关家崖煤矿矿井水文地质类型划分报告.docx
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关家崖煤矿矿井水文地质类型划分报告
第一章矿井及井田概况
第一节 目的任务
一、目的任务
为做好煤矿防治水工作，确保煤矿安全，根据国家煤矿安全监察局下发的《煤矿防治水规定》，山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司委托山西同地源地质矿产技术有限编制《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》，以作为煤矿防治水工作依据。
主要任务是详细查明井田含、隔水层、矿井充水条件、井田及周边地区老窑水分布情况、矿井充水状况，对矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度作出评价，划分矿井水文地质类型。
我单位接受委托后，依据搜集、调查到的煤矿水文地质资料，按照《煤矿防治水规定》（国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2009.9.21）第二章矿井水文地质类型划分提纲要求，编制了本报告。
二、报告编制依据
本报告编制主要依据有：
1、《煤矿防治水规定》（国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2009.9.21）；
2、《煤矿防治水规定释义》（国家煤矿安全监察局编）
3、2009年12月27日山西省国土资源厅颁发的C1400002009121220050466号采矿许可证；
4、《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》；
5、煤矿提供的相关地质资料及本公司调查相关资料。
第二节 矿井及井田基本情况
一、矿井基本情况
根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发[2009]112号文《关于吕梁市兴县、石楼县煤矿企业兼并重组整合方案的批复》文件批准，以山西华润联盛能源投资有限公司为主体企业对原兴县关家崖煤矿、原山西兴县麦地山煤业有限公司、原山西兴县裕乐煤业有限公司、山西兴县刘家梁煤矿有限公司进行兼并重组整合，兼并重组整合后煤矿企业名称为山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司。
兼并重组整合后煤矿井田面积6.1635km2，新增1.2769km2，批准开采8-13号煤层，生产规模120万t/a。
山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司参与整合各矿井生产建设情况如下：
（一）兴县关家崖煤矿
该矿1960年建井，1962年投产，矿井设计生产能力15万t/a，2005年采煤方法改革，生产能力为21万t/a。
井田内批准开采13号煤层。
现采13号煤层，开拓方式为斜井开拓（其井筒特征见表1-1-1），主井、副井、运输大巷等部分砌碹，部分巷道锚喷，主斜井机轨合一，担负着提升、行人、进风、下料与排水等任务，副井回风兼作安全出口。
采煤方法为走向壁式悬移支架采放顶煤采煤法，工作面支护采用型号为2H6001161242悬移支架支护，两端采用Π型梁配单体柱支护。
工作面两帮落煤采用放炮落煤，顶煤移架自行垮落，刮板机出煤，运输顺槽转载刮板机运煤至磁针带输送机到运输下山胶带输送机至其底煤仓，由主斜井胶带输送机运输出井，放料、提矸由JTK-1.2提升绞车完成。
通风方法为中央并列式，抽出式通风，风机型号为FBCIN13—55KW，一台工作，一台备用。
供电电源为双回路，一回路10KW专线引向兴县城关110KW变电站，另一回路引自蔡家崖110KW变电站10KW专线。
矿井排水选用DF46—30*9型离心水泵，电动机功率55KW，一台工作，一台备用，一台检修，矿井涌水量较小约200m3/d。
