晋城矿区煤炭开采技术条件

1、矿区水文地质条件

（1） 含水层特征

寒武—奥陶系（Є-O）石灰岩岩溶裂隙含水层（组） 该浅部岩溶溶洞发育，其层位在侵蚀面下60~120m。单位涌水量0.1~23¹/s.m。水位标高640m。

太原组砂岩间夹石灰岩裂隙岩溶含水层（组）   该石灰岩(K₂、K₃、K₄)含水性较强，浅部溶洞发育。据高平矿区资料，单位涌水量0.000091~0.72^l/s.m，渗透系数0.027~7.43^m/d。

二叠系砂岩裂隙含水层（组） 该含水小。据高平矿区资料，单位涌水量0.0047~0.33 ¹/s.m，渗透系数0.002~0.535^m/d。

第四系砂砾孔隙潜水及基岩风化带潜水　据高平矿区资料，前者厚约20m，单位涌水量0.094~3.32¹/s.m.，渗透系数0.457~5.50^m/_d。后者厚50m，单位涌水量0.00046~3.73 ¹/s.m.。渗透系数0.535~5.05 ^m/d。

沁水煤田晋城矿区各煤层煤质特征表

（2） 隔水层

1．本溪组（C₂b）和太原组底部铝质泥岩及砂质泥岩、泥岩为“奥灰”岩溶水与煤和太原组裂隙岩溶水的隔水层。厚约28m。

2．煤系（C₃t、P₁s）地层中夹在石灰岩裂隙岩溶含水层和砂岩裂隙含水层间的泥岩，砂质泥岩和煤层，并构成平行复合结构，起层间隔水作用。

（3）地下水流场条件

本区位于三姑泉域的南部，矿区北、北东和南部奥陶系碳酸盐岩裸露区为补给区，矿区内为径流区，位于丹河河谷的台头泉、土坡泉、郭壁泉、三股泉（石青泉、马尾泉、苇滩泉）、三姑泉为排泄区。总流量5.52~7.20m³/s，出露标高342.33~660.45m。以晋长断裂带为界，地下水总的流向自北向南。

（4） 充水条件分析

可采煤层接充水含水层山西组煤层为砂岩裂隙水，太原组煤层为石灰岩间夹砂岩裂隙岩溶水，含水小，对煤层开采影响不大。下伏“奥灰”岩溶水，含水丰富。矿区煤层大部分位于“奥灰”岩溶水位之上，水文地质条件简单。古书院、王台铺、凤凰山等矿井，目前开采山西组煤层，矿井含水系数0.46~0.63 m³/t。水文地质条件简单，开采15号煤层水文地质条件可能较复杂。

2、矿区工程地质条件

（1）上覆松数层厚度及煤层埋藏深度

上覆松散层厚0~30m，煤层最大埋藏深度400m。

（2） 煤层顶底板条件

直接顶板为泥岩，砂质泥岩，局部夹薄煤层或炭质泥岩，属Ⅰ、Ⅱ类顶板。老顶11、13、15号煤层为石灰岩，12、15_下号煤层部分为细砂岩，1、2、3号煤层为中、粗砂岩。当煤层之上直接为老顶时，则属Ⅳ类（1、2、3），Ⅴ类（11、13、15），15_下号煤层部分为Ⅲ类。煤层底板为泥岩，砂质泥岩，粉砂岩，及细、中砂岩，后者顶面平整，易于管理。15号煤层底板多为泥岩，常有底鼓现象。   

（3） 煤层顶底板及围岩物理力学性质

各类岩石的物理力学特征列入下表。

岩石物理力学特征表

3、矿区环境地质条件

（1）矿区环境地质条件与地质环境问题

矿区为碎屑岩低山和黄土丘陵区,年平均降雨量593mm，集中在6、7、8月。地震基本烈度为Ⅵ—Ⅶ度，动峰值加速度（g）为0.05~0. 1。

岩土体　山体为碎屑岩，山顶覆盖黄土，丘陵为黄土丘陵，丹河及其支流等河谷为砂质土。

常见的环境地质问题在低山和丘陵区为崩塌（黄土、基岩）、滑坡（黄土、基岩）及潜在不稳定斜坡，7、8月份为雨季，有形成泥石流可能。

（2） 煤矿开采中的地质环境问题

矿区建设首先造成人口密集，人为工程活动强度增大，加重了地质环境的压力，诱发或发生新的地质环境问题。

1．筑路、采石、地下采煤等破坏了山体斜坡的稳定性，导致已经存在的稳定或基本稳定的崩滑体复活，或引发新的崩滑体。

2．地下采煤诱发“地面变形”，黄土覆盖区可形成“开采沉陷盆地”，其中心部位引发“地面塌陷”，在盆地周缘诱发“地裂缝”。碎屑岩区产生“地裂缝”。

3．在较大河（沟）两侧建厂（矿）、筑路等，挤占河（沟）道，还将生产设备、材料、废渣，以及生活垃圾随意堆放和倾倒，堵塞了河（沟）道，丰富了固体松散物，造成泥石流灾害的可能性增大。

（3） 煤层瓦斯

浅部开采矿井为低沼气矿井，如古书院、王台铺、风凰山矿相对瓦斯涌出量2.12~2.64 m³/t.d。晋普山矿为19.34 m³/t.d，属高沼气矿井。

（4） 煤尘爆炸危险性

煤尘爆炸性指数12.5～15.0％，有爆炸性。据东山矿区罕山矿煤尘爆炸试验，15号煤层火焰长30mm,加岩粉量60%，15_下煤层火焰长10mm，加岩粉量20%。

（5） 煤的自燃趋势

本区煤为贫煤和无烟煤，煤自燃趋势等级为不易自燃或不自燃。罕山矿煤的燃点测试列入下表。

燃点测试成果表

4、地温

本区地温梯度＜3℃/100，据生产矿井调查为地温正常区。