亨元顺隐蔽致灾普查因素报告

山西灵石亨元顺煤业有限公司矿井隐蔽致灾因素普查报告中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司二。一七年五月山西灵石亨元顺煤业有限公司矿井隐蔽致灾因素普查报告编制单位：中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司经理：蒋向明总工程师：沈智慧报告主编：邬胜群报告编制人员：李春旭姚言璞李红飞王红燕李博马继超审核：李俊友报告提交时间：二0一七年五月1 前言11.1 隐蔽致灾因素普查的目的11.2 隐蔽致灾因素普查的任务21.3 隐蔽致灾普查报告编制依据22 矿井概况42.1 位置与范围42.2 交通条件42.3 自然地理52.4 四邻关系62.5 生产建设情况72.6 煤矿地质勘查简述83 矿井地质条件103.1 地层103.2 含煤地层143.3 矿井地质构造173.4 岩浆岩174 矿井隐蔽致灾地质因素普查194.1 采空积水普查194.2 废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔普查204.3 构造普查214.4 矿井瓦斯普查234.5 导水裂隙带普查254.6 地下含水体普查264.7 地表水普查354.8 井下火区普查364.9 古河床冲刷带、天窗、滑坡等不良地质体普查365 矿井防治水工作375.1 排水设备设施375.2 防治水工作375.3 防治水技术路线395.4 综合防治水措施405.5 矿井防治水技术路线、综合防治水措施评价416 结论426.1 隐蔽致灾因素普查426.2 治理工作446.3 安全技术措施46顺序号图号图名比例尺11-1矿井地形地质及水文地质图1:500022-1矿井地层综合柱状图1:20033-1矿井地质剖面图1-11:200043-2矿井地质剖面图2-21:200053-3矿井地质剖面图3-31:200063-4矿井地质剖面图4-41:200073-5矿井地质剖面图5-51:200084-14号煤层采掘工程平面图1:500094-210号煤层采掘工程平面图1:5000105-12号煤层充水性图1:5000115-24号煤层充水性图1:5000125-310号煤层充水性图1:5000136-14号煤层瓦斯地质图1:10000146-210号煤层瓦斯地质图1:10000附图附件1、地质勘查资质证书2、山西灵石亨元顺煤业有限公司采矿许可证3、山西灵石亨元顺煤业有限公司矿长证4、委托书5、承诺书6、评审意见7、专家组名单1前言山西灵石亨元顺煤业有限公司为2009年由原山西能源产业集团水牛沟煤矿有限公司、山西天星西堡煤矿有限公司、山西灵石孙家沟煤矿有限公司和灵石坛镇乡镇威煤矿重组整合矿井，整合后井田总面积19.3717km2,批准开采煤层为2-11号煤层，批准开采标高1074.94米至819.94米，生产规模90.00万吨/年，可采储量为12.80Mt,服务年限为10.2a。为贯彻落实国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见(国办发【2013】99号)，省煤管局决定开展生产基建技改矿井隐蔽致灾因素普查工作。根据山西省煤炭工业厅关于进一步强化我省煤矿防治水工作的通知和全面提高我省煤矿防治水基础管理水平的通知精神，按煤矿地质工作规定要求，山西灵石亨元顺煤业有限公司特委托中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司开展本矿的隐蔽致灾因素普查，要求以现场调查和收集资料为主，结合矿井实际分析可能存在的各种隐患，真正做到消除隐患，确保矿井安全生产，并最终提交山西灵石亨元顺煤业有限公司矿井隐蔽致灾因素普查报告。1.1 隐蔽致灾因素普查的目的(1)通过开展煤矿隐蔽致灾因素普查，为煤矿灾害防控提供科学依据。煤矿隐蔽致灾因素是指隐伏在煤层及其围岩内，在开采过程中可能诱发灾害的地质构造和不良地质体及其在采动应力耦合作用下形成的灾变地质体。煤矿采掘过程中的几大灾害事故，多数情况下都与隐蔽致灾地质因素紧密相关，隐蔽致灾因素已经成为引发煤矿水害、煤与瓦斯突出和顶板等重大灾害事故的主要原因。然而，煤矿隐蔽致灾因素具有隐蔽性、时变性、突发性，其探测和预防难度大。因此，在煤矿生产过程中必须对可能涉及到的隐蔽致灾因素进行普查，才能真正实现预防为主、源头治理的治本之策，为煤矿灾害防控提供科学依据。(2)通过开展煤矿隐蔽致灾因素普查和治理，为实现煤矿安全生产状况的根本好转奠定基础。我国煤矿开采过程中的几大灾害事故，多数情况下都与隐蔽致灾因素紧密相关，近年来隐蔽致灾因素已经成为引发煤矿水害、煤与瓦斯突出和顶板等重大灾害事故的主要原因。隐蔽致灾因素对矿井安全影响大，成为制约矿井安全生产的瓶颈。因此，只有通过对采空区范围、地质构造、含水性和瓦斯富集区等致灾因素的普查，并针对不同隐蔽致灾因素对安全生产的影响程度，采取切实可行的综合治理措施，才能最大限度地消除隐蔽致灾因素对矿井安全的影响，提升煤矿安全保障能力，为煤矿安全生产状况根本好转奠定基础。1.2 隐蔽致灾因素普查的任务(1)利用以往山西灵石亨元顺煤业有限公司地质、水文地质工作所取得的资料以及建立的相关台账信息，分析采空区积水、地质构造、地下含水体等隐蔽致灾因素对矿井安全生产的影响，甄别出对矿井安全影响较大的主导隐蔽致灾因素。