矿井瓦斯相对涌出量较小，为低瓦斯矿井。
另外该矿建有3个焦化厂，每个6万t/a，一个洗煤厂，原煤经洗选、炼焦可进一步提升其经济价值。
井筒特征表表1-1-1
特征
名称
坐标（1980西安坐标系）
斜长（m）
坡度
方位
X
Y
高程（H）
主斜井
4262802.95
19514368.95
1100.71
260
13°
118°
副斜井
4262896.92
19514307.69
1124.53
128
20°
112°
（二）山西兴县麦地山煤业有限公司
该矿为麦地山村办集体煤矿，1985年建井，1990年投产，批准开采13号煤层，生产规模6万t/a，悬移支架放顶煤开采，斜井开拓（其井筒特征见表1-2-1），炮采落煤，皮带运输，机械抽出式通风，井下涌水量40m3/d，为低瓦斯矿井。
（2009年底关闭）
井筒特征表表1-2-1
特征
名称
坐标（1980西安坐标系）
斜长（m）
坡度
方位
X
Y
高程（H）
主斜井
4265150.06
19513809.97
1283
218
18°
60°
副斜井
4265156.30
19514779.84
1198
203
24°
61°
（三）山西兴县裕乐煤业有限公司（原白家梁煤矿）
该矿为白家梁村村办煤矿，井田面积0.5811km2，1985年建井，1986年投产，批准开采13号煤层，短壁炮采，生产规模6万t/a。
开拓方式为立井～斜井综合开拓（其井筒特征见表1-3-1），，主立井井深59m，副井斜长77m，坡度19°，绞车提升，矿灯、防爆灯照明，本次工作面点柱支护，大巷锚杆支护，机械抽出式通风，井下涌水量50m3/d，现工作面无水，为低瓦斯矿井。
（2009年底关闭）
井筒特征表表1-3-1
特征
名称
坐标（1980西安坐标系）
斜长（垂深）m
坡度
方位
X
Y
高程（H）
主立井
4265540.24
19512072.24
1103
59
垂直
副斜井
4265628.87
19512280.94
1144
77
19°
80°
副斜井
4265561.47
19512252.45
1125
48
30°
110°
（四）山西兴县刘家梁煤矿有限公司
山西兴县刘家梁煤业有限公司为刘家梁村村办煤矿，1992年建井，因种种原因，停停建建，直到2007年才投产，批准开采8、13号煤层，生产规模9万t/a，斜井开拓（其井筒特征见表1-4-1），壁式开采，炮采落煤，绞车提升，抽出式通风，井下涌水量100m3/d，为低瓦斯矿井。
井筒特征表表1-4-1
特征
名称
坐标（1980西安坐标系）
斜长（m）
坡度
方位
X
Y
高程（H）
主斜井
4264369.88
19512825.42
1150
290
22°
160°
副斜井
4264329.35
19512811.16
1150
255
25°
160°
风井
4264326.25
19512777.95
1174
250
24°
160
二、四邻关系
井田南部与山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司和西坡煤矿相邻，其他方向无矿（详见四邻关系图），现分述如下：
（一）西坡煤矿：
为蔚汾镇西坡村村办集体煤矿，1992年建井，1994年投产，批准开采13号煤层，生产规模6万t/a，斜井开拓，壁式炮采，绞车提升，矿灯、防爆灯照明，井下涌水量200m3/d，为低瓦斯矿井。
（已于2004年关闭）
西坡煤矿曾越界进入本井田开采，形成0.02km2的采空破坏区。
（二）山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司
山西兴县华润联盛车家庄煤业有限公司由原东坡煤矿和原程家沟煤矿兼并重组整合而成，现分述如下:
1.原东坡煤矿：
为蔚汾河镇东坡村村办煤矿，井田面积1.0km2，1985年建井，1986年投产，批准开采13号煤层，悬移支架放顶煤开采，炮采落煤，生产规模6万t/a。
开拓方式为斜井开拓。
