【文章內(nèi)容簡介】 1）第四系（Q）孔隙含水層主要分布于沖溝兩側(cè)，厚0～20m。為崩積、沖積、殘坡積物、滑坡堆積物，巖性為褐紅、黃灰、灰、褐黃色粘土、砂質(zhì)粘土、砂、角礫等組成，含孔隙水。主斜井、風(fēng)井井口位于該含水層中，對礦床充水有一定的影響。（2）三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T1y）巖溶裂隙含水層分布于礦區(qū)西北角，出露厚度小于50m。巖性為深灰色薄層狀泥灰?guī)r、蠕蟲狀泥質(zhì)灰?guī)r。地面溶蝕、溶斗、溶洞及巖溶泉水發(fā)育，富水性較好，但距煤系頂部較遠(yuǎn)，對礦井充水無影響。（3）三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組第四段（T1f 3+4）弱裂隙含水層地層厚度120m。上部為黃綠（風(fēng)化成黃色）鈣質(zhì)細(xì)砂巖、薄～微薄層狀、尖條帶狀紫色粘土巖及中厚層狀深灰色泥灰?guī)r，下部為紫紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄層砂巖。，富水性弱，對礦井充水影響小。（4）三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組第二段（T1f 2）弱裂隙含水層上部為紫紅色薄～中厚層狀粉砂巖與灰紫色細(xì)砂巖互層，中部為紫灰色厚層狀細(xì)砂巖、粉砂巖與泥巖互層，下部為紫灰綠色、灰綠色薄～中厚層狀中~細(xì)粒含銅砂巖夾粉砂巖。~，富水性弱，對礦井充水影響小。（5）三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組第一段（T1f 1）弱裂隙含水層厚60～96m，一般厚75m。上部為紫紅色薄～中厚層狀粉砂巖夾中厚層狀細(xì)砂巖，下部為紫紅色薄~中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖夾薄層狀粉砂巖。~，富水性弱，對礦井充水影響小。（6）三疊系下統(tǒng)卡以頭組弱裂隙含水層平均厚97m。上部為暗綠色厚層狀細(xì)砂巖，偶夾紫色粉砂巖；下部巖性為灰綠色薄層狀細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖互層。~，富水性弱，為礦井間接充水含水層。副斜井井口位于該含水層中，對礦井充水有一定影響。（7）二疊系上統(tǒng)宣威組第三段（P2x3）弱裂隙含水層分布于礦區(qū)東面邊界外，自C7煤層頂板至C1煤層頂板，厚60～81m，一般厚74m。巖性由淺灰綠色中厚層狀細(xì)砂巖、粉砂巖、粘土巖夾煤層、煤線組成，局部夾多層厚度1～10cm的菱鐵巖。該層含煤22層，一般15層，煤層不可采。地表無泉水出露，富水性弱，為礦井間接充水含水層，對礦井充水有一定影響。（8）二疊系上統(tǒng)宣威組第二段（P2x2）弱裂隙含水層自C16煤層底板至C7煤層頂板，為礦區(qū)主要含煤段，厚70～108m，一般厚90m。巖性由淺灰、灰色中厚層狀粉砂巖、粘土巖夾煤層、煤線及多層厚5～50cm的菱鐵巖組成。含煤9～13層，其中可采煤層7層（編號為CCC1C1C1C1C16）。地表無泉水出露，富水性弱，為礦井直接充水含水層，對礦井充水有一定影響。（9）二疊系上統(tǒng)宣威組第一段（P2x1）弱裂隙含水層自玄武巖頂界至C16煤層底板，厚70～90m。巖性為黑色、黑灰色薄至中厚層狀中砂礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖夾煤層及煤線組成，局部夾有極薄層狀菱鐵巖，含少量團(tuán)塊狀、似層狀黃鐵礦。該段內(nèi)共含煤10～15層，其中可采煤層4層（編號為C1C2C2C24）。地表無泉水出露，富水性弱，為礦井直接充水含水層，對礦井充水有一定影響。