煤科集团沈阳研究院有限公司
河南省登封市向阳煤业有限公司
二1号煤层瓦斯地质图
编制说明书
煤科集团沈阳研究院有限公司
二〇一四年六月 密级 项目编号 保密
河南省登封市向阳煤业有限公司二1号煤层瓦斯地质图项目名称河南省登封市向阳煤业有限公司二1号煤层瓦斯地质图
项目编号
委托单位河南省登封市向阳煤业有限公司
取样煤层煤样编号
使用主要仪器
仪器名称仪器唯一编号瓦斯解吸仪YCYC-2009-008h 脱气仪YCYC-2006-001a 空盒气压表YCYC-2008-006 电子温湿度计YCYC-2008-007 气相色谱仪YCYC-2009-002电热恒温鼓风干燥箱MZFX-2003-003 智能马弗炉MZFX-2010-001 吸附常数测定仪YCYC-2004-008电子天平MZFX-2002-002
恒温水箱ZRQX-2007-003
测定地点向阳煤矿瓦斯通风防灭火实验中心
鉴定依据1、向阳煤矿提供的11060工作面、11090工作面抽放必要性报告资料；
2、向阳煤矿地质资料、采掘图纸、井上下对照图、钻孔资料等资料；
3、《煤矿矿井瓦斯地质图编制方法》AQ/T1086-2011
4、矿方提供的瓦斯含量、压力等参数测定值。
注意事项1.报告无“煤科集团沈阳研究院有限公
司”章无效；
2.报告无鉴定、审核、批准人签字无效；
3.报告涂改无效；
4.报告局部复制无效，复制报告未重新
加盖“煤科集团沈阳研究院有限公司”
章无效；
联
系
方
式
联系地址：沈阳市沈河区东滨河路
108号
邮政编码：110016
电话：024-********、
024-********
传真：024-********
网址：https://www.doczj.com/doc/ef16851992.html,
电子信箱：wthjd2010@https://www.doczj.com/doc/ef16851992.html,
矿井名称河南省登封市向阳煤业有限公司二1号煤层瓦斯地质图项目编号
主要结论
向阳煤矿二
1
号煤层井田区域内向斜、背斜、断层分布较为广泛，受这些地质构造的影响，瓦斯含量在随着煤层埋深逐渐增大的基础上呈现出区域性的不规律赋存，伴随着开采过程中的瓦斯不规律涌出，由于矿井中部受紫罗池逆断层的影响，煤层瓦斯含量相对较高，总体上自东向西、自南向北随着埋深的增加呈增大的趋势。建议在开拓回采前进行瓦斯含量等参数的测定，在掌握区域瓦斯赋存条件的基础上采取相应措施保证回采工作的安全进行；特别是在12采区，地质构造更为复杂，煤层赋存更深，瓦斯含量更大，相应瓦斯涌出量也会大幅升高，在开拓回采的过程中应加强观测，制定相应的规程保证安全生产。
由于12采区处于相对独立的地质单元内，且处于三个断层相互作用的地址单元内，且目前12采区还没有采掘工作，故在对12采区采掘时要加强对紫罗池逆断层、大路南正断层和向斜轴部区域内煤层的瓦斯含量和瓦斯压力测定工作，并及时统计矿井瓦斯涌出量，根据测定结果和统计数据及时修编瓦斯地质图。
编制单位
煤科集团沈阳研究院有限公司（公章）
报出日期年月日编制人审核人批准人备注：瓦斯地质图说明书。
目录
0 概述 (1)
0.1课题来源 (1)
0.2研究内容 (1)
1 矿井概况 (3)
1.1交通位置 (3)
1.2邻近生产矿井及老窑 (4)
1.3地层及煤层赋存 (6)
1.4矿区水文地质条件 (9)
1.5煤质特征 (16)
1.6煤尘爆炸及煤的自燃倾向 (18)
1.7矿井通风及瓦斯 (19)
2 地质构造及控制特征研究 (20)
2.1区域构造 (20)
2.2井田地质构造及分布特征 (21)
2.3构造对煤层及采掘的影响程度 (23)
2.4地质构造对瓦斯赋存的控制 (24)
3 矿井瓦斯地质规律研究 (27)
3.1顶底板岩性对瓦斯赋存的影响 (27)
3.2岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响 (29)
3.3煤层埋深对瓦斯赋存的影响 (29)
3.4水文地质对瓦斯赋存的影响 (29)
3.5瓦斯含量分布及预测研究 (30)
4 矿井瓦斯涌出量预测 (35)
4.1矿井瓦斯涌出量的主要影响因素 (35)
4.2矿井瓦斯涌出量预测阶段概述 (38)
5 煤层气资源量计算 (45)
6 矿井瓦斯地质图编制 (47)
6.1编图资料 (47)
6.2编图内容和表示方法 (47)
7 结论和建议 (49)
附图 (50)
附表 (54)
0 概述
0.1 课题来源
掌握瓦斯赋存与分布规律是煤矿瓦斯灾害防治的基础，是有效控制煤矿瓦斯事故、遏制重特大瓦斯灾害的关键。我国煤矿瓦斯灾害频繁发生的关键问题之一是瓦斯区预测技术还不很完整，大多数矿井瓦斯区域的分布规律不清楚。因此，针对特定的瓦斯地质条件开展煤矿瓦斯灾害危险区预测，使原有的技术得到深化提高，并配合其瓦斯防治技术，为煤矿安全生产提供技术支撑。