下涌水量不大，涌水量为50m3/d，现工作面无水。
2.原程家沟煤矿：
1992年开始建设，为基建井，核定生产能力为9万t/a。
批准开采石炭系太原组13号煤层。
本矿有一对斜井，采用斜井开拓。
矿井涌水量为150m3/d。
以上两矿与本井田没有越界越层开采行为。
第三节位置、交通
一、位置
山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司位于兴县城东北6km处的
白家梁、麦地山、关家崖村一带，行政区划属于蔚汾镇管辖。
其地理坐标北纬38°29′42″－38°31′52″，东经111°07′42″－111°09′59″。
2009年12月27日山西省国土资源厅以C1400002009121220050466号《采矿许可证》批准，井田范围由以下13点坐标（1980西安坐标系、国家6°带）依次连线圈定而成：
1.X=4266452.12Y=19511179.34
2.X=4266472.13Y=19511679.34
3.X=4265552.13Y=19513829.36
4.X=4264852.12Y=19513829.36
5.X=4264812.12Y=19513969.36
6.X=4264222.12Y=19513977.36
7.X=4264066.12Y=19514269.36
8.X=4262768.11Y=19514509.36
9.X=4262768.11Y=19513797.36
10.X=4262452.11Y=19513797.36
11.X=4262458.10Y=19512935.36
12.X=4264252.11Y=19511929.35
13.X=4265452.12Y=19511929.34
井田基本呈一不规则多边形，东西宽3.3300km，南北长4.0200km，面积6.1635km2，井田内批准开采8-13号煤层。
开采深度由1150米至820米。
二、交通条件
井田距兴县城6km，有简易公路相通，并与省级干线公路S313相接，距宁（武）岢（岚）铁路支线的岢岚火车站67km，距北同蒲铁路的忻州站195km，太原站269km，有干线公路相通，交通较便利（见交通位置图）。
第四节自然地理
本区属于中低山区，区内地形复杂，侵蚀冲刷剧烈，形成近南北向的山梁及沟谷。
井田总体地势东北高西南低，最高处位于井田东北角杏树峁附近，海拔1313.6m，最低处位于井田东南角ZK22924附近，海拔1090.00m，最大相对高差223.6m。
第五节气象、水文
一、气象
井田位于晋西北黄土高原，属温带大陆性气候，四季分明，昼夜温差大。
春季多风，夏季雨量集中，秋季凉爽，冬季寒冷少雪。
年平均气温6.8-10.6℃。
一月份最低平均气温-7.8-11.2℃，极端最低—29.3；七月份最高平均气温22.3—25，极端最高38.4。
太阳辐射量平均为559080J/cm2，全年日照时数为2629.2h。
无霜期在150—190d之间。
年降水量231.4-688.9m，60%以上集中在7、8、9月；年平均蒸发量为2090.8mm，为降水量的4倍。
年平均风速2.4m/s，最大风速20m/s。
初霜期在11月份上旬，终霜期在次年3月份，一次最大积霜厚度为30cm。
最早冻土期在11月26日，最晚解冻日为翌年4月1日，最大冻土深度100cm。
二、水文
井田属于黄河流域蔚汾河水系，该河流发源于岚县大蛇头乡和尚沟村，全长81.8km，从恶虎滩乡下会村入兴县，由高家村镇张家湾村注入黄河，年径量为0.621亿m3。
井田内无河流等地表水体，各沟谷平时干涸无水，为雨季泄洪通道。
第六节地震
根据中华人民共和国标准GB50011-2001《建筑抗震设计规范》，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。
第七节矿井排水设施能力现状
山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司，13号煤层井下排水系统：
