朝阳煤矿矿井防治水专项设计.doc

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贵州正华矿业有限公司
水城县化乐乡朝阳煤矿

矿井防治水专项设计

二Ｏ一三年七月

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目 录
1．概述 1
1.1目的和任务 1
1.3水文与气象 3
1.4地形地貌 4
1.5以往的水文地质工作 4
1.6矿井现状 4
1.7编制依据及技术标准 6
2 矿井地质条件 6
2.1矿井构造 6
2.1.1构造 6
2.1.2矿井构造与地震 7
2.2地层 8
2.3煤层及煤质 11
2.3.1含煤性 11
2.3.2煤层 12
2.3.2煤质 13
3 矿区水文地质条件 15
3.1矿区含（隔）水层 15
3.2矿井充水性因素分析 19
4 矿井水害防治方案 26
4.1水害防治方案的确定 26
4.2水害防治工程的设置 27
5 防水安全煤（岩）柱留设 27
5.1防水安全煤（岩）柱的种类 27
5.2防水煤（岩）柱留设 28
5.2.1．防水煤（岩）柱的留设原则 28
5.2.2．防水煤（岩）柱的留设 29
6 矿井防治水措施措施 33
6.1矿井开拓、开采所采取的安全保证措施 33
6.1.1矿井开拓工程位置及层位选择 33
6.1.2采掘工程所采取的防治水措施 34
6.2水害防治的组织措施 37
6.3疏水降压措施 37
6.4井下探放水措施 39
6.4.1区域、局部探放水措施 39

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6.4.2探放水设备选择 47
6.4.4注浆堵水措施 49
6.5地表防治水措施 49
6.5.1地表水防治设计依据 49
6.5.3地表水防治工程 51
6.6井下防治水安全设施 52
6.6.1井下排水 52
7.6.2防水设施 55
6.7老窑水防治措施 55
6.8 封闭不良钻孔防治水措施 56
6.9 预防井下突水 56
6.10 其它 57
7结论 58
附图：
1、矿井综合水文地质图
2、矿井充水性图
3、矿井水文地质剖面图
4、矿井综合水文地质柱状图

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1．概述
1.1目的和任务
为加强煤矿防治水工作和煤矿水害的治理，防止和减少水害事故，保障煤矿职工生命安全，本着“安全第一、预防为主”的安全生产方针，根据《矿山安全法》、《煤矿安全规程》、《安全生产法》、《煤矿防治水规定》等相关要求，编制了《水城县化乐乡朝阳煤矿矿井防治水专项设计》。通过对矿井水害基本情况进行调查，建立矿井水害档案，分析矿井水文地质类型及矿井充水特征，对矿井水害和危险程度进行分类，确定防水安全煤（岩）柱，编制针对性防治水专项设计，从而有效遏制煤矿水害事故的发生，促进煤矿安全生产。
1.2位置及交通
朝阳煤矿位于六盘水市水城县城东南方向，属化乐乡管辖。由水城至化乐乡政府有乡村公路可直通矿区，距102国道约6km，距六盘水汽车站约39km，交通较方便。见交通位置图1-1。

朝阳煤矿

图1-1 交通位置图
根据贵州省国土资源厅批准的水城县化乐乡朝阳煤矿采矿许可证，其地理坐标为：
东经105º12′37″～105º13′12″，
北纬26º27′44″～26º28′39″。
根据2010年11月30日由贵州省国土资源厅颁发的水城县化乐乡朝阳煤矿采矿许可证（证号为：C5200002010111120091535），朝阳煤矿矿权范围由4个拐点圈定，矿区面积2.1366km2。井田走向长1.831km2,倾向宽1.167km2。开采深度由+1400m至+1000m。

朝阳煤矿矿区范围坐标表（西安80坐标）
拐点编号
X
Y
0
2928116.74
35520723.86
1
2929686.74
35520713.86
2
2929687.74
35521904.86
3
2927656.74
35521907.86
开采深度：由+1400m至+1000m
矿区面积：2.1366km2。

