新密市鑫兴煤业有限公司
矿井水文地质调查报告
报告提交单位：新密市鑫兴煤业有限公司
报告编制单位：河南地质矿产勘查开发局第二地质队
报告提交日期：二○○九年八月
新密市鑫兴煤业有限公司
矿井水文地质调查报告
报告提交单位：新密市鑫兴煤业有限公司
报告提交单位负责人：
报告编制单位：河南省地质矿产勘查开发局第二地质队
队 长：王兴民
总工程师：樊克锋
项目负责：张同中
报告编写：张同中、荆鹏、谢彦军
审 核：
提交报告日期：二 00 九年八月
1
目 录
前 言 .........................................................................................................1
1.矿井概况 ..................................................................................................4
矿井位置、范围和交通 ...............................................................4
自然地理 .......................................................................................6
以往地质工作评述 .......................................................................7
矿井生产建设概况 .......................................................................7
2.区域地质与矿井地质 ............................................................................11
区域地层 .....................................................................................11
矿井地层 .....................................................................................11
区域构造 .....................................................................................11
煤层及煤质 ..............................................................................14
3.区域水文地质 ........................................................................................15
气候、气象 ................................................................................17
矿区水文地质 ............................................................................17
地下水的补给、径流、排泄和动态变化 .................................19
4 矿井充水因素 .....................................................................................23
矿井充水因素 ............................................................................23
矿井涌水量预算 ........................................................................26
矿井水文地质类型 .....................................................................28
水库对矿井开采的影响 ............................................................28
5 矿井供、排水系统 .............................................................................30
供水系统 ....................................................................................30
井下排水系统 ............................................................................30
6.矿井水害防治 ........................................................................................31
矿井水害防治技术措施 .............................................................31
矿井水害防治保障措施 .............................................................34
矿区环境保护措施 ....................................................................36
7.结论、存在问题及建议 ........................................................................38
结论 .............................................................................................38
存在问题及建议 .........................................................................40
参考文献 ...................................................................................................41
附图：
1、新密市鑫兴煤业有限公司地质地形图（1：5000）
2、新密市鑫兴煤业有限公司地质及水文地质图（1：2000）
3、新密市鑫兴煤业有限公司矿井充水性图（1：2000）
4、新密市鑫兴煤业有限公司地质及水文地质剖面图（1：2000）
附件：
1、设计委托书
2、新密市鑫兴煤业有限公司采矿许可证（复印件）
3、报告编制单位资质证书（复印件）
