山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)雙柳礦防治水分析規(guī)劃中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院地質(zhì)20102學(xué)號101101807指導(dǎo)老師權(quán)彪2011年9月摘要本文主要對雙柳礦井的地質(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地觀察，測量和參考文獻(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)造水文意義目錄目錄1前言11礦區(qū)概況311礦區(qū)交通地理概況312礦區(qū)地理313礦井生產(chǎn)概況414礦井以往水文地質(zhì)工作42井田地質(zhì)、水文地質(zhì)521地層522構(gòu)造9221區(qū)域構(gòu)造9222井田構(gòu)造1023井田內(nèi)主要含水層1124井田內(nèi)主要隔水層15231上組煤隔水層16232下組煤底板隔水層17233奧灰頂部相對隔水層183礦井水文地質(zhì)條件及其水害類型1931水文地質(zhì)條件分析19311區(qū)域水文地質(zhì)19312井田水文地質(zhì)2032礦井開采水文地質(zhì)特征20321礦井涌水特征20322主要充水水源及其特征21323礦井充水途徑23324礦井目前存在的水文地質(zhì)問題2433煤層受水害威脅程度評價25331底板破壞深度分析25332冒落裂隙帶發(fā)育高度25333礦井涌水量預(yù)測274礦井水文地質(zhì)類型劃分285防治水整體規(guī)劃（20102014）3051防治水規(guī)劃時間、依據(jù)3052防治水規(guī)劃技術(shù)路線306礦井防治水規(guī)劃與設(shè)計3261水文地質(zhì)物探3262構(gòu)造導(dǎo)水性探查34621陷落柱導(dǎo)水性探查34622聚財塔斷層（導(dǎo)）富水性探測3563太原組灰?guī)r水的探查及疏放36631目的與任務(wù)36632太灰水的探查37633太原組灰?guī)r疏放技術(shù)方案3864采空積水疏放39641采空積水疏放技術(shù)方案39642探放老空水的安全措施4165防水煤柱留設(shè)4264掘進(jìn)工作面與采煤工作面防治水技術(shù)措施43641巷道掘進(jìn)階段43642工作面回采階段4765地表水的防治477防治水專項技術(shù)研究4971帶壓開采技術(shù)研究4972礦井構(gòu)造控水研究5273采煤工作面底板突水預(yù)測預(yù)報56731采煤工作面底板突水前兆監(jiān)測56732應(yīng)力原位測試技術(shù)60733礦井水文自動監(jiān)測報警系統(tǒng)628礦井日常水文地質(zhì)工作內(nèi)容與技術(shù)要求6481水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查和觀測6482礦井水文地質(zhì)基礎(chǔ)資料和圖紙6583工作面水害預(yù)測與防探水6684其他防治水措施669礦井防排水系統(tǒng)評價6610防治水工程實施進(jìn)度與費用概算68結(jié)論與建議69參考文獻(xiàn)致謝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)過程中的主要安全災(zāi)害之一，長期以來，因為煤礦水害而給國家和人民帶來的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失極為慘重。近年來，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。為遏制煤礦重特大水害的事故的頻繁發(fā)生，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局和國家煤礦安全監(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（安監(jiān)總煤礦（2006）98號），明確要求煤礦企業(yè)要認(rèn)真編制并組織實施礦井中長期防治水規(guī)劃和年度防治水計劃。2006年6月15日，國家煤礦安全監(jiān)察局局長趙鐵錘在全國煤礦水害防治工作座談會上再次要求各煤礦企業(yè)和有關(guān)單位要針對當(dāng)前及今后一個時期煤礦水害防治工作的實際情況，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效機(jī)制。這一方面表明了國家有關(guān)部門在對煤礦水害的高度關(guān)注，另一方面表明了煤礦中長期防治水規(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250萬噸，目前開采二疊系山西組3、4煤層（上組煤）。在未來5年內(nèi)，雙柳煤礦計劃開采石炭系8、9、10煤（下組煤），由于開采深度增大，面臨的水文地質(zhì)問題更加嚴(yán)重。上組煤和下組煤層都存在帶壓開采問題。上組煤距離太原組灰?guī)r含水層2030M，承受太灰水壓25MPA，下組煤距離奧灰含水層平均60M，煤層底板承受奧灰水壓2728MPA。同時由于下組煤層的直接頂板為太原組灰?guī)r，在開采過程中受到頂板灰?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)問題。鑒于以上存在的諸多水文地質(zhì)問題，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，避免礦井防治水工作的盲目性，合理而有計劃、有步驟地安排防治水的工程和科研項目，確保煤礦安全和高產(chǎn)高效。