国阳一矿地质概况(地层).doc

第一节 矿井开采范围一、井田位置山西国阳新能股份有限公司一矿位于山西省阳泉市西北部和盂县东南部，落雁垴庙梁分水岭便是阳泉市、盂县在井田内的行政分界线。井田西南部、南部和东部分别为阳泉市旧街、平坦镇管辖；西北部、北部分别归盂县的南娄、路家村镇及阳泉市的河底和荫营镇管辖。其地理坐标：东经113°2110113°3111， 北纬37°531737°5851。各主井口在阳泉矿区任意带独立坐标系中的坐标如表(1-1)。 表1-1 坐 标主井口名称XYZ北头咀平硐104404.99596216.374805.065北丈八主斜井104337.28696161.828804.961采矿许可证号：1000000120043生产许可证号：G040302001G1Y1、G040302003G1Y1二、井田范围井田边界及四邻关系如图(1-1)，即东部以经线96500为界，西部以经线82000为界，南起纬线102430、北止纬线图（1-1）112300；东邻阳泉煤业（集团）有限责任公司四矿，南邻阳泉煤业（集团）有限责任公司三矿；西邻七里河井田(规划井田)；北邻荫营煤矿及程庄井田(规划井田)。井田东西走向长约14.5公里，南北宽约9.8公里，面积约83.6平方公里。第二节 煤系地层本井田为石炭二叠纪煤系地层，即为本溪组、太原组和山西组。太原组含煤性最好、其次为山西组，本溪组含煤性最差。现就主要煤系地层叙述如下：一、石炭系上统太原组太原组是本区主要含煤地层之一，连续沉积于本溪组地层之上。全组厚度90130m，平均121.82m，由灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩，灰白色细中粒砂岩，深灰色石灰岩和煤组成。有三层石灰岩，是本组煤层对比的典型标志层。含煤8层，其中12#、15#为主要可采煤层，8#、9上#、9#、13#为局部可采煤层，含煤系数9-10%。二、二迭系下统山西组山西组连续沉积于太原组之上，为本区主要含煤地层之一，含煤性较太原组略差。全组厚度4075m，平均57.79m。由灰白色砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤组成。本组含煤6层，其中3#煤为主要可采煤层，6#煤为局部可采煤层，其余均不可采，含煤系数57%。第三节 煤 层本井田含煤地层主要为太原组、山西组，含煤615层，煤层总厚度为15.80米，含煤系数为8.8%。可采、局部可采的有3、6、8、9上、9、12、13、15号煤层。其中3、6号煤层位于山西组中下部，8、9上、9号煤层位于太原组上部，12、13号煤层位于太原组中部，15号煤层位于太原组下部。3、8、12、15号煤层之间大约都相距40米左右，也就是说主要煤层大体上等距离地赋存于煤系之中。这两组主要含煤地层中，以太原组含煤性最好，其次为山西组。太原组平均煤层总厚为12.1米，含煤系数为9.9%，其中可采和局部可采煤层平均总厚为11.85米，含可采煤层系数为9.7%。山西组煤层总厚平均为3.7米，含煤系数为6.4%，其中可采和局部可采煤层的总厚平均为2.4米，含可采煤层系数为4.2%。太原组以15号煤层为主，全井田稳定可采，12号煤层次之，大部分可采，13、9、9上、8煤层只局部可采。山西组以3号煤层为主，井田内绝大部分可采，6号煤层次之，只局部可采。现就本井田主要可采煤层自上而下分述如下：一、3号煤层:3号煤层位于山西组中部，是山西组最主要的可采煤层，厚度最大2.95米，最小0.40米，平均为1.56米。个别地方，即在七下山采区、八上山采区西部、九上山采区、八下山采区的局部地段，煤层出现分岔现象，含一层夹石，多为砂质泥岩，最厚为1.50米，最薄为0.10米，一般0.20.5米，但总体来看3号煤层应属简单结构煤层。在本井田范围内，均匀选了60个煤厚点，计算得可采性指数为0.917，煤厚变异系数为39.5%，属较稳定煤层。本井田3号煤层煤厚总的变化趋势为由东南向西北方向逐渐变薄。