店坪水文地质类型划分报告(原版)剖析

霍州煤电集团公司

矿井水文地质类型划分报告

二○一三年八月

1 矿井及井田概况

1.1 矿井及井田基本情况

霍州煤电集团有限责任公司矿井，于2003年10月1日投产，矿井生产能力达150万吨/年。2012年5月14日由中华人民共和国国土资源部为该矿换发了《采矿许可证》，其证号为（C1000002012051240125018），有效期限10年（2007年01月01日至2017年01月01日），批准开采2、3、5、8、9、10号煤层，批采标高+1060-+820m。矿井主要分2个水平开采，+900水平主要开采5号煤层，+830水平主要开采9号和10号煤层。该矿自建矿以来，已对井田内2、3、5号煤层分别进行了不同程度开采。目前，矿井5号煤层正在回采5-304面，9号煤层正在回采9-207面，10号煤层正在准备工作面，预计2014年年初开始回采10号煤层。未来三年矿井将同时开采5号、9号和10号煤层，其中9号、10号煤层为主采煤层，5号煤层为配采煤层。

1.2 位置与交通

矿井位于山西省吕梁市方山县大武镇王家庄村一带，行政区划属方山县大武镇管辖。地理坐标为东经111°04′17″—111°07′07″，北纬37°39′41″—37°41′54″。

根据中华人民共和国国土资源部2012年5月14日为该矿换发的《采矿许可证》，其证号为（C1000002012051240125018），井田范围拐点坐标见表1-1。

表1-1 井田范围拐点坐标

井田东西长4.17km，南北宽4.10km，井田面积13.5302km2，批准开采2、3、5、8、9、10号煤层，批采标高+1060-+820m。

矿井简易公路在矿井村和三交(镇)—大武（镇）公路相通，此公路在大武镇和209国道（呼和浩特市至北海市）相接。井田位于方山县西南直距约30 km，

距孝柳铁路交口站26km，交通较为方便，（见交通位置图1-1）。

图1-1 交通位置图

1.3 地形地貌

矿井地处晋西黄土高原，属吕梁山中段西侧的中山区，地形复杂，地貌类型以侵蚀的黄土梁、峁为主，其次为黄土沟谷地貌中的冲沟，井田内总的地势为西高东低，最高位于井田西南部的山梁上，海拔为+1320.45m，最低位于井田东北部的沟谷中，海拔为+1054.50m，最大相对高差为292.6m。

1.4 水文气象

该矿区属黄河流域三川河水系北川河支流。井田内沟谷由北向南有水源

沟、王家沟和高家沟，水源沟和王家沟在井田东部汇交为矿井沟，均为季节性

河流，平时干涸，雨季有短暂洪流。近年来，煤矿排水使得沟谷局部地带充水。各沟谷洪水均汇入北川河，北川河与东川河，南川河在离石市交口镇一带汇集

于三川河向西流入黄河。北川河为常年性水流。据1957年、1958年水文站观测

资料，年平均流量1.98m3/s。

本地区地处晋西黄土高原，属温带大陆性气候，其特点为四季分明，昼夜

温差大，冬季少雪，春季多风，夏季雨量集中，秋季阴雨天较多。据2002－2006

年方山县气象资料，最小降雨量为338mm（2005年），年平均降雨量为397mm，雨季多集中在7﹑8、9三个月；最高气温39℃，最低气温-25℃，年平均气温8.9℃；年平均蒸发量1977.6mm，为降雨量的3-4倍；每年11月份结冰，翌年3月解冻。最大冻土深度1000mm左右；全年无霜期平均为186天左右；冬季多西北风，夏

季多东南风，一般风速1.42m/s，瞬间最大风速为3.0m/s。

1.5 地震

据山西省地震局发布的地震烈度表，本区属六级烈度区。据史料记载，1829年3月（清道光九年三月）中阳—离石地区曾发生过5~5.9级地震。震中在离石县城东郊。根据中华人民共和国国家标准GB50011-2010，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。

1.6 矿井排水设施能力现状

目前，矿井矿井涌水量为118m3/h，涌水量主要集中在+900水平5号煤层二、三采区和+830水平9号煤层二采区，其中+900水平合计涌水量为48m3/h，+830水平合计正常涌水量为70m3/h。

