马坊煤矿水文地质类型划分报告.docx
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马坊煤矿水文地质类型划分报告
临沂矿业集团马坊煤矿有限公司
水文地质类型划分报告
（2013年）
临沂矿业集团马坊煤矿有限公司
二〇一三年七月
第一章绪论…………………………………………………4
第一节目的、任务及依据………………………………………4
第二节井田位置、范围与交通…………………………………4
第三节自然地理……………………………………………………6
第四节矿井开采简况及排水能力…………………………………7
第二章以往地质及水文地质工作评述………………………8
第一节各阶段勘探工作………………………………………………8
第二节矿井物探工作…………………………………………………9
第三节矿井水文地质及防治水工作…………………………………10
第三章矿井地质……………………………………………………12
第一节地层……………………………………………………………12
第二节含煤地层及资源储量…………………………………………14
第三节地质构造………………………………………………………17
第五节第四节岩浆岩………………………………………………20
第四章区域水文地质………………………………………………21
第一节区域水文地质概况………………………………………………21
第二节煤田水文地质概况……………………………………………23
第五章矿井水文地质………………………………………………25
第一节井田边界水文地质条件…………………………………………25
第二节含水层………………………………………………………27
第三节隔水层………………………………………………………29
第四节矿井充水条件………………………………………………29
第五节老空水分布状况……………………………………………36
第六节矿井充水状况………………………………………………36
第六章矿井受水害影响程度及防治水工作难易程度评价…39
第一节矿井受水害影响程度分析…………………………………39
第二节矿井防治水工作难易程度评价……………………………40
第七章矿井水文地质类型及防治水工作建议……………42
第一节矿井水文地质类型划分……………………………………42
第二节防治水工作建议……………………………………………45
第一章绪论
第1节目的、任务及依据
马坊煤矿矿井水文地质报告的主要目的是分析马坊煤矿水文地质条件，合理确定水文地质类型，指导矿井防治水工作，通过采取有效措施，确保生产安全。
根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》、《煤矿防治水规定》、《煤矿安全规程》等法律、法规，依据山东省煤炭工业局制定的《山东省煤矿矿井水文地质类型划分报告编写提纲》，由我矿总工程师负责组织审定，马坊煤矿防治水工程技术人员按照相关要求编写了矿井水文地质类型划分报告。
第二节井田位置、范围及交通条件
一、井田位置与范围
马坊煤矿位于肥城市石横镇境内，隶属临沂矿业集团有限责任公司，井田中心地理坐标为东经116°30′00"，北纬36°18′00"，井田东以F25断层与山东鑫国煤电有限责任公司为界，西以F5-1断层为界，北以四个钻孔坐标连线（人为边界）与山东新查庄矿业有限公司为界，南至各可采煤层露头，井田走向长1.2km,倾斜宽0.7km，面积0.84km2。
马坊煤矿采矿许可证证号为：
CC370000************3088，由11个拐点圈定，有效期为2013年5月20日～2015年5月20日（表1-1）。
表1-1采矿许可证矿区范围拐点坐标一览表（1980西安坐标系）
拐点
编号
