矿床水文地质区域特征与差异分析

一、区域水文与地质条件

河南省地势西高东低，东部平原海拔标高多在100m以下，西部山区海拔标高一般为500～2000m，最高山峰达2413.8m。境内有大小河道1500余条，分属长江、淮河、黄河、海河四大水系，成放射状向南、东南、东、东北各方分流。全省年降水量大致为600～1200 mm，冬季雨量较少，夏季雨量较集中。省内已经开发的各煤田水文地质条件差别较大，豫北的焦作、鹤壁、安阳、济源等煤田由于受太行山强含水层的奥陶系灰岩，太原群灰岩水的补给，水文地质条件复杂或较复杂。豫西的登封、新密、平顶山、禹州、偃龙、荥巩、西部等煤田由于秦岭支脉山峦接受大气降水灰岩面积较小，富水岩性的灰岩补给性较差，除个别井田水文地质条件较复杂外，多数井田属简单到中等类型。永城煤田属深厚冲积层较复杂的煤田，总之，河南现已开发各煤田的含水岩组，根据其地下水埋藏条件、贮水空间特征及水理性质等有以下四个含水层组。

（一）松散的第三系、第四系冲积层含水岩组

由中更新统、上更新统及全新统地层组成，主要分布于山前平原地带和山间沟谷之中。从山前到冲积平原，含水层的颗粒由粗到细，富水性由强到弱。焦作煤田呈西薄东厚，且多为砂、砾石、黏土互层，砾石层富水性特强；豫东的永城煤田，三、四系冲积层厚，且多为砂和黏土互层，含水丰富。京广线以西的冲积层局部地段和山西组二1煤露头，石炭系灰岩及奥陶系、寒武系灰岩直接接触，造成较复杂的矿坑充水条件。

（二）砂岩裂隙含水岩组

由二叠系的砂岩、泥岩互层组成。山西组二1煤位于较厚的砂岩层底部，在豫北煤田一般有较厚石盒子砂岩，在豫西煤田有大占砂岩和平顶山砂岩，是二1煤层的直接顶板或间接顶板；在豫东永城煤田在二1煤层之上有K5和K6砂岩常为较强的含水层，对建井施工速度往往有较大影响，但一般的表出露面少，主要隐伏于第三、第四系松散岩组之下，为构造裂隙和风化裂隙含水层，对建井生产期间矿井涌水影响较大，但突出量较小。

（三）碳酸岩类裂隙岩溶含水层

岩性为石炭系太原群和本溪群的砂泥岩夹灰岩多层组成，其中灰岩5～11层，一般9层，总厚20～40m。以八层灰岩和二层灰岩厚度为最大，分布稳定，是主要含水层，两个含水层均位于山西组二1煤层之下，是矿井主要充水含水层。八灰上距二1煤底板15～35m；二灰上距二1煤底板50～90m，下距奥陶系灰岩10～30m。由于后期的构造作用，往往使二灰、八灰局部地段与二1煤层及奥陶系灰岩形成带状接触构成矿坑充水的直接水源。

（四）碳酸盐岩溶裂隙含水岩组

由奥陶系中下统及寒武系中上统的厚层灰岩、白云质灰岩及泥灰岩组成，总厚900m左右，广泛出露于山区及隐伏于煤系地层之下或隐伏于松散岩类之下。由于受多期次，多类型的构造运动的影响，岩溶十分发育，富水性极强，是主要含水层组，其中中奥陶统上马家沟灰岩，层厚质纯，岩溶发育，常对矿井开采造成严重水害。

二、煤矿床水文地质区域特征

（一）成煤时代的差异

成煤时代的差异是形成矿床水文地质分区的一个重要因素。煤层生成时代不同，围岩的成岩程度也不同，其中含水层的空间特征及控制因素显示较大差别，常具有不同的矿床水文地质特征。如义马矿区的侏罗系煤田，矿层顶底部均为砂、泥岩，为裂隙充水矿床；而安阳、鹤壁、焦作、荥巩、新郑、禹州、平顶山矿区均为石炭二迭系煤田，为岩溶充水矿床。前者不存在水害问题而是严重缺水，后者则不同程度地存在水患威胁或是水害危害。

