1、大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 9 -第一章 矿井概况及安全条件第一节 井田概况一、地理概况1交通位置本井田南距大峪沟镇 5km，西北距巩义市 12km。310 国道从大峪沟镇通过，陇海铁路和开(封)洛(阳)高速公路从北部约 6km 通过。大峪沟高山沥青公路从区内中部通过，区内各村庄之间均有沥青公路及简易公路相通，交通较便利，见图 1-1-1。2自然地理区内地势总体上呈东高西低，南高北低，中部沟谷发育而低凹。区内最高点为付山，海拔+664.9m，最低点在致富沟入口，海拔+212.0m，相对高差 452.9m。全区沟岭相间，纵横交错，沟谷多呈“V”字型，
2、山脊多呈鱼脊状和馒头状，地形切割严重，呈侵蚀低山丘陵地貌景观。矿区内仅在西部有一条河流，即东泗河，属黄河流域伊洛河水系，发源于南部山区，流向西北，于站街镇东北汇入伊洛河，经神北横切邙岭注入黄河，该河为一季节性河流，以排洪为主，由于附近各煤矿排水的注入，现为常流不断的小溪。该河上游筑有凉水泉水库，位于大峪沟井田 19 勘探线附近，是本区主要地表水体。据现有资料显示，其蓄水面积 1067m2，水深 1.5m，库容 16008m3，为一小型塘坝，以拦、蓄洪水，农田灌溉为主。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 10 -大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第
3、一章 矿井概况及安全条件- 11 -本区属暖温带大陆性半干燥季风气候，春秋季干旱且多风，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥少雨雪。据巩义市气象站资料，各种气象要素如下：（1）气温：最高气温为 43C，最低气温为-15.4 C，年平均气温为 14.6C。（2）蒸发量：该区蒸发量较大，年平均蒸发量为 2136.4mm。（3）降雨量：降雨量少而集中，年平均降雨量为 583mm，一般集中在 79 月份，约占全年降雨量的 70。（4）冻土深度：11 月中旬开始降雪、冰冻，最大积雪厚度21cm（1972 年 12 月） ，最早霜冻时间为 10 月份，最大冻土深度为22cm（1977 年 1 月） ，年最长霜冻期
4、60 天，年平均霜冻期 43 天。（5）一般风速 3.4m/s，最大风速 20m/s。（6）地震：根据河南地震历史资料记载，荥巩一带曾发生过 40 余次地震，其中破坏性较大的是公元 119 年 3 月 10 日的汜水(并入荥阳市)地震，震中在洛阳附近，烈度为八度。距今最近的一次是 1973 年 12 月 14 日发生在巩义的 3 级有感地震。上述历次地震对本区均有波及。据抗震设计规范(GB50011-2001)及历年发生的地震资料，本区震级为 5 级，地震烈度按 7 度设计。二、主要自然灾害矿区的主要自然灾害为气象灾害，由于降雨集中在 7、8、9 三个月，雨量大时易形成洪涝灾害。三、矿区煤炭生
5、产概况矿区南部多为小窑开发，西部有巩义市红旗煤业有限公司红旗井和郑州市金龙实业总公司下属的金龙煤矿。巩义市红旗煤业有限公司红旗井在矿井东部凉水泉水库附近与大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 12 -本矿相邻，开采二 l煤层。1992 年建井，1994 年 10 月投产。建主、副斜井各 1 个，设计生产能力为 450kta，现实际生产能力为700kta。两翼开采长度为 1500m，目前开采水平为+50m 以上。煤厚 023.80m，平均 4.40m，厚度变化较大。煤层顶板以砂质泥岩、炭质泥岩及泥岩为主，局部为细粒砂岩；底板为黑色砂质泥岩或炭质泥岩。开采方法为
6、走向长壁式炮采放顶煤，顶板管理采用全部垮落法。运输上山和轨道上山均布置在二 l煤底板 L7灰岩中，距离煤层底板 15m 左右，运输顺槽和回风顺槽沿煤层布置。采煤工作面长度 100m，工作面年产量 450kta，采煤工作面配风量为 13.3m3/s，煤巷掘进工作面配风量 5m3/s，岩巷掘进工作面配风量 3m3/s。矿井正常涌水量为 50m3/h，最大涌水量为 151m3/h。相对瓦斯涌出量为7.46 m3/t9.36m 3/t，一般回采时绝对瓦斯涌出量为 2m3/min，掘进时为 34m 3/min，现按高瓦斯矿井管理。金龙煤矿为郑州金龙实业总公司下属企业，1998 年建井，2000年投产，立