按照国能煤炭《关于组织开展全国煤矿瓦斯地质图编制工作的通知》[2009]117号文件要求，2014年河南省登封市向阳煤业有限公司委托煤科集团沈阳研究院有限公司进行二1号煤层瓦斯地质图编制研究工作。
为了河南省登封市向阳煤业有限公司的安全生产以及发展需要，通过矿井瓦斯地质图的编制，掌握矿井瓦斯地质规律，以及瓦斯资源赋存规律，作为指导安全生产的依据，以便进行有效地瓦斯预测和治理，有的放矢的综合防治瓦斯灾害，更好地用于指导矿井安全生产和瓦斯资源开发利用，构建本质安全型矿井，以促使矿井的持续健康发展。
0.2 研究内容
国内外研究实践表明，矿井瓦斯分布是不均衡的，具有分区分带的特点，其分区分带性与地质因素有密切关系，由于对瓦斯的机理研究不深，以致找不到治本的技术措施，灾害得不到有效的根治。
目前对瓦斯安全的研究仍然存在一些问题，如各种研究手段、技术之间配套性及对地质条件影响煤层瓦斯的认识需要进一步提高，使用地质观点认识瓦斯的理论更符合事物的本质等。
以已有的瓦斯区域预测技术和矿井瓦斯地质研究为基础，根据瓦斯参数测试和瓦斯预测评价方法，编制矿井瓦斯地质图，为矿井通风管理及瓦斯防治提供关键技术支撑。
0.2.1 煤层瓦斯含量多元数据融合分析
1）井田勘探期间实测的煤层瓦斯含量数据分析：采样方法、测试方法、可靠性评价、分布及变化规律等。
2）生产、研究期间实测的煤层瓦斯含量数据分析。
3）根据相关瓦斯地质参数计算煤层瓦斯含量。
4）煤层瓦斯含量预测：运用瓦斯地质理论和方法，研究煤层埋深、地质构造、煤层煤质、围岩性质与结构等瓦斯地质要素对矿井瓦斯赋存的控制作用，筛选出主导控制因素。在此基础上建立多元分析数学地质模型，确定未开采和深部煤层瓦斯赋存规律，划分瓦斯富集区带。
0.2.2 煤层瓦斯参数测定
实测煤层瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯恒温吸附常数等，为瓦斯预测提供基础数据。
0.2.3 区域瓦斯规律研究
对区域瓦斯赋存和涌出规律进行分析，根据矿井实测瓦斯参数、矿井采煤工作面和掘进工作面的瓦斯涌出情况以及矿井的瓦斯报表及风量报表研究瓦斯含量、涌出量的分布特征。
0.2.4 瓦斯区域预测
1）单项指标法：根据《防治瓦斯突出细则》规定的构造煤类型、瓦斯压力、ΔP、f 值四项指标进行预测。
2）综合指标法：根据《防止瓦斯突出细则》规定的K值和D值进行预测。
3）地质统计法：根据井田内生产矿井实际出现的瓦斯动力现象进行预测。
4）瓦斯地质方法：根据煤层瓦斯含量和构造煤厚度进行预测。
5）综合预测：以上述四种预测为基础进行综合分析，划分出矿井无突出危险区，和突出危险区。
0.2.5 编制煤层瓦斯地质图
采掘工程平面图为底图，用不同的颜色、符号和花纹表示井田范围内煤层瓦斯含量等值线和瓦斯含量、瓦斯压力等瓦斯参数，划分出煤与瓦斯突出危险区和无突出危险区。
项目研究以瓦斯地质理论为指导，以煤层瓦斯赋存规律为基础，以矿井瓦斯灾害危险区域分布控制作用为核心，利用地质勘探阶段、矿井开采阶段获得的瓦斯含量、瓦斯压力等数据，集中解决瓦斯含量预测和复杂条件下瓦斯区域预测问题，结合瓦斯参数测试及瓦斯规律分析，经过综合集成，形成适合本区的瓦斯涌出预测技术，编制矿井瓦斯地质图。
1 矿井概况
1.1 交通位置
河南省登封市向阳煤业有限公司位于登封市东部约22km，行政隶属登封市大冶镇管辖，地理坐标为东经113°11′45″～113°14′04″，北纬34°26′34″～34°27′45″。该井田南北宽0.80～2.20km，东西长0.45～3.50km，面积约3.8105km2，主斜井井口坐标为
X:3813161、Y:38428722,副斜井井口坐标为X：3813457、Y:38428710。矿区范围以2008年河南省国土资源厅下发的向阳煤业采矿许可证确定的矿区范围为准，由25个拐点坐标圈定，各拐点坐标见表1-1。
表1-1 登封市向阳煤业有限公司矿区范围拐点坐标表
拐点号
北京54坐标系
拐点号
北京54坐标系
纬距X 经距Y 纬距X 经距Y
1 3813938.00 38426100.00 14 3813471.00 38428170.00
2 3813500.00 38426715.00 15 3813308.00 38428170.00
3 3813392.00 38426780.00 16 3813330.00 38428775.00
4 3813380.00 38427142.00 17 3813629.00 38429347.00
5 3813138.00 38427142.00 18 3814042.00 38428968.00
