神华神东柴家沟煤矿水文地质类型划分报告

神东煤炭集团柴家沟煤矿水文地质类型划分报告地测公司二一四年四月神东煤炭集团柴家沟煤矿水文地质类型划分报告 编 制： 部门主管： 副 总： 总 工： 总 经 理： 柴家沟煤矿水文地质类型划分报告审 批 栏柴家沟煤矿生产管理部总工程师 地测公司 柴家沟煤矿水文地质类型划分报告目 录一、矿井概况11.1矿井及井田基本情况11.2位置及交通11.3地形地貌21.4气象、水文31.5地震41.6矿井排水设施能力现状4二、以往地质及水文地质工作评述41.1建井前地质和水文地质工作成果评述41.2矿区地震勘探及其他物探工作评述71.3建井、生产时期水文地质工作成果评述7三、地质概况71.1井田地层71.2主要可采煤层101.3保有资源储量10四、区域水文地质101.1水文地质流域11 1.2隔水层111.3区域地下水补给、径流、排泄条件11五、矿井水文地质121.1井田边界及其水力性质121.2主要含水层、隔水层的划分121.3矿井充水条件151.4矿井及周边老窑水分布情况161.5矿井充水状况17六、矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价181.1矿井开采受水害影响程度评价181.2矿井防治水工作难易程度的评价18七、矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议191.1矿井水文地质类型的划分191.2矿井防治水工作建议21附 图1 柴家沟煤矿矿区地质图 1：50002 柴家沟煤矿地形地质及水文地质图 1：50003 水文综合柱状图 4 水文地质剖面图5柴家沟煤矿地层综合柱状图 1：5006柴家沟煤矿4-2煤层直接顶板岩性分布图 1：5000 7柴家沟煤矿矿井充水性图 1：20008柴家沟煤矿直罗砂岩等厚线图 1：50009柴家沟煤矿4-2煤层等厚线图 1：5000附 表1矿井涌水量观测成果表2. 周边煤矿开采及采空区情况调查表3、地面水文观测成果台账4、封孔不良钻孔资料台账5、矿井井田地质钻孔综合成果台账地测公司 柴家沟煤矿水文地质类型划分报告一、矿井概况1.1矿井及井田基本情况柴家沟煤矿位于铜川市宜君县境内，地处县城西北部，是神华神东煤炭集团公司下属煤矿，柴家沟煤矿属国家计委以煤代油资金投资建设的地方煤矿，也是陕西省计委批准的重点扶贫项目。矿井自1992年10月开始筹建，1993年10月开工，1997年11月通过验收。现矿井生产能力已达到30万t/a。根据陕西省194煤田地质勘探队提供的柴家沟煤矿建井地质报告，柴家沟煤矿井田地质储量（工业储量）为2157万t。矿井1996年投产至2013年，已动用工业储量1359.61万t，剩余工业储量797.31万t，截止2013年年底矿井保有资源储量为797.31万t。根据井田内煤层赋存条件，矿井由三个井筒：主斜井倾角23，斜长768m，副斜井倾角23，斜长697.8m，风井倾角25，斜长488m；两条运输巷、三条下山、三条上山组成，分为两个盘区：一盘区为单翼开采，二盘区为双翼开采。目前一盘区5个工作面已回采完毕，二盘区分为左右两翼，左翼4个工作面，右翼2个工作面，目前正在回采左翼最后一个工作面42202工作面，掘进右翼第一个42209工作面。矿井采用长壁式综合机械化开采技术，装备高阻力液压支架、大功率采煤机，主运系统为皮带连续运输，生产系统实现自动化远程控制，采煤方法为综合机械化放顶煤（简称综放）。1.2位置及交通柴家沟煤矿位于陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙王-玉华井田精查(补充)勘探区的东北部，东南距铜川41km，东距宜君县城40km，行政区划属铜川市宜君县太安镇管辖，煤矿区有烈柴公路与S305线相接、自马坊村向东6km和210国道、包茂高速公路相连，可直达西安；煤炭运输有铁路专线，前河火车站位于煤矿西南8km处，距梅家坪火车站70km，交通便利（图1-1）区内无小窑，西南部有玉华矿，距矿区约有8km。全井田受龙玉向斜控制，其东南翼走向长约2.0km，倾斜宽1.6km；西北翼走向长约1.1km，倾斜宽1.1km。两翼走向大体与向斜轴平行亦呈北东、西南向。井田形状为一“B”字型， 共12个拐点（见附表1-1），井田面积为4.29km2。图1-1 交通示意图 柴家沟井田拐点坐标一览表 （80系坐标） 表1-1点号XY点号XY13913722.00 36585063.00 73915812.00 36586082.00 23914192.00 36585778.00 83915977.00 36585303.00 33914637.00 36586513.00 93915617.00 36584723.00 43914303.00 36586923.00 103916692.00 36584373.00 53915097.00 36587098.00 113916067.00 36583298.00 63915047.00 36586408.00 123913771.00 36585037.00 1.3地形地貌井田所在区域位于黄土高原南部，位于长期受风化侵蚀、基岩裸露，沟谷纵横，青峰翠峦，松柏葱郁。