陕西崔木煤矿顶板水害分析

陕西崔木煤矿顶板水害分析
摘要
自上世纪70 年代以来，随着煤矿开采向深部地层推进，开采条件与水文地质条件的复杂性，综合机械化开采设备和大采厚采煤方法的应用，都对煤层顶板产生了更大的扰动，使得顶板水害事故发生的频率逐渐增大，严重影响煤矿的正常生产。

因此，分析研究煤矿开采时的充水条件和突水规律，超前预测顶板水害并制订防治措施，对确保矿井安全生产具有重要意义。

本文以崔木煤矿为研究对象，对顶板突水特征进行分析，并进行防治工程设计，设计成果对崔木煤矿顶板水害防治具有指导意义。

通过分析矿区顶板覆岩发育特征，根据规程经验公式计算、数值模拟、相似矿井实测类比综合确定崔木煤矿裂采比16.85（采厚12m），导水裂缝带波及到洛河组含水层23.6m；使用富水系数比拟法、大井法、集水廊道法进行了开采涌水量预计，确定工作面正常涌水量172m3/h，最大涌水量516 m3/h。

综合水文地质条件、物探成果、覆岩发育特征判断工作面面临一定的顶板砂岩孔隙裂隙含水层水害威胁。

根据顶板水害威胁程度评价结果，确定工作面防治水总体思路以“疏、排”为主。

针对21301工作面采空区进行老空水疏放钻孔设计，针对21302、21303工作面顶板物探异常区进行探放水设计，消除突水隐患；断层防隔水煤柱的留设可以保证工作面的安全开采；在工作面设置泄水巷和临时水仓，并配置足够的水泵和排水管路，使工作面积水可以及时排出，保证工作面具有一定的排水能力。

关键词：顶板水害；导水裂缝带；涌水量预计；防治工程
ABSTRACT
Since the 1970s, with the increase of mining depth, the complexity of mining conditions and hydrogeological conditions, the application of comprehensive mechanized mining equipments and coal mining methods with large mining thickness which generated greater disturbance for seam roof has increased the frequency of roof water accidents, seriously affected the normal production of coal mines. Therefore, the study of water filling conditions, the analysis of water inrush law, the advance prediction of water inrush and the implement of control measures, are important to ensure mining safety and increase productivity. In this paper, we analyzed the water
inrush features of Cui Wu coal mine and proposed the prevention measures. The design results can be used as introductions to prevent roof water inrush.
Through analyzing the development characteristics of roof overlaying rock, we calculated the maximum of mining fractured zone according to empirical formula, numerical simulation and the analogy of measured data. The ratio of the height of mining fractured zone to the mining height was determined as 16.85(mining thickness is 12m), water flowing fracture spread to Luohe aquifer ing the rich water coefficient analogy method, big well method and catchment corridor method, we obtain the results that the normal water inflow is 172 m3/h, the maximum water inflow is 516 m3/h. Comprehensive analysis indicated the presence of water inrush from coal roof in the working face.
According to the evaluation results of water inrush, we proposed the whole idea of prevention which mainly in drain and dredge. The drilling to drain the water from goaf was designed for 21301 working face, the drilling to probe geophysical anomaly zone was designed for 21302 and 21303 working face, which would eliminate water inrush hazards in advance; the fault prevention pillar will ensure the safety mining; drain lane, temporary water storage, sufficient pump and drain line will ensure the certain capacity to discharge water in the working face.
Keywords：water inrush from coal roof; mining fractured zone; water inflow prediction; prevention engineering
1 绪论
1.1 选题意义及来源
我国90%以上的煤矿采用井工开采，然而，由于煤矿地质条件和水文地质条件的复杂性以及开采深度的增加，由采矿活动导致的矿井突水灾害频繁发生，受水害威胁的煤炭储量约占总探明储量的27% [1,2]。