7、井开拓，开采一 1煤层，设计生产能力为 450kta。煤层厚度 1.00m 左右,采煤方法为走向长壁式炮采。煤层顶板为石灰岩或粉砂岩，底板为铝土质泥岩。矿井正常涌水量为 150 m3/h160m 3/h。瓦斯涌出量小，为低瓦斯矿井。四、矿区水源、电源及通信情况1水源利用净化处理后的矿井排水，作为矿井的生产、生活用水。净化处理后的生产、生活污废水，作为工业场地的地面防尘洒水及绿化用水。本矿井工业场地东侧有一水井，可作为矿井建井期间临时水源使用。因此本矿井水源条件可靠，可以满足建井和矿井生产的供水需要。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 13 -2电源矿区附近
8、有距矿井 4km 的竹林镇振兴 llOkV 变电站和距矿井4km 的大峪沟矿务局自建的大峪沟 35kV 变电站。综合考虑后，本矿井设计采用振兴 llOkV 变电站馈出两回 lOkV 架空线路作为矿井主要电源，供电电源可靠。3矿区通信条件矿井对外通信联系，就近接入当地电信部门。第二节 安全条件一、地层本区为低山丘陵地形，基岩大面积裸露。井田内出露的地层有第四系、第三系、三迭系下统、二迭系、石炭系中、上统、奥陶系及寒武系。现将地层由老至新分述如下：1寒武系()出露于井田南部,井田内唯有 2601 孔揭露，厚度 18.87m，岩性为白云质灰岩，全层厚度不详。2奥陶系中统马家沟组(O 2)该组地层多分
9、布在白窑、薛庄、宋沟、南沟、竹林沟、丁烟及刘家一带。顶部为深灰色石灰岩与泥岩互层，隐晶质结构，中厚层状，局部夹灰黄色钙质泥岩薄层，其下为厚层石灰岩，隐晶质结构，质地均一，局部可见暗紫红色的薄层泥灰岩，溶洞发育，下部为含泥质的白云质灰岩或白云岩与泥岩互层，地表实测厚度为148.40m，东部邻区厚度为 237.07m，而井田内钻孔揭露最大厚度151.70m(3103 孔)。本区缺失下奥陶统(O 1)，与下伏寒武系地层呈假整合接触。3石炭系(C)大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 14 -井田内仅有上统太原群及中统本溪群:(1)中统本溪群(C 2)该群地层分布在
10、马蹄沟、马沟、宋沟、竹林沟及瓦窑南一带。由灰色至深灰色豆状或鲕状铝土岩、铝土质泥岩组成。据 417 队钻孔资料，铝土矿层多位于该群地层的中上部，称为 K4矿层带，自西向东矿层带层位有自上向下迁移的趋势，靠近底部多为赤红色的褐铁矿及赤铁矿。该群地层厚度为 3.5733.69m，平均厚度为7.31m。与下伏地层呈假整合接触。(2)上统太原群(C 3)该群地层多展布于钟岭、大峪沟、刘沟南、解放村一带。主要由石灰岩、泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、煤及砂岩组成。依据岩性组合特征可分为三段：上部灰岩段(L 7L 9)、中部碎屑岩段、下部灰岩段(L 1L 4)。可采煤层一 1煤层赋存于该群底部。该群地层厚度变化
11、较大，两极值为 32.4697.20m，平均厚为 63.13m。4二叠系(P)由山西组、上石盒子组、下石盒子组、平顶山组、土门组等地层组成，总厚度一般 920m 左右，与下伏地层为整合接触。现由老至新分别叙述如下：(1)下统(P 1)山西组(P 11)该组地层主要分布在水滴河北、荆子沟、黑龙潭、大峪沟、张沟、解放村至园枣树附近。由煤、炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩及砂岩组成。主要可采二 1煤层赋存于该组的底部。全组厚39.59110.68m，平均厚 76.82m。下石盒子组(P 12)大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 15 -主要分布在石渣坡、坟沟、塚子沟、黑
12、龙潭、钟岭、大峪沟、全神庙、庙岭至园枣树一线。按其岩性特征可分为上、中、下三部分，上部为深灰色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩夹薄层细砂岩，含有植物化石碎片，靠近下部具有小暗紫斑。中部为砂质泥岩与泥岩互层，间有紫斑、微含铝质，夹有透镜体状的细砂岩，偶尔含有不可采的薄煤层(三煤)，仅 1314 孔见有 0.20m 及 0.45m 两层薄煤，下部为本区较稳定的大紫泥岩(米村泥岩)，厚约 15m 左右，为深灰色灰色含铝土质泥岩，含有豆状和鲕状的菱铁质鲕粒，层位稳定，为一良好标志层。底部为一层厚 510m 的灰绿色中细粒砂岩，但局部为粉砂岩，成分以石英、岩屑为主，分选中等，硅泥质胶结，含泥质及菱铁质包体、黄铁矿
