1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 :山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)雙柳礦防治水分析規(guī)劃 專 業(yè) 煤礦開(kāi)采技術(shù) 班 級(jí) 13級(jí) （ 2） 班 學(xué) 號(hào) 姓 名 張永義 指導(dǎo)老師 2016 年 5 月 2 山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)雙柳礦防治水分析規(guī)劃 摘 要 本文主要對(duì)雙柳礦井的地質(zhì)構(gòu)造，地下水等的研究，目的使之能更好服務(wù)生產(chǎn)進(jìn)而取得良好的效益，研究的方法主要是實(shí)地觀察，測(cè)量和參考文獻(xiàn)。取得較詳細(xì)的地質(zhì)資料，提出了地質(zhì)工作的重要意義，輕視地質(zhì)工作必定帶來(lái)不利局面，提醒煤礦必須重視地質(zhì)工作。 關(guān)鍵詞 礦井 地層 構(gòu)造 水文 意義 3 目錄 山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)雙柳礦防治水分析規(guī)劃 . 2 摘 要 . 2 前言 . 5 第一章 礦井基本概況 . 7 第一節(jié) 礦井概況 . 7 第二節(jié)、礦井以往水文地質(zhì)工作 . 8 第二章 地層 . 14 第一節(jié) 構(gòu)造 . 14 第二節(jié) 井田內(nèi)含水層 . 16 第三節(jié) 井田內(nèi)隔水層 . 20 第三章 礦井水文地質(zhì)條件及其水害類型 . 24 第一節(jié) 水文地質(zhì)條件分析 . 24 第二節(jié) 礦井充水途徑 . 28 第三節(jié) 煤層受水害威脅 . 31 第四章 礦井水文地質(zhì)類型劃分 . 35 第五章 煤層 . 37 第一節(jié) 防治水整體規(guī)劃（ 20102014） . 37 第六章 礦區(qū) 水文地質(zhì) . 38 第一節(jié) 礦井防治水物探 . 38 第二節(jié) 構(gòu)造導(dǎo)水性探查 . 42 第三節(jié) 太原組灰?guī)r水的探查及疏放 . 44 第四節(jié) 采空積水疏放 . 47 第五節(jié) 防水煤柱留設(shè) . 50 第六節(jié) 掘進(jìn)工作面與采煤工作面防治水技術(shù)措施 . 51 第七節(jié) 地表水的防治 . 56 4 第七章 構(gòu)造對(duì)生產(chǎn)、開(kāi)采、采區(qū)、工 作面布置的影響 . 58 第一節(jié) 防治水專項(xiàng)技術(shù)研究 . 58 第二節(jié)采煤工作面底板突水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào) . 66 第八章 水文地質(zhì)工作內(nèi)容 與技術(shù)要求 . 74 第九章 礦井防排水系統(tǒng)評(píng)價(jià) . 77 第十章 防治水工程實(shí)施進(jìn)度與費(fèi)用概算 . 78 第十一章 結(jié)論與建議 . 80 主要參考文獻(xiàn) . 80 5 前言 煤礦水害是與瓦斯、火災(zāi)等并列的礦山建設(shè)與生產(chǎn)過(guò)程中的主要安全災(zāi)害之一，長(zhǎng)期以來(lái)，因?yàn)槊旱V水害而給國(guó)家和人民帶來(lái)的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失極為慘重。近年來(lái)，煤礦重特大水害事故、突水淹井、淹采區(qū)事故多發(fā)， 并有逐步上升的趨勢(shì)。為遏制煤礦重特大水害的事故的頻繁發(fā)生，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局和國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局 就加強(qiáng)大煤礦防治水工作提出 了關(guān)于加強(qiáng)煤礦水害防治工作的指導(dǎo)意見(jiàn)（安監(jiān)總煤礦 （ 2006） 98號(hào) ），明確要求煤礦企業(yè)要認(rèn)真編制 并組織實(shí)施礦井中 長(zhǎng)期 防治水規(guī)劃和年 度防治水 計(jì)劃 。 2006年 6月 15日，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局局長(zhǎng) 趙鐵錘在 全國(guó)煤礦 水 害防治工作座談會(huì) 上再次要求 各煤礦企業(yè)和有關(guān)單位要針對(duì)當(dāng)前及今后一個(gè)時(shí)期煤礦水害防治工作的實(shí)際 情況 ，認(rèn)真編制煤礦防治水 規(guī) 劃和 水害 應(yīng)急預(yù)案，建立礦井水害防治工作長(zhǎng)效機(jī)制 。這一方面表明了國(guó)家有關(guān)部門(mén)在對(duì)煤礦水害的高度關(guān)注，另一方面表明了煤礦中長(zhǎng)期防治水規(guī)劃在防治水工作中的重要性。 