煤矿水害是与瓦斯突出、粉尘爆炸、顶板垮塌、火灾并列的煤矿五大灾害之一，严重影响了我国煤矿的安全生产，对井下工作人员的人身安全带来严重威胁[3-5]。

过去较长时期，关于顶板水害导致煤炭开采重大事故的报道较少，故对顶板水害预测和研究的重视程度不够[6]。

但自上世纪70 年代以来，随着浅部煤炭资
源的日益枯竭，煤矿开采向深部地层推进，开采条件与水文地质条件的复杂性，综合机械化开采设备和大采厚采煤方法的应用，对煤层顶板产生了更大的扰动，增大了顶板水害事故的发生率，严重影响煤矿的正常生产。

因此，分析研究煤矿开采时的充水条件和突水规律，超前预测顶板水害并制订防治措施，对确保矿井安全生产具有重要意义[7]。

本设计以乔伟老师承担的“崔木煤矿综放开采顶板涌突水机理及防治研究”课题为依托，以崔木煤矿为研究对象，通过系统地总结矿区水文地质条件和工作面实际（突）水情况，结合钻孔、物探、水文地质补充勘探资料、水化学资料和岩石力学测试成果，从水源、通道、水量等方面综合分析21301、21302和21303工作面顶板水害，评价充水因素和水害威胁程度，利用富水系数比拟法、大井法、集水廊道法预计涌水量，并结合矿井目前的排水设备和排水工程，进行防治工程的设计，切实保障开采工作面的防治水安全。

1.2 煤层开采顶板水害国内外研究现状
针对课题主要研究内容，就国内外相关研究现状及发展动态概述如下:
1.2.1 顶板水害分析
当前顶板水害的分析方法总体可分为两类：以上三带、关键层等理论为支撑的条件分析法；以FLAC、GIS等模拟软件应用为主的模型拟合法[7]。

“上三带”[8]理论将煤层开采上覆岩石破坏分为三带：垮落带、断裂带和弯曲带，其中断裂带又称裂缝带，垮落带和断裂带合称为导水裂缝带[9,10]，各带发育高度与地质构造、覆岩性质、煤层倾角、煤层厚度、采煤方法等有关[11-13]。

同时，该理论认为，导水裂缝带发育高度（断裂带顶面与煤层顶面的间距）是煤层顶板发生突水灾害的基础。

伍永平等[14]基于关键层理论与尖点突变理论，分析了大佛寺煤矿顶板突水机理, 认为基岩关键层突发性破断失稳导致的隔水关键层结构破坏，引起导水裂隙贯通，是顶板突水的诱因。

景继东等[15]运用矿山压力控制理论对华丰煤矿顶板突水进行研究，在综合分析矿山压力、“双层结构”覆岩运动、斑裂线、断裂构造以及注浆液与顶板突水关系的基础上，认为斑裂线和离层是导致顶板突水的主要原因。

伊茂森，许家林等[16,17]结合理论分析、模拟实验与工程测试的成果, 对补
连塔煤矿异常突水机理进行深入研究，研究结果表明覆岩主关键层位置对导水裂缝带发育高度和顶板异常突水有重要影响。

当主关键层与开采煤层距离小于某一临界值时，导水裂缝带将发育至基岩顶部，其高度明显大于按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》[18]计算得到的结果。

周笑绿等[19]通过分析东滩煤矿水文地质条件及顶板突水机理，选取导水裂缝带内含水层岩性、裂隙发育程度和汇水条件作为预测因子，利用GIS的空间模型拟合方法建立顶板突水多因素复合预测模型，并应用于全矿区进行水害预测，预测结果与实际情况基本相符。

武强等[20,21]针对煤层顶板涌（突）水灾害进行定性和定量评价，提出“三图-双预测法”，在实际矿井开采的顶板水害分析预测中得到了广泛应用。

Yao Banghua等[22]以五阳煤矿为研究对象，使用COMSOL和RFPA2D进行数值模拟，通过分析顶板断裂带高度变化、涌水量、水压等因素，获得了煤层开采覆岩裂隙演化和顶板水渗流规律，模拟结果与实际情况相一致。