13、结核，具大型斜层理，俗称砂锅窑砂岩，是与山西组分界之良好标志。本组最小厚度 53.24m，最大厚度130.42m，一般厚 90m 左右。(2)上统(P 2)上石盒子组(P 21)主要分布于荆枝沟经岳寨、将军岭南岭、庄子沟、口头园南的井田中深部一带。以田家沟砂岩底界面为界，可分为上、下两段。下段(P 21-1)：该段包括四、五、六三个煤组，由深灰色、灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、粉砂岩及灰白色中细粒砂岩组成。煤层不甚发育，仅有 1708 及 2504 两孔分别见到五煤和四煤层，均不可采，四煤组底板砂岩据地表出露和钻孔资料，其岩性为浅灰、灰绿色中细粒砂岩，底部常为粗粒或含砾砂岩，具缓波状层理及斜层
14、理，泥质胶结，层位较稳定，为上、下石盒子组分界之标志层。该段厚一般167.00m 左右。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 16 -上段(P 21-2)：该段包括七、八两个煤组，其岩性主要是由灰绿色、土黄色及少量暗紫色的中细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩组成。局部地段在七煤组附近夹有薄层硅质海锦岩，为确定七煤组层位的良好标志。煤层不发育，钻孔穿过层位中仅 106 孔见七煤组薄煤三层，该段底部有一层厚约 20 余米的灰白色中细粒含砾石英砂岩(俗称田家沟砂岩)，其成分单一，石英含量可高达 85，硅质胶结，含泥质包裹体，具斜层理，全井田内层位较稳定，为本组上、下段分界
15、的良好标志层。全段厚约 250m 左右。平顶山组(P 22)主要出露于井田北部的海上桥、大古堆、大坡顶及将军岭北一带。其岩性为浅灰灰白色中细粒长石石英砂岩，局部地段略带肉红色，硅、泥质胶结，分选性中等，滚园度次之，具大型斜层理，有时夹有薄层粉砂岩。厚度由西向东有逐渐变薄的趋势，可作为煤系地层顶部一良好标志层，其厚度约 60 余米。土门组(P 23)主要在青石山、伏山南北一带有大面积出露。按其岩性特征可分为上、中、下三段。上段(P 23-3)：主要由中细粒砂岩所组成，顶部夹有同生砾岩，底部夹薄层钙质粉砂岩或砂质泥岩，含有钙质结核，具缓波状层理及斜层理，厚约 87m。中段(P 23-2)：以紫红色
16、泥岩为主，下部含大量形状不规则的钙质结核，中部夹厚约 1m 左右中细粒溶洞发育的石英砂岩，本段厚度为 84.50m。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 17 -下段(P 23-1): 以灰黄色中细粒砂岩为主，间夹薄层暗紫红色泥岩及粉砂岩，多具大型斜层理，层面含较多的云母片，风化后多呈薄层状。本段地层厚约 100m 左右。5三迭系下统圈门群一段(T 11)主要在井田北部的青石山、伏山一线有零星出露,厚 100m 左右为紫红色中细粒厚层状长石石英砂岩，多具大型斜层理、硅质胶结，性坚硬，富含铁质。地貌特征明显，常形成高山。俗称“金斗山砂岩” 。本群与下伏地层呈整
17、合接触。6第三系(R)仅在白河、马蹄沟北有零星出露,主要为灰黄色砾岩，砾石成份复杂，由石灰岩、粉砂岩、泥岩、石英岩等砾石组成，砾径由220cm，一般为 10cm，滚圆度较好，而分选性较差，多为钙质胶结。厚度不详，与下伏地层呈不整合接触。7第四系(Q)井田内出露面积较广，以不整合的接触关系覆盖于下伏不同时代地层之上，在坏子沟、谚沟、冯寨、海上桥等地沉积面积较广，由黄土、耕植土、砂质粘土、砾石、姜结石等组成，钻孔揭露最大厚度为 33.67m(2807 孔)，而一般常见厚度为 515m。二、构造本井田位于秦岭纬向构造带北亚带嵩山大背斜的北翼。总的构造形态为一走向 280290，倾向 1020，倾角
18、714,单斜构造，区内褶皱不甚发育，构造以断裂为主，主要为东西向断裂，由近东西向、北东向和北西向三组断裂组成。近东西向断裂是与区域纬向大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 18 -构造体系相平行的一组主干断裂，以走向正断层为主，局部伴生有小型的逆冲断裂，并多呈阶梯式或地堑式相间排列，构成了井田内构造的基本格架。北东和北西向断裂多发育于井田东西两端以压扭性正断层为主。此外，井田内尚发育有近东西及北西南东向起伏不大的小型宽缓褶皱。依据现行煤、泥炭地质勘查规范 ，确定构造复杂程度属简单类型。主要断裂有：(1)将军岭滑动构造(F 9)位于本区北部边界附近，是滑动构造