1.3水文与气象
朝阳煤矿矿区内有赵家河穿过，从南西流向北东，属长江流域乌江水系。赵家河发源于茅口灰岩地层内，迳流在含煤地层中，主要靠地表水和老窑水补给，其流量受大气降水影响较大。S1点于2010年11月20日测得流量约300L/s，经处理后可作为生活用水。其余地表水系呈树枝状分布于河流的两侧，且多为季节性溪沟，流量随季节的变化而变化，暴雨时流量骤然增大，雨停时则迅速减小。区域内多年平均降水量950.9mm ，降水多集中在5～9月。
矿区属亚热带季风湿润气候区，冬无严寒，夏无酷暑，气候宜人。根据水城县气象局有关资料：冬季有冰冻和降雪天气，秋季有霜冻天气，每年5～9月为降雨季节，其中6～8月时有暴雨和大暴雨出现。最高气温31.9℃， 最低气温-12.6℃，年平均气温12.7℃；年平均降水量1223.6mm；年日照时数1090～1260小时；年无霜期254天。
根据《中国地震动参数区划图（GB18306-2010）》及《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）附录A—我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组规定，本区地震基本烈度为Ⅵ度，基本地震加速度值为0.05g。
1.4地形地貌
矿区地形起伏较大，属构造侵蚀、剥蚀、溶蚀低中山地貌。矿区地势总体东高西低，最高点位于矿区中部的山顶上，标高约1681.7m，最低点（即矿区侵蚀基准面）位于矿区东部的河谷处，标高约1350m，相对高差约331.7m。
1.5以往的水文地质工作
1、2003年5月贵州煤田地质局地测大队对该区进行1：1万地质及水文地质填图工作。
2、2009年12月贵州省煤矿设计研究院提交的《水城县化乐乡朝阳煤矿生产地质报告》。
3、2011年10月黑龙江省904水文地质工程地质勘察院提交的《水城县化乐乡朝阳煤矿水文地质调查报告》。
4、2013年10月贵州煤田地球物理勘探有限责任公司提交的《水城县化乐乡朝阳煤矿水文地质补充勘查（物探）报告》。
1.6矿井现状
1、矿井采矿权和生产许可证取得的情况
《采矿许可证》证号为：C5200002010111120091535
2、矿井开拓、开采方式，生产规模，生产状况，瓦斯等级
根据《水城县大田煤矿开采方案设计(变更)》提供的资料。矿井设计生产能力30万t/a，服务年限17.3a。
设计采用斜井开拓方案，布置有主斜井、副斜井和回风斜井三条井筒进行开拓。矿井采用分组联合布置开采。
井筒特征表(北京坐标系统)
井筒
名称
井口坐标(m)
井口
标高
(m)
井筒
长度
(m)
断面(m2)
倾角
(°)
方位角
(°)
X(m)
Y(m)
掘
净
主斜井
2929325.836
35521143.082
+1387.2
556
10.9
7.86
15
289
副斜井
2929348.344
35521179.015
+1382.6
453
8.6
7.43
17
289
回风斜井
2929291.952
35521132.429
+1391.4
525
8.6
7.43
16
289
注：表中坐标为北京坐标系，黄海高程。
主斜井、副斜井和回风斜井三条井筒，在一采区井筒兼作做上山，布置石门揭各煤层布置采区巷道回采。
在井底段附近施工井底泵房、水仓、管子道等工程，形成主要的排水系统。
3、矿井现有防治水情况。
矿井现排水系统建在+1240m水平，矿井建成后，矿井水自流汇集于+1240m水平井底水仓后，采用水泵机械抽排至地面。
在施工中采取“边探边掘”的方式掘进，防止误穿积水区，出现水灾事故。同时坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则。根据矿井水害的实际情况，制定相应的“探、防、堵、疏、排、截”等综合防治措施，有效防治了水的危害。