雙柳煤礦是汾西礦業(yè)集團(tuán)主力礦井之一，雙柳井田地處河?xùn)|煤田中部，在水文地質(zhì)單元中屬柳林泉域系統(tǒng)。現(xiàn)年產(chǎn)原煤 250萬(wàn)噸，目前開(kāi)采二疊系山西組3#、 4#煤層（上組煤）。在未來(lái) 5年內(nèi)，雙柳煤礦計(jì)劃開(kāi)采石炭系 8#、 9#、 10#煤（下組煤），由于開(kāi)采深度增大，面臨的水文地質(zhì)問(wèn)題更加嚴(yán)重。上組煤和下組煤層都存在帶壓開(kāi)采問(wèn)題。上組煤距離太原組灰?guī)r含水層 20 30M，承受太灰水壓 2 5組煤距離奧灰含水層平均 60m，煤層底板承受奧灰水壓 2 時(shí)由于下組煤層的直接頂板為太原組灰?guī)r，在開(kāi)采過(guò)程中受到頂板灰?guī)r水的影響。已探明和未探明的斷層及陷落柱的導(dǎo)水性也是雙柳礦現(xiàn)存的較大水文地質(zhì)問(wèn)題。 鑒于以上存在的諸多水文地質(zhì)問(wèn)題，汾西礦業(yè)集團(tuán)委托煤炭科學(xué)研究總院西安研究院為雙柳煤礦編制防止水 5年規(guī)劃，合理地安排礦井防治水工作，避 免礦6 井防治水工作的盲目性，合理而有計(jì)劃、有步驟地安排防治水的工程和科研項(xiàng)目，確保煤礦安全和高產(chǎn)高效。 本項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中收集了礦井已有地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，分析了礦井水文地質(zhì)條件，確定了礦區(qū)存在的水文地質(zhì)問(wèn)題，并針對(duì)雙柳煤礦的水文地質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合雙柳煤礦的采掘計(jì)劃，提出了雙柳煤礦的防治水規(guī)劃總體思路，確定了雙柳煤礦防治水策略，論證了各項(xiàng)探查工程的必要性，合理性和可行性。從礦井地下水觀測(cè)網(wǎng)建設(shè)、礦井水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探、工作面水文地質(zhì)條件探查、防治水工程安排以及礦井日常水文地質(zhì)工作要求等方面，全面規(guī)劃了雙柳煤礦 今后的 防治水工作。規(guī)劃的制定將對(duì)雙柳煤礦以后的防治水工作有很大指導(dǎo)作用，其實(shí)施將保障礦井的安全高效生產(chǎn)。 本規(guī)劃編制依據(jù)： 1、煤礦安全規(guī)程 (國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局， 2007 年 1月 )； 2、礦井水文地質(zhì)規(guī)程（煤炭工業(yè)部， 1984年 5月）； 3、 礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范（國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局， 1991 年）； 4、 井下探放水技術(shù)規(guī)范（煤炭工業(yè)部， 1996年 12月）； 5、建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程（國(guó)家煤炭工業(yè)局， 2000年 5月） ； 6、 關(guān)于加強(qiáng)煤礦水害防 治工作的指導(dǎo)意見(jiàn)（ 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局 安監(jiān)總煤礦 （ 2006） 98 號(hào) ）； 7、雙柳煤礦水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告（煤炭科學(xué)研究總院西安研究院，2008年）； 8、雙柳煤礦 2010 2014年生產(chǎn)銜接規(guī)劃； 7 第一章 礦井基本概況 第一 節(jié) 礦井概況 一、 礦區(qū)交通地理概況 汾西礦業(yè)集團(tuán)雙柳煤礦位于山西省河?xùn)|煤田中部。南距柳林縣城 17政區(qū)劃屬呂梁地區(qū)柳林縣。井田面積 范圍北至三交三號(hào)井田精查區(qū)13剖面線，南至聚財(cái)塔北斷層，東至精查區(qū)東界。區(qū)內(nèi)交通較為便利，柳林縣有鐵路和公路與全國(guó)各地相通，縣城通往孟門(mén)鎮(zhèn)的油路從礦區(qū)中部穿過(guò)，距 307國(guó)道 16 圖 1通位置圖 二、 礦區(qū)地理 本區(qū)屬呂梁山系，為典型的黃土高原地貌。地形形態(tài)主要為侵蝕地形，表現(xiàn)為強(qiáng)烈切割的梁峁?fàn)畹椭猩近S土丘陵，沖溝密集而窄、河床基巖出露。區(qū)內(nèi)植被稀少，水土流失嚴(yán)重。 縱觀區(qū)內(nèi)地形，東高西低，溝谷基本呈東西向垂直黃河分布。區(qū)內(nèi)地形最高點(diǎn)位于白家坡南，標(biāo)高 +低點(diǎn)為西南角的黃河灘，標(biāo)高 +區(qū)屬黃河水系，區(qū)內(nèi)無(wú)大的河流，只有數(shù)條東西向的季節(jié)性流水的沖溝向西匯入黃河。