方庄一矿水文地质类型划分报告824.docx

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方庄一矿水文地质类型划分报告824

焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司一号井

水文地质类型划分报告

焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司一号井

二O一六年七月

焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司一号井

水文地质类型划分报告

报告编制单位：

焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司一号井

主编：

郑铁龙

副主编：

柴利明张小奇

主要编制人员：

卢鹏宇谢治国孙源辉左全华

技术负责人：

郑铁龙

单位负责人：

赵光青

报告编制日期：

二O一六年七月

3.3岩浆岩33

焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司一号井

水文地质类型划分报告

1.矿井及井田概况

1.1矿井及井田基本情况

焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司一号井（以下简称方庄矿公司一号井），现为焦作煤业（集团）下属企业。

方庄矿公司一号井2004年以前属焦作市地方国有矿山企业，2004年整合入焦作煤业（集团）有限责任公司，并更名为焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司。

2010年3月，省国土资源厅下发《河南省国土资源厅关于焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司等二个煤矿一证多系统分别办理采矿许可证的批复》（豫国土资函〔2010〕106号），同意方庄矿公司在采矿人不变情况下采矿权分立，分为方庄矿公司一号井和方庄矿公司新井，并分别办理采矿许可证。

方庄矿公司一号井始建于1958年，设计生产能力15万吨/a，2006年核定生产能力18万吨/a。

开采二叠系山西组二1煤，平均煤厚4.96m。

开采范围为沙墙断层与小庄断层之间。

矿井开拓方式为三立井一斜井混合开拓，共布置立井、斜井、南进风井、回风井4个井筒。

井下分五个水平，一水平标高+50m，二水平为-50m，三水平为-168m，四水平为-290m，五水平为-400m。

当前，矿井已进入后期回采煤柱阶段，采煤工艺为长壁后退式，采煤方法为悬移支架炮采，全部垮落法管理顶板。

矿井通风方式为中央式，通风方法为抽出式，立井、斜井、南进风井进风，回风井回风。

矿井采用一级排水方式，泵房设在南进风井井底。

生产地区布置情况：

矿井生产地区分三个块段，见图1-1。

第一块段位于F4断层与F2断层之间（Ⅰ），第二块段位于F2断层与F3断层间（Ⅱ），第三块段为F8断层以东（Ⅲ）。

第二块段由于煤层埋藏深，瓦斯压力较大，无开采系统，水文地质条件相对复杂，仅有地质勘探资料，无生产水文地质资料，不准备开采。

第三块段位于地面建筑物（中铝储灰坝、纸坊河大桥）保护煤柱范围内，不准备开采。

本次报告仅对开采的第一块段生产资料和第二、第三块段地质勘探资料进行划分。

图1-1方庄矿公司一号井生产地区分区示意图

1.2位置、交通

方庄矿公司一号井位于焦作市修武县七贤镇境内，行政区域隶属于焦作市修武县。

矿区南距修武县城约16km，西南距焦作市约22km；云台大道（修武～云台山）、焦（焦作）～辉（辉县）公路、中铝一号公路均在矿区内通过，交通十分便利。

见图1-2。

方庄矿公司一号井南邻焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司新井（以下简称方庄矿公司新井），东邻方庄深部勘查区，西为二1煤层露头，北邻赤庄勘探区，无矿权重叠现象。

图1-2方庄矿公司一号井交通位置示意图

矿区范围以河南省国土资源厅批准的方庄矿公司一号井采矿许可证（证号：

C410000************9529）所圈定的矿区范围为准，南北走向长1.3～3.4km，东西倾向宽2.0km，面积4.0073km2，允许开采二1煤层标高+100m—-600m，由18个坐标拐点依次连线控制，其中南进风井井筒及工业广场保护范围由5个拐点圈定，在此范围内不得进行任何采矿活动。

