【正文】 為 推 斷 斷 層 ， 不 可 靠 。第 4 節(jié) 地 下 水 補 給 、 徑 流 與 排 泄 條 件根 據(jù) 前 面 分 析 可 知 ， XXX礦 井 田 發(fā) 育 的 主 要 地 下 含 水 層 有 第 四 系 松 散 沉 積 孔隙 潛 水 含 水 層 、 二 1煤 頂 板 砂 巖 及 碎 屑 巖 厚 層 裂 隙 孔 隙 含 水 層 、 二 1煤 底 板 太 原 群薄 層 灰 巖 巖 溶 裂 隙 承 壓 含 水 層 和 深 部 寒 武 奧 陶 系 灰 巖 巖 溶 裂 隙 含 水 層 。 它 們 的 水 位 呈 明 顯 下降 趨 勢 ， 改 變 了 以 自 然 逕 流 排 泄 為 主 的 狀 態(tài) ， 根 據(jù) 礦 井 不 同 含 水 層 突 水 點 的 水 量 動態(tài) 和 水 質(zhì) 特 征 和 穩(wěn) 定 同 位 素 分 析 ， 大 氣 降 水 通 過 露 頭 區(qū) 大 面 積 入 滲 仍 然 是 二 1煤層 頂 板 碎 屑 巖 類 水 和 底 板 灰 巖 巖 溶 水 的 主 要 補 給 源 ， 在 淺 部 的 部 分 采 動 塌 陷 裂 隙 區(qū)二 1煤 層 頂 板 碎 屑 巖 類 含 水 層 也 接 受 地 表 徑 流 滲 入 補 給 。巖溶水突水時，一般水量大、來勢猛、不易疏干，會給礦井帶來巨大災害。根據(jù)目前資料分析，二 1煤直接頂板逆推斷層碎屑巖具有匯集其上覆砂巖下滲水并導入礦井的作用。根據(jù)大量資料和斷層導突水事例統(tǒng)計分析認為，斷層的導水 16 / 39性受到兩盤巖性的直接影響。從礦床水文地質(zhì)角度來看，可以把工作面頂板簡單地劃為兩帶，即垮落裂隙帶（冒落帶和導水裂隙帶之和）和整體移動帶，對礦井突水有意義的主要是垮落裂隙帶。這一點已被目前揭露的水文地質(zhì)條件所證實。 礦井采掘擾動：從礦井采掘?qū)游慌c含水層的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系可知，二 1 煤層與其頂板碎屑巖砂巖含水層之間并不存在穩(wěn)定明顯的隔水層，礦井采掘活動一旦揭露二 1 煤層，必然造成其頂板碎屑巖砂巖含水層水流入礦井，流入水量的大小直接受采掘擾動裂隙波及含水層空間范圍的大小及其與天然導水裂隙的溝通情況。著重查明礦區(qū)主要充水含水層的富水性、滲透性、水位 、水質(zhì)、水溫、動態(tài)變化以及地下水徑流場的基本特征，特別是主采煤層頂?shù)装甯羲畬铀惺艿撵o水頭壓力，確定礦區(qū)水文地質(zhì)邊界位置及其水文地質(zhì)性質(zhì)。第六章 防治水技術(shù)與工程規(guī)劃主要水文地質(zhì)研究工作基礎(chǔ)礦井水文地質(zhì)條件技術(shù)研究與技術(shù)分析是制定切合實際的合理的礦井防治水工程措施及其相關(guān)工作的基礎(chǔ)和前提，只有通過深入系統(tǒng)的礦井水文地質(zhì)和礦井水害特征技術(shù)研究和技術(shù)分析，真正認識和把握了礦井水害發(fā)生發(fā)展的規(guī)律和控制條件，才能確保制定出科學合理的礦井水文地質(zhì)安全保障工程與措施體系。為了確保礦井－110 水平的安全回采和礦井向深部水平延伸過程中的水文地質(zhì)安全，尚需要進行必要的井上、下鉆探、物探、放水試驗、水化學試驗、相關(guān)測試分析等水文地質(zhì)勘探工作。應力是反映煤層底板發(fā)生破壞的重要指標，煤層底板應力場中任意一點的應力值隨工作面的推進不斷發(fā)生變化。疏水降壓工程：所謂疏水降壓防治礦井水害技術(shù)就是對威脅礦井安全生產(chǎn)的主要充水含水層水，通過專門的工程和技術(shù)措施在人工受控的條件下進行超前預疏干或疏降水壓，進而減少或消除其在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中對礦井安全的威脅。但該含水層動水量有限，且隨著開采深度的增加，其水量有減少的趨勢。