雨季水流量8 大， 79月份流量占全年的 50 70%。黃河從區(qū)西緣流過(guò)，流經(jīng)距離約 10床高程約 +610 +650m，年平均流量 s，最大流量 19500 m3/s 。 本區(qū)地處晉西北黃土高原，為大陸性季風(fēng)氣候，暖溫帶半干旱地區(qū)。 1月份最低，平均為 7月份最高，平均 多年平均降水量 大降水量在 7月份，為 1299小在 12月份，為 發(fā)量年平均值為 大在 6月份，平均為 三、 礦井生產(chǎn)概況 雙柳煤礦前身是柳林的白家焉煤礦，為年產(chǎn) 15萬(wàn)噸的地方小煤礦。 1999年，汾西礦務(wù)局在國(guó)家煤炭工業(yè)局以煤規(guī)字 1999第 129號(hào)關(guān)于成立汾西礦務(wù)局雙柳煤礦的請(qǐng)示和國(guó)家計(jì)委以計(jì) 1999第 946號(hào)關(guān)于汾西礦務(wù)局雙柳煤礦擴(kuò)界問(wèn)題的批復(fù)的基礎(chǔ)上，對(duì)原有井田進(jìn)行擴(kuò)界后開(kāi)始技改擴(kuò)建，從 1998年 9月 18日開(kāi)始建井， 2001 年 6月 29日開(kāi)始投產(chǎn)， 2002年 5月 28日正式掛牌成立雙柳煤礦，隸屬汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 150 萬(wàn)噸 /年，經(jīng)過(guò)多次技改擴(kuò)建，目前主采山西組煤層，實(shí)際生產(chǎn)能力 300萬(wàn)噸 /年。礦井采用立、斜井混合開(kāi)拓方式，采區(qū)是大巷中央開(kāi)拓，雙翼布置工作面回采；工作面采用長(zhǎng)壁后退式進(jìn)行回采。 2005年產(chǎn)量 2006年產(chǎn)量 噸， 2007 年產(chǎn)量達(dá)到 噸。計(jì)劃 2012 年開(kāi)采下石炭系組煤。 第二節(jié) 礦井以往水文地質(zhì)工作 1989、 1995 年 148 地質(zhì) 隊(duì)提交的詳查、精查報(bào)告分別于己 1990、 1997 年被山西省煤管局和中國(guó)煤田地質(zhì)總局審查批準(zhǔn)，涉及本區(qū)鉆孔共 9個(gè)，其中井田內(nèi) 6個(gè)。 1999年，汾西礦務(wù)局生產(chǎn)勘探隊(duì)在上述工作的基礎(chǔ)上，完成了雙柳煤礦地質(zhì)報(bào)告，報(bào)告認(rèn)為初步查清了本區(qū)水文地質(zhì)條件，確定了水文地質(zhì)條件為簡(jiǎn)單的裂隙巖溶充水礦床，指出了奧灰水潛在威脅，同時(shí)報(bào)告還指出鉆孔工程偏稀，還需在生產(chǎn)建設(shè)中進(jìn)行補(bǔ)充勘探。 2005 年 3月，煤炭科學(xué)研究總院西安分院完成了雙柳煤礦開(kāi)采水文地質(zhì)可行性論證研究，該報(bào)告認(rèn)為雙柳煤礦上組煤開(kāi)采水文地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單，充水水源主 要為山西組裂隙含水層，經(jīng)采掘活動(dòng)可逐漸疏干，底板太原組灰?guī)r含水層在無(wú)垂直導(dǎo)水通道溝通奧灰的情況下，仍以靜儲(chǔ)量為主。下組煤開(kāi)采礦井充水水源為頂板太灰含水層和底板9 奧灰含水層水，具備奧灰突水的不利因素，帶壓開(kāi)采方法及其配套措施是防治奧灰突水的基本技術(shù)體系。該報(bào)告明確提出了雙柳煤礦防治水技術(shù)路線以及補(bǔ)充勘探的具體要求。 2006年 11 月 ， 山西省煤炭地質(zhì) 148 勘查院提交了山西省柳林縣汾西礦業(yè) 集團(tuán)公司雙柳煤礦補(bǔ)勘地質(zhì)報(bào)告，該報(bào)告是在井田內(nèi)各階段地質(zhì)勘探資料及三交三號(hào)井田精查地質(zhì)報(bào)告的基礎(chǔ)上，進(jìn)行認(rèn)真的綜合 分析整理編制而成的，達(dá)到了精查報(bào)告的研究程度。主要成果： (一 )、查明了井田的總體構(gòu)造形態(tài)為一向西傾斜的單斜構(gòu)造，控制了井田內(nèi)次級(jí)褶曲軸向和產(chǎn)狀。 (二 )、對(duì)含煤地層進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，查明井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層為 4(3+4)、8、 9(8+9)號(hào)煤層，查明了煤層的層位、厚度、結(jié)構(gòu)及分布形態(tài)和范圍。 (三 )、查明直接充水含水層和間接充水含水層的巖性、厚度、埋藏條件、水位、水質(zhì)、富水性及分布情況，地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，查明了隔水層的巖性、厚度及隔水性能，基本查明了礦井充水水源及途徑，并預(yù)計(jì)了礦井涌水量。確定井田水文地質(zhì)勘探類型為二類一型和三類一型。即雙柳煤礦為以裂隙和巖溶含水層充水為主的水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦井。 