本項目在實施過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)問題，并針對雙柳煤礦的水文地質(zhì)特點，結(jié)合雙柳煤礦的采掘計劃，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，論證了各項探查工程的必要性，合理性和可行性。從礦井地下水觀測網(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)劃的制定將對雙柳煤礦以后的防治水工作有很大指導(dǎo)作用，其實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)程國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，國家煤礦安全監(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)與壓煤開采規(guī)程（國家煤炭工業(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（國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，國家煤礦安全監(jiān)察局安監(jiān)總煤礦（2006）98號）；7、雙柳煤礦水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報告（煤炭科學(xué)研究總院西安研究院，2008年）；8、雙柳煤礦20102014年生產(chǎn)銜接規(guī)劃；9、煤礦防治水規(guī)定（2009年12月1日，國家煤礦安全監(jiān)察局）第一章礦井基本概況1礦區(qū)概況11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17KM，行政區(qū)劃屬呂梁地區(qū)柳林縣。井田面積3103KM2，其范圍北至三交三號井田精查區(qū)13剖面線，南至聚財塔北斷層，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各地相通，縣城通往孟門鎮(zhèn)的油路從礦區(qū)中部穿過，距307國道16KM。圖11交通位置圖12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?？v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)地形最高點位于白家坡南，標(biāo)高10005M，最低點為西南角的黃河灘，標(biāo)高6440M。本區(qū)屬黃河水系，區(qū)內(nèi)無大的河流，只有數(shù)條東西向的季節(jié)性流水的沖溝向西匯入黃河。雨季水流量大，79月份流量占全年的5070。黃河從區(qū)西緣流過，流經(jīng)距離約10KM，河床高程約610650M，年平均流量9244M3/S，最大流量19500M3/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)。年平均氣溫88，1月份最低，平均為76，7月份最高，平均226。多年平均降水量5193MM，最大降水量在7月份，為1299MM，最小在12月份，為36MM。蒸發(fā)量年平均值為21419MM，最大在6月份，平均為3623MM。13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)15萬噸的地方小煤礦。1999年，汾西礦務(wù)局在國家煤炭工業(yè)局以煤規(guī)字1999第129號關(guān)于成立汾西礦務(wù)局雙柳煤礦的請示和國家計委以計1999第946號關(guān)于汾西礦務(wù)局雙柳煤礦擴(kuò)界問題的批復(fù)的基礎(chǔ)上，對原有井田進(jìn)行擴(kuò)界后開始技改擴(kuò)建，從1998年9月18日開始建井，2001年6月29日開始投產(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)計生產(chǎn)能力150萬噸/年，經(jīng)過多次技改擴(kuò)建，目前主采山西組煤層，實際生產(chǎn)能力300萬噸/年。礦井采用立、斜井混合開拓方式，采區(qū)是大巷中央開拓，雙翼布置工作面回采；工作面采用長壁后退式進(jìn)行回采。2005年產(chǎn)量1467萬噸，2006年產(chǎn)量1961萬噸，2007年產(chǎn)量達(dá)到2418萬噸。計劃2012年開采下石炭系組煤。14礦井以往水文地質(zhì)工作1989、1995年148地質(zhì)隊提交的詳查、精查報告分別于己1990、1997年被山西省煤管局和中國煤田地質(zhì)總局審查批準(zhǔn)，涉及本區(qū)鉆孔共9個，其中井田內(nèi)6個。1999年，汾西礦務(wù)局生產(chǎn)勘探隊在上述工作的基礎(chǔ)上，完成了雙柳煤礦地質(zhì)報告，報告認(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)條件為簡單的裂隙巖溶充水礦床，指出了奧灰水潛在威脅，同時報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采水文地質(zhì)可行性論證研究，該報告認(rèn)為雙柳煤礦上組煤開采水文地質(zhì)條件相對簡單，充水水源主要為山西組裂隙含水層，經(jīng)采掘活動可逐漸疏干，底板太原組灰?guī)r含水層在無垂直導(dǎo)水通道溝通奧灰的情況下，仍以靜儲量為主。