【正文】 五、礦井充水因素分析（一）、礦井充水因素及相互聯(lián)系 第四系含水層據(jù)歷年礦井觀測資料表明,大氣降水、地表水、第四系中上部含水層水與礦井充水沒有關(guān)系。7煤頂板砂巖裂隙含水層7煤頂板砂巖裂隙含水層裂隙發(fā)育較差且不均一，整體富水性較弱，深部比淺部富水性更差，以靜儲量為主，工作面回采后涌水量一般不大，一水平首采工作面回采后最大可達(dá)15m3/h。奧陶系灰?guī)r含水層奧陶系灰?guī)r含水層為區(qū)域性強(qiáng)含水層，距開采山西組8煤層較遠(yuǎn)，對礦井開采山西組煤層一般無影響。巷道淋水雖沒造成安全事故，但對迎頭工人施工影響很大，嚴(yán)重影響了工期，增加了巷道施工成本。上山巷道突水時，水把巷道底板沖毀，給行人和材料運(yùn)輸帶來很大不便，也影響運(yùn)輸安全。當(dāng)采掘工作面遇到斷層或封閉不良鉆孔，導(dǎo)通其他含水層突然涌水，礦井涌水量會突然增大，2004年7月孔莊礦7352工作面回采期間，上部石盒子組分界砂巖水通過K35鉆孔突然涌入工作面，使礦井涌水量短期內(nèi)增大到345m3/h，隨后該工作面涌水量減小，礦井涌水量也隨之減小。老塘老峒水是將來的主要水害之一，其突水原因基本是因?yàn)橄锏婪较虬l(fā)生差錯、幫眼與老塘打透出水。因此，防治水應(yīng)多角度、多方位開展。根據(jù)DFJ1孔底含水位觀測資料，底含水已接近疏干狀態(tài)。根據(jù)四灰上述富水特點(diǎn)，對四灰水防治以疏放為主，淺部四灰水基本已疏放，深部四灰富水性差，一般對礦井安全生產(chǎn)威脅不大，但本著“有疑必探，先探后掘”的原則，當(dāng)采掘工作面靠近四灰含水層時，可根據(jù)探放水需要適量布置探放水孔，防止由于含水不均一或構(gòu)造等因素導(dǎo)致四灰含水層形成局部富水區(qū)而造成突水事故。1050水平計(jì)算范圍，西起王莊保護(hù)煤柱線，東止F62斷層，南以785水平為界，北至1050水平。三、涌水量計(jì)算結(jié)果評述采用大井法預(yù)算湖下620水平、1050水平涌水量，沒有考慮淺部涌水將有部分轉(zhuǎn)移到深部，也沒考慮隨著綜放采煤工藝的廣泛應(yīng)用，局部會有分界砂巖水滲入，故大井法預(yù)計(jì)的涌水量只能作為參考。1994年提交的《孔莊煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告》運(yùn)用了含水系數(shù)法、水平廊道法及大井法分別預(yù)計(jì)了375水平、620水平和850水平的礦井涌水量，現(xiàn)將預(yù)計(jì)的涌水量與實(shí)際涌水量進(jìn)行比較（見表44）。農(nóng)田塌陷后常年積水，已無法進(jìn)行正常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，被當(dāng)?shù)剞r(nóng)民改造成養(yǎng)魚塘，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。目前的礦井涌水量基本在190 m3/h左右，以往由于環(huán)保意識差，礦井水被直接排到河流中，污染了河流。1991年以后水力采煤投產(chǎn)，同時建成選煤廠一座，用水量增大，除地面水源井供水外，礦井水經(jīng)簡單沉淀后返回井下利用；煤水分離的水經(jīng)沉淀后也返回井下被重新利用，部分水用于洗選煤，從而降低了地面水源井的供水量。參考文獻(xiàn)（二）、通過對礦井水文地質(zhì)條件的分析研究，得出了井田內(nèi)各主要含水層的分布規(guī)律及其對煤炭開采的影響，進(jìn)一步分析了礦井的充水因素及突水規(guī)律，得出了礦井主要水害類型有：第四系底含水、分界砂巖水、7號煤層頂?shù)装迳皫r水、太原組L4灰?guī)r水、斷層水等，特別是7號煤層的頂板砂巖水和太原組四灰水是目前礦井充的主要含水層，其涌水量占礦井總涌水量的七成以上。生活用水、浴室用水、地面綠化用水等，其供水水源主要為通過地面水源井抽取第四系Ⅰ、Ⅱ砂層孔隙承壓含水層水，用水量每年約145萬噸。