2008年 10月，煤炭科學(xué)研究總院西安研究院提交了汾西礦業(yè)集團(tuán)雙柳煤礦水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告， 本次水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探共施工水文地質(zhì)勘探鉆孔 8個(gè)，其中奧灰水文孔 3 個(gè)，太灰水文孔 5 個(gè)，實(shí)際完成 鉆探工程量 （注）水試驗(yàn) 10 層次，水文測(cè)井 質(zhì)簡(jiǎn)分析 8件，水質(zhì)全分析 39件，同位素測(cè)試 5 組，巖石力學(xué)測(cè)試 74 組，完成了 1： 1 萬(wàn)水文地質(zhì) 報(bào)告基本查明了太原組灰?guī)r含水層和奧套系峰峰組、上馬家溝組含水層的水文地質(zhì)條件，探查了太灰與奧灰含水層之間的連通性，運(yùn)用解析法及數(shù)值法預(yù)測(cè)了礦井涌水量。 雙柳煤礦屬華北型石炭二疊系含煤建造，地層自老至新有下古生界中奧陶統(tǒng)；上古生界石炭系中統(tǒng)本溪組，上統(tǒng)太原組；二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組，上統(tǒng)上石盒子組及石千峰組，新生界第四 系。 10 地層由老至新敘述如下： 奧 陶系中 統(tǒng) 上 馬 家 溝組 （ 本組與下伏下馬家溝組地層呈整合接觸。上部巖性 為 深灰色中厚 層狀 灰?guī)r，泥晶及微晶 結(jié) 構(gòu)，致密、 堅(jiān) 硬、質(zhì)純，礦物成分以方解石為主，其次為白云石、石英、燧石及粘土礦物少量，裂隙較 發(fā) 育，以溶蝕裂隙為主，局部裂隙方解石晶體所充填；下部巖性為 淺灰色白 云質(zhì) 灰?guī)r，微晶 結(jié) 構(gòu)，中厚 層狀 構(gòu)造，巖石致密、 堅(jiān) 硬，質(zhì)較純，局部巖石破碎，裂隙較 發(fā) 育。鉆孔揭露厚度 奧陶系中統(tǒng)峰峰組（ 本組 連續(xù)沉積于上馬家溝組地層之上。底部多為角礫狀泥灰?guī)r和灰?guī)r。中下部為泥灰?guī)r、灰?guī)r，含脈狀及纖維狀石膏 3 5 層，有時(shí)見(jiàn)深灰色硬石膏層；上部為中厚層狀石灰?guī)r，質(zhì)較純，夾薄層泥灰?guī)r、泥巖。揭露厚度 均厚度 據(jù)巖性由上至下分二段： 二段（ 灰色、深灰色灰?guī)r，隱晶質(zhì)泥晶（微晶）結(jié)構(gòu)，中厚 層 狀構(gòu)造，巖石致密、堅(jiān)硬，礦物成分以方解石為主，次為白云石，微含泥質(zhì)。中夾深灰色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r，裂隙不甚發(fā)育，且多見(jiàn)方解石所充填。揭露厚度 一段（ 灰色、深灰色厚層狀膏溶角 礫 巖、石膏巖及硬石膏層，中夾深灰色灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r，泥晶（微晶） 結(jié) 構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，巖石致密、堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育，且多被方解石所充填。揭露厚度 石炭系 石炭系中 統(tǒng) 本溪 組 （ 本組 與下伏奧陶系呈平行不整合接觸。根據(jù)沉積特征及巖性，由上至下分二段，揭露厚度 均厚度 上段（ 巖性為灰黑 色 砂質(zhì)泥巖、深灰色 鋁質(zhì) 泥巖、灰色粉砂巖夾 細(xì)粒石英砂巖及中粒石英砂巖、灰白色及暗灰色泥質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r，以及灰黑色薄層泥巖及煤線 。揭露厚度 下段（ 鐵鋁 巖段，巖性為 淺 灰色、灰綠色 鋁質(zhì) 泥巖、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰白色細(xì)粒砂巖、灰黑色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r，底部為 灰綠 色透鏡狀 雞11 窩狀 黃鐵礦 層。揭露厚度 石炭系上統(tǒng)太原組（ 該組 以 連續(xù)沉積于下伏中統(tǒng)本溪組地層之上。 根據(jù) 沉積環(huán)境 及 巖性 組合 特征， 由上至下 分為三段， 揭露 厚度 上段 （ ：由 5灰?guī)r頂。巖性 以深灰色、 黑灰色 泥巖、 砂 質(zhì)泥 巖 為主，夾薄層炭 質(zhì)泥巖 或淺灰色鋁質(zhì)泥巖 。 揭露 厚度 中段 （ ：由 至 性主要由 3 5 層深灰色 、 灰黑色 中厚層狀 生物碎屑灰?guī)r（ 碎屑巖類組成。 生物碎屑灰?guī)r為 泥晶 （ 微晶 ）結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)成分較高，裂隙及巖溶不發(fā)育，且多被泥質(zhì)所充填。灰?guī)r中夾灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖及 淺灰色鋁質(zhì)泥巖 ，以及灰黑色粉 砂巖 、細(xì)粒砂巖、中粒砂巖（ 本段含煤 1 2 層，為 6#和 7#煤層，為局部可采薄煤層。