斷層帶水文地質(zhì)特征富興煤礦主付井穿過后斷層破碎帶時(shí)，有淋水、滴水現(xiàn)象，15天后近于干涸，水量亦無明顯增大現(xiàn)象。生產(chǎn)礦井與老窯積水（1）生產(chǎn)礦井富興煤礦最低開采標(biāo)高1790m。礦井最小涌水量為80m3/d，最大涌水量為220m3/d，正常涌水量為100m3/d。巷道中以沿裂隙帶和層面間滲水為主，多見滴水，未發(fā)現(xiàn)大的涌水點(diǎn)，未發(fā)生過淹井事故。據(jù)調(diào)查，富興煤礦礦井涌水量在旱季很小，在雨季隨大氣降水量強(qiáng)度的變化而有明顯的變化。同時(shí)，歷年礦井涌水量隨采空面積增大略有增加但不明顯。（2）老 窯據(jù)調(diào)查訪問，富興煤礦區(qū)內(nèi)多為煤系地層分布，部分地段有煤線出露，有較多的老窯分布，部分老窯坑口已跨塌甚至絕跡。由于老窯多為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民自采自用，一般開采規(guī)模不大，主要分布在煤層露頭線附近，采掘深度較淺。老窯積水具有水流急，來勢猛烈，攜帶大量的泥沙和塊石，因此礦井在開采的過程中要注意可能存在的老窯或老采區(qū)的跡象，注意開采過程中的超前探水工作，做到“有疑必探、先探后掘”。地下水補(bǔ)給、逕流和排泄條件礦區(qū)及其周圍地形呈西北高東南低，煤系地層呈帶狀分布于分布于礦區(qū)東部邊界外，其弱裂隙含水層在露頭處接受大氣降水和溪溝水補(bǔ)給。大氣降雨大部分沿著溪溝迅速流走，小部分降雨和溪溝水順著裂隙緩慢補(bǔ)給地下水，下滲到一定深度后即順層往礦區(qū)外的溝谷和區(qū)域侵蝕基準(zhǔn)面以滲流小泉或季節(jié)性泉分散排泄，部分通過礦井水抽出地面排泄。但斜井方式開拓、地形地貌及煤層埋藏條件不利于礦井水的排泄。充水因素分析礦井充水主要有以下幾種方式：（1）裂隙含水層對礦井充水：當(dāng)巷道揭穿宣威組弱裂隙含水層時(shí)，其地下水對礦坑直接充水。采空區(qū)頂板冒落裂隙帶溝通煤層頂板以上弱裂隙含水層時(shí)，其地下水直接對礦坑充水。（2）老窯積水對礦坑充水：礦區(qū)內(nèi)采煤歷史久遠(yuǎn)，老窯廣布，多為斜井開采，人工排水。老窯有積水，煤礦在開采淺部煤層時(shí)，老窯積水可通過裂隙對礦坑間接充水；巷道和采區(qū)工作面溝通老窯時(shí)，老窯積水對礦坑直接充水，發(fā)生礦井透水事故。（3）地表水對礦坑充水：區(qū)內(nèi)無地表水體，只有季節(jié)性溪溝。當(dāng)采空區(qū)頂板冒落裂隙帶出露地面或發(fā)生地面塌陷、地裂縫時(shí)，對礦坑直接充水，雨季時(shí)造成淹井事故。（4）大氣降水通過裂隙以緩慢滲透的形式對礦坑間接充水。在開采中后期，大氣降雨沿采空區(qū)冒落帶的導(dǎo)水裂隙直接對礦井充水。（5）斷層水直接或間接對礦井進(jìn)行充水，或?qū)ㄆ渌畬拥牡叵滤拖獪纤畬ΦV井進(jìn)行直接充水。（6）第四系孔隙含水層中的地下水，通過井筒對礦井直接充水。（7）地表水、含煤地層上覆和下伏含水層中的地下水，通過未封閉或封閉質(zhì)量差的鉆孔對礦井直接充水。礦井涌水量預(yù)算（1）預(yù)算范圍及邊界條件本次礦井涌水量預(yù)算范圍：東北、西南面以礦界為界，深部以C7煤層1835m底板標(biāo)高或西北面礦界為界，淺部（南面）以C24煤層底板等高線1680 m標(biāo)高為界。 涌水量預(yù)算范圍內(nèi)的地表水體只有溪溝水。地表水和大氣降水通過裂隙含水層滲透補(bǔ)給地下水，含水層視為無限平面。因此，礦區(qū)水文地質(zhì)邊界條件按無限補(bǔ)給邊界考慮。