合阳平政煤矿隐蔽致灾因素普查报告(终)(2).docx

合阳县平政煤矿隐蔽致灾因素普查报告合阳县秦晋矿业开发有限责任公司二一四年十一月项目名称：合阳县平政煤矿隐蔽致灾因素普查报告提交单位：合阳县秦晋矿业开发有限责任公司编制单位：陕西全安煤矿安全技术服务有限公司项目负责：张亚星技术负责：贾希荣报告主编：郭旺参编人员：张森、王晨鑫提交时间： 2014年 12月目 录 1 前言11.1 目的任务11.2 工作依据11.3 普查要点21.4 矿井工程概况32 矿井地质条件82.1 地层及煤层82.2 地质构造与地震活动142.3 工程地质条件162.4 矿井水文地质条件182.5 矿井充水条件222.6 井田及周边矿井生产情况253 矿井隐蔽致灾因素普查263.1 采空区普查263.2 废弃老窑（井筒）普查263.3 断层、裂隙和褶曲263.4 瓦斯273.5 煤尘与煤层自燃273.6 矿井开采受水害影响普查273.7 封闭不良钻孔普查273.8 井下火区普查274 矿井隐蔽致灾防治措施建议284.1 采空区管理284.2 矿井瓦斯、煤尘、煤层自燃防治措施294.3 矿井防治水害工作304.4 封闭不良钻孔防治措施315 结论32附 件附图一：采掘工程平面图附图二：井上下对照图合阳县平政煤矿隐蔽致灾因素普查报告1 前言1.1 目的任务根据国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见（国办发【2013】99号）、陕西省人民政府办公厅关于贯彻国务院办公厅进一步加强煤矿安全生产工作意见的实施意见（陕政办【2014】3号）、陕西省煤炭生产安全监督管理局关于全面开展煤矿隐蔽致灾因素普查的工作通知（陕煤局发【2014】74号）等文件要求，为加强和规范煤矿生产安全工作，查明隐蔽致灾因素，及时处置煤矿地质环境灾害，有效预防煤矿事故。合阳平政煤矿有限责任公司（以下简称平政煤矿）于2014年10月委托陕西全安煤矿安全技术服务有限公司承担该矿隐蔽致灾因素普查工作，并提交隐蔽致灾因素普查报告。要求报告内容客观公正、结果可信，防范措施可靠并具有一定可操作性。1.2 工作依据1、 国务院办公厅进一步加强煤矿安全生产工作的意见（国办发【2013】99号）；2、 陕西省人民政府办公厅关于贯彻国务院办公厅进一步加强煤矿安全生产工作意见的实施意见（陕政办发【2014】3号）；3、 陕西省煤炭生产安全监督管理局关于开展煤矿隐蔽致灾因素普查的工作通知（陕煤局发【2014】74号）；4.煤矿地质工作规定（安监总煤调【2013】135号）；5.地质灾害防治条例（国务院令第394号）2004年3月1日；6.煤矿瓦斯抽放规范AQ1027-2006；7.矿井水文地质规范国家安全生产监督管理总局令28号，2009.9.21。1.3 普查要点平政煤矿隐蔽致灾因素普查工作依据该矿现有地质资料，预先提出该矿在生产过程中可能遇到的隐蔽灾害。普查要点如下：一、采空区普查，应采用调查访问、物探、化探和钻探等方法进行，查明采空区分布、形成时间、范围、积水状况、自然发火情况和有害气体等。应将采空区相关信息标绘在采掘（剥）工程平面图和矿井充水性图上，建立煤矿和周边采空区相关资料台账。二、废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔普查，应收集废弃老窑（井筒）闭坑时间、开采煤层、范围，是否开采煤柱和充填情况等资料。井田内及周边施工的所有钻孔都要标注在图上，分析每个钻孔封孔的质量。建立井田内废弃老窑（井筒）、水源井、封闭不良钻孔台账。三、断层、裂隙和褶曲普查，应查明矿井边界断层和井田内落差大于5米的断层，查明矿井内主要褶曲形态，收集矿井裂隙发育资料、总结规律，编制煤矿构造纲要图。其中，断层普查主要包括断层性质、走向、倾角、断距，断层带宽度及岩性，断层两盘伴生裂隙发育程度，断层富水性等。四、瓦斯富集区普查，应查明煤层厚度、变化规律、煤质和瓦斯含量及赋存状况，系统收集矿井所有的瓦斯资料和地质资料，编制瓦斯地质图，对矿井瓦斯赋存情况进行分区，开展瓦斯防突预测预报工作。