下組煤開采礦井充水水源為頂板太灰含水層和底板奧灰含水層水，具備奧灰突水的不利因素，帶壓開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)報告，該報告是在井田內(nèi)各階段地質(zhì)勘探資料及三交三號井田精查地質(zhì)報告的基礎(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)次級褶曲軸向和產(chǎn)狀。二、對含煤地層進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，查明井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層為434、8、989號煤層，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，其中奧灰水文孔3個，太灰水文孔5個，實際完成鉆探工程量485449M，抽（注）水試驗10層次，水文測井482965M，水質(zhì)簡分析8件，水質(zhì)全分析39件，同位素測試5組，巖石力學(xué)測試74組，完成了11萬水文地質(zhì)386KM2。該報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，運用解析法及數(shù)值法預(yù)測了礦井涌水量。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。地層由老至新敘述如下奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組（O2S）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、堅硬，質(zhì)較純，局部巖石破碎，裂隙較發(fā)育。鉆孔揭露厚度50365188M。奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2F）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35層，有時見深灰色硬石膏層；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1133511625M，平均厚度11432M。根據(jù)巖性由上至下分二段二段（O2F2）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，且多見方解石所充填。揭露厚度20702752M。一段（O2F1）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、堅硬，裂隙不發(fā)育，且多被方解石所充填。揭露厚度85839265M。石炭系石炭系中統(tǒng)本溪組（C2B）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35254620M，平均厚度4143M。上段（C2B2）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22453959M。下段（C2B1）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窩狀黃鐵礦層。揭露厚度6611280M。石炭系上統(tǒng)太原組（C3T）該組以K3砂巖底為頂界，以K1砂巖底為底界，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55928745M。上段（C3T3）由K3砂巖底至L5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5101040M。中段（C3T2）由L5灰?guī)r頂至L1灰?guī)r底。巖性主要由35層深灰色、灰黑色中厚層狀生物碎屑灰?guī)r（L5、L4、L3、L2、L1）夾碎屑巖類組成。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?；?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（K2）。本段含煤12層，為6和7煤層，為局部可采薄煤層。揭露厚度34994771M。下段（C3T1）由L1灰?guī)r底至K1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01層極不穩(wěn)定的生物碎屑微晶灰?guī)r（L0）及淺灰色鋁質(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（K1標(biāo)志層）。揭露厚度2703941M。二疊系山西組（P1S）該組以K4砂巖底為頂界，以K3砂巖底為底界，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、深灰色厚層狀粗粒或中粒長石石英砂巖（K3標(biāo)志層）。揭露厚度66659635M。A下段以K3砂巖為底連續(xù)沉積于太原組之上，厚度變化大，一般為9343143M，平均2030M。由砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成。K3砂巖橫向分布不穩(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。B中段從4煤層頂界或S1砂巖底界至2煤上S6砂巖底界，厚度為6042849M，平均167M。主要發(fā)育S3、S4兩層砂巖及3、2煤層。由砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。砂巖橫向不穩(wěn)定，有時合并，厚度達(dá)19M。C上段從S6底部至K4底界，厚度為16905366M，平均31M。