区内财神梁峰最高，海拔1543m，东侧玉华川最低，海拔1210m。植被主要为山地和坡地，无农田，主要有：荆稍、狼芽刺、油松、杨树等林木；草类以禾本科、菊科为主；本地区植被覆盖率高，生态环境较好，即有人造花圃、又有人工绿化带。 1.4水文、气象 1、矿区水文主要有地表水及地下水。地表水均发源于财神梁，主要以柴家沟、林家沟及庙沟，皆为季节性水流，流量较小，一般为5-15m3/h左右。于马坊沟口汇入玉华川。柴家沟煤矿煤层位于当地侵蚀基准面以下，上覆基岩厚度远大于采煤后形成的导水裂隙带高度，不会导通地表水体，故其为矿井充水的间接水源；地下水主要依靠大气降水补给，沉积在沟谷中的第四系的土层不整合于一切老地层之上，该层地下水主要靠大气降水补给，受沟谷切割侵蚀，含水层揭露，便有地下水排泄流出地表，补给地表水；基岩地下水在露头地带接受大气降水补给。在第四系覆盖区，要依靠松散层间接补给，当地下水接受补给后将顺层向深部流动，凡被沟谷切割后，便以泉水形式泄出地表，补给地表水，因而沟谷河道是地下水排泄的主要通道。矿区内无井泉、水库等水体。2矿区四季特征分明，早晚温差大，雪雨均不丰沛。据宜君县气象站观测资料：多年平均气温：8.4（20082013年）极端最高气温：37.2（2011年7月）极端最低气温：-21.5（2008年1月）多年平均降水量：320.6mm（20082013年）日最大降水量：50.2mm（2012年7月27日）枯水年降水量：345.4mm（2010年）丰水年降水量：421.4mm（2012年）多年平均蒸发量：1943.5mm（20082013年）多年平均相对湿度：51%（20082013年）多年平均绝对湿度：5.7毫巴（20082013年）多年平均风速：1.2m/s（20082013年）极端最大风速：30 m/s（2013年8月4日）年最多风向：NW多年最大冻土深度：51cm（2012年1月）多年平均气压：750毫巴（20082013年）1.5地震据国家地震局兰州地震大队1973年资料：1556年华县大地震对此地区影响达七级；1958年在相邻的耀县、淳化境内先后发生过4.2级和4.4级地震两次，故焦坪矿区的地震基本裂度应为七级。 1.6矿井排水设施能力现状矿井正常涌水量为105m3/h，依据主排水系统安全生产检测报告，单趟水泵排水能力为116.43m3/h，目前矿井设有1个中央水仓，1个盘区水仓，排水线路分述如下：1.42202综采工作面由两巷各安装1趟DN50钢管排至二盘区皮带上山中部水仓，接力1趟DN50钢管排至一盘区轨道下山06段盘区水仓，接力2趟DN125PE管排至中央水仓（3台MD155离心泵），2趟（DN125、DN150）钢管排至地面污水处理厂；2.42209掘进工作面由1趟DN50钢管排至二盘区皮带上山机尾08水仓，由2趟DN100钢管排至一盘区轨道下山06段盘区水仓，由2趟DN125PE管排至中央水仓（3台MD155离心泵），2趟（DN125、DN150）钢管排至地面污水处理厂；3. 二盘区42206、42208面采空区水由1趟DN100钢管自流 至二盘区皮带上山机尾08水仓，接力2趟DN100钢管排至一盘区轨道下山06段盘区水仓，由2趟DN125PE管排至中央水仓（3台MD155离心泵），2趟（DN125、DN1150）钢管排至地面污水处理厂；4一盘区涌水42101采空区出水由一趟DN50钢管排至中央水仓（3台MD155离心泵），2趟（DN125、DN150）钢管排至地面污水处理厂；一盘区42103、42104采空区出水自流到05主水仓与42105采空区出水汇集后一趟DN125PE管排至轨道下山06段盘区水仓，由2趟DN125PE管排至中央水仓（3台MD155离心泵），2趟（DN125、DN1150）钢管排至地面污水处理厂；二、以往地质及水文地质工作评述1.1建井前地质和水文地质工作成果评述 1965年贺兰山煤炭地质勘探分公司一九四 队进行了陕北侏罗纪煤田焦坪矿区杏树坪玉华川勘探区详查工作，范围包括本区。提交了陕北侏罗纪煤田焦坪矿区杏树坪玉华川勘探区详查地质报告，报告由渭北煤炭工业公司以(65)渭煤发字第762号批准，批准详查储量33047.3908万吨。该项目在区内施工钻孔1个(Yn2)，钻探进尺554.62m，见到可采的4-2号煤，地球物理测井510.00m，采集煤样1个；在区外施工钻孔1个(Yn1)，钻探进尺319.00m，为无煤孔。1966年贺兰山煤炭地质勘探分公司一九四队进行了陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙王玉华井田勘探工作，范围包括本区。