矿井水文地质类型报告

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1、XXX煤炭工业（集团）有限责任公司矿井水文地质类型报告目 录甲：文字1 矿井及井田概况11.1 矿井及井田基本情况11.2 位置、交通11.4气象、水文31.5地震31.6矿井排水设施能力现状31.6.1矿井主排水系统31.6.2井底主排水设备31.6.3下山采区排水设备42以往地质和水文地质工作评述42.1 以往地质工作42.2 矿区地震勘探及其他物探工作评述52.3 矿区水文地质工作62.4 本矿防治水工作73地质概况73.1 地层73.2 煤层103.3 构造113.4 岩浆岩124区域水文地质124.1 含水组134.2 隔水岩组144.3 岩溶地下水的富集规律144.4 地下水的补给

2、、径流和排泄154.5 岩溶地下水的动态特征155 矿井水文地质155.1 井田边界及其水力性质155.2 含水层165.3 隔水层175.4 矿井充水条件175.5 井田及周边老窑分布状况195.6 矿井充水状况196 对矿井开采受水害影响程度及防治水工作难易程度的评价206.1 矿井水害影响程度206.2 防治水工作经济技术投入227 矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议237.1 矿井水文地质类型237.2防治水工作建议24 乙：附图1综合水文地质图（1:2000）2矿井充水性图（1:2000）3综合水文地质柱状图（1:500）4水文地质剖面图（1:2000）5矿井涌水量与水位相关

3、曲线图III1 矿井及井田概况1.1 矿井及井田基本情况郑州煤炭工业（集团）有限责任公司（简称）原名称为登封市白坪腾升煤炭有限责任公司，其采矿许可证号为4100000520271，开采二叠系山西组下部的二1煤层。一井（东系统）1993年办理了采矿许可证，同时建矿，为二个斜井和一个立井，二井（西系统）1995年6月建成投产，为两个立井；当时矿井名称为登封市白坪，设计生产能力3万吨/年。2002年更名为登封市白坪乡腾升有限公司，采矿许可证证号为：4100000241001，设计生产能力12万吨/年。经过多年开采，矿区范围内剩余储量已不多，矿井服务年限逐渐减少。2003年该矿进行了扩界、扩层。参加了

4、河南省煤炭资源整合，并与郑州煤炭工业（集团）有限责任公司签定了合同书，申请扩大了矿区范围，扩大区主要是标高+200m-80m。2005年9月，该矿换发了新的采矿许可证，并更名为郑州煤炭工业（集团）有限责任公司，采矿许可证证号为：4100000520271，设计生产能力30万吨/年。本矿现有4个井筒，一井（东系统）为二个斜井，二井（西系统）为两个立井；采用立井、斜井单水平上、下山开采，走向长臂式采煤，机械抽出式通风，井下生产工人采用矿灯照明。该矿矿井改造工作2007年完成，2008年正式投入生产。1.2 位置、交通1.2.1位置、范围（1）井田位置位于登封市白坪乡西白坪村境内，北距登封市区18公

5、里，地理坐标为东经11303421130416,北纬341920341958。（2）井田范围矿区形状为多边形，矿区东西长642875m,南北宽1160m，矿区面积0.9291km2。限采二1煤层，开采标高从320m-80m。矿区范围由以下8个坐标点的连线围成：表1-1 矿区范围拐点坐标拐点号纬距X经距Y拐点号纬距X经距Y13800185.0038413779.0023800185.0038413660.0033800300.0038413645.0043801040.0038413675.0053801040.0038414500.0063800300.0038414520.007379987

6、4.0038414520.0083799880.0038413878.001.2.2交通位于登封市白坪乡西白坪村境内，北距登封市区18km，东北距郑州市90km，郑州至汝州公路从本矿区的西部约6.0km处通过，矿区中部有乡间公路与之相连，可通行大小车辆，另外，本矿北距伊川-新密-新郑铁路2.5km，本矿距安庙火车站11km。各乡镇及村庄间的简易公路纵横成网，交通较为便利。(详见交通位置示意图1-1)。图1-1 交通位置图1.3地形地貌本矿区位于箕山东段，属低山丘陵地形，区内地势北高南低。地表海拔标高在349.10535.28m之间，最大相对高差186.18m。地表多为季节性农作物所覆盖。本矿东

7、系统行人斜井井口标高+363.7m，回风斜井井口标高+363.8m，西系统主井井口标高+381.0m，副井井口标高+380.5m。1.4气象、水文1.4.1 气象本区属半干旱大陆性气候，夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥。据登封市气象局资料，年降雨量416.51102.9mm，平均614.6mm，日最大降雨量103.5mm，降雨多集中在每年的七九月；年平均蒸发量1669.3mm；年平均气温14.6，最高44.6，最低-18.2；最大冻土带深度20cm；夏季多南风，冬季多西北风，最大风速为20m/s。本区历史上无大的自然灾害。1.4.2 水文本区属淮河流域颖河水系。颖河从矿区北侧自西向东流过。矿区浅部发

8、育一季节性小溪，自东南流向西北汇入券门水库，雨季时有短暂洪流，逢旱即干。矿区西北约2km处筑有券门水库，为一中小型水库，总库容1713万m3，最高洪水位标高+349.25m，主要用于拦蓄洪水、农田灌溉，常年有水，为附近主要地表水体。1.5地震据中国地震动参数区划图（GB/8306-2001）及建筑抗震设计规范（GB/5011-2001），本区处于地震动峰值加速度0.05区，相应的地震基本烈度为。1.6矿井排水设施能力现状1.6.1矿井主排水系统矿井设计正常涌水66m3/h，设计最大涌水量100m3/h。排水管路沿运输下山主斜井敷设。矿井目前实际涌水量66m3/h。本矿属二级排水系统。井底主排水

