1 矿区概述及井田地质特症
1.1矿区概述
1.1.1地理位置
赵家寨的井田位于河南省新郑市，行政区划属新郑市辛店镇和城关镇及新密市大隗镇管辖。井田的北部以大隗断层为界，南部西段以欧阳寺断层为界，南部东段以新密公路为界，西部以煤-800m底板等高线为界，东部以贾梁断层和煤露头线为界。其地理坐标为：东经113°34′00″~113°43′00″，北纬34°23′30″~34°26′30″。
矿区内形成非常便利交通网络。G107国道、郑新公路、京广铁路、京珠高速、郑石高速公路从井田东侧通过，从井田南部通过。铁路从井田北部通过至新郑东和站京广铁路接轨，登（封）～杞（氏）761mm地方窄轨铁路从井田南部通过。区内公路以新郑市为中心，可通往郑州（41km）、新密（43km）、禹县（35km）、平顶山（111km）、许昌（73km）地。新郑国际机场位于井田的东北部。矿井交通位置见图1-1。
图1-1 矿井交通位置图
1.1.2地形、地貌
矿区内的地表绝大部分被第三、四系冲积层覆盖，为平原微丘地形。地势总体为平坦，
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仅西北部冲沟为发育，西部边缘地带出现一些小丘陵与零星突起。井田内海拔标高一般在+101~+145m之间，平均约+122m，相对高差约为74m。
1.1.3气象、地震
这个区属大陆性半干旱气候，特点是干湿季节性交替明显，年温差较大，四季分明，夏季炎热，冬季寒冷，春秋两季气候宜人。平均气温14.2℃，最高气温38.4℃（1976年6月），最低气温为-6.1℃（1977年1月）。年6~9月为雨季，年最大降水量为937.1mm（1954年），最小降水量为223.9mm（1985年），年均降水量为542.6mm。年蒸发量为1680~2041mm。本区风向风力随季节交替变化，夏季多东南风和南风，冬季多西北风和北风，年平均风速2.37m/s，最高风速为18m/s。平均相对湿度8月最大为83%，1月最小为64%，年平均相对湿度为70%。年均霜期为159天，年均雾日为32天。结冰期一般为12月至翌年3月，冻土深度为120~150mm，积雪厚度126~200mm。
1.1.4水文情况
这个区主要河流为双洎河，属淮河水系。双洎河上游有洧、溱二源，洧水发源于登封东北阳城山，入新郑境4km，溱水发源于新密市白寨乡牌坊沟，入新郑境约2km，洧、溱二水于邓湾寨西汇合，以下河段称双洎河。双洎河在新郑市境内流经戴湾、人和寨、云湾、泥河寨、市区、双龙寨，至梨河镇黄湾村出境入长葛，至扶沟县北流入贾鲁河。新郑市境内河段全长33.5km，河床宽度10~30m，河底均低于地面16m，正常流量2m3/s，均行水深度0.4m，河底坡降1/230~1/1240，河底岩性为沙壤土。双洎河为常年性河流，该河自西北向东南流经本井田。河流流量受季节影响较大，旱季小，雨季大。根据新郑市人和寨观测站资料，最大洪水流量为246m3/s，洪水位标高为+142.33m。
1.1.5矿区经济概况
新郑市的总面积833km2，人口共63万。近几年来社会经济发展速度很快，初步形成了以化工、电力、医药、建材、食品加工为主，门类为齐全的工业经济与大枣、无公害节水莲藕、畜禽养殖为主的生态农业产业体系，旅游、商贸、房地产等大产业齐头并进、协调发展。经过大力推进产业结构的战略性调整，全市已形成煤炭、烟草、电力、医药、食品、建材、化工等特色支柱产业。
1.1.6水源及电源
赵家寨矿井地下水丰富，估计矿井正常涌水量为400m3/h，井下排水经处理后，可供矿井生产与生活之用。
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矿井电源取自矿井正东约6km处胡庄110kV变电站和矿井正南约4km处辛店兴龙110kV变电站。