6 3813178.00 38427575.00 19 3814360.00 38428724.00
7 3813495.00 38427575.00 20 3814456.00 38428656.00
8 3813491.00 38427660.00 21 3814868.00 38429185.00
9 3813688.00 38427700.00 22 3815135.00 38429660.00
10 3813690.00 38427860.00 23 3815186.00 38429554.00
11 3813650.00 38428000.00 24 3815160.00 38428525.00
12 3813638.00 38428238.00 25 3815309.00 38428410.00
13 3813471.00 38428238.00
本区西部为郑州煤电股份有限公司告成煤矿，北部为河南登电马鸣寺煤业有限公司和郑州市慧祥煤业有限公司，东部为郑州市昌隆煤业有限公司，南部为嵩阳西施（登封）煤业有限公司，见图1-1。
本区西距登封市约22km，东北距新密市约22km。登封～大冶～新密公路从区北通过，新郑～伊川伊水寨铁路从区外东南部通过，矿区距大冶车站约2km，新郑～登封地
方小铁路从本区南部边界通过，交通便利，见图1-2。
图1-1 登封市向阳煤业有限公司矿权位置图
图1-2交通位置示意图
1.2 邻近生产矿井及老窑
本矿井为资源整合煤矿，本区周围目前无生产矿井，原矿区内生产矿井和老窑叙述如下：
1）生产矿井
（1）向阳煤矿
该矿属大冶镇办集体企业，原为东施煤矿，建于1974年，1975年10月投产，该矿分为四个井区开采，其中四井已停产，生产能力为27万吨/年。煤层结构简单，不含夹矸。煤层顶、底板均为黑色泥岩或砂质泥岩。该矿经历年开采，累计动用资源储量427万吨。
向阳一井，一对斜井开拓，片盘开采，主斜井装备一对3.5t斜井箕斗，副斜井采用单钩串车提升，主井进风，副井回风，井下布置一个炮采工作面，设计能力0.21Mt/a，井下正常涌水量10~20m3/h。低瓦斯。主要在徐庄断层以南开采。
向阳二井，主、副、风三立井开拓。主井净直径4.0m，井深123m，装备一对1.5t 箕斗；副井净直径3.2m，井深104.3m，装备一对0.75t非标罐笼；风井2.8m，井深80.2m，爬梯。走向长壁开采，炮采，主副井进风，风井回风。为低瓦斯矿。生产能力0.03Mt/a。主要在徐庄断层以北，+100m水平以浅开采。
向阳三井，主、副、风三立井开拓。主井净直径4.0m，井深272.7m，落底标高+30m，装备一对1.5t箕斗，钢丝绳罐道，敷设有排水管及电缆；副斜井净直径2.8m，井深184m，装备一个非标0.75t矿车罐笼，爬梯；风井，净直径2.8m，井深49.7m，敷设有一趟排水管，爬梯。采煤方法为走向长壁式，炮采，机械通风。低瓦斯。生产能力0.03Mt/a。主要采掘范围在井田西南部，-50m以浅。
向阳四井，主、副、风三立井开拓。位于一井西部，炮采，开采范围较小，早已停产。
（2）西村三矿
位于本区南部二1煤层露头附近，1989年9月建井，为村办集体企业，竖井开采二1煤层，采掘范围内煤厚11.00～20.00m，构造简单。由于该矿井范围小，煤层厚度大，矿井采用群井开采，工作面采用金属支架支护，不留设护井煤柱，机械通风。生产过程中未发生过地质灾害。经历年开采，矿井内累计动用资源储量78万吨。
2）老窑
在矿区东北部煤层露头附近有5个老窑（010~014号），均开采二1煤层，开采时间为1932~1934年间，开采范围小，分别为东西15~20m，南北8~15m，开采深度小于30m，煤厚一般1.50~2.00m。在矿区南部（西施村断层以南）分布有9个老窑（002~009号、049号），这些老窑开采时间、开采范围均不同。
1.3 地层及煤层赋存
1.3.1 地层
区内基岩大部被第四系覆盖，仅在矿区西部及北部和南部有零星出露。据钻孔揭露，发育地层有奥陶系中统马家沟组（O2m）、石炭系上统本溪组（C2b）、上统太原组（C2t）、二叠系下统山西组（P1s）和下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）和第四系（Q），现由老至新分述如下：
1）奥陶系中统马家沟组（O2m）
为煤系地层沉积基底，在区外南北两侧有零星出露。以浅灰色石灰岩为主，隐晶质结构，局部夹泥质灰岩及薄层泥岩，上部具溶蚀现象及缝合线，下部夹角砾状灰岩。钻孔揭露最大厚度为60.94m。
2）石炭系（C）
本区缺失下统，仅发育上统本溪组（C2b）和太原组（C2t），平均厚约93.16m。
（1）上统本溪组（C2b）