提交了陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙王玉华井田勘探地质报告，报告无批准文件。该项目在区内施工钻孔1个(02)，钻探进尺452.10m，见到可采的4-2号煤，地球物理测井408.00m，采集煤样1个。1970年陕西省一九四队煤田地质勘探队进行了陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙玉扩大区勘探工作，范围包括本区。提交了陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙玉扩大区勘探地质报告，报告由陕西省革命委员会燃料化学工业局煤田地质勘探处以(72)陕煤地生字第2号批准，批准储量33872.49万吨。该项目在区内施工钻孔3个(K12、K23、K24)，钻探进尺1416.61m，见到可采的4-2号煤，地球物理测井1305.00m，采集煤样3个；在区外施工钻孔1个(K11)，钻探进尺492.99m，为无煤孔。1979年陕西省一九四队煤田地质勘探队进行了陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙王-玉华井田精查(补充)地质工作，范围包括本区。提交了陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙王-玉华井田精查(补充)地质报告，报告由陕西省煤田地质勘探公司以陕煤地地发(79)43号批复，陕西省煤炭工业局以陕煤局发(80)22号文件批准，批准储量40890.00万吨。该项目在区内施工钻孔2个(LY3、LY4)，钻探进尺710.67m，见到可采的4-2号煤，地球物理测井630.00m，采集煤样3个，在区外施工钻孔3个(LY1、LY2、检34)，钻探进尺1409.33m，LY1、LY2孔为无煤孔，检34见到可采的4-2号煤。1982年，陕西省煤炭厅地方煤炭工业管理局以陕煤局发(82)538号文将焦坪矿区龙王-玉华井田第1勘探线以东煤炭资源划归铜川市宜君县地方开采，为此，宜君县于1987年委托陕西省194煤田地质勘探队进行了陕西省宜君县柴家沟煤矿建井地质勘探，1988年提交了陕西省宜君县柴家沟煤矿建井地质报告，该项目在煤矿区内施工钻孔4个（CB1、CB2、CB3、CB4），钻探进尺1153.64m，完成地球物理测井1064.64实测米，1：5000地质及水文地质填图8.5平方公里，采集测试各种样品30个，该报告由陕西省煤炭厅地方煤炭工业管理局以陕煤地发(1988)091号文批准。批准煤炭资源量2157万吨，其中A级142万吨，B级358万吨，C级1657万吨。2005年11月，陕西煤田地质局一九四队工程技术人员对陕西集华柴家沟矿业有限公司柴家沟煤矿进行了检测，调查了建矿、开采、生产矿井开采技术条件、样品测试成果、生产经营状况，收集了煤矿井上下对照图、采掘工程平面图、矿井技改初步设计等资料，对煤矿生产系统进行了检测，并调查井下见煤点2个，编制了陕西集华柴家沟矿业有限公司柴家沟煤矿资源/储量检测说明书。陕西省国土资源厅陕国土资储备200883号文件备案，批准资源量截止2004年12月底为2282.43万吨，其中开采动用211.15万吨，保有资源量2071.28万吨。柴家沟煤矿区内各报告完成的主要实物工作量表2-1项目名称施工钻孔（m/个）1/5000填图（km2）测井（实测米个）采样（个）陕北侏罗纪煤田焦坪矿区杏树坪玉华川勘探区详查554.62/1510.001陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙王玉华井田勘探452.10/1408.001陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙玉扩大区勘探1416.61/31305.003陕北侏罗纪煤田焦坪矿区龙王-玉华井田精查(补充)710.67/2630.003陕西省宜君县柴家沟煤矿建井地质勘探1153.64/48.51064.6430合计4287.64/118.53917.64382007年3月，陕西集华柴家沟矿业有限公司因集团上市委托陕西省煤田地质局一九四队对柴家沟煤矿进行煤炭资源储量核实，提交了陕西省黄陇侏罗纪煤田焦坪矿区柴家沟煤矿资源储量核实报告，2007年3月26日国土资源部矿产资源储量评审中心以国土资矿评储字20077号文审查通过，但因上市未果，未进行备案。1.2矿区地震勘探及其他物探工作评述2010年8月，北京达创高科科技有限公司提交柴家沟煤矿东北部4-2煤层MES高精度电磁频谱探测报告共布置测线8条。测点208点，GPS放点220点，水准测量10km。