9、系统设双环水仓，内环水仓有效容积500m3，外环水仓有效容积700m3左右，水仓总容量1200m3，根据规程要求，主排水系统水仓总容量大于矿井8小时正常涌水量（668=528m3），符合煤矿安全规程要求。泵房排水由管子道经排水管路排至地面，本矿排水系统为二级排水系统，在下山采区建有采区排水系统，采区涌水经采区排水系统排至主排水水仓，再由主排水系统排至地面。1.6.2井底主排水设备（1）水泵现有D85455型水泵2台，正常涌水时1台D85455型水泵，1台检修，配套电机功率225KW，选择用YB280/660/90型防爆电动机。D46307型水泵1台，以备最大涌水时两台联合使用。在水泵房预留一台

10、水泵位置，配套相应的供电设备。（2）排水管排水管选用1805无缝钢管二趟，一趟工作，一趟备用，沿运输下山主斜井敷设，直接排至地面。吸水管使用2005无缝钢管。（3）联合试运转结论：主排水系统水仓、排水管路、水泵均能满足煤矿安全规程要求。1.6.3下山采区排水设备采区设计正常涌水66m3/h，设计最大涌水量100m3/h。采区目前实际涌水量66m3/h。采区排水系统设双环水仓，内环水仓有效容积500m3，外环水仓有效容水量700m3左右，水仓容量大于采区8小时正常涌水量，符合煤矿安全规程要求。（1）水泵现有D85457型水泵3台，1台工作，1台备用，1台检修，配套电机功率315KW。选择用YB2

11、00L2/132KW型防爆电动机。（2）排水管排水管选用1086无缝钢管二趟，一趟工作，一趟备用，沿采区泵房中央泵房敷设。（3）联合试运转结论：采区排水系统水仓、排水管路、水泵均能满足煤矿安全规程要求。2以往地质和水文地质工作评述2.1 以往地质工作本矿位于登封煤田白坪井田东南部，开采二叠系山西组下部的二1煤层。登封煤田勘查历史较早，自1937年河南省地质调查所曹世禄先生在本区进行地质调查以来，在登封煤田进行过勘查并编制提交的主要报告如下：（1）1952年开封地质调查所冯景兰、张伯声、韩影山等在本煤田进行地质调查，提交了豫西地质矿产调查报告；（2）1955年中南煤田地质局456勘探队在本区进行

12、1：50000地质测量工作，编有河南省登封煤田普查报告（草稿）；（3）1958年河南省煤田地质局101队、中南煤田地质局125队在登封煤田完成了1/10000综合地质测量183平方公里，同时对老窑、生产矿井进行了调查，编有河南省登封煤田普查报告；（4）1982年河南省煤田地质局提交了登封煤田详查地质报告；（5）1993年9月河南省煤田地质局四队提交了河南省登封煤田白坪井田（勘探）精查地质报告，中国煤田地质局审查并通过了该报告。河南省储委以豫储决字（1994）03文批准了二1煤层A+B+C级储量27243万吨。（6）2003年该矿进行了扩界、扩层，由河南省煤炭地质勘察研究院为其编写了储量核查报告

13、（河南省登封市白坪乡扩界、扩层资源储量核查报告），该报告共计算扩界区内资源储量126.3万吨,其中二1煤资源储量109.5万吨，全部为探明的经济基础储量（111b），并由豫国土资储备（小）字2004038号文批准。（7）2005年9月，郑州矿务局地质勘探工程公司编制了河南省郑州煤炭工业（集团）有限责任公司资源储量核查报告，该报告共估算二1煤层查明资源储量641.1万吨，其中动用（111b）83.0万吨、保有（111b）547.3万吨，（333）10.8万吨。北京中矿联咨询中心以中矿豫储评（小）字2005016号进行了评审，河南省国土资源厅以豫国土资储备（小）字2005291号进行了备案。2.2

14、 矿区地震勘探及其他物探工作评述（1）19801981年河南煤田地质公司物探测量队在登封煤田进行电法找水工作，完成物理点175个、电法剖面10km，提交了河南省登封大金店东金店电法找水资料总结。（2）1983年河南煤田地质公司物探测量队在登封煤田进行电法找水工作，完成物理点124个、电法剖面11.12km，提交了白坪地区水源电法找水报告，河南煤田地质公司于1984年1月主审通过。（3）2009年4月煤炭科学研究总院西安研究院对及周边煤矿采空区积水情况进行电法勘探，完成物理点732个、测线38条，提交了郑煤集团腾升煤业有限公司采空区TEM勘探成果报告。通过本次电法勘探，基本查明了测区内二1煤层及

15、其顶底板富水异常区、采空积水区的分布范围和相对强度、断层等构造的含水导水性等。（4）自2008年以来，郑煤集团登封分公司地测防治水站为本矿做过多次直流电法勘探，对本矿的防治水工作起到了预测预报，有效地防止了突水事故的发生。2008年做了7次，2009年做了8次，2010年已经做了3次。2010年登封分公司地测防治水站对21141工作面上副巷进行了直流电法物探，为矿井水害预防打下了良好基础。2.3 矿区水文地质工作原为一小型矿井，无地质勘查报告，在本矿东部白坪井田勘查时期做了大量水文地质工作，借鉴如下：（1）在登封煤田详查报告“区域水文地质控制点分布图”的基础上编制了登封煤田区域地质及水文地质图

16、(比例尺1:5万)，精度达到规程同比例尺的要求。由于该图比例尺较小，其成果仅可供本次报告编制时参考。（2）在1:5000地形地质图的基础上，对地下水天然揭露点、井泉，生产矿井、水库溪流、洪泛点进行了调查，编制了白坪井田水文地质图(比例尺1:1万),精度达同规范比例尺要求。其成果可供本次报告编制时利用。（3）抽水试验白坪井田勘探初期在本矿范围内有3个孔(付10301、10605、10703孔)进行了稳定流抽水试验，在其西南部边界附近有1孔付10309孔进行了单孔非稳定流抽水试验，西部边界以外(现矿区范围内)的付10203孔进行了多孔抽水试验。10703孔由于太原组上段灰岩含水层的水位埋深较大，其