本段厚度變化大，發(fā)育34層砂巖，含24層不穩(wěn)定煤層。下石盒子組（P1X）該組以K6砂巖底為頂界，以K4砂巖底為底界，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684510395M。上段（P1X2）由K6砂巖底至K5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)粒及粗粒長石石英砂巖（K5標(biāo)志層）。揭露厚度37555155M。下段（P1X1）由K5砂巖底至K4砂巖底。巖性為灰色、灰綠色中厚層狀粉砂巖、長石石英細(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)粒及中粒長石石英砂巖（K4標(biāo)志層）。揭露厚度30905550M。上石盒子組（P2S）該組以K8砂巖底為頂界，以K6砂巖為底界，連續(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1722037270M，平均揭露厚度26710M。其中該組以MS5鉆孔揭露的地層較全，揭露厚度37270M。上段（P2S3）由K8砂巖底至K7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石石英砂巖（K7標(biāo)志層）。揭露厚度020735M。中段（P2S2）由K7砂巖底至中間砂巖底。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石石英中粗粒砂巖（中間砂巖標(biāo)志層）。揭露厚度777512915M。下段（P2S1）由中間砂巖底至K6砂巖底。巖性主要為灰綠色、灰白色中厚層狀粉砂巖、細(xì)粒長石石英砂巖、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石石英砂巖（K6標(biāo)志層）。揭露厚度806015215M。第三系上新統(tǒng)（N2）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24M），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60950M，平均746M。第四系上更新統(tǒng)（Q3）及中更新統(tǒng)（Q2）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)（Q3）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515M，平均10M。中更新統(tǒng)（Q2）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535M，平均1930M。22構(gòu)造221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，同時也屬于山西斷塊，因整個山西斷塊構(gòu)造走向均為NESW或SN向，所以本區(qū)的構(gòu)造也以NESW向為主。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背斜和向斜，其中對區(qū)域地下水埋藏、運移影響較大的構(gòu)造有走向南北的離石中陽向斜和走向大致南北，呈S形分布的棗林王家會背斜。棗林王家會背斜的西翼傾角為1020，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，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，即以離石聚財塔的東西方向軸線，形成一個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SNNNENE，以南的青龍區(qū)則由SNSSESE。由于張力作用，在鼻軸部位，產(chǎn)生了一個東西向的張裂帶，即聚財塔斷層組成的地塹構(gòu)造。222井田構(gòu)造井田南邊界為聚財塔斷層，西邊緊鄰黃河。區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，為一自東向西傾斜的單斜構(gòu)造，地層走向南北，傾角510。在靠近聚財塔斷層附近，地層受斷層影響，產(chǎn)狀多有變化，伴生次級羽狀小斷層和短軸褶曲。從目前開采上組煤的情況看，工作面510570M水平揭露有大小17個陷落柱。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)過程中揭露一小型陷落柱，編號為X12陷落柱，該陷落柱長軸約10M，寬約5M，在揭露此陷落柱北側(cè)邊緣時，有出水現(xiàn)象，水量小于3M3/H，一周內(nèi)水量逐漸減小至05M3/H以下，水壓0305MPA，據(jù)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)過程中又陸續(xù)揭露了幾個小型陷落柱，邊緣地帶均有少量出水。井田內(nèi)聚財塔地塹由聚財塔北斷層（F1）和聚財塔南斷層（F2）組成，兩者相距450M左右。斷層延伸方向近東西向，相向傾斜，均為正斷層。F1斷層向南傾斜，傾角6075,斷距150260M，在其附近伴生多個次級羽狀斷層，它們與主斷層的交角都小于35，延伸不遠(yuǎn)即消失。F2斷層平行于F1延伸，傾向北，傾角7075，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)無大型構(gòu)造跡象。