粗略查明了矿井东北部4-2煤层的深度和厚度的展布信息，根据生产过程中实际揭露，探测结论与实际差异很大。1.3建井、生产时期水文地质工作成果综合评述2005年9月14日公司委托陕西省煤田地质局一九四队对柴家沟煤矿进行补充勘察，因4-2煤层的赋存范围与原详查地质报告有变化，本次勘察共施工钻孔4个，钻探总进尺1943.5m。三、地质概况1.1井田地层井田位于焦坪矿区东北部，区内地层平缓，倾角一般为310，呈南陡北缓。构造简单，主要为龙王玉华向斜横贯其中。地表广布白垩系地层，煤系地表未见出露。（一）、地层井田内地层出露与矿区一致。现由老至新分叙如下；1、上三叠统延长群（T3Y）井田内未见出露。据钻孔资料可知：主要为灰绿、灰色粉砂岩、夹有薄煤层深灰色泥岩，局部含煤线一至二层。砂岩成分以石英为主含长石及云母片。具水平及波状层理。分选好，泥钙质胶结。泥岩为贝壳断口，含磷铁矿结核及植物化石，厚度不详。所含植物化石如下：Danaecopsis fecuda （多实丹尼蕨）Cladophlebis shensiensis （陕西支脉蕨）Neocalamitea carrerei (卡勒莱新芦木)Bernoullia zeilleri （蔡耶贝尔脑蕨）Glosophyllvm shensiensis (陕西舌叶)偶见动物化石：Utschamiella (乌恰姆蚌、未定种)2、下侏罗统富县组（J1f）地表未见出露。多沉积于构造底凹处。如CB1号孔厚约27m。一般厚为110m。岩性以暗紫、灰绿色团块状泥岩，含大量铝铁质鲕粒。具滑面、遇水膨胀。夹有薄层灰绿色粉细砂岩。化石稀少。仅在暗色夹层中有花粉化石存在。与下伏延长群假整合。3、中下侏罗统延安组（J1-2Y）井田内主要含煤地层。但未见出露。钻探可知本组地层呈东北薄、西南厚。厚度由11.9m至76.8m，一般厚40m，向斜轴部最厚而背斜边部有变薄尖灭特征。总之，厚度变化受基底构造严格控制。现由上而下分叙：（1）根土岩：深灰色、细砂岩泥岩，偶见细砂岩。团块状致密坚硬。含植物根化石及菱铁矿结核。厚度0.54.67m，一般厚3m。（2）炭质泥岩：黑色，具滑面，含有瘤状黄铁结核及丝炭化物质。厚度02.35m，一般厚不足1m。（3）4-2煤层：为主要可采煤层。上部为光亮型至半光亮型，下部为半暗型煤，相对灰分有增高。加矸13层。向斜中心增厚，两翼变薄尖灭。最大厚度10m左右。一般厚6m。煤厚变化主要受同沉积构造控制。（4）以深灰色粉砂岩为主，部分灰色细砂岩或黑色泥岩。局部见炭质泥岩。微波状层理发育，富含植物化石和黄铁矿结核。厚度1.219.8m，一般7m。（5）灰白色粗砂岩，俗称“小街砂岩”。成分以石英石为主，少量暗色矿物。分选、磨圆度均差。泥钙质胶结，巷较多黄铁矿结核，煤屑、泥砾及硅化木，具交错层理，横向变化呀很大，常相变为粉、细砂岩。故矿体呈大透镜体断续展佈。厚度5.419.8m一般厚度在10m左右。（6）灰色细砂岩与黑色粉砂岩，呈薄层状互层，夹薄层泥质岩及粗砂岩。具波状、水平层理，层面富集大量炭质物及白云母片，形成明显的黑白条带状结构，俗称“黑条砂岩”。含植物化石及黄铁矿结核。区内仅在一个孔内见3号煤层位。层组厚度1.742.3m。一般厚18m左右。与下伏富县组呈整合接触。延安组常见植物化石:Conicpteris hymenphyiieides （膜叶多佳蕨）C. bureiensis (布列亚维蕨)Gzckanowskia rigida (竖直茨康诺司基叶)Phoenicpsis specioso (华丽拟刺蔡)Sphenobaiera longgiforia (长叶刺状楔拜粒) Gingoites sibitica (西伯利亚似银杏)4、中侏罗统直罗组（J2Z）以紫红色灰绿色为主，杂色、斑状为特征。上部以粉砂岩为主。夹中砂岩及泥岩。下部以灰绿、紫红色含砾粗砂岩为主。成分以石英石为主。含炭屑及泥岩包体。分选、磨圆度均差。厚层状，无层理或具斜波层理。泥质胶结，松散，微含油，俗称“一把抓”砂岩。本组厚度为24.463.2m，一般为44m。假整合与下伏地层。 5、下白垩统志丹群（K1Z）井田内广泛分布与下伏直罗组地层呈假整合接触。以岩性特征可分为三段：（1）宜君组（K1ZI）紫灰色砾岩。巨厚层状，夹有砂岩透镜体，砾石成分石灰岩为主。石英岩次之。砾径1-300mm分选差。次滚圆状，砂质充填，泥钙质胶结、坚硬，区内分布稳定，地表未见出露，厚度2844.6m，一般40m左右。（2）洛河组（K1Z2）整合于宜君组之上。井田内可分为上下两段，其下段为巨厚层，砖红色、棕色中粗砂岩为主夹紫红色泥岩透镜体。砂岩以长石石英为主。分选、磨圆度好，泥质胶结、疏松。巨型交错层理为其特征。该段一般厚为100m左右。上段为砂岩、砾岩段。其顶部及中上部各有一层砾岩，分别厚为3010m左右。俗称凤凰山砾岩。区内分布于山腰与沟脑一带。地形上砾岩多形成陡壁悬崖，配上小溪多呈瀑布。