山西介休鑫峪溝左則溝煤業(yè)有限公司水文地質(zhì)類(lèi)型分析

孟春燕

（山西省煤炭地質(zhì)公司，山西 太原 030045）

1 概況

山西介休鑫峪溝左則溝煤業(yè)有限公司位于介休市東南約13km的連福鎮(zhèn)下西樊村，2009年11月25日頒發(fā)的采礦許可證，證號(hào)為 C1400002009111220044794，井田面積為 8.8284km2，開(kāi)采 2，3，5，9，10，11號(hào)煤層。井田西側(cè)有南同蒲鐵路、大運(yùn)高速公路及208國(guó)道，井田—208國(guó)道約13km；距南同蒲鐵路的義棠火車(chē)站運(yùn)距約14 km。井田地處太岳山北端西側(cè)，晉中盆地南部邊緣，地勢(shì)總體上為南西高北東低，井田屬黃河流域汾河水系，井田內(nèi)無(wú)大的河流，發(fā)育的溝谷均為季節(jié)性溝谷。本井田屬半干旱暖溫帶大陸性氣候。

2 井田地質(zhì)

本井田位于沁水煤田沁源國(guó)家煤炭規(guī)劃礦區(qū)的西北部，介（休）—平（遙）普查勘探區(qū)中部，井田內(nèi)賦存的地層由老至新有：奧陶系中統(tǒng)峰峰組；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；二疊系上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組；三疊系下統(tǒng)劉家溝組及第四系地層。井田內(nèi)出露地層有二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組；二疊系上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組；三疊系下統(tǒng)劉家溝組及第四系地層。

含煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，主要可采煤層為山西組2、4、5號(hào)煤層，太原組9，10，11號(hào)煤層。本井田總體上為一向北西傾斜的單斜構(gòu)造，地層走向北東、傾向北西，地層傾角受斷層影響變化較大，一般為10°～18°，平均13°左右。井田內(nèi)斷層較發(fā)育，情況見(jiàn)表1。

表1 斷層特征表

井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，沒(méi)有巖漿巖的入侵，井田構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等類(lèi)型。

3 井田內(nèi)含水層、隔水層

3.1 井田內(nèi)含水層

3.1.1 奧陶系中統(tǒng)碳酸鹽巖類(lèi)巖溶裂隙含水巖組

本組為煤系地層之基盤(pán)，巖性為中奧陶統(tǒng)海相厚層狀石灰?guī)r。根據(jù)2007年井田內(nèi)施工的ZK2-1號(hào)水文孔資料，奧灰水水位標(biāo)高為918.43 m，推測(cè)本井田內(nèi)奧灰水水位標(biāo)高為917～919 m。各可采煤層底板標(biāo)高均低于奧灰水水位，經(jīng)過(guò)計(jì)算，井田內(nèi)2號(hào)煤層突水系數(shù)在0.02512～0.07856 MPa/m之間，西北部、東北部為突水危險(xiǎn)區(qū)；4號(hào)煤層突水系數(shù)在0.03109～0.09421 MPa/m，西北部，東北部為突水危險(xiǎn)區(qū)；5號(hào)煤層突水系數(shù)在0.02825～0.14613 MPa/m，西北部，東北部為突水危險(xiǎn)區(qū)，東北部有一處突水最危險(xiǎn)區(qū)；9號(hào)煤層突水系數(shù)在0.053663～0.152853 MPa/m，南部為可能突水區(qū)，中部為突水危險(xiǎn)區(qū)，北部為突水最危險(xiǎn)區(qū)；10號(hào)煤層突水系數(shù)在0.06020～0.19098 MPa/m，南部為可能突水區(qū)，中部為突水危險(xiǎn)區(qū)，北部為突水最危險(xiǎn)區(qū)；11號(hào)煤層突水系數(shù)在0.06534～0.37392 MPa/m，東南角為可能突水區(qū)，在中南部有一條突水危險(xiǎn)區(qū)，大部分地區(qū)為突水最危險(xiǎn)區(qū)。

3.1.2 太原組碎屑巖類(lèi)碳酸鹽巖類(lèi)裂隙含水巖組

該組地層砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層外，有3層發(fā)育良好，易被水溶解的海相石灰?guī)r，即L2、L3、L4石灰?guī)r，屬弱富水含水層。