二、6号煤层：6号煤位于山西组的下部，在本井田部分赋存，局部可采，为3号煤的配采煤层，其厚度最大3.85米，最小值为0，平均厚度0.84米，无夹石，其总体属简单结构煤层。在本井田穿过此层位的钻孔中，均匀选取了29个，计算得可采性指数为0.69，煤厚变异系数为63.4%，属不稳定煤层。在本井田内本煤层呈东西向条带状分布，其余大部分为无煤带。三、12号煤层：12号煤层位于太原组中部，煤厚最大值为2.16米，最小值为0米，平均1.24米，一般含一层夹石，厚约0.20米左右，多为泥岩，结构复杂，夹石由东至西逐渐变厚，以至到中部、西部将其分成两层。由于夹石的增厚，该煤层就变得不可采。其可采范围仅限于中部东部。且由东西分叉变薄。在井田范围内，均匀选取了58个煤厚点，计算得可采性指数为0.74，煤厚变异系数为32.1%，属不稳定煤层。四、15号煤层：15号煤层位于太原组下部，是组内及区内最主要的煤层，煤厚最大值为9.03米，最小值为4.77米，平均6.91米，一般含夹石14层，夹石厚度在0.11.0米之间，属复杂结构煤层。据多年的开采经验，依煤层之节理、硬度、层理、宏观煤岩类型等将15号煤层细分为16个分层，详细情况参阅图(4-1-1)。在全井田范围内，均匀选取了72个煤厚点，计算得可采性指数为1，煤厚变异系数为13.30%，属稳定煤层。15号煤层由东北部到西南部为一厚煤带，而由西北到东南部则相间出现变薄带。一矿井田各可采煤层情况见表(4-1-1)，各煤层的间距见表(4-1-2)。表4-1-1 一矿井田煤层情况一览表 单位：米地层系统煤层名称煤层厚度倾 角赋存及可采情况统计点数可采性指数km煤厚变异系数煤层结构稳定性类别评定山西组1#10°以下全区赋存、不可采10000简单不稳定煤层2#10°以下全区赋存、一个点可采10010简单不稳定煤层3#10°以下全区赋存、大部可采600.91739.5%简单、个别含12层夹石较稳定煤层4#10°以下全区赋存、五个点可采1005简单不稳定煤层5#10°以下全区赋存、不可采10000简单不稳定煤层6#10°以下部分赋存、局部可采290.6963.4%简单不稳定煤层地层系统煤层名称煤层厚度倾 角赋存及可采情况统计点数可采性指数km煤厚变异系数煤层结构稳定性类别评定太原组8上#10°以下局部赋存、局部可采130.5435.5%复杂不稳定煤层8#10°以下大部赋存、局部可采650.5565.6%复杂极不稳定煤层9上#10°以下部分赋存、局部可采90.6787.07%复杂极不稳定煤层9#10°以下大部赋存、局部可采660.22788.7%复杂极不稳定煤层11#10°以下全区赋存、不可采995简单不稳定煤层12#15°以下全区赋存、大部可采580.7432.11%复杂不稳定煤层13#15°以下部分赋存、局部可采70.7136.6%简单不稳定煤层15#15°以下全区赋存、全部可采72113.3%复杂稳定煤层表4-1-2 煤 层 间 距 表 单位：米煤层编号间距 煤层平均厚度(m)1# (0.33)1#2# (0.28)7.772#3# (1.56)23.9215.873#4# (0.34)31.8523.806.374#5# (0.35)36.4928.4411.014.305#6# (0.84)43.2435.1917.7611.056.406#8上# (0.56)66.6358.5841.1534.4429.7922.558上#8# (1.42)69.5361.4844.0537.3430.6925.452.348#9上# (0.53)79.5271.4754.0447.3342.6835.4412.338.579上#9# (0.64)81.8473.7956.3649.6545.0037.7614.6510.891.799#11# (0.25)102.8494.7977.3670.6566.0058.7635.6931.8922.7923.491112# (1.24)114.19106.1488.7182.0077.3570.1147.0043.2434.1431.7111.101213# (0.55)122.73114.6897.2590.5485.8978.6555.5751.7842.6840.2519.647.3013#15# (6.91)158.70150.65133.22126.51121.86114.6291.5187.7578.6876.2255.6143.2735.4515# 第四节、井田地质构造一矿井田位于矿区大单斜的西北部，其构造形态基本上也呈一单斜状，其走向为北西，倾向为南西。