在区外南北两侧有零星出露，岩性以浅灰色铝土质泥岩为主，局部为铝土矿，具鲕状和豆状结构，含黄铁矿结核及团块，局部呈层状出现。在HG曲线上呈下低上高的异常反映，主要是该组地层中镓元素含量较高所致。该层铝土质泥岩是对比一1煤层的主要标志层，以滨海泻湖相沉积为主。据钻孔揭露，本组厚度为3.02～31.66m，平均9.36m，以滨海泻湖相沉积为主。
本溪组与下伏马家沟组为平行不整合接触。
（2）上统太原组（C2t）
为区内主要含煤地层之一，出露于矿区西部，区内未见出露。由灰、深灰色中～厚层状石灰岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成。共含煤7层，仅底部的一1煤层为大部可采煤层，其它煤层均不可采。据钻孔揭露，本组厚度50.67～125.34m，平均84.85m。
据太原组岩性组合、沉积特征及生物组合规律，在晚石炭世，本区为滨海地带，上段和下段的碳酸盐建造，标志着开阔的陆表海环境，中段的碎屑岩沉积则为海水动荡退出时形成的海湾潮坪环境，薄煤层则反映短期的泥炭沼泽相，沉积旋回显示海陆交替环境。
太原组与下伏本溪组为整合接触。
3）二叠系（P）
本区二叠系厚度为438.75m，分为下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组，其中上石盒子组在本区仅发育七煤组下部。山西组所含二1煤层为本区主要可采煤层，其它煤层均不可采。
（1）下统山西组（P1s）
零星出露于矿区西部，区内未见出露。自L9石灰岩（局部相变为菱铁质泥岩）顶至砂锅窑砂岩底，为一套灰～深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩为主组成的含煤地层，所含二1煤层为本区主要可采煤层。厚65.31～90.17m，平均79.90m。与下伏太原组为整合接触。根据其岩性组合特征可分为四段，即二1煤段，大占砂岩段，香炭砂岩段和小紫泥岩段。
山西组底部为大面积稳定的潮坪沉积，向上演变为泻湖沉积，中、上部则以三角洲沉积为主。本组与下伏太原组为整合接触。
（2）下统下石盒子组（P1x）
在本区中部有出露，但出露面积均不大。岩性由灰色泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩和砂岩组成。本组厚度为217.87～320.04m，平均242.85m，与下伏山西组为整合接触。据其沉积特征可分为三、四、五、六4个煤组。
（3）上统上石盒子组（P2s）
地表未出露，根据施工钻孔揭露，该层在本区仅保存有七煤段中下部，八煤段和九煤段均被芦店滑动构造铲失。据钻孔揭露，七煤段厚度平均68.21m。与下伏下石盒子组为整合接触。
（4）上统石千峰组（P 2sh）
在本区祖师庙、矿区西部边界附近有较大面积出露，该层在本区为芦店滑动构造上覆地层，岩性为灰白色中粒长石石英砂岩，坚硬，裂隙较发育。钻孔揭露厚度16.15～62.70m，平均42.18m，揭露层位为石千峰组上段假平顶山砂岩段。与下伏各地层为断层接触。
4）第四系（Q）
以黄土层、砾石层为主，局部为黄土夹砾石，松散，透水性强。厚度为1.48～26.45m，一般10～20m，平均13.47m，与下伏各时代地层为角度不整合接触。
1.3.2 煤层
1）煤层发育情况
本区含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组、下石盒子组，含煤地层总厚523.60m，共计含煤8层，煤层总厚6.71m，含煤系数为1.30%。其中赋存于山西组下部的二1煤层和太原组底部的一1煤层为主要可采煤层，可采煤层总厚5.78m，可采含煤系数1.10%。
各煤组煤层发育情况见表1-2。
表1-2 煤层发育情况一览表
地层单位
煤组含煤
层数
煤层编
号
可采煤层名称
厚度
(m)
编号
厚度
（m）
二叠系上石盒
子组
七煤组68.21 0
下石盒
子组
六煤组80.77 0
五煤组70.97 0
四煤组69.47 0
三煤组68.08 0
山西组二煤组81.25 2
二1、
二2
二1
0.30~24.00
4.69
石炭系太原组一煤组84.85 6 一1、一
3
、一4、
一5、一
6
、一8
一1
0.21～1.85
1.09
2）可采煤层
（1）二1煤层
赋存于山西组下部，上距大占砂岩（S d）0～9.69m，平均3.31m，距香炭砂岩（Sx）21.18～47.05m，平均34.27m，距砂锅窑砂岩（S s）35.68～60.38m，平均45.37m；下距太原组L7石灰岩13.92～26.86m，平均22.40m，距L1石灰岩68.31～109.54m，平均84.70m，为本区主要可采煤层。煤层埋深13.47～680m，底板标高为+280～–260m。煤层结构简单，仅局部含一层厚0.15m的黑色泥岩夹矸。顶板为灰黑色泥岩及砂质泥岩，含大量植物化石；底板为灰黑色泥岩及砂质泥岩。
