杨村煤矿水文地质条件研究及涌水量预测

兖矿集团有限公司杨村煤矿矿井水文地质条件研究

目录

第一章矿井概况 (1)

第一节井田位置、范围和交通条件 (1)

第二节自然地理 (3)

第三节生产建设情况 (4)

第二章矿井地质及水文地质 (5)

第一节矿井地质概况 (5)

第二节矿井水文地质 (13)

第三章3煤开采充水条件研究 (32)

第一节3煤开采充水含水层 (33)

第二节含水层的边界条件及水力联系 (34)

第三节3煤开采冒裂带发育高度 (36)

第四节3煤顶板砂岩的富水性和渗透性 (38)

第五节第四系下组含水层的富水性和渗透性 (39)

第六节 3煤开采充水条件的综合分析 (43)

第四章下组煤开采充水条件研究 (45)

第一节16

、17煤层开采的充水含水层 (45)

上

第二节含水层的边界条件、水位动态和水力联系 (46)

第三节16

、17煤层底板的工程地质特征及隔水性能评价 (51)

上

第四节煤层底板采动破坏深度及原岩导高 (60)

第五节井田构造特征及规律、控水构造预测 (69)

第六节下组煤充水含水层的富水性和渗透性 (70)

第七节下组煤开采充水条件综合分析及奥灰突水危险性分析 (84)

第五章矿井涌水特征及涌水量预测 (90)

第一节矿井涌水动态特征分析 (90)

第二节涌水量预计 (92)

第六章结论与建议 (97)

附图目录 (99)

前言

杨村煤矿主采煤层为山西组3煤和太原组16上、17煤。3煤开采的直接充水含水层为3煤顶板砂岩，间接充水含水层为第四系下组（三含）；下组煤开采的直接充水含水层为十下灰，间接充水含水层为十三-十四灰和奥灰。1990年对矿井水文地质条件进行了分类，确定为水文地质条件中等的矿井，即二类矿井；1996年，2602工作面开采时发生底板突水，在专家论证会上，对矿井水文地质条件进行了分析，确定为大水隐患矿区。1997年矿井地质报告修编，将杨村矿水文地质类型确定为三类，即水文地质条件复杂的矿井。矿井水文地质类型的确定，对矿井生产具有重大影响。1994年12月-1997年8月间，杨村井田进行了水文地质补充勘探，建立了地下水动态监测网，对第四系下组、下组下段、3煤顶板砂岩、三灰、十下灰、十三-十四灰、奥灰实行了动态观测。为矿井防治水工作提供了保障。矿井水文地质类型的正确确定，直接影响到矿井开拓、开采布置和矿井防灾工作，具有重大的现实意义。本项研究，立足矿井生产实际，以矿井生产实际揭露资料和矿井水文地质补充勘探资料为依据，对矿井水文地质条件进行了详细的分析研究，为正确确定矿井水文地质类型提供依据，指导矿井安全生产。

项目研究组

第一章矿井概况

第一节井田位置、范围和交通条件

一、交通位置

杨村井田位于山东省兖州市境内，处于兖州市的西南方。矿井主副井距兖州市约10Km。井田东临京沪铁路、西近兖济铁路（兖州—济宁）。井田距邹县车站16Km，距孙

杨村煤矿位于兖州煤田的西北边缘，北邻杨庄煤矿，东邻兴隆庄煤矿，东南邻鲍店煤矿，南邻田庄井田和横河井田，西为煤系露头（图1-1）。

杨村井田边界演革见表1-1，现边界拐点坐标见表1-2。

1

杨村井田边界为：（1）下组煤：西为煤层露头和王因断层（a7-a1）,东以M-xy各坐标点的连线与鲍店井田和兴隆庄井田为界，南以马家搂支二断层（M-a7各坐标点的连线）与田庄井田和横河井田为界；北以杨村断层及杨7勘探线（a1-xy坐标点的连线）