(2)利用山西灵石亨元顺煤业有限公司勘探和联合试运转期间所积累的瓦斯资料和地质资料，分析瓦斯含量和赋存状况，对矿井瓦斯富集情况进行分区，指导矿井瓦斯预测预报工作。(3)依据山西灵石亨元顺煤业有限公司开采煤层煤与煤尘的自燃特性，查明山西灵石亨元顺煤业有限公司可能的火区范围，提出防灭火措施与建议。1.3 隐蔽致灾普查报告编制依据本次隐蔽致灾因素普查报告编制依据的规程、规范有：(1)国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见(国办发【2013】99号)；(2) 2003年3月实施的DZ/T02152002煤、泥炭地质勘查规范；(3) 2014年3月实行的煤矿地质工作规定；(4) 2009年颁发的煤矿防治水规定；(5) 2007年5月实施的固体矿产资源/储量分类国家标准；(6) 2011年2月实施的煤矿安全规程；(7) 2009年8月实施的防治煤与瓦斯突出规定；依据的技术资料有：(1) 2011年3月山西地宝能源有限公司编制的山西灵石亨元顺煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告；(2) 2011年11月山西地宝能源有限公司编制的山西灵石亨元顺煤业有限公司矿井水文地质补充勘查报告；(3) 2011年10月山西地宝能源有限公司编制的山西灵石亨元顺煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告；(4) 山西灵石亨元顺煤业有限公司以往勘探和采掘揭露所积累的地质、水文地质、瓦斯等资料。2矿井概况2.1 位置与范围山西灵石亨元顺煤业有限公司井田位于晋中市灵石县城西南直距16km处坛镇乡坛镇村西北。行政区隶属晋中市灵石县坛镇乡管辖。其地理坐标为：东经：1113214一1113648北纬：364700364925。根据山西省国土资源厅2016年3月17日核发的采矿许可证（证号C1400002009121220046360，井田面积19.3717km2,井田东西长6818m南北宽3740m井田范围由下列13个坐标点圈定（表2-1）:井田范围坐标点表表2-11954年北京坐标系1980年四安坐标系点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标14074699.0019547950.0014074650.1837547880.7324074700.0019548700.0024074651.1837548630.7334075000.0019548700.0034074951.1837548630.7344075440.0019549520.0044075391.1837549450.7354076300.0019550410.0054076251.1837550340.7364077180.0019551400.0064077131.1837551330.7374076900.0019551550.0074076851.1837551480.7384077300.0019553300.0084077251.1837553230.7394075250.0019554750.0094075201.1837554680.73104074000.0019554750.00104073951.1837554680.73114074000.0019552500.00114073951.1837552430.73124072700.0019550000.00124072651.1737549930.90134072700.0019547950.00134072651.1737547880.90开米深度：1074.94米至819.94米标高2.2交通条件井田东南界外直距5km处有大运公路和南同蒲铁路通过，其间有乡镇公路连通，井田东南距富家滩车站8km,由井田至富家滩车站向北可经介休抵达省城太原，向南可通往临汾、运城。交通运输较为便利（见图2-1）图2-1亨元顺煤业有限公司交通位置示意图2.3 自然地理井田地处吕梁山与霍山之间的黄土基岩浅切割中低丘陵山区，井田内沟谷发育，地形复杂，地势总体西高东低，最高点位于井田西部山梁，标高为1152.2m,最低点位于井田东部边界处沟谷，标高为825.0m,最大相对高差约327.2m。井田内原有各煤矿井口大都位于沟谷两侧，雨季汇集洪水有限，洪水位均在井口以下3-5m处，以往均未发生洪水淹井事故。兼并重组后，除原水牛沟煤矿井口外，其他煤矿井口均已先后封闭，雨季洪水对各矿井口一般不会造成充水影响，但在雨季时也应加强水文动态观测，加强防范。井田属黄河流域汾河水系，汾河于井田东界外5km处由北向南流过，水量随季节性变化，据山西省水利厅灵石水文站观测资料，汾河灵石段历史最大流量为2058n3/s（1954年9月9日），最小流量为0（1953年4月和1957年8月）。井田内冲沟发育，雨季有洪水排泄，分别沿沟谷向北、向南流出井田后转向东，流入汾河。井田内没有常年性河流，各沟谷平时均干涸无水，仅雨季时才汇集洪水沿沟排汇，向东汇入汾河。井田位于中纬度温带季风区，属于大陆性半干旱季风气候，据灵石气象局统计资料：年平均最高气温17.1C,年平均最低气温-5.5C,年平均气温10.9C,极端最高气温38.0C,极端最低气温-21.6C。年平均降水量为571.85mm年最大降水量886.4mm年最小B水量242.3mm降水多集中在6、7、8、9四个月。