五、地下含水体普查，应查明影响矿井安全开采的水文地质条件，各种含水体的水源、水量、水位、水质和导水通道等，预测煤矿正常和最大涌水量，提出防排水建议。六、井下火区普查，应查明火区范围、密闭、气体成分等情况，提出防灭火措施建议。1.4 矿井工程概况1.4.1 煤矿概况1.4.1.1 矿井位置及交通平政煤矿位于合阳县城东南7公里，隶属平政乡杨家洼村管辖。西（安）候（马）铁路线、108国道及西（安）禹（门口）高速公路，经过合阳县城从矿区西侧通过，北上韩城市52公里，南下渭南120公里，西去澄县27公里，矿区至合阳县城及各乡镇有公路相通，交通条件十分便利。（见图11）图1-1 矿井交通位置图1.4.1.2 含煤地层井田含煤地层均赋存于太原组地层，可采的稳定煤层1层，为太原组的5号煤，大部分可采的较稳定煤层2层，为4、10号煤层。1.4.1.3 储量平政煤矿资源/储量为3043万吨，可采储量为1264万吨。1.4.1.4 生产规模及服务年限矿井生产能力核定为45万吨/年，可采储量为1264万吨，服务年限为21.1年。1.4.2 矿井范围及周边关系平政煤矿位于澄合矿区安阳井田东部。其矿权范围边界呈北东向楔形展布，矿区西侧有合阳县煤炭开发有限责任公司煤矿和合阳县金桥煤矿，其余周边均没有矿权设置。（见图12）。矿区范围为：北以F3-1断层为界；南以F2断层及煤层露头线为界；西以3-3勘探线（A113和A148钻孔连线）为界；东以2-2勘探线（A145和A23号钻孔连线为界）；面积约4.0256平方公里。图12 平政煤矿与周边关系位置图矿区范围拐点坐标见（表1-1）。 表11 平政煤矿边界拐点坐标 拐 点编 号54北京坐标系6°带坐标（批复）拐 点编 号54北京坐标系6°带坐标（批复）纵坐标（X）横坐标（Y）纵坐标（X）横坐标（Y）13896260.0019425950.0053898480.0019429635.0023897268.0019426969.0063897654.0019428768.0033898245.0019428368.0073896122.0019427688.0043899290.00 19430080.0083895700.0019426652.001.4.3 井下工程1.4.3.1 开拓方式平政井田可采煤层三层，均赋存于太原组地层中，主要可采煤层5号煤层全井田发育，厚度大且稳定，结构简单。工业场地位于井田中部边缘，4、5号煤层间距较小（平均5m左右），井田开拓方式采用斜井（竖井）+平巷的单水平混合方式开拓，开拓水平标高+475m。1.4.3.2 水平划分全矿井沿5号煤层只布置一个水平生产。1.4.3.3 大巷布置在井田中部沿5号煤层布置一级三条大巷，即胶带输送机大巷、辅助运输大巷、及回风大巷各一条。1.4.3.4 盘区划分及开采顺序根据井田开拓，大巷位置，煤层赋存特征等，4、5号煤层采区巷道采用联合布置，且均布置在5号煤层中，沿大巷方向划分2个盘区。开采顺序按照自上而下、由近到远的原则，依次先4号煤层后5号煤层，由第一（南采区）向第二采区开采，盘区内各煤层则由上而下分煤层开采。1.4.3.5 采煤方法、工艺及顶板管理方法4、5号煤层均属于较稳定的缓倾斜煤层，平均倾角10°，设计采用走向长臂采煤方法。4号煤层采煤工艺为一次全高高档普采，5号煤层煤层采煤工艺为放顶煤的采煤方式，即一次采全高，全部垮落法管理顶板。1.4.3.6 工作面参数4号煤层首采工作面长度130m，工作面日完成8个生产循环，采煤机截深定为0.6m（循环进尺），日推进4.8m。工作面年推进长度约1420m。1.4.3.7 安全煤柱留设井田边界留设20m煤柱，采区分界线两侧各预留10m保护煤柱；井田四周断层两侧各留设20m保护煤柱，井田境界内其它地方均为农田，无村庄及其它永久性构筑物，不留设保护煤柱；煤层风（氧）化带留设30m保护煤柱。矿井设计对相对集中的重要建筑物工业场地、主、副井、回风井、运输大巷均预留了保护煤柱。两条运输大巷外侧各留40m宽的保护煤柱，大巷和采区巷道之间留设30m宽煤柱，工业场地、主、副井、回风井等围护带宽度20m或15m。