水层

39、，可以加快大气降 水入渗，从而加大潜水的补给量，对农业用水有利；（4）地表产生的下沉使绛 河河道变深、变宽，调蓄洪水的能力增强，特别是当下游的王庄后备区、古城矿 开采后，漳泽水库及绛河扩容，使蓄水能力增强，有利于保水和防洪；（5）真 正对矿井造成危害的是底板奥灰岩溶水，顶板水对生产有影响。虽然绝大多数陷 落柱和断层不导水，但仍建议做好井下超前对陷落柱和断层导水性的探测和预防 工作。 以往水文地质工作成果综述：总体而言，经过 30 余年的水文地质工作，已 基本查清了郭庄井田范围内的水文地质条件，分析了以往相应时期的矿井水文地 质类型，查清了 3#煤层的主要充水水源，分析研究了绛河对井田开采的影响

40、，并 对底板奥灰水对矿井开采影响做了整体分析，但随着我国对防治水工作要求逐步 提高，需要在以下方面进一步加强工作，主要为：（1）以往对郭庄矿各充水含 水层之间水力联系分析较少，需进一步查清各含水层之间水力联系；（2）井田 范围内陷落柱及小的断裂较多，容易沟通充水含水层，因此需要对井田范围内的 岩溶陷落柱及小断层导水性质及富水性做进一步查明；（3）以往对矿井地表水、 地下水观测不系统，需要进一步完善并加强井上下水文地质工作，以适应新形势 下矿井水文地质工作。 （4）由于井田内的开采煤层均属于奥灰水位下的带压开采， 必须加强对井田水文地质工作的专题研究，预防奥灰水对井田安全生产的危害。 （5）郭庄

41、矿已投入生产 10 余年，矿区内形成了数个采空区，因此对采空区积水 补充调查工作，合理评价采空区积水对煤矿开采的影响。 第三章第三章 地质概况地质概况 第一节第一节 地层地层 一、区域地层一、区域地层 郭庄煤业矿井位于沁水盆地的东侧,在地层区划属华北地层区山西地层分区 长治小区。区域地层出露由东到西，由老到新为：上元古界震旦系、古生界寒武 系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界三叠系，新生界第三系、第四系。区域地 层特征见表 3-1。 二、井田地层二、井田地层 井田内地层全为第四系所覆盖。依据钻孔揭露结合官庄资料，将区内地层由 老到新分述如下： 1.1.奥陶系奥陶系(O)(O) 中统峰峰组中统峰峰

42、组(O(O2 2f)f) 为煤系地层基底，一般钻孔揭露 15m 左右。依精查钻孔揭露厚度 153.42m。 按岩性特征可以分为上下两段： 下部为灰深灰色角砾状泥灰岩、白云质灰岩、石灰岩、白云质泥灰岩，含 大量薄层纤维状石膏，底部常含一石膏层。中上部见不规则裂隙，被方解石充填， 岩溶较发育。 上部为石灰岩；含白云质灰岩，泥灰岩及含泥灰岩，岩溶较为发育；泥灰岩、 泥质灰岩，含较多黄铁矿结核，中部多见角砾状灰岩，岩溶稍有发育。 2.2.石炭系石炭系(C)(C) (1)(1)中统本溪组中统本溪组(C(C2 2b)b) 与下伏峰峰组呈平行不整合接触。厚 2-34.68m，平均 14.22m，厚度变化较

43、大。为浅灰色-灰色铝质泥岩、深灰色泥岩、砂质泥岩，夹粉砂岩、细粒砂岩， 局部夹泥灰岩或石灰岩，夹薄煤层，底部含铁质泥岩或铁质粉砂岩(亦即“山西 式”铁矿)。本组含大量菱铁矿、黄铁矿结核，据屯留详查资料：煅烧后呈黄灰 色，具紫色团块，断口平坦，固结度好。含少量动物蜓化石，含植物畸羊齿植物 化石。本组为局限泻湖海湾环境沉积。 山西省东南部地层简表山西省东南部地层简表 表表 3-13-1 地层单位 界系统组 厚度 (m) 接触 关系 地层特征分布区域及特点沉积相 第四 系 （Q） 0-330 为综红、黄绿、土黄色粘土、亚 粘土及砂和砾石区内广为分布。 新生 界 （KZ） 上第 三系 （N） 0-26

44、8 灰黄、灰绿、棕红色粘土及砂质 粘土，在晋城以北至高平一带， 粘土中含有锰铁质、钙质结核， 底部为砾石。 主要出露在晋城市以 北至高平、襄垣一带。 上统 （T3 ） 延长组 （T3y） 30-138 浅肉红色、灰绿色砂岩、泥岩夹 透镜状淡水灰岩。 铜川组 （T2t） 一般 550 为一套浅肉红色、灰黄色砂岩及 灰绿色、灰紫色泥质岩。中统 （T2 ） 二马 营组 （T2e） 一般 600 上部为灰黄、黄绿色砂岩夹棕红 色泥岩；底部为一层灰绿色细粒 砂岩夹透镜状砾岩。 和尚沟 组（T1 h） 131-474 紫红色泥岩夹灰紫色砂岩及砾岩。 中生 界 （MZ） 三 叠 系 （T） 下统 （T1 ）