年最大蒸发量为2285.1mm封冻日期为每年的10月下旬至次年的三月上旬，最大冻土深度0.93m。年平均初霜期为10月上旬，终霜其为次年4月中旬，最大积雪厚度0.50m。年主导风向为西北风，每年春、秋、冬三季多西北偏西风，夏季多东风，一般风力34级，最大风速20.6m/s。本区位于晋中盆地和临汾盆地接壤地带，也是太原、临汾两个地震活动带的接触部位，历史上发生的较大地震都波及到本区，建国后，本县曾发生地震约40次，但绝大部分为三级以下。根据建筑抗震设计规范GB50011-2010灵石县属抗震设防烈度为8度、设计基本地震加速度值为0.20g的第一组。2.4 四邻关系本井田周边分布2个生产矿井和1个关闭煤矿，西北部为山西灵石天聚富源煤业有限公司，西南为山西灵石国泰宝华煤业有限公司，东南部为已关闭坛镇乡安头沟煤矿（图1-）。据现有资料，未发现相邻煤矿有越界进入本井田开采情况。图2-2亨元顺煤业有限公司四邻关系图2.5 生产建设情况矿井设计年工作日330d,每天地面三八制，井下四六制，每天净提升时间16h。重组后的矿井保留了原水牛沟煤矿的3个井筒，分别为主斜井、副斜井、回风斜井，其余井筒均已按“六条标准”关闭。主斜井（原水牛沟煤矿副斜井）井筒净宽3.20m、高2.50m、净断面6.89m2、倾角7、斜长63m落底于10号煤；副斜井（原水牛沟煤矿主斜井）井筒净宽3.20m、高2.89m、净断面8.15m2、倾角17、余长229m落底于10号煤层；回风斜井（原水牛沟煤矿回风斜井）井筒净宽3.20m、高3.00m、净断面8.49m2、倾角8、斜长40m落底于10号煤层。井田内2号煤层已全部采空，4号煤层、10号煤层剩部分残留，先期开采10号煤层。矿井采用主水平（+870m开采10号煤层，辅助水平在ZK4-7钻孔附近通过暗斜井进入到4号煤开采。10号煤层共划分4个采区，移交生产时在10号煤层一、三采区分别布置一个综采工作面、一个综掘工作面、一个普掘工作面以达到矿井设计生产能力。4号、10号煤层均采用长壁采煤法。综采一次采全高采煤工艺，顶板管理采用全部垮落法。矿井采用集中排水系统。在副斜井井底设主、副两个水仓及主排水泵房，排水管路沿副斜井井筒敷设，矿井全部涌水由设在下组煤副斜井井底的主排水设备排至地面的“井下水处理站”水池。矿井通风方式为中央并列式，通风方法为机械抽出式。主斜井、副斜井进风，风斜井回风构成矿井通风系统。根据采区巷道布置和采煤方法，回采工作面采用独立通风系统。采煤工作面采用“U型后退式通风系统，新鲜风流由工作面进风顺梢进入，冲洗工作面后，废风经工作面回风顺梢一回风巷一风井一地面。该通风系统结构简单，风流稳定，抗灾能力强，管理方便。掘进工作面采用压入式通风方式，选用对旋轴流式局部通风机。井下碉室均设在进风风流中，采区变电所、爆炸材料发放碉室采用独立通风。其余巷道和碉室采用全负压并（串）联通风。进口宽度大于1.5m,深度小于6m,位于进风流且无瓦斯涌出的碉室采用扩散通风。2.6 煤矿地质勘查简述本井田位于霍西煤田灵石矿区西南边缘，基础地质工作开展较少，地质研究程度不高。以往涉及本井田及其邻近的主要地质工作有：1. 五十年代初，原华北煤田地质局地质调查队在区域北部的偏店一义堂做过地质调查工作。2. 1966年前后，原山西煤炭工业管理局地质勘探局119队，在霍西煤田汾孝矿区进行了偏店一义堂间普查工作，并提交了山西省霍西煤田汾孝矿区偏店一义堂间普查勘探地质报告。普查时进行了1:2.5万的地形地质测量任务，施工18个钻孔。3. 1975年山西省地质局区调队编写了1:200000汾阳幅区调报告，对区域地层进行了系统的划分和对比。4. 1991年山西省晋中行署煤管局煤田地质勘探队在本井田北侧12km的夏门井田进行了精查勘探，1993年提交山西省灵石县夏门井田精查勘探地质报告，同年由山西省煤炭资源储量委员会评审通过。5.1995年山西省地质局区调队与灵石县矿产资源局协作对全县开展了区域地质矿产调查，并编写了灵石县区域地质矿产调查报告。6.2004年和2007年，参与重组的各煤矿分别委托山西徽宇资源勘查院编制了山西省灵石县坛镇乡孙家沟煤矿生产矿井地质报告、委托山西地科勘察有限公司编制了山西省灵石县西堡煤矿生产矿井地质报告和山西省灵石县坛镇乡镇威煤矿资源整合矿井地质报告、委托晋中新生代地矿工程有限公司编制了山西省灵石县山西能源产业集团水牛沟煤矿资源/储量核查地质报告；在报告编制过程中，各编制单位均进行了认真的矿井地质调查，并调查实测了部分4、10号煤层井下见煤点，对其煤层厚度、结构、顶底岩性进行观测和记录。7. 2010年10月1日至2010年12月22日，山西地宝能源有限公司在其井田内施工钻孔55个，其中地质孔54个，水文孔1个（ZK补4-5）,于2011年3月提交了山西灵石亨元顺煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告并通过山西省煤炭工程项目咨询评审中心评审通过。经过多年的地质勘探和水文地质工作，基本查清了井田范围内的地质、水文地质条件。原井田范围内的煤层厚度、稳定性及分布情况、地质构造得到了有效控制，为山西灵石亨元顺煤业有限公司将来开拓延深提供了参考依据。3矿井地质条件3.1地层本井田位于霍西煤田灵石矿区北部，地表出露主要为二叠系下统石盒子组、山西组和石炭系太原组、本溪组以及第四系黄土。根据地表出露、钻孔和井下巷道的揭露，并结合区域地质资料，井田地层由老至新依次为奥陶系中统上马家沟组、峰峰组；石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组、第四系中、上更新统。