2

垂切与杨庄井田为界。（2）上组煤：南至xby-by号坐标点的连线，西至煤层露头（by-b1坐标点的连线），北部、东部边界同下组煤。

杨村井田边界平面形态为不规则的多边形，?南北走向长约9Km，中偏北部最宽处约5.4Km，南部呈倒三角形，面积约27.46Km2

第二节自然地理

一、地形与河流

区内为第四系冲积平原，地势平坦，地面标高+40-+47m，地形变化总趋势为东北高西南低，地形坡度极为平缓。主井井口标高+44.2m，工业广场地面标高+44m左右。

泗河流经本井田东部，?属山洪河道，除洪水期外（最高洪水水位+45.30m），河流常年处于干涸状态。?泗河全长142Km，流域面积2590Km2，河宽100-1000m，最大流量3380m3/s。在区内大致从3层煤隐蔽露头附近流过，向西南注入南阳湖。泗河属季节性河流（如1990年7月流量为350m3/s；1990年8月为812m3/s；1991年7月为1730m3/s），与第四系潜水有一定的水力联系。泗河为流经本井田的唯一河流。

二、气象

本区为温带半湿润季风区，属大陆—海洋间过渡性气候，四季分明。据兖州、邹城气象局近40年的气象资料统计，年平均气温为13.8℃，一般7月份气温最高，平均为35.7℃，最高气温40.7℃（1960年6月21日），元月份气温最低，平均为-13.4℃。主导风向多为南风和东南风，?年平均风速2.73m/s；年最大风向为北北东和北北西向，风速12.7-19.0m/s。最大冻土深度0.45m，最大积雪厚度0.19m。

据兖州气象局观测资料，多年平均降水量710.74mm（1973年-2002年），最大年降雨量1263.8mm(1964年)，最小年降水量仅345.7mm（1988年）?。最大月降雨量为523.6mm?(1972年7月)?，最大日降水量180.8mm(1965年7月9日)。雨季多在6、7、8、9月份，其降水量约占全年的70%。1984年后降水量趋于变小。年平均蒸发量1494.5mm，最大为1695.9mm（1978年)，最小为1333.7mm(1984年)。最大蒸发时间一般在5－6月份，约占全年蒸发量的30％。

三、地震

据国家地震局、建设部震发办[1992]?160号文“关于发布《中国地震烈度区划图(1990)》和《中国地震烈度区划图(1990)使用规定》的通知”：兖州市的地震烈度为７度。据《中国地震资料年表》记载，本区地震活动性不强，但无感地震频发。据记载，

3

兖州、邹城共发生地震36次（截止1989年），其中破坏性地震7次。

第三节生产建设情况

1975年10月24日国家基本建设委员会（1975）?建发设字462号文批准的《兖州矿区总体设计》中，杨村煤矿设计生产能力为60万吨，设计服务年限72.2年。1979年12月由兖州煤炭建设指挥部设计室编制初步设计，?于1980年2月由山东省煤管局组织有关单位对杨村煤矿初步设计进行了审查批准。?1981年列入国家基本建设计划。1981年6月由兖州矿务局第三十二工程处组织施工，1982年8月提交杨村煤矿施工设计，1982年10月由山东煤管局审查批准，1982年9月至1983年10月对主、副、风井进行地面井筒预注浆。1983年12月20日正式破土动工。1984年4月9日，兖州矿务局根据山东省煤管局指示精神，成立了杨村煤矿筹建处，1987年11月14日改为杨村煤矿筹备处。1988年11月12日，杨村煤矿成立。于1988年9月10日开炮试生产，至1989年6月生产原煤20.76万吨，掘进进尺6700m。于1989年6月20日投产，当年产煤39.4万吨，达到了部颁特级质量标准化矿井标准。1996年达到设计生产能力，产量为64.1万吨。

1995年，经山东省煤炭工业管理局鲁煤管生[1995]782号文批准，原兴隆庄矿六采区与鲍店矿五采区一部分上组煤划归杨村矿。之后，对矿井进行了改扩建。1997年核定年生产能力75万吨。1998年4月3层煤开始生产。