沿单斜走向和倾向均发育有次一级的较平缓的褶皱群和层间断裂构造，局部地段发育有陡倾挠曲，尤其是本井田陷落柱较发育。现分述如下：（一）、褶皱：在井田单斜上发育的次一级的规模较大的褶皱构造有15条，其特征及展布规律为：到目前为止，一矿井田发育各类褶皱共91条，其中背斜20条，向斜26条。短轴背斜9条，短轴向斜9条，穹窿1个，构造盆地2个，紧密褶锼条，挠曲23条。幅度在20m以上的48条，占总数的53%，褶皱总延伸长度为126686米，平均1392米/条，褶皱密度为1.09条/平方公里。延伸长度最大为6900m，最小为200m，幅度最大为100m，最小为10m ，两翼倾角多在3°8°。这些褶皱它们在展布上和形态上均具有比较明显的特征和规律性，综合分述如下：1在平面上多呈平列式或斜列式组合，多沿北北东北东方向展布，其中西部等距性较明显，等距多在500m1000m，东部不具等距性。2本区褶皱根据展布方向，大致可分为两种：一种为北北东至北东；一种为北东东至东西向，属于两种不同的构造体系，由于互相干扰、复合、反接、归并，常形成舒缓的弧形展布，形态上大多呈“S”形或反“S”形。3在垂直形态上多呈直立的褶皱，两翼倾角大致相等，在一些局部地区还出现一些层间的挠曲和不协调褶皱，但它们多呈条带状的线形展布，其条带的宽度多在200m300m左右，条带长度多在1000m以上。4在平面上，由于两种不同体系的构造常因切割相交，迭加形成一些鞍状和穹窿构造，但均呈小型的短轴展布。（二）、断层：1一矿井田断层分布：一矿井田内落差大于20米的大中型断层有两条，其特征如表(5-2-1)。落差小于20米的断层如表(5-2-2)： 表5-2-1 单位：米断层名称性 质落差产 状延伸长度影响煤层备 注F29逆断层25270°50°105015#、12#1-10号钻孔揭露F12逆断层20110°65°20015#北丈八井主皮带斜井揭露表5-2-2 单位：米煤层断层性质H>20米20>H>55>H>1条数长度条数长度条数长度3#正断层387516013150逆断层226535705615#正断层2290231720逆断层2125013402725302断层的展布特征：从目前来看，本井田落差大于20米的大中型断层只有两条，落差分别为20米和25米，均为逆断层，主要影响12号及15号煤层，平均每平方公里延伸长度为14.95米，每平方公里条数为0.024条。其余以落差5米以下的断层为大多数。3号煤层中共发现落差1.0米以上的断层200条，均为开采中所揭露，其中落差在5.0米以下的断层占总数的97.5%，以正断层居多，占81.5%，逆断层只占18.5%。3号煤层开采面积14.2平方公里，断层密度为14.1条/平方公里，延伸长度平均为1503米平方公里。其排列方式以北西和北东东向两组斜列展布。排列形式为走向近似相同的断层以尖灭侧现的形式做雁行斜列，也可以数条走向近似平行的断层沿正交或斜交于断层走向的方向做带状排列。逆断层走向多为北北东向(部分为北东向)，落差一般在2.0米以上，延伸长度较大，分布比较零星，对工作面回采有一定影响，有时需开掘断层绕巷或腰巷。15号煤层中共遇到55条断层（含落差1m以下的断层），除F29断层为勘探钻孔查明外，其余54条均为开采中所揭露。15号煤层开采面积为5.5平方公里，断层密度为10条/平方公里,延伸长度为1114.5米/平方公里。本区断层除以上特征外还有以下三个特征：断层的分布，在垂向上，上部的3号煤层比较发育，下部的15号煤层相对较少，中间的8号、12号煤层介于两者之间。