1.4.3.8 矸石场地矸石堆放场位于工业广场以东井田边部冲沟内，距工业场地约2500m。年堆存量12万吨，排矸场容量是以5年的容积设置。1.4.4 地面工程1.4.4.1 工业场地、选煤厂及排矸场建设平政煤矿原建的工业场地位于井田中部偏西南边缘的位置，平政林场以北，杨家洼林场以东的台塬上，场地标高708m左右，地形平坦，地势开阔（照片1），地表距煤层埋深268m左右，利于竖井+平巷开拓。但由于矿方与附近村民之间存在分歧，该地已不宜布置矿井的主生产系统，仅作为矿井的辅助生产系统和行政福利系统进行布置。综合考虑井田地形、井上下运输和工业场地的布置等因素，在井田中部靠近北部边界处新选一工业场地，布置矿井的主生产系统。照片1 平政煤矿工业场地场址原工业场地占地面积约6.810hm2，按功能分为辅助生产区、行政福利及单独救护、消防区等三个区。辅助生产区位于场区东南部；行政福利区位于场区东北部；单独救护及消防位于福利区的西侧。新设工业场地占地面积约4.887 hm2，按功能仅为独立布置的主生产区。包括了储、装、运三功能，从主井井口向东依次布置有驱动站、转载站、储煤仓、汽车衡和控制室。平政煤矿选煤厂是与平政煤矿矿井相配套的矿井选煤厂。厂址设在矿井北侧的工业广场上。选煤厂生产系统包括主井驱动机房至产品仓之间的整个生产环节。主要单位工程有原煤储煤场、筛分破碎车间、主厂房、浓缩车间、产品仓、矸石储存场、煤泥晾干场等。2 矿井地质条件2.1 地层及煤层2.1.1 井田地层平政煤矿位于渭北石炭二叠纪煤田澄合矿区安阳井田东部。区内被广厚的第四系黄土覆盖，根据钻孔揭露资料，地层由老至新有：中奥陶统峰峰组、上石炭统太原组、下二叠统山西组及下石盒子组，上二叠统上石盒子组和第四系（见综合柱状图2.1-1）。现由老至新叙述如下：1、中奥陶统峰峰组（O2f），为本井田钻探揭露最老地层，为一套海相碳酸盐岩沉积，为煤系地层之基底。岩性主要由深灰色至灰色厚层状石灰岩夹白云岩及薄层泥灰岩组成，岩溶裂隙较为发育，裂隙多被方解石脉充填，其顶部因受长期剥蚀，起伏较大，对后期的沉积建造有控制作用。全层厚度约400米，钻探揭露厚度一般57米。2、上石炭统太原组（C2t），与下伏奥陶系灰岩呈假整合接触。该组为本井田主要含煤地层，含煤达8层之多，由上而下编号为4、5、6、7、8、9、10、11号，其中4、5、10号煤层为主要可采煤层。该组按地层岩性组合特征可划分为三段：下段为紫杂色铝质泥岩、灰白色石英砂岩、深灰色粉砂岩及11号煤层；中段为11号煤层顶板，由灰白色石英砂岩、砂质泥岩、泥岩、10号煤层以及石灰岩（K2）、9号煤层和石英砂岩组成；上段岩性主要为灰白色石英砂岩、砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、细粒石英砂岩与煤层组成，细粒石英砂岩（K3标志层）为5号煤层的直接底板。本段地层中含4、5号主要可采煤层，本组地层厚度46.7067.05米，平均60.77米。3、下二叠统山西组（P1s），为一套近海的陆相含煤沉积，与下伏地层为整合接触，含煤3层，自上而下编号为1、2、3号，在本井田为薄层或煤线出现，无开采价值。该组岩性主要为砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩组成，底部砂岩稳定，呈厚层状，粒度较粗，为4号煤层之顶板，称为K4标志层。本组厚度18.0665.00米，平均44.92米。4、下二叠统下石盒子组（P1x）：为一套湖沼相碎屑岩沉积，与下伏地层为整合接触。岩性由灰绿、灰色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及少量的钙质砂岩等组成。本组地层厚度062.95米，平均30.10米。5、上二叠统上石盒子组（P2sh）：为一套河湖相碎屑岩沉积，与下伏地层为整合接触。岩性主要为砂岩、砂质泥岩、粉砂岩互层组成，底部为一厚层状浅灰或灰白色中粗粒砂岩（K5标志层）。本组地层厚度0151.47米，平均37.74米。