现将井田地层由老到新分述如下：(1)奥陶系中统马家沟组(Qm)埋藏于井田深部，岩性主要由青灰色厚层状石灰岩，薄层状泥灰岩，白云质灰岩及灰色角砾状灰岩组成，上部局部见有岩溶裂隙发育，可见小的溶孔。本组厚度240m左右。(2)奥陶系中统峰峰组(Qf)本组地层在井田内没有出露，据井田西南部施工ZK补4-5号水文孔资料，岩性由灰色、深灰色厚层状石灰岩夹薄层泥灰岩组成，岩性致密，隐晶结构，顶部裂隙常被方解石脉充填。厚度116.12m左右。(3)石炭系中统本溪组(Gb)本组地层井田内没有出露，与下伏奥陶系峰峰组呈平行不整合接触。主要岩性下部为铁铝岩，由山西式铁矿、铝土矿及铝土质泥岩和铁矶土等组成，上部为碎屑岩建造，主要岩性为褐灰色石英长石砂岩、浅灰色砂质泥岩夹薄煤层、灰色厚层状石灰岩及深灰色泥岩。本组地层厚12.10-21.08m,平均16.31m。(4)石炭系上统太原组(Gt)本组地层井田内没有出露，是井田主要含煤地层之一，属海陆交互相碎屑岩夹碳酸盐岩建造，以K砂岩连续沉积于本溪组之上，岩性主要为灰色、深灰色泥岩、砂岩夹三层稳定的石灰岩及4-12号煤层，标志明显。本组地层厚73.15-111.25m,平均98.91m。据其岩相、岩性组合特征将本组地层划分为以下三个岩性段。下段：从K砂岩底至K灰岩底，主要为灰白色中厚层细-中粒砂岩,灰黑色、黑色砂质泥岩、炭质泥岩、泥岩，夹含数层煤层。煤层编号至下而上为12号、11号、10号和9号，其中10、11号为井田可采煤层，本段厚度22.61-42.55m,平均32.50m;自下而上为：K砂岩：灰白色中细粒石英砂岩，分选较好，硅质胶结，楔状交错层理发育，井田范围内该层砂岩不稳定，常相变为灰色粉砂岩或砂质泥岩。泥岩、砂质泥岩：灰色薄层状，泥质结构，含植物化石碎片。12号煤层：黑色、亮煤为主，暗煤次之，厚度为0-0.40m,平均0.08m泥岩、砂质泥岩、粉砂岩：灰-深灰色、薄层状、含有植物碎屑化石。11号煤层：俗称底板煤（底炭），黑色层状，以亮煤和暗煤为主，层位较稳定，厚度为0-1.25m,平均0.47m。为局部可采煤层。为中细砂岩、粉砂岩：灰色、深灰色、薄层状。10号煤层：俗称大炭，黑色层状结构，玻璃及油脂光泽，成分以亮煤为主，暗煤次之，厚度为0-2.35m,平均0.93m,是井田内较稳定大部可采煤层。泥岩砂质泥岩：灰黑色，以泥岩为主，砂质泥岩次之，局部夹粘土岩，局部相变为砂岩，含植物化石。9号煤层：俗称毛四尺，黑色层状结构，色泽暗淡，以亮煤为主，暗煤次之，煤层一般为单层结构，厚度为0-0.80m,平均0.21m。中段：从K灰岩底至K灰岩顶，为海相沉积的青灰色中厚状石灰岩夹泥岩、煤层及砂岩。三层石灰岩为井田的良好标志层，自下而上分别为K2灰岩、K3灰岩和K4灰岩。本段地层厚度23.50-27.45m,平均25.31m。本段地层自下而上为：K灰岩：位于9号煤层之上，为该煤层的直接顶板，岩性为深灰色厚-中厚层致密石灰岩，泥晶结构，块状构造，裂隙发育，含燧石条带及结核，厚度较大，一般为3.08-6.40m,平均4.80m。8号煤层及底板泥岩、砂质泥岩：顶部为8号煤层，俗称铜二尺，厚0-1.14m,平均0.16m,不可采。底板为泥岩、砂质泥岩，含植物碎片化石。中下部有时夹薄层粉砂岩。K灰岩：岩性为深灰色含泥质石灰岩，泥晶结构，块状构造，是8号煤层的顶板，其顶板和中部均含燧石条带及结核。生物碎屑含量在40-50%之间，其中有柱纤结构的腕足类碎片及单晶结构的海百合等。生物碎片分布均匀，碎屑间以泥晶方解石为主，并含少量氧化铁。该层灰岩层位稳定，厚度大，一般为3.66-7.85m,平均5.01m。泥岩及砂质泥岩：灰-深灰色薄层状泥岩、砂质泥岩。含植物碎屑化石。7下号煤层：黑色，厚度0-0.75m,平均0.19m,不可采。泥岩、砂质泥岩：深灰色泥岩、砂质泥岩，多呈薄层状。7号煤层及泥岩：上部为浅灰色泥岩，下部为7号煤层，7号煤层厚度0-0.85m,平均0.24m,不可采。K灰岩：呈深灰色厚层状，泥晶结构，块状构造，致密坚硬，含泥质带及燧石结核，裂隙发育，被方解石脉充填。厚2.82-8.20m,平均厚5.92m。该灰岩生物碎屑含量大于50%其中最多的是隐晶结构的蜒类及柱纤结构的腕足类碎片，次有单晶结构的海百合茎、腹足类等。生物碎屑分布均匀，碎屑间有泥晶方解石。上段：由K灰岩顶至K砂岩底，岩性为砂质泥岩、泥岩。煤层编号自下而上为6号、5号和4号，其中4号为稳定大部可采煤层，5、6号为不稳定的不可采煤层。本段厚度38.40-45.55m,平均41.10m。自下而上为：中细砂岩：灰色、中厚层状中、细粒砂岩，局部相变为深灰色砂质泥岩、粉砂岩。泥岩、砂质泥岩：下部呈灰黑色，微层状，含黄铁矿，页理发育，有时夹薄层细砂岩。6号煤层：黑色，厚度0-1.30m,平均0.22m,为不稳定不可采煤层。泥岩、砂质泥岩：灰-深灰色泥岩、砂质泥岩，含植物化石。5号煤层：俗称灰三尺，结构简单，厚0-0.85m,平均0.23m。泥岩、砂质泥岩：灰-深灰色泥岩，砂质泥岩，含植物化石。中、细粒砂岩：灰色中、细粒砂岩，局部相变为深灰色砂质泥岩或粉砂岩。泥岩、砂质泥岩：灰-深灰色泥岩、砂质泥岩。4号煤层：谷称灰四尺，井田内厚度为0-2.70m,平均1.03m,黑色层状构造，结构较简单，有时含1-2层夹研，以亮煤为主，暗煤次之，为稳定大部可采煤层。