（二）沉积构造上的差异

煤系地层的基底状况，煤系地层及其覆盖层的沉积特征，常具有区域特点，也是构成煤矿床水文地质分区的重要原因。

1.煤系地层的基底特征

河南省侏罗系煤田其基底沉积均为非可溶性地层，含水比较微弱，基底含水性对煤层开采不产生重大影响，矿床水文地质条件相对简单；石炭二迭系煤田都以寒武系、奥陶系白云岩、白云质灰岩为煤系地层基底，它们均是区域强含水层，常威胁着其上煤层的开采，往往是矿井发生重大突水的主要水源，是产生水害的元凶，故矿床水文地质条件相对复杂。基底可溶岩的厚度、岩性的差异又影响可溶岩岩溶发育程度、含水层的数量、厚度、储水空间的大小，造成不同矿区矿井水文地质条件复杂程度有很大不同。就石炭二迭系煤田基底而言，有如下变化规律（参看图7－1）。平顶山矿区禹州矿区，基底可溶岩缺失奥陶系石灰岩，由上寒武系崮山组及中寒武系张夏组白云质灰岩及鲕状灰岩组成，总厚度约300余米；新密矿区，基底可溶岩中陶系灰岩出现，但厚度较薄（20－100余米），中、上寒武系可溶岩厚度出露完整，总厚约400－500米，焦作矿区、鹤壁矿区奥陶系灰岩发育全，厚约500余米，可溶岩基底总厚约800余米。表征煤系地层可溶岩基底厚度由南西往北东方向逐渐加厚，可溶岩的可溶性增强，储水空间增大等趋势。

2.沉积岩相的变化

华北型煤田，石炭二迭系通常为海陆交互相一陆相沉积，其下部太原组一般含数层至十余层薄层灰岩，为煤层开采时的直接充水含水层。该组中开采二1煤的直接充水含水层是第八层灰岩，开采石炭系下组煤是第二层灰岩。充水灰岩的厚度及组内灰岩、砂岩与泥岩间所占百分比多少，充水灰岩与矿层间的岩石类型及厚度大小，直接关系到太原组灰岩含水层间的水力联系密切程度和阻止或加速充水含水层中地下水向矿井充水的程度。太原组地层变化有如下规律：自禹州矿区至鹤壁矿区的厚度由60米变化至近80米；灰岩层数由少增加到11层；第八层灰岩的厚度由3—5米增厚到10余米。

3.隔水层厚度的变化

形成隔水层（组）厚度变化有两种情况；一是煤系地层中煤层层位及可采性的变化，另一是含水层与煤层间隔水层厚度的变化，其结果使煤层远离或接近含水层，从而改变了矿床充水条件。区域隔水层基底本溪组铝质页岩厚度变化规律是由禹州矿区至鹤壁矿区厚度逐渐增大，由8米增至32米；二1煤底部隔水层厚度变化亦有类似规律，由10米增厚至33米。

图7－1　煤系地层柱状示意图

4.新生界覆盖层特征

新生界覆盖层的存在往往使矿床水文地质条件具有许多特点，新生界地层是大气降水及地表水与煤系地层的中间媒介，它起着阻隔或疏导的作用，其结果直接影响到矿床水文地质条件的复杂程度。若新生界地层是阻水层或底部是隔水层，它起着阻隔作用，赋存于其下的矿床，水文地质条件趋于简单，反之则趋于复杂。如焦作矿区九里山矿新生界地层下部的沙砾石层直接覆盖在奥陶系及石炭系薄层灰岩之上构成天窗，使九里山矿、演马庄矿、古汉山矿强烈充水；又如临汝矿区的朝川一矿矿井排水量由于姜公河灰岩出露季节性补给新生界含水层下渗补给量占该矿排水量约33%。

三、煤田构造特征

煤田构造发育的区域特征对矿床水文地质条件影响是显而易见的。构造因素本身是控制岩层含水空间发育的重要因素。它决定着储水构造的大小、水文地质单元的边界，含水层的出露与分布范围等。而断裂发育程度，断裂本身的阻水性、导水性、蓄水性和它在水文地质上的意义也有区域的差异，影响着矿床水文地质条件。

地处新华夏太行山隆起带东侧和南侧的鹤璧矿区与焦作矿区，煤系地层基底可溶岩沉积巨厚，倾角平缓，呈大面积展布，可溶岩裸露面积可高达数千平方公里，属开启型储水构造，构造以断裂为主，褶皱次之，大多数断裂不足以错断巨厚可溶岩，使奥陶系含水层中地下水与太原组灰岩地下水有一定程度的水力联系。断裂水文地质性质的差异又构成岩溶地下水的集中渗流带或强迳流带，最终以典型的华北岩溶泉水而排泄，泉水流量可高达8.58－13米3／秒。

