【文章內(nèi)容簡介】 外，一般含水 王家峪煤業(yè)有限公司 探放水設(shè)計 16 性較差。 2） 二疊系碎屑巖類含水層：盡管含水層數(shù)多，但單層厚度小，厚度及巖性巖相變化大， 砂巖局部裂隙發(fā)育，具有一定富水性，但裂隙大多不發(fā)育， 以弱含水為主，補給條件差，加之含水層間均有砂質(zhì)泥巖或泥巖隔水層，致使不僅砂巖含水層本身橫向與垂向上水力聯(lián)系相對較弱，而且同其它含水層水力聯(lián)系亦較差。 3） 石炭系石灰?guī)r巖溶裂隙含水 層：由于單層厚度小，埋藏較深，巖溶裂隙發(fā)育程度低，之間又有砂質(zhì)泥巖、泥巖隔水層，在自然狀態(tài)下，垂向上水力聯(lián)系較差。井田范圍內(nèi)無石炭系地層出露，且埋藏較深，大氣降水對本含水層補給影響較弱。但在導(dǎo)水?dāng)嗔褬?gòu)造發(fā)育地段，可接受其他含水層水的垂向補給。 4） 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層：由于厚度大，在井田外東北部廣泛分布，為大氣降水的補給提供了良好的條件，通過巖溶裂隙導(dǎo)水通道向南偏西徑流。井田范圍內(nèi)無奧陶系地層出露，上下含水層水力聯(lián)系較差。 三、 含水層 第四系松散含水層 第四系沖積層主要由粗砂、礫石組成，粒徑 ，主要分布在現(xiàn)代河床附近，由于地表水流的入滲，因而局部含水量較大。 基巖風(fēng)化裂隙含水層 受基巖巖性和地形地貌影響，富水性隨風(fēng)化裂隙的發(fā)育程度而異。局部風(fēng)化裂隙發(fā)育，富水性較強，泉水多流自本層。鉆孔鉆至此層，大都發(fā)生漏水現(xiàn)象，推測該含水層局部地段富水性較強。該含水層可接受大氣降水，地表水及松散含水層的補給，含水較豐富，但富 王家峪煤業(yè)有限公司 探放水設(shè)計 17 水差異性大。區(qū)域內(nèi)此含水層出露的泉水流量可達 140L/s。 下石盒子組砂巖裂隙含水層 井田內(nèi)上、下石盒子組含有多層中粗粒砂巖，但裂隙大都不發(fā)育，據(jù)補勘鉆孔鉆進情況， 沖洗液消耗量均不大。根據(jù)區(qū)域資料，該含水層富水性較弱。 二疊系山西組砂巖裂隙含水層 井田內(nèi)沒有二疊系山西組部分地層出露，據(jù)鉆孔揭露資料，二疊系山西組地層含有數(shù)層厚度不等的中粗粒砂巖，砂巖局部裂隙發(fā)育，具有一定富水性。 據(jù)井田內(nèi) 20xx 年施工的補 1 號孔對 K8砂巖與山西組砂巖混合抽水 試 驗 成 果 ： 鉆 孔 單 位 涌 水 量 q=，滲透系數(shù)K=，水位標(biāo)高 +，富水性弱，水質(zhì)類型為 SO4178。 HCO3— Ca178。 Mg 型。 據(jù)井田內(nèi) 20xx 年施工的奧灰長觀孔對山西組含水層抽水試驗資料： 單 位涌水量 q=，滲透系數(shù) K=，水位標(biāo)高 +，富水性弱，水質(zhì)類型為 HCO3178。 SO4178。 ClNa 型。 太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層 本含水層主要由太原組三層穩(wěn)定石灰?guī)r組成，即 K K3和 K4石灰?guī)r。三層石灰?guī)r平均厚度分別為 、 和 ，埋藏較淺，局部裂隙、巖溶發(fā)育。 據(jù)井田內(nèi) 20xx 年施工的補 1 號孔對太原組 K K K4含水層進行混合抽水試驗資料：單位涌水量 q=，滲透系數(shù)K=，水位標(biāo)高 +，富水性弱，水質(zhì)類型為 SO4178。 