矿区范围拐点坐标见表1-1。

表1-1矿区边界拐点坐标一览表

序号

地理坐标

1980年西安坐标系

1954年北京坐标系

北纬

东经

X

Y

X

Y

1

35°22′41″

113°24′18″

3916714.30

38445873.05

3916762.00

38445936.00

2

35°22′54″

113°24′29″

3917122.31

38446152.05

3917170.00

38446215.00

3

35°23′03″

113°24′35″

3917387.31

38446292.05

3917435.00

38446355.00

4

35°23′15″

113°24′28″

3917752.31

38446137.05

3917800.00

38446200.00

5

35°23′18″

113°24′36″

3917867.32

38446327.05

3917915.00

38446390.00

6

35°23′25″

113°24′29″

3918082.32

38446157.04

3918130.00

38446220.00

7

35°23′29″

113°24′35″

3918192.32

38446317.04

3918240.00

38446380.00

8

35°24′23″

113°25′57″

3919857.35

38448377.05

3919905.00

38448440.00

9

35°23′48″

113°26′08″

3918782.35

38448667.06

3918830.00

38448730.00

10

35°23′36″

113°25′49″

3918412.34

38448187.06

3918460.00

38448250.00

11

35°23′34″

113°25′45″

3918342.34

38448087.06

3918390.00

38448150.00

12

35°23′15″

113°25′46″

3917752.33

38448087.06

3917800.00

38448150.00

13

35°23′15″

113°25′33″

3917752.33

38447761.06

3917800.00

38447824.00

14

35°22′52″

113°25′32″

3917052.32

38447757.07

3917100.00

38447820.00

15

35°22′32″

113°24′56″

3916452.31

38446837.06

3916500.00

38446900.00

16

35°22′49″

113°24′59″

3916952.31

38446897.06

3917000.00

38446960.00

17

35°23′01″

113°24′59″

3917342.32

38446907.06

3917390.00

38446970.00

18

35°22′46″

113°24′32″

3916862.31

38446237.05

3916910.00

38446300.00

续表1-1矿区边界拐点坐标一览表

其中以下范围内仅作为井筒及井筒保护范围，此区内不得进行任何采矿活动。

序号

地理坐标

1980年西安坐标系

1954年北京坐标系

北纬

东经

X

Y

X

Y

11

35°23′34″

113°25′45″

3918342.34

38448087.06

3918390.00

38448150.00

12

35°23′15″

113°25′46″

3917752.33

38448087.06

3917800.00

38448150.00

13

35°23′15″

113°25′33″

3917752.33

38447761.06

3917800.00

38447824.00

13a

35°23′22″

113°25′33″

3917972.33

38447762.06

3918020.00

38447825.00

13b

35°23′33″

113°25′43″

3918297.33

38448027.05

3918345.00

38448090.00

1.3地形地貌

方庄矿公司一号井位于太行山南麓山前冲积平原区，地势平坦，地形简单，地面标高+136～+170m，相对高差34m，总的变化趋势，由西向东逐渐降低，地表为第四系黄土层覆盖。

立井口标高+168.121m，斜井口标高+168.121，回风井口标高+167.939、南进风井口标高+151.188。

1.4气象、水文

1、水文

本区属海河流域卫河水系，河流与水库等地表水欠发育。

位于井田中部的纸坊河，属季节性河流，一般干枯无水，由西北向东南经峪河流入卫河，最终汇入海河。

2、气象

据焦作市及修武县气象站资料，本区属暖温带大陆性季风气候，四季分明。

春季干燥，多风少雨，夏季炎热多雨，秋季阴雨凉爽，冬季寒冷，雨雪较少。

气温：

平均气温14.5℃，历年最高气温43.5℃，最低气温－19.9℃。

降水量：

降水多集中在7～9月份，约占年降水量的61.7%，其次5、6、10三个月，约占年降水量的32.7%，1、2月份降水最少，仅占年降水量的1.5%。

年均降水量594.4mm，年最大降水量1107.7mm（焦作气象站1955年），年最小降水量248.4mm（焦作气象站1983年），日最大降水量151.8mm（1963年8月8日）；

蒸发量：

年均蒸发量2033.5mm，相对湿度66.25%，绝对湿度12.89毫巴；风速与风向：

年平均风速3.1m/s，最大风速24m/s。

一般风力2~3级，最大11级（1978年6月30日晚）。

风向：

5～9月份以东风、东南风为主，10月份至翌年4月份以西风、西北风为主，其中，西北风频率较大，对本地区气候影响也较大。

最大冻土深度19cm，冻土期多集中在12月份和元月份。

1.5地震

根据国家质量技术监督局发布的“中华人民共和国国家标准GB18306-2001《中国地震动峰值加速度区划图》（河南省部分）”，本区地震动峰值加速度0.15g，根据地震动峰值加速度分区（见图1-2）与地震基本烈度对照表（见表1-2），相应的基本烈度Ⅶ度，属较稳定区。