礦井生產(chǎn)過程中揭露近20條斷層，多為高角度中小正斷層，總體上對生產(chǎn)影響不大，實際觀測發(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)計如下表雙柳煤礦井下揭露斷層統(tǒng)計表表21編號傾向走向傾角落差（M）性質(zhì)F1N180N9075150260正F2N0N9075150180正F3N260N1707005正F4N140N2304008正F5N330N40802835正F6N240N1508005正F7N220N1308306正F8N20N1108217正F9N20N1105232正F10N10N108306正F11N167N2576012正F12N250N1607830正F13N142N527504逆F14N170N808730正F15N210N1207530逆F16N265N1758316正F17N265N17535正F18N312N423006正F19N299N294212正F20N344N746712正統(tǒng)計資料表明，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NEE和NNW為主，斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育。此外，礦井生產(chǎn)過程中還揭露了17個陷落柱，除X12、X15、X16、X17陷落柱出少許水外，其余均未見出水。綜上所述，雙柳井田構(gòu)造較為簡單。23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。一、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，所以本報告僅分析峰峰組和上馬家溝組。中奧陶統(tǒng)上馬家溝組（O2S）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16CM，含水層具較好的連續(xù)性和穩(wěn)定性。鉆孔揭露本組時，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號孔揭露本組4555M，放水試驗單位涌水量達(dá)082LSM。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,地下水主要來自本組。其中114、133、356號孔抽放水試驗單位涌水量分別為086、032和0979LSM，102號孔單位涌水量為0031LSM，從平面上來看，井田內(nèi)本組富水性強(qiáng)，且均一；從垂向上來看，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（O2S3），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、堅硬，礦物成分以泥晶方解石為主，含量約占7590，次為白云石，含量約占2010，石英、燧石及粘土礦物少量。據(jù)鉆探巖芯鑒定及結(jié)合測井解釋資料分析，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)簡易水文地質(zhì)觀測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CLSO4NACA型，礦化度分別為141G/L和2305G/L。據(jù)MS4孔和MS6孔觀測，上馬家溝組含水層自然水位標(biāo)高分別為79929M和79830M?？傮w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O2S3巖溶及裂隙發(fā)育不均一，不同鉆孔單位涌水量差異較大。中奧陶統(tǒng)峰峰組（O2F）本組在井田東部外圍出露，平均厚度11432M。其中，二段（O2F2）厚度20702752M，平均厚度2498M；一段（O2F1）厚度85839265M，平均厚度8924M。巖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4903063525M），一般情況下，其巖溶裂隙發(fā)育程度會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，自然水位埋深41116963M，自然水位標(biāo)高78985796629M，抽水水位降深533316413M，涌水量0020530L/S，單位涌水量0000280001163L/SM。水質(zhì)類型為HCO3CAMG型，礦化度141G/L2374G/L。就水位資料來看，地下水流場難以確定，但總趨勢為向西南方向緩慢運移。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L1L5薄層石灰?guī)r，灰?guī)r的單層厚度2501275M，累計厚度27833426M，平均厚度2996M，含石灰?guī)r層的厚度（L1L5之間厚度）39504771M，平均厚度4244M，約占整個太原組厚度的3553?；?guī)r含水層為深灰色，中厚層狀，泥晶微晶結(jié)構(gòu)，致密、堅硬，其礦物成分以方解石為主，其含量約占7090，生物碎屑約占1520，含少量泥質(zhì)。受構(gòu)造運動的影響，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L4灰?guī)r時井筒涌水量由8M3/H增至25M3/H。井田東部邊界外柳林縣吉家塔鎮(zhèn)煤礦，井筒施工揭露L5和L4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，也可說明這點。在井田外深埋區(qū)的325孔,單位涌水量僅為000078LSM，說明含水層富水性弱。據(jù)MS3、MS5、MS7及MS8孔注水試驗資料，井田內(nèi)太灰含水層滲透系數(shù)001220003796M/D，導(dǎo)水系數(shù)0408812322M2/D，水質(zhì)類型多為HCO3CLNA型，礦化度119321G/L。