17、2次抽水试验受抽水机械和孔径限制，抽水成果仅可作定性评价。10605孔在做二1煤层顶板砂岩抽水试验时被抽干，无法评级，仅可定性评价含水层的富水性。（4）钻孔简易水文观测在白坪井田勘探阶段，27个钻孔进行了简易水文观测。（5）动态观测白坪精查勘探阶段在本矿区范围内施工10605孔作为二1煤顶板砂岩动态观测孔，观测记录至1990年5月，其后动态观测资料不详。补勘期间本区所有已完工钻孔均进行简易水文观测，仅有11112孔对寒武系上统灰岩含水层进行稳定流单孔抽水试验（详见表2-1）。表2-1 周边钻孔勘探时期抽水试验成果统计表孔 号标高(m)抽水深度 (m)含水层含水层厚度(m)静止水位标高单位涌水

18、量(L/s.m)矿化度 (g/L)渗透系数(m/d)付10309 386.56264.473ch33.81+229.071.8630.2530.2655.7810703494.63447.14L7-810.23+271.200.2160.4681.30910605455.03371.88P1s砂岩26.00+312.97抽干0.337/付10301414.03157.77P1s砂岩24.81+320.860.00620.3460.01982.4 本矿防治水工作（1）11121上付巷探放水2009年5月8日，本矿在11121上付巷进行了探放水，施工井下钻孔3个，进尺180m，探放结果无水。200

19、9年6月2日在11121上付巷另一处探水，施工井下钻孔3个，进尺203m，探放结果无水。（2）11121切巷探放水2009年7月1日，本矿在11121切巷进行了探放水，施工井下钻孔3个，进尺122m，探放结果无水。（3）11121下付巷探放水2009年8月5日，本矿在11121下付巷进行了探放水，施工井下钻孔3个，进尺184m，探放结果无水。3地质概况3.1 地层地层均为沉积岩地层，地表大部分被第四系冲积层所覆盖。南部有寒武系地层出露，现将本区地层由老到新叙述如下：3.1.1寒武系（）在本矿南部有较大面积出露，总厚度400余米，与下伏震旦系地层呈平行不整合接触，下部为紫红色泥岩为主；中部以厚层

20、鲕状结晶灰岩为主，含三叶虫化石，次为灰黄色结晶灰岩，风化后呈板状；上部以浅灰色、灰色厚层状白云质灰岩为主，风化后呈黑色，具有凹凸不平的溶蚀裂纹；顶部为灰黄色薄层状泥质灰岩，中夹不规则的浅灰白色燧石结核、条带和23层薄层状灰绿色页岩。3.1.2石炭系（C）本矿区上石炭统厚72.31m，分为本溪、太原两组。（1）上石炭统本溪组（C2b）与下伏寒武系呈平行不整合接触，厚10.35m，由灰深灰色铝土岩组成，致密、质纯，具滑感，局部含丰富黄铁矿晶体。（2）上石炭统太原组（C2t）下界为本溪组铝土岩顶，上界止于L9石灰岩（或菱铁质泥岩）顶面。据钻孔揭露，本组地层厚37.7762.18m，平均61.96m左

21、右，由一套海陆交互相的石灰岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。根据岩性组合特征，太原组可分为上中下三段，即：下部灰岩段、中部砂泥岩段及上部灰岩段。下部灰岩段：自一1煤底至L4灰岩顶，平均厚度15.96m。由四层灰岩和对应其下的四层煤组成。L1L4灰岩分布稳定，常合并为12层，含燧石结核、燧石条带，富含海百合茎和假希瓦格蜓化石，是太原组的重要标志层。中部砂泥岩段：自L4灰岩顶至L7灰岩底，平均厚度32.80m。L6灰岩在井田西北部较稳定，有时沿走向相变为砂质泥岩或泥岩，一6煤也分叉为两条煤线。上部由灰深灰色中厚层状泥岩、砂质泥岩和一7煤组成，局部夹有鲕状泥岩或中、细粒砂岩，含白云母片及植物化石。

22、上部灰岩段：由L7-8、L9三层灰岩和一8煤及泥岩、砂质泥岩组成，厚度约13.20m。下部的L7-8灰岩呈深灰色，致密坚硬，夹燧石条带，层位稳定。L7灰岩较厚，为7.42m；L8灰岩较薄，一般厚2.45m；两层灰岩间夹一薄层泥岩或一8煤。顶部的L9灰岩极不稳定，多相变为厚约0.100.50m的薄层菱铁质泥岩。3.1.3二叠系（P）底界为上石炭统太原组L9灰岩顶面，上界止于三叠系圈门组金斗山砂岩底面，与下伏地层呈连续沉积，区域上该套地层总厚度621.14m，分为上下两统，上统包括土门组、平顶山组、上石盒子组，下统包括下石盒子组和山西组。其中上统的上石盒子组以及下统的下石盒子组、山西组为含煤地层，

23、一般据沉积旋廻特征将其分为八个煤段。本矿井田范围内主要保留有下统的山西组、下石盒子组及部分上统的上石盒子组地层，上部地层均被剥蚀。（1）下二叠统山西组（P1s）本组地层上界止于砂锅窑砂岩底面，厚度76.00m左右，为海退过程中形成的一套滨海相沉积，主要以砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层组成。其显著特点是：岩层的颜色普遍较深，砂岩层面上含有较多的白云母片，富含菱铁质鲕粒。二1煤层位于本组下部，层位稳定，呈黑色，厚度大，易于对比，受滑动构造影响,本矿区局部缺失山西组部分地层。二1煤层老顶砂岩（即大占砂岩）为本组地层、煤层对比的重要标志层，该层砂岩全区发育，厚1.1810.83m，平均5.00m，下距二1