本区21个钻孔中，其中19个孔穿见二1煤层，补9孔和0201孔二1煤层被断层铲失，补12孔煤层厚16.58m，为受构造影响煤厚异常孔，则本区有效钻孔煤厚点共18个；井筒见煤点11个；巷道见煤点40个。本区有效煤厚点共计69个，其中不可采点5个，0.80～1.30m之薄煤点有3个，1.31～3.50m中厚煤层有34个，3.50～8.00m厚煤层
有17个，大于8.00m巨厚煤层有10个。69个见煤点煤层最薄0.36m，最厚24.00m，平均值为4.69m，二1煤层属厚煤层。
综上所述，本区二1煤层属层位稳定，厚度有一定变化，结构简单，全区可采的较稳定煤层。
（2）一1煤层
赋存于太原组底部，上距L7石灰岩73.44m，距二1煤层84.70m；下距O2m石灰岩8.31m。煤层埋深34～740m，底板标高为+210～–320m。煤层结构简单，不含夹矸或含1～3层黑色泥岩、炭质泥岩薄层。煤层顶板为L1石灰岩，底板为铝土质泥岩。
区内10个钻孔穿见一1煤层。其中补12孔一1煤被断层铲失，一1煤层有效见煤点9个，其中不可采点1个，0.80～1.30m之薄煤点有5个，1.31～3.50m中厚煤层有3个，见煤厚度为0.21～1.93m，平均1.09m，一1煤层属薄煤层。依照公式4-1，一1煤层可采性指数Km=8/9=0.89。且根据计算知道一1煤层煤厚变异系数γ=47%。
综上所述，本区一1煤层属层位稳定，煤厚变化不大，结构简单，全区大部可采的较稳定煤层。
1.4 矿区水文地质条件
1）矿区水文地质单元位置及边界
地质构造上，向阳煤矿处在嵩箕复向斜东北翼浅部，为嵩箕复向斜汇水盆地的补给~排泄区。矿区内为次一级复背向斜构造，地层走向近北东，向西北、南倾斜。边界主要断裂构造为矿区外西南部的翟门正断层（郜F5），其走向北西，倾向北东，两断盘南升北降，落差30~50m左右，构成矿区西南部的水文地质边界；西北部地层受大路南断层（芦F13）所限，其走向北东，倾向北西，落差20~180m，使区内二1煤层与区外二叠系中上统砂泥质碎屑岩段相对接，构成西北部相对阻水的矿区自然边界。
2）主要含水层
区内地层有奥陶系、石炭系、二叠系及第四系。地下水类型可分为岩溶裂隙水、碎屑岩裂隙水和孔隙水三类，主要有8个含水层组，自上而下分述如下：（1）第四系松散层孔隙潜水含水层
区内第四系分布广泛，以黄土层、砾石层为主，局部为黄土夹砾石，松散，透水性强。厚度为0～27.00m，一般0～20m，平均13.47m，含水层的厚度、水位埋深及其富水性差别较大，其水源主要以接受大气降水为主，其水位、水量动态不稳，具有明显的季节性变化特征。
（2）基岩风化带裂隙含水层
该含水层的岩性因地而异，风化带厚度受地形起伏的影响，深度一般为10～50m，含水层一般呈潜水性质，直接接受大气降水补给，在浅部风化裂隙较发育，富水性较强，随着深度的增加，风化裂隙发育程度越来越差，富水性也随之减弱。
（3）二叠系上统上石盒子组砂岩孔隙裂隙承压水含水层
为碎屑岩孔隙裂隙承压水含水层，主要由七煤组砂岩组成，其中七煤组底部田家沟砂岩比较稳定，厚度平均13.55m，矿区内无露头，补给条件差，富水性弱。
该含水层距二1煤层平均约365m，对二1煤层影响较小。
（4）二叠系下统下石盒子组砂岩孔隙裂隙承压水含水层
为碎屑岩孔隙裂隙承压水含水层，由下石盒子组粗～细粒砂岩组成，中隔泥岩、砂质泥岩，是一些互不发生联系的含水层。其中各煤组底部的砂岩较稳定，特别是三煤组底部砂锅窑砂岩发育较好，层位稳定，其余常在短距离内尖灭或相变。该含水层在井田内有出露，接受大气降水补给，与下部含水层水力联系较弱，一般富水性较差。
该含水层距二1煤层平均约75.62m，为二1煤层间接充水含水层。
（5）二叠系下统山西组砂岩孔隙裂隙承压水含水层
为碎屑岩孔隙裂隙承压水含水层，以二1煤层上部的大占砂岩、香炭砂岩为主，岩性为细～中粒砂岩，累计厚度9.01～49.17m，岩石完整致密，裂隙不甚发育，钻孔简易水文观测中该层位基本不漏水，冲洗液消耗量为0.02～0.03m3/h，但在断层附近地段含水性一般较强。在煤田勘探阶段，未对该含水层段进行抽水试验工作，据西南部箕山勘探区钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.00016l/s·m，渗透系数为0.00072m/d，水质类型为SO4·HCO3－Ca·（K+Na）型水。北部邻区马鸣寺井田及慧祥煤矿抽水资料：静水位标高+236.13～+261.90m，单位涌水量0.00011～0.04837L/s.m，渗透系数0.00012～0.0497m/d，水质属HCO3-（K+Na）型，矿化度0.26g/L。