早期的勘探資料提出太灰水的水位為7878M，據(jù)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55708769654M。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K3及S4S8等砂巖組成，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明顯變化，井田外北部325、343、359號孔抽水試驗單位涌水量分別為干孔、0000285、00035LSM，據(jù)133號孔資料，單位涌水量0082L/SM，水位標(biāo)高7766M，表明本組富水性弱。地下水向西徑流，水力坡度5，水質(zhì)類型為HCO3CLNAMG型，礦化度10071433GL，為軟的微咸水。該含水層為開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，由長石石英砂巖、石英砂巖組成，其中K4砂巖較穩(wěn)定，平均厚539M，砂巖裂隙較發(fā)育，但由于開啟性差，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號孔本組抽水試驗，單位涌水量000010LSM，滲透系數(shù)00026MD，礦化度1024GL，為較軟的微咸水，水質(zhì)類型為HCO3CLNA型。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，形成無壓潛水或上層滯水，形成眾多小流量泉水，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05LS，133號孔上、下石盒子組放水試驗，單位涌水量為0054L/SM，滲透系數(shù)為013M/D，水位標(biāo)高75420M。井田外北部356號孔本組抽水試驗，單位涌水量為0034LSM,滲透系數(shù)029MD。礦化度1144GL，水質(zhì)類型為CLHCO3NA型。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HCO3SO4NACA型，礦化度1024GL，水質(zhì)良好。但易受污染，對煤礦生產(chǎn)不構(gòu)成威脅。24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，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)生作用時對對底板剪切破壞。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裂縫的擴(kuò)展和延伸。地應(yīng)力越大對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，可延長承壓水對裂隙侵蝕擴(kuò)展的時間。多數(shù)突水是發(fā)生在開采的控頂區(qū)，除了直接揭露含水體（充水?dāng)鄬印⒊渌萋渲龋┌l(fā)生爆發(fā)式突水外，多數(shù)緩沖式突水都有一發(fā)展過程。若能延長裂隙擴(kuò)展時間，在導(dǎo)水裂隙還未到達(dá)控頂區(qū)時，工作面已向前推進(jìn)，原控頂區(qū)已垮落壓實，從而有可能降低突水發(fā)生的機(jī)率。當(dāng)然，厚度大還將不斷消耗承壓水用以不斷克服巖體的抗張強(qiáng)度和途徑阻力以及擴(kuò)展裂隙的水頭。即使在導(dǎo)水破壞帶，雖然失去部分阻水能力，但其厚度還可起到抗變形破壞的作用。隔水層的強(qiáng)度，可阻抗承壓水壓裂巖層和沿裂隙擴(kuò)展延伸若水壓小于巖體抗拉強(qiáng)度。則承壓水不具備壓裂巖體的條件，即使水壓大于巖體抗拉強(qiáng)度，但又小于最小主應(yīng)力與巖體抗拉強(qiáng)度之和，那么巖體在其本身的抗拉強(qiáng)度和地應(yīng)力的作用下仍能阻抗壓裂的產(chǎn)生。隔水層的組合不同，則其整體的阻水能力也不同。組合層數(shù)越多，則各種界面越多，由于界面兩側(cè)巖體的性質(zhì)不同，承壓水不可能順利地沿初次張裂裂隙一直向前延展，必然造成擴(kuò)展方向和途徑復(fù)雜多變，并可能到處受阻，甚至中斷，從而不能直接到達(dá)采場。一般說來，若底板隔水層強(qiáng)度高，厚度大裂隙少或較完整，突水機(jī)率就小，反之突水機(jī)率就大。底板隔水強(qiáng)度不夠而突水時，采面底膨、突水點分散。若底板隔水層為一完整巖層即使厚度不大，也有很高的阻抗強(qiáng)度。目前隔水層的阻抗強(qiáng)度多以其厚度表示（或換算成等值厚度）。但是底板隔水層內(nèi)往往不是完整的巖層，而分布有大大小小的斷層或裂隙，由于它們的存在不僅大大降低隔水層的強(qiáng)度，還為承壓水提供了存儲的空間和過水通道，使得承壓水在煤層開采前就早己上升到底板隔水層的不同高度，而減少了隔水層的厚度，從而降低了巖層對承壓水的阻抗和抑制作用。231上組煤隔水層上組煤頂板隔水層上組煤頂板多為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，致密，較完整，局部裂隙發(fā)育。砂巖以石英、長石為主，孔隙式膠結(jié)，抗壓強(qiáng)度為402MPA，屬半堅硬類巖石。4煤層頂至K4砂巖底之間層距的隔水層統(tǒng)計如下上組煤頂板隔水層巖性分類統(tǒng)計表表22孔號砂質(zhì)泥巖泥巖粉砂巖累計厚度MS121952602752763MS221209053025MS314815141662MS41830222518255880MS5113553113973063MS6214513063451MS7116558916053359MS833353705654270生產(chǎn)過程已揭露的4煤頂板水充水因素已經(jīng)明確。