19、的主干断裂，地表出露于岳寨、西北沟、将军岭后沟、马岭北至韩沟一带，东西贯穿全区，倾向北，倾角 6072，落差 070m，东部较大，西部较小。2014、2808 等钻孔揭露明显，地表有I738、III149、214、206、II432、179 等地质点和 k1、k 3、k 4探槽控制，基本查明。F9滑动构造面倾角上陡下缓，呈现“犁式”形状，落差上部大、下部小，当断裂面延深至二 1煤层时，由切割岩层变为顺层错动，对二 1煤层影响较大，局部铲蚀煤层，使煤层断失、变薄或增厚，煤芯构造挤压揉皱现象明显，滑面发育，强度极低，夹矸呈叶片状，有大量滑动构造面及白色次生薄膜。煤层顶板岩芯均较破碎，且具水平滑动镜
20、面及擦痕。对一 1煤层无影响。(2)F104断层该断层位于凉水泉水库至将军岭南岭，延伸长度 1.9Km，走向近 EW，倾向 S，倾角 6570，落差 18m 左右。地表大部被第四系地层覆盖，仅有 1909 孔及 2304 孔两孔见到。1909 孔于孔深123.00m 见破碎带，P 11地层岩芯极为破碎，泥岩被挤压成磷片状，大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 19 -二 1煤层变薄，地层缺失 15m 左右。由于该断层影响，C 3上部地层岩芯倾角高达 60 以上。2304 孔 P12底部岩芯极破碎，岩性混杂，并可见再胶结的断层角砾岩，于孔深 123.40m 见
21、断层带，砂锅窑砂岩受其断层破坏仅保留 1.20m 厚，P 11地层缺失 10m 有余。另从二 1煤层底板等高线图可知，2304 孔与 2504 孔，1909 孔与 1905 孔之间，煤层底板标高亦有明显的不连续。（3）F 6断层位于本区北部边界附近，西起柳树沟断层，向东延伸至区外，延伸长度 8km 以上，为一走向近 EW，倾向 S，倾角 6570 的正断层，断层落差 140m 左右，该断层西段有 507 孔见孔东段见到，东段由地表露头控制。三、煤层本井田属石炭、二迭系含煤地层。含煤岩系有二迭系上统上石盒子组、下统下石盒子组和山西组、石炭系上统太原群。煤系地层总厚 646.16m，共分八个煤组，
22、含煤 21 层，煤层总厚 19.19m，含煤系数为 2.96。其中含可采煤层 2 层，可采煤层总厚 5.64m，可采含煤系数为 0.87。本井田仅有山西组的二 1煤层及太原群的一 1煤层为可采煤层，现分别叙述如下：(1)二 1煤层二 1煤层俗称黄煤，赋存于山西组下部，大占砂岩之下，上距砂锅窑砂岩 65m 左右,下距一 1煤层平均 69m 左右，煤层层位稳定，普遍发育,含夹矸 14 层,岩性多为炭质泥岩或泥岩，局部地段夹矸厚度大于可采厚度，而出现分叉煤层二 12和二 13。二 1煤层直接顶板多为砂质泥岩或泥岩，也有少数钻孔为细砂岩，二 12煤层发育时，则多为炭质泥岩或泥岩，偶尔为细砂岩。二大峪沟
23、矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 20 -1煤层直接底板多为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩，局部地段仅以薄层炭质泥岩与太原群上部灰岩相隔，下距灰岩 0.3934.51m，间距变化大，靠近谷山井田与井田西部个别钻孔，二 l煤层下距灰岩间距较大，间接底板常为一层厚约 10m 左右深灰色细粒至中粒的长石石英砂岩。二 1煤层为全井田普遍发育的主要可采煤层，煤层厚度023.80m，平均厚度为 4.62m，煤层厚度变化较大，据目前钻孔控制情况，厚煤带多集中于 20 线附近。东部及深部有变薄的趋势。井田内厚薄煤带沿北东方向相间排列呈有规律变化。(2)一 1煤层赋存于太原群底部，层
24、位稳定，L 13 灰岩为其直接顶板，厚约10m 左右，本溪群之铝土岩或铝土质泥岩为直接底板，厚 7m 左右，大峪沟三号井煤厚 0.801.40m，最大厚度可达 3.00m；庙沟煤矿煤厚 0.485.00m，一般厚 1.00 米左右。一 l煤层厚度较稳定，矿井开采中未发现无煤带，仅有小面积不可采的薄煤带，大峪沟煤矿三号井薄煤带最大长度 100m 有余。目前一 1煤已开采至-150m 水平以下，井田东西两翼走向开采长度已达 7km，开采面积超过 20km2。综上所述，二 1煤层应为层位稳定，普遍发育，结构较简单之较稳定型厚煤层；一 1煤层属层位稳定，结构较简单，较稳定型大面积可采之薄煤层。四、煤质