X坐标
Y坐标
拐点编号
X坐标
Y坐标
1
4009154.29
39458025.36
7
4008287.28
39458118.36
2
4008814.29
39458711.37
8
4008421.28
39458114.36
3
4008814.29
39458025.36
9
4008423.28
39457973.36
4
4007912.28
39458640.37
10
4008522.29
39457975.36
5
4008364.28
39458208.37
11
4008574.28
39457898.36
6
4008292.28
39458207.37
2、交通条件
矿井东距肥城新城区约22km，西距济南市平阴县县城约15km，泰（安）聊（城）公路从矿井南侧约2km附近通过，可直达济南市、聊城市、泰安市及肥城；泰（安）湖（屯）铁路及肥城矿区铁路专用线沟通各煤矿之间及与外界的联系，经泰安向北可达济南、天津、烟台、青岛等城市，向南可达徐州、南京、上海等城市，矿区交通方便（图1-1）。
第三节自然地理
一、地形地貌
马坊煤矿区内地形平坦，微向西南倾斜，为第四系冲积平原，坡降小于3‰，属冲洪积平原地貌单元，地面标高在+67～+70m左右。
二、地表水系
矿区地表水系不发育。
地表仅有水渠、水塘和采空塌陷积水坑分布。
一号斜井和一号风井井口标高分别为70.15m和70.17m，高于当地历史最高洪水位69.65m（1906年）。
三、气象
矿区属北温带半湿润大陆性气候，四季分明，冬春两季干旱少雨，夏秋两季湿热多雨。
多年平均气温13.5℃，1月份气温最低，最低气温-20℃（1910年1月5日）；7月份气温最高，最高气温39.6℃（1958年6月27日）。
降雨多集中在7月至9月，年平均降水量643mm，年最大降水量1082.7mm（1964年），最小降雨量323.2mm（2002年），月最大降水量474mm（1973年7月），日最大降水量208.1mm（1973年3月16日）。
年平均蒸发量1738.25mm，最大蒸发量2381.1mm（1960年），最小蒸发量1196.6mm（2008年）。
降雪、降霜一般在每年的11月至来年的3月，最大积雪深度为250mm。
矿区多年最大冻土深度48mm。
多年平均相对湿度68.2%，最大月平均相对湿度为81%（1960年7月），最小为42%（1962年5月）。
矿区地处季风带，全年以东南风为主，其次为北风和南风。
春夏秋三季以东南风为主，偶尔转北风；冬季以北风为主，年均风力3级。
四、地震
根据国家地震局和建设部震发办[1992]160号文“关于发布《中国地震烈度区划图（1990）》和《中国地震烈度区划图（1990）使用规定》的通知”，山东泰安地区的地震烈度为6度。
另据《国家地震标准》（GB18306-2001），本区所属地震动峰值加速度分区为0.05g。
该地区历史上未发生过较为明显的地震。
第4节矿井开采简况及排水能力
一、开采简况
矿井现有一个+10m水平，一个生产采区七采区。
现无回采工作面，仅安排两个掘进工作面生产。
矿井设计为二级排水，工作面水先排至七采区水仓泵房，再排至+10m中央水仓泵房，最后排至地面。
七采区水仓泵房：
安装3台MD155-30×4型水泵，功率75KW，单泵流量155m3/h，扬程120m。
设2趟Φ＝127×7mm排水管路排至+10m水仓，水仓容量650m3。
管路最大排水能力144m3/h，排水能力满足抗灾排水要求。
+10m中央水仓泵房：
矿井正常涌水量119m3/h，最大179m3/h。
安装3台200D43×2型水泵，电机型号YB2-315M-4型，功率110KW，单泵流量288m3/h，扬程81.6m。
设2趟Φ＝273×7mm排水管路排至地面，水仓容量1280m3。