⑤ 煤層底板存在高承壓含水層，且煤層與含水層之間的隔水層厚度較薄，在自然狀態(tài)下隔水層不能阻抗高壓水的破壞和侵入。規(guī)劃監(jiān)測工作量如表 73 所示：表 73 底板水害實時監(jiān)測預警工作面規(guī)劃表 31 / 39監(jiān)測工作面 監(jiān)測指標 監(jiān)測點數(shù) 主要目的 備注21021底板應力、應變、水溫、水壓6～ 8 個 實時監(jiān)測工作面回采過程中水害條件變化，并進行水害超前預報21041 同上 同上 同上每個工作面監(jiān)測點的具體位置應根據(jù)水文地質(zhì)條件研究確定，根據(jù)監(jiān)測效果可適當增加監(jiān)測工作面的數(shù)量。③ 通過對采動過程中危險區(qū)底板突水參數(shù)的實時監(jiān)測，分析參數(shù)變化情況并對可能發(fā)生的突水做出提前預報。⑥根據(jù)含水層水壓導升規(guī)律、采礦對底板的破壞擾動規(guī)律、底板保護層的結(jié)構(gòu)性特點提出底板巖層的有效保護層厚度分布規(guī)律。井上下探測、監(jiān)測與水文地質(zhì)試驗緊密結(jié)合；（3）以地下水信息監(jiān)測為基礎(chǔ)，建立礦井水害水情實時監(jiān)測體系。（4）根據(jù)工作面回采條件（采厚、采寬、推進速度、采煤方法等）和巖石力學性質(zhì)，計算分析回采過程和回采完成后對頂?shù)装搴?、隔水層的破壞特征和破壞程度。目前的資料已經(jīng)顯現(xiàn)出隨著含水層埋藏深度的增加，其富水性具有減弱的趨勢。（2）突水水壓大、流速高：北方型煤田厚層灰?guī)r含水層主要是奧陶系灰?guī)r含水層，該含水層賦存于煤系地層之下一定的深度，且在煤層和含水層之間存在有一定厚度的隔水層，奧陶系灰?guī)r含水層往往在平面上延展的范圍較大，其主要在地勢較高處的裸露露頭區(qū)接受大氣降水或地表水補給，在煤層之下的含水層水往往處于高承壓狀態(tài)，一旦發(fā)生突水，往往呈現(xiàn)出突水點水壓大，突水流速高的特點。該帶一般由下而上，其裂隙和離層程度由強變?nèi)酢τ谝恍┚薮蟮臄嗔?，由于斷層兩盤的牽引裂隙廣泛發(fā)育，該類斷層（斷層帶）除了具有導水性質(zhì)外，其斷裂帶本身就是一個含水體，因而還具有充水水源的性質(zhì)。大氣降水對各個含水層的補給由于受含水層滲透性能的影響，補給方式以緩慢滲入式為主，補給的水量要經(jīng)過較長時間的滲流才能進入礦井。所謂自身充水水源主要是指煤層本身就是含水層。 二 1煤 層 頂 板 滑 體 破 碎 帶 及 上 覆 碎 屑 巖 類 含 水 層 地 下 水 接 受大 面 積 大 氣 降 水 入 滲 后 ， 循 著 風 化 裂 隙 、 層 面 裂 隙 、 構(gòu) 造 裂 隙 等 組 成 的 不 規(guī) 則 網(wǎng) 狀裂 隙 系 統(tǒng) 自 北 向 南 運 移 。 該 含 水 層 屬 富 水 中 等的 巖 溶 裂 隙 承 壓 水 ， 為 二 1煤 層 底 板 直 接 充 水 含 水 層 。 為 推 斷 斷 層 ， 不 可 靠 。（ 3） F1 斷 層 ： 位 于 13202 鉆 孔 南 ， 長 約 。 滑 動 斷 裂 面 為 上 、 下 盤 的 過 渡 帶 ， 沿 二 1 煤 附 近 的 軟 弱 層 的 展布 ， 其 兩 側(cè) 巖 性 主 要 為 斷 層 泥 、 斷 層 角 礫 巖 ， 原 巖 特 征 遭 到 破 壞 ， 擠 壓 揉 搓 ， 流 變現(xiàn) 象 明 顯 ， 強 度 較 低 。（ 3） 上 統(tǒng) 石 千 峰 組 (P2sh)本 區(qū) 二 疊 系 上 統(tǒng) 石 千 峰 組 以 滑 體 形 態(tài) 存 在 ， 屬 于 滑 動 構(gòu) 造 上 覆 系 統(tǒng) ， 區(qū) 內(nèi) 保 存最 大 厚 度 400m 左 右 ， 上 段 (舊 稱 土 門 組 )由 灰 綠 色 細 粒 砂 巖 、 粉 砂 巖 組 成 ， 夾 多 層淺 灰 色 同 生 礫 巖 ， 頂 部 以 灰 紫 色 中 細 粒 砂 巖 為 主 ： 下 段 為 灰 白 色 中 粗 粒 長 石 石 英 砂巖 ， 厚 58m 左 右 ， 為 本 區(qū) 標 志 層 ， 俗 稱 平 頂 山 砂 巖 。