基于对柠条塔煤矿水文地质条件的重新分析和认识，邵红旗[23]结合地质调查、钻探、物探等技术手段，提出一种井上下综合立体探测技术，并对该矿水源进行探查，提出了合理的防治水技术路线。

I—垮落带；I—断裂带带；Ⅲ—弯曲带
图1.1 覆岩破坏分带示意图
1.2.2 涌水量预计
目前，预测矿井涌水量的方法有水文地质条件比拟法、统计学方法（Q-S曲线法）、解析法、数值模拟法、水均衡法、灰色预测法、时间序列分析法和神经网络法等[24]。

其中数值模拟法对模型概化、识别和检验的要求较为苛刻，因此最为复杂，其次是大井法和统计学方法。

经验公式法较为简单，如运用得当，可获得较满意的预测结果。

而其他诸如灰色预测法、时间序列分析法、神经网络法等，均需要丰富的历史涌水量记录数据作为支撑，建立数学模型的过程也较为复杂，因而生产单位使用较少。

准确预测涌水量，与预计方法的技术含量无必然联系，关键在于能否全面正确地认识矿区、井田或采区的水文地质条件，能否从大小相差悬殊的水文地质参数中选取最具代表性的参数进行计算。

李茸等[25]以麦垛山煤矿工程为背景，采用水文地质比拟法、解析法和数值法等六种预测方法，对该矿工作面顶板直罗组砂岩含水层进行了涌水量预测，确定了最小二乘比拟法在矿井涌水量计算中的优越性。

潘国营，武亚遵[26]通过对河南19个矿区的涌（突）水情况进行研究，总结了常见涌水量计算方法和使用条件对比表（表1.1）：
表1.1 常用涌水量计算方法和使用条件对比表
计算方法计算原理和方法使用条件
比拟法根据条件相似矿井（采区、水平）涌水量与开采面积、降深的关系，预测未知矿井（采区、水平）的涌水量①预测区与对比区水文地质条件、开采技术条件和主要防治水方法等基本类似；②有充分历史数据证明，涌水量和开采面积、降深存在内在联系和相关性
富水系数法根据条件相似矿井（采区、水平）吨煤排水量和富水系数，预测未知矿井（采区、水平）的涌水量预测区与对比区水文地质条件、开采技术条件基本相似，尤其是水害防治方法大致相同
Q-S曲线法建立涌水量和降深间的相关方程，根据未来疏水的降深预测涌水量①勘探期间有群孔大流量抽水试验资料或矿井生产期间进行过大型放水试验；②预测降深是试验最大降深的2~3倍
稳定流解析法利用地下水向完整井二维稳定运动的裘布依（Dupuit）公式进行计算水文地质边界及性质满足建立Dupuit井流公式的条件，尤其是“圆岛状”含水层，在影响半径R处是定水头边界
非稳定流解析法利用地下水向完整井二维非稳定运动的泰斯（Theis）公式进行计算有非稳定流抽水试验或放水试验资料，可确定计算需要的导水系数、贮水系数
水均衡法利用地下水补给量、排泄量和储存量间的均衡关系计算矿区涌水量均衡区最好是一个边界清楚的完整水文地质单元，均衡区有人为边界时，要清楚边界内外的水量交换
灰色系统法建立反映涌水量动态变化趋势的灰色模型，利用历史数据预测未来的涌水量有足够的历史涌水量时间序列数据，这些历史数据中存在某种变化规律
时间序列法将涌水量时间序列数据中的趋势成分、周期成分、随机成分剔除出来，建立描述涌水量随时间变化的相关方程，预测未来涌水量的变化有丰富的历史涌水量时间序列数据，能够建立涌水量时间序列数学模型
1.2.3 顶板水害防治
凡采掘工作面受水害影响的矿井，要开展充水条件分析，坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施[27]。

“防”指合理留设防隔水煤（岩）柱，修建防水闸门、防水墙等；“堵”主要指注浆封堵有突水威胁的含水层、导水构造；“疏”指对承压含水层进行疏水降压，对煤层顶板导水裂缝带波及范围内的含水层进行疏干开采；“排”指按设计建立矿井采取工作面排水系统；“截”指加强对地表水体（河流、水库、洪水）截流治理。