管路最大排水能力757m3/h，排水能力满足抗灾排水要求。
第二章以往地质和水文地质评述
第一节各阶段勘探工作
一、马坊煤矿资源勘探阶段作为肥城煤田西四、西五井田的一部分，参与各个阶段的地质勘探工作。
1956年原山东省煤田地质局普查队在肥城煤田进行找煤地质工作，由于工作时间短，工作成果较粗，未编报正式找煤地质报告。
1957年山东省煤田地质局123队对肥城煤田开展系统的地质测量和找煤工作，施工一定数量的找煤验证孔并编报找煤地质报告。
1958年6月山东省煤田地质局122勘探队对肥城煤田进行了普查勘探，并于同年提出了普查地质报告。
相继于1959年4月由山东省煤田地质局122勘探队提交了《肥城煤田第一勘探区精查地质报告》。
1962年山东省储委对该报告进行了复审，要求于1963年进行补充勘探，山东省煤炭工业管理局地质勘探公司122勘探队和水文队对肥城煤田西四、西五进行补充勘探后，在1963年9月提出了《肥城煤田西四、西五井田最终（精查）补充勘探地质报告》。
西四、西五井田最终（精查）补充勘探后，马坊煤矿范围内的地质钻孔达到29个，平均36个/km2，累计钻探工程量3343.24m。
全区基本上形成了300～400米的勘探线和300～500米的钻孔距，钻孔网度已超过地质规范要求，在此工程网度下，井田内主要可采煤层的层位对比清楚，煤层结构、厚度变化规律已查明或基本查明，这已被矿井在生产中证实。
矿井水文地质方面，该报告共完成专门水文孔16个，总工程量4135.6米，平均每平方公里2.5个，抽水试验24次。
本矿区内施工水文孔10个，抽水试验11次，基本上查明了区内含水层和漏水层的水文地质特征，掌握了各含水层的富水性及其与地质构造的联系，基本上了解了断层的导水性、矿床充水、地下补给途径、各含水层之间的水力联系。
第2节矿井物探工作
在各个勘探阶段，各勘探队均以钻探为主要勘探手段，1959年开展了钻探测井综合勘探方法，测井工程量占全部钻探工作量的70%，配合钻探取得了较为可靠的地质资料。
1959年下半年123队电法队在肥城煤田做了少量电法勘探工作，提出了若干电测剖面，解释了煤田内和边界断层，但工作质量不高。
1960年山东省地质勘探局水文队又施测了部分电法剖面，对区内和边界断层进行控制，并编制了一定数量的电法剖面图，此资料具有一定参考价值。
1962年物探队地震分队在肥城煤田第一勘探区进行了试验性地震勘探，但效果不佳。
测井成果质量可分为三个阶段：
第一阶段：
1958～1959年，位于区内的9个钻孔（编号79～319），测井工程量387.6m，测井工作处在起步阶段，对当时区内地质、电层电性特征及其规律没有很了的了解和掌握，可采用技术参数不当，致使有的测井曲线严重超格，煤层不明显，并且有一部分钻孔的可采煤层未测1：
50详测曲线，影响了测井曲线解释煤层厚度和结构的可靠性，但经钻探资料验证大部分测井资料可以利用。
第二阶段：
1960-1961年，此段时间施工钻孔均可检查或补充勘探钻孔，共4个，测井工程量594.3米，测井曲线反映正常，异常明显，提高了测井曲线解释煤层资料的可靠程度，尚存在的问题是在煤层直接顶板为石灰岩时，测井曲线煤层顶界面不清。
其次是电缆提升速度过快，降低了薄煤层和夹石定厚的可靠程度。
上述两个阶段的测井资料，通过1962年报告复审，已按照测井资料复审标准逐层评定了质量等级，有的测井曲线并做了重新解释。
第三阶段：
1962-1963年，此阶段施工的63水-63水4、63-04～63-74等11个钻孔，测井工程量957.1米，本阶段由于测井技术的提高及严格执行了测井规程，并实行了测井资料验收制，测井质量有了明显提高，曲线反映正常，品质良好，煤层解释精度更为可靠。