砾岩岩性与宜君砾岩基本相仿，唯砾石成分中灰岩更为多见。中间砂岩则与下段砂岩相似。仅颜色略浅。更为疏松。全组205.6262.8.一般厚234m。（3）华池环河组（K1Z3+4）区内出露不全，厚度不详，多分布于山梁之上。与下伏地层整合接触，以浅紫、浅灰色粉砂岩与灰绿色细砂岩互层。夹薄层泥岩，薄层状结构。砂岩的分选性好，泥岩松散极易风化。水平层理发育含黄铁矿和钙质结核，偶见植物化石碎片。6、第四系（Q）黄土及近代河床堆积物。黄土以粉砂岩土为主，含钙质结核。多分布于沟谷坡上。上覆植被层本区厚度不大，一般为45m。近代河床堆积以砂、砾为主，分布于河谷中，不整合于所有地层之上。1.2主要可采煤层4-2号煤层是区内唯一有工业价值的可采煤层。1、层位、厚度及可采范围4-2号煤层位于延安组第一段的中下部，K2标志层以下，层位稳定，全区分布。厚度08.43m（Yn2），一般厚57m，可采厚度0.808.43 m。 可采面积3.7365km2，占煤矿区面积的76.8%，全区大部可采。2、厚度变化规律4-2号煤层厚度在向斜轴部增厚，向两翼变薄尖灭，呈规律性变化。仅在CB1号钻孔处突然变薄（0.10 m）。3、结构及变化规律4-2号煤层为一结构简单的中厚煤层，含夹矸0-3层。区内见煤钻孔中不含夹矸或含一层夹矸的有5个点，占全部见煤点的41.7%，分布在向斜轴部，含夹矸2-3层的7个点，占全部见煤点的58.3%。夹矸岩性多为炭质泥岩，泥岩及粉砂岩，厚度为0.100.35m。总之，4-2号煤层全区范围内基本达可采厚度以上，层位稳定，厚度虽有一定变化，但变化规律明显，结构简单，含03夹矸。确定为稳定型的中厚煤层。依据矿井地质规程规定，本矿煤层的稳定程度综合评定为类。4、煤层倾角本矿为一宽缓向斜，轴向东北，煤层倾角一般为310，向斜东南翼陡，倾角一般为510，西北翼缓，倾角一般为35。依据矿井地质规程规定，本矿煤层倾角类型综合评定为类。 1.4保有资源储量截止2013年年底矿井保有资源储量797.31万t，可采储量为？。 1.5构造井田内主要为龙玉向斜，边部伴随波状起伏，无断裂，构造属简单型。龙王玉华向斜，其向斜轴呈北东、西南向，在矿区延展11km，但在本勘探区内不足3km，宽约1km左右，幅度约50m。两翼不对称，倾角为410，东南翼较西北翼陡。向斜边部呈波状起伏，幅度仅510m，以CB2至LY4孔间较为明显。玉华背斜：位于玉华榆林村、马坊一带。与龙王玉华向斜平行，为本区南部边缘构造，呈宽缓短轴背斜，长约5km。四、区域水文地质 1.1水文地质流域井田位于黄土高原南部，由于长期分化剥蚀、基岩裸露、沟谷纵横、峰峦重叠、苍松碧翠，厚层砾岩形成悬崖峭壁，小溪瀑布时而可见，雄伟壮观。井田内最高以财神梁为峰，海拔1543m，最低为柴家沟沟口玉华川1210m，相对高差为330m左右。柴家沟为常年流水小溪，长约5km，分别由柴家沟、林家沟组成，自北向南流入玉华川，玉华川为本区主要河流，自西向东经黄陵汇入沮水河。 1.2隔水层井田范围内主要隔水层为白垩系志丹群宜君砾岩该层在井田内厚度稳定，钻孔中均可见到，层厚最小28.06m，最大我为44.49m，一般厚度为39.43m。胶结较好，致密坚硬，裂隙不发育，是井田内相对隔水层。成份以石英岩、灰岩为主。当钻探到该层时，冲洗液消耗少，本层不含水。1.3区域地下水补给、径流、排泄条件井田内地下水主要依靠大气降水补给，但因各含水层埋藏赋存条件不同，所处的地貌单元、构造部位不同，而各有差异。玉华川的补排条件比较良好，大气降水和地表水关系甚为密切由于川道地势地平，地下水埋深很浅，上面又无隔水层覆盖，给大气降水直接渗入创建了有利的条件。沉积在其他沟谷的松散第四系厚度07.46m，一般为4.30m,一般为4.30m。地下水的来源也主要是依靠大气降水，该层不整合于一切老地层上。因受河谷切割侵蚀，而当含水层被揭露时，就有地下水排泄流出地表，补给地表水，井田外围的玉华川下游即可见的泉流补给地表水的现象。基岩地下水以大气降水补给为主，但其形式又可分为直接补给和间接补给两种。基岩地下水在露头地带接受大气降水直接补给，而在第四系覆盖区，又要依靠第四系松散层间接渗补给。当地下水接受补给后，又要顺层向深部流去，被沟谷切割后，以泉水形式泄出地表，补给地表水。区内主要沟谷、河道是地表水排泄的主要通道。五、矿井水文地质1.1井田边界及其水力性质柴家沟煤矿井田边界为陕西省国土资源厅统一划定边界。井田西南与玉华矿相连接，其余为自然边界。井田内地表水系主要包括柴家沟、林家沟，随着季节性变化，水流不断变化，正常水流量在10m3/h，经过长期的地表水文观测，地表水对井下出水无影响，对井下安全生产无影响。 1.2勘探区主要含、隔水层的划分根据以往的勘探报告及邻近井田抽水试验成果的分析研究,井田内主要含隔水层划分如下：1、第四系含泥砂的卵砾石潜水含水层主要顺川展布在玉华道以全新统洪、冲积物为主，质地松散，顶部常有08m的黄土状亚粘土、亚砂土。