靳德武等[28]通过分析研究老空水害、陷落柱水害和顶板水害防治的关键技术问题，建立了基于“三探”（物探、钻探、化探）、“三测”（探测、预测、监测）和“绕避、改造、降势、适应、隔离”五原则的煤矿防治水技术体系基本框架。

王作成，李奋强[29]结合沈家湾煤矿多年难以治理的水害隐患及其复杂的地质条件，对复杂煤矿区帷幕注浆浆液及其隔水机理进行了深入研究。

褚彦德[30]通过深入分析研究红柳煤矿水文地质条件及覆岩离层分布规律，认定煤层开采后顶板砂岩中聚集的离层水是导致工作面周期性突水的原因，并设计钻孔对顶板离层水进行采前疏放，实现了工作面安全开采。

2 矿井概况
2.1 井田概况
崔木井田位于永陇矿区麟游区东端的北湾—太阳寺勘查区。

井田内有彬县—麟游（崔木）市际公路及崔木—甘肃邵寨省际公路从勘查区中部通过。

S306省道由崔木向西经麟游、良舍、凤翔至陈仓与陇海铁路相接，至宝鸡120km，至宝鸡二电厂（长青工业园）100km。

向东24km至永坪与312国道相接，南至西安155km。

井田交通位置见图2.1。

图2.1 崔木煤矿位置及范围示意图
崔木井田属陇东黄土高原南缘梁塬、沟壑区，总体地势南高北低。

区内最高处位于井田南侧的崔木梁，高程达1400m，最高点1501.10m；最低处位于井田
西北部的合阳沟谷，高程1106.30m，为当地侵蚀基准面；最大高差394.80m。

本区属泾河水系，自东而西主要有常家河与合阳沟河。

泾河年平均流量57.60m3/s，枯水期最小流量1 m3/s，洪水期最大流量15700 m3/s，其支流呈树枝状分布，常年流水，但流量较小。

东部的常家河是水帘河上游，平均流量0.0803 m3/s；西部的合阳沟是普化河上游一级支流，平均流量0.1836 m3/s，为沟间溪流。

崔木煤矿设计生产能力4.00Mt/a，矿井服务年限60a以上。

开拓方式：采用立井开拓方式。

全矿井采用单一水平开拓，主开拓水平位于主采的二煤组（3煤），水平标高+745m，在一煤组（2-3煤）设置辅助开拓水平，水平标高+820m。

开采煤层：主要开采2-3煤和3煤。

采煤方法：采用综采放顶煤采煤法，因3煤厚度的变异系数较大，必要时采用分层综采放顶煤开采。

根据井田开拓布置，矿井投产移交时在21盘区3煤布置1个综采放顶煤工作面，生产能力为4.00Mt/a，并配备2套综掘设备和1套炮掘设备，用于开拓延深和工作面接续掘进。

本区内无老窑开采。

区外东及东南6km处有彬县拜家河煤矿、永寿县平窑煤矿，规模很小。

生产矿井较大的有宝鸡市北马坊煤矿，2006年产量已达0.40Mt/a，但资源量日趋枯竭，远远不能满足宝鸡市用煤。

2.2 采区概况
根据井田开拓方式、煤炭及辅助运输方式、大巷布置方式、煤层分组情况、煤层机械化程度等因素综合考虑，本着合理布局、集中生产、保证盘区正常接续的原则，对全井田分煤层划分盘区，共划分7个盘区。