矿井开拓方式：采用立井单水平开拓，在工业广场布置一对主、副井，南北翼各设一个风井，煤层分组采区上下山联合布置的开拓方式。大巷水平-273m，辅助水平-200m，

煤层位。主井设一对8吨箕斗提升，副井总回风巷水平-190m，?分别设在17煤及16

上

采用一对单层双车单绳罐笼。

煤（平采煤方法：目前主要是开采山西组的3煤（平均厚度7.94m）和太原组的16

上

均厚度1.16m）和17煤（平均厚度1.05m），3煤采用走向和倾向长壁综合机械化放顶煤和17煤采用走向长壁或倾向长壁陷落法放炮落煤，铲煤板装煤之采煤法。开采方法，16

上

4

第二章矿井地质及水文地质

第一节矿井地质概况

一、区域地质概况

兖州煤田地跨兖州、邹城、曲阜三个市。煤田东至峄山断层，南、北、西均为煤层露头，南北长24Km，东西宽16Km，面积384Km2。区内含煤岩系全被第四系覆盖，为一全隐蔽的石炭～二叠系煤田。

（一）地层

煤田内发育的地层有：第四系、侏罗系、二叠系、石炭系、奥陶系。

1．第四系（Q）

厚31.70～254.50m，为洪积～冲积沉积，由南向北、由东向西逐渐增厚。主要为棕黄色、灰绿色粘土、砂质粘土、粘土质砂（砂砾）及砂砾层等组成。根据岩性、颜色、岩相和富水性分为上、中、下三组，平均厚度分别为49.54、56.71、48.87m。下组于煤田东部和南部缺失。

2．侏罗系

发育上统蒙阴组（J3）。仅残存于煤田的东半部，最大残厚794.57m。上部为灰绿色、紫灰色中～细砂岩和粉砂岩夹泥岩；中部为紫红色、棕红色中～细砂岩及粉砂岩夹薄层砾岩；下部为灰～灰绿色、紫红色细砂岩和粉砂岩互层。底部为紫红色砾岩或砂岩。

3．二叠系（P）

本区二叠系只保存有下石盒子组和山西组。

（1）下石盒子组（P12）：发育于煤田东北部，厚0～183.83m，平均厚47.85m。由杂色粘土岩、泥质岩及薄层且不稳定的灰色砂岩组成，底部为灰～灰白色粗砂岩，层位稳定。

（2）山西组（P1S1）：分布于煤田东部和北部，厚0～177.6m，平均厚134.17m。由灰～灰白色厚层状中～细砂岩及灰色粉砂岩、粘土岩、煤层等组成。中部夹有局部可采的2煤，下部含稳定可采的3煤（厚度8m左右）。

4．石炭系（C）

发育上石炭统太原组和本溪组。

（1）太原组（C2t）：厚136.53～201.98m，平均厚170.89m。由深灰色粘土岩、泥

5

6 质岩、粉砂岩和中～细粒砂岩组成。中夹灰～灰白色石灰岩7～10层，其中稳定者两层（三灰、十下灰），较稳定者两层（五灰、八灰）。含薄层煤22层，其中稳定可采者二层

（16上、17煤），局部可采者4层（6、10下、15上、18上）。

（2） 本溪组（C 2b ）：厚16.05～86.89m ，平均厚44.07m 。由浅灰色、杂色粉砂岩、泥质岩、粘土岩、铝土岩、铁质泥岩及2～4层灰岩组成，偶夹不可采煤层1层。十三灰局部发育，平均厚3.75m 。十四灰层位稳定，厚度变化大，平均厚7.43m 。

5．奥陶系（O ）

根据煤田外围钻孔揭露，厚450～750m 。以灰、棕灰色石灰岩、豹皮状灰岩为主，夹浅黄色、灰褐色白云岩、白云质灰岩，顶部夹浅灰～灰绿色粘土岩。上部岩溶裂隙发育，局部地段呈蜂窝状并有溶洞发育。