為盡量減小矸石山著火和粉塵對周圍環(huán)境的影響，現(xiàn)采取了對矸石山進(jìn)行灑水除塵的措施。地面塌陷后，孔莊煤礦及時運(yùn)送矸石對塌陷路段進(jìn)行了加高，確保了農(nóng)民的正常生產(chǎn)、生活。1975年147隊(duì)提交的《江蘇省沛縣大屯礦區(qū)孔莊井田地質(zhì)勘探精查報(bào)告（最終）》，其勘探范圍主要為16線以西的陸地部分，而礦井現(xiàn)在采掘范圍主要在東翼的湖下擴(kuò)區(qū)，因此，我們只對大屯煤電公司地質(zhì)隊(duì)1988年提交的《大屯礦區(qū)孔莊井田擴(kuò)區(qū)（山東省微山湖區(qū)）勘探地質(zhì)報(bào)告》中預(yù)計(jì)的涌水量與礦井實(shí)際涌水量進(jìn)行對比，該地質(zhì)報(bào)告運(yùn)用了含水系數(shù)比擬法預(yù)計(jì)了礦井開采山西組8號煤層時，第一水平涌水量為130m3/h，2006年度礦井第一水平實(shí)際涌水量為106m3/h，二者相差不大?？浊f煤礦深部改擴(kuò)建后，礦井生產(chǎn)能力提高到180萬噸/年，含水系數(shù)采用1996年到2006年礦井的平均含水系數(shù)進(jìn)行預(yù)計(jì)礦井正常涌水量，用礦井平均含水系數(shù)與最大含水系數(shù)的平均值進(jìn)行最大礦井涌水量預(yù)計(jì)。根據(jù)湖下620水平、1050水平的分布特點(diǎn)，采用大井法對其涌水量進(jìn)行預(yù)算。（三）太原組四灰?guī)r溶裂隙水四灰厚度大，分布穩(wěn)定，巖溶裂隙發(fā)育極不均一，淺部區(qū)域以及構(gòu)造影響區(qū)域含水比較豐富，往深部含水性逐漸減弱。根據(jù)所做的開采上限論證報(bào)告，已將Ⅰ5東采區(qū)開采上限提高到147m，Ⅰ6采區(qū)開采上限提高到130m。為保護(hù)封閉不良鉆孔（012孔、601孔）而留設(shè)了鉆孔保護(hù)煤柱，使大量煤炭資料無法回收。斷層水在巷道和工作面均突過水，7128工作面回采時遇一切頂斷層，水從斷裂處涌出，最大涌水量30m3/h，工作面回采結(jié)束后涌水還有15m3/h；在巖漿巖侵入?yún)^(qū)內(nèi)，斷層導(dǎo)水性強(qiáng)，7154工作面3號、4號切眼都曾碰到小斷層及其裂隙帶涌水，水量約2m3/h；，水量5m3/h；7176工作面104順槽開采時，引起F62斷層導(dǎo)水，四灰水通過斷層裂隙涌出，水量45m3/h，持續(xù)三個月。影響涌水量變化的因素?fù)?jù)歷年礦井觀測資料表明，大氣降水、地表水、第四系中上部含水層水與礦井充水沒有關(guān)系，礦井涌水量隨開采面積、年產(chǎn)量的增加而逐漸增大。一部皮帶下山施工中遇到石盒子組分界砂巖，打炮眼時出水，水量20m3/h，由于施工的下山巷道，造成迎頭積水，給迎頭施工造成很大不便，只能加緊排水，由于該層砂巖富含水，給巷道噴漿、支護(hù)帶來很大影響。（二）礦井突水及對生產(chǎn)的影響 礦井突水情況自建礦以來，孔莊煤礦始終堅(jiān)持“有疑必探，先探后掘（采）”的防治水原則，至今沒有發(fā)生過大的水害事故，但在巷道掘進(jìn)和工作面回采時，也會遇到頂、底板涌水，揭露老塘、老峒、斷層出水，都對生產(chǎn)造成了影響，具體突水情況見表37。如7176工作面104順槽因F62斷層影響與四灰對接，回采104順槽時發(fā)生四灰涌水，最大涌水量45m3/h，持續(xù)3個月。煤層開采后產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶一般不會波及到該層，但在間距較小的地方，綜放開采時該含水層的水也可通過導(dǎo)水裂隙帶滲入礦井。正斷層由于受到張拉力的作用，斷層帶相對較寬且密實(shí)程度差，導(dǎo)水的可能性比較大。各基巖含水層以第四系底含為紐帶，相互發(fā)生水力聯(lián)系，互相補(bǔ)給與循環(huán)，通過構(gòu)造裂隙帶、導(dǎo)水裂隙帶、封閉不良鉆孔，各含水層之間產(chǎn)生水力聯(lián)系，互為補(bǔ)給。