由水文队施工的8个钻孔，其中5个钻孔做了电测，测井工程量534.5m，绝大多数测井曲线质量符合要求，仅个别钻孔因操作不良，歪曲了曲线的真实性。
上述测井曲线对煤层厚度解释误差，第一阶段0.2米，第二、三阶段为0.10米，煤层底深最大误差不超过1m。
第3节矿井水文地质及防治水工作
一、矿井地质补充勘探
矿井井田面积仅为0.84Km²，但井田范围内的地质钻孔达到29个，平均36个/km2，累计钻探工程量3343.24m，在此工程网度下，井田内主要可采煤层的层位对比清楚，煤层结构、厚度变化规律已查明或基本查明，地质构造得到充分的控制，因此，在矿井建设及生产阶段未作地质补充勘探。
在矿井生产过程中，按《矿井地质规程》要求，对煤系地层进行了系统的观测及编录。
凡是穿层巷道均进行了逐层观测，对采掘工程中煤层的零星揭露点及煤巷作了系统的观测、编录，年均地质编录工作量保持在1000m以上，对煤岩层厚度、结构、构造，尤其是构造进行了全面观测。
对于煤巷，观测点间距一般控制在25～50m左右，主要观测煤层厚度、产状要素、顶底板特征、结构和裂隙发育情况。
遇地质构造时作了必要的加密观测。
对于断层主要观测断层面特征、两盘煤岩层产状及厚度变化、派生地质现象、断层面产状及落差，控制断层位置。
对于小型褶曲，主要测定了两翼煤岩层产状、倾伏方向及倾伏角。
编录煤巷时，通过布置平行巷顶（底）的测量基线，控制煤层及其顶底板岩层的空间位置。
部分岩巷做了一帮素描或局部素描图，一部分工作面的回采巷道做了靠工作面一侧的素描图。
始终坚持“一设计、一规程、一说明书”的原则，共完成采区地质说明书6份，工作面地质说明书及其采后总结近100份，掘进地质说明书120余份，为矿井生产提供了强有力的地质保障。
二、矿井水文地质补充勘探
矿井区内施工水文孔10个，进行了抽水试验11次，基本上查明了区内含水层和漏水层的水文地质特征，掌握了各含水层的富水性及其与地质构造的联系，基本上了解了断层的导水性、矿床充水、地下补给途径、各含水层之间的水力联系，因此，在矿井建设及生产阶段未作水文地质补充勘探。
矿井严格按照《煤矿防治水规定》的要求，进行矿井水文地质工作。
安装了井下水文观测系统，坚持每月定期观测3次；对于新揭露的出水点，在涌水量未稳定或尚未掌握其变化规律之前，坚持每天观测1次；对流量已达稳定的出水点则坚持每月观测3次。
初步总结了适应本矿井的治水经验，对矿井水文地质条件有了新的认识，进一步明确了矿井防治水的整体思路。
目前我矿将对七采区进行回采，有巷道揭露情况看，本采区煤层倾角大，采区内有F5-1和F西1两条斜交正断层，断层落差大且F西1断层东侧为原一采区采空区，为了顺利回采，我矿将采取物探、钻探和巷探相结合的方法，查明该块段的水文地质情况。
第三章地质概况
第一节地层
一、区域地层
肥城煤田属鲁西地块，是华北地台的一个组成部分。
本区地层属鲁西地层系统，位于全国区域地层区划分的第49区，沉积岩层序、厚度、岩性上下接触关系等与鲁西其它地区基本一致。
地层自上而下有第四系，古近系，三迭系，石炭二迭系石盒子组、山西组、太原组、本溪组，奥陶系，寒武系，前震旦系。
现由老至新分述如下：
1、前震旦系地层
该地层出露于煤田北、东、南三面，以斜长石、片麻岩、角闪岩、石英片岩组成，厚度不详。
2、寒武系：
厚约600m；出露煤田西部北侧山岭，分上、中、下寒武统；由竹叶、涡卷、鲕状灰岩、砂岩及薄层灰岩组成，该地层不整合于前震旦系地层之上。
3、奥陶系：
厚约800m，出露于南部中低山区，分中、下奥陶系，为厚层灰岩，其中含白云质灰岩，结晶灰岩。
该地层假整合于寒武系地层之上。
4、石炭系：
上统太原群：
厚180～190m，平均185m，灰至深黑色；粉砂岩为主，夹中细砂岩和粘土岩，含薄层灰岩四层，即一灰、二灰、三灰、四灰；含可采和局部可采煤层七层，其中稳定可采煤层为7、8、9、10Ⅱ煤层。