该含水层距二1煤层平均约9.16m，二1煤层顶板直接充水含水层。在矿井生产中，该含水层水多以滴水形式向矿坑充水，矿坑正常充水量在50～80m3/h，表明该含水层富水性较弱。
（6）石炭系太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水含水层
该含水层由L7～L9三层灰岩组成，其中L7和L8两层灰岩较发育，但以L7灰岩为主，层位稳定，厚度3.53～8.84m，厚度平均在5.87m。据钻探资料，灰岩致密坚硬，岩溶裂隙较发育，但多被方解石脉所充填，钻探过程中，在补2、补4孔见溶孔或小溶
洞，且大量漏水。据区内1966年0201钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0182l/s·m，渗透系数为0.15m/d，静止水位标高为＋217.09m，水质类型为HCO3·SO4－Ca·Mg型水。该灰岩含水层富水性弱～中等，在断裂构造作用下，当其与下部强含水层产生水力联系时，富水性也会相应增强。该层为二1煤层底板直接充水含水层。
该含水层距二1煤层平均约10m，为二1煤层底板直接充水含水层。
（7）石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙承压水含水层
由太原组下段L1～L4灰岩组成，中夹薄层泥岩、砂质泥岩和薄煤层。其中L1、L4灰岩较发育，层位较稳定，一般厚度在十米以上。据钻探资料，灰岩致密坚硬，L2～L4灰岩局部可相变为砂岩或与L1合并为一层，岩溶裂隙也不甚发育，且多被方解石脉或黄铁矿细晶所充填。根据2010年补11孔抽水试验资料，单位涌水量0.002382 l/s·m，渗透系数为0.00737 m/d，静止水位标高为+139.73m，水质类型为HCO3－K+Na。该含水层富水性弱，为一1煤层顶板直接充水含水层。
该含水层距二1煤层平均57.10m，为二1煤层底板间接充水含水层。
（8）奥陶系马家沟组灰岩岩溶裂隙承压水含水层
为奥陶系中统马家沟组，岩性为厚层状石灰岩，本区钻孔揭露灰岩厚度为2.05～60.94 m，勘探中，在区外1001及1201孔于标高－40.44m和－40.15m(O2m)，分别见溶洞和裂隙，钻孔冲洗液消耗量为9.00～10.80m3/h。据2010年补11钻孔抽水资料，单位涌水量为0.0073l/s·m，渗透系数为0.0142 m/d，静止水位标高为+149.92m，水化学类型为HCO3·SO4－Ca·（K+Na）·Mg型，矿化度为0.301g/l，PH值为7.30～7.55。说明该含水层岩溶裂隙发育，补给径流条件好，富水性强，但极不均一，为本区重要含水层，是开采一1煤层时底板直接充水含水层和二1煤层底板间接充水含水层。
该含水层距二1煤层平均94.10m，为二1煤层底板间接充水含水层。
3）主要隔水层
井田内主要隔水层由新到老为二叠系砂岩含水层之间的层间隔水层、二1煤层底板细碎屑岩隔水层、石炭系太原组中段细碎屑岩隔水层、石炭系本溪组铝土质泥岩隔水层。
（1）二叠系砂岩含水层之间的层间隔水层
二叠系砂岩含水层之间，均分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩等泥质岩层，其岩性比较致密，不透水，单层厚度一般小于9m。，阻隔了各含水层之间的水力联系，起到了层间隔水作用。但在近地表段，由于受风化作用影响，裂隙发育，不同程度地破坏了其隔水性能。
（2）二1煤层底板细碎屑岩隔水层
指二1煤层底板至太原组上段灰岩顶界之界的岩层，岩性主要为泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩，厚度0.88～31.27m，平均厚度10m。由于底板有效隔水层厚度很小，在采动过程中易发生隔水层破坏现象，隔水性能较差。特别是遇厚度较薄地段或受构造破坏地段，隔水能力将会大大降低，甚至起不到隔水作用。
（3）石炭系太原组中段细碎屑岩隔水层
指L4灰岩顶界至L7灰岩底界间的碎屑岩段，主要由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成，本段厚度21.20～59.08m，平均厚度40.78m，层位稳定，裂隙不发育，透水性差。正常情况下，能起到良好的隔水作用，可阻隔太原组上、下段灰岩含水层之间的水力联系。
（4）石炭系本溪组铝土质泥岩隔水层。
由本溪组铝土岩、铝土质泥岩和泥岩组成，沉积连续，层位稳定，厚度为3.02～31.66m，平均厚度8.31m，岩石致密，裂隙不发育，正常情况下可阻隔奥陶系灰岩和太原组下段灰岩含水层的水力联系，但遇厚度较薄或构造破坏地段，隔水能力将会降低或失去隔水作用。