位于小秦岭—嵩山东西构造带东段北侧，嵩山大背斜北翼的荥巩矿区，为一单斜储水构造，煤系地层基底可溶岩厚度中等，出露于背斜核部，面积数百平方公里，开启程度为0.25。矿区构造以断裂为主，落差大于500米断层构成矿区边界，因矿区位于岩溶地下水径流区，地貌上处于低山丘陵，河谷深切，岩溶地下水以泉形式流泄于地表，仅在背斜倾伏端有流量为2.3米3／秒泉群溢出带构成该储水构造的排泄区。

地处小秦岭东西构造带和嵩淮弧形构造带复合部位的各矿区，煤田中褶皱断裂发育，多为被多次构造破坏向斜，构成封闭或半封闭的承压水盆地储水构造。因煤系地层基底可溶岩厚度相对较薄，裸露面积小，储水构造开启程度差，断裂多为扭性或压扭性，具阻水性质，而矿区多位于低山、丘陵。岩溶地下水自补给区向排泄区运移中迂断层受阻，分割成单独的块段，在地势低洼处呈泉流泄，因此该区岩溶地下水动力补给量小，无岩溶大泉出露，泉水流量为小于0.3米3／秒，且有沿断裂分布的特征。

由此可见区域水文地质特征控制了矿区水文地质条件的复杂程度，决定了矿区涌水量大小与矿井突水的强度（表7－4）。

表7－4　可溶岩裸露程度与矿区最大突水统计表

四、永城矿区水文地质特征

豫东的永城矿区地处淮河冲积平原北部，地势平坦开阔，由西北、向东南微倾斜，标高31～33m，仅在矿区东北外围。邙山一带有古生界灰岩，孤山主峰标高156m。区内主要河流有王引河、沱河、浍河、包河，均自西北流向东南，流至安徽省境内汇人淮河。王引河斜穿矿区东北边缘，县境内长16km。沱河横穿矿区中部，县境内长27km。浍河、包河位于矿区南部，县境内长分别为18km及12km。这些河流受季节性影响显著，年内水量变化悬殊，洪水季节河水补给地下水，其余季节则地下水补给河水，其河流量及水位如表7－5所示。

表7－5　河流流量及水位

区内属暖温带半干旱季风气候区，多年平均气温14℃。历年平均降水量874.3 mm，但年季及季节分布极不均匀，年降水量最小值为559.6 mm，最大值为1531.3 mm，是最小值的2.7倍。一年内6～9月份降水量约占全年的60%左右，且往往集中在几次暴雨或连阴雨过程中，极易形成内涝。

本区地表土层主要为砂姜黑土、黄潮土、盐化潮土，局部有盐碱土。因受黄河泛滥浸溢影响，南北沉积差异明显，以沱河为界，以北多为黄潮土，以南多为砂姜黑土，低洼地区分布着盐化潮土。整个平原地区又有大平小不平的特点，南部包河、浍河之间地势低平，北部王引河、沱河流域地势稍高。本区地貌分为剥蚀残丘、黄泛沉积平原、河湖相沉积低平地三个区，整个矿区为冲积层较厚的隐伏式煤田，矿区地貌如图7－2所示。

（一）地质构造及岩相特性

本区位于秦岭昆仑纬向构造带东段北支南侧东延（隐伏）部位，属新华夏系第三沉降带，煤层属华北晚古生代聚煤区。永城复式背斜为矿区主体构造，全长60km，地层倾角10°～20°，东翼倾角稍大，西翼平缓。区内断层多为高角度正断层，以纵向断层为主，斜交断层次之，横向断层较少，但规模较大。其揭露的主要地层自下而上的岩性及厚度为：

奥陶系：以浅灰色白云质灰岩为主，在邙山一带有出露，灰岩致密，质较纯，区内穿见厚度达489.4m。

石炭系：本区普遍缺石炭系下统，中统本溪组由灰一浅灰色铝质泥岩、鲡状铝质泥岩组成，厚度为2.4～37m。上统太原组由深灰色灰岩及煤组成，区内穿见厚度123.87～165m，一般含灰岩14层，较稳定者8层，即L2、L3、L5、L8、L9、L10、L11和L13，含煤9～15层均不可采。