图1-2河南省地震动峰值加速度区划图

表1-2地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表

地震动峰值加速度（g）

＜0.05

0.05

0.1

0.15

0.2

0.3

≥0.4

地震基本烈度值

＜Ⅵ

Ⅵ

Ⅶ

Ⅶ

Ⅷ

Ⅷ

≥Ⅸ

区域地壳稳定性

稳定

较稳定

较不稳定

不稳定

根据焦作市地震局资料，历史上影响本区较大的地震有3次（见表1-3），但未发生过大的破坏性地震。

表1-3历年地震资料统计表

时间

地点

震级

震中烈度

地震破坏情况

1546.1

武陟~沁阳一带

5.5级

7度

地震崩山裂屋

1587.4.10

修武

6级

7度

摇塌城垛、鼓楼、碑亭、房舍无数

1622.3

沁阳一带

5级

6度

1.6矿井排水设施能力现状

矿井采用一级排水方式，泵房设在南进风井井底，共安装水泵10台，分别为MD280-65×10水泵7台（配套电机型号YB630S2-4W，功率900kW），MD450-90×7水泵3台（配套电机型号YB5601-4，功率1250kW）。

其中MD280-65×10水泵6台、MD450-90×7水泵2台做为工作泵和备用泵，8台泵综合排水能力43.2m3/min，MD280-65×10水泵和MD450-90×7水泵各一台为检修泵。

沿南进风井井筒安装φ426mm排水管4趟直排到地面，排水高度约550m。

水仓及泵房参数见表1-4。

表1-4水仓及泵房主要参数

矿井名称

水仓

排水能力

矿井最大涌水量（m³/min）

位置

容量（m³）

水泵型号/台数

管路直径

趟数

排至水平

综合能力（m³/min）

一号井

南进风井底部

10718

MD280-65×10/7

MD450-90×7/3

426

4

地面

43.2

9.59

2.以往地质和水文地质工作评述

2.1以往地质工作

方庄矿公司一号井井田地质勘查工作始于上世纪五十年代，先后有中南煤田地质局125队、焦作矿务局水文队、河南省煤田地质局三队及河南省煤田地质局物探测量队等多家地勘单位在方庄矿公司一号井及周围进行过地质勘探工作。

（1）中南煤田地质局125队于1956-1957年在本区完成普查任务，1958年继续进行精查勘探，1959年5月结束。

此间，方庄矿公司竣工19个钻孔，工程量5762.46m，其中方庄矿公司一号井5孔，工程量2296.83m。

（2）1974年9月-1975年6月，河南省煤田地质局三队在方庄矿公司进行第一次补充勘探，施工11孔，钻探工程量5094.42m，其中方庄矿公司一号井1孔，工程量518m。

提交《方庄井田补充勘探小结》。

（3）1980年2月-1984年12月，由焦作矿务局水文队在方庄矿公司进行第二次补充勘探，竣工钻孔18个，工程量7622.07m，其中方庄矿公司一号井10孔，工程量3952.28m。

提交《河南省焦作市方庄井田延伸补充勘探总结》。

（4）1989年2月-1991年3月，由河南省煤田地质局三队在方庄矿公司进行第三次补充勘探，施工13孔，钻探工程量7755.75m，其中方庄矿公司一号井8孔，工程量4007.36m。

提交《河南省焦作煤田方庄煤矿补充勘探地质报告》，经河南省煤炭工业厅以“（91）豫煤基字第497号”审查批准。

（5）2002年5月~2004年4月，为了满足矿井开拓和生产需要，河南省煤田地质局三队在方庄矿公司深部进行生产补钻，施工钻孔5个，工程量3824.85m，其中方庄矿公司一号井2孔，工程量1230.31m；并结合矿井实际生产情况，提交《焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司生产补充勘探地质报告》，2006年4月经河南省煤炭工业局审查通过，以“豫煤行〔2006〕544号”文批复，批准全矿保有资源储量5353万吨。

（6）2004年4月后，受方庄矿公司委托，河南省煤田地质局三队陆续在方庄矿公司施工钻孔10个，钻探工程量6883.22m，其中方庄矿公司一号井6孔，工程量3893.70m。

由于施工不连续，未编制地质报告，仅向矿方提交了施工钻孔柱状图。

（7）2008年8月，河南省煤田地质局三队编写了《河南省焦作市焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司二1煤层资源储量核实报告》，河南省国土资源厅于2008年11月14日以“豫国土资储备字【2008】107号”评审备案证明，备案资源储量7507万吨，其中动用（111b）2449万吨，保有5058万吨【（111b）3459万吨、（122b）510万吨、（333）1089万吨】；方庄矿公司一号井为2781万吨【动用（111b）850万吨；保有1931万吨】，保有1931万吨【（111b）964万吨＋（122b）283万吨＋（333）684万吨】。