前 言
报告编制目的与意义
煤矿水灾害是我国煤矿建设和生产过程中的主要灾害之一。据统计，
矿井灾害事故中，水害事故约占 40％左右，不仅严重制约矿井正常安全生
产和职工生命安全，而且会给国家和企业造成巨大的经济损失。
根据省、市、县煤炭资源整合的有关文件精神，新密市鑫兴煤业有限公司
由原新密市城关镇下庄河煤矿、翟沟金星煤矿于 2005 年通过煤炭资源整
合组建而成，开采二叠系山西组二 1 煤层，设计生产能力 15 万吨/年。2006
年 10 月在原矿区基础上进行了缩边，并取得新的采矿许可证，证号为
4100000730625。井田及其相邻区内已进行过多年的开采，煤层顶底板赋
水性、断层破碎带导水性以及老空区富水性都是煤矿防治水工作的重点，
尤其断层水是构成矿井安全生产的主要隐患。
根据煤矿技术改造初步设计方案，矿井技改后开拓方式采用三立井单
水平上下山方式开拓全井田，主井为新打井筒，井坐标 X=3819425，
Y=38437620，Z=+240，副井为利用井筒，井口坐标 X=3819611，Y=38437734，
Z℃+232 ， 风 井 为 利 用 井 筒 ， 井 口 坐 标 X=3819582 ， Y=38437766 ，
Z=+232。技改后，井田范围内非利用井筒全部充填，达到关闭要求。矿井
保有资源储量 万吨，可采储量 万吨，设计生产能力
服务年限 年。
本次工作依据河南省人民政府相关文件指示精神，着眼于矿井安全生
产，运用水文地质勘察、岩石学、地下水动力学及构造地质学的理论和方
法，通过对开采煤层地质与水文地质条件及其充水因素分析研究，在查明
矿井水患影响程度的基础上，制定相应的防治水措施，不仅可大大避免水
害事故的发生，减少人员和财物损失，确保矿井安全正常生产，具有极其
重要的意义，而且对矿井今后实现更加科学化、规范化、信息化的管理也
奠定良好基础。
报告编制主要依据
本次矿井水文地质报告的编制侧重对水文地质条件的分析，并根据分
析结果提出对水害防治技术方案。报告编制的主要依据有：2008 年 11 月
14 日，豫政办[2008]90 号，河南省人民政府办公厅关于坚决遏制煤矿重特
大事故发生的紧急通知；2008 年 11 月 25 日，河南省煤矿安全监察局，豫
煤安监二[2008]273 号，关于加强煤矿防治水工作，遏制重特大事故发生的
紧急通知。
报告编制主要任务
（1）查明区域与井田主要含水层空间分布特征的赋水性、赋水规律
及地下水的补给、径流与排泄条件，垂向与横向上的水力联系，以及对矿
井充水的影响。
（2）查明断裂构造的空间分布特征，结构面力学性质，导、隔水性
能，以及对矿井充水的影响。
（3）查明隔水岩层的岩性特征、厚度与隔水性能，以及对地下水运
移的控制作用和影响。
（4）查明地表水与大气降水对矿井充水的影响程度。
（5）查明矿井与相邻矿井老空区分布特征、积水情况，以及对矿井
充水的影响程度。
（6）查明矿井充水因素、主要充水水源、充水途径、充水量及其动
态变化特征，继而确定矿井水文地质条件类型。
（7）编制矿井地质及水文地质图、地质及水文地质剖面图及矿井充
水性图。
本次工作情况
此次工作从 2009 年 6 月初开始，至 2009 年 8 月底结束，历时 3 个月，
大致分为四个阶段。
第一阶段：收集资料、野外踏勘和物探测量阶段。
全面搜集矿井地质、水文地质资料，在充分阅读资料的基础上，实施
踏勘和了解本矿井及相邻矿井、区内地质、地貌及水文地质特征、矿井建
设及生产状况。
第二阶段：资料整理与综合分析研究阶段。
对区内与矿井勘探与生产揭露的地质与水文地质资料进一步归纳整
理与统计，编制矿井地质与水文地质图、矿井地质及水文地质综合柱状图、
矿井地质及水文地质剖面图及矿井充水性图等相关图件，分析煤层底板含
水层特征与赋水性及其规律、断裂构造力学性质及导赋水性、地表水体大
气降水对矿井充水的影响程度和老空区积水空间分布特征及情况等。
第三阶段：报告编制阶段。
在对区域及矿井地质与水文地质资料全面调查及分析研究的基础上，
按照矿井水文地质报告编制提纲和编制要求，结合区域及矿井生产实际，
编制矿井水文地质报告。
第四阶段：报告修改补充阶段。
为使报告更加完善，依据更加充分，在报告编制过程中，同河南省新
密市煤炭工业管理局及矿方有关技术人员多次交换意见，进行了反复修改
和补充。
报告编制期间，得到了新密市市煤炭工业管理局及矿方的大力支持与
协助，使此次报告编制工作得以圆满完成，在此表示感谢。
由于编制人员水平有限、时间紧、任务重以及物探工作的多解性，报
告中不足之处在所难免，恳请同行专家批评指正。
1.矿井概况
矿井位置、范围和交通
矿井位置
公司位于新密市城关镇翟沟村内，东距新密市城区约 4 公里，东北距
郑州市 50 公里。
范围
新密市鑫兴煤业有限公司位于新密煤田“米-牛”勘探区东端，矿区地理
坐标为东经 113°18′27″～113°19′34″,北纬 34°29′37″～34°30′37″。
矿区二 1 煤范围，东西长 400-1700m，南北 460~1850m，矿区面积
。矿区范围由下述 22 个拐点坐标依次连线圈定，各点坐标值见
表 1-1。
表 1-1 新密市鑫兴煤业有限公司矿区范围拐点坐标
拐点号 纬距 X 经距 Y
1
A
B
C
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
交通
东距新密市城区约 4 公里，东北距郑州市 50 公里，登封-郑州的公路
从本矿区的南部穿过，荥（密）-新（密）公路、新（密）-大（平）公路
在矿区南部与郑-登公路交汇，并有大路与之相连，可通行大小车辆，另外，
本矿北部有新密支线在新郑市与京广线接轨。各乡镇及村庄间的简易公路
纵横成网，交通极为便利。井田交通位置见图 1-1-1。
图 1-1-1 鑫兴煤矿交通位置图
自然地理
地形地貌
本矿区地表属山前冲积扇平原，地势西南高、东北低，东部为下庄河
河床滩地，地势较平坦。煤系地层被第四系冲积层所覆盖。地面海拔标高
在 之间，最大相对高差约 80m。
水文
双洎河北支流从本矿区的北部、东部流过，主要是雨季排泄洪水的通
道，平时基本无水。双洎河发源于登封嵩山山脉，流经新密、新郑等地，
向东南注入颖河，最终汇入淮河，属淮河水系。
气像
本区属半干旱大陆性气候，夏季炎热多雨,冬季寒冷干旱,据密县气象
站记载：该区年降雨量 ～973mm，平均 ，日最大降雨量
，降雨多集中在每年的七、八、九三个月；平均年蒸发量为
郑州市
尖山乡
苟堂镇
新郑市
岳村镇
白寨镇
袁庄乡
米村镇
平陌镇 超化镇
大隗镇
刘寨镇
曲梁乡
来集镇
道
国
107
荥
密
路
公
牛店镇
少
密
杞
公
路
豫
03线
速
郑
高
新密市
矿务局鑫兴煤业
113° 30′
113° 30′
34° 30′
34 ° 30′
；年平均气温 ℃，最高 ℃，最低℃；最大积雪深度
20cm，最大冻土带深度 18cm；最大风速为 22m/s，夏季多南风，冬季多西
北风。
地震
据中华人民共和国地震局编制的地震烈度区划图和武汉地震测绘大
队资料，本区地震烈度为 V 度。对本区有影响且有记载的地震发生在 1814
年 1 月 10 日，震中位于密县与荥阳之间，震级为 5 级，地震烈度为 VI 度。
以往地质工作评述
新密市鑫兴煤业有限公司位于新密煤田“米村—牛店”勘探区东部，属芦店
向斜北翼，开采二叠系山西组下部的二 1 煤层。