在3煤中沿北翼大巷两侧分别布置21、22、23、24、25盘区，将独立的含煤（3煤）区域划分为26盘区，井田北部的2-3煤划分为11盘区。

首采盘区和移交盘区为21盘区。

盘区特征表见表2.1。

表2.1 盘区特征表
序号采区名称可采储量(Mt) 服务年限（a）主采煤层煤层倾角(°) 采区尺寸走向长度（m）倾斜长度（m）面积（m2）
1 21 83.67 15.5 3 2~20 2250 3448 8.54
2 22 42.42 7.9
3 3~1
4 0~2230 575~2660 4.47
3 23 65.87 12.2 3 2~18 2100~3900 740~1930 7.26
4 11 8.23 1.
5 2-3 3~15 0~3770 0~2280 4.31
5 24 98.75 18.3 3 2~20 5450 2140 12.72
6 25 10.6
7 2.0 3 2~16 0~2800 0~1550 2.87
7 26 14.22 2.6 3 0~9 0~3640 0~1630 4.54
合计324.00 60.0
设计确定各盘区开采的先后顺序为：21盘区、22盘区、23盘区、11盘区、24盘区、25盘区、26盘区。

矿井移交生产时，先期开采21盘区，工作面采用后退式回采。

崔木煤矿首采盘区为21盘区（图2.2），东西宽2.28km，南北长2.59km，面积5.9km2。

首采工作面紧挨工业广场，首采工作面回风顺槽距副井井口431m。

首采21盘区地质储量124.68Mt，可采储量83.78Mt，服务年限15.6年。

首采工作面230301工作面可采储量300万t，服务年限9个月。

该盘区开采单一煤层，煤层厚度为14.29m，煤层硬度为f=1，属于软煤层，首采工作面走向长度1282m，倾向长度200m。

将工作面顺槽沿底板布置在煤层中。

工作面顺槽采用双巷掘进方法。

工作面顺槽基本上沿着煤层底板等高线布置，下面留设2~3m底煤，顺槽上下两个平巷保持直线并相互平行，以保证工作面长度的稳定。

首采盘区共11个工作面，详细布置见图2.2。

图2.2 21盘区布置图
2.3 开采条件
21301综放工作面标高+690 ~ +750，走向长度968m，倾向长度214m，面积20.7152万m2，煤层厚度6~19.5m，平均厚度14m，预留2m底煤，开采厚度12m，煤层倾角3~ 6°，平均倾角4°，属于近水平煤层。

工作面开采煤层属中侏罗统延安组三号煤层，采用综采放顶煤采煤法，因3煤厚度的变异系数较大，必要时采用分层综采放顶煤开采。

3 地质及水文地质条件
3.1 地层
首采盘区自东南向西北沿沟谷由老到新依次出露地层有：中生界三叠系中统
纸坊组、铜川组；侏罗系下统富县组、中统延安组、直罗组、安定组；白垩系下统宜君组、洛河组、华池组、罗汉洞组；新生界上第三系及第四系广泛覆盖其上。

延安组为含煤地层，含有可采煤层。

各组地层岩性、厚度详见“区域地层简表”（表3.1）。

表3.1 区域地层简表
地层系统代号厚度（m）岩性简述备注
界系统组
新生界第四系全新统Q4 5~15m 次生黄土，亚砂土及砂砾石层。

分布现代河谷及一级阶地上
中上更新统Q2+3 最大厚度150m 上部淡黄色粉砂质黄土夹深褐色古土壤层，含钙质结核；下部棕红色亚粘土与棕黄色亚粘土夹埋藏土层。

顶部5~10m 为马兰黄土。

分布广泛。

上第三系N 最大厚度200m 底部为灰黄色砾岩，下部为棕红色粘土砂质亚粘土，含三趾马、鹿科、羚羊、及哺乳动物化石，夹数层钙质结核层；上部为浅棕红色粘土或砂质粘土，具铁质薄膜。