24、煤层顶06.00m左右。（2）下二叠统下石盒子组（P1x）本组包括三、四、五、六煤段，下自砂锅窑砂岩底，上界止于田家沟砂岩底面，平均厚度约268.00m，主要由砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤线组成。与下伏山西组呈连续沉积。底部砂锅窑砂岩，为灰色细-中粒砂岩（顶部为细砂岩），泥质胶结，主要成份为石英及长石，含大量云母及暗色矿物，分选一般，磨圆度差，局部夹泥质条带，厚2.547.05m，平均厚5.41m。下距二1煤层约60m，是地层、煤层对比的另一个重要标志层。（3）上二叠统上石盒子组（P2s）下自七煤底砂岩（俗称田家沟砂岩）底面，上至平顶山砂岩底面，完整地层厚度约267.13m，与下石盒子组整合接触。

25、底部的田家沟砂岩为中粗粒砂岩，为本区的标志层之一。下部以灰绿色细砂岩及灰色泥岩为主，局部含紫斑。上部为厚层灰色泥岩夹中细粒砂岩。本组地层含七、八、九三个煤段，仅七3煤偶见可采点。本矿仅深部保留有部分上石盒子组下部地层。3.1.4第四系（Q）区内分布广泛，下部为砾石；上部为黄土层。厚度021.59m，平均13.80m，覆盖于本区煤系地层之上，与下伏地层呈角度不整合接触。3.2 煤层3.2.1含煤性本矿区内含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组, 太原组平均厚度46.05m ,山西组平均厚度62.00m，含煤地层总厚108.05。一3煤层平均厚为1.01m,二1煤层平均厚为4.79m,可采煤层总

26、厚5.80m，含煤系数为5.36%。上石炭统太原组含煤七层，称为一煤组，下二叠统山西组在本区含煤一层，为其下部的二1煤层；太原组底部的一3煤层为不稳定煤层，局部可采，其余各层均为不可采、极不稳定煤层，有时为炭质泥岩所代替。该组煤层薄，煤层及灰岩的层数多，具有明显的沉积旋迴特征。每层灰岩之下含1-2层煤或煤层层位，易于对比。下部的L2灰岩层位稳定，性脆，富含腕足类及蜓科化石，测井曲线反映明显，是预见一3煤的主要标志层，也是煤岩层对比的标志。太原组底部的一3煤，层位稳定，在本区普遍发育，局部达可采厚度,位于L3灰岩之下，但一3煤不是本矿的开采对象。3.2.2可采煤层本矿区内全区大部可采煤层仅有二1

27、煤层，另有一3煤层属局部可采煤层，其余煤层均不可采或偶见可采点。（1）一3煤层太原组底部的一3煤，层位稳定，在本区普遍发育，局部达可采厚度,位于L3灰岩之下，一3煤不是本矿的开采对象。（2）二1煤层二1煤层位于下二叠统山西组下部，为本矿的开采对象。在本区内二1煤层全区发育，大部可采，结构简单，层位稳定。矿区内揭露煤层未见夹矸。二1煤层距其上的大占砂岩平均6.00m， 二1煤层顶板为砂质泥岩或细砂岩，底板为砂质泥岩。本矿二1煤层最厚18.98m，最薄0.44m，平均厚为4.79m，可采指数为1，属较稳定煤层；矿区内煤层底板标高-80+320，埋深50580m，煤层走向8090度，倾向350360

28、度，平均倾角1825度。3.2.3煤层顶、底板二1煤层直接顶板通常为一层中及细粒砂岩(大占砂岩)，厚度1.1810.83m，平均5.00m，下距二1煤层顶06.00m左右，该岩层全区发育；少数区段为泥岩、炭质泥岩。二1煤层直接底板为灰黑色泥岩及砂质泥岩，局部为细粒砂岩，二1煤底距L7-8石灰岩含水层8.95m。3.3 构造3.3.1 区域构造本矿区在大地构造上位于华北陆块南部。在荟萃山背斜北翼即登封煤田颖阳芦店向斜的南翼中段，区域地质构造展布呈近东西向，以高角度正断层为主，次为褶皱。图3-1 登封煤田区域构造纲要图3.3.2井田构造本矿区位于白坪井田南部二1煤层露头附近，本矿区总体上是一个单斜

29、构造，地层走向8090，倾向350360，倾角1825。在本矿的开采过程中，未遇见大的断层和褶曲，区内中北部二1顶板以上发育滑动构造新F11、新F13和箕F27，矿区范围内由主滑面箕F27和次滑面新F11、新F13等3条性质相同、规模不等的低缓角度滑动构造所组成。平面上呈椭圆状，长轴方向40，短轴方向130左右；剖面上为浅部陡、深部缓、上撇下收，上盘下降的叠瓦状断层组合。本矿区地质构造复杂程度应为简单。3.4 岩浆岩区内无岩浆侵入体。4区域水文地质登封煤田属嵩箕山间向斜水文地质单元，白坪矿区位于西白栗坪告成水文地质段（2）的西部、颖阳芦店向斜之南翼，属登封煤田区域水文地质单元的径流带。本矿位于

30、白坪矿区南部。西部具有良好补给条件的大面积基岩出露区接受大气降水后入渗补给地下水。西部地下水自西向东径流，至箕F31断层后沿新峰背斜和箕F4、箕F7断层带所构成的地下水径流带向北东径流；东部由颍河与双洎河的分水岭向南西径流。岩溶地下水汇集于郜城至白沙地段，石羊关泉群为集中排泄点。区域水文地质条件属中等类型。4.1 含水组西白栗坪告成水文地质段，根据地层岩性组合，含水介质在空间的特征和水力性质等，将地下水划分为基岩裂隙潜水、岩溶裂隙承压水、孔隙裂隙承压水和孔隙水承压水四种基本类型，划分五个含水组。（1）基岩类裂含水组由震旦系及下伏地层组成，岩性主要为片岩类、片麻岩类、花岗岩、石英岩、白云岩和冰碛