25、二 1煤：黑色，以粉、粒状煤为主。煤的原生结构遭破坏，呈现经层间挤压、揉搓的构造煤特征：偶夹块煤，亦为煤粉压固而成，表现为滑面发育，强度极低，f 值较小，指压即碎，遇水则产生大量煤泥。煤的比重较大，平均 1.79,容重达 1.6t/m3。其空隙率为大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 21 -16。煤的导电性良好，电测井视电阻率呈低阻反映，电导率值为50m/m 左右。19 勘探线以西地段，可见煤层下部黄铁矿结核或细晶相对富集的现象。一 1煤：黑或灰黑色，块状煤为主，似金属光泽。贝壳状断口为主，阶梯状、参差状断口次之，煤的硬度较大。据生产井下观察，煤层上部呈薄
26、层状，光亮型煤为主，下部为中厚层状属光亮型和半光亮型煤，中部夹有一层厚 0.20m 左右之半暗型或暗淡型煤。黄铁矿呈薄片状、透镜状或结核状夹于煤中。比重平均 1.92；容重达1.64t/m3。煤的导电性较好，电测井视电阻率亦呈低阻反映。二 1煤层灰份产率之两极值为 10.8540.43，算术平均值为18.96，就其总体特征评价应属中灰煤；一 1煤灰份产率两极值为11.0731.86，算术平均值为 20.03，其总体特征属中灰煤种。二 1煤全硫平均为 0.98，属特低硫煤，原煤干燥基恒容高位发热量平均为 26.05MJ/kg；一 l煤全硫平均 4.58，应属高硫煤，原煤干燥基恒容高位发热量平均为
27、 28.26MJkg。综上所述，一 1煤属中灰、高硫、低磷、高熔点无烟煤种，机械强度及热稳定性良好，但其硫份高，砷含量高，从环境保护和工业利用方面均降低其利用价值。目前供小型化肥厂作为合成氮肥用煤：粉煤作燃料用煤时，也应采取脱硫(脱硫后砷含量也随之降低)或防止环境污染措施。二 1煤层属中灰、特低硫、高熔点无烟煤。可选性分类属中等，但煤泥量大，分选比重高(1.8)，洗精煤占原煤比例小，需解决洗煤工艺和技术问题。煤的可磨性好，发热量高，一般可作动力和民用燃料煤。作火电用煤时，适于沸腾床及硫化床燃料。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 22 -五、水文地质1主要
28、含水层特征(1)寒武奥陶系灰岩含水层寒武系含水层主要有白云质灰岩、灰岩构成，分布于南部山区，因远离煤系地层，对矿床充水影响不大，不再赘述。奥陶系灰岩含水层，由泥质灰岩、泥灰岩、灰岩组成。广泛出露于煤系地层以南的低山丘陵，是煤系地层的基地。据实测剖面厚141.86m。含裂隙岩溶承压水，局部含水丰富，是一 l煤底板直接充水含水层。出露于本层的泉水较少，流量 0.050.982LS，水位标高+190+622.18m。多为季节性泉水。据 2601 孔抽水结果，单位涌水量 q=O0183Lsm，渗透系数 K=0.219m/d，水位标高H=+288.45m。水化学性质比较稳定，一般为 HC03-Ca-Mg
29、 型，矿化度0.200.30gL。PH 值为 775。(2)太原群下段灰岩含水层由 L1L 4灰岩组成。其中 L13 不发育，L 34 发育较好，质地较纯，层位稳定，局部含泥质和燧石结核，为一 1煤顶板直接充水含水层。据 10 个孔的统计资料，灰岩厚度占太原群下段地层厚度的59.6。该层由于受厚度和出露条件的限制，至今尚未发现天然地下水露头。据井下所见，溶隙发育，但不均匀，且多被粘土物质充填。揭见该层有 142 个孔，占全区钻孔 68.9，揭穿 124 个孔，占揭见 87.3。其中遇漏水 10 孔，占揭见孔 7。漏水钻孔的分布，多集中于浅部，标高在+200m 以上，中深部则少见。说明该层裂隙岩
30、溶发育是不均匀的，多以风化裂隙漏水为主，小溶洞漏水则次之。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 23 -该层最大厚度 16.42m(1105 孔)，最小厚度 3.92m(3304 孔)，一般 813m。从太原群下段灰岩水文地质图中可以看出，中部较厚，向两翼有逐渐变薄的趋势。据 1404 孔抽水结果(包括下段中粒砂岩)，单位涌水量 q=0.0198L/sm，渗透系数 K=0.0379md，水位标高H=+340.96m。水质为 HC03-Ca-Mg 型，PH 值 7.35，矿化度0.378gL。该层上距二 1煤底板平均约 69m。(3)太原群上段灰岩含水层上段灰