中统本溪群：
厚35～40m，平均37.5m；上部粘土岩为主，夹细砂岩和三层灰岩；中部灰岩五灰较厚，为煤系底盘主要含水层之一，底部有6层铝土和山西式残余铁矿。
5、二迭系：
上统上石盒子组：
厚80～450m，平均255m，上部为灰白至浅黄色，中、粗、细砂岩与杂色粘土互层；下部为浅灰色铝土岩，结构致密，质较纯。
下统下石盒子组：
厚70～150m，平均110m；以中细砂岩为主，夹薄层砂质粘土岩和粉砂岩；上部为灰至灰白色，下部为灰绿至深灰色。
下统山西组：
厚70～105m，平均90m；上部灰至灰白色；以细砂岩、粉砂岩为主，有薄层粘土岩和砂质粘土岩；下部灰至灰白色，长石、石英砂岩为主，次之为粉砂岩和粘土岩；含煤4层，其中3层煤全部可采，1、2、4层煤局部可采。
6、第四系：
厚7.5m～112m,平均35m,以砂质粘土、粘土质砂砾、粘土砂礓层等为主要成分，具有东厚西薄，北厚南薄的变化规律，不整合于古生界之上。
二、井田地层
井田范围内全被第四系覆盖，据钻孔及井下生产揭露有石炭系上统太原组、中统本溪组及奥陶系，现由新到老分述如下：
1、第四系（Q）
厚9.08～36.05m，平均18.19m，主要岩性为砂质粘土及粘土夹砂姜层，东厚西薄，北厚南薄的变化趋势。
与下伏煤系地层呈角度不整合接触。
2、石炭系（C）
厚度220m左右，分上中石炭统。
1）上石炭统太原组（C3）：
厚160～180m,本井田只在靠近和查庄煤矿交界处附近，全组地层保留比较齐全，全部可采煤层均位于本组。
主要岩性为深灰、灰黑色粉砂岩泥岩、灰色砂岩、石灰岩和煤层，含薄层生物灰岩四层（一、二、三、四），泥灰岩三层（层位不稳定，易相变为细粉砂岩），含煤14层，其中可采者7层（5、6、7、8、9、10-1、10-2），石灰岩层位稳定，加之和煤层的组合，是进行地层对比的良好标志和依据，本组以下部10-2煤层底板粘土岩下的薄层细砂岩与本溪组为界，为连续沉积。
2）中石炭统本溪组：
厚28.41～32.10m，平均厚30.53m，以紫色和杂色粉砂岩为主，含石灰岩1～2层，薄煤层1～2层，但均不可采，石灰岩以五灰层位稳定，厚度亦较大，含隧石结核，岩溶发育为特征，底部为杂色铁质泥岩或为铁铝质岩。
与下伏奥陶系地层呈假整合接触。
3、奥陶系（O）
井田内仅63水3号钻孔揭露奥陶系石灰岩16.90m。
查庄煤矿有较多的钻孔揭露奥灰，根据其岩性组合特征，可分为上、下两段。
上段主要为灰色厚层状石灰岩，下段为豹皮状石灰岩和薄层石灰岩。
第二节含煤地层及资源储量
马坊煤矿的含煤地层为中石炭统本溪组及上石炭统太原组，总厚度在220m左右，可采煤层全部位于太原组。
1、太原组
太原组属海陆交互相沉积，相旋回结构清晰、规律性明显，易于划分对比，据岩性组合及含煤性一般以四灰底板为界，分为上、下两段。
上段：
含薄层生物灰岩4层（一、二、三、四灰），层位稳定，多数钻孔均可见到，三灰与四灰相距2～8m，平均5m左右，其间距小，不含煤层，两层灰岩之间一般为深灰色细粉砂岩或泥岩沉积，四灰较一、二、三灰厚度均大，一般厚3～7m，平均4.8m，且岩性纯净，含一定数量的蜓化石，厚度大，质地纯净，含蜓化石是其特征，为8煤层的直接顶板。
本段地层除一、二灰间距较大，基间沉积有细、中粒砂岩沉积外，其余各层灰岩之间多为粒度较细的泥岩，粉砂岩及少量粉砂岩与细砂岩互层沉积，测井视电阻率曲线特征较为明显，除煤层和石灰岩呈现高值反映外，一般其余岩性段曲线均呈幅值较低的平滑形态。
本段发育煤层3层，即5煤、6煤、7煤，其中5煤上距一灰70m左右，下距二灰5.0m左右，6煤上距5煤层6.50m左右，下距7煤层21.40m左右，7煤下距三灰10.50m。
下段：
厚度不足20m，集中了井田近60%的可采煤层，即8、9、10-1、10-2四个可采煤层，8煤层的直接顶板为四灰，且含一稳定的灰质细砂岩夹石，是8煤层的显著特点。