矿井中央排水系统：水仓仓容为3400m3，其中内仓仓容为1450m3，外仓仓容为1950m3。中央泵房布置4台（型号为MD280-43×9）主排水泵，担负全矿主排水任务。水泵额定扬程387m，流量280m3/h，电动机功率500kw，电压6kv。其中一台泵运行，两台泵备用，一台泵检修。特殊情况下三台泵运行，一台备用。中央水仓至地面污水处理站布置两趟Φ273（10寸）管路，正常情况下1#、3#泵运行时用1#管路，2#、4#泵运行时用2#管路。当发生紧急情况时，水泵与管路的连接可通过阀门调整。

矿井+830水平北翼排水系统：水仓仓容为1600m3，其中内仓仓容为640m3，外仓仓容为960m3。+830m北翼泵房布置3台（型号为D280-43×3）排水泵，担负+830m水平北翼排水任务。水泵额定扬程129m，流量280m3/h，电动机功率160kw，电压1140v。其中一台泵运行，一台泵备用，一台泵检修。特殊情况下两台泵运行，一台备用。+830m水平北翼水仓至中央水仓布置两趟Φ273（10寸）管路，正常情况下1#、2#泵运行时用1#管路，3#水泵运行时用2#管路。当发生紧急情况时，水泵与管路的连接可通过阀门调整。

矿井5号煤层三采区采区排水系统：水仓仓容为1000m3，内、外仓仓容各500m3。三采区泵房布置4台（型号为D155-30×3）排水泵，担负三采区5号煤层排水任务。水泵额定扬程90m，流量155m3/h，电动机功率75kw，电压660v。其中一台泵运行，两台泵备用，一台泵检修。特殊情况下三台泵运行，一台备用。三采区水仓至中央水仓布置两趟Φ159（6寸）管路，正常情况下1#、3#泵运行时用1#管路，2#、4#水泵运行时用2#管路。当发生其它情况时，水泵与管路的连接可通过阀门调整。

根据《煤矿安全规程》规定：工作水泵和工作水管配合应能在20h内排出矿井24h正常涌水量，工作和备用水管的总能力应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。根据2013年5月开展联合排水试运转报告显示，矿井中央泵房和采区水仓水泵效率全部合格。

2 以往地质与水文地质工作及评述

本井田位于河东煤田离石详查区内中北部，自上世纪20年代开始，在井田一带进行了多次地质勘查工作。

1．1926年王竹泉著太原榆林幅（地质调查）说明书，包括本区。之后有侯德封作1/20万山西省地质图对本地区地层进行了划分。

2．1957年地质部山西省办事处汾阳地质队张良瑾等编有离石—中阳县一带煤田地质普查报告，地质调查范围大，地层划分较为准确。

3．1959年山西省煤田地质勘探148队，对离石矿区进行了煤田普查工作（包括本井田）。

4．1967—1970年，山西省煤田地质勘探148队又对离石矿区进行了详查。1971年6月提交了《河东煤田离石矿区详查勘探报告》，获得储量32×104万t，绘制了1/10000地形地质图，详细划分了地层，并进行了系统的煤岩层对比，山西省革命委员会煤炭化工局以（71）晋革煤地决字第8号决议书批准。该次勘探在本井田及周边施工钻孔20个，累计进尺5242.44m。测井时所测定性1/200曲线2至3种参数，定量1/50曲线2至3种方法，验证了钻孔质量，提供了可靠的地质资料。

5．1975年，山西省地质局区调队编写了1：20万离石幅区域地质调查报告，对该区地层进行了系统的对比和划分。

6．2004年7月山西省煤炭地质公司在矿井工业广场附近施工一水井，终孔深度655.80m，对奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层进行了抽水试验。

7．2004年4月～12月山西省吕梁地区水利勘测建设总队在木瓜煤矿工业广场附近施工一水井。终孔深度607.00m，对奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层进行了抽水试验。

8．2005年3月8日山西地宝能源有限公司对矿井进行补充勘探工作，并于2006年12月提交了《山西省霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司矿井、木瓜煤矿补充勘探地质报告》。该报告由山西地宝能源有限公司内审，没有批复文件。该次勘探在本井田及周边施工钻孔20个，累计进尺7940.02m。

9．2012年，山西地宝能源有限公司对矿井编写了《霍州煤电集团有限责任公司矿井生产矿井地质报告》。

纵观上述地质、水文地质工作，做过大量的地质工作，积累了较丰富的基础资料。其中，地质研究程度很高，基本查明了井田内的地质构造、地层岩性、厚度及煤层赋存特征，为煤炭开发奠定了坚实的基础。但对于水文地质条件掌握程度不够，井田内缺少水文钻孔及观测系统。

