潞安矿区煤炭地质开采条件

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，含水性强，水位标高690m。

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，据武乡矿区资料，涌水量0.144~0.714^l/s，深部含水小。

二叠系砂岩裂隙含水层（组） 该含水小，单位涌水量0.0033~0.212 ¹/s·m，渗透系数0.0028~1.08^m/d。

第四系砂砾水隙潜水 该含水性较强，在北部和西部低山丘陵区，主要分布于河谷，为冲积含水层，厚5~10m，含水中等.。在中部和东及东南部河谷平原区，含水层埋藏于地下，厚3~10m，为承压水。

（2） 隔水层

1．本溪组（C₂b）和太原组底部铝质泥岩及中砂质泥岩、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40m。

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

本区位于辛安泉域的补给—径流区，在本区的东南边缘为排泄区，有泉群泉水溢出，流量9.00~16.21^l/s，出露标高600~643m。地下水总的流向为自西向东，由南向北，在辛安泉一带排泄。

（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。在矿区中部和西部煤层位于“奥灰”岩溶水位之下，为带压开采，有底板突水威胁，水文地质条件较复杂。王庄煤矿日排水量3713~5000m³。矿井含水系数除五阳矿受漳河河水补给，为3.226m³/t 外，其余矿井均小于1 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

上覆松散层厚度0~300m，煤层最大埋藏深度900m。

（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

矿区北部和西部为碎屑岩低山和黄土丘陵区,中部、南部和东南部为河谷平原区。年平均降雨量583.9mm，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，浊漳河南源和西源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。在平原区因超采地下水、地下采煤等诱发地面沉降，形成“沉降盆地”，在其外围，发生“地裂缝”。

（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．在山区和黄土丘陵区因筑路、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”，黄土覆盖区和平原区地表可形成“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

浅部开采的矿井为低沼气矿井，如石圪节和五阳矿相对瓦斯涌出量为1.13～7.98 m³/t.d，王庄矿最高值为8.5 m³/t.d。深部屯留、官庄勘探资料，瓦斯含量相当高，甲烷含量平均12m^g/g，可燃质以上，CH₄占85%以上，为沼气带。

（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。