31、泥砾岩等，厚度大于7635 m，分布于嵩山、箕山两背斜轴部的中低山区，出露面积218 km2。基岩风化裂隙发育，一般深度30100 m，赋存裂隙潜水。地表沟壑深切，沿沟头或沟谷两侧地下水以下降泉的形式溢出，一般流量0.145.366 L/s，水位深度随地形和季节变化较大，水位标高+600+300 m，（2）碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组包括寒武系和中奥陶统地层，平均厚791 m。岩性能以白云质灰岩、白云岩、页岩、泥灰岩和灰岩为主，出露面积约46 km2。岩溶含水层局部岩溶裂隙发育，富水性极不均一，属岩溶裂隙承压水。可划分为下寒武统灰岩含水层、中寒武统灰岩含水层、上寒武统白云质灰岩含水组、中奥陶统灰

32、岩含水层这四个含水层（组）。（3）碎屑夹碳酸盐类岩溶裂隙含水组为上石炭统地层，平均厚度61 m。岩性主要是泥岩、砂质泥岩夹薄层灰岩、砂岩和煤层，有L19石灰岩为含水层。根据地层组合关系划分为太原组下段灰岩含水组和太原组上须灰岩含水组这两个含水组。（4）碎屑岩类孔隙裂隙含水组包括二叠系、三叠系地层，厚度2665 m。岩性主要为泥岩、砂质泥岩夹砂岩和煤层。其中砂岩为孔隙裂隙承压含水层，根据富水特征及与拓煤的关系划分为以下含水层（组）：山西组砂岩含水组（为二1煤顶板直接充水含水组）、石千峰组一段平顶山砂岩含水层这两个含水层（组）。（5）松散岩类孔隙含水岩组4.2 隔水岩组包括第三、四系地层，一般厚大

33、于1000 m,主要分布在山前岗地平原地带。岩性主要为棕红色泥岩，泥质、钙质胶结的砾岩和砂岩，亚粘土及砂砾石等。根据上述各含水组的特征，划分以下区域隔水层：（1）基岩类隔水层基岩类裂隙含水岩组，在风化裂隙带以下巨厚的岩系，除较大断裂构造带局部导水外，具有良好的隔水性。隔水岩层在空间上构成了本区水文地质单元的基底和南、北部的边界。（2）下、中寒武统页岩和泥灰岩隔水层包括馒头组、毛庄组和徐庄组地层，岩性主要为页岩、砂质页岩、泥灰岩夹薄层灰岩，一般厚300m。层位稳定厚度大，是隔水性良好的区域隔水层。（3）本溪组铝土岩隔水层地层厚1.7442.37m,平均10m。层位稳定，但厚度变化大，属隔水层一般

34、的区域隔水层。（4）太原组中段泥、砂岩隔水层太原组L4灰岩顶到L7灰岩底面的地层，主要由泥岩、砂质泥岩、砂岩夹薄层泥灰岩和煤层组成，一般厚2030m，为一般性的区域隔水层。（5）二叠系和三叠系泥岩类隔水层在砂岩含水层之间的地层，岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩为主，夹薄层砂岩，厚度大（总厚约大于200m），隔水性好，为良好的区域隔水层。（6）第三系半胶结泥岩类隔水层该地层一般与第四系分布范围相一致，厚度大隔水性良好，为第四系潜水含水层与下伏含水层之间的隔水层，属良好的区域隔水层。4.3 岩溶地下水的富集规律本区受多期构造运动的影响，断裂和褶曲构造较发育。岩溶裂隙发育地段一般与构造带相一致。其次，在

35、井田浅部、古风化带+400160水平岩溶裂隙较发育，地下水主要受地质构造和补给条件的控制，往往以储水构造的形式富集。主要有单斜储水构造，断裂带储水构造及背斜储水构造这三种。4.4 地下水的补给、径流和排泄（1）地下水的补给大气降水是补给地下水的主要来源。降水入渗补给量受大气降水的大小、地质构造、地形、岩溶地层出露面积、地表岩溶发育程度，水位埋深和植被等多种因素的影响。岩溶地表出露于低山丘陵区，面积较大，具有良好的补给条件。雨季（69月）是降水集中补给期，入渗补给量约占全年的7080%。（2）地下水的径流和排泄地下水径流和排泄主要受地质构造所控制。西部地下水自西向东径流，至箕F31断层后沿新峰背

36、斜和箕F4、箕F7断层带所构成的地下水径流带向北东；东部由颍河与双洎河的分水岭向南西径流。岩溶地下水汇集于告成至白沙地段，石羊关泉群为集中排泄点。4.5 岩溶地下水的动态特征地下水的动态特征主要受降水的控制。雨季（69月）为降水主要补给期，使地下水位回升，1989年7月集中降水，腾升井田地下水位出现高峰值迟后降雨86108天。枯季地下水位下降。地下水多年动态特征受丰水年、平水年和枯水年影响呈周期性变化。地下水动态变化亦受岩溶裂隙发育程度，富水性和补给条件的影响。在降水条件相同的情况下，本矿地下水补给和富水条件较差，水位变化幅度大；告成地段岩溶裂隙相对较发育，地下水补给和富水条件较好，水位变化幅

37、度小；岩溶裂隙发育地段距补给区近，水位变化幅度最大。5 矿井水文地质5.1 井田边界及其水力性质本矿位于白坪井田西南部，矿区边界均为人为边界，没有断层和褶皱。本区地下水自南向北，自西向东径流。5.2 含水层本区含水层由新到老依次有：（1）第四系含水层主要为第四系砂砾石层组成，厚度016米，属潜水含水层，主要靠大气降雨补给，虽然砂砾石层含水性较好，水量丰富，但二1煤层开采形成的冒裂带较小，不会通达地表，因而对矿井生产影响较小，往往以井筒淋水的形式出现。（2）二1煤层顶板砂岩裂隙含水层即二1煤顶板含水层，由45层灰白及灰色中细粒、中粗粒砂岩组成，俗称“大占砂岩”、“香炭砂岩”、“砂锅窑砂岩”，该层