在平面上西部较多，中东部较少，总的趋势是西部多于东部。另外，在主干褶皱的翼部比较发育，轴部相对次之，同时端部偏多，其它部位较少。断层的相对位移特征：在正断层中绝大多数在断层面上均发现有水平滑动的遗迹，也就是说，在力学性质上多属张扭和压扭性质。另外在断层的倾角上，40°60°的相对较多，占总量的70%，多属中角度。在断层走向的延伸上，一般正断层较长，逆断层相对较短，北西方向的延伸较长，北东方向的延伸较短。本区的断层是在褶皱过程中成生的，是褶皱构造形变的产物，是在几组扭裂面的基础上发育起来的，因此受褶皱构造所控，它们常出现在褶皱的翼部和端部。本区断裂构造以北北西方向的一组最发育，北北东方向的一组次之，北东向与北西向两组发育程度基本相等，北东东与北西西组较少，但由于各个煤层围岩性质的不同和物理力学性质上的差异，以及层间滑动的剧烈程度均不相同，导致了断层垂向上和横向上的分布呈现出明显的不均性。本区的褶皱多属于顺层的扭动挤压，在扭动挤压的弯曲变形中，由于煤系岩层的软硬相同组合，层系又特别发育，在弯曲形变中，常常产生层间的剪切滑动（层滑运动），尤其是在煤层与顶底板岩层之间，这种软硬相间组合的力学性质差异较大。层间的剪切滑动使两层系间（顶底板岩层与煤层之间）上下界面产生一对力偶矩，在此力偶矩的作用下，产生了强烈的形变，由于煤层较软，具低粘性和可塑性，在滑动过程中，产生了塑性变形（如煤层中的流壁理、构造软煤），这些塑性变形与顶底板岩相比，形变量较大，常常牵动顶底岩层产生脆性变形，而被牵动拉断，形成切层断层，这些切层断层规模均比较小，在煤层中常常出现顶断底不断或底断顶不断的现象。（三）、节理：本井田节理比较发育,通常可分为四组：第一组N80°EN85°E，第二组N5°WN10°W，第三组N20°EN30°E，第四组N40°WN50°W。第一组与第二组为一“X”型节理，第三组与第四组为另一“X”型节理。分别构成棋盘格式构造。1第一、二组为走向近直交的共轭剪节理。NNW向一组多具扭张性，发育程度较高，有参差不齐的断口；NEE向的一组一般结构面紧闭，地表发育较弱。该两组扭性破裂面，在扭动应力场的长期作用下，于井田中部特别是十五、十六采区地段比较发育，近SN向一组，局部追踪近EW向一组节理，使张性特征加强，致使岩层切割加剧，脆性较大岩层（如K11、K12砂岩）往往被切成菱形或近方形碎块。二者明显呈现棋盘格式状。该两组节理井下所见多发育成为共轭的剪切断层，对煤层具有一定的破坏作用。虽然位移仅有几十公分至数米，但对顶板的管理，综合机械化采煤无疑是一种有害因素。在井下观察，两组剪切断层的成生与发展具有渐次和持续作用的特点。首先是刚性较强的岩层（往往是煤层顶板）被切断而嵌入煤层，煤层产生塑性形变而连续或局部连续，再或者NEE向一组首先发育切断煤层顶板岩层并嵌入煤层，而后剪切力更强的NNW向一组强烈发育，使压入煤层的顶板岩石被剪开，形成“地堑”构造。2第三、四组为斜交或近直交的共轭“X”型节理。结构面力学性质为扭张性。一般NW向一组节理面呈弱锯齿状参差不齐，有时被方解石充填。NE向一组节理面平整紧闭。该组节理在本井田的西部及北部较发育，常在砂岩层面上构成棋盘格式型。并且有时在地表或井下组成阶步状构造群，把地层和煤层切成小块。（四）、岩溶陷落柱：一矿井田内岩溶陷落柱广泛发育，目前在井田内共发现陷落柱381个，其中绝大部分为井下采掘工程所揭露，据已采区证实的统计资料，地面调查和勘探查明的陷落柱有15个，只占陷落柱总数的3.9%。1陷落柱的特征、分布范围、横向和纵向展布特征及其规律。陷落柱的平面形态多为椭圆形，也有为长圆形、圆形、长条形，极个别为葫芦形。其长短轴直径比在1.2:1以下的占8.9%，1.21.5:1的占38.7%，1.52.0:1的占41.1%，2：1以上的占113% 。陷落柱的直径大小相差悬殊，最大的直径为385米，最小的仅为10米，相差38倍之多，其中以4060米的居多，占总数的35.5%，20米以下和100米以上的仅占11.3%。