45、 刘家沟 组（T1 l） 115-595 浅灰红色砂岩夹紫红色泥质岩及 砾岩。 出露于图幅西北部八 泉苏庄一带。 石千峰 组 （P2sh ） 22-217 由灰紫色、紫红色砂岩、泥岩组 成，顶部夹淡水灰岩薄层及透镜 体。上统 （P2 ）上石盒 子组 （P2s） 223-653 由灰绿色、灰白色砂岩，黄绿色、 紫红色泥质岩组成，顶部夹燧石 条带。 下石盒 子组 （P1x） 35-80 由黄褐色、灰绿色砂岩夹泥岩组 成，上部夹锰铁矿层，下部偶夹 薄煤层。 陆相 二 叠 系 （P） 下统 （P1 ）山西组 （P1s） 34-72 由灰色、灰白色砂岩，灰黑色泥 质岩及煤层组成，下部的 3 号煤 层(俗

46、称香煤)厚度大而分布广。 本区内广为分布，在 襄垣、壶关高平一线 以西，晋城、阳城以 北地带广泛出露。 过渡相 上统 （C3 ） 太原组 （C3t） 76-142 为一套砂岩、泥岩、石灰岩及煤层 组成的含煤沉积岩系。由煤层及其 顶板石灰岩 (北部层数多，南部层数 少)频频出现而显出其典型特征。 长治-陵川一线以北较 厚，以南较薄。 在晋城、沁水，阳城 均有出露。 海陆交 互相 古生 界 （PZ） 石 炭 系 （C） 中统 （C2 ） 本溪组 （C2b） 0-35 上部为泥质岩夹薄层砂岩及灰岩 透镜体和不稳定薄煤层，中下部 为铝质岩及山西式铁矿。 主要出露于本区的东 缘、南缘，在晋城的 梨川、阳

47、城的下白等 地。 北中部 海陆交 互相南 部渐变 为陆相 峰峰组 （O2f） 0-216 顶部为中厚层质纯石灰岩，上部 为豹皮状灰岩，白云质灰岩；下 部为砾状泥灰岩、泥灰岩，含石 膏。 上马家 沟 组 （O2s） 176-308 由角砾状泥灰岩，泥质灰岩、白 云质泥灰岩、豹皮状灰岩、石灰 岩组成，中部夹少量燧石及团块。 中 统 （O2 ） 下马家 沟 组 （O2x） 37-213 由角砾状泥灰岩、石灰岩组成， 底部为稳定的黄绿色钙质页岩和 薄层状泥质灰岩，称“贾汪页岩” 。 北部厚，往南西变薄， 以至缺失峰峰组及上 马家沟组中上部，出 露于太行背斜南段两 翼。 陆表海 奥 陶 系 （O） 下

48、统 （O1 ） 64-209 为一套白云岩沉积，顶部普遍有 一层遂石层。 北东部薄，南西厚， 出露在太行山南段的 深谷中。 咸化泻 湖相 续表续表 3-13-1 地层单位 界系统组 厚度 (m) 接触 关系 地层特征分布区域及特点沉积相 古生 界 （PZ ） 寒 武 系 （ ） 一般 377-570 由砾岩、砂岩、页岩、泥灰岩、 鲕状灰岩、竹叶状灰岩、白云岩 等组成，含丰富的三叶虫化石， 底部为含砾砂岩。 沿沁水盆地呈弧形带 状出露，在矿区东南 的陵川马圪当、晋城 河口、阳城后老龛、 沁水下川等地均可见 到。 浅海相 上元古 界 （Pt2 ） 震 旦 系 （Z） 0-数 千米 广泛超覆于太古界

49、之上，由较厚 的石英砂岩、石英岩状砂岩和含 有铁、磷、钾的细碎屑岩及火山 熔岩组成。 出露在矿区东部的陵 川县咀上，南部的阳 城县横河一带。 滨海/ 浅海相 (2)(2)上统太原组上统太原组(C(C3 3t)t) K1砂岩底至 K7砂岩底，与下伏本溪组呈整合接触。为井田内主要含煤地层 之一，厚 91.38-138.13m，平均厚度 108.12m。厚度变化不大，由灰-深灰色砂岩、 粉砂岩，深灰-灰黑色泥岩、砂质泥岩，深灰色石灰岩(主要为 K2、K3、K4、K5、K6等)及煤层(自上而下编号 5、6、7、8-1、8-2、9上、 9、11、12-1、12-2、13、14、15-1、15-2、15-3号)组成。其中 14、15-2、15-3号 煤层，为局部可采煤层，其余均为不可采或零星可采。该组以旋回结构明显，层 理构造发育，动植物化石丰富为特征。根据岩