38、一般含水性较弱。据白坪勘查区抽水试验资料，渗透系K=0.01410.297m/d，单位涌水量q=0.00620.0181L/sm。受重力滑动构造的影响，二1煤层顶板砂岩裂隙一般较发育，但径流条件差，补给水源不丰富，富水性相对较弱。（3）上石炭统太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层上段灰岩含水层：本含水层距二1煤层17.28米左右，主要由L7-L8灰岩组成，全区发育，分布稳定，厚度016.86m，平均厚9.41m，是二1煤层底板含水层，也是矿井充水的主要含水层之一，根据白坪井田东部抽水试验资料，其主要水文地质参数为：渗透系数K=2.939.44m/d，单位涌水量为0.004870.164 L/s.m。属

39、富水强度中等的含水层。水位标高为+180.0m，对二1煤层开采有一定的影响。下段灰岩含水层：主要由L1-3灰岩组成，常合并为一层，平均厚15.96m。据白坪矿区东部抽水试验资料，渗透系数K=0.03620.222m/d，单位涌水量q=0.00210.0049L/s.m，与下部寒武系灰岩含水层有密切的水力联系，但其距二1煤层较远正常情况下对煤层开采影响不大。（4）寒武系白云质灰岩岩溶裂隙承压含水层白坪矿区区域平均厚度为128.00m。主要岩性为浅灰灰色、薄中厚层状白云质石灰岩，全区发育，厚度大，含水性强，岩溶发育但规模不均衡，可见的多是一些小溶洞和溶孔，多沿古剥蚀面、风化裂隙带及构造破碎带分布，

40、在连续完整的岩层中很少见到。受岩溶裂隙发育状况影响，不同区域岩溶水强弱程度也不同。位于白坪矿区东部的教学二矿井下水文孔揭露该层100余米几乎无水，仅沿套管壁向下慢滴，而东北部的建业煤炭公司井下水文孔揭露该层40余米出水量达100m3/h。精查勘探时期本矿区附近的付10309钻孔抽水试验结果该含水组钻孔单位涌水量1.863L/s.m，渗透系数5.78m/d，据相邻的白坪煤矿缸沟风井地面水井观测，目前水位为+165.8m。水化学类型为HCO3Ca.Mg，水温1416.5，矿化度0.2530.265g/L。5.3 隔水层（1）第四系粘土层区内广泛分布，主要由粘土、黄土组成，这些粘土层对阻止降雨下渗和

41、阻隔第四系孔隙水与下伏基岩水的水力联系均有较大的实际意义。（2）二叠系泥岩及砂质泥岩隔水层广泛分布在煤系地层中的泥岩、砂质泥岩及砂泥岩互层，厚度稳定，在二叠系煤系砂岩各含水层相间分布，正常情况下，可阻隔各砂岩含水层间的水力联系，并可阻隔砂岩含水层向矿坑充水。二1煤层顶板隔水层：为深灰色砂质泥岩、泥岩，间或有细砂岩，为二1煤直接顶板，但其随着煤层的开采会部分垮落，一般起不到隔水作用。二1煤层底板隔水层：L7-8灰岩至二1煤层底板间平均厚17.28m，主要由灰色泥岩及砂质泥岩组成，正常情况下，当沿二1煤掘进，下伏含水层水头压力较小时，能起到一定的隔水作用，当下伏含水层水头压力较大时，就起不到隔水作

42、用。（3）太原群中段砂泥岩隔水层由太原组上、下含水层中间灰至深灰色砂泥岩组成，平均厚度20.42m，正常情况下能起到较好的隔水作用。（4）本溪组铝土质泥岩隔水层本溪组地层平均厚度为12.10m，厚度变化大，为灰白至深灰色铝土岩，一般具豆状或鲕状结构，含黄铁矿晶体，结构致密，分布连续、广泛、稳定，具良好隔水性能，在正常情况下可阻隔太原组灰岩与寒武系灰岩含水层间的水力联系。5.4 矿井充水条件5.4.1充水水源(1)大气降水和地表水本区为低山丘陵地区，地势北低南高，地表冲沟发育，大气降雨多顺冲沟流走，对地下水的补给较差，一般不会影响矿井安全生产。但由于本矿井原井田范围南部达到二1煤层露头，特别是在

43、雨季，第四系及地表水会在露头处有一定的补给，进而会下渗到老空区内，使老空水增加，上部老空渗水会有增大现象，威协矿井安全生产。南部、东部地表的白江河是颖河支流，属季节性河流，水源多为大气降雨，注入本矿北部券门水库。(2)老窑老空水本矿周边存在大面积采空区，采空区内多有积水，老空水是本矿的主要水害。(3)顶板裂隙水回采时煤层顶板形成导水裂隙，在采动时会发生滴水、淋水或小股溢水，是顶板砂岩含水层富水性弱，水量小，水量为35m3/h，易于疏干，一般情况下顶板含水层水量不大，对于矿井构不成水害威胁。(4)底板岩溶裂隙水矿井底板的主要充水水源来自太原组的L7-8灰岩，掘进中该含水层水将直接进入巷道而被疏放

44、，对采面影响较大。底板间接充水含水层为L1-3与寒武系灰岩含水层，富水性强，向北部开采当水头达到一定高度时可通过断层或裂隙带间接向矿井充水，是矿井突水的主要威胁因素。本矿位于浅部，充水水源以大气降水、地表水、老空水为主，深部地下水在构造破坏的情况下，有可能成为矿井主要充水水源。5.4.2充水通道(1)断层断层既是导水通道，同时也是地下水的赋集空间，当采掘工程与之沟通时，即会产生向矿坑充水。(2)钻孔封闭不良钻孔是地下水进入矿井的导水通道，在生产区靠近钻孔时应引起重视，采取必要的措施防止钻孔突水事故的发生。（3）顶板采动裂隙带这些采动裂隙能够导通顶板以上各层砂岩水，使矿井顶板涌水量增加，但对矿井