多年來，對四灰含水層進(jìn)行疏放發(fā)現(xiàn)：四灰含水層淺部巖溶裂隙發(fā)育，含水性強(qiáng)，深部裂隙多被方解石充填，含水性弱，以靜儲量為主，徑流條件差，補(bǔ)給通道不暢，易于疏干，一般初始水量較大，但很快就減小，最終穩(wěn)定水量很小，Ⅰ6采區(qū)150水平、Ⅰ4采區(qū)375水平四灰水已疏干，Ⅰ6采區(qū)375水平四灰出水量已減小一半；由于F6斷層組及F12斷層等斷裂構(gòu)造影響，四灰水在平面上表現(xiàn)明顯分區(qū)性，各塊段間水力聯(lián)系差，利于不同塊段四灰水疏干，同一塊段內(nèi)四灰水連通性較好，特別在淺部連通性更好，如Ⅰ6采區(qū)375水平四灰出水，Ⅰ6采區(qū)150水平四灰出水量明顯變小，并很快疏干；深部由于裂隙被方解石充填，四灰水連通性差，含水性不均一。上述情況證實(shí)第四系底部含水層已成為礦井淺部開采的主要充水水源。寨山段：上部以白云巖為主，夾淺灰色灰?guī)r、巖溶角礫巖；中部為深灰、灰色豹皮狀灰?guī)r；下部青灰色泥晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，夾白云巖、泥晶灰?guī)r，底部見膏溶角礫巖。表35 區(qū)域奧灰含水層抽水試驗(yàn)成果表井田或煤礦鉆孔號水位標(biāo)高抽水時間單位涌水量（l/）水質(zhì)類型礦化度（g/l）沛城煤礦7312+ClMg2+Ca2+李樓井田水52+SO42Na+Ca2+水56+SO42+ClNa+Ca2+74+SO42Na+Ca2+金源煤礦41+ClCa2+Mg2+孔莊煤礦8703SO42(K++Na+)Ca2+表36 奧陶系水文地質(zhì)特征表 地層系統(tǒng)厚度（m）巖 性 特 征水文地質(zhì)參數(shù)含水性評價中奧陶統(tǒng)O2八陡組O2b～淺灰、灰色中厚層狀泥晶灰?guī)r夾豹皮狀灰?guī)r，局部夾薄層泥巖，局部發(fā)育溶孔、溶蝕裂隙。（七）、本溪組，由泥巖、棕色灰?guī)r組成，全井田所有施工鉆孔均無漏水現(xiàn)象，區(qū)域資料表明該組灰?guī)r含水性弱，可視作相對隔水層。從1993年到2005年，孔莊礦已探放四灰水7次，巷道揭露四灰12次，其中：1993年在東四采區(qū)375大巷探放四灰水，單孔最大出水量為35m3/h，2003年在東六采區(qū)375大巷，巷道穿四灰125m，巷道最大出水量為60m3/h?？浊f井田2005年施工的井筒檢查孔對上盒子組、下石盒子組及山西組的含水層進(jìn)行了混合抽水，抽水資料：Q=，q=，k=,，水質(zhì)類型ClHCO3SO42（K++Na+）。此層距山西組頂界約200m。孔莊擴(kuò)區(qū)湖5號孔礦區(qū)供水的主要開采層位Ⅲ含孔莊井田內(nèi)不發(fā)育Ⅳ含由褐黃、灰白色中、粗砂組成，砂層厚度變化大，夾02層薄層粘土。中等7煤層頂板砂巖水含水性弱，以靜儲量為主，易疏干，在露頭處接受底含水補(bǔ)給，在有些斷層附近接受四灰水補(bǔ)給，補(bǔ)給量較差，對礦井安全無威脅。生產(chǎn)中遇到封閉不良鉆孔時，能啟封的盡量啟封，不能啟封的留設(shè)鉆孔保護(hù)煤柱，井田內(nèi)的012鉆孔、601鉆孔都留設(shè)了鉆孔保護(hù)煤柱。另外，自1976年礦井投產(chǎn)以來，先后在井下施工探放四灰水鉆孔7個，巷道揭露四灰12次，有效地消除了四灰水的威脅，保證了生產(chǎn)安全，從而摸清了四灰水的賦存狀況和特性，為深部四灰水的防治提供了可靠資料。表31 水文地質(zhì)工程量表項(xiàng) 目孔 數(shù)小計(jì)合 計(jì)第四系取芯全 部4393中 下 部50抽（注）水試驗(yàn)3333采 樣水 樣1768土 樣17巖 樣物理力學(xué)山西組19太原組8本溪組1灰?guī)r化學(xué)成份分析6鉆孔簡易水文觀測8787完成的專題水文地質(zhì)勘探項(xiàng)目有：7111工作面、8111工作面“兩帶”觀測。第二節(jié) 礦井水文地質(zhì)孔莊井田為一傾向NW緩傾斜單斜構(gòu)造，地層走向N60176。