（二）构造

根据槽台构造学说，山东地区为华北地台的组成部分，有两次级别构造单元：郯庐断裂以西为鲁西台背斜，以东为胶辽地块的一部分。兖州煤田为鲁西台背斜的一部分。板块构造学说认为鲁西属于华北板块，鲁东属于华南板块。兖州煤田位于鲁西台背斜之鲁西南坳陷内，属于华北大型聚煤盆地的组成部分，为鲁西南地区主要煤田之一。

兖州煤田为一轴向北东、向北东倾伏的向斜构造，地层倾角较为平缓，一般<10°。其南为滕县背斜，其北为滋阳背斜。煤田主要构造是：北东向的褶皱构造，北西、北东东和近南北向断层为主体（图2-1）。从整体上看，煤田内部大中型断层不甚发育，主体向斜内部次级断层比较少。煤田内的次级褶皱有：杏行背斜、兖州煤田轴部向斜、鲍家场背斜、小南湖向斜、齐家村背斜、前候营隆起、街头背斜等（表2-1）。

尽管兖州煤田大中型断裂构造不甚发育，但煤田内有限的大中型断裂构造的出现影响了煤田内部煤系的赋存条件和煤矿生产布置。据勘查物探和生产探明，煤田内主要存在三组断裂构造，它们影响了井田的划分。这三组断裂是：近南北向、北西向和北东向（表2-2）。

二、 井田地质

杨村井田处于兖州向斜的西部边缘地带，是一个自南而北，由走向北北西至北北东又转为近南北向的单斜构造。主要含煤地层为下二叠统山西组和上石炭统太原组，煤系和煤层沉积稳定，为华北型含煤建造。含煤地层在井田内起伏不大，小断层发育，局部发现岩浆侵入体。

7

表2-2 兖州煤田主要断层一览表

（一）地层

本井田含煤岩系为石炭—二叠系，属华北型含煤建造。井田地层系统自上而下分别为：第四系(Q)、侏罗系(J)、二叠系(P)、石炭系(C)和奥陶系(O)(图2-2)。

1．第四系(Q)

厚度为134.56～211.60m，平均厚度179.74m,?分上、中、下三组。上组由棕黄色粘土、砂质粘土、砂及砂砾相间组成。中组由棕黄色、灰绿色粘土、砂质粘土、粘土质砂、粘土质砂砾相间组成。下组由浅灰－灰白色粘土、砂质粘土、砂及砂砾相间组成。与下伏侏罗系、二叠系呈不整合接触。

2．侏罗系（Ｊ）

本井田厚度0-2.40m，仅有一个钻孔揭露侏罗系上侏罗统(J3)，岩性为细砂岩。

3．二叠系(P)

在本井田仅保存下二叠统的下石盒子组和山西组。

)

（１）下石盒子组(P2

1X

下石盒子组在本井田保存不全，残厚0-71.3m。以杂色铝质泥岩、粉砂岩为主，间夹灰－灰绿色粗－中细砂岩，不含煤，但偶见植物化石如大羽羊齿、科达木等。本组底部普遍发育一层灰～灰白色粗砂岩、含砾砂岩，为与山西组的分界砂岩。

)

（２）山西组(P1

1S

8

图2-2 地层综合柱状图

9

为本井田主要的含煤地层，厚104.85～152.91m，平均118.52m。山西组主要分布在井田东北部。?含煤3层，即1煤、2煤和3煤。其中3煤为稳定可采煤层。

山西组的主要沉积特点是以中粗－细碎屑岩为主夹可采煤层和浅色泥质岩。３层煤顶板砂岩中发育大型交错层理，但横向上多相变为粉砂岩或粉细砂岩互层，发育生物扰动构造、波状层理、互层层理。底板多为厚度不大的深灰色泥岩或铝质泥岩或粉细砂岩互层，发育生物扰动构造、波状层理等沉积构造，发育根系化石。

4．石炭系(C)

（1）太原组(C

2t

)