6、新近系上新统（N2）：该层主要分布于西南部平政洼地，厚度045米，岩性上部为棕红色、暗紫色粉质粘土、粉土；下部为灰紫杂色含砾砂岩及砾岩，砾石35厘米，分选性差，磨圆度差，多呈次棱角状，成份多为钙质结核及砂岩碎块。7、第四系（Q）：与下伏各组地层均呈角度不整合接触，广布于全区。主要为砂土、亚砂土、粘土和粉土层组成，底部普遍含钙质结核及砾石层，厚度149.24230.61米，平均169.81米。2.1-1 综合柱状图2.1.2 含煤地层平政煤矿含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组，含煤地层总厚度64.76132.05米，平均105.69米。山西组含煤3 层，自上而下编号为1、2、3号煤，以薄煤或煤线出现，含煤性差，无开采利用价值。太原组含煤8层，自上而下编号为4、5、6、7、8、9、10、11号煤。区内含可采煤层3层，为4、5、10号煤层。其含煤系数见（表2.1-2）。 表2.1-2 含煤系数统计表 地层名称厚度（m）含煤层数煤层总厚度含煤系数山西组（P1s）44.9230.801.80太原组(C3t)60.7788.3113.67山西组+太原组105.69119.118.622.1.3 可采煤层平政煤矿全区可采的稳定煤层1层，为太原组的5号煤，大部分可采的较稳定煤层2层，为4、10号煤层。4、5、10号煤层的层位、厚度、结构、可采范围及稳定性如下：表2.1-3可采煤层特征表煤层编号自然厚度（m）最小最大平均夹矸层数夹矸平均厚度（m）煤层间距（m）最小最大平均顶板岩性底板岩性稳定程度备注40.301.81.1801.615.356细粉砂岩、砂岩粉砂岩、砂质泥岩稳定51.259.193.94 02 0.050.45细、粗粒砂岩泥岩或粉砂岩稳定26.4135.04301003.261.87 01 0.110.42石灰岩铝质泥岩较稳定高硫1、4号煤层位于太原组顶部，其上为山西组底部砂岩（K4标志层），煤层分布较稳定，井田大部分可采，厚度0.30（C1）1.80米（A24），平均厚度1.18米，一般不含夹矸，只有A148孔含夹矸1层，夹矸厚度0.06米。煤层底板标高310-540米，埋藏深度为168401米。煤层走向北东，倾向北西，煤层倾角南部比较平缓，靠近北部F3断层处倾角增大，为79°。该煤层属层位较稳定、结构简单的可采煤层。该煤层在井田东北部较厚，西南相对变薄,西部、中部有两块不可采区。该煤层距离下部5号煤层1.6515.35米，一般6米左右。2、5号煤层位于太原组上部，其底板为石英砂岩（K3标志层），层位稳定，全区分布。厚度为1.25（ZK1）9.19米（A113），平均3.94米，含夹矸02层，夹矸厚度0.050.45米。煤层底板标高300-530米，埋藏深度为176409米。煤层走向北东，倾向北西，煤层倾角南部比较平缓，一般为35°,靠近北部F3断层处倾角增大，为810°。5号煤层全区发育，厚度大且稳定，结构简单，属全区可采的稳定煤层。煤厚变化规律明显，厚煤带主要集中在区内中部，厚度基本上呈区内中部厚东西两边薄的趋势，煤层比较稳定。下距10号煤层26.4135.04米，一般30米左右。全区5号煤层12个可采见煤点中7个不含夹矸，占总见煤点数的58%；2个见煤点含1层夹矸，占总见煤点数的17%；3个见煤点含2层夹矸，占总见煤点数的25.0%。两层夹矸中夹矸厚度最大为0.45米（ZK8），夹矸岩性多为粉砂岩、炭质泥岩、砂质泥岩；一层夹矸中夹矸厚度最大为0.15米（A139），夹矸岩性为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩。总之，5号煤层结构简单，大多数没有夹矸，少数含12层夹矸。含矸层数及厚度与5号煤层的总厚度相关关系不明显。5号煤层顶板按岩性、层位、厚度及采掘过程中跨落的情况可分为基本顶、直接顶和伪顶。伪顶：紧贴煤层，厚度较薄，一般小于0.50米，多为炭质泥岩、局部为粉砂岩或泥岩，以层薄和随采随落为特征，极不稳定，零星分布。直接顶板：直接顶分为砂岩类和泥岩、粉砂岩两大类。大部分为浅灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，局部为灰色、灰白色层状中细粒砂岩，多与煤层直接接触。