陷落柱的中轴线并非都是一条直线，多数为一曲线，从剖面上两个或三个煤层揭露同一个陷落柱的情况分析，大多数中轴线位置都有不同程度的偏移，3号12号煤层(层间距90米)的偏移距离最大为3040米，平均20.5米，12号15号煤层(层间距40米)的偏移臣离最大为20米，平均偏移11.1米。陷落柱长轴方向性不太明显，几乎各种方向都有，但大体上可以看出有三组方向较为发育。即320°330°一组较为发育，以10°20°、80°90°两组次之。陷落柱在剖面上呈切顶锥体形态出现 。陷落角一般为78°80°。一般下部比上部大(也有极个别反常现象)，有的在下部煤层中揭露而上部煤层开采时没有，在上部煤层揭露的陷落柱则在下部煤层中肯定存在，这一现象是由于陷落柱是自下向上塌落造成的，这已为大面积的煤层群开采所证实。从陷落柱在垂直方向由上往下直径增大的情况看，3号12号煤层平均增大15.1米，12号15号煤层平均增大8.6米。陷落柱柱体内岩性杂乱，排列无章。岩性以本层上方1020米范围内的岩性为主，有时可见石盒子组岩块，但从未见到松散沉积物杂于其中。陷落柱柱体内的岩块块度不一，大小悬殊，岩块之间多为泥质充填，胶结较为紧密，时有滑痕，有时沿煤层顶板形成一个“假象”顶板面。陷落柱柱体内的岩块块度以1米以下居多，但也有连续89米长的砂岩、石灰岩、煤层横亘于柱体之中，稍有疏忽很易误判为断层。陷落柱的充水性：阳泉一矿水文地质条件中等，无承压水及强含水层威胁，所以一般均为“干柱”，只有少数陷落柱在其边缘或柱体内有少量淋头水出现，柱体内有的砂岩受水浸泡成为流砂状，给“硬过”陷落柱造成很大困难，但尚未发现过陷落柱“突水”现象。阳泉矿区陷落柱星罗棋布，时大时小，排列杂乱，难以看出明显的规律性，但从我矿所揭露的381个陷落柱的分布情况大致可以看出有以下几种趋势。(1)陷落柱以群体分布和单体分布相结合为特征，陷落柱密集区常以10个、20个甚至更多个连续出现，前后左右在200米左右则可出现一个陷落柱，常有两个陷落柱相离很近或连为一体的情况。而单个陷落柱则在陷落柱群体与群体之间的空档地零星出现，与陷落柱群体联系不大，关系不密切。陷落柱群体与群体之间的间隔为20002500米左右，一个群体的范围约在1500×2500米左右。(2)陷落柱群体呈现北西南东向斜列展布。从陷落柱个体关系上看，其排列方向主要为三组，以北西向排列为主，近东西向排列次之，北东向排列仅为局部所见。(3)陷落柱密集区多集中在波浪状短轴褶曲和鞍状构造发育的地区。其陷落柱平面形状以近圆状、椭圆居多，在主要背向斜轴部陷落柱一般不甚发育，在褶曲翼部则常有零星陷落柱出现，其平面形状以扁状椭圆居多。2陷落柱对煤层及煤层开采的影响程度：3号煤层已采区中共发现陷落柱345个，陷落柱面积共计0.55平方公里，占已采区面积的3.9%。目前3#煤层中已有17个采区回采结束，全部有陷落柱存在。十八采区也即将结束回采。十八采区总面积为2.72平方公里，地质储量为577万吨，共揭露陷落柱46个，平均密度为16.9个/平方公里，陷落柱面积为73600平方米，占采区面积的2.7%。由于陷落柱影响而损失的储量为48.6万吨，占采区总储量的8.4%。由于陷落柱的存在使许多工作面未能按设计布置成正规工作面，只能切割部分小面。在回采当中若遇大的陷落柱被迫重穿腰巷甚至提前结束回采时有发生，严重影响了产量、采区衔接和经济效益。从现有的地质资料分析，今后仍将有一半以上的采区处于陷落柱分布密集的地区内。由于陷落柱的生成原因决定了上部煤层存在的陷落柱下部煤层肯定存在，而且还会出隐蔽的陷落柱，所以，愈往下部，陷落柱对煤层的破坏以及对开采的影响将大于上部煤层，可见陷落柱为影响开采的最主要地质因素。3对陷落柱控制方法和研究程度。控制方法：如果回采工作面揭露陷落柱的一部分，一般是用皮尺和罗盘把位置、大小和产状(包括柱面产状和陷落角)测出，即控制了揭露部分的大小和形状，然后据产状及有关资料对整个陷落柱的大小和形状进行预测，即可圈出整个陷落柱的形状和大小。如回采工作面中所遇的陷落柱柱体是随工作面的推进很快地往两边（进风和回风方面）延伸，说明它的长轴方向与工作面推进方向垂直。