主斜井底附近采区运输平巷设有中央水泵房，水泵房有主水仓和副水仓和泵房组成。
主水仓容量为375m3，副水仓容量为225m3，水泵房安装三台水泵，一台工作，一台备用，一台检修，水泵型号：
DF46—30×9型。
主井井筒安设两趟2×φ159mm水管型排水管，一趟工作，一趟备用。
现矿井正常涌水量200m3／d，最大矿井涌水量260m3／d。
工作泵排水能力46m3/h,20小时排水量为920m3，大于该矿24小时正常涌水量（200m3／d）。
工作泵和备用泵的排水能力为92m3/h,24小时排水量为2208m3，远大于该矿24小时最大涌水量（260m3／d）。
主、副水仓容量为600m3，大于矿井8h正常涌水量为67m3。
综上所述，该矿的排水设施和排水能力符合《煤矿防治水规定》要求，完全满足矿井实际需要。
第二章以往地质和水文地质工作评述
第一节勘查阶段地质和水文地质工作成果评述
一、以往地质工作
本区位于河东煤田北部兴县远景普查区的东部边缘，由于当时普查区交通不便，以往地质工作做的较少。
1.1926年王竹泉编过1：
1000000中国地质图太原榆林幅说明书，解放后1954年前后曾编过山西省晋北地质说明书，包括岢岚、兴县幅约1780km2，但质量较低。
2.1958年4月至1958年9月山西省地质厅燃料地质队在河东煤田北部远景区2293km2面积内进行过1：
50000地质普查，编写有《兴县、保德、河曲、偏关一带地质普查报告》，提交煤炭D级储量和远景储量275.89亿t。
3.1983年4月至1984年10月由山西省地质局215队对河东煤田北部远景区进行了普查，共施工51个钻孔，完成钻探24495.94m，其中包括217队施工的3527.43m，并获得了B+C+D级储量172.66亿t。
地质储量为84.44亿t。
本井田未施工钻孔。
4.1985年，山西省地质矿产局215队对河东煤田北部进行了1：
5万的地形地质普查填图，并绘制了1：
5万地形地质图。
5.1990年，山西省地质矿产局第一水文队在本井田外围施工了K1、K2、K3、K4、K5共5个勘探奥灰水的水文地质钻孔，同年9月编制了《山西省兴县东部乔家沟岩溶水水源勘查报告》，对本区域奥灰水补给、径流、排泄等作了较详细评述。
6.1993年6月—1993年11月山西省地质矿产局215队对包括本井田在内的扩建区进行过勘探工作，面积8.91km2，施工钻孔5个，完成总进尺1734.30m。
1996年6月提交了《山西省兴县关家崖煤矿扩建勘探（精查）地质报告》，获得A+B+C级储量17812万t，并对勘探区内含煤地层、煤层、煤质、水文地质条件进行了详细评述。
同年11月，山西省矿产储量委员会以晋储决字（1996）33号文批准该报告。
本次工作利用了此报告的ZK22922和ZK22924两个钻孔资料。
7.2004年，由山西省煤炭地质公司为其编制《山西省兴县关家崖煤矿生产矿井地质报告》，吕梁市煤炭工作局以吕煤行字（2005）51号文呈报山西省煤炭工业局审批。
山西省煤炭地质技术委员会评审中心受托负责评审工作，经组织有关专家对报告评审，该报告达到《生产矿井地质报告编制提纲》要求，可作为矿井生产管理的地质依据。
8.2010年8月至11月，山西同地源地质矿产技术有限公司在山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司井田进行了补充勘探，施工了2个钻孔，2010年12月提交了《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》。
山西省煤炭工业厅以晋煤规发［2010］1298号文批准。
二、矿井地质测量工作
（一）矿井地质工作
该矿自建以来，配合生产其矿井地质与矿井水文地质工作也在不断地进行着，积累了一定的矿井地质与矿井水文地质资料，本次工作也通过搜集、整理并分析研究这些资料，对其不足之处补做了部分地质工作，使矿井地质与矿井水文地质工作更进了一步。
1.矿井测量工作：