（5）二叠系下统山西组（Rs）为井田主要含煤地层之一，连续沉积于太原组之上。岩性为灰白色细-粗粒砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥（页）岩，夹煤层。底部以一层灰白色粗砂岩（长）与太原组分界，顶部以K砂岩的底界与下石盒子组分界。本组共含煤2层（即2、3号煤层），其中2号煤为不稳定，局部可采煤层。本组厚度45.05-60.10m,平均厚52.18m。自下而上为：K砂岩：岩性为灰白色，风化后呈灰黄色，中层状中粒长石石英砂岩，厚度0-8.05m,平均3.55m。该砂岩不稳定，井田内大部相变为砂质泥岩、粉砂岩。砂质泥岩、泥岩：呈灰褐色，灰色，薄层状。3号煤层：俗称间二尺，黑色，层状构造，结构简单，厚度为0-0.54m,平均厚0.05m,不可采。泥岩、砂质泥岩夹细砂岩：灰黑色砂质泥岩，层状，含植物化石。下部夹薄层细粒砂岩。2号煤层：俗称上八尺，黑色，属半亮型煤，厚度为0-1.25m,平均0.61m。为不稳定局部可采煤层。泥岩：灰黑色-黑色，薄层状，含植物化石。泥岩、砂质泥岩夹砂岩：灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，薄层状，夹灰白薄层中细砂岩。(6)二叠系下统下石盒子组(Rx)连续沉积于山西组之上，具岩性以灰白、灰绿色砂岩和浅灰、黄绿色砂质泥岩及泥岩为主，夹有少量粘土岩，为一套陆相沉积的陆源碎屑岩地层，底部以K8砂岩与山西组分界，顶部有1层紫红、灰白、灰黄色杂色泥岩组成的桃花泥岩。井田内本组地层受到不同程度剥蚀，最大残留厚度91m(7)上第三系上新统(N2)分布于井田西部沟侧，与下伏基岩呈不整合接触。岩性为红棕色粘土、亚粘土，中下部含有钙质结核，底部含砾石层，厚度0-35.00m,平均5.00m(8)第四系中上更新统(Q+3)主要为中上更新统大面积分布于沟谷和梁坡之上，与下伏基岩呈不整合接触。岩性主要为灰黄色亚砂土、亚粘土，下部夹钙质结核，底部可见砂岩透镜体，柱状节理发育，地表冲沟附近常呈直立悬崖并形成土柱陡壁等地貌。在井田东部附近大沟则分布有全新统冲积、洪积层，主要为砂、砂土、砾石等冲积洪积物。全统地层厚0-109.12m,平均40.00m。3.2含煤地层(1)煤系地层井田内含煤地层为太原组和山西组，不同的聚煤环境，形成了不同的岩性组合、岩相特征，含煤性也存在有较大的差异性。太原组为一套海陆交互相含煤地层，含海相灰岩3层、含煤6-10层，编号自上而下为4号、5号、6号、7号、7下号、8号、9号、10号、11号及12号，其中4号为赋存区稳定大部可采煤层，10号为较稳定大部可采煤层，11号为不稳定局部可采煤层，其余为不稳定、不可采煤层。地层平均总厚度98.91m,煤层平均总厚度3.74m,含煤系数3.78%,其中2、4、10、11号可采煤层平均总厚3.04m,可采系数为3.07%,太原组煤地层含煤性较差。山西组为一套陆相含煤地层，共含煤2层，即2号可采煤层和3号不可采煤层，2号煤层为较稳定的局部可采煤层。地层平均总厚度56.48m,煤层平均厚度0.66m,含煤系数1.17%,山西组地层含煤性差。区内山西组、太原组含煤地层平均总厚151.09m,煤层平均总厚4.40m,含煤系数2.91%,其中2号、4号、10号、11号可采煤层平均总厚3.04m,可采系数2.01%。(2)可采煤层可采煤层为山西组的2号煤层和太原组的4号、10号、11号煤层(具特征见表3-1),分述如下：2号煤层：位于山西组下部，煤层厚度0-1.25m,平均0.61m,该煤层在井田内大部被剥蚀，并有少量尖灭区，赋存区位为井田西部和中北部，赋存区内煤层比较稳定，厚度大部可采。煤层结构简单，大部不含夹研，少部含1层薄层夹研，煤层顶板大部为泥岩、砂质泥岩，局部为细砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩，井田内该煤层已全部采空和小窑开采破坏。4号煤层：位于太原组顶部，上距2号煤层11.45-23.50m，平均17.37m,据以往勘探施工的钻孔控制并结合井下情况，煤层厚0-2.70m,平均1.03m,为赋存区稳定大部可采煤层，含0-2层夹研，结构简单，煤层顶板为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩及粉砂岩，该煤层井田内大部被剥蚀，赋存区为井田西部和中北部，并已进行部分开采。可采煤层特征表表3-1煤系煤层编号煤层厚度(m)煤层间距(M煤层结构顶板岩性底板岩性稳定程度可采性最小-最大最小-最大肝后层数类别平均平均山西组(P1S)20-1.250.6111.45-23.500-1简单细砂岩砂质泥岩泥岩砂质泥岩泥岩稳定赋存区大部可采40-2.701.0317.3766.00-76.550-2简单泥岩砂质泥岩粉砂岩泥岩砂质泥岩粉砂岩稳定赋存区大部可采太原组(C3t)71.365.75-13.457.62100-2.350.930-1简单泥岩砂质泥岩粉细砂岩粉砂岩泥岩砂质泥岩粉细砂岩粉砂岩较稳定大部可采110-1.250.470-1简单泥岩砂质泥岩粉细砂岩泥岩砂质泥岩粉细砂岩不稳定局部可采10号煤层：位于太原组下部，上距4号煤层66.00-76.55m，平均71.36m,煤层厚0-2.35m,平均0.93m,据历次勘探施工的钻孔控制并结合井下情况，该煤层除井田东部沟谷处局部被剥蚀和西南部分布不可采区外，其余大部地区均达可采，属较稳定大部可采煤层，含0-1层泥岩或炭质泥岩夹研，结构简单，煤层顶板多为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩，底板多为砂质泥岩、泥岩，局部为粉砂岩。