HCO3— Ca178。 Mg 型水。 王家峪煤業(yè)有限公司 探放水設(shè)計 18 據(jù)井田內(nèi) 20xx 年施工的奧灰長觀孔對太原組含水層混合抽水試驗資料： 單位涌水量 q=，滲透系數(shù) K=，水位標(biāo)高 +，富水性弱， 水質(zhì)類型為 SO4178。 ClNa178。 Ca 型 。 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層 為 井田內(nèi) 最主要的含水層 組， 埋藏較深。 由石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r、泥灰?guī)r及溶洞中次生沉積物等組成， 井田內(nèi) 主要含水層為上馬家溝組 中 段及下段幾層角礫狀石灰?guī)r 。 根據(jù)井田內(nèi) 20xx 年施工的補 1 號孔揭露奧 灰 ，巖溶裂隙不發(fā)育，根據(jù)其抽水試驗資料：單位涌水量 q=， 滲透系數(shù) K=， 奧 灰 水 水 位 標(biāo) 高 + ， 水 質(zhì) 類 型 為SO4178。 HCO3— Ca178。 Mg 型水。由于奧陶系灰?guī)r含水層富水行不均勻， 補 1號水文孔 未揭露奧陶系中統(tǒng)主要含水層 O2s 地層， 巖溶裂隙不發(fā)育 ，導(dǎo)致 抽水成果代表性較差，對該水文孔的奧灰水位僅進行參考，不予利用。 根據(jù)井田內(nèi) 20xx 年施工的奧灰長觀孔資料：揭露奧灰地層，鉆孔 單位涌水量 q=， 滲透系數(shù) K=，奧灰 水水位標(biāo)高 +，富水性弱， 水質(zhì)類型為 HCO3178。 SO4Ca 型水。 結(jié)合區(qū)域區(qū)域水文地質(zhì)資料推測，本井田奧灰水位標(biāo)高為 +678～+682m， 奧灰水流向為由北向南。 四、主要 隔水層 3 號煤層頂板以上層間隔水層 山西組、下石河子組含水層之間分布有厚度不等的泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度大多在 2m20m 之間，一般不透水，可起到良好的層間隔水 王家峪煤業(yè)有限公司 探放水設(shè)計 19 作用。 根據(jù)井田內(nèi)奧灰水長觀孔采取的巖石力學(xué)樣資料：頂板砂質(zhì)泥巖抗壓強度為 ，平均 ；抗拉強度為 ，平均 ；抗剪強度為 ，平均 。 本溪組泥質(zhì)巖隔水層組 井田本溪組厚度 ～ ，平均 ，巖性主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖等泥巖組成，巖質(zhì)致密，隔水性好，是阻斷奧灰水與煤系地層水力聯(lián)系的重要隔水層。 根據(jù)井田內(nèi)奧灰水長觀孔采取的巖石力學(xué)樣資料： 泥巖、鋁質(zhì)泥巖抗壓強度為 ，平均 ；抗拉強度 ，平均 ；抗剪強度為 ，平均 。砂質(zhì)泥巖抗壓強度 為 ，平均 ；抗拉強度為 ，平均 ；抗剪強度為 ，平均 。 五 、礦井充水因素分析 1. 大氣降水對礦井充水的影響 大氣降水可通過松散沉積物空隙及基巖風(fēng)化裂隙向下入滲，但山西組、太原組含水層之間分布有厚度不等的泥巖隔水層，阻隔大氣降水向下入滲補給。另外本礦 15 號煤層埋深相對較深，煤層開采產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶不能達到地表及基巖風(fēng)化帶。