1.2井田地质特征
1.2.1井田煤系地层
井田内地层均被新生界地层覆盖，由老到新为寒武系上统、奥陶系中统、石炭系中上统、二叠系及第三、四系，简述如下：
1）寒武系上统长山组（∈3ch）：钻孔揭露最大厚度为154.41m，岩性以灰、灰白色厚层状白云质灰岩为主，夹薄层状泥灰岩、钙质泥岩、砂质泥岩及鲕状石灰岩。裂隙具方解石脉，见不规则状溶洞。与下伏地层平行不整合（假整合）接触。
2）奥陶系中统马家沟组（Q2m）：钻孔揭露厚度为25.33~79.95m，平均54.70m。为灰色中厚层状石灰岩，上部夹泥灰岩，下部夹砾屑灰岩，底部为钙质泥岩和砂质泥岩，与下伏地层平行不整合接触。
3）石炭系（C）
缺失下统，中上统揭露厚度48.36~121.39m，平均76.71m。 （1）中统本溪组（C2b）
以铝质泥岩为主，含黄铁矿、菱铁矿结核，局部夹中～细粒砂岩，偶含薄煤一层。组厚平均8.73m，与下伏地层平行不整合接触。
（2）上统太原组（C3t）
自一1煤层底板的根土岩至一9煤层顶板的菱铁质泥岩或L9灰岩顶，厚度平均75.78m。下段（下部灰岩段）：自本组底部至L4灰岩顶部。厚度15.76~36。40m，平均27.27m。以石灰岩、煤层为主，夹砂质泥岩、泥岩。含灰岩四层（L1~L4），其中L1灰岩普遍发育，为本区标志层，常与L2灰岩合并为一层，总厚度平均12m。含煤四层，其中一1煤层大部可采，一3、一4煤层偶尔可采。
中段（中部碎屑岩段）：自L4灰岩顶部至L7灰岩底部，厚21.58～54.00m，平均33.70m。以砂岩、砂质泥岩、泥岩为主，夹二层透镜状石灰岩(L5、L6)及薄煤3层(一5、一6、一
7)。L5、L6灰岩常相变为砂岩，该砂岩为浅灰色中细粒石英砂岩，局部含细砾。
上段（上部灰岩段）：自L7灰岩底部至一9煤层顶板的菱铁质泥岩或L9灰岩顶，厚9.58~24.96m，平均13.81m。以石灰岩、砂质泥岩、泥岩为主，夹薄煤2层(一8、一9)，一9煤层偶可采，一8煤层不可采。含灰岩三层，其中L7石灰岩普遍发育，平均5m，常与厚约4m的L8石灰岩合并为一层，L9石灰岩不稳定，常相变为菱铁质泥岩。
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4）二叠系（P）
西部有零星出露。据钻孔揭露，井田二叠系保留不全，石千峰组上部第四段与第三段上部受蚀殆尽。保留厚度651.78~1237.16m，平均849.46m，含煤23层，上下两统，和下伏地层整合接触。
（1）下统山西组（P1sh）
自一9煤层顶板的菱铁质泥岩或L9灰岩顶至砂锅窑砂岩底，厚53.36~104.65m，平均75.49m，由砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，含煤6层，产大量植物化石。据其岩性特征自下而上可分为大占砂岩段、香炭砂岩段和小紫泥岩段。
大占砂岩段：自本组底至二3煤层底，厚20.89~37.63m，平均27.82m。下部的二1煤层底板砂岩为深灰、灰黑色条带状细粒砂岩。中部的二l煤层全区可采，是本区主要可采煤层。上部的大占砂岩为灰色中细粒砂岩，厚1.92~20.98m，平均11.66m，层面富含白云母及炭质薄膜，其下的二2煤层不发育。
香炭砂岩段：自二3煤层底至二4煤层顶板砂岩底，厚19.36~36.12m，平均27.55m，由深灰色中细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩与煤层组成。下部的二3煤层大部可采，直接顶板为深灰、黑灰色泥岩或砂质泥岩。中部的香炭砂岩为深灰色中细粒砂岩，平均厚度6.31m，含菱铁质线理及结核。上部为黑灰、深灰色泥岩及砂质泥岩，含菱铁质假鲕和结核，夹不稳定的二4煤层。