從礦井防治水實際需要出發(fā)，雙柳煤礦4煤頂板砂巖層系（山西組、下石盒子組）冒裂帶范圍的隔水層組的賦存條件較為清楚。上組煤底板隔水層4煤底板至L5或L4灰?guī)r之間巖層稱作結(jié)構(gòu)性隔水層組，為泥巖砂巖互層。隔水層組厚度2530M，泥巖類比例超過50，泥巖為不透水巖層但強(qiáng)度較低，遇水碎裂膨脹，據(jù)測試資料，砂質(zhì)泥巖單向抗壓強(qiáng)度為33MPA，抗拉強(qiáng)度為07MPA，抗剪強(qiáng)度為614MPA。其間砂巖為弱透水巖層，但強(qiáng)度較高。據(jù)上組煤底板隔水層巖性及其組合結(jié)構(gòu)分析，泥質(zhì)巖層為不透水的隔水層，粉砂巖為基本不透水的隔水巖層，巖性較致密，巖體較完整，其地層結(jié)構(gòu)為泥質(zhì)巖與砂巖呈相互疊置的地層組合結(jié)構(gòu)，由于泥質(zhì)巖類所占比重較大，這種結(jié)構(gòu)不利于砂巖垂直裂隙的發(fā)育。因此，在無地質(zhì)構(gòu)造影響情況下，其隔水性能對阻止太灰含水層水進(jìn)入礦井是非常有利的。上組煤底板至太灰頂板隔水層統(tǒng)計結(jié)果見表23。上組煤底板隔水層巖性分類統(tǒng)計表表23孔號砂質(zhì)泥巖泥巖砂巖累計厚度MS113307698452944MS2325064193324MS339037516492324MS479054512302565MS573422192953MS6119510259553175MS797533514352745MS89306519252506232下組煤底板隔水層下組煤底板至奧灰頂界面的地層間距為58747715M，平均間6556M。各隔水層厚度依次為砂質(zhì)泥巖厚度763212M，平均厚度1612M；泥巖厚度3321240M，平均厚度786M；鋁（炭）質(zhì)泥巖厚度17742704M，平均厚度2179M；砂巖厚度694221M，平均厚度133M。下組煤底板至奧灰頂板隔水層巖性分類統(tǒng)計結(jié)果見表24。下組煤底板至奧灰頂板隔水層巖性統(tǒng)計一覽表表24巖石名稱與厚度（M）孔號砂質(zhì)泥巖泥巖鋁（炭）質(zhì)泥巖砂巖累計厚度MS11968116220059306065MS42120491218914056205MS620311827225669468081331178221985874777631191177411166003368226121151978722336727042217715據(jù)下組煤底板至奧灰頂界面隔水層巖性及巖性組合分析，砂質(zhì)泥巖、泥巖、鋁質(zhì)泥巖隔水性能很強(qiáng)，但強(qiáng)度低，砂巖為弱透水層，但強(qiáng)度高，此段地層結(jié)構(gòu)為以泥巖為主的軟、硬地層呈相互疊置的組合結(jié)構(gòu)，因此不利于砂巖垂直裂隙的發(fā)育延伸，破壞后導(dǎo)水性很弱，對下組煤的開采是相當(dāng)有利的。233奧灰頂部相對隔水層奧灰峰峰組根據(jù)巖性由上至下可分兩段，上段（O2F2）稱為峰峰組二段，下段（O2F2）為峰峰組一段。鉆探巖芯顯示，峰峰組二段巖性為灰色、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，且多見方解石所充填。水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探MS1、MS4、MS6孔揭露厚度分別為2752、2070、2671M。鉆探巖芯顯示，該組巖溶裂隙不發(fā)育，且多被方解石所充填，溶孔稀少，反映了巖石裂隙連通性不好，地下水補(bǔ)給條件及徑流條件差、水質(zhì)也明顯變差的特征。據(jù)簡易水文地質(zhì)觀測，峰峰組鉆井液未出現(xiàn)明顯消耗。據(jù)抽水試驗，MS4孔和MS6孔，自然水位標(biāo)高分別為78985M和79663M，抽水水位降深分別為5333M和7129M，單位涌水量分別為000133L/SM和000028L/SM。水質(zhì)類型分別為HCO3NA型和CLSO4NACA型，礦化度分別為141G/L和215G/L。據(jù)148隊雙柳補(bǔ)充地質(zhì)報告，“奧陶系上部古風(fēng)化殼的發(fā)育使得頂部含水層石灰?guī)r中多充填有黃鐵礦、鋁質(zhì)泥巖和泥巖，從而大大影響了其富水性?？傮w來看，本組富水性弱”。按照礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范規(guī)定，“一般將鉆孔單位涌水量小于0001L/SM的巖層視為隔水層”，將峰峰組二段即奧灰頂部30米范圍劃為相對隔水層。2礦井水文地質(zhì)條件及其水害類型31水文地質(zhì)條件分析311區(qū)域水文地質(zhì)雙柳井田位于黃河?xùn)|岸，屬呂梁山系，為典型的黃土高原地貌，地勢東、北高，西、南低，地表水系不發(fā)育，溝谷兩岸切割地層，形成黃土、基巖侵蝕中等山地地形。井田內(nèi)無較大河流，只有數(shù)條季節(jié)性小河從東向西流入黃河，每年79月河水流量占全年5070，枯水期流量很小，甚至干枯。黃河從井田西緣自北向南流過，河床標(biāo)高610650M。據(jù)吳堡水文站19521977年資料，黃河年平均流量9244M3/S，最大流量19500M3/S。本區(qū)水文地質(zhì)單元隸屬于柳林泉域。柳林泉位于柳林縣城東3KM處，出露層位為奧陶系峰峰組。在泉水排泄區(qū)，大小泉點上百個，以泉群散流形式出露在三川河谷的南北兩岸，從東到西泉水排泄帶約24KM，南北08KM，出露標(biāo)高為794803M。柳林泉域邊界的地質(zhì)及水文地質(zhì)較為簡單，北部、東部及南部均為碳酸鹽巖地層或變質(zhì)巖的分水嶺做為泉域邊界；西部為碳酸鹽巖地層與石炭、二疊系地層接觸帶。