井田东部该煤层已被少量开采。11号煤层：位于太原组下部，上距10号煤层5.75-13.45m，平均7.62m,煤层厚01.25m,平均0.47m,据历次勘探施工的钻孔控制情况，该煤层在井田大部不可采，为不稳定局部可采煤层，可采地区为井田西部和中北部，含01层泥岩及炭质泥岩夹研，结构简单，煤层顶板多为泥岩、砂质泥岩，西部为粉砂岩、细砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩及细砂岩。3.3矿井地质构造井田位于吕梁山块隆与晋中新裂陷的交接部位，属吕梁山复背斜的东翼，霍西向斜的西北部，次级构造有霍山、上千沟、霍村诸断层组成的断层组，以北北东方向从区外东部穿过。井田构造形以宽缓褶曲为主，根据地表基岩产状变化和钻孔控制资料，井田内共发育大小褶曲10条，其中5条背斜，5条向斜。据地表填图资料，在井田东部还发育有1条小型正断层。此外，根据重组前各矿井下开采揭露和历次勘探施工钻孔资料，井田内还共发现了30个陷落柱，主要分布在井田北部。本井田虽然褶曲比较发育，但均属宽缓褶曲，两翼地层比较平缓，倾角大都在2-10之间（详见表3-2）。3.4岩浆岩井田内未发现岩浆岩。井田构造一览表表3-2构造类型编号构造要素及特征延伸长度备注褶曲S1轴向N60-70W东北翼倾角2-3西南翼倾角4-54050向斜S2轴向N60-80W东北翼倾角3-5西南翼倾角3-54600背斜S3轴向N35-65W东北翼倾角3-4西南翼倾角4-61200向斜S4轴向N35-80W东北翼倾角4-6西南翼倾角3-41400背斜S5轴向N20-50W东北翼倾角3-4西南翼倾角3-41600向斜S6轴向N60-70W东北翼倾角4-5西南翼倾角4-51500背斜S7轴向N20-80W东北翼倾角4-5西南翼倾角4-52000向斜S8轴向N70-15W东北翼倾角3-5西南翼倾角3-52300背斜S9轴向N60-15W东北翼倾角3-5西南翼倾角3-102900向斜S10轴向N45-70W东北翼倾角3-5西南翼倾角3-64400背斜断层F1走向N78W倾向NE倾角80落差H=5-10m1150正断层陷落柱X1水平断交椭圆形.长轴30m.短轴25m原水牛沟煤矿井下巷道揭露陷落柱（10号煤层）X2水平断交椭圆形.直彳仝18mX3水平断交椭圆形.直彳523mX4水平断交椭圆形.直彳523mX5水平断交椭圆形.长轴45m.短轴35mX6水平断交椭圆形.长轴48m.短轴35mX7水平断交椭圆形.长轴55m.短轴30mX8水平断交椭圆形.长轴60m.短轴40mX9水平断交椭圆形.长轴40m.短轴20mX10水平断交椭圆形.长轴22m.短轴16mX11水平断交椭圆形.长轴31m.短轴23mX12水平断交椭圆形.长轴25m.短轴20mX13水平断交椭圆形.长轴22m.短轴17mX14水平断交椭圆形.长轴58m.短轴47mX15水平断交椭圆形.长轴105m.短轴35mX16X17X18水平断交椭圆形.长轴30m.短轴20mX19水平断交椭圆形.长轴19m.短轴14mX20水平断交椭圆形.长轴45m.短轴54mX21水平断交椭圆形.直彳525mX22水平断交椭圆形.长轴30m.短轴22mX23水平断交椭圆形.长轴40m.短轴30m原孙家沟煤矿巷道揭路P臼洛柱（4号煤层）X24水平断交椭圆形.长轴42m.短轴30mX25水平断交椭圆形.长轴45m.短轴26mX26水平断交椭圆形.长轴45m.短轴26mX27水平断交椭圆形.长轴125m.短轴90m（ZK4-5号钻孔）钻孔揭露陷落柱X28水平断交椭圆形.长轴110m.短轴82m（ZK6-1号钻孔）X29水平断交椭圆形.长轴100m.短轴75m（ZK6-7号钻孔）X30水平断交椭圆形.长轴100m.短轴75m（ZK5-11号钻孔）4矿井隐蔽致灾地质因素普查4.1 采空积水普查整合后的山西灵石亨元顺煤业有限公司井田内2号煤层现已基本采空，4、10号煤层也形成采空。据最新调查结果，2号煤层采空区积水面积为采空区积水量调查统计表表4-1煤层枳水区编号积水区位置枳水区向枳(m2)煤层厚度(m)枳水系数(K)煤层伽用a(。)枳水量(m3)2号1原槐树原煤矿采空区5337471070102原孙家沟煤矿采空区238048417153原镇威煤矿采空区7897731384004小窑破坏区I233328210055小窑破坏区口2126019146瞬变电磁富水采空区I9013218041小计19062883280854号1原孙家沟煤矿旧井采空区293968971422原孙家沟煤矿新井采空区66265152623原槐树原煤矿采空区91861218704原镇威煤矿一坑采空区103819254705原镇威煤矿三坑采空区192244360956原镇威煤矿三坑采空区185977549387小窑破坏区I9380970378小窑破坏区口333530283579瞬变电磁富水采空区4-1621401476210瞬变电磁富水采空区4-236348863511瞬变电磁富水采空区4-332906781712瞬变电磁富水采空区4-46540915538小计155827633292310号1原水牛沟煤矿采空区8917370602采空区I5645911766763原天星西堡煤矿采空区347929801334小窑破坏区I160807169035小窑破坏区口317935318376小窑破坏区W116618110947小窑破坏区IV28078626710小计1877839350413合计9933801906288陷，积水量为328085吊；4号煤层采空区积水面积为1558276陷，积水量为332923m；10号煤层采空区积水面积为1877839陷，积水量为350413品（详见表4-1）。