出露于沟谷中，横向变化大，随古地形而异。

中生界白垩系下统罗汉洞组K1lh 厚度>44m 下部为灰紫色与灰褐色含砾粗砂岩，底部为黄绿色细砾岩；上部为褐紫色细砂岩与同色砂质泥岩互层。

出露于普化河陕甘交界处以北以西地区。

华池组K1h 最大厚度222.59m 紫红色、紫灰色、灰绿色泥岩、砂质泥岩夹粉细砂岩。

出露于大湾岭两亭以北、普化河及烟筒沟口以西地区。

洛河组K1l 五曲湾两亭最大厚度600m 下部为紫红色砂砾岩夹灰紫色砾岩，底部为一层厚层中粗粒砂岩与宜君组为界。

上部为紫红色细中粒砂岩夹同色含砾粗砂岩或砾岩条带，具大型交错层理。

分布于宜君组出露区以北地区。

宜君组K1y 最大厚度80-100m 灰紫—紫灰色巨厚层状巨砾岩。

出露于五曲湾、青渠窑、良舍、北马坊、崔木、老永寿槐疙瘩梁两侧沟谷中，横向变化大表3.1（续表）区域地层简表
地层系统代号厚度（m）岩性简述备注
界系统组
侏罗系中统安定组J2a 西部最大厚度204.48m 以紫红色泥岩、砂质泥岩为主，夹浅紫色中粗粒砂岩，富含钙质结核，底部为一巨厚层状含砾粗砂岩。

出露于五曲湾、青渠窑、北马坊、澄铭窑、拜家河等地
直罗组J2z 一般20m左右最大49.37m 以灰绿色为主，夹暗紫色、蓝灰色泥岩、砂质泥岩及细中粒砂岩，底部为一层含砾粗砂岩与细砾岩。

出露于五曲湾青渠窑、北马坊、拜家河等地
延安组J2y 最大厚度153.22m 下部为灰色铝质泥岩与厚煤层，底部发育不稳定厚砂岩；中部为灰色泥岩、砂质泥岩与灰白色砂岩夹炭质泥岩及薄煤层，上部为砂岩、泥岩。

本组中、下部富含植物化石。

出露较少，仅在五曲湾、青渠窑、北马坊、澄铭窑零星出露
下统富县组J1f 最大厚度33.95m 杂色花斑状铝土质泥岩，底部多含角砾。

出露于五曲湾、青渠窑等地。

三叠系中统铜川组T2t >700m 中、下部为灰绿色、黄绿色巨厚层状细中粒长石砂岩，夹同色与紫红色泥岩、粉砂岩，含新芦木化石；上部为灰绿色中厚层状细粒长石砂岩与灰绿色粉砂岩、灰色泥岩、砂质泥岩夹煤线，含方鳞鱼、叶肢介及新芦木化石。

出露于麟游、寒北沟、北马坊、澄铭窑、崔木~槐疙瘩梁南北两侧沟谷中。

纸坊组T2z >230m 灰绿色巨厚层状细粒长石石英砂岩与中粗粒长石岩屑砂岩、长石石英砂岩，夹紫红色泥岩、灰绿色砂质泥岩。

裂隙发育，地貌呈陡坎。

出露于五曲湾、青渠窑麟游等地。

3.2 煤层
延安组自上而下共划分为三个含煤段，分别对应三个中级旋回（J2y3、J2y2、J2y1）的中下部和下部。

延安组见煤情况参见表3.2。

表3.2 延安组见煤情况一览表
含煤段煤层编号见煤点可采点煤层厚度(m)最小~最大平均含煤系数(%)最小~最大平均可采性
上含煤段J2y3 1煤 1 1 0.00~1.11不可采
中含煤段J2y2 2-1煤 3 2 0.00~2.651.77（3）不可采
2-2煤5 4 0.00~1.260.95（4）2.89~3.223.06 不可采
2-3煤13 9 0.40~12.313.47（14）3.21~37.4313.28 不可采
下含煤段J2y1 3煤57 55 0.35~34.2016.89（57）10.74~92.1960.11 大部可采
首采盘区可采煤层为3煤。

3煤纯煤厚度6.52~24.92m，平均14.09m，结构简单，局部含夹矸0~4层，单层夹矸厚0.10~1.30m，一般小于0.5m，夹矸平均厚度0.20m，岩性为泥岩或炭质泥岩。