（2）礦坑涌水量預(yù)算公式選擇及參數(shù)確定本次礦井涌水量預(yù)算采用水文地質(zhì)比擬法，其經(jīng)驗(yàn)公式為：Q=Q0[F/F0]1/2[S/S0]1/2式中：Q=預(yù)測礦井涌水量（m3/d）；Q0=生產(chǎn)礦井目前實(shí)測涌水量（m3/d）；Ｆ=礦井未來開采面積（km2）；F0=生產(chǎn)礦井目前巷道及采空區(qū)控制的排水面積（km2）；Ｓ=預(yù)測礦井未來水位降深（m）；S0=生產(chǎn)礦井目前實(shí)際降深（m）。礦井1680m水平涌水量預(yù)算參數(shù)及礦井涌水量預(yù)算結(jié)果見表3112。表3112 礦井1680m水平涌水量預(yù)算參數(shù)與預(yù)算結(jié)果表礦井涌水量（m3/d）地下水排水面積地下水水位降深預(yù)算涌水量實(shí)際涌水量F (km2)FO(km2)S(m)SO (m)Q最大Q正常Q最小QO最大QO正常QO最小48822217822010080（3）預(yù)算結(jié)果評述本次礦井涌水量預(yù)算主要考慮含煤地層（P2x）弱裂隙含水層的充水影響，沒有考慮大氣降水、溪溝水、老窯積水、斷層水及其它含水層等充水因素，其預(yù)算結(jié)果僅供煤礦生產(chǎn)參考。建議在開采過程中加強(qiáng)礦井水文地質(zhì)工作，隨時(shí)根據(jù)礦井實(shí)際涌水量予以調(diào)整。水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度礦區(qū)屬構(gòu)造侵蝕中低山地貌，地勢西高東低。區(qū)內(nèi)最高處標(biāo)高2285m，最低點(diǎn)標(biāo)高1880m（礦區(qū)東面溪溝出口處，為礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面），相對高差約405m；區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，地表水系僅有季節(jié)性溪流；礦區(qū)估算的資源儲量位于侵蝕基準(zhǔn)面之下。區(qū)內(nèi)含水層均為弱裂隙含水層，主要依靠大氣降水和溪溝水補(bǔ)給；地形有利于地表水排泄，但地形地貌和煤層埋藏條件不利于礦井水的排泄。因此，礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬以弱裂隙含水層直接充水為主的簡單偏中等類型。礦山供水水源地富興煤礦供水水源來源于礦區(qū)北部的三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組（T1f 2）和卡以頭組（T1k）弱裂隙含水層中的地下水，~ L/s，基本滿足生活用水之需。本次核實(shí)工作未采取水樣進(jìn)行生活用水水質(zhì)化驗(yàn)，建議礦山采取水樣化驗(yàn)，評價(jià)泉水水質(zhì)，確保飲用水安全。二、開采技術(shù)條件（一）工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)巖組（1）第四系（Q）松散巖類軟弱巖組主要分布于沖溝兩側(cè)中，厚0～20m。為崩積、沖積、殘坡積物和滑坡堆積物，成分復(fù)雜，巖性為褐紅色、黃灰色、灰色、褐黃色粘土、砂質(zhì)粘土、砂、角礫等組成。結(jié)構(gòu)松散，穩(wěn)固性差，易垮塌。主斜井、風(fēng)井井筒位于該巖組中，對井筒穩(wěn)定性影響大。（2）永寧鎮(zhèn)組（T1y）層狀巖類半堅(jiān)硬至堅(jiān)硬巖組本區(qū)出露不全，出露厚度小于50m。巖性為深灰色薄層狀泥灰?guī)r，蠕蟲狀泥質(zhì)灰?guī)r。泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r較堅(jiān)硬，巖溶較發(fā)育，為半堅(jiān)硬至堅(jiān)硬巖組。（3）飛仙關(guān)組第三段（T1f 3+4）層狀巖類半堅(jiān)硬至堅(jiān)硬巖組本段地層厚120m。