砂岩类分布范围较小，岩性主要是细粒砂岩，局部为中粒砂岩。 泥岩、粉砂岩类层位较稳定，厚度0.5510.10米。基本顶：煤层基本顶以厚状灰色浅灰色中、细粒砂岩为主，有时相变为粉细砂岩或粉砂岩，岩性较坚硬，厚层状，不易垮落，厚度不稳定，4.210.52米。5号煤层直接底板多为石英砂岩、细粒砂岩和粉砂岩，少量为砂质泥岩、炭质泥岩、泥岩。石英砂岩全区分布，层位较稳定，硬度较大，不易风化，一般为煤层对比的标志层（K3）。3、10号煤层位于太原组下部，其顶板为K2灰岩标志层。厚度0（A148）3.26 米（A20），平均1.87米，含夹矸01层，夹矸厚度0.110.42米。煤层底板标高280510米，埋藏深度为196436米。煤层走向北东，倾向北西，煤层倾角南部比较平缓，靠近北部F3断层处倾角增大，变化范围为510°。为较稳定的大部可采煤层，区内中部煤层较厚，仅在西部和东部有局部无煤区。2.2 地质构造与地震活动2.2.1 地质构造渭北煤田处于祁吕贺山字型构造前弧东翼内侧与新华夏系第三沉降带鄂尔多斯盆地东南缘复合部位，南隔汾渭地垫与秦岭纬向构造带相望，如图2.2-1所示。图2.2-1 大地构造位置示意图 澄合矿区基本构造形态是一向北倾斜的单斜构造，产状平缓，倾角一般5°10°，沿走向和倾向均发育有次一级褶曲，伴有北东向及东南向断裂。平政井田位于澄合矿区次一级构造安阳西卓子箕状向斜东南翼。井田内构造形态简单，地层总体为一走向北东，倾向北西，产状平缓，倾角一般5°10°的单斜构造，并在此基础上发育了幅度不大的坡状起伏。北部边界的F3断层、南部边界的F2断层以及东部边界的F1断层使井田形成了地垒构造。主要构造见平政煤矿构造纲要图（见图2.22）。主要构造如下：（一）断层1、F2正断层：在井田边界由P20和A23两个钻孔揭露和控制，两钻孔中所见断层面情况基本相同，均为山西组中部地层与太原组石灰岩相接，缺失山西组下部和太原组上部地层，构成北西盘上升，南东盘下降之正断层。该断层走向北东，倾向南西，倾角65°左右，断距5060米。该断层向北东延伸交于F1断层（韩城断层），西南端延伸出区外。 2、F3逆断层：由检8和A113、A139和A114、A145和A154三对钻孔控制。检8和A113两孔水平距离470米，5号煤底板标高相差57米；A139和A114两孔水平距离135米，5号煤底板标高相差67.66米；A145和A154两孔水平距离250米，5号煤底板标高相差108.49米。可以判定断层从三对钻孔之间通过，形成南东盘逆冲于北西盘之上，走向北东南西的逆断层。该断层倾向南东，倾角65°左右，断距50米左右。北东端延伸交于F1（韩城断层），西南端延伸至区外400米处尖灭。 3、F1断层：在井田东北部秦家河内有出露，上石盒子组底部地层与孙家沟组地层接触。为走向北北东南南西，倾角60°，倾向南东之正断层。向南西延展，从井田东部通过，断距约200米。图2.22 澄合矿区构造纲要图2.2.2 地震活动本区地壳活动相对较强。根据国家地震局兰州地震大队1973年资料，1815年山西平陆及1920年12月宁夏海源地震对本区的影响烈度均在六、七度左右，1556年关中大地震本地时本地离震中较近，影响强烈。省内外历史上几次大地震均对本区有不同程度破坏。据建筑抗震设计规范（GB500112001）附录A划分，区内抗震设防烈度为度，存在一定的潜在地震威胁，地震属突发性灾害，破坏性大，亦可导致滑坡、崩塌、地面裂陷及洪水、泥石流等灾害发生，防震工作不可忽视。2.3 工程地质条件2.3.1 岩土体工程分类及特征根据岩土体工程地质特征，可将矿井岩土体分为三大类五个岩组：极软弱岩类（土层组）、较弱岩类（包括煤岩组、泥岩组）、半坚硬岩类（为砂岩组）。各岩组工程地质分类及特征见表2.3-1。土体仅为黄土。各岩石包含一般岩石、风化岩石和构造破碎带岩石三类。而构造岩在矿区周边分布，地下水对其稳定性影响较大，易使井巷围岩失稳破坏或造成工作面采空区顶板大面积切顶垮落，较难形成冒落岩体碎胀充填采空区。