31、岩由 L6L9 灰岩组成。其中 L7 灰岩发育较好，L8 灰岩次之，L6 和 L9 仅局部存在，各层灰岩之间被泥岩所分割，成为独立的分层，相互之间水力联系较差。L6 和 L9 灰岩，层位不稳定，厚度薄，岩溶裂隙不发育，从水文地质角度来看，视为相对隔水层。L7 和 L8 虽然厚度较大，层位稳定，但被砂泥岩分割。该层上距二1 煤底板平均约 7m。该层的灰岩化学成份：Si02 含量 0.7230.04，平均含量14.94，Al0 3含量 0.188.16,平均含量 1.22，Fe 203含量0.7936.55，平均含量 4.03，一般 13。CaOMgO 含量7.2152.82，平均含量 42.82
32、，从分析结果，Si0 2含量高，可溶性盐类含量较低，不利于岩溶的发育。该层揭露厚度 0.00 (上段灰岩缺失)37.60m(1909 孔)，一般5.0015.00m。从太原群上段灰岩水文地质图中可以看出，厚度由中部向东西两翼有变薄的趋势。据 1909 孔抽水结果，涌水量趋近于零，水位下降 27.69m，经三天后尚未恢复稳定，充分说明本段灰岩含水微弱。据相邻谷山井田 8803 孔资料，单位涌水量 q=0.00043L/sm，水位标高H=+200.21m，渗透系数 K=0.012md。据 7603 孔水质 HC03-K+Na 型，大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条
33、件- 24 -矿化度 0.712gL，PH 值 7.3。(4)二 1煤顶板砂岩含水层系指开采二 1煤顶板冒落裂隙带内(二 1煤上 60m)的中、粗粒砂岩。其中层位比较稳定是大占砂岩、香炭砂岩，均为二 1煤顶板直接充水含水层。据钻孔揭露，砂岩一般 34 层，最多为 14 层(2706 孔)，最少为零；厚度 0.0032.49m(2303 孔)，一般 10.0020.00m。从二 1煤上砂岩水文地质图和 19 线水文地质剖面可见，在短距离内有尖灭和增厚的特点。厚度变化规律性不明显。据三个孔抽水结果，单位涌水量q=0.00005320.00797Lsm，渗透系数K=0.0005300.0352m/d
34、，水位标高 H=287.57212.65m。水质为HC03-K+Na 型，PH 值 8.1，矿化度 0.746gL。(5)三煤组砂岩含水层由三煤组中粗粒砂岩组成。砂岩多被泥岩和砂质泥岩分割成互不发生水力联系的含水层。其中以底部砂锅窑砂岩发育较好，层位稳定，一般厚度 815m。由于出露条件和补给条件不佳，区内尚未发现地下水天然露头和漏水钻孔。从钻孔简易水文地质观测，该煤组漏失量 012m 3h。(2013 孔)含裂隙承压水，含水性微弱。因距二 1煤层位较远，超过了开采二 1 煤的冒落裂隙带高度，故对二 1煤开采影响不大。(6)四煤组砂岩含水层由中粗粒砂岩组成，其中以四煤底板砂岩比较稳定。据280
35、8、1709 孔的资料统计，含水层厚度 8.7021.67m，含水层占层段厚 21.7，砂岩层多被泥岩和砂质泥岩所分隔，形成互无水力联大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 25 -系的含水层。由于相变或尖变及补给条件的不好，使之含水微弱。该层距二 l煤较远，对二 1煤矿床没有影响。(7)五煤组至七煤组底板砂岩含水层由中粗粒砂岩组成。其中以七煤组底板砂岩(田家沟砂岩)比较稳定，其它均在短距离内有尖灭和变薄的趋势。据 2808 孔的资料，厚度 37.55m，占整个层段 27。在区内未发现漏水钻孔，仅在巴家沟、阴沟、张山洼有泉水出露，标高+274+302m，其流量
36、均小于0.5L/s。该层含裂隙承压水，因远距二 1煤层，对二 1煤开发没有影响。(8)平顶山砂岩含水层由灰白色和褐黄色中、粗粒、厚层、石英砂岩组成，硅质胶结，致密坚硬、裂隙发育，出露于区外的北部丘陵区，含裂隙水，在将军岭+352.00m 的陡坎上见有泉水出露，其流量 0.5L/s。据 2808 孔揭露，厚度 61.27m。因距开采煤层远，对煤层影响不大。(9)金斗山砂岩含水层紫红色、厚层状中粒砂岩，成分以石英为主，硅质胶结，致密坚硬。出露于北部的山脊，由于出露条件不佳，没有地下水的天然露头，含裂隙水。(10)第四系(Q)砂、砾石含水层分布于王河河谷和区外的沟谷宽阔地段。主要由冲积洪积而成的砂卵
37、石层，含丰富的孔隙水。在王河河谷玉皇庙以北的地段，已成为农灌和大峪沟矿临时水源基地。据以往民井抽水资料，单位涌水量 q=0.8310.54Lsm，渗透系数 K=21.8888.95m/d，水位埋深 6.7311.75m，水位标高 H=167.25254.77m。水质为 S04-HC03-Ca-Mg 型。PH 值 7.57.25，矿化度 0.6750.912gL。大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 26 -2主要隔水层(1)本溪组铝土质泥岩隔水层主要由泥岩、铝土质泥岩、铝土矿等组成。大峪沟井田内有139 孔揭见本层，占全区钻孔 67.5，揭穿本群 130 孔