4）断层水文地质特征
（1）翟门正断层
位于矿区西部边界附近，往北延伸至马鸣寺煤矿，往南延伸出区，走向130°～145°，倾向90～45°，倾角70°左右，落差300～350m。该断层使区内二1煤层与奥陶系马家沟组石灰岩地层对接，为矿区西部一个强大的富水、导水和进水边界断层。
（2）大路南正断层
位于矿区北部边界以内，区内延伸长度大于4km，为芦店滑动构造下一隐伏正断层。断层走向63～100°，倾向333～10°，倾角70°左右，落差20～180m，东部大，西部小。该断层使二1煤层与二叠系中上统砂泥质碎屑岩段相对接，构成矿区北部相对阻水的自然边界。
（3）山槐正断层
位于本区西部边界以内，往北交于大路南断层。断层走向148～155°，倾向58～65°，倾角65°左右，落差70～130m，其北东盘下降，南西盘上升，为正断层。该断层可看作是翟门断层支断层，与翟门正断层具有共同的水文地质特征，并与翟门正断层共同构成本区主体二1煤矿床西部的较强～强富水、导水和进水边界。
（4）徐庄正断层
位于矿区中部，区内延伸长度约3km，为正断层。断层走向45～55°，倾向135～145°，倾角70°左右，落差0～30m，其北西盘上升，南东盘下降。据《登封市向阳煤业有限公司瞬变电磁勘探报告》，在徐庄正断层位置有多个富水异常区，在部分含水层均含水，因此认为徐庄正断层局部含水，导水性较强。
（5）西施村正断层
为矿区南部边界断层，延伸长度大于1.5km，为正断层。断层走向90～110°，倾向0～20°，倾角70°左右，落差0～40m，其北盘下降，南盘上升。该断层由采掘工程多处揭露，据矿方介绍未发现导水迹象。
（6）紫罗池逆断层
位于矿区中部，区内延伸长度约1.5km，为逆断层。断层走向90～95°，倾向0～15°，倾角65°左右，其北盘上升，南盘下降，落差0～150m。区内0301和补10孔已钻穿该断层，采掘工程亦有揭露，据矿方介绍未发现导水迹象。
上述断层及共派生次级支断层易引起上、下含水层的对接，沟通各含水层的水力联系，应在井巷开拓时加以注意。
5）矿区充水条件分析
（1）大气降水、地表水和第四系潜水
本区大气降水多集中在每年7～9月份，大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散堆积物空隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，成为矿坑充水的间接但重要的补充来源。雨季矿井涌水量较平时大，说明大气降水对矿井充水有较大影响。
区内主要地表水体为西施水库和向阳水库（紫罗池水库），位于矿区西南部和中部，水量受季节影响，仅在大雨过后有短暂蓄水，因库底与二1煤层间有稳定的隔水层相阻隔，正常情况下对煤矿生产影响不大，但若导水断层或导水裂缝带与此沟通时，将成为矿井充水水源。
本区为低山丘陵区，地面坡度较大，冲沟发育，第四系地层沉积较薄，底部的黄土夹砾石为其含水层，发育不连续，稳定性差，富水性不均一，但导水性较好，是大气降水下渗充入二1煤矿坑的中介含水层和导水通道之一，故在浅部应积极做好地面防、排水工作。
（2）煤层顶板砂岩裂隙水
二1煤层顶板砂岩裂隙含水层，直接覆盖于二1煤层上，回采落顶后该含水层被破坏，所含砂岩裂隙水将首先充入矿坑，是矿坑充水的主要充水水源。在矿井生产中，该含水层水多以滴、淋水形式向矿坑充水，正常水量一般为10~20m
3/h水量较小，生产中易于疏排。
（3）煤层底板灰岩岩溶裂隙水
太原组上段灰岩为二1煤层底板直接充水含水层，由L7～L9三层灰岩组成，其中
L7和L8两层灰岩较发育。该含水层含水丰富，补给条件好，但岩石裂隙及导、突水性极不均一，在断裂构造作用下，使其与下部强含水层产生水力联系时，突水性则会相应增加，是二1煤层开采过程中的主要底板突水水源，要做好防治水工作。
（4）钻孔对矿床的充水影响
矿区内以往的勘查钻孔，其中1959年以前施工的钻孔封孔质量为不合格或未封孔；1966年以前施工的钻孔，封闭层段较薄，封孔质量也未进行检查；中间各阶段施工补勘钻孔，封孔质量相对较好。总而言之，推测以往施工钻孔封孔层段、厚度、钻孔封孔灰浆样固结程度等与设计会有一定出入，由于钻孔揭露并沟通了各个含水层，使之相互间产生了水力联系，构成了矿井生产回采中的人为充水通道。生产中，当回采落顶后冒落破裂带与钻孔沟通时，钻孔即成为泄水通道而向矿坑充水。故矿井生产中，钻孔将是矿坑充水的通道之一，生产中应加强以往勘探钻孔的监测工作，避免盲目揭露，尚或穿越钻孔时，则要采取有效的防治水措施，以防患于未然。
（5）老窑老空水