表2.3-1岩土体工程地质分类表 工程地质分类岩层组饱和单轴抗压强度（MPa）空间分布岩体结构岩类RQD岩石质量极软弱0极劣的土层组分布全区散体结构软弱劣的煤岩组11.514.6可采煤层和不可采煤层层状结构48.4-49中等的粉砂岩泥岩及互层岩组0.94318.8煤层直接顶板、底板及其它泥岩层状结构半坚硬82.9-90中等-好的砂岩 15.647.6煤层基本顶板及钙质粉砂岩块状结构坚 硬好的石灰岩25.2109.8煤田基底，石灰岩、白云质灰岩，灰质白云岩，泥灰岩块状结构2.3.2 岩土体结构类型及质量等级根据组成岩（土）体的结构面和性质，从煤矿生产应用的角度出发，把区内岩（土）体划分为散体结构、碎裂结构、层状结构和块状结构四个类型。依据矿区水文地质工程地质勘探规范（GB12719-91）中推荐的几种方法对比评价各种结构岩（土）体的RQD值、Z值、M值，得出评价列于表2.3-2中。2.3-2表岩体质量等级定量评价表岩 体 结构 分 类岩石饱和和抗压强度Rc（MPa）结构面磨擦系数（经验）岩体质量等级评价RQD值法岩体质量系数法岩体质量指标法RQD（%）岩体完整性Z值质量等级M值岩体质量散体结构松散、极破碎坏碎 裂 性结构岩体1.670.322.45岩体破碎0.01坏0.012差层状结构岩 体10.7516.810.448.77完整性差0.210.53坏0.20中等块状结构岩 体（砂岩）27.5337.440.571.29中等完整1.001.33一般0.89中等2.3.3 煤层顶底板稳定性评价2.3.3.1 顶板4号煤层：细粉砂岩为煤层直接顶板，砂岩为其老顶，该砂岩为灰色，细至中粒，泥质或钙质胶结，较坚硬，具裂隙。少数地方见0.10.3米的炭质泥岩伪顶。裂隙不发育，岩体完整。岩体基本质量级别为级，为中等坚固岩石，属较稳定性顶板。5号煤：直接顶板为细粒砂岩，沿层面具较多云母片和炭屑，具斜层理及斜波状层理，泥质或钙质胶结，比较坚硬，易于管理，具岩石物理力学实验结果抗压强度406794kg/cm2,抗剪强度92117kg/ cm2，抗拉强度42kg/cm2。局部地方见炭质泥岩伪顶。裂隙不发育，岩体完整，岩体基本质量级别为级，为中等坚固岩石，属较稳定性顶板。2.3.3.2 底板4号煤层直接底板为粉砂岩及砂质泥岩，厚度23米。裂隙不发育，岩芯完整，岩体质量级别级，为中等坚固岩石，属稳定性底板。5号煤直接底板为泥岩或粉砂岩，深灰色，含大量植物根部化石，厚度3米左右。有的地方直接底板为石英砂岩（K3），该类底板的特点是坚硬，具物理力学实验，抗压强度239357kg cm2，抗拉强度10kg/cm2。岩体质量级别为级，为坚固性差至中等坚固岩石，属不稳定性至较稳定性底板。2.4 矿井水文地质条件2.4.1 井田含（隔）水岩组水文地质特征平政煤矿位于澄合矿区东南部，地势比较平坦，地貌以黄土塬为主，地表被第四系松散层掩盖，区内无基岩裸露。地下水运移受区域地下水的控制，显示一定的成层特征。区内含水地层，按其岩性及充水空间性质不同，可划分为孔隙裂隙潜水含水层、基岩裂隙含水层及岩溶水含水层三种类型。现对区内含（隔）水层简述如下：一） 孔隙水1、第四系中更新统黄土裂隙孔隙含水层主要分布于黄土台塬区，厚度70150米，由粉质粘土、黄土状粉土夹古土壤组成，具垂直裂隙，中下部含钙质结核层。因上部覆盖厚度大，补给条件差，故富水性透水性不强。含水层水位埋深东北部60100米，至西南平政一带水位埋深2030米。该含水层主要接受大气降水补给，季节性变化大，水量较小，可供当地群众生活用水，一般民井使用小泵量的潜水泵可抽干。西南部平政洼地第四系地下水埋藏浅，是富水性较强的地区，水量较大。据邻区西卓子井田南知堡村H19钻孔抽水资料：水位降深3.14米，涌水量0.042升/秒，单位涌水量0.0134升/秒米，渗透系数0.29米/天。水质属重碳酸盐钠镁型，矿化度0.38克/升。该层属孔隙裂隙潜水，富水性弱的含水层。2、第三系上新统含砾砂岩及砾岩含水层该层主要分布于西南部平政洼地，厚度045米，岩性上部为棕红色、暗紫色粉质粘土、粉土；下部为灰紫杂色含砾砂岩及砾岩，砾径35厘米，分选性差，磨圆度较好，成份多为钙质结核及砂岩。