4、相邻矿井关系
矿区内采煤历史较为悠久，近年来随着煤炭开采秩序的好转，经关、停、整顿，现区内所有无证小煤矿均被取缔。据调查，大部份老窑生产手段和方式落后、简单，小窑多为季节性民采有限开采，采掘斜深均不超过50～100m，一般遇地下水即弃坑。
水城县化乐乡朝阳煤矿为原水城县化乐乡朝阳煤矿、原化乐乡兴化煤矿整合后新设置的采矿权，生产规模30万吨/年。
1.7编制依据及技术标准
1、《安全生产法》
2、《矿山安全法》
3、《煤矿安全规程》（2011年版）
4、《煤矿防治水规定》
5、地质勘探及实测
6、水文地质图
2 矿井地质条件
2.1矿井构造
2.1.1构造
一、区域构造
1.区域大地构造单元属扬子准地台（Ⅰ级）上扬子台褶带（Ⅱ级）黔中早古拱断褶束（Ⅲ级），是上扬子台褶带上具菱形边界轮廓的长期发展的相对隆起。
2.区域位于娄山关大断裂，贵阳、黄平深断裂的威宁紫云深断裂之间，构造属黔西北弧西北翼内部部位，区内褶皱断裂无不受其支配，区域构造主要为北西向，其次东西向和北东向，有时三个互相交接、互相穿插干扰，构成长条形构造形态。
二、矿区构造
朝阳煤矿位于比德向斜南西翼。矿区北部地层倾向南东，倾角8～51°，一般为15°。矿区东南部地层受断层影响倾向北东，倾角28～51°，一般为35°。煤层产状与地层产状基本一致，地层沿倾向有一定的波状起伏。在矿区内东南部地表发现断层F10、F11、F11-1。
F10断层：位于陈家寨，走向NE～SW，长约1km，倾向SE，正断层，断距40m左右，倾角65～70°，在鱼跳笼交于F11断层。
F11断层：位于上陈家寨→新寨，横穿矿区东南部右下角，走向NE～SW，区内长约500m，倾向NW，正断层，断距80m左右，倾角80°。
F11-1断层：为F11派生断层，位于箐脚→鹦鸽咀，走向NE～SW，长约1.5km，倾向SE，正断层，断距35m左右，倾角60～80°。
2.1.2矿井构造与地震
1、矿井构造控制
朝阳煤矿位于比德向斜南西翼。矿区北部地层倾向南东，倾角8～51°，一般为15°。矿区东南部地层受断层影响倾向北东，倾角28～51°，一般为35°。煤层产状与地层产状基本一致，地层沿倾向有一定的波状起伏。在矿区内东南部地表发现断层F10、F11、F11-1。
F10断层：位于陈家寨，走向NE～SW，长约1km，倾向SE，正断层，断距40m左右，倾角65～70°，在鱼跳笼交于F11断层。
F11断层：位于上陈家寨→新寨，横穿矿区东南部右下角，走向NE～SW，区内长约500m，倾向NW，正断层，断距80m左右，倾角80°。
F11-1断层：为F11派生断层，位于箐脚→鹦鸽咀，走向NE～SW，长约1.5km，倾向SE，正断层，断距35m左右，倾角60～80°。
2、构造影响
这些断层对煤层有一定的破坏。
井下发育有小断层，但对矿井开采影响不大。
矿区构造复杂程度属简单类型。
3、地震
根据《中国地震参数区划图（GB18306-2001）》及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A—我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组规定，水城县地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。
2.2地层
一、区域地层
区域内出露的地层有二叠系中统茅口组（P2m）、上统峨眉山玄武岩组（P3β）、龙潭组（P3L）,三叠系下统飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1yn）,第四系（Q）。各时代地层、岩性特征见下表：
朝阳煤矿区域地层简表
系
统
组
段
代号
厚度（m）
岩性描述
第四系