全层一般厚度515m，砾石成份比较复杂，以石英岩、砂岩、变质岩、和烧变岩为主，分选性差，颗粒度大小不等，泥沙砾石混生，未胶结但结构比较坚密。川道中心砾石层较厚，向川道两岩侧渐变为砾石层与灰黄色、棕红色亚粘土互层，有垂直河道方向岩性及厚度变化显著的特征。2、白垩系下统志丹群华池环河组砂岩裂隙潜水含水层该层在井田内出露很少，多分布于山脊缓坡处，于财神梁顶部分水岭处见到露头，最大范围8000m2，岩性以浅灰黄色粉砂岩为主，中夹中厚层中细粒砂岩，夹有薄层石膏，裂隙中常有石膏、方解石填充，偶有缓缓渗水。一般标高均在1350m以上，受地形严重切割地下水多呈不连续状态，井田内未见有泉水出露，富水性很弱，矿化度小于1g/L，属HCO3、Ca、Mg型淡水。3、白垩系下统志丹群洛河组上段砂岩裂隙潜水含水层该层原称凤凰山砾岩段，分布于山脊及井田深部，CB1号钻孔见到该层为23.00m。该层由顶部砾岩，中部砂岩和底部砾岩三个层段组成。含水层系中部砂岩层段。此层岩性为砖红、棕黄色中细粒砂岩，以长石、石英为主，含少量暗色矿物、泥质胶结，较松散，具斜层理及少量切层、顺层裂隙；井田内：林沟、小庄沟、柴沟的沟脑山脊部分，均可见到此层与底部砾岩交界处呈现细微片流及潮湿出水现象。但因出露位置较高，受地形切割补给条件差，富水性弱，矿化度小于1g/L，属HCO3、Ca、Mg型淡水。顶底部砾岩系钙泥质胶结，裂隙不发育，为相对隔水层。4、白垩系下统志丹群洛河组下段砂岩裂隙潜水含水层本层为厚层棕红色中粒砂岩，具巨型交错层理，裂隙发育，井田沟谷内普遍出露，厚度为105.6m至262.8m，一般厚度为234.07m。成份一长石、石英为主，含少量暗色矿物、泥质胶结，质地松散易碎，一般钻进到该层普遍有漏水现象。CB2号钻孔，在该层中开孔，厚度为132.07m。稳定水位1.92m，稳定时间13h。砂岩中夹有泥沙和透镜状砾岩层。具相对隔水作用，因而在区域内也有承压水头出现的钻孔。水文地质填图中，沟谷多系在洛河砂岩低层中形成，都有长年不涸之地表水流，而且多是沟脑水量小，越往下游流量增大，显示地下水的排泄。水1号钻孔在该层段抽水，水位埋深52.02m，q=0.0636L/s.m，k=0.0477米/昼夜，矿化度0.291g/L，属HCO3、Ca、Mg型淡水。水1号位于井田内的西南部，但距勘探区仅1公里多些。5、下白垩系志丹群宜君砾岩隔水层 该层在勘探区厚度稳定，钻孔中均可见到，层厚最小28.06m，最大我为44.49m，一般厚度为39.43m。胶结较好，致密坚硬，裂隙不发育，是本区相对隔水层。成份以石英岩、灰岩为主。当钻探到该层时，冲洗液消耗少，本层不含水。6、侏罗系中下统直罗、延安组砂岩、4-2煤层裂隙含水层直罗、延安组布遍全区，该层以河流相为主。直罗组由紫红、灰绿、紫杂色粉细砂岩、中粗粒砂岩及砾岩组成，厚度36.36510.68m，一般厚度为93.29m，成份以石英、长石为主，钙质胶结、较松散。据原焦坪详查报告区4号钻孔、直罗及延安上段抽水成果：水位深度103.43m，q=0.0017L/s.m，k=0.00184m/d，含水层微弱。延安组由灰白、灰黑色中粒砂岩、砂质泥岩及煤层组成，厚度11.9278.76m，一般厚度为43.10m，含水地段主要在4-2煤层老顶之厚层灰白色具裂隙的中、粗砂岩（俗称小街砂岩），砂岩厚度一般在8m左右，其厚度、粒度、变化较大，背斜部位较薄。4-2煤层也有微量的水。焦坪西背塔之西11号4-2煤层抽水资料：水位埋深7.20m，q=0.0053m3/s.m，k=0.0041m/d，矿化度0.847g/L，属HCO3、Ca、Mg型淡水，直罗、延安组砂岩、4-2煤层裂隙含水层属直接个充水含水层、富水性弱，而其底部泥岩及富县组泥岩和粉砂岩为较好隔水层，富县组厚度127.87m，一般厚度10.96m，隔水层厚度不小于10m。7、三叠系上统延长群砂岩裂隙含水层全厚不详，钻孔揭露厚度一般小于21.37m，揭露层段位灰、灰绿、深灰色泥岩、粉砂岩。井田外围东南部均有出露，有裂隙泉水，流量一般小于0.05L/s。1971年陕西煤田地质局一九四队在焦坪露天矿施工1号孔，作了上三叠系延长群上部破碎砂岩裂隙承压水层抽水试验。该钻孔控制深度为127.13m190.04m，单孔出水量Q=1.00L/s=91.6m3/d，（s=45.04m、q=0.235L/s.m）经采样化验该孔水具硫化氢味，PH值8.2，属微碱性水，硬度2.94德国度属软水，矿化度1.3g/L，属盐酸、硫酸、重碳酸钾钠型微咸水，挥发份0.14/L，大肠菌指数27个/L，大肠杆菌菌值37ml，都超过饮用水的标准，水质不良，但稍加处理可作为洗澡用水。1.3矿井充水条件1充水水源：柴家沟煤矿井田主要充水水源是；（1）大气降水本区属大陆性半干旱气候，年降雨量平均值为597.9mm，多集中在7-9月份，年蒸发量为1659.3mm，由于地表植被发育，有利于大气降水的蓄积，且地形起伏较大，沟谷切割严重，地表泄水相对迟滞，故有利于大气降水在地表的滞留，因此，大气降水是地下含水层的主要补给来源。