揭露 厚度 下段 （ ：由 1砂巖底。巖性為 灰 黑色 泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，淺灰色、深灰色中厚層狀細(xì)粒砂巖，中夾 0 1層極不穩(wěn)定的生物碎屑微晶灰?guī)r（ 淺灰色鋁質(zhì)泥巖。本段含煤 3層，自上而下為 8#、 9#、 10#煤層 均為可采煤層。底部為灰色、灰白色中厚層狀細(xì) 中粒石英砂巖（ 。 揭露 厚度 二疊系 山西組 （ 該組以 為 頂 界，以 為底界，與下伏石炭系太原組 地層 呈整合接觸。 巖性以深灰、 灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖、 細(xì)粒砂巖、 中粒砂巖為主，局部夾灰黑色炭質(zhì)泥巖及灰色鋁質(zhì)泥巖。自上而下含 2#、 3#、 4#、 5#煤，為可采煤層，或局部可采煤層。 底部 為 灰 色、 深灰色厚層狀 粗?；蛑辛?長(zhǎng)石石英砂巖（ 揭露 厚度 度變化大，一般為 均 砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成。 巖橫向分布不穩(wěn)定，其上發(fā)育 3#、 4#煤層，為山西組主煤層，厚度穩(wěn)定全井田可采，局部可采 5#煤層。 12 4#煤層頂界或 #煤上 度為 均 要發(fā)育 #、 2#煤層。由砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。砂巖橫向不穩(wěn)定，有時(shí)合并，厚度達(dá) 19m。 4底界，厚度為 均 31m。本段厚度變化大，發(fā)育 3 4層砂巖，含 2 4層不穩(wěn)定煤層。 下石盒子組 （ 該組以 為 頂 界，以 為底界，連續(xù)沉積于山西組 地層 之上。巖性以 灰色、深灰色石英 砂巖、 長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂巖、 砂質(zhì)泥巖及泥巖為主。按巖性 分 上、下 兩段， 本次補(bǔ)勘鉆探揭露 厚度 上段 （ ： 由 5砂巖底。 頂部為灰色、灰綠色夾紫色斑塊的鋁質(zhì)泥巖（桃花泥巖），其下 為灰 色、 灰綠色 中厚層狀粉砂巖、中粒與細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，夾灰色灰綠色 泥巖 及 砂質(zhì)泥巖 ， 底部為灰綠色厚層狀 細(xì) 粒 及粗粒 長(zhǎng)石石英砂巖（ 揭露 厚度 下段 （ ： 由 4砂巖底。 巖性為灰 色 、灰 綠 色 中厚層狀粉砂巖、長(zhǎng)石石英細(xì)粒砂巖、中粒砂巖、粗粒砂巖，夾灰色 、灰綠色 、深灰色 砂質(zhì)泥巖 與泥 巖，底部為灰白色 、深灰色中厚層狀細(xì)粒及中 粒長(zhǎng)石石英砂巖（ 揭露 厚度 上石盒子組 （ 該組以 界 ，以 續(xù)沉積于下石盒子組 地層 之上。巖性主要由灰綠色、灰色、 灰 紫色、 紫綠色、藍(lán)灰色及紫紅 色砂巖、砂質(zhì)泥巖 和 泥巖組成。 該組分上、中、下三段， 鉆孔揭露厚度 均揭露厚度 其中該組以 露厚度 上段 （ ： 由 7砂巖底。 巖性以灰綠色、藍(lán)灰色、紫紅色 厚層狀 砂質(zhì)泥巖 和泥巖 為主， 泥質(zhì)巖層厚度大，其 中夾有灰色、灰綠色泥質(zhì)條帶；其次為灰色 及 灰綠色中厚層狀粉砂巖、 長(zhǎng)石石英 細(xì)粒砂巖 、中粒砂巖 ， 夾有燧石條帶， 底部為灰綠色 中 厚層狀 中粒 粗粒 長(zhǎng)石石英砂巖（ 揭露 厚度0 13 中段 （ ： 由 巖性 主要 為紫紅色砂質(zhì)泥巖，夾灰色 、 灰綠色 中厚層狀 粉砂巖 及 細(xì)粒 長(zhǎng)石石英 砂巖，以及 薄層狀 黑灰色泥巖，底部為黃綠色厚層狀長(zhǎng)石石英 中 粗粒砂巖（中間砂巖標(biāo)志層）。 揭露 厚度 下段 （ ： 由中間砂巖底至 巖性主要為灰綠色 、 灰白色 中厚層狀 粉砂巖、細(xì)粒 長(zhǎng)石石英 砂巖、中粒砂巖 、粗粒砂巖，以及紫紅 色 、 灰紫色 、深灰色及雜色砂質(zhì)泥巖 與 泥巖互層，底部為灰白色厚層狀 中粒及 粗粒長(zhǎng)石石英砂巖（ 揭露 厚度 第三系上新統(tǒng)（ 溝谷中多有出露， 角度不整合于下伏基巖 地層 之上。 上部 巖性以紅色砂質(zhì)粘土為主，結(jié)構(gòu)致密 ，發(fā)育垂直節(jié)理 。底部為雜色砂礫巖 （厚 2 4m） ， 泥、砂、礫混雜，礫石直徑大小不一， 磨圓度及分選性差，結(jié)構(gòu)疏松， 孔隙發(fā)育 。 鉆孔揭露 厚度 均 第四系上更新統(tǒng)（ 中更新統(tǒng)（ 不整合于下伏地層之上。按巖性分為上更新統(tǒng)及中更新統(tǒng) ： 上更新統(tǒng)（ 巖性由 淺灰、淺 黃色粉土及 棕 黃色粘質(zhì)粉土 或粉砂質(zhì)粘土 組成，顆粒均勻，無(wú)層理， 結(jié)構(gòu)疏松， 具大孔隙， 垂直節(jié)理發(fā)育。 鉆孔揭露厚度 5 15m，平均10m。 中更新統(tǒng)（ 巖性由淺紅色砂質(zhì)粘土、 棕紅色 古土壤組成 ，中 夾鈣質(zhì)結(jié)核 （或鈣質(zhì)薄層）及零星沖積小礫石 ，結(jié)構(gòu) 較 致密，垂直節(jié)理 較 發(fā)育。 