为本井田的重要含煤地层，厚164.71-178.75m，?平均171.58m。。岩性以灰色粉砂岩和深灰色泥岩为主，间夹灰－灰绿色中砂岩、灰色铝质泥岩、石灰岩和煤层，为较典型的海陆交替型含煤沉积。共发育石灰岩11层，含煤23层。稳定可采的煤层2层，即

16

上煤和17煤；局部可采煤层3层，即10

下

、15

上

和18

上

煤。三灰和十

下

灰厚度大，全

区稳定，为本井田的主要标志层。其他薄层石灰岩（如五灰、八灰、九灰、十一灰）也可作为辅助标志层。

（2）本溪组(C

2b

)

厚18.42-40.72m，平均30.59m。以灰色石灰岩为主间夹杂色粘土岩、紫色含铁质泥岩及铝土岩等，以十二灰顶面与太原组分界，含石灰岩４层，即十二灰、十三灰、十四灰、十五灰，间夹杂色铝质泥岩，底部为紫色铁铝质泥岩及铝土岩。偶夹薄煤层，但极不稳定。

5．奥陶系(O)

厚450-750m，上部为浅灰色灰岩、白云质灰岩、花斑状灰岩夹角砾状泥灰岩及薄层泥灰岩；下部为浅灰色、棕灰色中厚层状石灰岩、白云岩及深灰色、黄褐色泥质灰岩、泥质白云岩、泥灰岩及砾屑泥灰岩等。

（二）构造

1．主要断裂构造

杨村井田位于兖州向斜的西北翼边缘地带，主体呈单斜构造，煤岩层总体倾向东，倾角 3°～10°，最大15°左右。井田内发育的主要断层有杨村断层（组）、三元村断层、铺子断层、王因断层、马家楼支二断层（表2-3和图2-3）。经资源勘探、补充勘探、地震勘探以及生产实际揭露，发现落差大于5m的断层63条，其中落差10～20m的断层24条。落差大于20m的断层6条。

10

表2-3 杨村井田主要断层一览表（落差≥10m）

11

12

(二)主要褶曲构造

1.街头背斜

位于六采区的西北部,?轴向北60°东,向北东向倾伏,延长0.8Km,宽度400-1600m,幅度50m,中间隆起,剥蚀无煤。

2.前候营隆起

位于井田南部,长轴北35°东,短轴北55°西,宽度为400m,幅度20m,中部隆起,16

上煤被剥蚀,17煤、18

上

煤遭风化。

第二节矿井水文地质

一、区域水文地质概况

兖州煤田为一不完整的向斜盆地,东部为峄山断裂，西、北、南部为奥灰隐伏露头。

盆地内除第四系上组外,其他含水层补给、径流、排泄条件均不好。

兖州煤田对煤矿生产有影响的主要含水层有（自上而下）：第四系下组砂砾层孔隙承压含水层，侏罗系底部砂岩孔隙裂隙含水层，二叠系山西组3层煤顶部砂岩裂隙承压含水层，石炭系太原组第三、十

下

灰岩及本溪组第十四层石灰岩岩溶裂隙承压含水层，

奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压含水层。其中，山西组砂岩、太原组三、十

下

灰岩是直接充水含水层。上述含水层除煤系基底奥灰（尤其浅部）外，其余含水层皆以静储量为主，补给、径流、排泄条件均不良。

煤田的南、西、北三面以煤层露头为界，外围分别为邹西奥灰水源地、曹洼奥灰水源地、曲阜奥灰水源地，东以峄山断层为界（对盘为太古界片麻岩）。

（一）各含水层基本特征

1．第四系下组砂层含水层：分布于煤田的西部和北部。厚度0~95.06m，平均48.87m。本组基本特点是，含水层与隔水层均较为稳定，其中较稳定的含水砂、砂砾层2~4层，总厚10余米~20余米，单位涌水量0.0386~1.604 L/s.m，矿化度0.328~0.520 g/L，