据以往老窑调查资料，在开采煤层的浅部露头地段，有历史上遗留的老窑（002~014号）和生产矿井的采空区老塘，主要分布在矿区南、东部一带，其采掘范围、停采时间、停采原因以及积水等情况不详，推测其废弃井巷内会积存一定量的老空老塘水，对本矿生产安全具有潜在的威胁，故当采掘工程向浅部推进时，应打超前探、放水钻，并留设足够的防水保安煤（岩）柱，以避免发生老窑老空水突出溃水，造成淹井等水患。
（6）断裂构造对矿床充水的影响
发育于煤层顶、底板岩层中天然构造裂隙是地下水运移和赋存空间，也是造成煤层开采突水的导水通道，一旦巷道掘进或工作面回采过程中遇到该类导水裂隙就会造成矿井出水。
矿区主要断裂构造有北部边界附近的大路南断层、西部边界附近的翟门正断层和山槐正断层，均使二1煤与奥陶系灰岩强含水层接触；矿区中部的徐庄正断层，最大落差
30m，据《登封市向阳煤业有限公司瞬变电磁勘探报告》，在徐庄正断层位置有多个富水异常区，在部分含水层均含水，因此认为徐庄正断层局部含水，导水性较强。
另外区内其它小断层主要有紫罗池逆断层、西施村断层，断距一般为10～40m。由于断裂破坏了地层的连续性，使煤层上下各含水层间产生了一定的水力联系，是地下水、大气降水和地表水向矿坑充水的主要通道，故生产中当井巷采掘工程接近断层时，均应打超前探、放水钻，并留设足够的防水保安煤柱，以避免遇断裂突水淹井。
（7）塌陷区积水
区内煤层较厚，为分层多次回采，对煤层顶板破坏较严重，浅部老窑及周邻生产矿井废弃井巷冒落塌陷形成断裂破碎带，并在地表形成沉陷凹地和地裂缝，在雨季则因洪水汇集而积水，再通过导水裂缝带、地裂缝向矿坑充水，故在地表沉陷区应及时回填塌陷凹地和地裂缝，开挖疏排洪渠道或其它防、排水基础设施，以避免发生洪水倒灌造成淹井等事故。
6）矿床水文地质类型
综上所述，矿区内二1煤层主要含水层为顶底板含水层为主，断裂构造不发育，矿坑主要充水水源以顶板砂岩滴、淋水为主，矿坑正常涌水量10~20m3/h，水量很小，易于疏排。尽管浅部生产中未发生过大的底板突水现象，但在深部生产中，由于矿压、水压在逐步增高，推测底板灰岩充水含水层仍是矿床充水的主要威胁，故将其矿床水文地质类型划归为三类二亚类一型管理。即按矿坑充水以底板岩溶裂隙水为主的水文地质条件简单的煤矿床类型进行管理。
一1煤层顶板直接充水含水层为太原组下段灰岩岩溶裂隙含水层，该含水层埋藏浅、厚度小、出露面积小，其补给条件差，富水性弱，矿井正常涌水量1~2m3/h。底板直接充水含水层为奥陶~寒武系灰岩岩溶裂隙含水层，该含水层岩溶裂隙发育，补给迳流条件好，富水性强，但极不均一，单位涌水量为0.189~7.216l/s·m，依据―规范‖将其矿床水文地质类型划归为三类二亚类一~二型，即为以底板岩溶裂隙水充水为主的水文地质条件简单~中等的煤矿床类型。
7）矿坑涌水量预算
据本次调查，煤矿生产中二1煤矿坑平时几乎无水，仅在雨季顶板有滴、淋水现象，水量在10~20m3/h之间，最大涌水量一般都小于50m3/h，水量很小，且该水量已基本代表了矿坑最大涌水量。
区内二1煤层埋藏也较浅，煤层底板灰岩岩溶水水压也相应较低，现矿坑疏排水泵泵量为40m3/h，已可保障矿井安全生产，资源储量核查中没进行矿坑涌水量预算。
设计考虑浅部矿井停产后的影响，矿井二1煤涌水量按正常100m3/h，最大140 m3/h 考虑，并且泵房水仓留有扩建余地。由于地质报告没有对一1煤涌水量进行预测，建议在一1煤开采前委托有资质单位对其涌水量进行预测、预算。
1.5 煤质特征
1.5.1 煤的物理性质
（1）二1煤：黑色，条痕色黑色，金刚光泽，参差状断口。煤岩成份以亮煤为主，暗煤次之，间夹微量丝炭和少许镜煤条带，呈镶嵌状分布。宏观煤岩类型以半亮型居多，间夹少量光亮型与半暗型煤。
煤层结构简单，局部具夹矸1层。煤层多呈粉状，少量呈片状、鳞片状及碎块状。抗碎强度低，易碎、污手。视密度为1.40 t/m3。
（2）一1煤：灰黑－黑色，金刚光泽，参差状断口。呈小块状及碎粒状产出，裂隙发育，块煤强度较低、易破碎，煤粒硬度较大。煤层结构简单，偶含1～2层夹矸。视密度为1.35 t/m3。
1.5.2 煤的化学性质
（1）煤的元素组成
二1煤原煤有机元素以碳元素为主，占90.30%，次为氢元素，占4.12%，氮元素为1.41%，氧元素与硫元素之和为3.90%。
一1煤原煤有机元素以碳元素为主，占88.30%，次为氢元素，占3.96%，氮元素为1.14%，氧与硫之和为3.02%。
（2）水分（M ad）
二1煤原煤水分含量为0.60～0.70%，平均0.65%，属特低水分煤；浮煤水分含量为0.49～0.50%，平均0.50%。
一1煤原煤水分含量为0.34～1.04%，平均0.69%，属特低水分煤；浮煤水分含量为0.40%。
（3）灰分（A d）
二1煤原煤灰分为11.33～13.63%，平均12.48%，属低灰煤；浮煤灰分为5.18～7.70%，平均6.44%。