（ 二 ） 石 炭 系 (C)（ 1） 上 統(tǒng) 本 溪 組 (C3b)石 炭 系 上 統(tǒng) 本 溪 組 主 要 為 灰 、 淺 灰 色 鋁 質(zhì) 泥 巖 ， 具 鮞 、 豆 狀 結(jié) 構(gòu) ， 含 大 量 黃 鐵礦 結(jié) 核 。礦井目前布置了 11 一個生產(chǎn)采區(qū)，布置了 11001 一個回采工作面，11060 一個備用工作面，上探巷、下探巷及 11060 上付巷三個掘進工作面。本 區(qū) 位 于 大 陸 性 半 干 燥 濕 度 不 足 帶 ， 夏 秋 兩 季 炎 熱 多 雨 ， 冬 、 春 低 溫 干 旱 。規(guī)劃的主要內(nèi)容包括：礦井防治水基本原則和技術(shù)路線；礦井日常水文地質(zhì)工作內(nèi)容與要求；井田水文地質(zhì)補充勘探；二 1 煤底板奧灰水帶壓開采技術(shù)； 放水試驗；采煤工作面底板突水預測預報；采煤工作面底板原位應力測試；防治水治理改造工程；礦井防排水系統(tǒng)改造；防治水工程實施進度與費用概算。因此，需要研究和評價礦井開采水文地質(zhì)條件，分析開采受水害威脅程度，提出針對性的防治水工作內(nèi)容，指導礦井防治水工作有序進行，確保礦井生產(chǎn)安全。本 礦 區(qū) 地 勢 呈 東 北 高 西 南 低 ， 區(qū) 內(nèi) 最 高 海 拔 +， 最 低 海 拔 +， 相對 高 差 ， 屬 低 山 丘 陵 區(qū) ， 區(qū) 內(nèi) 沖 溝 發(fā) 育 ， 有 利 于 大 氣 降 水 的 排 泄 。礦井開拓、開采現(xiàn)狀礦井采用斜井單水平上山開拓，礦井共有兩個井筒，主副斜井井 筒 斷 面 均 為 半 圓拱 形 ， 凈 寬 ， 中 心 凈 高 ， 凈 斷 面 積 ㎡ 。（ 一 ） 奧 陶 系 (O2)中 統(tǒng) 馬 家 溝 組 (O2m)奧 陶 系 中 統(tǒng) 馬 家 溝 組 為 深 灰 、 蘭 灰 色 結(jié) 晶 石 灰 巖 ， 上 部 常 含 黃 鐵 礦 晶 體 與 結(jié) 核 ，下 部 為 灰 色 角 礫 狀 灰 巖 ， 底 部 含 泥 質(zhì) 。（ 2） 上 統(tǒng) 下 石 盒 子 組 (P1x)、 上 石 盒 子 組 (P2S)本 區(qū) 二 疊 系 上 統(tǒng) 下 石 盒 子 組 以 滑 體 形 態(tài) 存 在 ， 屬 于 滑 動 構(gòu) 造 上 覆 系 統(tǒng) ， 受 蘆 店滑 動 構(gòu) 造 鏟 蝕 影 響 ， 區(qū) 內(nèi) 保 存 最 大 厚 度 80m 左 右 ， 由 灰 、 灰 綠 色 泥 巖 、 砂 質(zhì) 泥 巖夾 薄 層 細 粒 砂 巖 、 粉 砂 巖 組 成 ， 含 薄 層 炭 質(zhì) 泥 巖 及 不 可 采 煤 層 。 兩 滑 面 在 剖 面 上 形態(tài) 為 犁 形 ， 南 陡 北 緩 ， 至 深 部 兩 滑 面 相 交 合 并 為 一 個 滑 面 [蘆 F1]， 主 滑 面 [蘆 F1]存 在 于 二 1 煤 層 頂 板 附 近 ， 距 離 煤 層 0～ 5m， 局 部 地 方 下 扎 造 成 滑 動 薄 、 無 煤 帶 。 13505 孔 見 斷 點 ， 上 盤 太 原 組L8 灰 巖 與 下 盤 L3 灰 巖 接 觸 ， 落 差 35m。（ 1） 郜 F15位 于 XXX 村 東 ， 為 正 斷 層 ， 長 約 。 椐 《 河 南 省 登 封 煤 田 郜 城 井 田 精 查 地 質(zhì) 報 告 》中 抽 水 資 料 ， 單 位 涌 水 量 ～ L/， 滲 透 系 數(shù) 為 K=～ ，水 位 標 高 +～ 。 