3.1.3 山西組砂巖裂隙含水層

山西組底砂巖K7，一般為中、細(xì)粒砂巖，厚度穩(wěn)定，以垂直裂隙為主，局部未充填，屬弱富水含水層。

3.1.4 二疊系石盒子組砂巖裂隙含水層組

下石盒子組碎屑巖裂隙含水層，主要為中、細(xì)粒砂巖，以垂直裂隙為主，局部未充填，總體上屬弱富水含水層。

3.1.5 新生界第四系沖積—洪積孔隙含水層組

本組地層廣泛出露于井田內(nèi)的梁、峁上，主要充水介質(zhì)為底部的砂礫石層，主要接受降水補(bǔ)給，該含水層組富水性不均勻，在砂礫層厚度較大，且接受補(bǔ)給條件好的地段，可形成富水性較好的含水層。

3.2 井田內(nèi)隔水層

3.2.1 二疊系碎屑巖類(lèi)砂巖層內(nèi)隔水層組

主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖等組成，呈層狀分布于各含水層之間，在無(wú)構(gòu)造溝通的情況下，其構(gòu)造裂隙不發(fā)育，且各含水層富水性弱，在垂向上使各含水層內(nèi)一般無(wú)水力聯(lián)系。

3.2.2 石炭系上統(tǒng)太原組上段隔水層

由K7砂巖至K4石灰?guī)r間泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖等隔水層組，其隔水性能較好，在無(wú)構(gòu)造溝通或遭受破壞的情況下，可成2，4，5號(hào)煤層底板的良好隔水層。

3.2.3 石炭系上統(tǒng)太原組11號(hào)煤層以下及中統(tǒng)本溪組隔水層

主要由泥巖、鋁質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖等構(gòu)成，厚約49 m，在無(wú)構(gòu)造溝通的情況下，其裂隙不發(fā)育，是含煤地層與奧灰水之間重要的隔水層。

4 礦井水文地質(zhì)類(lèi)型劃分

4.1 劃分依據(jù)

按照國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局《煤礦防治水規(guī)定》（2009年），根據(jù)礦井受采掘破壞或者影響的含水層及水體、礦井及周邊老空水分布狀況、礦井涌水量或者突水量分布規(guī)律、礦井開(kāi)采受水害影響程度以及防治水工作難易程度，礦井水文地質(zhì)類(lèi)型劃分為簡(jiǎn)單、中等、復(fù)雜、極復(fù)雜等4種。各項(xiàng)分類(lèi)依據(jù)為《煤礦防治水規(guī)定》內(nèi)容。分類(lèi)依據(jù)就高不就低的原則，確定礦井水文地質(zhì)類(lèi)型。

4.2 礦井水文地質(zhì)類(lèi)型劃分

4.2.1 受采掘破壞或影響的含水層及水體

（1）2，4，5 號(hào)煤層。2，4，5 號(hào)煤層直接充水含水層以山西組上部砂巖和下石盒子組砂巖含水層為主，屬砂巖裂隙含水層。井田內(nèi)施工的水文孔（4-1，6-1號(hào)孔），對(duì)山西組進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，6-1號(hào)孔山西組及以上含水層的單位涌水量為0.0463～0.0599 L·s-1·m-1，6-1號(hào)孔山西組及以上含水層的單位涌水量為0.008～0.00952 L·s-1·m-1，屬弱富水性含水層。

2，4，5號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算采用公式：H1i=20，進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)計(jì)算2，4，5號(hào)煤層水裂隙帶可達(dá)地表。

（2）9，10，11 號(hào)煤層。9，10，11 號(hào)煤層直接充水含水層以石灰?guī)r為主，屬巖溶裂隙含水層。本組含水層埋藏較深，又因其間有泥巖作為相對(duì)隔水層，不易接受上覆含水層越流和大氣降水滲入，補(bǔ)給條件差。井田內(nèi)施工的水文孔（4-1、6-1號(hào)孔），對(duì)太原進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，6-1號(hào)孔山西組及以上含水層的單位涌水量為0.00913～0.01053 L·s-1·m-1，6-1號(hào)孔山西組及以上含水層的單位涌水量為0.0637～0.07238 L·s-1·m-1，屬弱富水性含水層。

9，10，11號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算采用公式：H1i=30，進(jìn)行計(jì)算，9號(hào)、10號(hào)、11號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度可延伸至5號(hào)，也可延伸至地表。

關(guān)于下伏奧灰?guī)r溶水對(duì)礦井充水的影響：井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高在919 m左右。2，4，5號(hào)煤層絕大部分帶壓，僅井田南部極小部分不帶壓，9，10，11號(hào)可采煤層全井田均帶壓，所以井田內(nèi)可采煤層奧灰水突水危險(xiǎn)性大。