38、，占揭见钻孔 93.5。最大厚度达 33.69m(2402 孔)，最小厚度 3.52m(2901 孔)，一般 614m。从太原群下段灰岩水文地质图看出，层位稳定，厚度变化规律不明显，该层充填灌注了奥陶系古剥蚀的溶隙溶洞，因而降低了不整合面附近的富水性，而且增加了阻隔奥灰水进入一 1煤矿坑的隔水强度，故视为主要隔水层。(2)太原群中段砂泥岩隔水层系指 L4、L 6灰岩之间的碎屑岩沉积，主要由中细粒砂岩、泥岩及砂质泥岩组成。局部夹薄层 L5灰岩。据钻孔揭露，厚22.52(2805 孔)57.81m(1309 孔)，一般 3045m，层位稳定，因砂质成分稍高，故具强度大的特点。是太原群上、下段灰岩含
39、水层之间的良好含隔水层。(3)二 l煤底板隔水层系指二 l煤底板至太原群灰岩含水层间的岩层。主要由泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩、局部夹 L5灰岩等组成。正常情况下，是阻隔太原群上段灰岩水进入二 l煤矿床的隔水层，在本区厚度0.4037.82m。该段厚度变化大，稳定性差。在 1511、2603、2903孔以南区段，厚度薄，隔水性能减弱，在二 1煤开采过程中，要引起足够的重视。(4)七煤组平顶山砂岩底隔水层由一套浅灰色和灰色砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩组成。据 2808孔的资料，厚度 206.27m，其厚度大，层位稳定，岩性均一，是一大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件-
40、 27 -良好的隔水层。(5)平顶山砂岩至金斗山砂岩底隔水层主要为一套青灰色、紫红色砂质泥岩、泥岩、细砂岩组成，岩性均一，层位稳定，隔水性好，出露于区外北部丘陵区。它对阻隔上下两个含水层的水力联系，起着良好的隔水作用。3井田水文地质勘探类型据以上资料，二 1煤层水文地质条件简单，直接充水含水层为裂隙岩溶水，属二类一型或三类一型。一 1煤水文地质条件为三类二型。对开采有较大威胁的是底板岩溶突水。4矿井充水因素在浅部，大气降水、地表水及第四系潜水会通过各种裂隙、孔隙渗入地下，或通过回采落顶后的塌陷破裂带充入矿坑：在矿井井巷开拓回采过程中，煤层顶板砂岩含水层首先得以揭露和破坏，其砂岩裂隙水(开采二
41、l煤层时)或灰岩岩溶裂隙水(开采一 1煤层时)将会充入矿坑，构成矿井主要充水水源；还有区外浅部生产井及废弃老窑，积存大量老空老塘水，当未来矿坑回采落顶后的塌陷破裂带或采掘工程一旦与之沟通，就有可能造成溃水淹井事故；一 1煤层底板灰岩岩溶裂隙含水层中所含地下水，在其底板隔水层沉积薄弱地段或在断裂构造发育地段，多会以突水形式充入矿坑，具有水压高、水量大、破坏性强，以动储量为主，不易疏排等特征。本井田内断层主要有三条，其对矿井充水影响程度取决于断层性质、规模、密度及其所切割的地层岩性。由于断层本身是非均质体，其导水性在不同部位有很大差异，即一条断层在不同地段，其导水性也有很大差别。本区断层较少，且为
42、压扭性正断层，使得可采煤层与直接充水含水层对接或间距变小，其砂岩裂隙水或灰岩岩大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 28 -溶裂隙水可能通过破碎带成为煤层开采的充水水源。从本区揭露破碎带的简易水文观测资料看，无冲洗液漏失现象，说明区内断层的导水性较弱。应该指出，以上所述仅仅是勘探时断层在自然状态下的情况，矿井开拓中将会破坏地下水平衡，使断层的导水性发生改变，原本不导水的断层或导水弱的断层也可能转变为导水断层，因此，将来矿井开采时，对断层导水性问题应引起足够重视，避免造成不良后果。5矿井涌水量根据 1982 年 12 月河南省煤田地质勘探公司地质三队编写的河南
43、省巩县荥巩煤田大峪沟井田精查补充勘探地质报告及结合周边矿井的实际情况，确定本矿井的正常涌水量为 116m3/h，最大涌水量为 151m3/h。六、开采技术条件1煤层顶底板据全区揭穿二 l煤层的钻孔资料统计，二 1煤直接顶板为细中粒砂岩的占 296，其厚度一般 515m，最大厚度 21.56m，最小厚度 0.93m，变化规律不明显；直接顶为泥岩(或炭质泥岩)的占39.8，最大厚度 13.90m，最小厚度 0.85m，一般 37m；直接顶板为砂质泥岩的占 30.5，最大厚度 24.07m，最小厚度 1.18m，一般 515m。从以上直接顶板来看，岩性变化较大，厚度也不稳定。二 1煤直接底板的资料显
