西山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）矿区位于晋祠泉域的径流—排泄区，单位涌水量0.676~2.94¹/s.m，晋祠泉位于矿区东南缘，泉水流量0.18~2.0 m.³/s，1994年断流。出露标高802~805m。

太原组砂岩间夹石灰岩裂隙岩溶含水层(组)  该含3~4层石灰岩和3~5层砂岩,前者分布稳定,后者为透镜状。富水性不均，单位涌水量0.00667 ¹/s.m，渗透系数为0.0314 ^m/d。

二叠系砂岩裂隙含水层（组）该含水小，单位涌水量0.000469~0.00244 ¹/s.m，渗透系数0.0036~0.0464^m/d。

第四系砂砾孔隙潜水 该分布在山前洪积扇一带，含水中等，单位涌水量0.677 ¹/s.m，渗透系数3.62^m/d。

（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42m。

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

寒武—奥陶系石灰岩在煤田北部和西部大面积裸露地表，接受大气降水补给，在本矿区东南沿边山断裂带溢出成泉（晋祠泉群），本矿区为径流—排泄区，地下水的总流向自北向南或东南，或自西向东，在晋中新裂陷盆地西边山带汇集，部分以泉水形式排泄（晋祠泉群），部分补给盆地。太原组裂隙岩溶水和二叠系砂岩裂隙水，浅部露头带接受大气降水补给，部分沿沟谷排泄，水量较大，深部水量很小。

（4）充水条件分析

直接充水含水层6、7、8、9号煤层为石灰岩裂隙岩溶水，1、2、3号煤层为砂岩裂隙水，因含水小。对煤层开采影响不大。下伏“奥灰”岩溶水含水丰富，但煤层底板大多位于其水位以上，水文地质条件简单。西峪矿8、9号煤层底板大部分地段位于“奥灰”水位之下，有底板“突水”威胁。

2、矿区工程地质条件

（1）上覆松数层厚度及煤层埋藏深度

上覆松散层厚度为0～25m，煤层最大埋藏深度600m。

（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6、7、8、9号煤层为石灰岩，9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（6、7、8、9），9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。9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

岩石物理力学试验结果列入下表。

岩石物理力学特征       （Mpa）

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

矿区为碎屑岩中低山地。年降雨量367~487mm，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，汾河及王门沟、虎峪沟河等河谷为砂质土。

常见的环境地质问题为崩塌（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”，黄土覆盖区引发“地面塌陷”，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。

4．加重水土流失，浅层地下水和地表水的漏失与污染。

（3） 煤层瓦斯

浅部为低沼气矿井，如官地、白泉庄及浅部小型煤矿相对沼气涌出量为1.15~9.9m³/t.d。深部为高沼气矿井，如杜儿坪，西铭周家庄矿等，相对沼气涌出量为14.1~39.86 m³/t.d。随着煤层开采的延深，低沼气矿井可变为高沼气矿井。

（4） 煤尘爆炸危险性

煤尘爆炸性指数为10～20%，最高达40%。煤尘爆炸性试验属有爆炸性，火焰长度220mm，加岩粉量40.00%，各煤层均属有爆炸危险性。

（5） 煤的自燃趋势

接煤种分析贫煤、无烟煤应为不易自燃或自燃。晋祠镇大观窑煤矿1995年11月采样测定2号煤层的燃点，T₂ 为412℃ , T₁ 为422℃，T₃ 为408℃，ΔT为14℃，为不自燃。下煤组含硫量高，可发生自燃现象。

4、地温

地温梯度一般为1.4℃~3.0℃/100m，煤系可达3.6℃/100m，石膏带达4.6℃/100，属地温正常区。