小紫泥岩段：自二4煤层顶板砂岩底至砂锅窑砂岩底，厚13.11~30.90m，平均20.12m。下部为浅灰色含菱铁质中细粒长石石英砂岩，泥硅质胶结，厚约7m。中上部为灰紫色的小紫泥岩，厚13.12m，含铝质及菱铁质假鲕，局部具鲕状结构，夹薄层绿灰色细粒砂岩及不可采煤层2层（二5、二6）。本组与下伏地层整合接触。
（2）下统下石盒子组（P1x）
自砂锅窑砂岩（Ss）底界至田家沟砂岩（St）底界，厚230.99~370.68m，平均283.72m。含三、四、五、六共4个煤段，其岩性由砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及极不稳定的薄煤层组成。各煤段划分均以其煤段底部的砂岩为界，其中三煤段不含煤层，四、五、六煤段见薄煤12层，不可采或偶尔可采。本组与下伏地层整合接触。
1.2.2井田地质构造
本矿井主体构造为一两翼地层产状平缓，倾角3~16°，轴向NNW~SEE的宽缓背斜构造。井田内断裂构造发育，共有断层15条。
1）褶曲
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本矿井主要褶曲为滹沱背斜。背斜轴走向130°，延展长度约13km，西北倾伏端被大隗断层切割，向东南至15勘探线仰起，轴面近似直立。北翼地层走向135~150°，倾45~70°，倾角6~15°，南翼地层走向115~140°，倾向205~230°，倾角3~12°。
2）断层
井田内的断裂构造发育，勘探阶段共发现断距较大的断层16条。构造方向与区域构造方向相符合，大隗断层、贾梁断层、欧阳寺断层构成本区自然边界。断层走向除大隗断层为近东西向外，其余均为北西～南东方向。
1.2.3井田水文地质特征
1）地表水
本矿井内有两条河流，双洎河和沂水河。最高洪水位标高，一般为+101.33~+104.31m，新郑市西关双洎河桥位置洪水位的标高为+102.68m，其桥面标高为+106.04m，洪水期对地面建筑无影响的，河流距的主要开采煤层二1煤约400m左右，且对地下水的补给仅限于局部地段，补给量很小，对开采影响不大。
2）主要含水层与隔水层 （1）含水层
①寒武系上统长山组（∈3ch）白云质灰岩岩溶承压的水含水层
含水层大有体上沿滹沱背斜轴部的地带，埋藏深度600m左右，向北东方向逐渐增加到1444m。揭露厚度一般11~32m。80年代天然水位标高+121.46~+126.06m，211、1810补等孔水位标高分别达132.46m、129.18m。该含水层与O2m灰岩含水层为一个统一含水层。
②奥陶系马家沟组（O2m）灰岩岩溶裂隙水含水层
该层钻孔揭露厚度25.33~79.95m，平均厚度54.70m。该层上段为厚层状灰岩，下段泥质成分增高。岩溶裂隙主要发育于断裂带，滹沱背斜轴部及露头带附近，其标高为-225.71~-542.71m。
含水层强富水，但不一，主要富水地带滹沱背斜轴部、露头风化带及断裂带。钻孔单位涌水量q=0.0143~1.507L/s·m，80年代水位标高+121.59~+122.36m，水温23~29℃。该含水层距上覆一1煤层平均9.43m，是一1煤层底板直接充水岩层。同时，由于该含水层和C3tL1-4、C3tL7-8灰岩含水层有水力联系，所以对二1煤的开采也有较大影响。
③石炭系太原组下段（C3tL1-4）灰岩岩溶裂隙承压水含水层
该层有1~4层灰岩组成，间夹薄层泥岩、砂质泥岩及薄煤，厚度13.66~43.99m，其
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