（8）2010年10月，方庄矿公司一号井委托河南省煤田地质局三队编制了《河南省焦作市焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司一号井二1煤层资源储量核实（分割）报告》，经北京中矿联咨询中心评审通过。

核实二1煤层资源储量2781万吨，其中动用的860万吨，保有资源储量1921万吨。

在保有的资源量中，其中（111b）954万吨，（122b）283万吨，（333）684万吨。

（9）2009年12月西安煤科院在井田范围内做过一次三维地震勘探并编制了报告。

当时所做范围为矿井深部区域，主要为F8断层以东地区，勘探面积3.27km2。

（10）2010年2月，方庄矿公司一号井委托河南理工大学校办产业总公司编制了《焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司一号井生产矿井地质报告》，2010年8月经河南省工业和信息化厅审查通过，以“豫煤行〔2010〕299号”文批复，批准全矿保有资源储量1941.9万吨。

（11）2011年5月，为了满足矿井开拓和生产需要，方庄矿公司一号井委托河南省煤田地质局三队对五水平及其以东地区进行补充勘探，施工钻孔7个，工程量4701.42m；并结合矿井实际生产情况，提交《焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司一号井补充勘探总结》。

经过历年地质工作，基本查清了方庄矿公司一号井井田内煤层赋存特征、构造特征、瓦斯赋存特征、地质及水文地质特征，为矿井生产提供了可靠的地质依据。

方庄矿公司一号井以往勘查工作中，累计竣工钻孔39个，工程量20599.90m（见表2-1）。

表2-1以往地质工作统计表

施工单位

施工时间

提交成果

工作量

备注

评审单位

质量评价

中南煤田地质局125队

1956~1959

方庄精查区地质报告

2296.83m/5孔

省储委

参考

河南省煤田地质局三队

1974~1975

方庄井田补充勘探小结

518m/1孔

不详

参考

焦作矿务局

水文队

1980~1984

河南省焦作市方庄井田延伸补充勘探总结

3952.28m/10孔

不详

参考

河南省煤田地质局三队

1989~1991

河南省焦作煤田方庄煤矿补充勘探地质报告

4007.36m/8孔

省煤炭

工业厅

可利用

河南省煤田地质局三队

2002~2004

焦作煤业（集团）方庄矿有限责任公司生产补充勘探地质报告

1230.31m/2孔

省煤炭

工业局

可利用

河南省煤田地质局三队

2004.04

3893.70/6孔

河南省煤田地质局三队

2010.10~

2012.05

焦作煤业（集团）有限责任公司方庄矿一号井补充勘探总结

4701.42m/7孔

煤炭科学研究总院西安研究院

2010.04

焦作煤业（集团）有限责任公司方庄矿一号井深部三维地震勘探报告

勘探范围3.27km2

可利用

2.2水文地质工作

1．简易水文地质观测

中南煤田地质局125队及焦作矿务局水文队施工的钻孔情况不详。

河南省煤田地质局三队共施工钻孔14个，七十年代施工的2个钻孔，简易水文地质观测质量情况不详；1989年后施工的12个钻孔，均按有关规范进行了该项工作。

2．抽水试验

勘探期间，中南煤田地质局125队在27-1及29-3两孔分别进行过抽水试验工作，抽水试验层位前者为二叠系山西组二1煤层顶板，后者为石炭系太原组下段灰岩，其他情况不详，无法进行评述，其资料仅可作为参考。

2005年10月，河南省煤田地质局三队施工1号井检孔，抽水3次，其中新近系与第四系上部、新近系与第四系下部和基岩风化带各1次，抽水质量均为优质。

3．地下水动态观测

河南省煤田地质局三队和焦作矿务局水文队先后在区内共建地下水动态长期观测孔5孔。

其中，奥灰（O2）观测孔2孔，太原组上段（L8）灰岩水3孔。

目前能利用的仅有4个，其中奥陶系灰岩观测孔1个，太原组上段（L8）灰岩水长期观测孔3个。

2.3矿区地震勘探及其他物探工作情况

2.3.1简述

本区内地形简单，基岩均被新近系和第四系掩盖，地层沉积较稳定，标志层明显，煤岩层条件好，故在以往勘查中采用机械岩芯钻探与地球物理测井相结合，在本矿井东南部构造复杂地段采用三维地震，并辅以生产矿井调查、抽水试验、采样化验、测试等综合勘查方法。