3地质概况

3.1 地层

（一）主要地层

根据钻孔及地表出露情况，井田内赋存地层由老至新叙述如下：

1. 奥陶系中统峰峰组（O2f）

为含煤岩系之基底，上部为灰色、蓝灰色，厚层状石灰岩夹浅灰或灰黄色泥灰岩，厚约50m左右；中部为灰色石灰岩与灰色石膏层互层，厚约40m左右；下部为深灰色石灰岩，多具角砾状结构，富含珠角石，左旋螺等动物化石，厚度约50m。平均厚度为140m。

2. 石炭系中统本溪组（C2b）

岩性为灰色砂质泥岩、灰黑色泥岩、灰色粘土岩、青灰色石灰岩及灰白色、深灰色碎屑状铝土矿。其底部为铝土矿或山西式铁矿。含植物化石。厚度24.40—29.94m，平均27.41m。与下伏地层呈平行不整合接触。

3. 石炭系上统太原组（C3t）

从K1石英砂岩底到K3砂岩底，岩性由灰白色各粒级砂岩、灰色、黑色、灰黑色砂质泥岩、泥岩、青灰色石灰岩及7层煤组成。含植物化石。主要含煤地层之一，厚度84.86—107.41m，平均96.77m。与下伏本溪组地层呈整合接触。井田东北部被剥蚀。

4. 二叠系下统山西组（P1s）

从K3砂岩底至K4砂岩底，岩性由灰白色各粒级砂岩，灰色—灰黑色砂质泥岩、泥岩及8层煤组成。厚度42.42—87.04m，平均62.37m，含植物化石。主要含煤地层之一。与下伏地层呈连续沉积。井田东部被剥蚀。

5. 二叠系下统下石盒子组（P1x）

岩性为灰绿色、黄绿色、灰白色砂岩，灰色、紫色、灰黑色砂质泥岩、泥岩等，底部偶见炭质泥岩及煤线。该组厚度66.08—96.50m，平均78.54m。井田内本组地层大部被剥蚀，与下伏山西组连续沉积。

6. 二叠系上统上石盒子组（P2s）

岩性为黄绿色各粒级砂岩、砂质泥岩、泥岩，上部地层均被剥蚀，最大残留

厚度59m左右，与下伏地层连续沉积。

7. 上第三系上新统（N2）

为棕红色砂质粘土，砾石层夹有钙质结核，底部见半胶结砾石层，砾石为石灰岩及少量片麻岩。与下伏地层呈角度不整合接触。厚度一般约70m。

8. 第四系中上更新统（Q2＋3）

为浅黄色黄土、砂土、亚砂土、粘土、棕红色粘土，质软、疏松、垂直节理发育，含条带状钙质结核层，局部含砾石层。厚度一般约60m。与下伏地层呈角度不整合接触。

9. 第四系全新统（Q4）

主要为冲积层、洪积层，仅分布在矿井沟沟谷中，厚度一般约10m。与下伏地层呈角度不整合接触。

（二）可采煤层

井田内可采煤层共6层，分别为山西组的2、3、5号煤层和太原组的8、9、10号煤层，现分述如下：

1、2号煤层：位于山西组中上部，距K4砂岩25.44m，厚度0—1.80m，平均0.68m，结构简单，含夹矸0—1层，在井田内为不稳定局部可采煤层，其中DM3、DM18孔为尖灭。主要在井田东部可采。顶板（直接顶）为中、细、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，底板（直接底）为细砂岩、砂质泥岩。井田内总的变化趋势为由东北向西南逐渐变薄。

2、3号煤层：位于山西组中部，上距2号煤3.55-11.35m，平均5.13m，煤层厚度0.50-1.85m，平均1.17m，结构简单，含0-1层夹矸，其中211、DM

3、DM17、DM18、井筒检查孔不可采。仅井田西南部有局部不可采区，为稳定的大部可采煤层。顶板（直接顶）为各粒级砂岩、砂质泥岩、炭质泥岩，底板（直接底）各粒级砂岩、砂质泥岩、泥岩。

3、5号煤层：位于山西组下部，上距3号煤13.80-27.25m，平均20.25m，煤层厚度1.25-4.05m，平均2.47m，结构简单，含夹矸0-3层，属稳定全区可采煤层。顶板（直接顶）为砂岩、砂质泥岩、泥岩，底板（直接底）为砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、细砂岩。