因此，大氣降水對 15 號煤層礦井充水影響較小。 地表 主要河流為洪水河，于井田北部邊界 附近由東北向西南流過，至西南西營鎮(zhèn)匯入濁漳河北源河。洪水河常年流水，為本區(qū)主要河流，屬海河流域漳河水系濁漳河支流。另外，在井田南部還發(fā)育一條季節(jié)性河流下合河，沿井田南部邊界附近流過，向西南匯入洪水河。下合河平時水量很小，旱季干涸無水，雨季匯集洪水，沿溝排泄，水 王家峪煤業(yè)有限公司 探放水設(shè)計 20 量隨季節(jié)變化。 井田內(nèi)無其它大的地表水體。 現(xiàn)生產(chǎn)礦井井口有 5 個，分別為主立井、副立井 、 回風(fēng)立井 及新掘主斜井、副斜井 ，井口標(biāo)高分別為 +、 +、 +、+、 +， 當(dāng)?shù)刈罡吆樗粯?biāo)高為 + 左右，井口標(biāo)高均高于當(dāng)?shù)刈罡吆樗粯?biāo)高 ，地表水對礦井 15 號煤層開采影響不大。 但在雨季仍然不能放松警惕，應(yīng)采取設(shè)置防洪堤、防洪排澇措施，以確保安全。 大氣降水是 礦井 水的間接補給來源，即降水通過基巖裂隙及松散沉積物孔隙滲入井下，在巖石裂隙相互勾通的情況下進入坑道，由于降水量的季節(jié)變化， 礦井 涌水量亦具明顯的動態(tài)變化特征。 3 號煤層直接充水含水層為其上部砂巖裂隙含水層。據(jù)補 1號孔抽水試驗，單位涌水量 q=。為弱富水含水層，據(jù)該礦開采情況， 3 號煤層 井下涌水量為 60～ 100m3/d，礦井水主要來源于煤層頂板的砂巖裂隙含水層滲水。 15 號煤層礦井水主要來源于其上部 K2石灰?guī)r含水層滲水。目前開采 15 號煤層井下涌水量 1760～2390m3/d，水量一般，只要按時抽排，一般不會對礦井生產(chǎn)形成大的威脅。 板含水層對礦井充水的影響 井田內(nèi) 15 號煤層底板實際標(biāo)高在 +470～ +840m 之間，而井田奧灰水位標(biāo)高在 +678～ +682m 之間，井田內(nèi)西部部分煤層底板位于奧灰?guī)r溶水水位之下，存在帶壓開采問題。 《根據(jù)煤礦防治水規(guī)定》中突水系數(shù)計算公式： T=P/M 式中： T— 突水系數(shù)， MPa/m； 王家峪煤業(yè)有限公司 探放水設(shè)計 21 P— 底板隔水層承受的水頭壓力， MPa； M— 底板隔水層厚度， m； 其中： P=（ HoH1+M）179。 Ho— 奧灰?guī)r溶水水位標(biāo)高（ m） H1— 煤層底板最低標(biāo)高 本次確定以下帶壓開采分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)： T＜ 相對安全區(qū)（Ⅰ） ≤ T＜ 臨界區(qū) （Ⅱ） T≥ 危險區(qū) （Ⅲ） 井田內(nèi) 3 號煤層底板標(biāo)高在 +560m～ +980m 之間， 3 號煤層距奧陶系灰?guī)r界面平均間距約為 152m，計算得 3 號煤層最大突水系數(shù)為 MPa/m，小于臨界值 MPa/m，處于相對安全區(qū)。由于 3 號煤層帶壓區(qū)煤層不可采， 3 號煤層帶壓區(qū)對煤礦安全生產(chǎn)影響不大。 