水质类型HCO

3-~Ca2+·Mg2+和HCO

3

-·Cl-~Ca2+型。该含水层为煤层开采的主要间接充水含

水层，但在煤田北部、西部的浅部区开采时，也可能成为直接充水含水层，并可能形成水害。目前水位标高已由原来的约+40m降至-65m左右。

2．侏罗系上统红色砂岩含水层：残存于煤田的东部和南部，最大残厚为794.57m。

13

上部为灰绿色、紫灰色中－细砂岩和粉砂岩夹泥岩；中部为紫红色、棕红色中－细砂岩及粉砂岩夹薄层砾岩；下部为灰－灰绿色、紫红色细砂岩和粉砂岩互层；底部为紫红色薄层砾岩或砂岩。本统地层结构较松散，局部孔隙发育。从整体看透水性较弱，富水性差，但局部孔隙、裂隙发育处富水性较好，为一富水性不均一的孔隙裂隙承压含水层，

单位涌水量0~0.155 L/s·m，为3层煤开采时的间接（或直接）充水含水层。受采掘活动影响，水位已大幅度下降。

3．3层煤顶部砂岩含水层：一般厚度约25m左右，为裂隙承压含水层，单位涌水量

0.00203~0.342 L/s·m，矿化度0.37~1.44g/L，水质类型HCO-

3

－Na+ ·Ca2+型。该砂岩含水层为3层煤开采的主要直接充水含水层。在构造或裂隙发育区富水性较好，非构造和非裂隙发育区则少水或无水。

4．第三层石灰岩含水层：浅灰－深灰色，致密、坚硬，厚度5.4~6.5m。顶底部泥质含量增高，中部富含燧石结核。浅部或构造附近溶穴裂隙较发育，富水性较好。深部裂隙溶穴多被方解石充填或半充填，富水性差，属溶穴裂隙承压水。单位涌水量0~0.328

L/s.m，矿化度0.43~0.95g/L，水质类型HCO

3—Na+，HCO-

3

·Cl—Na+·Ca2+，HCO-

3

-Ca2+ 型。

该含水层为建井期间主要充水含水层，井筒和穿层巷道揭露时出水，但一般不致形成水患。

5．第十

下

层石灰岩含水层：灰－深灰色，质纯、致密、坚硬，厚度稳定，一般为5m 左右。下部或底部多发育炭质或泥质条带薄层灰岩。浅部或构造附近裂隙较发育，富水性较好。深部裂隙多被方解石充填，属溶穴裂隙承压水。单位涌水量0.00000222~0.383

L/s·m，矿化度0.27~2.187g/L，水质类型HCO-

3·Cl—Na+·Ca2+，HCO-

3

·SO2-

4

-Ca2+·Na+，

HCO-

3-Na+·Ca2+型。该含水层为16

上

层煤开采时的直接充水含水层。具有先期揭露时水量

较大、后期揭露水量较小的特点。

6．第十四层石灰岩含水层：浅灰色，质纯、致密，层位稳定，但厚度变化较大，一般为7m左右。溶穴、裂隙多被方解石充填，属溶穴裂隙承压水。单位涌水量

0.000316~0.180 L/s·m，矿化度0.46~0.96g/L，水质类型HCO-

3·SO2-

4

-Ca2+，SO2-

4

-Ca2+·Mg2+

型。该含水层为下组煤先期开采时的间接充水含水层。

7．奥陶系石灰岩含水层：煤田外围最大厚度为750m，浅灰－青灰色，质纯、致密、

14

坚硬，顶部夹浅灰－灰绿色铝质泥岩（粘土岩），浅部溶穴裂隙较发育，属溶穴裂隙承压水。煤田内单位涌水量0.00209~1.855 L/s.m，矿化度为0.35~2.948g/L，水质类型