北部邊界以嵐縣普明河、臨縣湫水河與三川河分水嶺為界，即由西向東起自臨縣白文鎮(zhèn)鐵爐溝杏花村，經(jīng)方山縣開府鄉(xiāng)下代坡村兩溝村神堂溝村。東部邊界為三川河流域與汾河流域地表分水嶺。南部邊界以三川河的南川河分水嶺上頂山主峰為界，西起中陽縣暖泉鄉(xiāng)劉家莊村，經(jīng)劉家坪鄉(xiāng)鳳尾至王山底村。西部邊界考慮到柳林單斜巖層向西傾斜，因此將奧陶系頂板埋深300M（或者頂板標(biāo)高在480570M）做為柳林泉域的西邊界。區(qū)域地下水主要以承壓水含水層為主，含水層在山間溝谷地帶接受大氣降雨的補(bǔ)給，其中二迭系上統(tǒng)砂巖含水層在區(qū)域內(nèi)廣泛出露，寒武奧陶系可溶巖裸露區(qū)分布于泉域的東部和北部，在山區(qū)成片出露，黃土丘陵區(qū)只在溝谷零星分布，太原組灰?guī)r在區(qū)域北部溝谷中零星出露。在出露區(qū)直接接受大氣降雨的直接補(bǔ)給。區(qū)域內(nèi)石炭、二疊、三疊系含水層富水性較弱，奧陶系巖溶含水層富水性較強(qiáng)，其地下水在巖層露頭接受補(bǔ)給后，分別由北、東、南等方向排向柳林泉，構(gòu)成一個完整的水文地質(zhì)單元柳林泉域。另外，小范圍分布的老地層和溝谷中的第四系沖積層，構(gòu)成各自的裂隙和孔隙潛水系統(tǒng)。受區(qū)域地勢和構(gòu)造影響，區(qū)域煤系地層地下水由淺部順層自東向西徑流，由于含水層充水條件的限制，地下水徑流強(qiáng)度越來越小，在地層薄弱帶諸如斷層、裂隙帶等排泄，或補(bǔ)給其它含水層，或以泉的形式排泄于溝谷。312井田水文地質(zhì)雙柳井田內(nèi)的主要控水構(gòu)造為東西走向的聚財塔斷層（F1,F2）。井田內(nèi)地下水的運移主要地層傾向和構(gòu)造的控制，從北東向西南流。在雙柳井田內(nèi)，奧灰與太灰?guī)r溶水的流向受三個因素的控制，其一，區(qū)域奧灰水流向由北向南，受到聚財塔斷層的阻隔在局部改變流向。其二，雙柳井田內(nèi)地層走向南北，向西傾斜，地下水流向受到巖層傾向的影響。其三，雙柳井田處在柳林泉域西邊界，為巖溶水的滯流區(qū)域。受這三個因素的綜合影響，雙柳井田內(nèi)的巖溶水流向基本為NESW向。由于井田內(nèi)基本上沒有灰?guī)r出露，所以灰?guī)r含水層得到的補(bǔ)給量非常有限。二疊系、三疊系砂巖含水層，井田內(nèi)溝谷中出露，接受大氣降水的直接補(bǔ)給，地下水流向基本上沿巖層順層運移。井田內(nèi)地下水排泄主要是礦坑排水。第三、四系砂礫石含水層主要接受大氣降水及河流的入滲補(bǔ)給，徑流途徑較短，排泄主要是人工開采。32礦井開采水文地質(zhì)特征321礦井涌水特征雙柳煤礦從1998年成立以來，沒有發(fā)生大的突水事故。從2000年至2008年，礦井一直開采山西組3、4號煤層，生產(chǎn)能力由150萬噸增至300萬噸。礦井涌水主要以頂板淋水為主，根據(jù)2007年元月2008年7月的礦井涌水量臺帳，工作面水量較小，基本在20M3/H以下，出水點集中在運輸巷、回風(fēng)巷、工作面及采空區(qū)，涌水量范圍在3070M3/H之間。圖31雙柳煤礦2007120086月礦井涌水量變化從上圖31中22個月的礦井涌水量變化中可以看出雙柳煤礦礦井涌水量有幾個特點首先最小涌水量25M3/H，最大58M3/H，整個礦井涌水量小，變化幅度不大，平均40M3/H。其次，涌水量最大在6、7、8三個月，正好處于雨季，其它月份逐漸減小。反映出上組煤充水含水層受大氣降水補(bǔ)給影響教明顯，有較好的補(bǔ)給條件。礦井涌水量比較平穩(wěn)，反映出除受季節(jié)性降水影響外，沒有其它水源參與。2008年緊鄰二采水倉施工一平巷時，穿過一條直徑約50M的陷落柱，柱體內(nèi)無水，進(jìn)入柱體邊緣裂隙帶后，迎頭水量起初達(dá)到30M3/H，隨后衰減，持續(xù)穩(wěn)定在10M3/H左右。322主要充水水源及其特征一奧套系灰?guī)r巖溶含水層組雙柳井田奧灰含水層組主要指峰峰組和上馬家溝組，峰峰組灰?guī)r溶隙發(fā)育較差且不均勻，因此富水性差，上馬家溝組富水性強(qiáng)，水量、水壓均很大，上、下組煤層底板都承受15MPA水壓。所以，奧灰?guī)r溶水是礦井最主要的充水含水層組之一。二太原組灰?guī)r巖溶含水層組石炭系太原組灰?guī)r為本區(qū)主要含水層之一，普遍發(fā)育L5L1五層灰?guī)r，中間沉積了砂巖及砂質(zhì)泥巖夾層。在井田東北部露頭區(qū)接受大氣降水的補(bǔ)給，部分區(qū)域存在其它含水層的垂向補(bǔ)給。整個含水層溶隙發(fā)育不均勻，從鉆孔資料看，某些鉆孔揭露該層段溶隙發(fā)育較好，而有些鉆孔則溶隙發(fā)育差甚至不發(fā)育。由于太灰的露頭區(qū)面積較小，補(bǔ)給較差，所以整個含水層的富水性弱。含水層平均厚度4244M；其灰?guī)r段平均厚度為2996M，L1灰?guī)r為8號煤的直接頂板，距離奧陶系灰?guī)r水7080M。太灰含水層是上組煤底板直接充水水源，同時又是下組煤煤頂板充水水源。因此對其水文地質(zhì)特征和突水的可能必須引起足夠的重視。三頂板砂巖裂隙水上組煤開采頂板淋（充）水水源為山西組、石盒子組砂巖裂隙水。砂巖裂隙含水層屬于巨厚型，其巖性是泥巖和砂巖交替沉積，含水性弱，但由于裂隙發(fā)育的影響，在局部地段存在富水區(qū)，同時受煤層開采的影響，冒落裂隙帶發(fā)育，所以在一定條件下，上覆砂巖裂隙水可成為影響生產(chǎn)的頂板水害突水水源，由于頂板砂巖裂隙含水層補(bǔ)給條件差，一般在溝谷中接受大氣降水補(bǔ)給為主，含水層富水性受季節(jié)影響較明顯。但是由于補(bǔ)給量小，含水層以消耗靜儲量為主，充水在初采、初期老頂初次跨落，以淋水方式進(jìn)入采面，所以涌水量一般較小，大約在510M3/H左右。四地