2.3.2地震勘探

（1）施工情况

井田范围内仅做过一次三维地震勘探并编制了报告，时间为2009年12月，施工单位为西安煤科院。

当时所做范围为矿井深部区域，主要为F8断层以东地区。

本次三维地震勘探工作共完成线束10束，勘探面积3.27km2，共完成生产物理点2119个（设计2040个），试验物理点33个（设计30个），总计物理点2152个。

（2）勘探成果

本次三维地震勘探查明了勘探区内二1煤层的埋藏深度、构造形态、煤层厚度变化趋势及落差大于5m断层的性质、产状、延伸长度、位置，并解释了落差小于5m的断层或断点，共解释断层22条；查明了二1煤层厚度变化趋势；查明了L8灰岩顶界面的起伏变化；查明了奥陶系灰岩顶界面的起伏变化情况；查明区内不存在陷落柱。

2.3.3地球物理测井

（1）测井

历次施工钻孔中，共收集到测井资料37孔。

其中125队2孔，全为模拟测井；焦作水文队5孔，4孔模拟测井，1孔数字测井；煤田三队30孔，10孔模拟测井，20孔数字测井。

（2）测井仪器

煤田三队钻孔测井均使用TYSC-3Q型数字测井仪，其资料准确，解释精度高。

每次使用数字测井仪及其它仪器均按现行《煤田地球物理测井规程》要求进行了定期刻度和调校，其稳定性能良好。

3.地质构造

3.1地层

3.1.1区域地层

本区区域地层划分属华北地层区太行山小区，主要发育有前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系中下统、石炭系上统、二叠系、三叠系、新近系和第四系。

3.1.2井田地层

井田为山前冲积平原地貌，基岩被新近系和第四系地层全覆盖。

据钻孔揭露，本区发育地层从老到新为奥陶系中统马家沟组（O2m），石炭系上统本溪组（C2b）、太原组（C2t），二叠系下统山西组（P1sh）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）、新近系和第四系（Q+N）。

1．奥陶系中统马家沟组（O2m）

井田外西北部有大面积出露。

为灰色厚层状及巨厚层状细～中粒白云质灰岩、灰色薄层角砾状灰岩、深灰色厚层状隐晶质微粒石灰岩、浅灰～灰色薄层状泥岩。

据区域资料厚度为400m，钻孔揭露最大厚度为70.07m。

2．石炭系（C）

仅发育上统本溪组和太原组地层，厚72.00~121.00m，平均91.28m。

（1）上统本溪组（C2b）

主要由泥岩、铝土质泥岩、铝土岩、粉砂岩及细～粗粒砂岩组成，中下部多夹铁矿层。

由于受基底奥陶系古风化壳的影响，厚度极不稳定，厚度为1.80～24.45m，平均9.28m，与下伏奥陶系马家沟组地层呈平行不整合接触。

（2）上统太原组（C2t）

主要岩性由深灰色厚～中厚层状隐晶质生物灰岩，深灰与灰黑色泥岩、砂质泥岩及深灰色粉砂岩、中～细粒砂岩及煤层和煤线组成。

厚60.70～104.68m，平均82.00m，与下伏本溪组地层呈整合接触，主要化石有：

Dictyoclostus网格长身贝

Sinocyinussp中国海百合

Pentamerussp五房贝

Pseuadoschuwagerinasp缪勒氏假希瓦格蜓（比较种）

Triticitessp麦蜓

Sinophyllumsp湾石燕

Taeniopterissp带羊齿

Pecopterissp栉羊齿

Calamitessp芦木（未定种）

Annulariasp轮叶（未定种）

依据岩性特征分为上、中、下三段。

①下部灰岩段

自一1煤底至L4灰岩顶，厚32.00m，由灰、深灰色石灰岩、中细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成。

含灰岩四层（L1、L2、L3、L4），其中L2灰岩厚5.40～11.85m，平均7.28m，层位稳定，为厚层状隐晶质结构，中夹燧石团块或薄层，富含蜓科、海百合茎等动物化石。

含煤4～5层（一11、一12、一2、一3、一4煤），仅底部一1煤层全区发育，大部可采。

②中部碎屑岩段

自L4灰岩顶至L7灰岩底，厚29.71m。

主要由灰、深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中粒砂岩