二叠系：区内主要可采煤层均赋存于此，永城背斜东翼厚度大于西翼，山西组钻孔穿见厚度64～137m，为本区主要含煤地层。下石盒子组穿见厚度为54～112m，为区内重要含煤地层，岩性以砂岩、粉砂岩为主，次为泥岩、黏土泥岩和煤，含煤3～7层均集中于本组中部，多为局部可采煤层，其赋存情况见表7－6。

图7－2　永城矿区地貌图

表7－6　永城矿区二叠系煤层赋存情况表

三叠系：本区仅发育三叠系下统刘家沟组，残厚大于386m，性为粉砂岩、细砂岩，局部含有小砾石的砂质泥岩。

第三系、第四系：区内三系、四系松散沉积物分布广泛，含水丰富，富水性强。两系平均厚度312m，最厚545m、松散沉积物由胶结不良，不同粒级的砂层与可塑性土层组成。砂层厚度均占全覆盖层厚度的30%～40%，总厚100～200m。垂直方向自上而下单层厚度增大，泥质含量减少，砂层粒度变粗，因此区内井筒的三系、四系冲积层均采用特殊方法施工。近地表的第四系松散沉积物孔隙度n＝30%～40%，在上覆荷载影响下极易产生压缩变形，地面建筑物应考虑可能出现地基深陷等工程地质问题。永城矿区的地层划分如表7－7所示。

表7－7　永城矿区地层划分

（二）矿区水文地质特征

永夏煤田为一封闭条件较好的独立的水文地质单元，北部有八里庄断层，沉积深厚的新生界地层，形成北部隔水边界；南部为符离集断层，南盘下降e、O及P地层与新地层接触，可作为相对隔水边界，济阳—亳县断层，构成西部隔水边界；张大庄正断层东盘下降，基本为东部隔水边界。四周隔水边界，使得区域地下水补给的可能性减小。同时，灰岩含水层因厚层松散沉积物掩盖，难以接受地表水和大气降水补给，使得灰岩水循环交替困难，径流缓慢，富水性减弱。永城矿区位于永夏煤田东部，水文地质条件受整个封闭型水文地质单元制约，具有相似之处。各井田受次一级水文地质边界条件的制约，不同块段水文地质条件各不相同，车集、城郊及葛双新勘探区深部，封闭条件不良，有各自的进水边界，相对较为复杂。

表7-8　水文地质特征

续表

（三）含水地层

按含水地质年代、岩性特征及富水性强弱，根据水文地质勘探资料，大体划分为4个含水层，各主要含水层组的水文地质特征见表7－8。

1.第三四系新生界含水层：第四系孔隙潜水分布广泛，沉积稳定，具有上细下粗的特点，富水性较强，渗透性能好，水位埋深浅（2～4m），水质含盐量及矿化度较高，多为苦咸水，是农田灌溉与农村生活用水的主要水源。当水位降深3～5m时，单井出水量达30～50m3／h。潜水主要补给来源为大气降水与河流侧渗，垂直循环交替条件较好，其浅层地下水资源评价见表7－9。

表7－9　永城市浅层地下水分区表

第三系孔隙承压水含水层组：该含水层分布稳定，含水层颗粒粗，主要为细砂、中砂，局部为粗砂，含泥质少，含水层厚度30～100 m。顶底板埋深一般为150～300m，西部厚度较大，东部渐小，富水性中等，是良好的工业用水水源。该层地下水补给以径流为主，当水位降深10m时，单井水量达40～70m3／h，在城郊及矿区西部、北部地区，水头可高出地面1.2～6.4m。含水层底部有一层10～30m厚亚黏土层，隔水效果良好，在正常情况下，可阻止该层承压水下泄矿井，仅在局部砂层与基岩接触地段，当开采浅部煤层时，有可能向矿井充水。由于上述第三系、第四系冲积层在本地区砂层多、厚度大，新建的矿井井筒均采用特殊凿井方法施工。图7－3为20世纪90年代施工的3对大型矿井井筒实际穿过新生界地层厚度的柱状图。陈四楼矿井主副井检查孔第三四系冲积层涌水量达3222 m3／h，为该区冲积层涌水量之最。