45、安全生产构不成太大的威胁。（4）底板采动裂隙带主要是指煤层采出后形成的“下三带”，对直接底板隔水层产生破坏，造成隔水层实际隔水厚度减小，隔水能力降低，往往产生渗水、涌水现象。在本区西南部边界附近岩溶洞发育，L7-8灰水多沿此通道涌出，具有突水危险性。这种情况在考虑底板隔水层安全厚度时必须引起高度重视。5.4.2充水强度二1煤层顶板直接充水含水层为顶板砂岩孔隙裂隙含水层，钻孔单位涌水量0.00620.0181L/sm；底板直接充水含水层为太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层，单位涌水量q=0.216L/s.m。二1煤层顶板钻孔单位涌水量小于0.1 L/s.m，属弱富水性含水层，补给条件差，充水强度小。二

46、1煤层直接底板单位涌水量，0.1L/s.mq1.0L/s.m中等充水强度含水层。5.5 井田及周边老窑分布状况本矿南达二1煤层露头，北部、东部为白坪煤矿，西部是东坪煤矿，均隶属于郑州煤炭工业集团有限责任公司。2005年被郑煤整合前，东坪煤矿曾在现矿区的西南部进行过大规模开采，留有大面积采空区。整合后，白坪煤矿、东坪煤矿在生产中均严格执行国家有关法规及郑煤集团的各项安全生产管理措施，在各自批准的范围内进行技改和生产。现分述如下：（1）东坪煤矿郑州煤炭工业集团东坪煤矿有限责任公司原名为登封市东坪煤矿，经济类型为有限责任公司。矿井涌水量为20150m3/h，正常涌水量为45m3/h。在本矿西部，老空

47、积水基本清楚。（2）白坪煤矿郑煤集团白坪煤矿现在生产系统已形成，被鉴定为煤与瓦斯突出矿井；矿井涌水量为50200m3/h，正常涌水量为125m3/h。由于是新建新矿井老空积水较少。（2）兴达煤矿郑煤集团兴达煤矿技术改造已完成，矿井正常涌水量为8m3/h。主要为顶板淋水和老空水。5.6 矿井充水状况根据矿井涌水量台帐，最近三年多矿井平均涌水量为11.8m3h，最大矿井涌水量为2010年7月份的14.7m3h，最小矿井涌水量为2008年12月份11.0m3h。本矿目前开采水平涌水量较小，受水害影响不大。目前涌水量与降雨量关系不大。表5-1 矿井涌水量表月份矿 井 涌 水 量 （m3/h）12345

48、6789101112平均200711.110.811.111.211.512.812.313.512.713.512.711.112.0200811.111.111.011.011.111.411.210.611.311.411.19.711.0200910.810.910.811.211.110.911.011.010.810.710.610.610.9201012.312.812.013.412.414.514.713.26 对矿井开采受水害影响程度及防治水工作难易程度的评价6.1 矿井水害影响程度（1）地表水与大气降水对矿井回采的影响本区内二1煤层全区发育，结构简单，层位稳定，原煤最厚1

49、8.98m，最薄0.44m，平均厚4.79m。区内二1煤层底板标高+320-80m，埋深50580m。依据煤层回采冒落带与导水裂隙带发育高度计算公式： 式中：Hc冒落带最大高度（m）；Hf导水裂隙带（包括冒落带）最大高度（m）；M采厚（m）；n分层层数。根据二1煤层厚度与分层层数（n取1），代入上述公式，计算得出，二1煤层回采冒落导水裂隙带发育高度，最大是271.2m，平均是67.5m。依据计算结果，当二1煤层埋藏深度大于271.2m时，大气降水对矿井充水影响不大。当二1煤层埋藏深度小于271.2m时，大气降水对矿井充水影响较大。根据目前矿井涌水情况涌水量与降雨量关系不大。（2）二1煤层顶、底

50、板砂岩孔隙裂隙水对矿井开采的影响二1煤层顶板，区域上钻孔单位涌水量为0.00620.0181L/s.m，渗透系数为0.01410.297m/d，故其含富水性较弱。在矿井生产过程中，该含水层裂隙水多以顶板滴、淋水形式向矿坑充水。二1煤层底板直接含水层L7-8灰岩水，以往钻孔抽水渗透系数K=2.939.44m/d，单位涌水量q=0.216L/s。m，属中等富水含水层，该层段为二1煤层底板直接充水含水层。本含水层目前水位标高+180m，二1煤层底板目前开采标高-10m。计算本矿井L7-8灰岩水位对矿井工作面回采和掘进期间的突水系数，来说明L7-8灰岩水对本矿开采影响程度计算如下：Ts=P/MTs突水

51、系数，MPa/m；P煤层底板隔水层底面或煤层底板含水层顶面承受的水压，MPa；M煤层底板到底板隔水层底面之间厚度（m），取17m；计算得出Ts=0.110.07。根据郑煤集团水便函字201032号，煤层底板受构造破坏的块段突水系数临界值取0.04 MPa/m，正常块段突水系数临界值取0.07 MPa/m，本矿构造发育简单，取0.07 MPa/m较为合适。本矿目前二1煤层直接底板有突水威胁，要进行底板加固。（3）寒灰水对矿井的影响为二1煤层底板间接充水含水层、一1煤层底板直接充水含水层。渗透系数K=5.79m/d，单位涌水量q=1.863L/s。m，上距二1煤约70m。据本矿于2006年6月施工

52、的井下供水井资料，水位标高为+165.8m，岩溶发育，含水丰富。属中等强的岩溶裂隙承压含水层，其富水性极不均一，一旦与煤层沟通，对矿井开采将会有巨大威胁。计算本矿井寒灰水水位对矿井工作面回采和掘进期间的突水系数，来说明寨灰水对本矿开采影响程度公式计算如下：Ts=P/MTs突水系数，MPa/m；P煤层底板隔水层底面或煤层底板含水层顶面承受的水压，MPa；M煤层底板到底板隔水层底面之间厚度（m），取49m；计算得出Ts=0.0360.07。本矿目前不存在寒灰突水威胁。但在底板隔水层薄弱地段或构造发育地段有突水可能性。（4）老空水本矿周围采空区较多，通过采空区及采空区富水性的调查，存在老空积水，对二