鉆孔揭露 厚度 5 35m，平均 14 第二章 地層 第一節(jié) 構(gòu)造 一、 區(qū)域構(gòu)造 雙柳煤礦地處河?xùn)|煤田中部，在構(gòu)造單元上屬于鄂爾多斯斷塊、興縣一石樓南北向褶皺帶中段，同時(shí)也屬于山西斷塊，因整個(gè)山西斷塊構(gòu)造走向均為 以本區(qū)的構(gòu)造也以 為主。 河?xùn)|煤田處于黃河?xùn)|岸呂梁山西翼的南北向構(gòu)造帶上，煤田總體上是一個(gè)基本向西傾斜的單斜構(gòu)造，屬于呂梁復(fù)背斜西翼的一部分，在單斜上又發(fā)育了次一級(jí)的褶曲和經(jīng)向或新華夏系的斷裂構(gòu)造。新華夏系的斷裂構(gòu)造主要發(fā)育于煤田東緣以外，河?xùn)|煤田北部及南部次級(jí)褶曲一般幅度不大，以單斜為主導(dǎo)構(gòu)造，而在煤田中部的離柳礦區(qū)，在單斜上又產(chǎn)生了幅度較大的 寬緩褶曲，成為礦區(qū)的控制性構(gòu)造。 從水文地質(zhì)單元上劃分，本區(qū)屬柳林泉域，橫跨呂梁復(fù)背斜和鄂爾多斯盆地兩大構(gòu)造單元。呂梁復(fù)背斜軸部主要由太古界變質(zhì)巖及部分太古界花崗巖組成，其西翼形成一系列的次一級(jí)背斜和向斜，其中對(duì)區(qū)域地下水埋藏、運(yùn)移影響較大的構(gòu)造有走向南北的離石 中陽(yáng)向斜和走向大致南北，呈 王家會(huì)背斜。棗林王家會(huì)背斜的西翼傾角為 10 20，緩緩向西、西北傾斜，構(gòu)成柳林單斜，直抵黃河岸邊，成為鄂爾多斯盆地的東翼。 同時(shí)，由于作用于離柳礦區(qū)的東西向應(yīng)力不均衡，因而產(chǎn)生了離石鼻狀構(gòu)造，即以離石 聚財(cái)塔的東西方向軸線，形成一個(gè)弧形向西突出的弧狀構(gòu)造。鼻軸以北的三交區(qū)、地層走向由 南的青龍區(qū)則由 于張力作用，在鼻軸部位，產(chǎn)生了一個(gè)東西向的張裂帶，即聚財(cái)塔斷層組成的地塹構(gòu)造。 二、 井田構(gòu)造 井田南邊界為聚財(cái)塔斷層，西邊緊鄰黃河。區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，為一自東向西傾斜的單斜構(gòu)造，地層走向南北，傾角 5 10。在靠近聚財(cái)塔斷層附近，地層受斷層影響，產(chǎn)狀多有變化，伴生次級(jí)羽狀小斷層和短軸褶曲 。 15 從目前開(kāi)采上組煤的情況看，工作面 510 570m 水平揭露有大小 17個(gè)陷落柱。在已經(jīng)揭露的陷落柱附近均伴生有大小不等的斷層，斷距一般約 23m。在 216 工作面材料巷的掘進(jìn)過(guò)程中揭露一小型陷落柱，編號(hào)為 陷落柱長(zhǎng)軸約 10m，寬約5m，在揭露此陷落柱北側(cè)邊緣時(shí)，有出水現(xiàn)象，水量小于 3m 3/h，一周內(nèi)水量逐漸減小至 0.5 m 3/h 以下，水壓 水質(zhì)分析結(jié)果，該陷落柱出水為太灰?guī)r溶裂隙水。近期生產(chǎn)過(guò)程中又陸續(xù)揭露了幾個(gè)小型陷落柱，邊緣地帶均有少量出水。 井田內(nèi)聚財(cái)塔地 塹由聚財(cái)塔北斷層（ 聚財(cái)塔南斷層（ 成，兩者相距 450層延伸方向近東西向，相向傾斜，均為正斷層。 角 6075 ,斷距 150260m，在其附近伴生多個(gè)次級(jí)羽狀斷層，它們與主斷層的交角都小于35，延伸不遠(yuǎn)即消失。 層平行于 向北，傾角 70 75，斷距 150180m，本區(qū)溝谷中出露明顯。 水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探鉆探未揭露到斷層、褶曲等構(gòu)造，所揭露的地層層序及巖性分析表明，勘探區(qū)內(nèi)無(wú)大型構(gòu)造跡象。 礦井生產(chǎn)過(guò)程中揭露近 20 條斷層，多為高角度中小正斷層，總 體上對(duì)生產(chǎn)影響不大，實(shí)際觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，這些斷層不含水亦不導(dǎo)水 雙柳煤礦井下揭露斷層統(tǒng)計(jì)如下表： 雙柳煤礦井下揭露斷層統(tǒng)計(jì)表 表 2 號(hào) 傾 向 走 向 傾 角 落 差（ m） 性 質(zhì) 180 75 150 0 75 150 260 70 140 40 330 80 240 80 220 83 20 82 20 52 10 83 167 60 250 78 16 142 75 170 87 210 75 265 83 265 35 正 312 30 299 42 344 67 統(tǒng)計(jì)資料表明，生產(chǎn)揭露斷層落差一般小于 5米，且以高角度正斷層為主，走向以主，斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育。 此外，礦井生產(chǎn)過(guò)程中還揭露了 17個(gè)陷落柱，除 落柱出少許水外， 其余均未見(jiàn)出水。 綜上所述，雙柳井田構(gòu)造較為簡(jiǎn)單。 