该矿测量工作大巷使用J2经纬仪，利用三角网加密控制，先测得近井点做联系测量，然后采用井下导线逐点实测，次要巷道使用挂罗盘皮尺测量。
该矿以往测量资料由山西同地源地质矿产技术有限公司进行了补测和审核，其精度达到规范要求，质量基本可靠。
2.采样工作及质量评述：
县、省质检部门定期不定期地进行抽样化验。
所取煤样均为商品煤煤样，对煤质的全面了解不够，结合扩建勘探时煤芯煤样、煤层煤样化验结果相互验证，可满足对煤质的评价。
3.水文地质工作：
井田内无河流，井田外南部附近有蔚汾河由东向西经过，本次对其进行了了解及有关资料的搜集，对周边生产矿井进行了水文地质调查，由于时间仓促，没有进行系统的水文地质观测和记录，由于该矿现开采的13号煤层（原9+10号煤层）矿井涌水量较小，所以该矿有关水文方面的资料少，仅对矿井涌水量积累了一定的经验数据，随着今后采空区的不断扩大应注意加强这方面的工作。
4.综合图件编制及质量评述：
本次工作在利用该矿采掘工程平面图等实际资料以及以往地质资料的基础上，经过认真的分析研究工作，校对了煤层厚度，绘制了批准开采的13号煤层底板等高线图及其有关图件，质量合乎要求。
三、井田地质勘查程度评价
（一）地形地质图
1.地质地形图
本次利用的地形地质图为山西同地源地质矿产有限公司2010年编制的《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》中的1：
5000比例尺的地形地质图，该图地形部分采用1954年北京坐标系，1956年黄海高程系，中央子午线111°，基本等高距5m，其地形地物清晰。
地质部分采用野外踏勘；手工勾绘而成，经过室内整饰，质量较好。
本次地质地形图坐标系已换算为西安80坐标系。
2.工程测量
井巷测量由本公司和矿测量人员完成，其精度质量符合《矿井测量规程》要求，能满足本次报告编制需要。
（二）钻探工作
1.工程量：
历次勘探在井田内及周边施工了16个钻孔，其工程量和施工单位见表1-5-1。
以往历次勘探的钻探工程和工作量表表2-1-1
项目
阶段
钻探工程
工作量/个数
物探测井
工作量/个数
施工单位
关家崖扩建精查
565.70m/2
449.35m/2
215队（1993年）
关家崖井田补勘
264.20m/2
227.85m/2
同地源地质公司（2010年）
合计
829.90m/4
677.20m/4
2.钻探测井质量：
4个钻孔，特级1个，甲级1个，乙级2个，特、甲级率50%。
4个钻孔中打穿可采煤层6层次，优质4层，合格2层，优质、合格率100%。
4个钻孔测井甲级2个，乙级2个，甲级率50%。
揭露可采煤层6层，优质层5层，合格1层。
钻孔封孔在松散层用黄泥或水泥，基岩用水泥封闭，钻探施工质量基本合乎要求（钻探测井质量见表2-1-2、表2-1-3）。
钻孔质量情况表
表2-1-2
孔号
类别
井田内
井田外
ZK-1
ZK-2
ZK22922
ZK22924
钻探
乙
甲
乙
特
测井
甲
甲
甲
甲
综合评级
乙
甲
乙
甲
本次施工钻孔煤层质量验收表
表2-1-3
类别
总层次
优质（层次）
合格（层次）
优质率
钻探
6
4
2
67%
测井
6
5
1
83%
（三）水文地质工作
1、水文地质勘探工作
上述勘探工作的钻孔均作了简易水文地质观测，井田内无水文孔。
2、采（古）空区积水、积气及火区调查工作
本公司测量技术人员对参与整合的原兴县关家崖煤矿、原山西兴县麦地山煤业有限公司、原山西兴县裕乐煤业有限公司、山西兴县刘家梁煤矿有限公司井下能够到达的巷道和采空区进行了实测，对不能到达的区域采用调查的手段收集资料，并充分利用收集到的资料和实测的煤矿采掘工程平面图资料，编制了采（古）空区积水、积气及火区调查报告和绘制了矿井充水性图。
3、井下涌水量观测
对井下涌水量按水泵排水量排水时间等大致作了推算，结合开采生产情况，各矿均对井下涌水量情况进行了认真观测和分析和统计，并根据涌水量变化情况，及时对矿井排水系统进行改造，并制定了矿井水害防范措施，保证了矿井安全生产。
第二节矿井建设时期水文地质勘查工作
该矿在矿井建设时期未进行过专门的水文地质勘查工作。