Q
0-20
坡积、残积、洪积物表土层，岩性以砂砾、碎石土、砂质土、粉质土组成。
三叠系
下统
永宁
镇组

T1yn
550
岩性上部为浅灰色薄至中厚层白云质灰岩、隐晶质灰岩；下部为灰色厚状石灰岩。岩溶发育。
飞仙
关组
第五段
T1f5
61.34-107.16
岩性为灰紫色薄层状泥质粉砂岩夹粉砂质泥岩。
第四段
T1f4
78.75-130.45
岩性为灰色薄至中厚层状粉砂质泥岩及泥质粉砂岩。
第三段
T1f3
270
岩性为灰-浅灰色薄层状粉砂质泥岩及泥质粉砂岩。
第一、二段
T1f1+2
330
岩性为灰-浅灰色薄至中厚层状粉砂岩，顶部为中厚层状鲕粒灰岩。
二叠系
上统
长兴组

P3c
0-60
岩性灰色粉砂岩夹薄层泥岩及泥质生物灰岩。
龙潭组

P3L
400
岩性以碎屑岩为主，夹有菱铁岩、铁铝岩、生物灰岩及煤层。
峨眉山玄武岩组

P3β
120
岩性为玄武岩中夹角砾状玄武岩及灰岩和碎屑岩。
二、矿井地层
二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3β）、龙潭组（P3L）、长兴组（P3c）、三叠系下统飞仙关组（T1f）及第四系（Q）。现分述如下：
1．二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3β）
岩性主要为灰绿色玄武岩，似层状、气孔状、杏仁状，其顶部5m左右为浅灰～灰色凝灰质泥岩或凝灰岩。出露不全，厚度不详。与上覆地层呈假整合接触。
2．二叠系上统龙潭组（P3L）
龙潭组为本区主要含煤地层，主要由浅灰色、灰色及深灰色，薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤组成。各类岩石平均总厚在含煤地层中所占的比例依次为：细砂岩占26%，粉砂岩占37%，泥质岩占24%，煤占9%，灰岩占2%，其它占2%。其中可采煤层占2.5%。含煤30～50层，一般35～40层。其中可采或局部可采煤层9～13层。标志层5～8层，含腕足类及瓣鳃类动物化石，产大量植物化石，见栉羊齿Pecopteris Brongninart SP.及蕉羊齿Compsopteris Zalessky SP.等。厚度286.88～412.97m，一般为370m，与下伏地层呈假整合接触。
3．二叠系上统长兴组（P3c）
本区煤系顶部与飞仙关组之间，处于长兴组与汪家寨组过渡带，现暂定为长兴组，以薄层淡黄色蒙脱石泥岩与绿色层分界为顶界标志，以薄—中厚层状含动物化石泥灰岩与深灰色粉砂岩分界为底界标志。本组上部主要为深灰色钙质泥岩、粉砂岩夹薄层灰岩，偶见1层薄煤，厚0.20m左右；下部以灰色粉砂岩为主，产大量动物化石：中华准全形贝Enteletina Sinensis(Huong)、蕉叶贝Leptodus Kayser、刺围脊贝Spinomarginifara等。顶部含数层黄绿色蒙脱石泥岩，底部为薄～中厚层状泥灰岩（标二）。全层厚30.99～53.13m，一般为44m，厚度变化不大。
4．三叠系下统飞仙关组（T1f）
(1)飞仙关组一、二段（T1f1+2）
灰～灰绿色，下部泥质粉砂岩及粉砂岩，薄～中厚层状，水平层理及小型交错层理，夹薄层泥灰岩，含克氏蛤Claraia Clarai等动物化石；上部为鲕粒灰岩，浅灰色，中厚层状，波状层理，鲕粒细小而密集，粒径0.1～0.5 mm不等，具缝合线构造。全层厚220.02～291.09m，一般为270m，区内中部较两端厚。
(2)飞仙关组三段（T1f3）
灰-浅灰色粉砂质泥岩及泥质粉砂岩，薄层状，水平层理。全层厚度一般为100m，厚度变化不大。
5．第四系（Q）
主要为残坡积、冲洪积层为主的碎石土，砂、粘土及亚粘土组成，不整合于各时代地层之上，分布在评估区内低洼地、沟谷及缓坡地带。厚度0-19m，一般为10m。
三、煤系统地层
矿区含煤地层为上统二叠龙潭组,由一套海陆交互相沉积岩系组成。岩性主要由浅灰色、灰色及深灰色，薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤组成。含煤地层厚厚度286.88～412.97m，一般为370m。共含煤30-50层，矿区内揭露的可采煤层5层，即为M2、M31、M5、M61、M32煤层。该地层与下伏峨眉山玄武岩组呈假整合接触。各岩石类型在垂向上分布具较强规律性：煤层主要分布于煤系地层的中部、上部。总的说来，具有较强特征的岩石组合及成煤沉积旋廻。
根据《矿井地质规程》，朝阳煤矿为二类矿井。其地质构造复杂程度为Ⅰa类，煤层稳定程度为Ⅰd类，其余开采地质条件不高于Ⅱf类，根据就最高一项为准的原则，将该矿定为二类矿井(Ⅱadf)。
2.3煤层及煤质
2.3.1含煤性
井田含煤地层为二叠系上统龙潭组（P3l)，系海陆交互相沉积为主的含煤建造，沉积物主要由碎屑岩及煤组成。地层厚度286.88－412.97m，平均厚度370m，含煤一般35～40层，含煤总厚35.21～56.78m，平均47.54m，含煤系数12.8%，可采及局部可采煤层约6层，其中主要可采煤层有2、3-1、5、6-1、6-2、32等6层，可采总厚平均13.15m，可采含煤系数约4%。
2.3.2煤层
矿区内含煤地层为龙潭组，厚约370m。含煤层36层，矿区内可采煤层5层，分别为M2、M31、M5、M61、M32煤层。可采煤层总厚度平均12.49m，可采含煤系数为3.57%。
1.M2煤层
位于龙潭组上部，上距长兴组约10m，煤层厚度为0.60-1.91m，一般含0-1层夹矸，夹矸厚约0.10m，顶板为泥质粉砂岩，底板为细砂岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。
2.M3-1煤层
位于龙潭组上部，上距M2煤层约15m，为黑色，粒状，半亮型煤。煤层厚度为0.53-2.03m，一般含0-1层夹矸，夹矸厚约0.10m结构较简单，顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。
3.M5煤层
位于龙潭组上部，上距M3-1煤层约30m，为黑色，块状、粒状，亮煤。煤层厚度为1.18-1.95m，结构简单，顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。
4.M6-1煤层
位于龙潭组上部，上距M5煤层约 20m，为黑色，块状、粒状，半暗～半亮型煤。一般含0-1层夹矸,煤层厚度为1.60-3.56m，结构简单，顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。
5.M32煤层
位于龙潭组下部，上距M6-1煤层约240m，为黑色，块状、粒状，半暗～半亮型煤。煤层厚度为1.40-3.95m，结构较复杂，一般含1-3层夹矸，夹矸厚约0.20m，顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。