如果柱体一方延伸较快，一方逐渐缩短，说明它的长轴方向与工作面推进方向斜交。如果柱体往两方较快地收缩，说明它的长轴方向与工作面推进方向一致。如果柱体往两方发展延伸较慢，柱体面与煤层的接触面走向逐渐偏斜，在这种情况下，预测陷落柱的形状有可能是圆形。在掘进巷道中如遇上了陷落柱，也是根据柱体面产状的变化情况来确定它的大小和范围。在必要的情况下也可采用物探、钻探或巷探进行控制。对于巷道已圈定的回采工作面，在回采前必须采用物探手段确定工作面异常区，再用钻探的方法确定其大小。研究程度：前人曾对一矿井田内陷落柱进行过深入细致的研究，并发表过阳泉一矿陷落柱分布及形成特征论文，于1989年获阳泉市科技论文一等奖，为一矿今后对陷落柱的预测提供了有力的理论依据，其主要结论为：从岩溶陷落柱的形成条件分析，一矿井田均在奥陶系地下水迳流带分布范围之内，其迳流方向为由北西向南东，陷落柱亦为北西南东向呈带状分布。由于基底构造控制煤系构造，所以在鞍状构造和短轴褶曲发育地区为群体陷落柱发育区。在煤层走向变化较小，煤层倾角相对较大的地区，则分布有零星的单体陷落柱。在阳泉地区的地质条件下，根据煤层构造形态的展布特征进行陷落柱区域分布规律的预测将是有益的。第五节 水文地质情况一、地表水系简述：本井田河流属海河流域的滹沱河水系，以落雁垴庙梁佛爷梁王兰山刘备山分水岭，呈大致东西向横贯井田中南部，形成中部高，南北低的地势。南面主要有保安沟河、芦湖沟河和蒙村河。保安沟河及芦湖沟河分别流经本井田西南部、东南部，蒙村河源于本井田内东部的曹黄沟、王兰沟、老坪沟一带；北面主要有召山河、燕龛河、元子沟河、白家沟河、鸽子塄沟河。召山河源于巨沟、高家沟、红简沟、杨家峪沟、四亩堰、营房沟一带，燕龛河源于蔡家峪、回沟峪、羊皮凹、张花沟、王兰山、老虎圪梁一带，元子沟河、白家沟河和鸽子塄沟河，源于本井田北部、西北部。这些河流为季节性河流，冬春干涸无水，69月雨季时，流量剧增，历史记载，1966年8月23日蒙村河最大流量367200m3/h，最高洪水位1.2m，老坪沟最大流量255502.8m3/h，1983年5月连续降雨后召山河最大流量可达169200m3/h，本水系与煤层、含水层露头走向多为垂直或斜交关系，唯蒙村河与煤岩层露头走向线大致平行。二、井田内含水层、隔水层岩性特征及其水力联系：(一)主要含水层：本井田含水层多属局部孔隙裂隙含水层。含水层的富水性与控水地形、构造有关，一般在向斜地段含水较多，其它部位含水性极弱。本井田含水层按岩层充水空间性质、地下水埋藏条件及水文地质条件相似的邻区钻孔含水层抽(放)水试验，结合生产中揭露的实际情况以及矿井涌水量综合分析可划分为六个含水层和一个隔水层。现分述如下(按从老至新的顺序)：1中奥陶统马家沟组灰岩岩溶裂隙含水层：本含水层为深灰色角砾状灰岩、右灰岩。角砾状灰岩为厚层状，角砾块大小不等，角砾成分以灰岩为主，裂隙和溶孔发育，透水性能好，且连通性好，为一良好的含水层。石灰岩坚硬致密，质纯性脆，裂隙较发育，均被方解石充填，埋藏较深，均在地表以下400500米处。据036号钻孔资料，揭露奥陶系灰岩127.63米,石灰岩坚硬质纯，中部的角砾状灰岩厚约66米，由孔深569.73米开始，灰岩裂隙发育，钻进中消耗泥浆水为0.02米3/分，终孔深度为573.36米。三矿扩区374号孔揭穿奥陶系灰岩236.88米，中部为致密状白云质灰岩和角砾状灰岩，底部小溶孔密集，在钻进中漏水，未测到真实水位。三矿竖井水源孔(水1、水2号)，阳泉市工人文化宫2号孔和晋东化工厂水源孔，揭穿奥陶系灰岩厚度为236.88618.05米，岩溶裂隙发育，深度在218350米左右。钻孔抽水结果为：涌水量为0.420.97米3/分，水体标高为409.8418米，含水丰富，地下水于深部循环。一矿北丈八井主皮带斜井和三吨底卸煤仓揭穿奥陶纪灰岩19.5米，其岩性坚硬、质纯、致密，未发现溶孔。据邻区钻孔抽水试验资料，本层地下水的总硬度为56.74(德国度)，硫酸盐为315.93毫克/升，PH值为7.1，属弱碱性水。