第二節(jié) 井田內(nèi)含水層 一、 井田內(nèi)主要含水層 雙柳井田含水層可劃分為 4種類型 : 第四系松散孔隙潛水含水層、煤系地層砂巖裂隙承壓含水層、石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層和奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層。 1、奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層 奧陶系中統(tǒng)由下馬家溝組、上馬家溝組和峰峰組組成。巖性以灰?guī)r為主，次為泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r及厚層石膏層。由于雙柳井田奧灰終孔均為上馬家溝組，所以本報(bào)告僅分析峰峰組和上馬家溝組。 中奧陶統(tǒng)上馬家溝組（ 根據(jù)區(qū)域資料，本組厚約 250m，巖性以石灰?guī)r、泥灰?guī)r為主，巖溶發(fā)育，多為蜂窩狀溶孔，連通性好，溶孔直徑一般為 1 6水層具較好的連續(xù)性和穩(wěn)定性。鉆孔揭露本組時(shí)，大量涌水或漏水，為井田和區(qū)域最主要的含水層。井田北外側(cè) 311 號(hào)孔揭露本組 放水試驗(yàn)單位涌水量達(dá) s m。井田內(nèi)及外圍本組和峰峰組進(jìn)行了 4 次混合抽放水試驗(yàn) ,地下水主要來(lái)自本組。17 其中 114、 133 、 356 號(hào)孔抽放水試驗(yàn)單位涌水量分別為 s m， 102 號(hào)孔單位涌水量為 s m， 從平面上來(lái)看， 井田內(nèi)本組富水性強(qiáng)，且均一；從垂向上來(lái)看，富水性不隨深度增加而明顯減弱。 雙柳水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探鉆孔揭露該組三段（ 巖性以深灰色厚層狀灰?guī)r及淺灰色白云質(zhì)灰?guī)r為主，隱晶質(zhì)泥晶及微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石致密、堅(jiān)硬，礦物成分以泥晶方解石為主，含量約占 75 90%，次為白云石，含量約占 20 10%，石英、燧石及粘土礦物少量。據(jù)鉆探巖芯鑒定及結(jié)合測(cè)井解釋資料分析，該組巖溶裂隙發(fā)育程度不均一，反映在富水程度有明顯差異。 據(jù)簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)資料 沖洗液的消耗量分析 ， 該含水層巖溶或裂隙較為發(fā)育。 由于井 田地處埋藏區(qū)，地下水交替緩慢，徑流條件差，經(jīng)長(zhǎng)期與圍巖發(fā)生溶濾作用，溶解含水層中的化學(xué)成分，由此造成水質(zhì)惡化。水質(zhì)類型為 O 4 a 型，礦化度分別為 和 。 據(jù) 和 測(cè)，上馬家溝組含水層 自然水位標(biāo)高分別為 + 總體分析，奧套系灰?guī)r總體上富水性強(qiáng)，礦化度高。但是在其上段 同鉆孔單位涌水量差異較大。 中奧陶統(tǒng)峰峰組（ 本組在井田東部外圍出露，平均厚度 其中，二段（ 度 均厚度 段（ 度 均厚度 性是以深灰色中厚層狀灰?guī)r為主，隱晶質(zhì)泥晶或微晶結(jié)構(gòu)，角礫狀構(gòu)造，巖石致密、堅(jiān)硬，礦物成分以方解石為主，次為白云石，微含泥質(zhì)。據(jù)觀察，灰?guī)r含水層的巖溶形態(tài)以溶蝕裂隙即溶隙為主，溶孔稀少，且連通性較差，是該組普遍規(guī)律。 由于勘探區(qū)地處埋藏區(qū)（奧灰頂界埋深 一般情況下，其巖溶裂隙發(fā)育程度會(huì)隨埋深的增加而逐趨變差，加之該組地層在東部裸露區(qū)地表出露面積有限， 以及由于裂隙開(kāi)啟程度較差，且多被方解石脈或次生石膏與泥質(zhì)充填等原因，導(dǎo)致18 峰峰組巖溶裂隙地下水的補(bǔ)給與賦存條件差，徑流條件不暢，地下水交替作用微弱，傳導(dǎo)性差，含水性弱，水質(zhì)差。 據(jù)抽水試驗(yàn)，自然水位埋深 然水位標(biāo)高 +水水位降深 水量 s，單位涌水量 s m。水質(zhì)類型為 g 型，礦化度 。 就水位資料來(lái)看， 地下水流場(chǎng)難以確 定，但總趨勢(shì)為向西南方向緩慢運(yùn)移。 二石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層 石炭系上統(tǒng)太原組為下組煤的賦存地層，主要含水層為 巖的單層厚度 計(jì)厚度 均厚度 石灰?guī)r層的厚度（ 均厚度 占整個(gè)太原組厚度的 35%53%。 灰?guī)r含水層為深灰色，中厚層狀，泥晶 微晶結(jié)構(gòu)，致密、堅(jiān)硬，其礦物成分以方解石為主，其含量約占 70% 90%，生物碎屑約占 15% 20%，含少量泥質(zhì)。受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，各孔均有一定程度的構(gòu)造裂隙、層面裂隙及節(jié)理裂隙發(fā)育的跡象，但發(fā)育程度則有所差異。據(jù)巖芯鑒定，巖溶形態(tài)以溶隙為主，其次為溶孔。裂隙的開(kāi)啟程度及其連通性各孔也有所不同，部分裂隙被方解石脈或泥質(zhì)所充填，總體呈半充填 全充填，以半充填為主。 