开采总厚度7.00~24.92m，平均14.29m。

煤层倾角为3~6°，属于近水平煤层。

3煤层抗压强度9.10~11.20MPa，平均11.15MPa，饱和抗压强度5.70~8.20MPa，平均6.95MPa，抗拉强度0.24~0.34MPa，平均0.29MPa，煤层坚固性系数0.93~1.14，强度指数7.23GPa。

3.3 构造
3.3.1 褶曲
据2009年4月陕西省煤田地质局物探测量队完成的《陕西省黄陇侏罗纪煤田永陇矿区崔木煤矿首采区三维地震勘探报告》[31]，勘查区内煤系地层的褶曲走向由南向北（延逆时针旋转）主要为NNW逐渐转向NWW，且所有褶曲均由南东向至北西向呈现逐渐降低的趋势，直到尖灭。

勘查区南部褶曲总体呈对称性发育，背、向斜倾角5~15°，主要有花园阳坡向斜、北旺背斜和汤家向斜；勘查区北部褶曲总体呈不对称性发育，背斜南翼较陡，倾角7~17°，背斜北翼较缓，倾角6~7°，主要为桐树坪－薛家坪背斜。

1）花园阳坡向斜
该向斜位于勘查区西南部，轴部走向近SN，两翼对称，倾角5~9°。

向斜轴线北部尖灭于勘查区的中部（K4-6钻孔附近），南部（过K4-7、K4-8、K4-9钻孔）延伸出测区，长度约1.6km，幅高约100m。

2）北旺背斜
该背斜发育于勘查区南侧，轴部走向自南向北由NNW转SN，两翼对称，倾角5~15°。

区内长度约1.37km，幅高约100m。

3）汤家向斜
该向斜位于勘查区东南部，轴部走向为NNW向。

向斜向轴线北西倾伏，两翼对称，倾角5~15°。

区内长度约1.6km，幅高约100m。

4）桐树坪－薛家坪背斜
该背斜位于勘查区北部，轴部走向自南向北由NWW转为近EW向。

背斜两翼不对称，南翼倾角10~17°，北翼倾角5~7°。

背斜向北西倾伏，西北部尖灭于勘查区西北部（过K4-4钻孔），东北部延伸出测区，区内长度约2.1km，幅高约105m。

由于该背斜轴部大部煤系地层缺失，没有明显的反射波对其追踪识别，故将其定义为推断背斜。

图3.1 首采盘区褶曲示意图
3.3.2 断层
2009年4月陕西省煤田地质局物探测量队完成的《陕西省黄陇侏罗纪煤田永陇矿区崔木煤矿首采区三维地震勘探报告》[31]详细查明了矿井首采区内的主要断层。

按断层落差划分：最大落差大于等于10m的断层3条（DF1、DF4和DF5）；等于5m的断层1条（DF3）；小于5m的断层1条（DF2）。

按断层性质划分：逆断层1条（DF3），正断层4条。

断层DF1 ∠55°（落差约0~24m）较大，工作面布置避开该断层。

受DF4 ∠55°（落差约0~15m），DF5 ∠55°（落差约0~18m）两断层影响首采工作面长度缩短。

断层DF3 ∠55°（落差约0~5m）在首采盘区210303工作面上部，由于断层落差小工作面直接穿过。

DF2 ∠55°落差约0~4m断层对盘区开采有一定影响。

首采区断层发育特征表见表3.3所列。

首采区断层分布见图3.1。

表3.3 断层发育特征统计表
断层名称性质走向倾向倾角落差
DF1 正断层NNW SWW 55° 0m~24m
DF2 正断层NW SW 55° 0m~4m
DF3 逆断层NWW NNE 55° 0m~5m
DF4 正断层SN~NW W~SW 55° 0m~15m
DF5 正断层NE NW 55° 0m~18m
3.4 含隔水层
崔木煤矿主要含隔水层特征如表3.4所示。

由表可知：崔木煤矿主要充水含水层均为弱富水性含水层。

主要含水层的抽水试验成果如表3.5所示。

图3.2 崔木煤矿主要含水层与煤层关系示意图。