据邻区安阳井田管庄村H13和平政村H14钻孔抽水资料，单位涌水量0.0940.1207升/秒米，渗透系数0.279米/天，水质属硫酸盐、重碳酸盐钠镁型，矿化度0.86克/升。该层属孔隙承压水，富水性弱中等的含水层。二）基岩孔隙裂隙水基岩孔隙裂隙水主要赋存于二叠系上石盒子组底部K5砂岩、下石盒子组底部K中砂岩、山西组底部K4砂岩含水层和太原组砂岩含水层中。1、 上石盒子组底部K5砂岩含水层岩性为浅灰色、灰绿及黄色中、粗粒砂岩，泥质或硅质胶结，粒度自上而下逐渐变粗，底部含砾石，裂隙发育，透水性好，钻孔漏水点分布普遍。该层厚度变化较大，平均8.80m左右。据抽水试验资料：单位涌水量0.00030.4升/秒米，渗透系数0.00450.16米/日，该层属弱中等富水的含水层。2、 下石盒子组底部K中砂岩含水层岩性为浅灰色、灰白及灰绿色细至中、粗粒砂岩，泥质、钙质胶结，裂隙较发育，透水性中等，厚度一般1015米。单位涌水量为：0.01320.224升/秒米，渗透系数0.0303米/日，属富水性弱的含水层。3、 山西组底部K4砂岩基岩裂隙含水层岩性为浅灰、灰白色中、粗粒砂岩，局部为细粒砂岩，含大量的云母片，钙质胶结，坚硬、裂隙发育，透水性中等，厚度一般510米左右。单位涌水量为：0.000102升/秒米，渗透系数1.04米/日。本层上下隔水层较稳定，隔水条件良好。属富水弱的含水层。4、 太原组砂岩含水层本层包括K3砂岩与中下部石英砂岩含水层及K2灰岩裂隙含水层。石英砂岩：灰、灰白色，硅质胶结，坚硬，裂隙较发育，透水性中等。K3砂岩厚度一般1.0米左右，下层石英砂岩厚度一般510米。K2灰岩：黑灰色，致密，坚硬，质较纯，局部相变为泥灰岩、硅质石灰岩，裂隙发育不均，以溶蚀裂隙为主，透水性中等，厚度分布不均，一般厚度38米。由于该组砂岩与K2灰岩之间无隔水岩层，直接相连，故合为同一含水岩组。据邻区西卓子井田水J6-1孔、旭升煤矿水8孔抽水试验及安阳井田A7孔注水试验资料资料：静止水位标高379.95402.15米，单位涌水量0.0000410.0809升/秒米，渗透系数0.00090.802米/日，水质属重碳酸盐盐钠、镁型水，矿化度0.382.20克/升。属裂隙承压水，富水性弱的含水岩组。5、太原组底部K1隔水层岩性以灰色铝土质泥岩为主，质纯，具光滑面，局部相变为泥岩，厚度25米，因其厚度不大，且遇水膨胀，松软易碎，故隔水条件较差。三）岩溶裂隙水1、太原组K2灰岩含水层岩性为深灰色，致密、坚硬，一般为隐晶质结构，裂隙岩溶发育不均，厚度变化较大，一般510米，其上部为砂质泥岩或石英砂岩，底部为10号煤。单位涌水量为：0.0000410.57升/秒米，为含水性极不均一的岩溶裂隙含水层。太原组底部K1隔水层因其厚度不够大，松软易碎，隔水条件差，奥陶系岩溶含水层易于通过岩溶裂隙补给给太原组K2灰岩含水层。2、奥陶系峰峰组二段石灰岩岩溶裂隙含水层岩性为灰深灰色石灰岩、白云质灰岩、中厚层状灰质白云岩及薄层泥灰岩组成，致密较坚硬，隐晶质微晶质结构，中厚层状构造。在岩溶裂隙发育地段，裂隙常被铝质泥岩、方解石及灰岩碎块充填，该含水层为一个非均质强富水的承压岩溶、裂隙含水层，富水性极不均一，近年来由于水源地的开发，大量开采奥灰水，区域水位高程由原来+380米降至+372米左右。据邻区西卓子井田水J3-1和水J6-1钻孔抽水试验资料：静止水位标高370.57378.02米，单位涌水量0.0006470.0471升/秒米，渗透系数0.001151.24米/日。2.4.2地下水的补给、径流及排泄条件1、地下潜水、裂隙水的补给、径流及排泄条件区内地下水主要接受大气降水和区外侧向径流的补给，其补给形式主要是通过区外地表露头和具孔隙性的疏松黄土层，分别以直接或间接的方式渗入补给基岩地下水。但本地区年平均降雨量较小，一般为550.12毫米，故依靠降水补给的量也比较小。由于区内潜水位普遍高于基岩裂隙水位，因此形成潜水补给基岩水的地下水动力条件。但因各含水层之间均有厚度较大，性能良好的隔水岩层，所以各含水层之间一般无密切的水力联系。另据钻孔抽水资料表明各含水层的单位涌水量都较小，且有随着层位的降低，水质相应变差和静水位逐层加深的趋势。