（2）地表水区内支沟均发源于财神梁，主要为柴家沟及庙沟，皆为季节性水流，流量较小，一般为4.8215.84 m3/h，于马坊沟口汇入玉华川，马坊沟口汇流处流量为145.6m3/h，水质良好，属HCO3-CaMg型淡水。柴家沟煤矿煤层位于当地侵蚀基准面以下，上覆基岩厚度远大于采煤后形成的导水裂隙带高度，不会导通地表水体，故其为矿井充水的间接水源。（3）地下水第四系冲、洪积潜水含水层是煤矿区主要含水层之一，富水性较好，与地表水及大气降水有密切水力联系，补排条件良好，川道地势低平，地下水埋藏较浅，上面又无不透水层覆盖，从而给大气降水渗入补给创造了有利条件，该层在很多地段不整合于洛河砂岩之上，该层为下部砂岩层提供了比较好的充水条件。洛河组砂岩裂隙含水层，厚度大，分布普遍，富水条件较好，据钻孔抽水试验资料，水位埋深52.02m，单位涌水量0.0636L/sm，渗透系数0.0477m/d，为矿井间接充水的主要水源。直罗组及延安组砂岩裂隙含水层富水性弱，钻孔单位涌水量小于0.1L/sm，虽属直接充水含水层，在井下开拓及生产中，表现为煤层及顶板的局部淋水、滴水现象，但一般矿井涌水量甚微，对煤层开采影响不大，井下观测出水量也不足为患。三叠系上统永坪组砂岩裂隙水层一般富水性较弱，与煤层间有厚度比较稳定的富县组泥岩相隔，故此层对煤层开采影响不大。煤矿区外围有个别三叠系出水点，多数水量不大。其它地层富水性均较弱，对矿井开采无较大影响。2充水通道天然裂隙井田内基岩以细粒砂岩、粉砂岩、泥岩为主，次为中粒砂岩和粗粒砂岩，含水层与隔水层呈互层结构，相互间隔，加之本区地质构造简单，未发现断层及岩浆活动，天然状态下地层裂隙不发育，垂向补给极差，侧向补给由于其渗透性差而微弱，故其为弱的充水通道。虽然近几年随着开采范围不断扩大，采空区面积不断增大，顶板受力不断增强，但是由于煤层赋存较深，一般厚度在400米左右，顶板下沉波及不到地表，故地表无塌陷、裂缝。导水裂隙带井田范围内煤层导水裂隙带均导通了直罗组下段含水层，但导水裂隙带最大高度未能达到洛河组底界，导水裂隙带均位于延安组和直罗组地层内，裂隙带成为煤矿的主要充水通道。井筒及采空区据历年矿井涌水量观测记录，井筒及采空区已成为矿井充水的主要充水通道，二者的涌水量已达总涌水量的80%以上。建议矿井在采煤过程中，应加强采空区出水管理，防止成为充水通道，使积水进入矿井。3充水强度不同充水方式表现为不同的充水强度：以延安组直接充水含水层为充水水源，以煤层导水裂隙为导水通道，其充水强度最低，水量小，补给条件差，延安组砂岩裂隙水为矿井水的补给因素。以直罗组下段砂岩含水层为充水水源，以煤层导水裂隙为导水通道，其充水强度表现为水量较大，持续时间长等特点，具体取决于直罗组含水层的补给条件。地表水、大气降水在自然状态下对矿井生产无大的影响，但是区内地表水富水性相对较强，应重点防治地表水裂隙水溃入矿井。1.4矿井及周边老窑水分布情况1柴家沟煤矿采空区积水情况柴家沟煤矿的采空区积水区域主要在二盘区左翼，故在每个闭墙外都做了临时水仓，并在与采空相连的密闭施工时压设了U型自流排水管，采空水从自流排水管流出，进入闭墙外水仓，排至盘区水仓至中央水仓到地面污水处理厂。2周边小窑积水情况井田探矿权登记区内无生产小煤矿，西南部有玉华矿，该矿开采4-2煤层，产量280万吨左右。矿井采用综合机械化开采技术。主运系统为皮带连续运输，距离我矿开采范围2000m左右。经调查。玉华矿矿井涌水约为280m3/h，未发生过冒顶、底鼓及瓦斯、煤尘爆炸事故。1.5矿井充水状况1矿井目前涌水点及水量情况矿井目前正常涌水量为105m3/h左右。涌水量主要构成如下：42202综采工作面10m/h、42209掘进工作面10m/h、采空区68m/h左右以及各井筒大巷少量涌水17m/h。 2矿井历年最大、正常涌水量统计柴家沟煤矿自1996年建成投产以来涌水量情况，矿井历年最大涌水量为120 m3/h，目前正常为105m3/h。分析原因主要由于采空面积逐渐扩大，顶板压力越大，回采后顶板二次跨落与含水层导通，预计随着开采范围的不断扩大，矿井涌水量还会不断增大。 柴家沟煤矿历年涌水量统计表4-1年月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月20105052525054555455576263652011606060626362636368656465201264798079797575757674747220137489908888858687889088852014100101105105108 六 、矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度的评价1.1矿井开采受水害影响程度评价矿井充水条件主要有含水层性质补给、径流及排泄条件、充水通道、充水水源。