（三）、下石盒子組底部分界砂巖裂隙發(fā)育，鉆孔揭露該層時有不同程度的漏水。京杭運(yùn)河自北而南流經(jīng)井田東部，河面寬約800m，挖工莊河自西南至東北經(jīng)井田北部匯入京杭運(yùn)河、蘇北堤河、順堤河由北而南橫貫井田中部，河寬30～40m。頂板多為砂質(zhì)泥巖或砂泥巖互層，底板為砂巖、砂質(zhì)泥巖。煤層全區(qū)發(fā)育，10線以西，煤層大部分受巖漿巖侵入破壞，煤質(zhì)變?yōu)樘烊唤够虮粠r漿巖所代替，10線以東，～?？浊f井田無褶曲存在。第三節(jié) 礦區(qū)地質(zhì)概況本區(qū)為全掩蓋式煤田，為華北型石炭二迭系含煤建造，屬于山東地臺“魯西穹折”的豐沛背斜之北翼，靠近背斜軸部，構(gòu)造形態(tài)為一傾向北西的單斜構(gòu)造。7109工作面煤層平均傾角18176。785m上、下山生產(chǎn)水平主要采區(qū)有ⅢⅢⅢⅢⅢⅣⅢ3下、Ⅲ4下、Ⅲ5下等九個采區(qū)，其中Ⅲ1采區(qū)為村莊壓煤，暫不可采，Ⅲ4采區(qū)為村莊壓煤，部分可采。當(dāng)年6月，燃化部在沛縣對三礦的初設(shè)進(jìn)行了審查，10月，以（72）燃煤開字52號文同意三對礦井按設(shè)計(jì)施工。1977年2月到7月，大屯地質(zhì)隊(duì)以普查為目的，在21線以西完成鉆孔9個，350個物理點(diǎn)，于同年10月提交了控制范圍為8Km2的普查報(bào)告。據(jù)沛縣氣象站資料：，（2003年）， mm（1988年），（1971年8月9日），大氣降水多集中在8月份。 57′13″，北緯34186。近年來正在發(fā)展的開放復(fù)雜巨系統(tǒng)理論、非線性動力系統(tǒng)理論、以及耗散結(jié)構(gòu)理論等，都會對今后水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展，發(fā)生深遠(yuǎn)影響。這主要決定于作業(yè)場所所處的地質(zhì)構(gòu)造部位，含水層的富水性、可能的補(bǔ)給水量和水壓，以及工程對各含水層的揭露、貫穿或波及破壞程序。因此,開展孔莊煤礦的水害防范對策研究具有一定的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價值。 , 。水害的嚴(yán)重程序，受多方面因素影響，如礦井水文地質(zhì)條件，礦井開拓、開采對地下水源平衡條件的破壞等。地下水資源的研究，也從數(shù)學(xué)模型發(fā)展到管理模型與經(jīng)濟(jì)模型的研究。二、交通礦區(qū)交通方便，有徐（州）沛（屯）鐵路專用線，在沙塘與隴海鐵路接軌，有礦區(qū)支線到達(dá)孔莊煤礦。該地區(qū)多季節(jié)風(fēng)，春夏季多東南風(fēng)，秋冬季多偏北風(fēng)，全年以東南偏東風(fēng)為主，,湖區(qū)風(fēng)力一般在5級左右，雷暴期在4～9月份。經(jīng)山東省礦產(chǎn)儲量委員會1989年魯?shù)V儲決字第11號批準(zhǔn)，表內(nèi)儲量（B+C）為11566萬噸，其中B級儲量2984萬噸，C級儲量8582萬噸，表外儲量（B+C）為1240萬噸，其中B級儲量273萬噸。開采深度從130m~1300m。2002006年主要回采了Ⅳ2采區(qū)7431綜放面、Ⅲ3采區(qū)7357352綜放面、Ⅰ4采區(qū)8177177176水采面、Ⅰ5采區(qū)7198191水采面、Ⅰ6采區(qū)7109綜采面。工作面面積152725m2，；7353工作面煤層平均傾角25176。左右，湖下擴(kuò)區(qū)部分的地層走向變化較大，主要原因是受井田內(nèi)大斷層的影響，地層走向從NE50～90176。本區(qū)含煤地層有太原組、山西組、下石盒子組，含煤20余層，％；可采煤層5層(7,7下、121)，％。 7下煤層位于山西組，～。北面的滕縣煤田北部和東部、南面的徐州九里山煤田的東部和南部均零星分布著一些以寒武系、奧陶系巖溶地層組成的低山丘陵，相對高差30～50m，構(gòu)成天然分水嶺，接收大氣降水的補(bǔ)給，形成區(qū)域基巖水的補(bǔ)給區(qū)。（一）、第四