2.二叠系砂岩裂隙含水组：区内主要可采煤层二2煤组和三煤组均赋于此层，直接充水含水层为其顶板砂岩裂隙水，尤其是上石盒子组的K5、K6砂岩，裂隙发育涌水量大。同一煤田的刘桥1矿、2矿和新庄矿井井筒穿过时曾因该砂岩层涌水，造成多次淹井事故。车集矿主副井筒穿过该层时，预计涌水量与实际涌水量偏差较大。在井筒施工过程中，虽对K6砂岩进行了工作面预注浆，仍不同程度地发生突水，曾几乎淹井，其岩性如图7－4所示，涌水量见表7－10。

图7－3　永夏矿区新生界地层柱状示意图

新庄矿北风井为目前永城矿区开凿最深立井，井深683.5m。当掘深至430m时，遇K6砂岩。根据井筒检查孔抽水试验计算的水量进行工作面预注浆，其K6、K5含水层的水量见表7－11。

表7－10　车集矿主副井K5、K6砂岩预计涌水量与实际涌水量比较

表7－11　K6、K5、K5下砂岩含水层概况一览表

3.太原系岩溶裂隙含水组

二2煤层底板由较稳定的泥岩、砂质泥岩组成。石炭系太原组石灰岩位于二2煤层底板以下约50m，是二2煤层底板主要含水层，由L1～L11共11层灰岩组成，灰岩总厚度达70m，其中L10、L18、L4、L2赋存稳定，且厚度较大，岩溶发育。补给方式以远方渗透为主。对开采二2煤有直接影响的太原组上段由4层灰岩（Ll1～L8）组成，如图7－4所示。其特点是：距二2煤较近，多为40～65m（平均54.54m），富水性强，水压高，水位标高＋26～28m。二2煤底板突水常在两种情况下发生，一是在深部正常块段采掘存在突水危险，以“突水系数”作为衡量是否安全开采指标，即

图7－4　4层灰岩组成

式中Ts—突水系数；

P—隔水层所承受水压，MPa；(www.xing528.com)

M—煤层底板隔水层厚度，m；

Cp—采掘对煤层底板隔水层扰动破坏深度，m。

据邻近矿井资料Ts＜0.7，为煤层采掘不受影响的正常块段；Ts＞1.0应制定防水设计。据计算，城郊井田在开采标高－450m以下时，其Ts＞1.0；－700m以深时Ts＜1.1，其－450～－800m的开采面积占井田开采面积的71.8%，因而该矿开采二2煤层正常块段存在底板突水的可能。二是断层突水的概率较大，断层会使二2煤层与底板灰岩的距离缩小，甚至对接的情况发生。区内陈四楼矿井于1994年11月5日在北翼带式输送机大巷掘进中遇断层突水，最大水量14.5m3／min。翌年2月14日北冀轨道运输大巷也遇断层突水，水量3m3／min。其北皮大巷，北轨大巷F39断层突水如图7－5所示。城郊矿该层单位涌水量达2.866L／s·m，各勘探区该含水层水文地质特征如表7－12所示。

图7－5　北皮大巷F39断层突水示意图

表7－12　太原组上段灰岩含水层水文地质特征

其突水的表现形式，初始水量大，随着排水时间的增长、而逐渐减少，水压迅速降低，说明地下水动储量不大，以消耗静储量为主，是该段含水层的一大特征。如陈四楼矿自建矿后的1994年以来，先后有较大出水4次，出水水源均为断层附近的太灰上段，其情况如表7－13所示。

表7－13　陈四楼矿突水点分析表

4.奥陶系岩溶高承压含水层组：以浅灰色白云质灰岩为主，在邙山一带有出露，质较纯，区内揭露最大厚度为489.4m，岩溶发育，富水性强，水压高，单位涌水量2.5～11.3m3／h·m，渗透系数达4.416m／d。由于距主采煤层二2煤150～200m，并受上覆石炭系砂岩阻隔，在无大断层贯通情况下奥灰水较难充入矿井，但在邻近矿区皖北矿务局任楼矿井O2灰岩陷落柱突水量，曾达516 m3／min，造成淹井事故。