4、8号煤层：位于L1石灰岩之下，太原组中部，L1为煤层之老顶，上距5

号煤37.10-57.32m，平均43.57m，煤层厚度0.30-1.95m，平均0.94m。结构简单，含夹矸0-2层，其中井筒检查孔、DM3、DM5、、DM8、DM9、DM10、DM11、DM13、DM14、DM18、DM21不可采，属不稳定的局部可采煤层。可采区主要分布在井田东北部、中部及南部，井田西北部与9号煤合并，顶板（老顶）为L1石灰岩，局部发育泥岩、砂质泥岩、细粉砂岩。底板（直接底）为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、细砂岩。

表3-1 可采煤层特征表

5、9号煤层：位于太原组中部8号煤层之下，上距8号煤层0.70-22.85m，平均5.90m，煤层厚度0.00-4.15m，平均1.36m，含0-4层夹矸，结构简单-复杂，其中DM9、DM10孔为尖灭，DM

6、DM12、DM13、DM18不可采，仅井田西南部有局部不可采区，属较稳定的大部可采煤层。顶板（直接顶）为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、砂岩，井田北部合并区顶板为石灰岩（L1）。底板（直接底）为细、粉砂岩、泥岩、砂质泥岩。

6、10号煤层：位于太原组下部，上距9号煤层7.30-13.26m，平均12.52m。煤层厚度1.65-4.50m，平均2.98m，结构简单-复杂，含夹矸0-4层，属稳定全区可采煤层。顶板（直接顶）为各粒级砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩，底板（直接底）为砂岩、砂质泥岩、泥岩。

3.2 构造

本井田总体为—不对称向斜（中阳—离石向斜），并伴生次级短轴背斜及向斜，倾角一般3°-14°，在井田西南部局部地段倾角达到20°，西北部局部地段倾角达到18°。井田内发育有5m 以上的断层5条，层间小断层数条，还发育有6个陷落柱。现分述如下（见井田构造纲要图3-1）：

图3-1 井田构造纲要图

1、褶曲

（1）中阳—离石向斜（S1）：向斜轴位于井田西部，在井田北部轴向北东向，在井田南部轴向南东向，向斜西翼地层较陡，倾角约5°—14°，向斜东翼地层较缓，倾角约3°—7°。在井田内轴长约4500m。

（2）S2背斜：位于井田南部，轴向为北东向，在井田内轴长约1200m，两翼倾角约3°—4°。

（3）S3背斜：位于井田南部，轴向北北东，井田内延伸长度为1000m左右，两翼倾角约3°—4°。

（4）S4背斜：位于井田东北部，轴向北东，井田内延伸长度为850m左右，两翼倾角约3°—8°。

2、断层

井田内落差大于5m的正断层见断层统计表3-2。

表3-2 断层统计表

（1）炭窑村正断层：位于井田外西部，总体走向北北东向，呈“S”型，倾向南东，倾角75°，落差500m，延伸30km，在炭窑村下见到奥陶系地层与变质岩系相接触。为压性正断层。

（2）F1正断层：位于井田西部，炭窑村断层以东。南部走向为北北西向—南东向，倾向北东，北部走向为北东向，倾向南南东，倾角70°，井田内北部落差较大，南部落差较小，落差为40m—80m。总体呈“S”状展布。由DM1、DM2、DM3、25、210、211、DM9、DM12、DM13、DM18、DM17号钻孔控制。大致查明了断层的延伸方向，在井田内延伸长度约800m。

（3）F2正断层：位于井田东北部，走向北西向，倾向北东，倾角70°，落差5.8m，井田内延伸长度为460m，井下开采3号煤层时揭露。

（4）F3正断层：位于井田东部，走向北西向，倾向南西，倾角40°-65°，落差5.5-6.9m，井田内延伸长度为350m，井下开采3号煤层时揭露。

（5）F4正断层：位于井田中部，走向南南东向，倾向北东东，倾角40°，落差6.0m，井田内延伸长度为150m，井下开采3号煤层时揭露。

（6）F5正断层：位于井田中部，走向北北东向，倾向南东东，倾角36°-42°，落差6.5m，井田内延伸长度为180m，井下开采3号煤层时揭露。

另外，井田内3、5号煤层在生产中还发育数条层间小断层，3号煤层共揭露68条，5号煤层共揭露122条，落差均小于5m。

井田外DM3钻孔在钻探时发现断失现象。

3、陷落柱

井下开采中发现了6个陷落柱椭圆形，规模不大。

据3号煤层井下巷道揭露，井田内共发现6个陷落柱（X1、X2、X3、X4、X5、X6），位于井田东北部，均未及地表。其中X1略大，直径约为50×80 m（3号煤层底板）各陷落柱见表3-3。

表3-3 陷落柱特征表

3.3 岩浆岩

井田内未发现岩浆岩侵入。