綜上，2，4，5受采掘破壞或影響的含水層及水體屬簡(jiǎn)單—中等，9，10，11號(hào)煤層采掘破壞或影響的含水層及水體屬?gòu)?fù)雜。

4.2.2 礦井及周邊老空水分布狀況

根據(jù)井田南部東段物探勘查資料，井田內(nèi)采空區(qū)位置及范圍已基本查清，2號(hào)煤層有積水13.6萬(wàn)m3，4號(hào)煤層有積水4.06萬(wàn)m3，5號(hào)煤層有積水9.64萬(wàn)m3，9號(hào)煤層有積水7.77萬(wàn)m3，10號(hào)煤層有積水4.48萬(wàn)m3，11號(hào)煤層有積水14.46萬(wàn)m3，井田內(nèi)共計(jì)有積水54.01萬(wàn)m3。

周邊煤礦與本礦之間：洪山煤礦（已關(guān)閉）和東圪塔煤礦（已關(guān)閉）井田南部采空與本礦南部采空區(qū)相通，并存在積水，旺源煤業(yè)有限公司采空區(qū)積水已由開(kāi)采巷道中排出，對(duì)本礦的影響不大。

綜上，礦井及周邊老空水分布狀況屬中等。

4.2.3 礦井涌水量

上組5號(hào)煤層，生產(chǎn)能力90萬(wàn)t/a，礦井正常涌水量為100m3/d，最大涌水量為120 m3/d。

相鄰煤礦旺源煤業(yè)有限公司，現(xiàn)采2號(hào)煤層，生產(chǎn)能力90萬(wàn)t/a，礦井正常涌水量為280 m3/d，最大涌水量為330 m3/d。

9號(hào)煤層，生產(chǎn)能力90萬(wàn)t/a，礦井正常涌水量為330 m3/d，最大涌水量為450 m3/d。

根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》Q1＜180 m3/h，Q2＜300 m3/h，可確定本項(xiàng)礦井水文地質(zhì)類(lèi)型為簡(jiǎn)單。

4.2.4 突水量

該礦自開(kāi)采以來(lái)從未發(fā)生過(guò)突水，本項(xiàng)礦井水文地質(zhì)類(lèi)型確定為簡(jiǎn)單。

4.2.5 開(kāi)采受水害影響程度

井田內(nèi)煤層開(kāi)采受水害威脅的主要水源為采空區(qū)積水和奧灰水突水。井田相鄰礦井及井田內(nèi)采空區(qū)存在積水，對(duì)今后煤層的采掘工程存有一定的影響。不排除發(fā)生水害事故的可能性，要加強(qiáng)管理，嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦防治水規(guī)定》進(jìn)行探放水。

井田內(nèi)各可采煤層帶壓嚴(yán)重，并且井田內(nèi)斷層發(fā)育，奧灰水突水可能性高。確定本分項(xiàng)為2，4，5號(hào)煤層礦井水文地質(zhì)類(lèi)型為中等—復(fù)雜，9，10，11號(hào)煤層礦井水文地質(zhì)類(lèi)型為復(fù)雜。

4.2.6 防治水工作難易程度

井田上組煤主要水害威脅為采空區(qū)積水，下組煤主要水害威脅為采空區(qū)積水和奧灰水突水。井田相鄰礦井及井田內(nèi)采空區(qū)存在積水，對(duì)今后煤層的采掘工程存有一定的影響。開(kāi)采上組煤主要是要對(duì)采空區(qū)積水進(jìn)行探放，開(kāi)采下組煤層時(shí)，除對(duì)采空區(qū)積水進(jìn)行探放，由于帶壓嚴(yán)重且構(gòu)造中等，防治奧灰水突水工作難度較高，可確定本項(xiàng)為礦井水文地質(zhì)類(lèi)型上組煤為中等，下組煤為復(fù)雜。

4.3 礦井水文地質(zhì)類(lèi)型的劃分結(jié)果

綜合上述各項(xiàng)礦井水文地質(zhì)類(lèi)型劃分結(jié)果，根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》按分類(lèi)依據(jù)，該礦井的2，4，5號(hào)煤層水文地質(zhì)條件定為中等—復(fù)雜類(lèi)型，復(fù)雜段在TS≥0.06 MPa/m段。9，10，11號(hào)煤層水文地質(zhì)條件定為復(fù)雜類(lèi)型。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述分析，確定山西介休鑫峪溝左則溝煤業(yè)有限公司2，4，5 號(hào)煤層水文地質(zhì)條件定為中等—復(fù)雜類(lèi)型，9，10，11 號(hào)煤層水文地質(zhì)條件定為復(fù)雜類(lèi)型。建議該礦在今后的生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)采空區(qū)積水、奧灰水、斷層導(dǎo)水作進(jìn)一步的工作，堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”。

[1]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦防治水規(guī)定.北京：煤礦工業(yè)出版社，2009.