采空区的积水量较大，有可能造成矿井突水。另外，4号煤层开采除山西组碎屑岩含水层直接向矿井充水外，具开采所产生的导水裂隙带可沟通2号煤层采空积水及地表水，其富水性较弱且不均匀，局部富水性大，对4号煤层开采造成突水影响。建议矿方在下步的开采工作中引起高度关注。需要指出的是，虽然开采10、11号煤层产生的导水裂隙带达不到2、4号煤层采空水平高度，但据山西地宝能源有限公司对井田西北部进行的瞬变电磁勘探，在测区内4号煤与10号煤之间发现两处灰岩富水区。因此不排除局部灰岩富水性较好对10、11号煤层开采造成突水影响。同时不排除在隐伏构造的作用下，使其直接或间接与10、11号煤层产生水力联系，对10、11号煤层开采造成影响。本区煤层开采历史较久，区内以往生产矿井及关闭坑口较多，也有相邻煤矿，其积水范围较广、积水量较大，4、10、11煤层开采主要面临采空区及采空破坏区积水充水威胁，雨季应注意雨水沿采（古）空裂隙灌入巷道，K2-K4等灰岩岩溶裂隙发育，不排除局部K2-K4等灰岩岩溶裂隙发育，富水性较好，对矿井生产造成突水影响。在今后在生产中一定要坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则，加强矿井地质及水文地质工作。4.2 废弃老窑（井筒）和封闭不良钻孔普查4.2.1 废弃老窑（井筒）普查依据普查结果，山西灵石亨元顺煤业有限公司井田范围内废弃老窑（井筒）均关闭封填。4.2.2 封闭不良钻孔普查封闭不良钻孔是典型的人类活动所留下的点状垂向导水通道，该类导水通道隐蔽性强，垂向导水畅通，不仅使垂向上不同层位的含水层之间发生水力联系，而且当井下采矿活动揭露或接近钻孔时，易产生突发性的突水事故。由于封闭不良钻孔在垂向上连通了多个含水层，一旦发生该类导水通道的突水事故，不仅突水初期水量较大，而且有比较稳定的补给量，对矿井安全会造成严重威胁。根据以往地质资料统计，井田内以往施工的钻孔共计55个且均已封闭,但不排除某些钻孔封孔质量不合格，这些钻孔今后都可能会成为各含水层的水力联系通道，采掘过程中一旦被揭露，将会造成突水事故。因而在今后的开采过程中要引起高度重视，实施钻孔的启封、井下的注浆、预留保安煤柱等有效措施，避免封闭不良钻孔引发突水事故。4.3 构造普查4.3.1 断层普查本井田断层发育简单，主要在井田东部发育有1条小型正断层F1断层,其主要特征为，断层走向N78W倾向NNE倾角为80,走向延伸长度约1150ml落差5-10m,为正断层。井下小窑开采时未见此断层，4.3.2 褶曲普查根据地表基岩产状变化和钻孔控制资料，井田内共发育大小褶曲10个,其中5个背斜，5个向斜。普查结果：S1向斜位于井田东部，轴向N60-70W轴部斜穿井田东部，井田内延伸长度4050m向斜两翼平缓，东北翼倾角2-3,西南翼倾角4-5o&背斜位于井田东部、S向斜西侧，轴向N60-80W斜穿井田东部，井田内延伸长度约4600ml两翼基本对称，地层宽缓，一般倾角35,西南翼局部可达8-10o&向斜位于井田中北部、&背斜北段西侧，轴向N35-65W延伸长度约1200m两翼不对称，东北翼地层宽缓，地层倾角34,西南翼略陡，地层倾角4-6oS背斜位于井田西北部、S向斜西侧，轴向由N3580W井田内延伸长度约1400m两翼不对称，东北翼地层倾角46,西南翼地层倾角3-4。&向斜位于井田西北部、S背斜西侧，轴向N20-50W井田内延伸长度约1600m两翼基本对称，地层倾角34。$背斜位于井田西北部，轴向N60-70W井田内延伸长度约1500m两翼较宽缓，地层倾角4。5。S向斜位于井田西北部，$背斜西侧，轴向N20-80W井田内延伸长度约2000m两翼基本对称，地层倾角45。$背斜位于井田西北部、S向斜西侧，与其并行排列，轴向S70WN15E,井田内延伸长度约2300m两翼基本对称，地层较宽缓，地层倾角35。&向斜位于井田西部、$背斜西，轴向S60W转N15E,井田内延伸长度约2900m两翼不对称，其西北翼较宽缓，地层倾角35,西南翼稍陡，地层倾角310。S0背斜位于井田南部，轴向N45-70W井田内延伸长度约4400ml两翼基本对称，地层宽缓，地层倾角36。4.3.3 陷落柱普查导水陷落柱是沟通奥灰含水层与上部含水层的危险通道，也是矿井安全生产的重大隐患。虽然目前揭露的30个陷落柱均为不导水陷落柱，不排除存在导水陷落柱的可能性。陷落柱的形态特征及规模详见表3-1。因此，导水陷落柱为亨元顺煤业有限公司主要隐蔽致灾因素之一，应采用综合物探和钻探相结合的探测技术与手段，对采掘区域隐伏导水构造进行精细探查。4.4 矿井瓦斯普查4.4.1 瓦斯赋存及测试煤储层的生成条件和保存条件控制了煤层瓦斯含量的大小，而煤储层保存条件对瓦斯含量的控制更为重要。不同地质时代发生的地层隆起、剥蚀、沉积、凹陷或岩浆活动，很大程度影响了煤化作用过程（瓦斯生成），也控制了瓦斯的保存或逸散。不同构造演化阶段的断裂力学性质以及断裂规模控制了煤层中瓦斯的运移、保存，并决定了煤层的瓦斯含量。瓦斯赋存规律受构造、埋藏深度、岩浆岩侵入等多种因素影响。