53、1煤层开采有一定影响。腾煤矿目前全矿井受到水害影响程度是：矿井涌水量较小，受水害影响程度不大，矿井防治水工作易于进行，应为水文地质条件中等类型矿床。6.2 防治水工作经济技术投入本矿防治水工作投入了一定的资金和人力，进行了老空水探放、顶板水疏放，底板注浆加固、过断层超前预注浆等各项正常的防治水工作，已取得明显效果。防治水工作较容易进行。（1）建立完善的观测系统本区在勘探阶段和生产中对各个含水层进行了水位观测工作，在井下进行了涌水量观测工作，但均不够连续。这对地下水补、径、排条件，动态、水力联系等水文地质条件分析带来一定困难，给矿井地下水的预测、预报工作，预防治理工作的决策制定带来一定盲目性，甚

54、至产生误导作用。因此，本矿近三年投入了较多资金，建立完善了矿区地下水观测系统，加强水文地质等原始资料的积累和收集，然后请有资质的单位进行整理、分析和研究，为防治水工作打下了坚实基础。（2）地面防治水在雨季防止洪水从井口灌入井下，平时本矿经常巡查采空区地面有无裂隙和凹陷现象，并加以治理；在井下，本矿留设足够的防水保安煤柱，防止小煤窑（或老窑）积水渗漏和溃入矿坑，危害矿井安全生产。（3）断层水的防治本矿矿井生产过程中所揭露的小断层，均未发生灾害性突水现象，水量小而易于疏排，说明区内断层导、富水性较弱，但断层一般都破坏了含隔水层的完整性和连续性，其导（富）水性的随机性较强，不能一概而论。在生产中，当

55、井巷开拓接近断层部位前，进行超前探、放水工作，必要时采取施工注浆孔等预加固措施，采区巷道或工作面按规定预设足够的防水保安煤柱，尤其在断层下盘回采时，更是如此。（4）寒灰水的防治寒灰含水层，为一区域性含水层，水源补给面积广，水压高，导、富水性强，该灰岩含水层上距二1煤层80.00m左右，在断裂构造存在的条件下，可使其间距变小或与煤层直接对接，一旦揭露突水，其危害性极大，且不易疏干恢复生产，故对该水源应以防堵为主，不宜强排。在开拓巷道延伸时，保留足够厚（宽）度的防水柱。在本区断层中，当断距大于50m时寒灰含水层（或C2tL14灰岩）可能与二1煤层底板直接充水含水层相对接而产生水力联系，从而直接或间

56、接地向矿坑充水。因此，更应留设足够的防水煤柱，以防患于未然。7 矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议7.1 矿井水文地质类型水文地质类型划分主要依据以下七个条件。（1）二1煤层顶板直接充水水源为顶板砂岩孔隙裂隙水，钻孔单位涌水量0.00620.018L/s.m。目前顶板砂岩水为主要充水水源，该层含水、富水性弱，透水性差，补给条件差，属简单类型。（2）底板太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层，据白坪煤业以往钻探资料，钻孔单位涌水量0.216L/sm，属中等类型。（3）本矿及周边分布矿井的老空区积水位置、范围、积水量均已基本查明，属中等类型。（4）根据矿方联合试运转提供数据，矿井正常涌水量11.8m

57、3/h，最大涌水量14.7m3/h，属简单类型。（5）矿井目前无突水，属简单类型。（6）矿井采掘过程中受水害影响，但不威胁矿井安全，属中等类型。（7）到目前为止，矿井生产过程中未发生水害威胁，防治水工作易于进行。通过对本矿水文地质条件综合分析，按照煤矿防治水规定（见表7-1），本矿水文地质类型属中等（见表7-2）。7.2防治水工作建议（1）井田周边老空区较多，其中部分会积存有老空水，接近这些区域时易发生溃水事故。接近这些区域前，须进行超前探放水。（2）建立健全主要含水层水位动态观测系统，完善各种地质与水文地质图纸、台帐和观测卡片，加强地质与水文地质基础资料的收集、整理、分析研究工作，为防治水工

58、作提供可靠的水文地质基础资料。（3）本矿井L7-8灰岩水位对矿井工作面回采和掘进有突水威胁，要进行底板加固治理。26表7-1 矿井水文地质类型分类标准分类依据类 别简单中等复杂极复杂受采掘破坏或影响的含水层及水体含水层性质及补给条件受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或极少受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛受采掘破坏或影响的是岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差单位涌水量q（Ls-1m-1）q0

59、.10.1q1.01.0q5.0q5.0矿井及周边老空水分布状况无老空积水存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚存在少量老空积水，位置、范围、积水量不清楚存在大量老空积水，位置、范围、积水量不清楚矿井涌水量（m3h-1）正常Q1最大Q2Q1180（西北地区Q190）Q2300（西北地区Q2210）180Q1600（西北地区90Q1180）300Q21 200（西北地区210Q2600）600Q12 100（西北地区180Q11 200）1 200Q23 000（西北地区600Q22 100）Q12 100（西北地区Q11 200）Q23 000（西北地区Q22 100）突水量Q3（m3h-1

60、）无Q3600600Q31 800Q31 800开采受水害影响程度采掘工程不受水害影响矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁矿井突水频繁，采掘工程、矿井安全受水害严重威胁表7-2 水文地质类型综合分类结果表分类依据水文地质条件现状等级综合评价受采掘破坏或影响的含水层及水体含水层性质及补给条件受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源中等中等单位涌水量q（Ls-1m-1）顶板0.018底板0.216中等矿井及周边老空水分布状况存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚中等矿井涌水量（m3h-1）正常Q111.8简单最大Q214.7简单突水量Q3（m3h-1）无简单开采受水害影响程度采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全中等防治水工作难易程度防治水工作简单，易于进行中等25