本礦今后主要開采 15 號煤層，現(xiàn)根據(jù)井田內(nèi)帶壓區(qū)鉆孔資料對帶壓區(qū)突水系數(shù)計算如下： 15號煤層突水系數(shù)計算表 表 14 孔號 H1 H0 M P T 補 1 681 補 2 501 680 503 680 504 35 506 679 27 508 678 511 奧灰長觀孔 井田西部邊界（底板最低標(biāo)高處） 470 680 王家峪煤業(yè)有限公司 探放水設(shè)計 22 經(jīng)計算，本井田 15 號煤層最大突水系數(shù)為 ，大于受構(gòu)造破壞地段的奧灰水臨界經(jīng)驗值 ，而小于正常地段的奧灰突水臨界經(jīng)驗值 。因此，在正常塊段開采 15 號煤層底板突水的危險性小。但在構(gòu)造破壞地段（斷層、陷落柱等），則存在15 號煤層底板突水的危險性。因此，在井田西部突水系數(shù)大于，要特別注意該地段隱伏構(gòu)造如斷層和陷落柱的分布情況，以便采取防范措施。 圖 11 礦井 15號煤層奧灰水帶壓 開采安全性分區(qū)圖 （ 1）井田內(nèi)老空水 王家峪煤業(yè)有限公司 探放水設(shè)計 23 根據(jù)調(diào)查，井田內(nèi)存在 2 號、 3 號及 15 號煤層采空區(qū)，且有不同程度的存有積水 。 井田內(nèi) 2 號煤層可采范圍不大，基本被小窯開采破壞，井田中部及南部存在 2 處采礦積水區(qū)，采空積水區(qū)總積水面積為 784663m2，總積水量為 164779m3； 3 號煤層?xùn)|部可采，西部不可采，本礦井對該煤層進行了少量開采，在井田中部及南部存在 3 處采空積水區(qū) ， 總積水面積為 646000m2，總積水量為 134045m3； 15 號煤層在東部也進行了少量開采，在井田東部形成 6 處采空積水 區(qū)，總積水面積為 120876m2，總積水量為 107882m3。 本井田 3 號煤層采空區(qū)積水由于位于 15 號煤層的上方，且積水量大，一旦有導(dǎo)水通道溝通兩者間的水力聯(lián)系，必然造成 3 號煤層采空區(qū)積水潰入 15 號煤層，因此， 3 號煤層采空區(qū)積水對 15 號煤層開采將造成一定影響。井田內(nèi) 15 號煤層采空區(qū)積水主要位于井田東南部，積水區(qū)底板標(biāo)高相對較高，且積水量較大，對未來煤層開采構(gòu)成一定的水患威脅。因此，井田內(nèi) 15 號煤層采空區(qū)積水對未來開采15 號煤層構(gòu)成一定的水患影響。 采空區(qū)積水會通過巷道和采煤引起的頂板導(dǎo)水 裂隙帶等不同渠道進入采掘工作面和巷道。 （ 2）周邊礦井老空水 根據(jù)調(diào)查， 周邊礦井 15 號煤層采空積水區(qū) 9 處，但距本井田邊界最近距離也為 200 多米，并且本礦井未來三年采掘區(qū)域主要為井田中部，因此，周邊礦井采空積水區(qū)對本礦井未來三年 15 號煤層開采無影響。 因此，在采掘 15 號煤層時，必須加強探測，以確保礦井安全生產(chǎn)。 在生產(chǎn)過程中，應(yīng)堅持“預(yù)測預(yù)報、有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”的原則，不斷修改 礦井 充水性圖。 、地面沉降、塌陷、裂縫和裂隙對礦井充水的 王家峪煤業(yè)有限公司 探放水設(shè)計 24 影響 大氣降水、太原組灰?guī)r巖溶裂隙 含水層水、基巖風(fēng)化帶裂隙含水層水和第四系砂礫層含水層水可通過導(dǎo)水裂隙帶或采煤引起的地面沉降、塌陷、裂縫和裂隙進入礦井，成為礦井充水的主要來源。 采煤引起的沉降變形在垂豐方向上表現(xiàn)為覆巖移動及其影響高度和波及范圍，主要取決于煤層的頂板特征、構(gòu)造、煤層開采厚度、開采方法以及上覆巖層的厚度和特征。垂向變形一般可分為