表2-2 可采煤层特征表
煤层编号
煤层厚度
(m)
煤层倾角(°)
煤层平
均间距(m)
煤层结构
煤层稳定性
顶底板岩性
顶板
底板
M2
0.60-1.91
1.4
9-18
15
简单
较稳定
泥质粉砂岩
细砂岩
M31
0.53-2.03
1.31
8-20
简单
较稳定
泥质粉砂岩
泥岩
30
M5
1.18-1.95
1.42
10-25
简单
较稳定
泥质粉砂岩
泥岩
20
M61
1.60-3.56
2.75
8-28
简单
较稳定
泥质粉砂岩
泥岩
240
M32
1.40-3.95
2.84
12-36
简单
较稳定
泥质粉砂岩
泥岩
2.3.2煤质
1、煤的物理性质
全区煤层为黑色～灰黑色，以玻璃光泽为主，次为沥青光泽；块状、粒状为主，次之细粒状，少量粉粒状；线理～中条带状结构，少量宽条带结构；硬度为半坚硬，次为坚硬，少量为松软；裂隙发育，充填有薄膜状及网格状方解石；断口以参差状为主，少数为平坦状；煤岩类型多为半亮型，少数为半暗及暗淡型；黄铁矿赋存状态：在高～富硫煤中一般以透镜状、瘤状、层状为主，在低～中硫煤中一般以浸染状、薄膜状、星点状为主。
2、煤的化学性质
1．化学性质
根据贵州省六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司实验室2005年8月25日提交的《水城县化乐乡朝阳煤矿煤层爆炸性鉴定报告》和《水城县化乐乡朝阳煤矿煤层自燃倾向性鉴定报告》，朝阳煤矿煤质只化验M2（K16）、M5煤层爆炸性鉴定和自燃倾向性鉴定各一件样；2009年12月1日六盘水西站货场森山化验室提交的《贵州省煤炭质量检验协会煤质检测结果报告》，M2煤层的发热量化验一件样；根据2010年1月17日志达化验室提交的检验报告，M31、M5、M61发热量化验各一样。M32煤层爆炸性鉴定、自燃倾向性鉴及发热量参照化乐勘查区煤矿普查地质资料。
M2煤层发热量为28.243MJ/Kg； M31煤层发热量为28.902MJ/Kg；M5煤层发热量为29.497MJ/Kg；M61煤层发热量为30.651MJ/Kg。
根据中华人民共和国国家煤炭质量分级标准（GB/T 15224.1—2004），M2煤层为低中灰、低中硫、高热值贫煤；M31煤层为低中灰、特低硫、高热值贫煤；M5煤层为低中灰、中高硫、高热值贫煤；M61煤层为低中灰、中高硫、特高热值贫煤；M32煤层为中高灰、高硫、高热值贫煤。可采煤层煤质指标见表4-2。
2．有害组分及含量
有害组分为硫、磷、砷等。根据M2、M31、M5、M61、M32煤层煤样分析鉴定测试结果：
M2煤层硫份（St,d）为1.05％，磷为0.002～0.017%，砷一般为2-4×10-6，属低中硫、低磷、低砷煤；
M31煤层硫份（St,d）为0.08％，磷为0.002～0.017%，砷一般为2-4×10-6，属特低硫、低磷、低砷煤；
表4-2 可采煤层煤质分析一览表
煤层
编号
煤样
类别
基本煤质分析
Ad(%)
Vdaf (%)
St，d (%)
Pd(%)
Qgr，ad(MJ/kg)
M2（K16）
原煤
11.73
15.66
1.05
＜0.05
28.243
M31
原煤
33.19
11.35
0.08
＜0.05
28.902
M5
原煤
19.12
16.03
2.21
＜0.05
29.497
M61
原煤
5.42
10.88
2.24
＜0.05
30.651
M32
原煤
13.02-21.63
19.20
10.57-19.00
12.90
3.39
＜0.05
26.010