1958 年 9 月原中南煤田地质局 125 地质队在新密煤田“米村—牛店”勘
探区做过煤田普查勘探工作。59 年 9 月提出了普查报告。
1960 年原中南煤田地质局 125 地质队在新密煤田“米村—牛店”勘探区
进行了精查勘探，同年提交了《米村—牛店煤矿地质勘探最终报告》（精
查）。但在 1962 年复审时，该报告因勘探线距过大，水文工作量少，不
能满足建井设计需要而被降为普查报告。125 队在“米村—牛店”勘探区施
工了大量钻孔，但在本区只施工了 1 个钻孔 10-13 孔。
1997 年 7 月该区的原下庄河煤矿曾由郑州矿区地质测绘技术咨询服
务部编制了专门的储量报告（《新密市城关镇下庄河煤矿地质矿产储量报
告》），但未投入钻探工作量。该报告共计算新密市城关镇下庄河煤矿范
围内二 1 煤资源储量 万吨，保有储量 万吨。并经豫储证字
（1997）081 号储量证书批准。
1998 年 8 月该区的原金星煤矿曾由郑州矿区地质测绘技术咨询服务
部编制了专门的储量报告（《河南省新密市城关镇翟沟金星煤矿矿产储量
（地质）报告》）。
2004 年 3 月该区的原下庄河煤矿曾由郑州矿务局地勘公司编制了《河
南省新密市城关镇下庄河煤矿资源储量核查报告》，未投入钻探工作量。
该报告共计算新密市城关镇下庄河煤矿范围内二 1 煤资源储量 万吨，
保有储量 万吨。并经豫国土资储备（小）字[2004]163 号评审备案。
2005 年 12 月新密市鑫兴煤业有限公司曾由河南省煤田地质局一队编制
了《河南省新密市鑫兴煤业有限公司煤炭资源储量核查报告》，但未投入钻
探工作量。该报告共计算新密市鑫兴煤业有限公司范围内二 1 煤层资源储量
779 万吨，保有储量 711 万吨。并经豫国土资储备字[2006]75 号评审备案。
2005 年 12 月矿方委托陕西省煤田地质局物探队对该区进行了二维地
震勘探，共布设测线 12 条，物理点 390 个。
矿井开发史
新密市鑫兴煤业有限公司由原下庄河煤矿、金星煤矿通过煤炭资源整合而组成。
周边分布有红星煤矿和翟沟煤矿，现对其开采情况分述如下：
1、原下庄河煤矿：
下庄河煤矿位于矿区北部，始建于 1995 年，1996 年建成投产。开采
二叠系山西组下部的二 1 煤层，矿井设计生产能力 3 万吨/年。后经改扩建，
生产能力达 6 万吨/年。该矿现有 2 个井筒，分别为主井、副井，采用立井
单水平上、下山开采，走向长臂式采煤，中央抽出式机械通风，全部垮落
管理顶板,井下生产工人采用矿灯照明。由于乡镇煤矿的治理整顿，本矿
2005 年 6 月停产进行资源整合，开采动用资源储量 61 万吨。
据本矿的开采资料，瓦斯相对涌出量为
井涌水量较小，正常涌水量 30m3/h，最大涌水量 100m3/h，以顶板淋水为
主，次为底板渗水。
2、原金星煤矿：
金星煤矿位于矿区中部，于 2003 年动工基建，2004 年底建成投产。
开采山西组下部的二 1 煤层，矿井设计生产能力 6 万吨/年。本矿现有 2 个
井筒。开拓方式采用立井单水平上下山开拓，采煤方法为走向长臂后退式，
沿底送巷，采用手镐落煤，全部垮落管理顶板，中央抽出式机械通风。
矿井涌水量较小，正常涌水量 15m3/h，最大涌水量 35m3/h，以顶板淋
水为主，次为底板渗水。据本矿的开采资料，瓦斯相对涌出量为
属低瓦斯矿井。
矿井建成以后，由于小煤矿治理整顿，基本没有正常生产。特别是 2005
年 9 月参加资源整后停产至今。
3、周边煤矿开采情况
（1）翟沟煤矿
翟沟煤矿位于本矿区东北部，于 1989 年建井，1991 年建成投产。开
采山西组下部的二 1 煤层，矿井设计生产能力 15 万吨/年。本矿现有 3 个
井筒。采用立井单水平上下山开拓，采煤方法为走向长臂后退式，沿底送
巷，采用手镐落煤，全部垮落管理顶板，抽出式机械通风。
据本矿的开采资料，瓦斯相对涌出量为
井涌水量情况不详。
（2）红星煤矿
红星煤矿位于本矿区东部，开采山西组下部的二 1 煤层。原有 2 个立
井。开拓方式采用立井单水平上下山开拓，采煤方法为走向长臂后退式，
沿底送巷，采用手镐落煤，全部垮落管理顶板，中央抽出式机械通风，矿
灯照明。
矿井涌水量较小，正常涌水量 15m3/h，最大涌水量 30m3/h，以顶板淋
水为主，次为底板渗水。
该矿于 2004 年初停产关闭。
2.区域地质与矿井地质
区域地层
本区地层区划属华北地层区嵩箕小区，区域地层从老到新发育有太古
界-元古界，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界三叠系，新
生界第四系。大地构造位置位于昆仑——秦岭纬向构造带的东延部分，在
嵩山背斜与凤后岭背斜之间的新密复式向斜构造北翼，区域构造行迹以高
角度正断层为主，次为褶皱，并发育有大范围的滑动构造。区域内以沉积
矿产为主，煤炭蕴藏量丰富。本地区无岩浆岩发育。
矿井地层
本矿区为沉积岩地层，大部为第四系冲积层所覆盖。根据钻孔和矿井
揭露，地层由老至新有：奥陶系（O2m）、石炭系（C）、二叠系（P）、
三叠系（T）地层，其中主要含煤地层为石炭系、二叠系，。以下将本区
地层由老到新分别叙述如下：
（一）、奥陶系中统马家沟组（O2m）：以灰色、致密质纯的灰岩为
主，上部为兰灰色厚层状石灰岩，致密，下部为灰黄色泥质灰岩，本组地
层区域资料显示，厚约 50m 左右，与下伏寒武系地层呈平行不整合接触。
（二）、石炭系（C）
本井田缺失下石炭统，上石炭统厚 70 米。
1.中石炭统本溪组（C2b）：与下伏奥陶系呈平行不整合接触，地层平
均厚度 ，由灰～深灰色铝土岩组成，具豆状或鲕状结构，致密质纯
具滑感，局部含丰富黄铁矿晶体。
2.上石炭统太原组（C3t）：下界为本溪组铝土岩顶，与本溪组呈连续
沉积，上界止于 L9 石灰岩（或相变为菱铁质泥岩）顶面。据钻孔揭露，本
组地层平均厚度 80m 左右，由一套属于海陆交互相形成的灰岩、泥岩、砂
质泥岩、砂岩及煤层组成。按其岩性组合特征，可将太原组分为三段，即：
下部灰岩段、中部砂泥岩段及上部灰岩段。下部灰岩段：自一 1 煤底至 L4
灰岩顶。为第一、二、三、四层灰岩和一 1 至一 4 煤。L1～L4 灰岩分布稳定，
全区发育，常合并为 1～2 层，含燧石结核、燧石条带，并富含海百合茎
和假希瓦格蜓化石，可作为本组的重要标志层。中部砂泥岩段：自 L4 灰岩
顶至 L7 灰岩底。上部由灰～深灰色中厚层状泥岩、砂质泥岩和一 7 煤组成，
局部夹有鲕状泥岩或中、细粒砂岩，含白云母片及植物化石。上部灰岩段：
由 L7-8、L9 三层灰岩和一 8 煤及泥岩、砂质泥岩组成。下部的 L7-8 灰岩呈深
灰色，致密坚硬，夹燧石条带，层位稳定。L7 灰岩较厚，为 ；L8 灰
岩较薄，厚 ；两层灰岩间夹一薄层泥岩或一 8 煤。顶部的 L9 灰岩极
不稳定，有时相变为厚约 ～ 的薄层菱铁质泥岩，其顶部即为与
上覆山西组的分界面。本组地层与上覆二叠系地层呈呈连续沉积。
（三）、二叠系（P）
底界为上石炭统太原组 L9 灰岩顶面，上界止于金斗山砂岩底面，与下
伏地层呈连续沉积，含煤地层总厚度 ，分上、下两统八个煤组，
各煤段间均以砂岩标志层分界。本矿区主要保留有下统的山西组、下石盒
子组地层，上部地层被剥蚀缺失。
1.下二叠统山西组（P1S）：本组地层是属于海退过程中形成的一套滨
海相沉积地层，上界止于砂锅窑砂岩（Ss）底面，平均厚度 87m，主要以
砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层组成，其显著特点是：岩层的颜色普遍较深，
砂岩发育，层面上含有较多的白云母片，本组地层富含菱铁质结核。本组
地层下部所含的二 1 煤层，层位稳定，为本矿的开采对象，其本身也是一
个良好的标志层。
二 1 煤层老顶大占砂岩（Sd）也是地层、煤层对比的良好标志层之一，
岩层厚度变化大，全区发育，有时为二 1 煤层直接顶板。层厚 ,下距
二 1 煤层顶 0～ 左右。
2.下二叠统下石盒子组（P1X ）：本组包括三、四、五、六煤组，下
自山西组顶，上界止于田家沟砂岩（St）底面，平均厚度 310 米。岩性主
要以砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤线组成。与下伏山西组呈连续沉积，三煤
组附近的砂锅窑砂岩段，普遍发育，平均厚约 左右。该标志层位于
下石盒子组底部，岩性为灰色细中粒砂岩（顶部为细砂岩），泥质胶结，
主要成份为石英及长石，含大量云母及暗色矿物，分选好，磨园度差，局
部夹泥质条带，距二 1 煤层约 75m，是地层、煤层对比的重要标志层之一。
3、上二叠统上石盒子组（P2S）：下自田家沟砂岩（St）底面，上至
石千峰组下段（平顶山砂岩）底界。厚度约 230 米，本组地层包括七、八、
九三个煤段，与下伏下石盒子组地层呈整合接触。岩性由浅灰、深灰、灰
绿色及紫灰色泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩、中粗粒砂岩、炭质泥岩及煤层
的互层组成。七煤段顶部的田家沟砂岩（St），岩性为浅灰色、灰白色中
厚层状中粗粒长石石英砂岩，硅质胶结，分选性差，具交错层理及韵律层
理，底部常含泥质团块及石英质细砾，是上、下石盒子组的分界标志层。
4、上二叠统石千峰组（P2Sh）：下至平顶山砂岩底界，上至三叠系金
斗山砂岩底界，与下伏地层呈整合接触，厚度大于 370 米，按岩性组合特
征划分为上、下两段。下段岩性以浅灰色-灰白色厚层状中-粗粒长石石英
砂岩为主，硅质胶结，坚硬，分选中等-差，具交错层理，俗称平顶山砂岩，
平均厚约 60 米，为区域性标志层。上段岩性上部以灰黄色、紫红色粉砂
岩为主，含铁质结核，具交错、波状层理。中部为灰色、紫红色泥岩、砂
质泥岩夹中细砂岩薄层，具虫孔构造，水平、波状层理较发育。下部以浅
灰色、灰白色中厚层状中粗粒长石石英砂岩为主，夹紫红色、灰绿色砂质
泥岩，具板状、契状层理，厚约 310 米。
（四）、三叠系下统（T1q）:上部以褐红、紫红色泥岩、砂质泥为主，
夹薄层粉细砂岩，含钙质结核。下部为紫红色厚层状中细砂岩，铁质、硅
质胶结，分选中等，具大型板状交错层理，层位稳定，俗称金斗山砂岩，
是良好标志层之一，总厚度大于 370 米。
（五）、新生界第四系（Q）：区内分布广泛，下部为砾石；上部为
黄土层。平均厚度 左右，与下伏地层呈角度不整合接触。
区域构造
本区位于新密煤田“米村-牛店”勘探区外围，属新密复式向斜构造带内
的北翼，从剖面图上看，本矿区地层基本上呈一单斜构造，地层走向 100°
-150°，倾向 190°-240°，地层倾角 6°-24°。矿区南部发育一滑动构造（芦
F1），受其影响区内含煤地层大部分组段保存不全，滑体下发育有 1 个高
角度正断层(土桥沟正断层)，由此本区构造复杂程度为中等构造。
兹将本区主要构造分述如下：
（1）土桥沟正断层：位于本矿区北中部，为北升南降正断层，断层
面走向 110°-125°，倾向 200°-215°，倾角 70°，落差约 150m 左右。
（2）滑动构造（芦 F1）：总体走向 110°-160°，倾向 200°-250°，断
距 80-260 米，沿煤层顶板顺层滑动，向东南延伸至区外。区内及周边多个
钻孔均见到断点，受其影响含煤地层大部分保存不全。经与区域资料对比
区内滑动构造属区域性滑动构造（芦 F1）。
煤层及煤质
1、含煤性
本矿区内含煤地层为上石炭统太原组、下二叠统山西组和上下石盒子
组地层，,含煤地层总厚 627 米，共九个煤组，共计含煤 12 层。煤层平均
总厚度 ，含煤系数为 %。可采煤层平均总厚度 ，含煤系数
为 %。
2、可采煤层
下二叠统山西组下部的二 1 煤层，是本矿的开采对象，在本区内二 1 煤
层全区发育，大部可采，结构简单，层位稳定。矿区内揭露二 1 煤层局部
偶见夹矸。煤层走向 100°~145°，倾向 190~235°，倾角 6~24°，表现为单斜
构造。
二 1 煤层距其上部的大占砂岩 0-10m， 二 1 煤层顶板为砂质泥岩、泥
岩或细砂岩，底板一般为砂质泥岩，煤层上部标志层明显，层位稳定，对
比可靠。本矿二 1 煤层最厚 ，最薄 0m，平均厚度 ，表现为自
北东部煤层露头至西南方向逐渐变薄的规律，其原因为成煤前沉积环境以
及后期构造的改造作用。矿区内煤层赋存标高为-240～+190m，埋深 30～
485m，属较稳定煤层。
3、煤层对比
本次煤岩层对比主要采用了标志层、层间距、煤岩组合、煤层煤质等
对比方法，本矿区山西组二 1 煤层，对比依据充分，对比可靠。
二、煤质
据本矿煤质资料和邻区王庄井田资料可知：
1、物理性质和煤岩类型
二 1 煤层颜色为灰黑色, 多呈粉末状，少量呈小叶片状、鳞片状及碎块
状, 煤质较脆, 金刚光泽,燃烧时无烟,燃烧后无结碴现象。二 1 煤层平均视
密度
2、化学性质和工艺性能
二 1 煤层原煤水份（Mad）平均为 %；灰份(Ad)平均为 %；
干燥无灰基挥发分（Vdaf）为 %；全硫含量(St,d)为 %；干燥基低
位发热量(Qnet ,d)平均为 ／Kg。
二 1 煤层浮煤水份（Mad）平均为 %；灰份(Ad)平均为 %；干
燥无灰基挥发分（Vdaf）为 %%；全硫含量(St,d)为 %；干
燥基低位发热量(Qnet ,d)平均为 ／Kg。
结焦性试验：胶质层指数的收缩度(X 值)为 8,胶质层厚度(Y 值)为 0,焦
碴特征 CRC 为 1-2。
3、煤类及煤的利用
综合区域煤层煤质指标和本矿的煤层煤样指标，按照“中国煤炭分类标
准（GB5751—86）”：二 1 煤层浮煤 Vdaf（%）为 ，干燥基低
位发热量平均为 ／Kg，胶质层厚度(Y 值)为 0，煤类为“贫煤”。该
矿二 1 煤含水份少，灰分低，硫量特低，呈粉状，属发电锅炉用煤。燃烧
时无烟无味，也是良好的民用煤。
3.区域水文地质
气候、气象
本区属半干旱大陆性气候，夏季炎热多雨,冬季寒冷干旱,据密县气象
站记载：该区年降雨量 ～973mm，平均 ，日最大降雨量
，降雨多集中在每年的七、八、九三个月；平均年蒸发量为
；年平均气温 ℃，最高 ℃，最低℃；最大积雪深度
20cm，最大冻土带深度 18cm；最大风速为 22m/s，夏季多南风，冬季多西
北风。
矿区水文地质
矿区主要含水层组
由于本矿区位于新密煤田的中西部，地势平缓，西南高东北低，地表
近南北向冲沟较为发育。主要含水层为第四系冲积层含水层、二叠系砂岩
含水层、石炭系灰岩含水层、奥陶系灰岩含水层。二 1 煤上部含水层含水
性较弱，下部隐伏灰岩高压岩溶裂隙含水层，由于受断裂构造的影响，该
区底板比较破碎，底板水为矿区主要充水水源。受双洎河及地表降水的影
响，第四系冲积含水层富水性也较强，为矿井充水的次要水源。现将本矿
区的主要含水层及隔水层分述如下：