褶皱轴部、断层和陷落柱分布区域瓦斯含量较低；瓦斯含量与煤层埋藏深度有明显的线性相关性，随着埋藏深度增大，瓦斯含量增高。山西灵石亨元顺煤业有限公司地质构造相对简单，具煤层的埋藏深度是控制瓦斯含量的主导因素。在普查勘探时在钻孔中采取瓦斯煤样委托山西省三水实验测试中心进行了瓦斯含量和瓦斯成分测试，测试结果见表4-2。钻孔煤芯煤样分析结果：10号煤层瓦斯含量为：CH微量-0.08ml/g,CG0.04-0.57ml/g;瓦斯成分为：CH微量-14.26%,CG4.91-29.3ml/g,N259.22-95.06%。井田原氮气带和氮气一二氧化碳带，即ZK1-1、ZK2-1、ZK6-6、ZK6-8、ZK8-2号孔一带为氮气带。ZK4-1、ZK4-4、ZK4-7、ZK4-9钻孔瓦斯含量及瓦斯成分测试成果表表4-2煤层采样钻孔瓦斯含量(ml/gdaf)瓦斯成分（）CHCOG-QN2CHCOQ-QN210ZK1-1微量0.06微量微量9.03微量90.37ZK2-1微量0.04微量微量4.910.0395.06ZK4-10.030.18微量3.5923.790.0772.56ZK4-40.080.05微量14.267.770.3777.61ZK4-7微量0.57微量微量40.680.1159.22ZK4-9微量0.30微量微量29.30微量70.70ZK6-6微量0.11微量微量5.430.0294.56ZK6-8微量0.12微量微量16.84微量83.16ZK8-2微量0.18微量微量9.21微量90.7911ZK1-10.090.14微量24.0226.810.4848.68ZK4-7微量0.14微量微量21.82微量78.18ZK9-2微量0.23微量微量7.31微量92.69号孔一带为氮气-二氧化碳带11号煤层瓦斯含量为：CH微量-0.09ml/g,CG0.14-0.23ml/g;瓦斯成分为：CH微量-24.02%,CO7.31-26.81ml/g,N248.68-95.69%。本井田11号煤层属氮气带和氮气一二氧化碳带及氮气-甲烷带，即ZK1-1号孔附近为氮气甲烷带，ZK4-7号孔一带为氮气一二氧化碳带，ZK9-2号孔附近属氮气带。4.4.2 瓦斯涌出预测山西灵石亨元顺煤业有限公司2煤现已基本采空，采用分源预测法对亨元顺煤业有限公司回采工作面瓦斯涌出量进行了预测。预测结果表明：4号煤层回采工作面的最大相对瓦斯涌出量为1.05m3/t,最大绝对瓦斯涌出量为0.9m3/min,4号煤层绝对瓦斯涌出量大小走向趋势为：Y=0.008H-0.534;10号煤层回采工作面的最大相对瓦斯涌出量为3.07m3/t,最大绝对瓦斯涌出量为2.5m3/min,10号煤层绝对瓦斯涌出量大小走向趋势为：Y=0.014H-0.7553。根据山西省煤炭工业厅山西煤矿安全监察局【2012】262号文件“关于山西省煤矿瓦斯等级鉴定实施办法的通知”，同时满足下列条件的矿井为低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t;矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40n3/min;矿井各掘进工作面绝对瓦斯涌出量小于或等于3n3/min;矿井各采煤工作面绝对瓦斯涌出量小于或等于5n3/min。依据上述标准，山西灵石亨元顺煤业有限公司鉴定为低瓦斯矿井。4.5 导水裂隙带普查导水裂缝带理论计算可以依据经验公式（参见表4-3）进行。分层开采（054。）导水裂缝带高度计算公式表4-3岩性计算公式之一计算公式之二坚硬100MHii8.91.2M2.0Hii30M10中硬100MHii5.61.6M3.6Hii20JM10软弱100MHii4.03.1M5.0Hii107M5极软弱100MHii3.05.0M8.0经验公式中：2Mp累计采厚；玲项为误差。山西灵石亨元顺煤业有限公司开采各煤层的导水裂隙带的高度，依据煤层顶板的岩性分别采用相对应的公式来计算。计算出导水裂缝带高度如表4-4所示。导水裂缝带高度计算结果一览表表4-4开采煤层2#4#10#11#最大导水裂缝带高度(m)32.3642.8657.6632.36经验公式计算得出开采2#煤的导水裂缝带高度最大为32.36m,导水裂缝带高度范围内无地表水体和强含水层。开采4#煤的导水裂缝带高度最大为42.86m,导水裂缝带高度范围内无地表水体和强含水层，但可导通2#煤层，2#煤的采空积水区积水可通过裂缝带进入采掘面。开采10#煤的导水裂缝带高度最大为57.66m,导水裂缝带高度范围内无强含水层，但不排除K2K4灰岩局部富水性较好。开采11#煤的导水裂缝带高度最大为32.36m,导水裂缝带高度达到10#煤，10#煤存在采空积水区。因此煤矿在开采4#煤、10#煤、11#煤时特别是在上组煤存在采空积水区附近要加强顶板淋水的监测和防范。4.6 地下含水体普查4.6.1 含水层井田含水层自下而上有奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层、石炭系上统太原组碎屑岩类夹石灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层、下石盒子组砂岩裂隙含水层组及风化裂隙含水层、第四系孔隙含水层。(1)奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层主要为