邻区钻孔揭露奥陶系灰岩的情况如表(5-2-1) 表5-2-1位 置孔 号标 高(米)孔 深(米)见水位深 度(米)厚 度(米)稳定水位(米)水位标高(米)涌水量(米3/分)坡头村西374806.62692.31未 见236.88三矿竖井水l448.82337.10218.77337.10井下 39409.80.420.54三矿竖井水2448.80618.05166.55618.05井下 35413.8工人文化宫2号664.62500350421.46250414.62大于0.96晋东化工厂水源孔628.0413.32249.78383.48210418.0大于0.96备 注见水位深度指由奥陶纪灰岩侵蚀面算起的深度。从以上收集的资料来看，目前一矿开采的最深水平为北丈八井井底车场，标高为669米，高于奥陶系灰岩的水位约200米，因此奥陶系灰岩的水对本井田各煤层的开采基本上无影响。2石炭系上统太原组石灰岩、砂岩裂隙含水层：主要由K2，K3、K4石灰岩、K1砂岩及“怪砂岩”组成，总平均厚度为31.49米。各含水层的情况如下。K2(四节石)：为15号煤层老顶，一般为23层，平均厚度为11.75米左右。扩区勘探钻孔打至该层位的向斜部位时，钻孔有微量的涌(漏)水。在矿井生产中，在向斜部位揭露该层位时，曾出现过不同程度的淋头水和涌水现象。北丈八井8501工作面的5号放水孔，进尺在13米时打到该层位，瞬间最大涌水量达0.6米3/分；8604上层工作面北部为一短轴向斜，工作面从切巷开始由北向南开采到37米处时，K2顶板垮落，短时涌水量达0.48米3/分。它与上马家沟组含水层的间距约72米左右。K3(钱石)：为13号煤层的顶板，平均厚约3.2米，钻孔揭露该层位时，耗水量一般为1.66×10-48.33×10-4米3/分，含水性极弱。它与K2的层间距为23米。K4(猴石)：它与上部的薄层砂岩裂隙稀少，含水性极弱。K3与K4的层间距为16.7米左右。“怪砂岩”：位于K2与K3之间，为15号煤老顶，厚度变化较大，不稳定。北丈八井8401工作面的放水钻孔打进该层位l米时，钻孔涌水量为0.0110.026米3/分。它与K2的层间距为6.12米，它与K3的层间距为7.15米。K1(砂岩)：为15号煤层老底，井下工程在向斜地段施工时，曾见到淋头水及微量涌水现象，含水性弱。它与K2的层间距约11.6米。三矿686号孔和济生井田济l号孔于K1含水层进行抽水试验的结果为：单位涌水量为0.00060.00489升/米·秒，渗透系数为0.00316-0.048米/日。矿井开采12号煤层的平均富水系数为0.192，15号煤层的富水系数平均为0.111。地下水化学类型：HCO3·SO4Ca或SO4·HCO3Ca型水，矿化度0.4克/升。上述情况表明，该含水层属局部半透水性裂隙含水层。3二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层：主要由3号煤层顶板砂岩和K7(砂岩)组成。K7(砂岩)为本组基底，为中粗粒砂岩，岩性坚硬，平均厚约6.68米，最厚为17.48米。3号煤层顶板为中粒细粒砂岩，厚度变化较大，往往被粉砂岩代替，平均厚约15.87米，局部裂隙发育。K7与K4的层间距约48.76米，K7与3号煤顶板砂岩的层间距约23.46米。K7(砂岩)：大多数钻孔钻至该层位时，耗水量为3.33×10-4米3/分5×10-3米3/分。北部D2l2号孔钻至该层位时，裂隙发育，水位高出地表1.26米 ，测得流量为0.003米3/分，单位涌水量为0.0397升/米·秒。北四尺井三下山放水钻孔打至该层位时，钻孔涌水量为0.02米3/分。3号煤层顶板砂岩：在生产中，当采掘揭露了该砂岩时，常出现不同程度的淋头水和涌水现象。北头咀井二南126与307工作面在回采中 ，该层砂岩的涌水量分别为0.09米3/分和0.167米3/分；1403工作面采至向斜部位时，整个工作面有一半地段出现淋头水、涌水现象而影响了生产；1604工作面回采时，当采至中部向斜部位时，该层砂层的涌水量为0.12米3/分；七下山东八正巷掘进到1593号测点东20米处时，该砂岩裂隙泄水达0.0083米3/分(1989.12.23)。