含水层性质补给、径流及排泄条件主要分为第四系空隙潜水含水层、洛河组砂岩含水层、侏罗纪、三叠系承压水；充水通道主要有地表塌陷、裂隙、导水裂隙带、井筒及采空区；充水水源主要有大气降水、地下水、地表水；柴家沟煤矿开采的4-2煤层较稳定，倾角平缓，基岩厚度一般大于100m，对矿井涌水产生影响的潜在水源，通过回采前提前收集、分析区域地质及水文地质资料，采取加大回采工作面排水能力，储备足够的水泵、电缆、开关、水管等排水物资，并定期设专人进行检查、补充，确保不会因设备短缺影响排水系统正常运行。矿井采掘期间不受水害影响，只有采空区出水量比较大，将威胁矿井安全。目前矿井正常涌水量为105m3/h，单台水泵排水能力为116.43m3/h。开采受水害影响程度类别划分为简单。1.2矿井防治水工作难易程度的评价柴家沟煤矿防治水工作的主要手段为地面设立观测点，井下采用机械化强排，同时加大回采工作面的排水能力以及矿井排水能力，优化排水系统，目前矿井排水系统优化方案已上报神东煤炭集团生产管理部；根据已经回采的12个工作面的经验，在掘进与回采过程只有少量的顶板淋水，只有回采后顶板二次冒落与含水层导通，导致出水不断增大，只要在闭墙密封时埋设一趟DN100无缝钢管，即可有效降排出采空区积水。因此，柴家沟煤矿防治水工程量较小，防治水工作难易程度类别划分为简单。七、矿井水文地质类型的划分及对防治水工作的建议1.1矿井水文地质类型的划分1受采掘破坏或影响的含水层及水体矿井煤层赋存埋深较深，约220-450m左右，由于开采范围的不断扩大，回采工作面结束后由于顶板二次跨落，造成顶板与含水层导通，出水在不断增大，故受采掘破坏或者影响的含水层及水体水文地质类别划分为中等。2矿井及周边老空水分布状况柴家沟煤矿目前开采4-2煤层，无采空区积水，采空区水通过闭墙U型管自流排出。井田内无生产小煤矿，仅在矿井西南部有玉华矿1个矿井，距离约2000m，出水量为280m3/h，目前不影响柴家沟煤矿的正常生产。矿井及周边老空水分布状况类别划分为简单。3矿井涌水量分析柴家沟煤矿建井投产以来矿井涌水量资料， 矿井出水量在2009年之前出水量为45m3/h左右,比较稳定，2009年至今矿井出水量在不断增加，矿井出水量增大的直接原因是42208、42206、42204采空区回采结束封闭后，由于顶板二次跨落，造成顶板与含水层导通，造成采空区大量出水，根据目前观测显示，每回采一个工作面出水量约增加15m3/h左右，随着采空区范围不断的扩大，采空区面积的增加，顶板承受压力越来越大，预计将来42202工作面在回采结束后出水量也会增加15m3/h左右，未来矿井涌水量将还会不断增加，目前矿井正常涌水量为105m3/h，结合矿井目前涌水量及排水现状，依据水文地质类型划分分类表（见表6-1），故矿井涌水量类别划分为简单。4突水量矿井未发生过突水事故。突水量类别划分为简单。5开采受水害影响程度矿井至建井以来，未发生过水害事故，但随着开采强度的加大，应密切注意上部含水层通过导水裂隙或其他途径进入矿井，继而威胁着矿井安全。开采受水害影响程度类别划分为简单。6防治水工作难易程度柴家沟煤矿防治水工作的主要手段机械化强排，加大采空区的排水能力以及矿井排水能力，优化排水系统；防治水工程量虽然较大，但简单易行，防治水工作难易程度类别划分为简单。依照2009年12月1日由国家安全生产监督管理局总局和国家煤矿安全监察局颁布执行的煤矿防治水规定第二章第十一条矿井水文地质类型划分依据，结合下表6-1所示内容，遵照就高不就低的原则，柴家沟煤矿矿井正常涌水量为105m3/h，无老空积水，采掘工程不受水害影响，故柴家沟煤矿水文地质类型划分为简单型。 柴家沟煤矿水文地质类型划分表 表6-1分类依据类 别简单中等复杂极复杂受采掘破坏或影响的含水层及水体含水层性质及补给条件受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或极少受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛受采掘破坏或影响的是岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差单位涌水量q/(Ls-1m-1)q0.10.1q1.01.0q5.0q5.0 矿井及周边老空水分布状况无老空积水存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚存在少量老空积水、位置、范围、积水量不清楚存在大量老空积水、位置、范围、积水量不清楚矿井涌水量Q/(m3h-1)正常Q1Q1180180Q1600600Q12100Q12100(西北地区Q190)(西北地区90Q1180)(西北地区180Q11200)(西北地区Q11200)最大Q2Q2300300