为SO2-

4·HCO-

3

-Ca2+·Mg2+，HCO-

3

·SO2-

4

-Ca2+·Mg2+，和SO2-

4

-Ca2+·Mg2+ 型。是下组煤开采

时的主要防治对象。

根据兖西水源初勘报告，本区奥灰厚度为725.20 m，分为七个富水段，对矿井充水危害最大的是上部Ｏ6段，其厚度65.81～126.75 m，平均92.78 m，岩性为浅灰色厚层状微晶、泥晶石灰岩夹白云质灰岩，裂隙岩溶比较发育。勘探时期水位标高+36.03～+36.66 m，单位涌水量0.587～3.502 L／s.m，水质类型为重碳酸钙型水，矿化度0.253～0.552 g／ L，总硬度1.93～3.91mmol/L。但奥灰富水性很不均一，根据矿区内奥灰抽水孔对比，其富水性、水质类型均与兖西水源有差别。如东水1号孔穿过煤系揭露奥灰69.30 m，终孔深度931.70 m，Ｏ6段岩芯完整，裂隙不发育。在 J

3

、P- C、Ｏ6段混合抽水单位涌水量仅 0.0032L/ s.m。鲍水1号孔穿过煤系地层揭露奥灰256.59m，穿过Ｏ6、Ｏ5、揭露Ｏ4段47.03 m，终孔深度723.65 m。Ｏ6段裂隙不发育，局部岩芯破碎，Ｏ5、Ｏ4段具裂隙充填方解石、局部岩芯破碎。Ｏ6～Ｏ4段抽水，单位涌水量0.811L／s.m，水质类型为硫酸钙镁水，矿化度2.9g／L，总硬度 2.78mmol/L。兴18号孔穿过煤系地层，揭露奥灰86.58 m，终孔深度460.54 m，该孔位于铺子断层附近，裂隙发育，局部见溶洞，抽水试验单位涌水量1.855L/s.m，水质类型为硫酸钙镁水，矿化度1.8559g/L，总硬度12.48mmol/L。

（二）煤田诸含水层赋水及涌水的基本规律

1．诸充水含水层，甚至包括深部奥灰，其补给、迳流、排泄条件均属不良，含水层水以静储量为主。第四系下组砂层主要接受中、上组的渗透补给和沉积边缘的基岩补给；其余含水层则主要通过露头接受第四系下组砂层水的渗透补给。

2．矿区基岩含水层，在构造及裂隙发育区富水性好，构造及裂隙不发育区富水性差；浅部富水性较好，深部富水性减弱。

3．正常情况下，矿井涌水一般表现如下规律：建井期间、投产初期及开采新区揭露含水层时，突水频繁，突水量大。随着开采时间的延长，在涌水量出现稳定期之后缓慢减小。开采3层煤时，直接充水含水层为3层煤顶部砂岩，以淋水和采后涌水形式

为主；上侏罗统红色砂岩多以采后突水形式为主；而三灰及十

下

灰多以涌水形式为主。采掘揭露最大涌水量：上侏罗统砂岩为540m3/h（东滩矿14301综放面）；3层煤顶部砂

15

岩为228m3/h（南屯矿7301工作面）；第三层石灰岩为216.0m3/h（单家村矿431石门）；第十

下

层石灰岩为98m3/h（杨村矿南大巷）；第十四层石灰岩为240m3/h（杨村矿2602工作面）。

4．兖州矿区诸矿井涌水量与降水量没有关系，但在相同的地质、水文地质等开采技术条件下，随开采深度的增加，涌水量有逐渐减少之趋势。

5．随着矿井开采活动的进行，第四系下组砂层水位逐年缓慢下降，侏罗系红色砂

岩、3层煤顶部砂岩、三灰及十

下灰水位大幅度下降。3层煤顶部砂岩、三灰及十

下

灰随

开采深度的增加，浅部开采区含水层逐渐疏干。

6．基底奥灰水的威胁主要在煤田浅部区，即煤田南部和西部。如唐村矿一采区，1985年8月4日发生奥灰突水，最大涌水量340.9m3/h；杨庄矿二采区，1992年1月16日奥灰水通过断层导入矿井，最大涌水量达5890m3/h，全矿井淹没。1994年3月22日，单家村矿三采区奥灰突水，最大涌水量为2200m3/h，淹至-270m，因堵水及时，免遭淹井危害。