上部為鈣質(zhì)細(xì)砂巖，薄～微薄層狀泥巖及中厚層狀泥灰?guī)r；下部為粉砂巖，泥質(zhì)粉砂巖夾薄層砂巖。細(xì)砂巖和粉砂巖堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，穩(wěn)定性較好，為堅(jiān)硬組；泥灰?guī)r較堅(jiān)硬，巖溶較發(fā)育，為半堅(jiān)硬巖組。（4）飛仙關(guān)組第二段（T1f 2）層狀巖類軟硬相間巖組本段地層厚138～190m，一般厚158m。上部為～中厚層狀粉砂巖與細(xì)砂巖互層，中部為厚層狀細(xì)砂巖、粉砂巖與泥巖互層，下部為薄～中厚層狀中細(xì)粒含銅砂巖夾粉砂巖。巖石堅(jiān)硬，風(fēng)化后常形成陡巖地貌特征。粉砂巖和細(xì)砂巖堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，穩(wěn)定性較好，為堅(jiān)硬組；泥巖軟易風(fēng)化破碎，遇水膨脹，穩(wěn)定性差，為軟弱巖組。（5）飛仙關(guān)組第一段（T1f 1）層狀巖類半堅(jiān)硬巖組厚60～96m，一般厚75m。上部為紫紅色薄～中厚層狀粉砂巖夾中厚層狀細(xì)砂巖，具小型斜層理。下部以薄~中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖為主，夾薄層狀粉砂巖。粉砂巖和細(xì)砂巖較堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，穩(wěn)定性較好，為半堅(jiān)硬組；粉砂質(zhì)泥巖較堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，易風(fēng)化破碎，穩(wěn)定性一般，為半堅(jiān)硬巖組。（6）卡以頭組（T1k）層狀巖類軟硬巖組平均厚97m。上部巖性為厚層狀細(xì)砂巖，有時(shí)中上部夾紫色粉砂巖，具水平層理；細(xì)砂巖堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，穩(wěn)定性較好，為堅(jiān)硬巖組。下部巖性為薄層狀細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖互層，具水平層理及斜層理；細(xì)砂巖和粉砂巖半堅(jiān)硬至堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，穩(wěn)定性較好，為半堅(jiān)硬至堅(jiān)硬巖組；泥巖較軟易風(fēng)化破碎，遇水膨脹，穩(wěn)定性差，為軟弱巖組。副斜井井筒位于該巖組中，對井筒穩(wěn)定性影響較大。（7）宣威組第三段（P2x3）層狀巖類軟硬相間巖組自C7煤層頂板至C1煤層頂板，厚60～81m，一般厚74m。巖性由中厚層狀細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖、煤層組成，區(qū)內(nèi)無可采煤層。細(xì)砂巖和粉砂巖堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性較好，為堅(jiān)硬巖組；泥巖較軟易風(fēng)化破碎，遇水膨脹，穩(wěn)定性差，為軟弱巖組。（8）宣威組第二段（P2x2）層狀巖類半堅(jiān)硬巖組自C16煤層底板至C7煤層頂板，為礦區(qū)主要含煤段，厚70～108m，一般厚90m。巖性為中厚層狀粉砂巖、泥巖、煤層及多層厚5～50cm的菱鐵巖組成，含可采煤層7層（編號為CCC1C1C1C1C16）。粉砂巖較堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，穩(wěn)定性較好，為堅(jiān)硬巖組；泥巖較軟易風(fēng)化破碎，遇水膨脹，穩(wěn)定性差，為軟弱巖組。