1、奥陶系、上寒武系灰岩岩溶裂隙承压含水层：奥陶系岩性为厚层
状微晶灰岩或泥质灰岩；上寒武系为白云质灰岩、泥质灰岩。该含水层全
区发育，厚度大、富水性强，岩溶发育规模不均衡。受岩溶裂隙发育状况
影响，岩溶水强弱程度不同。据邻近的米村煤矿抽水试验资料：单位涌水
量为 K=
为 HC03-Ca-Mg 型。该含水层最大厚度达 70m 以上，为开采二 1 煤层的间
接充水含水层，正常开采期间隔水层足以抵抗其水头压力，故不会补给二 1
煤生产系统，但在较大落差断层影响下，将对二 1 煤开采构成较大威胁。
2、上石炭统太原组灰岩含水层：
（1）、下段灰岩含水层：主要由 L1、L2、L3、L4 灰岩组成，并常合
并为二层，平均厚 ，裂隙溶洞较为发育，富水性强，为石灰岩岩溶
裂隙水，与下部奥陶系灰岩含水层有密切的水力联系，为二 1 煤层间接充
水含水层，一般对二 1 煤层开采不会造成直接影响。但在较大落差断层影
响下，将对二 1 煤开采构成较大威胁。
（2）、上段灰岩含水层：本含水层距二 1 煤层 12 米左右，主要由 L7-L8
灰岩组成，全区发育，分布稳定，平均厚度 10m，矿化度 g/l,
水质类型为 HC03-Ca-Mg 型。是二 1 煤层矿井充水的主要含水层之一，为
二 1 煤层底板含水层，该含水层对矿井开采产生一定影响。
3、二 1 煤层顶板砂岩裂隙、孔隙含水层：
即二 1 煤顶板含水层，由 4～5 层灰白色及灰色中细粒、中粗粒砂岩组
成，俗称“大占砂岩”、“香炭砂岩”、“砂锅窑砂岩”。据王庄煤矿资料：单
位涌水量为 K=
水质为 HC03-Ca-Mg 型。该层一般含水性较弱。径流条件差，水源不丰富，
不足以对矿井安全构成危害。
4、第四系冲积层含水层及地表水：
主要为第四系砂砾石层组成，平均厚度 米，属潜水含水层，主
要靠大气降雨补给，虽然砂砾石层含水性较好，水量丰富，但二 1 煤层开
采形成的冒裂带较小，不会通达地表，因而对矿井生产影响较小，往往以
井筒淋水的形式出现。
5、老空水：
本矿开采历史较长，形成面积较大的采空区，由于长期受地表等水源
的补给，空区积水较多，开采时要留足防水煤柱，防范老空水对矿井生产
造成的威胁。
矿区主要隔水层组
在含水层之间广泛分布着隔水岩层或弱透水岩层，它们都具有一定的
阻水性能，其阻水能力取决于岩性、岩层结构、厚度及稳定性，在后期构
造作用的破坏下，可大大削弱隔水层的阻水性能，甚至使其起不到隔水作
用，从矿井防治水的角度出发，对本矿区主要隔水岩层叙述如下：
1、第四系粘土层：
区内广泛分布，主要为粘土、黄土组成，这些粘土层对阻止降雨下渗
和阻隔第四系孔隙水与下伏基岩水的水力联系均有较大的实际意义。
2、二叠系泥岩及砂质泥岩隔水层：
广泛分布在煤系地层中的泥岩、砂质泥岩及砂泥岩互层，厚度稳定，
与二叠系煤系砂岩各含水层相间分布，在正常情况下，可阻隔各砂岩含水
层间的水力联系，并可阻隔砂岩含水层向矿坑充水。
3、二 1 煤层顶板隔水层：
为深灰色砂质泥岩、泥岩，间或有细砂岩，为二 1 煤直接顶板，厚度
较小，随着煤层的开采会部分垮落，一般起不到隔水作用。
4、二 1 煤层底板隔水层：
L7-8 灰岩至二 1 煤层底板，平均厚度 左右，主要为砂岩及砂质
泥岩组成，在正常情况下，当沿二 1 煤掘进时下伏含水层水头压力较小时，
能起到一定的隔水作用，当下伏含水层水头压力较大时，就起不到隔水作
用。本溪组地层主要由铝质岩，铝质泥岩组成，平均厚度 ，层位稳
定，隔水性好，一般情况下可有效阻隔寒武、奥陶系与太原组下段灰岩的
水力联系。
矿井充水因素分析
1、底板灰岩水：包括奥灰水和石炭系灰岩水，为底板承压水，由于
该矿区煤层底板受断层影响次生小断层比较发育，二 1 煤层直接底板隔水
层往往不能起到较好的隔水作用，造成局部 L7、L8 灰岩水补给矿井，导致
矿井涌水量相对增大，应高度警惕。
2、顶板砂岩水：二 1 煤层顶板砂岩的含水性较弱，但往往造成工作面
顶板淋水。但在滑动断裂构造发育地段将对二 1 煤层的开采造成一定威胁，
应对滑动断裂构造带高度重视。
3、第四系冲积层含水层：本区第四系冲积层含水量较为丰富，往往造
成井筒淋水。
4、地表水：井田内的双洎河支流，是雨季的主要排泄通道。大气降
雨通过矿井采动后形成的地表搬缝向下渗透，主要补给第四系冲积含水层，
进而补给矿井。
5、老空水：本矿区已开采多年，北中部有大面积采空区，矿区东部
亦有报废小煤矿采空区，其开采范围不清，采空区内可能有老空水，开采
时会对矿井的安全生产形成威胁，要采取相应措施加以防范。
地下水的补给、径流、排泄和动态变化
地下水的补给
矿区地下水的补给主要有：大气降水的补给、地表径流的补给、地下
径流补给和老空区的补给等四种形式。
大气降水的补给：它是矿区地下水的主要补给方式。由于本区为低山
丘陵地区，地势北低南高，且地表冲沟发育，地表无水体，大气降雨多顺
冲沟流走，对地下水的补给较差。
但由于本矿井原井田范围北部接近二 1 煤层露头，第四系及地表水会
在露头处有一定的补给，进而会下渗到井下。
地下径流补给：受各含水层储水条件（或水压力状态）的改变、及隔
水层厚度变化和矿区范围内断裂构造的影响，各主要含水层之间常常发生
水力联系，形成含水层之间的补给即地下径流的补给或“越流”补给。针对
本矿实际情况，井田内存在较大断层，因而煤层底板太原组灰岩各含水层
之间以及与下部奥灰水之间有发生水力联系的可能，故本矿地下径流补给
是威胁矿井安全生产的一个因素。
矿区及井田外存在小窑或老空区，其充水情况不详，它们的存在对矿
井安全生产是个隐患，亦构成矿井地下水的一个补给途径。
地下水的排泄
在矿井开采条件下，各个煤矿的开采排水成为矿区地下水排泄的唯一
途径。
地下水的动态变化
根据对多个矿井的调查证实，在开采二 1 煤层时，雨季矿井涌水量显
著增大，且常常是枯水季节涌水量的 ～2 倍；矿井井筒在雨季淋水较大，
可达 3m³/h 左右，而在枯水季节则很小。以上两方面的情况均说明，区内
地下水受大气降水的影响比较显著。
断层带水文地质特征
根据断层性质、断距大小、上下盘岩层接触关系，以及对煤层开采的
影响，可分为两种情况：
（一）可采煤层与强含水层(组)直接接触或被其掩盖时，对煤层开采
有较大的威胁。建议开采煤层时，应按煤矿安全生产规程留设防水安全煤
柱。
（二）可采煤层与弱含水层或隔水层直接接触，断层两盘的岩性基本
相似，富水性差异较小，易于疏干，对煤层开采影响不大。
根据本矿实际开采条件，矿区断层类型属于第二类，因此断层涌水对
矿井的开采影响不大，但为了保证矿井安全生产，在巷道接近或穿过断层
带以及隔水层厚度较薄地区，应采取有疑必探、先探后掘的探水前进措施，
查明前方水害情况，超前距不小于 20m；如果探测前方有突水威胁，应超
前预注浆封堵。要做到避免误揭露落差大于 5m 的断层。对于探测到的落
差大于 5m 的断层，应根据水压、水量大小留设防水煤柱。
4 矿井充水因素
矿井充水因素
煤层底板灰岩水突水性分析
参考本地区煤矿资料，目前L1-3灰和奥灰水水位标高约为+110m，L7-8
灰水水位标高约+70m，现对二1煤层底板隔水层的强度及煤层底板含水层
突水性进行分析。
1、L7—8灰岩含水层突水性分析
该隔水层系指二1煤底板至L7—8顶板之间的灰－深灰色砂质泥岩、泥岩
互层，一般起不到隔水作用。该段总厚度为28～，平均。
二1煤层底板为泥岩、砂质泥岩和细砂岩，岩石等级4～6级，普氏系数