本組石灰?guī)r在井田東部外圍溝谷中出露，由東向西埋深逐漸增大。受出露條件的限制，含水層富水性不均一，地下水僅在淺部具 較強(qiáng)的富水性，而在深埋區(qū)，巖溶裂隙不發(fā)育，溶孔連通性差，故地下水富水性弱。 雙柳煤礦郭家山風(fēng)井揭露 m3/5m3/h。井田東部邊界外柳林縣吉家塔鎮(zhèn)煤礦，井筒施工揭露 4石灰?guī)r，涌水量約 72108m3/h，本組在淺部富水性較強(qiáng)。淺埋區(qū)鉆孔鉆進(jìn)揭露本組后，鉆孔均發(fā)生明顯的涌漏水現(xiàn)象，也可說(shuō)明這點(diǎn)。在井田外深埋區(qū)的 325孔 ,s m，說(shuō)明含水層富水性弱。 據(jù) 田內(nèi)太灰含水層滲透系數(shù)19 d，導(dǎo)水系數(shù) d，水質(zhì)類型多為 化度 。 早期的勘探資料提出太灰水的水位為 +最新水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探資料，井田內(nèi)太灰含水層由于受到郭家山風(fēng)井太灰涌水的影響，各孔觀測(cè)的太灰含水層水位差異較大，但基本上呈現(xiàn)以風(fēng)井為中心的漏斗狀，水位從 + 三煤系地層砂巖裂隙承壓含水層 二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙承壓含水層組 本組在井田東界外圍出露，含水層主要由 砂巖組成，巖性為細(xì)粗粒砂巖，厚度變化大，裂隙不發(fā)育，鉆孔鉆進(jìn)本層，回次水位及沖洗液消耗量均無(wú)明顯變化，井田外北部 325、 343、 359 號(hào)孔抽水試驗(yàn)單位涌水量分別為干孔、 s m，據(jù) 133 號(hào)孔資料，單位涌水量 位標(biāo)高 +明本組富水性弱。地下水向西徑流，水力坡度 5%， 水質(zhì)類型為 ，礦化度 L，為軟的微咸水。 該含水層為開(kāi)采上組煤層的直接充水含水層。 二疊系石盒子組砂巖裂隙承壓 含水層組 下石盒子組 本組在井田東緣一帶出露，由長(zhǎng)石石英砂巖、石英砂巖組成，其中 巖較穩(wěn)定，平均厚 砂巖裂隙較發(fā)育，但由于開(kāi)啟性差，且多被方解石脈充填，受補(bǔ)給條件限制 ,井田內(nèi)富水性弱，井田外北部 343 號(hào)孔本組抽水試驗(yàn)，單位涌水量 s m，滲透系數(shù) d，礦化度 L， 為較軟的微咸水，水質(zhì)類型為 上石盒子組 本組在井田內(nèi)溝谷中廣泛出露，含水層有數(shù)層砂巖，巖性以中、粗粒砂巖為主，砂巖厚度大，分布穩(wěn)定，淺部構(gòu)造裂隙、 風(fēng)化裂隙 發(fā)育，并以構(gòu)造裂隙為主，向深部裂隙發(fā)育程度逐漸減弱，鉆孔鉆進(jìn)至本組普遍涌水或漏水，說(shuō)明本組富水性稍強(qiáng)。本組在淺部接受大氣降水補(bǔ)給，形成無(wú)壓潛水或上層滯水，形成眾20 多小流量泉水，由于基巖補(bǔ)給性能差，貯水系數(shù)小，雖然泉數(shù)量多，但一般流量小于 s， 133 號(hào)孔上、下石盒子組放水試驗(yàn)，單位涌水量為 s m，滲透系數(shù)為 d，水位標(biāo)高 +田外北部 356 號(hào)孔本組抽水試驗(yàn)，單位涌水量為 s m, 滲透系數(shù) d。礦化度 L，水質(zhì)類型為 。 四第四系松散孔隙潛水含水層 第四系松散孔隙含水層主要受大氣降水、河流補(bǔ)給，分布于溝谷河流兩側(cè)及山麓地段。富水性好，第四系全新統(tǒng)成條帶狀分布于黃河河谷。井田外黃河河谷寬約 200m，為近代河流沖積層，砂礫石層的厚度一般小于 10m，易于接受大氣降水和河流入滲補(bǔ)給，形成強(qiáng)富水潛水含水層， 水質(zhì)類型為 ，礦化度 L，水質(zhì)良好。 但易受污染，對(duì)煤礦生產(chǎn)不構(gòu)成威脅。 第 三節(jié) 井田內(nèi)隔水層 一、 井田內(nèi)主要隔水層 隔水層帶主要是依靠其本身的厚度和強(qiáng)度在地應(yīng)力的幫助下有效地阻抗承壓水的突出。只有在隔水層帶具有一定的厚度時(shí)，才有可能使裂縫不貫通。這樣在地應(yīng)力的幫助下能阻止承壓水的上升。隔水層強(qiáng)度主要起到防止由于強(qiáng)大的礦壓和水壓聯(lián)合發(fā)生作用時(shí)對(duì)對(duì)底板剪切破壞。由于巖石的抗張強(qiáng)度較小，所以只有在地應(yīng)力的作用下，才能有效地阻止承壓水對(duì)裂縫的擴(kuò)展和延伸。地應(yīng)力越大對(duì)阻止底板突水越有利。 隔水層的阻抗水能力取決于它的厚度、強(qiáng)度及巖性組合情況。 隔水層的厚度，可延長(zhǎng)承壓水對(duì)裂隙侵蝕擴(kuò)展的時(shí)間。多數(shù)突水是發(fā)生在開(kāi)采的控頂區(qū) ，除了直接揭露含水體（充水?dāng)鄬?、充水陷落柱等）發(fā)生爆發(fā)式突水外，多數(shù)緩沖式突水都有一發(fā)展過(guò)程。若能延長(zhǎng)裂隙擴(kuò)展時(shí)間，在導(dǎo)水裂隙還未到達(dá)控頂區(qū)時(shí)，工作面已向前推進(jìn)，原控頂區(qū)已垮落壓實(shí)，從而有可能降低突水發(fā)生