（三）兖州煤田边界水文地质概况

兖州煤田南部、西南部及北部、西北边界，分别与邹西、曲阜—曹洼奥灰水源地（两水源地系人为分界）相邻。邹西奥灰水源地，总面积630Km2，其中裸露型面积200 Km2，覆盖型面积430Km2；大气降水入渗补给。地下水迳流方向近东西，向第四系及南阳湖排泄，含水层富水性强，中心区单位涌水量＞10 L/s.m，矿化度＜1.0g/L，水质类型为

HCO

3--Ca2+—HCO

3

-·SO

4

2—Ca2+·Mg2+ 型，是邹县电厂供水水源地。曲阜—曹洼水源地总面积

365.7Km2，其中裸露型面积0.70Km2，覆盖型面积295Km2，埋藏型面积70Km2，以第四系渗漏补给及侧向补给为主，地下水由北东向南西迳流，向邹西水源地侧向排泄。含水层

富水性强，单位涌水量0.1~6.631 L/s.m；矿化度＜0.6g/L，水质类型为HCO-

3

-Ca2+—

HCO-

3·SO-

4

-Ca2+·Mg2+型。

兖州煤田南、西、北三面大部分以煤层露头为界，边界外奥灰水与煤田内奥灰水有

着直接水力联系，同时还通过上覆第四系含水砂层间接补给煤田内煤系含水层。在断裂构造发育区，如滋阳断层、马家楼断层、王因断层、峄山断层，奥灰水还可能沿断层导入煤田。

兖州煤田东界为峄山断层，断层以东出露太古界片麻岩，为隔水层。但该断层由峄山断层、峄山断层支一、峄山断层支二和一号井东断层组成。峄山断层与一号井东断层

16

形成地堑构造，而且，峄山断层走向延伸长，向南进入邹西奥灰水源地。断层附近羽毛状张节理较发育，位于南屯井田东北峄山断层带内的岳庄二号水源井抽水试验，水位降深9.26m，单位涌水量11.097 L/s.m，说明峄山断层为富水和导水断层，故煤田东边界为补给边界。

综上所述，煤田的水文地质边界在西部、北部、南部为奥灰露头区，东部为峄山断层，构成一种完整的水文地质单元（图2-4）。

图2-4 兖州煤田区域水文地质示意图

二、矿井水文地质特征

（一）主要含水层及隔水层

1．主要含水层

井田内发育唯一的一条河流—泗河，由南向北流过本井田东部，属季节性河流，除洪水期外，河床常年处于干涸状态。泗河发源于泗水泉林，向西南于济宁三号井田入南阳湖，全长142Km，?流域面积2590Km2，?河床宽100－1000m，?最高洪水位+45.30m，最大流量3380m3/s（1965.10），其沉积物以中、细砂为主，河水与第四系上组潜水有互补关系，由于第四系中组的阻隔，与基岩没有直接的补给关系，因此对矿井生产无影响。

17

影响矿井生产的含水层，根据含水介质的性质，可划分出以下类型：

（1）第四系松散岩类孔隙水；

（2）二叠系碎屑岩类裂隙水；

（3）石炭系薄层碳酸盐岩类裂隙岩溶水；

（4）奥陶系厚层碳酸盐岩类岩溶水。

目前对矿井开采有影响的含水层主要有第四系下组砂及砂砾层，二叠系山西组3

层石灰岩与本溪组第十三、十四层石灰岩，层煤顶底部砂岩，石炭系太原组第三、十

下

奥陶系石灰岩。

（1）第四系上组和下组砂层

第四系总厚134.56～211.60m，平均厚度179.74m，厚度变化有向井田中东部变厚之趋势（图2-5）。含水层与隔水层相互交错，砂层透镜体比较发育，岩性变化较为复杂。按颜色、岩性和富水性划分为上、中、下三组，上组和下组是含水层组。

18

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9kdl.html