M5煤层硫份（St,d）为2.21％，磷为0.002～0.017%%，砷一般为2-4×10-6，属中高硫、低磷、低砷煤；
M61煤层硫份（St,d）为2.24％，磷为0.002～0.017%%，砷一般为2-4×10-6，属中高硫、低磷、低砷煤；
M32煤层硫份（St,d）为3.39％，磷为0.002～0.017%%，砷一般为2-4×10-6，属高硫、低磷、低砷煤；
3 矿区水文地质条件
3.1矿区含（隔）水层
一、地表水
矿区内地表水水系发育，地表水和大气降水是矿床充水的主要因素。
矿区内有赵家河穿过，从南西流向北东，S1点于2010年11月20日测得流量约300L/s；其余地表水大多受季节性影响较大，旱季时干涸。
区内地形起伏较大，排泄条件较好，地表水可沿沟谷排泄，但部分煤层露头被溪流切割，煤矿开采最低标高位于沟谷切割点标高以下，当矿井采煤过程中的防护措施不力时，地表水可能溃入矿井坑道。地表水一般沿基岩裂隙渗入矿井，裂隙发育地段矿井充水会有所增大；地表水对地下水具有一定的补给作用，岩层渗透性好，含水性较弱。地表水与地下水之间可能发生联系，易引起矿床充水,但在开采条件下可通过塌陷裂隙、断层破碎带等渗入矿坑而成为充水水源,对各煤层的开采构成威胁。
二、地下水类型
区内地下水类型为主要为基岩裂隙水,其次为孔隙水。
基岩裂隙水：上二叠统峨眉山玄武岩组(P3β)、上二叠统龙潭组（P3L）、上二叠统长兴组（P3c）、飞仙关组一、二段（T1f 1+2）、飞仙关组三段（T1f 3）。其岩性主要为砂、泥岩、粉砂岩组成，中夹薄层灰岩，凝灰质泥岩或凝灰岩。为基岩裂隙水，富水性弱。
孔隙水：含水层位为第四系Q，主要为残坡积、冲洪积层为主，岩性以砂砾、碎石土、砂质土、粉质土组成，为孔隙水。该带透水性好，地下水易于排泄，动态变化大，大部分是季节性泉水，富水性弱。
三、含水岩组及其含水特征
按区内出露地层由新至老叙述如下：
①第四系（Q）：主要为残坡积、冲洪积层为主，岩性以砂砾、碎石土、砂质土、粉质土组成，为孔隙水。该带透水性好，地下水易于排泄，动态变化大，大部分是季节性泉水，富水性弱。
②飞仙关组三段（T1f 3）：岩性为砂、泥岩、粉砂岩组成，中夹薄层灰岩，矿区内出露不全，厚度不详。含基岩裂隙水，富水性弱。单位涌水量为0.054L/s·m。
③飞仙关组一、二段（T1f 1+2）：飞仙关组二段以石灰岩为主，厚度30m左右。含岩溶裂隙水。一段岩性以粉砂岩为主，夹泥岩和薄层灰岩，厚度210m左右，地表呈宽条带状沿煤系出露，含风化裂隙水。单位涌水量为0.0086L/s·m，该层是区内较理想的一段相对隔水岩层。对上覆中～强含水层和下伏中等含水层取到最佳的阻隔作用。
④上二叠统长兴组（P3c）：岩性上部含钙质粉砂岩夹薄层灰岩；下部为粉砂岩，厚度30.97～63.13m。该层含基岩裂隙水，为弱含水层。单位涌水量为0.0075L/s·m，
⑤上二叠统龙潭组（P3L）：岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层夹泥质灰岩组成。厚度286.88～412.97m，地表呈缓坡出露。含基岩裂隙水，为相对隔水层，富水性弱。单位涌水量为0.0094L/s·m，浅部含风化裂隙水，深部含水微弱而不均匀。
⑥上二叠统峨眉山玄武岩组(P3β)：岩性为灰绿色玄武岩，似层状、气孔状、杏仁状，其顶部5m左右为浅灰～灰色凝灰质泥岩或凝灰岩。含基岩裂隙水，富水性弱。单位涌水量为0.0059L/s·m，。
四、水力联系情况
由于沟谷切割较深，有利于大气降水的排泄，河流、溪沟上段与下段的流量的不同，明显地反映了地下水补给地表水。