8、9煤层相距5～8m，9煤层顶板一般为粉砂岩，个别情况下也为泥灰岩。
9、10-1、10-2三个煤层相距较近，9、10-1相距2m左右，10-1、10-2间距不超过2m，小者呈合并趋势，本段地层物性特征也较突出，即高阻的薄～中厚煤层和低阻的粉砂岩泥岩间密集排列，曲线特征比较典型。
太原组主要的层理类型有水平层理、砂泥岩互层层理、单向交错层理、双向交错层理、脉状波状复合层理及透镜状层理。
可见生物潜穴、生物扰动构造。
太原组可作为有对比意义的主要标志层较多，其中石灰岩层、煤层及石灰岩与煤层的特殊组合关系最有对比意义。
二灰、三灰、四灰全井田内稳定分布，具有较大的对比意义。
井田内各可采煤层、标志层底面间平均间距详见表3-1。
2、本溪组
厚28.41～32.10m，平均厚30.53m，以紫色和杂色粉砂岩为主，含石灰岩1～2层，薄煤层1～2层，但均不可采，石灰岩以五灰层位稳定，厚度亦较大，含隧石结核，岩溶发育为特征，底部为杂色铁质泥岩或为铁铝质岩。
表3-1马坊井田煤层、标志层底面间间距梯形图
一灰
70.00
5煤
76.50
6.50
二灰
77.20
7.20
0.70
6煤
100.35
30.35
23.85
23.15
7煤
111.28
41.28
34.78
34.08
10.93
三灰
120.88
50.88
44.38
43.68
20.53
9.60
四灰
122.68
52.68
46.18
45.48
22.33
11.40
1.80
8煤
131.18
61.18
54.68
53.98
30.80
19.90
10.30
8.50
9煤
134.41
64.41
57.91
57.21
34.03
23.13
13.53
11.73
3.23
10-1煤
137.06
67.06
60.56
59.86
36.68
25.78
16.18
14.38
5.88
2.65
10-2煤
167.06
97.06
90.56
89.86
66.68
55.78
46.18
44.38
35.88
32.65
30.00
五灰
176.28
106.28
99.78
99.08
75.90
65.00
55.40
53.60
45.10
41.87
39.22
9.22
奥灰
我矿可采煤层如下：
1、煤5
位于太原组上部，上距一灰70m左右，下距二灰5.0m左右。
煤层厚度0.30～1.80m，平均1.25m，煤厚变异系数r=44.3%，可采性指数Km=0.75，为不稳定煤层。
一般不含夹石，煤层结构简单，顶板为深灰色粉砂岩，富含植物化石，底板为灰色粉砂岩或泥岩。
全井田除工广煤柱和边界煤柱外已回采完毕。
2、煤6
位于太原组上部，上距5煤层6.50m左右，下距7煤层21.40m左右。
煤层厚度0.50～1.25m，平均0.78m。
煤厚变异系数r=26.4%，可采性指数Km=0.69，为不稳定煤层。
煤层结构简单，顶板为薄层石灰岩（二灰），局部发育0.20～0.40m的粉砂岩伪顶，底板多为粘土岩或粘土质粉砂岩。
全井田除防水煤柱和边界煤柱外已回采完毕。
3、煤7
位于太原组中部，上距6煤层21.40m，下距三灰10.50m。
煤层厚度0.57～2.15m，平均1.75m，煤厚变异系数r=19.0%，可采性指数Km=0.95，为稳定煤层。
煤层中部普遍含一层粘土岩夹石，厚度0.15～0.30m，平均0.20m，煤层下部偶尔可见0.10m左右的灰色粘土岩夹石层，煤层结构复杂。
煤层顶板为粉砂岩，富含海百合茎化石及菱铁矿结核，底板多为灰色细砂岩、粉砂岩，全矿井剩余七采区
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