44、示：直接底板为砂岩的占 11.8，为灰岩的占 9.3，其它均为砂质泥岩或泥岩(包括炭质泥岩)。砂岩的最大厚度 11.25m，最小厚度 0.62m，一般 16m；灰岩的最大厚度 18.55m，最小厚度 1.10m，一般 15m；泥岩和砂质泥岩分布面大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 29 -积较广，最大厚度 12.42m，最小厚度 0.82m，一般为 15m。在直接顶底板与煤层之间，局部存在有伪顶和伪底。其岩性多为炭质泥岩和泥岩，个别钻孔也遇到过粉砂岩。伪顶和伪底的厚度均小于 0.50m，仅个别钻孔的伪顶和伪底达0.600.70m。从相邻井田二 1煤生产矿井
45、新中 12 号井调查，井下为金属支架，垮度 3m。一般情况下直接顶板自然脱落，易于管理。在一般情况下不产生底臌。2瓦斯(1)生产矿井瓦斯本井田西部的红旗井和东部的新中煤矿均开采二 1煤层，据瓦斯鉴定结果，新中煤矿在原来开采二 1煤层时，相对瓦斯涌出量为10.9039.74m 3/t，按煤与瓦斯突出矿井管理。因煤与瓦斯突出频繁，该井已于 1989 年停产。据红旗井瓦斯鉴定结果，相对瓦斯涌出量为 7.469.36m 3/td，见表 1-3-1，现暂按高瓦斯矿井管理。瓦斯主要来源为采掘工作面，一般回采时绝对瓦斯涌出量为34m 3/min，掘进时为 1.52.5m 3min，其次为老窑采空区。表 1-
46、3-1 红旗井历年矿井瓦斯鉴定结果表鉴定时间 绝对涌出量（m 3/min）相对涌出量（m 3/td）矿井瓦斯等级 开采标高（m）1999.11 9.36 9.21 低瓦斯矿井 +1452000.04 8.52 8.97 低瓦斯矿井 +1752001.12 9.06 5.38 低瓦斯矿井 +1352002.08 7.46 4.89 低瓦斯矿井 +1152003.04 8.27 4.50 低瓦斯矿井 +1152004.10 8.33 4.46 低瓦斯矿井 +1002005.08 8.05 4.83 低瓦斯矿井 +100（2）矿井瓦斯本井田总体构造表态为近东西向的单斜构造，滑动构造发育，对二 l煤层
47、顶板的完整性有一定的影响，局部有利于瓦斯的自然排放。本区瓦斯赋存的基本特征大致呈由西向东瓦斯含量逐渐增大，大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件- 30 -由浅到深瓦斯含量逐渐增高的变化趋势。据 2003 年 12 月河南省煤田地质局三队编写的郑州市大峪沟矿务局大峪沟井田东段二 1煤层瓦斯地质勘察总结中预测，本区二 l煤层埋深、变质程度、成煤环境、煤层所处地质构造条件、煤体结构等影响煤层瓦斯赋存与涌出的地质条件与红旗井大致相同，仅瓦斯含量较红旗井高，因此，推测本井田未来新井开采时，瓦斯涌出特征与红旗井相似。本井田煤层瓦斯含量为 4.49 m3/t11.22m 3
48、/t，一般在 8m3/t，在假设未来新井即改扩建后的生产效率、采煤方法与红旗井大致相同的前提下，以红旗井相对涌出量与原始煤层瓦斯含量之间的关系(1.76 倍)计算，本矿井相对瓦斯涌出量应为 7.9019.75m 3/td，一般应在 14.08m3/td 左右，为高瓦斯矿井。3煤尘据 1760 孔取样测试资料，二 1煤层煤尘火焰长度为 0，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为 0，应属无煤尘爆炸危险性煤层。据本井田西邻红旗井生产资料显示，二 1煤以粉煤为主，在采掘过程中，煤尘含量较大，生产中仍应采取降尘措施。4煤的自燃据区外 1711 孔取样测试资料，二 l煤层着火点温度原煤样为413C，氧化样为 407C，还原样为 425C，属不易自燃煤层。5煤层的突出危险性根据河南省煤田地质局三队 2003 年 12 月提供的郑州市大峪沟矿务局大峪沟井田东段二 1煤层瓦斯地质勘探总结及河南省煤田地质局文件豫煤地（2004）7 号的评审意见，由于本区二 1煤层瓦斯压力相对较小，缺乏煤与煤层瓦斯突出的动力条件，确定本大峪沟矿务局将军煤矿改扩建初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全