飞仙关组一段粉砂岩夹薄层泥岩厚200m左右，可视为上覆地层含水段和下伏长兴组含水段的相对隔水层。
长兴组钙质粉砂岩夹薄层灰岩及粉砂岩，厚度30.97～63.13m。该层含基岩裂隙水，为弱含水层。
含煤地层下伏玄武岩组，厚度不详，其顶部5m左右凝灰质泥岩或凝灰岩，该段也是相对隔水层。
含煤地层中，含水层厚度286.88～412.97m，为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层夹泥质灰岩组成，各含水层之间水力联系不明显。
综上所述，矿区地形高差较大，基岩裸露，面积较大，含水带与相对隔水带相间分布。大气降水是地下水的主要补给来源，地下水的排泄条件比补给好。煤层大部分赋存在当地侵蚀基准面（1350m）以下，矿井直接充水含水段是龙潭煤组中的碎屑岩夹煤层及薄层碳酸盐岩地层，含水性质属层间裂隙水，富水性弱。断层带水文地质特征为上二叠统地层表现为富水性较弱，导水性差。因此，矿区水文地质类型是以顶板进水的水文地质条件中等复杂的裂隙充水矿床。水文地质条件为中等复杂类型。
五、地下水的补给、径流、排泄条件
地下水主要补给来源为大气降水，由于矿区内岩层节理裂隙发育，大气降水通过基岩裂隙补给地下水，然后经短途径流后，部分迳流排泄通过井泉的形式排出。大部分向冲沟泄流或下渗流后排出矿区外。矿区最低侵蚀基准面为矿区东部的河谷处，海拔高程为1350m。而矿区准采标高下限为1000m，低于矿区最低侵蚀基准面。当开采高于1350m标高时，地下水补给对矿井充水的影响较小；当开采低于1350m标高时，地下水补给对矿井充水的影响较大。
六、构造裂隙水
矿区地表南部发现较大的正断层F10、F11、F11-1，相互交错，且切穿河流，断层导水对井下开采构成威胁。
3.2矿井充水因素分析
矿井充水类型为裂隙充水矿床,其充水因素既决定于水文地质条件，又决定于开拓方式。充水强度受充水水源和通道的影响。
（1）、大气降水对矿井充水的影响
矿井内龙潭组裸露，风氧化带沿倾向深度普遍达50m左右，地形起伏较大，补给面积大，植被发育较差。尽管岩层富水性弱，由于大气降水的直接补给，可沿节理、裂隙等渗入矿井。当矿井煤层开采后，易对顶部岩层造成破坏，产生“冒落带”、导水裂隙带，增大地表水对矿井的渗入。
（2）、地表水体对矿井充水的影响
矿井筒均位于高处，不受洪水和内涝威胁，建筑物均位于冲沟两侧，布置在地势比较高处，矿井工业场地的雨水均由道路水沟流到排洪沟中。矿井内充水，主要是以大气降水为主要补给源。
（3）采空区积水
矿区内老窑和整合前的二个小矿井窑以斜井开拓为主，老空区内存在着一定的积水，是矿井浅部开采的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源，对矿坑的安全构成了一定的威胁。
（4）断层裂隙充水
在矿区内东南部地表发现断层F10、F11、F11-1，构造节理裂隙发育，富水性及导水性强。断层破碎带在上覆地层岩芯普遍较破碎，可能将上覆含水层中地下水导入矿井，而延伸到下伏地层中的断层也有一定的导水性，为矿井充水的直接或间接通道。
朝阳煤矿为整合矿井，采空区分布较广泛，采空区积水对矿井生产构成较大隐患。矿井由于缺少资料，采空区积水情况不详，采空区可能存在积水，在进行采掘活动时如不加强探放，有可能发生矿井突水事故。
在2010年11月19日，曾将原兴化煤矿采空区水放出。采空区面积为0.3152m2。
矿井老系统开采M2、M5、M61煤层，形成采空区。各煤层采空区积水量如下：
由下列公式计算煤矿采空区积水量:

式中：Q采——采空区积水量；
K——采空区的充水系数（取0.15）；
M——采空区的平均采高；
F——采空积水区的水平投影面积；
α——煤层倾角（°）；
矿井老系统M2、M5、M61煤层后，共形成了面积约373704 m2的采空区，估算充水体积约594113 m3，积水量约92264 m3。详细情况见采空区充水体积估算表：
采空区充水体积估算表
煤层编号
采高（m）
面积（m2）
体积（m3）
充水系数
积水量（m3）
M2
1.4
262448
367427
0.15
57060
M5
1.42
59599
84630
0.15
13143
M61
2.75
51657
142056
0.15
22061
合计

373704
594113

92264
（5）老窑积水对矿井充水的影响
矿井自建井以来，炸封的生产井及老窑积水是矿井的主要水害。老窑多沿主采煤层露头开采，开采深度0-50m，沿倾向开挖。开采煤层时，老窑长期废弃且积水情况不明。当矿井巷道或采空区与之连通时即溃入矿井，造成突水灾害。对低洼处或河沟边的小窑，在洪水期要加强监测，严防其变为地表水灌入矿井的通道，造成水患。
（6）、含水岩层对矿井充水的影响
当井筒和坑道揭露含水层时，便成为矿井充水水源。龙潭组的砂岩为直接充水含水段。含煤地层下伏玄武岩组，厚度不详，其顶部5m左右凝灰质泥岩或凝灰岩，该段也是相对隔水层。含煤地层中，含水层厚度286.88～412.97m，为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层夹泥质灰岩组成，各含水层之间水力联系不明显。
（6）断层破碎带对矿井充水的影响
断层破碎带既可储水，也可以导水，当断层破碎带连通了地表水体或强含水层时，大量的水会进入矿井巷道，增大矿井涌水量，甚至形成突水，造成危害。在矿区内东南部地表发现断层F10、F11、F11-1，受采煤活动的影响存在导水，断层水对矿井的充水影响较大。在以后的开采中，当巷道接近断层时须留设足够的保安煤柱。
二、充水通道
（1）岩石天然节理裂隙
井田内的龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育成构造节理、裂隙，它们是地下水活动的良好通道。
（2）采煤冒落裂隙
井田内含煤煤层较多，煤层间距小，煤层顶底板力学性质不好，未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，在雨季会成为地下水活动的良好通道。矿方在雨季时要重点调查地裂缝，防止暴雨时，雨水倒灌。
根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》表6-1，按煤层顶板泥质粉砂质岩，岩石等级4-6级，硬度中硬计算，采用全部冒落法开采时，冒落带和导水裂缝带最大高度计算如下：
冒落带最大高度Hm

式中，ΣM——M2煤层采厚，为1.40m。经计算，M2煤层冒落带最大高度Hm=7.67m。
导水裂缝带高度HL

式中，ΣM——M2煤层采厚，为1.40m。经计算，M2煤层导水裂缝带高度HL=29.57m。
即M2煤层开采后，导水裂缝带高度为29.57m，冒落带高度最大为7.67m。
依次计算得知：M31煤层开采后，导水裂缝带高度为28.60m，冒落带高度为7.41m；M5煤层开采后，导水裂缝带高度为29.78m，冒落带高度为7.73m；M61煤层开采后，导水裂缝带高度为39.97m，冒落带高度为10.81m；M32煤层开采后，导水裂缝带高度为40.47m，冒落带高度为10.98m；
根据各煤层的层间距，M31、M5、M6煤层开采后导水裂缝带高度大于各煤层层间距，从而在空间上形成连贯的采空导水裂缝带，因此，矿方在雨季时要重点调查地裂缝，地面塌陷，井下巷道顶板出水情况，发现异常情况立即采取有效措施，防止暴雨时雨水倒灌。
（3）断层破碎带
在矿区内东南部地表发现断层F10、F11、F11-1，受采矿活动影响可能会发生导水，对矿井的充水影响较大。在以后的开采中，当巷道接近断层时，要严格在断层两侧留设足够的防水煤柱。
三、矿井涌水量的预测
本次生产地质报告调查时，原朝阳煤矿和兴化煤矿现已关闭，矿井涌水量无法测出，只能测量新建系统中测量矿井涌水量，矿井的正常涌水量（10.1m3/h）和雨季最大涌水量（28.4m3/h）。随着开采范围增大和开采标高的加深以及充水因素影响，矿坑涌水量会增大。
本报告采用比拟法计算矿井涌水量如下 。
（1）计算公式：

式中：
Q—预测矿井未来涌水量(m3/n)；
S—未来开采垂直降深（m）；
F—未来采空区面积(km2)；
Q1—已知矿井实测涌水量(m3/n)；
S1—已采矿井垂直降深（m）；
F1—现有矿井采空区面积(km2)；
（2）计算参数的确定
A、已知矿井实测涌水量（Q1）：据本次实测矿井涌水量，结合矿山生产实际，最大涌水量为28.4m3/h，正常涌水量为10.1m3/h。
B、已知矿井采空区面积（F1）：0.37km2。
C、已知矿井垂直降深（S1）：本矿生产矿井开采最高标高+1400m，现有工作面采掘标高+1310m，故开采矿井垂直降深为90m。
D、未来开采区面积（F）：矿区开采限于矿界范围，从M32煤层底板等高线上读取，约为1.69km2。
E、未来采空区垂直降深（S）：该矿准采标高为+1400m～+1000m之上的煤炭资源量，则未来开采矿井垂直深度为300m。
矿井涌水量计算表
计算公式

取值
计算参数
S
未来采空区垂直降深（m）
300
F
未来采空区面积(km2)
1.69
Q1
已知矿井实测涌水量(m3/h)
28.4(最大)
10.1(正常)
S1
已采矿井采空区垂直降深（m）
90
F1
已知矿井采空区面积(km2)
0.37
计算结果
Q最大=202.3(m3/h)，Q正常=72.25(m3/h)
矿井涌水量系预计，应在生产中加以实测，如与预计值不符，对排水设施应加以及时调整。在开采深部或最低侵蚀基准面以下煤层时，加强水文地质工作及边采边探措施。
四、水文地质条件复杂程度
矿山开采煤层直接充水水源主要为龙潭组裂隙水，矿床直接充