永城是一个新建矿区，目前9对生产矿井，矿井涌水量在投产初期涌水量较大，并与开采水平深度有一定关系，如表7－14所示。

表7－14　涌水量与开采水平深度的关系

五、平顶山煤田水文地质特征

平顶山矿区为多煤层特大型矿区内含煤岩系为石炭系太原组、二叠系山西组和石盒子组，共含煤七组（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚）88层，其中可采煤层五组（丙、丁、戊、己、庚）10层（丙3、丁5、丁6、戊8、戊9、戊10己15、己16、己17和庚20）。可采煤层总厚度平均15～18m煤系基底是寒武系碳酸盐岩，是一富水性强的含水层。上石炭统太原组（C3t）厚57～71m，下部为细晶质石灰岩（L6、L7）夹深色泥岩、砂岩及薄煤层；中部为泥岩、粉砂质泥岩及细砂岩，夹薄层灰岩（L4、L5）；上部为石灰岩（L1、L2、L32）及薄层泥岩、泥灰岩、粉砂岩和细砂岩，可采煤层庚20庚21，（局部可采）位于该层之下部。下二叠统山西组（Pl s）厚37～54m，下部为粉砂质泥岩、泥岩，夹煤2～4层；中部为细一粗粒砂岩；上部为泥质粉砂岩，夹“香炭煤”。山西组是本区主要含煤岩系，其中己14、己15、己16～17均是可采煤层。下二叠统下石盒子组（P1x）是不含煤组，主要为长石石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩，厚100～120m。上二叠统上石盒子组（P2s）、分两段，下段为含煤段，是陆相含煤岩系，含丙、丁、戊等煤组，岩性为杂色砂质页岩、细砂岩、泥质页岩，层厚617～652m；上段为不含煤段，岩性为粗粒长石石英砂岩，局部为巨砾至砾状砂岩，硅质胶结，坚硬致密，具有独特的地貌形态—平顶山形态，故有“平顶山砂岩”之称，该段厚100～200m。上石盒子组以上为上二叠统石干峰紫红色石英砂岩，第三系紫红色石英砂砾岩、粉砂岩、泥岩和泥灰岩，第四系松散层。

（一）含水层岩组及其富水性

本区的主要含水层组为寒武系灰岩和石炭系灰岩岩溶裂隙承压含水层。其次为煤系中的砂岩裂隙承压含水层，第三系泥灰岩和第四系沙砾层含水层。

1.寒武系灰岩岩溶裂隙含水层组：

中、上寒武统总厚380m，共分为四个层组，即毛庄组、徐庄组、张夏组、崮山组。其中张夏组含水性最强，是本区的主要含水层，其富水段厚度30～50m，岩溶裂隙发育，钻孔单位涌水量q＝0.0072～13.808m3／h·m，最大可达65 m3／h·m。

2.上石炭统太原组灰岩岩溶裂隙含水层组：

太原组总厚40～97.5m，含灰岩5～7层，自上而下编号为L1～L7，灰岩总厚约40m。其中L2、L7灰岩分布稳定，厚度大，对矿井充水影响大，为本区主要含水层。L7灰岩含水层是庚20、庚2l煤层的直接顶板，它上距已17煤层48～88m，一般为80m，下距寒武系灰岩含水层只有4～15m，一般为3～6。其富水性仅次于寒武系岩溶裂隙含水层。单位涌水量可达7.2m3／h·m二井揭露L7灰岩时，涌水量达1800m3／h。它制约着本区庚组煤的开采。L2灰岩含水层的厚度一般为10～15m，其距上方的己17煤层3～7.8m，一般为10m左右。该层岩溶发育，多为小溶洞，富水性仅次于L7灰岩含水层。二矿揭露L2灰岩时，涌水量达420m3／h。

3.二叠系煤系砂岩裂隙含水层：

二叠系煤系砂岩含水层可分为丁、戊、己三个含水层组。丁组砂岩厚度一般为16～30m；戊组砂岩一般厚11～19m；己组砂岩一般厚30m。它们的富水性较差，补给水源有限，以静储量为主，易于疏干，对二叠系煤层的开采影响不大，不会发生水害事故。

4.第三系泥灰岩岩溶裂隙含水层：

主要分布在矿区西南边缘及湛河两侧，沿基岩风化带古地形低洼处呈条带状分布，厚度0～28m，在五矿和七矿范围内最厚。泥灰岩岩溶裂隙发育，富水性强，钻孔单位涌水量q＝0.038～182m3／h·m，平均19.026 m3／h·m。由于该含水层超覆在寒武系、石炭系及己组砂岩含水层之上，加之埋深较浅，易接受大气降水和地表水的渗漏补给，对矿井充水有一定的影响。