7，垂直抗压强度721 kg/cm2，抗剪强度130～426 kg/cm2，砂质泥岩普氏系
数为5，垂直抗压强度496 kg/cm2，细砂岩普氏系数为6～9，垂直抗压强度
643～874 kg/cm2，抗拉强度432～ kg/cm2。
本矿井太原群上段L7—8灰岩含水层距二1煤层底板，按《建筑物、
水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中计算公式：
P＝Ts（M-Cp）
式中：P——安全水压 MPa
M——隔水层厚度
Ts——突水系数 ～
Cp——煤层开采后底板破坏扰动深度，根据郑煤集团生产矿井
经验，设计取3m。
经计算，其所能承受的安全水头压力值为～，即L7—8灰岩
至二1煤底板之间的隔水层能抗住～的水压。
本矿L7—8 灰水水位标高约+70m ，最深部-240m 处的L7—8 灰水压为
，小于底板隔水层所能抵抗的最小水压，因此，本矿不会
发生底板L7—8灰岩突水。
但仍不排除在底板隔水层特别薄的地方，因隔水层厚度小，起不到
隔水作用，仍会发生L7—8灰出水的可能。由于L7-8灰岩水量不大，对矿井威
胁较小。
2、L1-3灰、奥灰突水性分析
根据周围矿区资料，太原群下段L1-3灰岩含水层上距二1煤层～
，平均。奥陶系灰岩含水层上距二1煤一般～，
平均。按以上公式计算，二1煤层与L1-3灰岩含水层之间隔水层所能承
受的安全水头压力值为：
P＝Ts（M-Cp）＝～
同理，二1煤层与奥灰岩含水层之间隔水层所能承受的安全水头压力
值为：
P＝Ts（M-Cp）＝～
由计算结果可知，二1煤层距L1-3灰和奥灰之间的距离较远，其之间隔
水层所能承受的安全水头压力远大于本矿开采二1煤层的水压，故本矿正常
情况下不会发生L1-3灰和奥灰突水，但在断层地带可能由于地层的缺失而发
生突水危险。
冒落带和导水裂缝带高度计算
根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，
采用全部冒落法开采时，冒落带和导水裂缝带最大高度计算如下：
（1）冒落带最大高度 Hm
式中，ΣM——煤层累计采厚，。
m
100 M
H
M 19
m
（2）导水裂缝带高度 HL
式中，ΣM——煤层累计采厚，。
m
即二1煤层开采后，导水裂缝带最大高度为，冒落带高度最大为
。
矿井充水因素分析
1、奥陶系灰岩水
为底板承压水，由于本矿区无断裂构造导通，且水位较低，根据上述
分析，二 1 煤层距奥灰之间的距离较远，其之间隔水层所能承受的安全水
头压力远大于本矿开采二 1 煤层的水压，正常开采情况下不会造成影响。
但在接近断层区域，奥陶系灰岩水会对开采造成影响。
2、L1-3 灰岩水
和下部的奥陶系灰岩水水力联系密切，同样为底板承压水，会对开采
造成影响。
3、L7-8 灰岩水
该含水层经长期疏放，水位已下降至+70m标高以下，最深部-70m处的
L7—8灰水压为 Mpa，远小于底板隔水层所能抵抗的最小水压，
因此，正常情况下，本矿不会发生底板L7—8灰岩突水。
但仍不排除在底板隔水层特别薄的地方，因隔水层厚度小，起不到隔
水作用，仍会发生L7—8灰出水的可能。由于L7-8灰岩水量不大，对矿井威胁
较小。
4、第四系潜水及地表水
100
H
19m
L
100 M
H
M
L
100
H
本区为低山丘陵地区，地势北低南高，且地表冲沟发育，大气降雨多
顺冲沟流走，对地下水的补给较差，一般不会影响矿井安全生产。
由上计算可知，二 1 煤层开采后形成的导水裂缝带最大高度不超过
，二 1 煤层平均埋藏深度最浅为 100m，第四系含水层埋藏深度一般
为 10m，二 1 煤层开采后形成的导水裂缝上界面距第四系含水层下界面之
间的距离为 ，且中间有数层隔水层相隔，故第四系潜水一般不会渗
人到矿坑，同样，导水裂缝带也不会波及到地面，地表水也不会通过导水
裂缝进人到矿坑。
但由于受地表塌陷的影响，在塌陷盆地的边缘可能会产生地表裂缝，
地表水和大气降水可能通过地表裂缝渗人到井下。
5、采空区及老窑积水
矿井由于缺少资料，采空区及老窑积水情况不详，采空区和老窑内可
能存在积水，在进行采掘活动时如不加强探放，很有可能发生矿井突水事
故。
矿井涌水量预算
预算方法及公式
矿井开采二叠系山西组二 1 煤层，煤层顶板涌水主要来自顶板砂岩裂
隙空隙承压水，该矿前期开采最低开采标高为-120m，煤层底板涌水主要
来自奥陶系灰岩水及太原组 L8 灰承压水等。本矿区由于郑煤集团煤矿的疏
干降压开采，对本区影响二 1 煤层的底板灰岩含水层进行疏干降压，因此
本矿水位标高也发生改变。针对本矿实际开采情况，采用比拟法对本矿涌
水量进行预算。
计算公式为：
nm
S
S
F
F
QQ
11
1
式中：Q、F、S 分别为预算未来矿井涌水量（m3/h）、水位降深（m）、
预算开采面积（m2）。
Q1、F1、S1 分别为类比矿井涌水量（m3/h）、水位降深（m）、开采面
积（m2）。
指数取经验数值 m=4、n=2。
基本参数的选取
据矿方提供资料，经芦沟煤矿长期疏放，水位标高已经降至+70m。本
矿属于技改矿井，故选临近矿井红星煤矿作为类比。根据其地质报告，红
星煤矿正常涌水量 Q1 为 15 m3/h，开采面积 F1 为 326750m2，水位降深 S1
为 212m。
本矿实际开采面积 F 为 269391m2，本矿开采最深处-240m 的水位降
深 S 为 310m。
矿井涌水量预算结果
采用比拟法，预算矿井正常涌水量 Q 正如下：
根据本区实际情况，最大涌水量一般为正常涌水量的 ～2 倍，本次
预算取 2 倍，故预算矿井最大涌水量 Q 最大=2Q 正=2×=（m3/h）。
矿井未来涌水量预算结果详见表 -1。
表 -1 涌水量预算结果表
煤层 预算范围 面积
(m2)
水位降深
(m)
正常涌水量
(m3/h)
最大涌水量
(m3/h)
324
1
1 1
269391 310
15 h
326750 212
m n
F S
Q Q
F S
红星开采范围 326750 212 15 30
二 1 煤
鑫兴开采范围
269391 310
需要说明的是：本次涌水量预算仅预算正常涌水量和雨季可能发生的
最大涌水量，但井田内存在断层和采空区，且采空区积水情况不清，故此
次预算的矿井涌水量不包括断层、采空区等瞬间涌水量，因此，本次预算
涌水量结果仅供参考。建议矿方在实际开采过程中注意井下涌水量的动态
变化，坚持有疑必探的原则进行生产，以防突水淹井。对底板异常带应进
行预注浆加固处理。对底板灰岩水含水层或隔水层进行注浆改造时，要确
保注浆效果，避免突水事故，保证安全生产。
矿井水文地质类型
在浅部，为以顶板淋水为主的裂隙承压充水矿床，由于本矿及其周边
矿井长期的开采，对二 1 煤顶板直接充水含水层水已有较大的疏放。矿井
涌水主要以底板 L7-8 灰岩渗水为主，二 1 煤层顶板二叠系砂岩孔隙水为辅，
第四系潜水及雨季地表水对矿井开采影响不大，L1-4 灰岩水和奥陶系灰岩
水虽属底板承压水，由于太原组上、下含水层中间的砂泥岩段和 L7-8 灰岩
至二 l 煤层底板砂泥段能起到较好的隔水作用,且距二 1 煤层较远，故奥陶
系灰岩水只能作为潜在威胁存在，一般对开采不会造成直接影响。二 1 煤
层顶板二叠系砂岩含水层富水性弱，补给条件差，以大气降水为主要充水
水源。但在深部，由于断层和滑动构造较为发育，二 1 煤层直接含水层 L7-8