（9）宣威組第一段（P2x1）層狀巖類堅(jiān)硬巖組自玄武巖頂界至C16煤層底板，厚70～90m。巖性為薄至中厚層狀中砂礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖夾煤層組成，局部夾有極薄層狀菱鐵巖，含可采煤層4層（編號為C1C2C2C24）。中砂礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖和菱鐵巖堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性較好，為堅(jiān)硬巖組。斷層破碎帶工程地質(zhì)特征礦區(qū)內(nèi)5條斷層的主要工程地質(zhì)特征如下:（1）F3正斷層：位于礦區(qū)南東部，長度大于5000m?？傮w走向北東，傾向南東，傾角約60186。，落差小于50m；破碎帶寬度4~7 m，結(jié)構(gòu)較松散。對開采其附近的煤層有一定影響。（2）F31正斷層：位于礦區(qū)東部邊界外圍，長度大于1000m。走向北東，傾向南東，傾角約55186。，落差小于20m；破碎帶寬度2~4 m，結(jié)構(gòu)較松散。巷道穿過該斷層時(shí)需用箱木密集支護(hù)或用鋼筋混凝土支護(hù)。（3）F33正斷層：位于礦區(qū)南部，長度大于600m。走向北東，傾向南東，傾角約60186。，落差小于30m，交于F3。對礦區(qū)煤層開采影響不大。（4）F20正斷層：位于礦區(qū)中北部，長度大于150m。走向近于東西，傾向北，傾角約65186。，落差小于20m；破碎帶寬度1~3m，結(jié)構(gòu)較松散。對礦區(qū)煤層開采有一定影響。（5）F50正斷層:位于礦區(qū)的中部，走向長度大于3000m。走向北西～南東，至礦區(qū)東部轉(zhuǎn)為走向北，傾向北西，落差大于50m。傾角68176?！?4176。，將礦區(qū)煤層切割為兩部分；破碎帶寬廣5~10m，結(jié)構(gòu)較松散。巷道穿過該斷層時(shí)需鋼筋混凝土支護(hù)。井巷和采區(qū)工程地質(zhì)情況富興煤礦主斜井、風(fēng)井井口位于滑坡體（QL）邊緣，副斜井井口位于卡以頭組第一段（T1k1）地層中，其它井巷位于卡以頭組第一段（T1k1）、宣威組第三段（P2x3）和宣威組第二段（P2x2）地層中。目前開采CC9煤層。井口段因第四系松散軟弱或巖石風(fēng)化較強(qiáng)，需水泥漿砌石支護(hù)，其余地段坑道比較穩(wěn)固，；遇到斷層時(shí)，有滲水，易掉塊、垮頂?shù)痊F(xiàn)象，需箱木和板皮支護(hù)，支護(hù)間隔為每米三箱。運(yùn)輸大巷、石門、煤巷等圍巖，由于巖體力學(xué)性質(zhì)差異比較大，一般粉、細(xì)砂巖段坑道比較堅(jiān)固，；巷道泥巖段、煤層底板泥巖遇水易發(fā)生底鼓；構(gòu)造帶易發(fā)生垮頂現(xiàn)象，需箱木加板皮支護(hù)，間隔為每米三箱。工作面頂板采用箱木或液壓支護(hù)，局部出現(xiàn)底鼓和箱木斷裂現(xiàn)象。可采煤層偽頂一般為薄層狀炭質(zhì)泥巖或泥巖，隨煤層開采而垮落，較厚者采煤后幾小時(shí)或2～3天即會片狀掉落；直接頂板一般為粉砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖，巖體完整性較好，巷道相對較易支護(hù)?？刹擅簩拥装鍨槟鄮r、粉砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖，泥巖在地下水浸泡下會軟化，產(chǎn)生底鼓和箱木拆斷等工程地質(zhì)問題。煤層頂?shù)装宸€(wěn)固性評價(jià)富興煤礦可采煤層頂?shù)装宸€(wěn)固性評價(jià)表表3113。從表3113中可知，煤層頂?shù)装宸€(wěn)固性中等～差，但受到斷層影響后