5.第四系砂砾石孔隙水含水层：

分布在平顶山南麓的坡洪积砂砾石含水层厚6～60m，埋深10～100m，是煤系砂岩含水层的主要补给水源。分布在沙河、汝河河床及两侧的砂砾石含水层，厚8～85m，单位涌水量q＝9.36～59.72 m2／h·m，除对施工风井有影响外，对开采煤层影响不大。

（二）矿区水文地质边界条件

平顶山矿区是一断块隆起、四周为凹陷带的独立水文地质单元。这些凹陷带一般都有上千米的新生界沉积，它们与断块隆起区之间均以高角度正断层相隔。

1.水文地质周边界

矿区的北界为襄郏断层，西界为郏县断层，南界为鲁叶断层。由于这些正断层的断距均在千米以上，使矿区内外的含水层失去水力联系，所以均可视为隔水边界。矿区的东界和东南界由寒武系馒头组页岩以及毛庄组的泥灰岩、砂岩、页岩和泥岩组成。富水性和导水性都很弱，可视为相对隔水层。因此、在水平方向上，四周边界都为隔水边界。只有在郏县断层和鲁叶断层之间有一小豁口，在其西部有中寒武统灰岩出露，大气降水可通过这片裸露的灰岩区来补给矿区内的含水层，因此可视为—进水边界。

2.水文地质上下边界

剖面上部边界：在矿区西南部是第三系泥灰岩含水层呈条带状分布区，它超覆于煤系地层之上；部分地段为第四系砂砾石含水层，它们对浅部煤层开采有影响，是—进水边界。

剖面下部边界：煤系地层的基底寒武系石灰岩富水性强，且距太原组庚组煤只有几米，与太原组L7含水层有水力联系，故下部边界为一进水边界。

（三）水文地质条件分区

锅底山正断层断距100～270m，是本区延伸最大的断裂。该断层将李口向斜南翼的寒武系灰岩分割成两部分，东侧的寒武系灰岩与西侧的二叠系砂岩、泥岩对接，两侧的水力联系中断，从而使两侧的水文地质条件产生较大差异。因此，本矿区可以划分两个次一级水文地质单元，即西部水文地质单元和东部水文地质单元。

1.西部水文地质单元

该单元位于锅底山正断层以西。平顶山矿务局的五矿、七矿、九矿、和十一矿均处于该单元之中。该单元水文地质条件的特点如下：

（1）整个矿区的中、上寒武统灰岩露头都分布在该单元内，是矿区寒武系灰岩岩溶裂隙水的补给区，大气降水及地表水体直接渗入补给该含水层。

（2）第三系泥灰岩广泛分布在本单元的槽地内，呈N50°W方向的条带超覆于寒武系、二叠系之上，使这些含水层产生水力联系。

（3）地下水水位和矿井涌水量与大气降水和地表水（北干渠、西干渠）有密切关系。雨季和渠道放水季节、地下水水位升高，矿井涌水量增大，旱季或渠道不放水的时候则反之。不同季节矿井的涌水量可相差一倍以上。

（4）由于锅底山断层的阻水作用，各个矿的矿井排水是地下水的主要排泄形式，并以各矿为中心形成若干小型的降落漏斗。

（5）地下水的化学类型为HCO3—Ca型，且矿化度低（300mg／L），反映地下水径流通畅，补给充沛。

2.东部水文地质单元

东部水文地质单元位于锅底山断层以东，平顶山矿务局的一矿、二矿、三矿、四矿、六矿、八矿、十矿、十二矿都分布在该单元中，其水文地质条件的特点如下：

（1）地下水径流缓慢。该单元岩溶裂隙水的水质为HCO3·S04－Na·Ca型，矿化度为890mg／L，水温40.5℃，水中微量元素成分增多，显示出岩溶裂隙水滞缓的深循环特征。

（2）地下水补给量有限，地下水位持续下降。矿井长期排水，致使单元内地下水位出现持续下降，即便在雨季，基岩中的地下水水位也无明显的恢复。

四、矿井充水情况

1988年，全局14对矿井总排水量为56m3／min，其中来自寒武系和太原组的灰岩水占总水量的80%，而这些水又主要以突水的形式涌入井巷。1988年以来，突水量大于360m3／h的事故发生22次，造成淹井8次，淹没风井2次，淹没井底车场一次。在22次的突水事故中，有17次是由于寒武系和太原组灰岩水突入井巷造成的，占总突水次数的77.3%，多在巷道掘进揭露灰岩和开采己煤时发生底鼓突水。