灰岩岩溶裂隙较发育，有水量大、压力大的特点。根据新规范，综合分析
认为，矿区是以底板进水为主的岩溶充水矿床，本区水文地质勘查类型确
定为第三类第二亚类第二型，即以底板进水为主的水文地质条件中等矿床。
水库对矿井开采的影响
本矿区不存在水库，故不考虑水库对矿井开采的影响。
5 矿井供、排水系统
供水系统
本矿井可供选择的水源是深水井（用于生活用水）和矿井排水，矿井
排水水质除悬浮物较高外，不含其它有毒物质，经处理后供生产用水和消
防降尘用水。
井下排水系统
采 用 比 拟 法 预 算 ， 矿 井 正 常 涌 水 量 ， 最 大 涌 水 量 为
仓，有效容量为 714m3，大于矿井 8 小时正常涌水量（8×=），
并有一定的富裕系数，满足要求。
井底主排水泵房安装有 3 台 MD46-50×8 型离心式水泵，单台水泵额
定流量为 46m³/h，排水高度 400m。经验算，矿方现有的 3 台水泵能满足
矿井排水要求。正常涌水时，一台工作、一台备用、另一台检修，最大涌
水时，2 台工作、一台检修，满足《煤矿安全规程》及《煤炭工业小型矿
井设计规范》有关要求。
6.矿井水害防治
矿井水害防治技术措施
地表防治水措施
本矿区地表属山前冲积扇平原，地势西南高、东北低，东部为下庄河
河床滩地，地势较平坦。煤系地层被第四系冲积层所覆盖。地面海拔标高
在 之间，最大相对高差约 80m。双洎河北支流从本矿区的北
部、东部流过，主要是雨季排泄洪水的通道，平时基本无水。双洎河发源
于登封嵩山山脉，流经新密、新郑等地，向东南注入颖河，最终汇入淮河，
属淮河水系。地表排泄条件良好，但为防止暴雨时对矿井充水影响，矿井
应采取以下措施：
（1）掌握当地历史降水量和最高洪水位资料，结合本矿具体条件建
立疏水、防水和排水系统。
（2）重点加强雨季三防工作，若出现暴雨或洪水时，及时巡查并撤
出井下人员，必须制定相应的防洪措施并严格执行，防止地表水渗入到井
下发生淹井事故。
（3）定期检查泄洪沟、排水沟等设施完好情况，发现淤积排水通道
时，及时进行清理，保证地表水通畅下泄。
（4）定期检查地面废弃井筒及塌陷裂隙并应及时充填轧实，对于废
弃的井筒，必须进行密闭，浇注一个大于井筒断面的坚实的钢筋混凝土盖
板减少大气降水对矿坑的补给。
（5）对于容易积水的地方应修筑沟渠，排泄积水。修筑沟渠时，应
避开煤层露头、沟缝和透水岩层。特别低洼地点不能修筑沟渠排水时，应
填平压实。
（6）组织检修供电线路、备用机组、避雷装置、机电设备，保证其
畅通、完好、灵敏可靠。
（7）清挖井下水仓及排水沟，检修排水设备、排水管路，保证其完
好可靠、安全运行、储水系统畅通。
（8）调度室必须坚持 24 小时值班，及时收听天气预报，天气异常时，
立即汇报防汛领导小组，采取有效措施，预防事故发生。
老空水防治措施
矿井在生产过程中，要做好老空水害的防治，避免或减少事故的发生，
必须采用“教育引导”与“严格管理”双重措施，具体措施如下：
（1）教育职工熟悉突水征兆，即牢记：煤层发潮、变软、色暗无光
彩、挂汗、工作面气温降低，或出现雾气或有硫化氢（俗称臭鸡蛋味）气
味等，这些都是可能出水的征兆。
（2）对已经探明的积水区，采掘工程接近时，要事先划定警戒范围，
并安排好应急水仓、排水设备等，制定好安全措施后、再进行探放，待彻
底排空积水后，才允许掘进或回采。
（3）对未知积水区，要严格执行“有掘必探，先探后掘”的原则，坚持
探放水制度，绝不能“未探先掘”。
（4）严格保护各类煤柱，尤其是边界防水煤柱、断层和采空区防水
煤柱。
（5）探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量
和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准打钻孔探放水；探放水时，
必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。探放水孔必须
打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。
顶、底板水的防治措施
本矿二 1 煤层顶板直接含水层为山西组孔隙裂隙承压砂岩含水层，由
于该层含水层含水性弱，补给量不充足，在生产中顶板多为淋水、滴水状
态，对开采影响不大，以疏排为主。
二 1 煤层底板灰岩含水层主要由 L7～8 深灰色石灰岩组成，岩溶裂隙较
发育，为岩溶裂隙承压水，水压高而富水性好，水量较大。底板隔水层为
砂质泥岩夹细砂岩条带，厚 20m 左右。据分析，正常情况下，二 1 煤层底
板隔水层能阻止下部含水层水源进入到矿井。但是，由于有效隔水层厚度
很小，在采动过程中易发生隔水层破坏现象，因此应充分注意煤层底板水
突水危险。因此对于二 1 煤层底板水的防治，主要是防 L7～8 灰水，在矿井
生产过程中，要做好防治水工作，坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、
先治后采”的十六字原则，严禁越界开采。
断层水防治措施
本矿井东北部为土桥沟正断层，南部紧邻芦 F1 滑动构造，开采时应留
足断层防水煤柱。
为了防止断层导水而造成突水淹井事故，故要采取以下措施：
1、建立专门的矿井防治水机构和队伍，制定周密的防治水计划和措
施，查清井田内的水文地质和周边的老窑、老空情况，坚持“有疑必探，先
探后掘，长探短掘”的探放水原则，加强探放水工作，确保矿井安全生产。
2、煤层开采时，一方面必须坚持探放水原则，要留足防隔水煤岩柱。
另一方面要根据实际情况，特别在采掘工程接近矿井边界、地质构造、采
空区时应加强观察，并预先制定相应的对策和具体的防水措施。
3、建议开采过程中应注意距本矿较近煤矿排水疏干情况，了解水位动
态，矿方在生产过程中应根据涌水的实际情况，确定矿井涌水量，防止断
层导水。
矿井水害防治保障措施
组织保障措施
加强防治水的领导和组织工作
应成立以矿长任组长的防治水工作领导小组，责任到人，落实到人，
其主要职责是：
（1）指导与落实防治水的硬件与软件设施建设，确保防治水技术人
员到位，物质与资金上给予大力支持。
（2）对防治水制度、方法、措施及日常工作、动态管理等进行监督、
监察和检查。
（3）协调各部门对防治水的支持、落实和执行。
（4）针对水文地质条件动态变化特征，负责制定当前与中长期的防
治水规划。
（5）根据矿井年度、季度和月度生产作业计划，进行水害预测预报，
确定矿井水害防治的重点。每旬要召开一次防治水工作会议，专题研究矿
井防治水问题，制定和落实水害防治措施。
防治水领导小组应不断积累和掌握以下资料：
（1）断层和裂隙的位置，错动距离，延伸长度，破碎带范围和含水、
导水性能。
（2）含水层与隔水层的数量、位置、厚度，各含水层的涌水量、透
水性及开采煤层的距离。
（3）调查老窑、老空的采动范围，开采经过，开采煤层及深度，积
水区域及分布状况，勘探钻孔的封堵情况。
（4）开采过程中围岩破坏及地表塌陷情况，以及采动对涌水量的影
响，判断是否透水等情况。
建立与健全专门的防治水队伍
建立与健全专门的防治水队伍，该队伍应有专业技术人员与责任心强、
素质高、具有井下工作经验的技术工人组成，一是负责防治水设施的日常
管理、维护与检修、水位与水量动态测定；二是在掘进与回采生产过程中，
做好日常的探放水工作；三是做好老空与老巷水的预报和预防工作。专职