三矿686号孔于山西组砂岩含水层进行简易抽水的结果为：单位涌水量为0.0002升/米·秒，渗透系数为0.011米3/日。开采3号煤层的含水系数，历年最大值为2.518，历年平均值为0.45。地下水化学类型为：HCO3·SO4-Ca型水，矿化度为0.29克/升。上述资料表明：本组含水层属局部半透水性裂隙含水层。4二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层：由灰白色的K8(砂岩)和灰色K9(中粒砂岩)组成。K8(砂岩)为本组的基底，K9(砂岩)位于本组的中下部，总平均厚度为15.90米。本组地层裂隙不发育，钻孔的漏水点少，含水性弱。三矿686号孔于本组地层的简易抽水试验结果为，单位涌水量为0.00310.00304升/秒·米，渗透系数为0.6260.040米/日，水位标高为795.61米。K8与K7的层间距为51.1米，K8与K9的层间距为43.05米。5二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层：主要由灰白、灰绿色的K11(中粗粒砂岩)和K12(含砾中粗粒砂岩)组成。广泛出露于本井田地表的分水岭两侧的山梁及山顶部位，多形成高山陡坎地貌。岩性坚硬，由于风化作用，地表裂隙发育。K11厚5-25米，平均为15米，全区稳定。K12一般中间夹2-3层砂质泥岩，厚度为35米左右，全区稳定。K11与K9的层间距为160.78米，K11与K12的层间距为71.5米。沿沟谷常见这两层砂岩裂隙的下降泉出露。K11的流量为0.00162米3/分0.02718米3/分，K12的流量为0.0015米3/分0.04836米3/分，雨季较大，旱季变小或干涸，与深部含水层无水力联系。扩区南部3-50号、3-62号钻孔揭露这两层砂岩时，地下水从孔口涌出，水量分别为0.093米3/分和0.028米3/分，地下具有承压性质。地下水化学类型为：HCO3Ca型，水矿化度为0.2240.243克/升，水温为1115。6第四系冲积、洪积孔隙含水层：由河卵石、砾石、滚石、砂、亚砂土等组成。主要分布在井田内河床或低凹地带。在蒙村河、召山河分布较厚，约1.68.7米。雨季含水丰富，旱季水量较小，潜水位随季节性变化明显。地下水化学类型为：HCO3Ca型水，矿化度为0.260.306克/升，水温为1213，因埋藏浅，水质易受污染。各裂隙含水层在露头区接受大气降水补给后，以传递静水压力的形式进行层间水平运动，从北东向南西运动或从煤系露头裂隙带垂直补给地下，由于补给水源不充沛，所以深部含水层得到的补给水量很少，在地形、构造的控制下，形成了具有本井田水文地质特点的局部含水层。（二）、隔水层：石炭系中统本溪组隔水层：岩性以泥质岩、粉砂岩为主，中夹铝土岩、铝土质泥岩、细砂岩及24层薄层石灰岩。各层石灰岩厚度均为1米左右，岩性致密，裂隙不发育，没有发现岩溶现象。井田内的钻孔穿过此层位时，水位、耗水量无变化。邻区荫营煤矿l号孔于本层的简易抽水结果为：单位涌水量为0.00085升/秒·米，含水性极弱，本组地层相对上下各含水层而言，可视为隔水层。（三）、水力联系：本井田内各含水层之间均存在具有隔水性较好的泥岩，因此彼此之间没有水力联系。但是由于对煤层特别是对多煤层（煤层群）的开采，上覆煤层的开采速度超越下伏煤层，采动力造成岩层移动，使采空区上方岩层产生塌陷、裂隙，局部隔水层的完整性被破坏，而失去隔水性，这样就造成含水层与含水层之间，含水层与采空区之间发生水力联系，且在采空区适宜蓄水的部位形成采空区积水。这种由于采动力形成的水力联系通道是造成本井田矿井涌水的主要充水途径。从生产揭露的构造来看，只在极个别断裂破碎带、陷落柱体内及周围有淋头水出现，尚未发现突水现象。至目前为止，还未发现导水性良好的断裂和陷落柱。三、矿井充水因素：在生产中发现，不同采掘