不 同 的 入 滲 條 件 和 地 形 的結(jié) 合 ， 會 構(gòu) 成 不 同 的 降 水 入 滲 補 給 條 件 ， 一 般 匯 流 地 形 最 有 利 于 大 氣 降 水 時 礦 坑 水的 入 滲 補 給 ， 而 散 流 地 形 則 不 利 于 大 氣 降 水 對 地 下 含 水 層 的 補 給 。所謂直接充水水源是指含水層與煤層直接接觸或礦山生產(chǎn)與建設(shè)直接揭露含水層而導致含水層水進入礦井的充水含水層。但對于近年來頻繁發(fā)生的小煤窯和相鄰廢棄礦井突水，除了具有上述特征外，由于廢棄礦井或小煤窯往往與地表水或某種地下含水層水勾通并接受補給，所以一旦發(fā)生突水，也可持續(xù)較長時間，并且很難疏干。（3） 面狀導水通道：如發(fā)育于頂、底板巖層的各類裂隙等。采空區(qū)頂板巖層的破壞變形形態(tài)與規(guī)律會受到采空空間幾何結(jié)構(gòu)，頂板巖性及其組合，礦床產(chǎn)狀及采礦方法，巖石應力環(huán)境及其受力狀態(tài)等多種因素的控制，不同條件的組合會產(chǎn)生完全不同的頂板巖石變形破壞特征，但就一般規(guī)律而言，采空區(qū)上方可劃分出三個不同性質(zhì)的破壞和變形影響帶。陷落柱與巖溶塌洞：由于我國廣泛分布的華北石炭二疊系煤層的基底發(fā)育有巨厚的奧陶系石灰?guī)r含水層（一般厚度在 600～800m） ，巨厚層可溶碳酸巖的存在，使得其在漫長的地質(zhì)歷史過程中形成了巨大的地下溶蝕空洞，這為陷落柱的發(fā)育形成創(chuàng)造了有利條件。如果沒有大氣降水的補給，隨著礦井的生產(chǎn)排水，含水層水會逐漸趨于疏干，礦井的涌水量會逐漸減少。（2）查明采區(qū)或工作面范圍內(nèi)存在的小規(guī)模隱伏導水構(gòu)造，如斷層、裂隙發(fā)育帶及其分布與展布規(guī)律。（8）對于深部開采的礦井，應詳細查明主要充水含水層的富水性及導水斷裂破碎帶向深部的變化規(guī)律。③根據(jù)我國相似條件礦井的觀測資料并結(jié)合告成煤礦的具體水文地質(zhì)條件分析研究二 1 煤底板 L14 灰?guī)r含水層及奧陶系灰?guī)r含水層承壓水在本區(qū)煤層底板保護層中的導升高度與分布特點。主要監(jiān)測試驗工作工作面回采過程中底板水害實時監(jiān)測與預警為確保工作面安全開采，避免突水災害事故發(fā)生，在查清工作面地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，針對采面底板存在的可能發(fā)生突水的危險區(qū)，通過突水監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測采動過程中煤層底板隔水層中應力、應變、水壓、水溫等參數(shù)的變化規(guī)律，來 29 / 39確定二 1 煤回采過程中煤層底板隔水層的破壞帶和隔水層下伏的強含水層“ 導升”高度的變化狀況，即在煤層底板隔水層中安裝專用傳感器，通過監(jiān)測傳感器的參數(shù)變化，監(jiān)測數(shù)據(jù)的計算和綜合分析，達到對可能發(fā)生突水的危險區(qū)突水前兆提前進行預報之目的 。監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理：煤層底板突水監(jiān)測系統(tǒng)為由巖水多參數(shù)測定儀和傳感器組成的監(jiān)測系統(tǒng)。④ 煤層頂板間接含水層與煤層之間隔水層的厚度小于工作面頂板冒落帶與裂隙帶高度。疏水工程布置與疏水原理如圖 7圖 73 所示。為了減少或消除采掘過程中大量的水短時間涌入礦井給礦井正常生產(chǎn)與建設(shè)帶來影響或超過礦井設(shè)計的排水能力而造成淹井事故，需要在人工受控條件下預先對含水層水進行疏放。 應變是用來度量巖體變形程度的量，其值