探放水人员要经探放水专业培训，熟悉地质与水文地质专业技术工作。探
放水人员的工资不得与生产、进尺挂钩。
建立健全防治水制度
坚决贯彻与落实《矿井水文地质规程》和《煤矿防治水工作条例》实
施细则，切实做到“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的探放水
原则，形成防治水工作的制度化与规范化。
做好防治水管理与预测预报工作
（1）加强预测预报工作，根据矿井年度生产计划，制定具体详细的
年度防治水工作计划，对水情水害预报进行总结，制定出具体的防治水措
施。
（2）建立水灾预防与处理机制，采掘生产过程中严格坚持物探与钻
探相结合。
（3）加强对技术管理人员及生产一线职工的技术与素质培训，提高
防治水意识，并且必须熟知避水灾路线。
做好培训教育工作
要结合典型水害案例，加强对职工水害防治知识的培训和教育，提高
安全生产技能和综合素质。制定并不断完善《矿井水害应急预案》，加强
应急预案的演练，使职工掌握逃生路线。要让职工做到：当发现井下有突
水征兆时，必须停止作业，立即撤到安全地点，并及时报告调度室。
物资保障措施
探放水物资保障
为防止和避免水害事故的发生，矿方应购置探水钻 2 台，1 台使用，1
台备用，配备探水专职人员，按照安全规程“预测预报，有掘必探，先探后
掘，先治后采”的原则，采用钻探与物探相结合的方法，防治水以老空水为
重点，探放水必须严格执行《煤矿安全规程》和《探水安全措施》的有关
规定。
地面防汛物资储备及设备设置
为确保地面防汛措施进行，应设立专项资金和物资，以保障地面防汛
措施的顺利进行。设置防汛物资专用仓库，安排专项资金购置抗洪抢险物
资，并不得挪做他用，并派专人管理。
防治水设备及设施维护资金保障
对井下水仓、排水管路、泄洪沟、排水沟等设施的维护需要准备专用
维护资金，矿方应保证上述设施的正常维护支出资金，以保障防治水设备
及设施的正常运行。
矿区环境保护措施
地震
据新密县志记载，新密境内曾发生过 3 次地震，烈度不详。按照《中
国地震动参数区划图》（2001）划分，本区地震烈度为 VII 度。建议矿山在
生产设计时，抗震强度应按 VII 度以上烈度考虑。
瓦斯
根据鑫兴煤矿的矿井储量（地质）报告资料，本矿区北部及东部为煤
层露头，埋藏较浅，二 1 煤层的瓦斯受本矿开采影响已得到充分释放，瓦
斯相对涌出量为 ～
但需说明，煤层瓦斯的赋存具有不均衡性，特别在构造、煤层厚度变
化较大地段等，有可能形成煤层瓦斯的局部富集。因此，建议矿井在未来
开采过程中，要加强矿井通风和瓦斯监测工作，要配备有矿井通风备用设
备，避免因煤层瓦斯的局部富集而造成不应有的损失。
煤尘及煤的自燃
根据平煤公司通风实验室 2004 年鉴定结果，二 1 煤层自燃倾向属℃类，
属不易自燃煤层，煤尘有爆炸性。
矿井防灭火主要是防止外因火灾的发生。
地温
本区恒温带深度为 23m，恒温带温度为 ℃，地温梯度平均小于
℃/100m，不存在热害问题。
矿区水环境保护
1、加强水源的水质跟踪监测工作，时刻掌握水质的变化情况。
2、加强矿上生活垃圾和开采矿渣管理，要注意堆放和清运，切实保
护水资源不受污染。
3、加强工业场地绿化，防治水土流失。
4、对于矿井排水，要综合利用，减少外排。
7.结论、存在问题及建议
结论
依据项目研究的内容及其主要任务，在对区域与矿井地质与水文地质
调查及大量勘探和生产实际揭露资料收集的基础上，运用水文地质与电测
找水技术、水文地质勘察、岩石学、地下水动力学及构造地质学的理论和
方法，通过全面系统分析研究及理论计算，得出如下结论：
（1）地层
本矿区为沉积岩地层，大部为第四系冲积层所覆盖。根据钻孔和矿井
揭露，地层由老至新有：奥陶系（O2m）、石炭系（C）、二叠系（P）、三
叠系（T）地层，其中主要含煤地层为石炭系、二叠系。
（2）含水层
由于本矿区位于新密煤田的中西部，地势平缓，西南高东北低，地表
近南北向冲沟较为发育。主要含水层为第四系冲积层含水层、二叠系砂岩
含水层、石炭系灰岩水层、奥陶系灰岩含水层。
（3）隔水层
本矿区井查明的隔水层主要有：二叠系泥岩及砂质泥岩隔水层、第四
系粘土层。上述隔水层除二 1 煤底板砂质泥岩隔水层外均具有良好的隔水
性能，二 1 煤底板砂质泥岩隔水层厚度较小，受断层影响构造裂隙发育，
易受采动影响导致隔水性能降低，在进行煤层开采过程中需谨防底板突水。
（4）充水因素
℃大气降水是构成矿井充水的主要水源，补给途径主要通过生产井筒；
浅部采空区形成的地表塌陷裂隙亦可构成大气水直接或间接通道；
℃老空水是矿井充水潜在水源，主要通道为横向产生的采动裂隙；
℃煤层底板含水层补给条件差，正常情况下不会威胁到矿井，但在底
板隔水层较薄弱的地方受采动影响，应充分注意底板突水危险；
℃二 1 煤层顶板含水层仅部分地段有滴水、淋水现象，构不成对矿井
充水威胁；
℃本矿井田内发育一条断层，依据区域构造应力场分析应属于压性断
层，经矿井实际揭露，不存在导、富水性；
（5）水文地质条件类型
在浅部，为以顶板淋水为主的裂隙承压充水矿床，由于本矿及其周边
矿井长期的开采，对二 1 煤顶板直接充水含水层水已有较大的疏放。矿井
涌水主要以底板 L7-8 灰岩渗水为主，二 1 煤层顶板二叠系砂岩孔隙水为辅，
第四系潜水及雨季地表水对矿井开采影响不大，L1-4 灰岩水和奥陶系灰岩
水虽属底板承压水，由于太原组上、下含水层中间的砂泥岩段和 L7-8 灰岩
至二 l 煤层底板砂泥段能起到较好的隔水作用；且距二 1 煤层较远，奥陶系
灰岩水只能作为潜在威胁存在，一般对开采不会造成直接影响。二 1 煤层
顶板二叠系砂岩含水层富水性弱，补给条件差，以大气降水为主要充水水
源。但在深部，由于断层和滑动构造较为发育，二 1 煤层直接含水层 L7-8
灰岩岩溶裂隙较发育，有水量大、压力大的特点。根据新规范，综合分析
认为，矿区是以底板进水为主的岩溶充水矿床，本区水文地质勘查类型确
定为第三类第二亚类第二型，即以底板进水为主的水文地质条件中等矿床。
（6）涌水量
预测正常涌水量为
存在问题及建议
（1）因老窑停采时间过长，资料丢失严重，调查资料多为矿方提供，
开采深度不准，故各可采煤层所确定的老窑采空区范围可靠性极差；本次
只收集到部分钻孔的水文地质资料，给水文地质工作带来一定难度，在将
来开采过程中应注意含水层发生水力联系带来危害；
（2）矿井主要充水水源为大气降水，导水通道主要为井筒与地面塌
陷裂隙，因此，在生产过程中，应切实加强地面与井下水的防治工作，尤
其在降水集中的夏季。
（3）矿井部分老空与老巷积水位置难以准确圈定，对矿井安全危害
较大，因此，在生产过程中，应切实坚持“预防第一，有掘必探，先探后掘，
先治后采”的原则，加强对老空区的探放水工作。
（4）本报告预算未来矿井正常涌水量为
意。
（5）尽管目前矿井涌水量不大，但随着矿井生产水平深度的增加、矿
压逐渐增大及采区位置的变动，矿井充水条件将发生一定的变化，因此，
在加强矿井水动态监测的同时，应及时补充或修改矿井防治水技术措施和
矿井防治水长期规划。
（6）切实加强防治水的组织工作，健全领导负责制，责任到人，落实
到人，确保各项防治水方案和技术措施的落实。
（7）加强防治水队伍建设及技术培训，不断提高水害防治技术及应急
处理水平。
参考文献
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