但依照《煤矿防治水规定》要求，进行了日常矿井水文地质工作
1.井下涌水量观测
本矿由专业技术部门负责矿井水文地质工作。
根据生产建设各个阶段的特点和要求，采用现场水文地质观测、资料编录和综合分析方法，提供矿井生产建设各阶段所需的水文地质资料，解决采掘工作中遇到的各种地质问题，开展水情水害分析、预测、预报等工作。
整合前原各煤矿对井下巷道涌水量进行较为详细记录，对井下出水点进行了观测记录，并对矿井排水量进行了统计。
原兴县关家崖煤矿、原山西兴县麦地山煤业有限公司、原山西兴县裕乐煤业有限公司、山西兴县刘家梁煤矿有限公司井下正常涌水量分别为200m3/d、40m3/d、30m3/d、100m3/d。
2.地形地质及水文地质图
本次利用的地形地质图为山西同地源地质矿产有限公司2010年编制的《山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》中的1：
5000比例尺的地形地质图，图中水文内容由本公司填绘，基本满足报告编制使用。
第三章地质概况
第一节地层
一、地层
井田位于河东煤田河保偏国家规划矿区兴县区东中部。
井田内地表大部为新生界上第三系上新统（N2）、第四系上更新统（Q3）所覆盖，只在沟谷出露有山西组（P1s）及太原组（C3t）地层，根据钻孔及矿井生产中揭露资料，井田内地层由老到新详述如下：
（一）奥陶系中统上马家沟组（O2s）
岩性主要为灰白色白云质灰岩和灰岩，局部夹有黄铁矿团块，岩质坚硬。
井田内未出露。
（二）石炭系中统本溪组（C2b）
岩性主要为泥岩、砂质泥岩和灰岩。
底部有较厚的铝铁质岩，局部夹1—2层煤线。
含动植化石：
Sphenopterissp（楔羊齿）
Sphenophyllumoblongifolium（椭圆楔叶）
Pecopteris（栉羊齿）
地层厚度33.04m。
与下伏的奥陶系灰岩呈平行不整合接触关系。
（三）石炭系上统太原组（C3t）
岩性主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩，其次为炭质泥岩、粘土岩、石灰岩及煤，为本井田主要含煤地层之一。
灰岩中含动物化石：
Dictyoclostus taiyuanfuensis （太原网格长身贝）
Lophocarinophyllum acanthiseptum （刺隔壁顶柱脊板珊瑚）
Isograma（等线贝）
Punctospiridina （疹石燕）
Schellwienella crenistria（齿纹帅尔文贝）
Chonetes carbonifera （石炭戟贝）
Ｃ.latesinuata（阔槽戟贝）
Lingula sp（舌形贝）
Meekella（米克贝）
在顶部泥岩中含动物化石：
Lingulasp.（舌形贝）及植物化石：
Neuropteris（脉羊齿）。
本组地层厚度109.07-120.37m，平均118.51m，其底部的灰白色细砂岩称为晋祠砂岩（S1），与下伏的本溪组呈整合接触关系。
（四）二叠系下统山西组（P1s）
岩性为深灰色、灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩，灰白色砂岩及煤组成，为本区主要含煤地层之一。
富含植物化石：
Sphenophyllumthonii（托尼楔叶）
Pecopterisacuata（弯脉栉羊齿）
本组地层厚度50.00—64.00m，平均56.78m，底部以一层灰白色中—细砂岩S4与下伏太原组整合接触。
本组地层含煤6层，为4、6、7、81、82、83号煤层。
其中82号煤层为可采煤层，其余为不可采煤层。
（五）二叠系下统下石盒子组（P1x）
顶部为紫红色、暗红色泥岩、灰绿色、黄绿色中、细砂岩，中部为灰绿色巨厚层中粗粒砂岩，局部夹有灰绿色泥岩、粘土岩、砂质泥岩，斜层理发育。
下部为灰黑色泥岩、砂质泥岩、粘土岩，夹灰
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