同时，抽水后的水位一般恢复缓慢，有的甚至达不到抽水前的水位高程。以上情况均可作为说明其补给条件差，渗透性能弱的充分依据。本区虽地势较为平坦，无大的沟谷，但从区域来看，由于沟谷切割的影响，潜水的径流多数不远，且排泄条件良好。总的径流方向是由北向南排泄于区外。在径流途中部分以下降泉的形式泄于地表较大的沟谷中汇流成河，部分则下渗补给基岩地下水。基岩裂隙水以其成层赋存的条件，故以顺层运动为主，一般不易穿过上覆厚度较大的隔水层而越流运动。其运动通道主要是区域性普遍发育的北东及北东东向的构造裂隙。由于本区为地层倾角510°，向北倾斜，组成反向承压单斜含水构造，因而受构造控制，致使裂隙水的径流条件较差，深部裂隙水的水质欠佳，就是这种径流条件差的原因所造成。其排泄方式，部分裂隙水可通过基岩风化带和较薄的相对隔水层段以及井田边界的导水断裂带，与邻近的含水层发生水力联系，从而向南运动排泄于区外，部分则通过断裂带向下伏奥灰排泄。另一部分则以下降泉的形式泄于地表较大的沟谷中汇流成河。2、奥灰岩溶裂隙承压水的补给、径流及排泄条件奥灰岩仅在澄合矿区南部有零星出露，由于面积不大，因此不可能接受降水的大量补给，奥灰岩上覆地层各含水层的富水性一般较弱，且各含水层之间均有厚度较大的隔水层，故以越流形式或通过断层下渗补给的量也不会太大。因此其主要补给来源，应由区外通过地下水径流而来。区内奥灰岩溶水的径流方向，总的趋势是由北向南与奥灰水压面的方向基本一致，因此径流条件较好。区内地形北高南低，地面标高均处在奥灰区域水位标高+372米以上，根据其径流特征，奥灰水由北而南通过本区外的韩城断层（F1）和南部边界断层向东南方向黄河漫滩的泉群排泄，这是本区奥灰水的主要排泄区。2.5 矿井充水条件2.5.1 充水水源1、第四系潜水含水层，靠大气降水补给，富水性弱，易于疏干，可直接渗透或通过断层成为基岩裂隙含水层的补给源。2、上石盒子组底部K5砂岩、下石盒子组底部K中砂岩含水层和山西组底部K4砂岩基岩裂隙含水层。三层含水层间距较大，之间间隔有较厚的隔水层，靠上部潜水含水层和井田外围基岩裸露区大气降水或河流补给。在构造裂隙发育地带和向斜轴部均构成相对富水地段，其水量以静资源量为主，随着回采时老顶冒落，导水裂隙带高度可能影响到K中砂岩含水层，造成矿坑涌水量增大，随着回采推进，其水量将趋于稳定或减小。次三层砂岩裂隙含水层为上煤组（4、5号煤）开采的主要含水层。3、K2灰岩和太原群石英砂岩含水层，K2灰岩在本井田普遍发育。为弱-中等岩溶裂隙含水层，其厚度变化较大，在局部相变为石英砂岩。受断裂构造的影响，在断层如F3断层附近钻探施工中漏失量较大，说明裂隙发育，富水性强，补给来源为上层砂岩裂隙水或奥陶系岩溶水通过断裂构造越流补给。为10号煤层的主要充水含水层。4.、断层的充水条件，F2和F3正断层分别为井田的西北和东南边界。断层性质为张扭性，开启程度好，断层角砾岩及破碎带充水条件好，因之导水性较强。据钻孔资料，在F2和F3断层附近钻孔漏水严重，反映了构造断裂的导水性，在巷道穿越断层或靠近断层回采时，应采取必要的安全防护措施。2.5.2 充水通道由于5号煤层上覆基岩呈互层状结构，岩性以粉砂岩、砂质泥岩为主，其次为中粒砂岩、细粒砂岩及泥岩，根据邻区西卓子井田和安阳井田岩石测试成果，属中硬类岩石。矿井充水的主要通道是冒落带、导水裂隙带，其次为原生结构面裂隙和某些人为的充水通道。依据建井资料：1、冒落、导水裂隙平政煤矿主采5号煤层，由于煤层开采，使顶板冒落、导水裂隙带成为矿井充水的主要途径。导水裂隙带的高度与井下煤层开采厚度、煤层顶板管理方法、岩性等直接相关。区内煤层厚度1.259.19m（A113孔），煤层缓倾斜，根据矿区水文地质工程地质勘探规范（GB1271991）附录F中的中硬岩冒落带、导水裂隙带最大高度经验公式：Hc=4MHf=100M/（3.3n+3.8）+5.1 式中： Hc冒落带最大高度m；Hf导水裂隙带最大高度（包括冒落带）m；M煤层累计采厚m；n煤层分层开采层数。计算结果见下表（表2.5-1）表2.5-1 5号煤层导水裂隙带高度统计表