【文章內(nèi)容簡介】 為構(gòu)造背景構(gòu)成“汾河地塹”，羅云斷層在盆地邊緣與平原交匯處，地下水形成著名的巖溶泉——龍子祠泉。因此，在南北向構(gòu)造帶影響下，構(gòu)成了區(qū)域地下水的補給、徑流、排泄條件。以大泉排泄為主，自成補、徑、排體系，構(gòu)成獨立的水文地質(zhì)單元，是構(gòu)造盆地奧灰?guī)r溶水的運動特征。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件，呂梁山大面積出露碳酸鹽巖地層成為地下水補給區(qū)，以井田東南靠近羅云斷裂帶西側(cè)奧灰?guī)r溶層為主徑流，形成龍子祠泉為排泄基準(zhǔn)的奧陶系水文地質(zhì)單元。龍子祠泉出露于臨汾西南13km的羅云斷裂帶上，以群泉由山前第四系砂礫層涌出，根據(jù)《山西省巖溶泉域水資源保護(hù)》資料，泉水自上世紀(jì)60年代以來多年平均流量呈持續(xù)遞減趨勢，其遞減情況為：，70年代 ，90年代 ，2000～ m3/s。水溫17℃，水化學(xué)類型為SO4HCO3CaMg++型，泉域面積2250km2，其中碳酸鹽露面積750km2。本井田位于龍子祠水文地質(zhì)單元的北西部二、含水層井田的含水層自下而上有：奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層（I）主要富水含水層為中奧陶統(tǒng)峰峰組上段及上馬家溝組二、三段，以厚層狀石灰?guī)r及泥巖為主，巖溶裂隙發(fā)育，奧灰頂部具古風(fēng)化殼，鉆孔沖洗液消耗量達(dá)15m3/h，埋藏淺，接受補給條件較好，屬富水性強含水層組，根據(jù)213隊東河詳查區(qū)ZK311孔探巖溶水位，山西省煤炭地質(zhì)公司東河煤礦補充勘探D4孔探巖溶水位，喬家灣詳查3501703探巖溶水位資料推測本井田奧灰水水位標(biāo)高為930—932m。太原組石灰?guī)r（KKK2）巖溶裂隙含水層主要由KKK4三層石灰?guī)r組成，巖石致密堅硬，，KK4灰?guī)r裂隙多由方解石脈充填，裂隙不發(fā)育，鉆孔沖洗液消耗量不大。根據(jù)喬家灣詳查3503號水文孔（位于本井田東部1000 m處）抽水試驗資料，，—，水質(zhì)類型為HCO—Ca型水，根據(jù)簡易水文觀測及抽水試驗表明該含水層為富水性中等巖溶裂隙含水層。山西組（K7）砂巖含水層K7砂巖巖性以細(xì)粒砂巖為主，常相變?yōu)榉凵皫r，裂隙不發(fā)育。根據(jù)東河煤礦D4水文孔抽水試驗資料，，水質(zhì)類型為HCO3—Na型水，屬富水性弱的裂隙含水層。下石盒子組（KK8）砂巖裂隙含水層砂巖含水層位于2號煤層以上，K8為煤層直接充水含水層，巖性為灰白色、灰綠色、黃綠色厚層狀石英長石砂巖，多為鈣質(zhì)膠結(jié)，裂隙稍發(fā)育，根據(jù)喬家灣詳查3503號水文孔抽水試驗資料，，水質(zhì)類型為HCO3Na+型水，屬富水性弱的裂隙含水層。K9砂巖含水層位于K8砂巖以上50米左右。含水特征與K8相似，—，個別鉆孔（101號孔）處于風(fēng)氧化帶內(nèi)出現(xiàn)15m3/h的全漏。因此，該含水層屬富水性弱裂隙含水層。上石盒子組底部（K10砂巖）裂隙含水層砂巖含水層較穩(wěn)定，在中、北部廣泛出露，—。巖性為灰色、灰白色、黃綠色中粗粒石英長石砂巖，底部含小礫石。埋藏淺時，風(fēng)化裂隙及節(jié)理發(fā)育。區(qū)內(nèi)出露泉水較多，，—。因此，含水層為富水性弱裂隙含水層?；鶐r風(fēng)化帶含水層由于風(fēng)化水蝕作用的強弱，裂隙的深度因地而異，風(fēng)化深度30－60m，富水性變化大，據(jù)鄰近村民飲用水井的調(diào)查資料，水量不大，能滿足居民和牲畜飲用。水位標(biāo)高變化較大，水井調(diào)查，；水質(zhì)類型：HCO3SO4CaMg型水，屬富水性弱的裂隙含水層。第四系砂礫層孔隙潛水含水層分布于山間河谷及溝谷地帶，主要由砂質(zhì)粘土、粘土、砂礫石層組成，厚010m，賦存孔隙水、富水性受季節(jié)影響明顯，總體上富水性弱，僅做一般生活用水。據(jù)民井提水試驗得知。屬富水性中等的孔隙潛水含水層。 三、區(qū)域隔水層下石盒子組泥巖、粉砂巖隔水層（K10砂巖底至K8砂巖頂）隔水層主要由泥巖、粉砂巖夾有砂巖組成，其間夾有裂隙不發(fā)育或稍發(fā)育的中粒砂巖，厚度變化大，一般厚90m左右，致密巖層對地表水及潛水起隔水作用。太原組上部泥巖、粉砂巖隔水層（2號煤下至K4石灰?guī)r頂）隔水層由泥巖、粉砂巖夾有細(xì)粒砂巖組成，層位穩(wěn)定，一般厚25m左右，在無斷層貫通情況下，太原組石灰?guī)r溶隙將不會影響上組煤的開采。 太原組底部至奧灰之間泥巖、粉砂巖、石英砂巖隔水層（11號煤底板至O2f）隔水層主要由本溪組鋁土巖、泥巖、粉砂巖、石英砂巖等組成，由于沉積時古地形起伏不平，因而厚度變化較大，厚2030m之間，對下伏奧灰含水層具有良好的隔水作用。四、充水水源地表水、大氣降水對礦井開采的影響大氣降水和地表水是礦井充水的間接充水水源之一，據(jù)氣象站資料，春季偏少，主要集中在9月份。煤層開采引起的地面塌陷和地表裂縫區(qū)，加大了大氣降水、地表水的入滲強度。本井田地形坡度較陡，有利于自然排水，入滲補給地下水條件差，只在基巖露頭的溝谷中有少量的入滲，對于山西組、下石盒子組砂巖含水層，由于其上有數(shù)層隔水層存在，接受大氣降水的直接補給很少。井田內(nèi)北峪河、昕水河為常年流水河谷，雨季有大少量流水，遇暴雨常發(fā)洪水。井田西部昕水河一帶2號煤層埋藏淺，昕水河及大氣降水通過基巖風(fēng)化帶向礦井產(chǎn)生充水影響。目前，2號煤層井下涌水量大及頂板淋水大也說明昕水河及大氣降水對礦井有充水影響。含水層對礦井開采的充水影響（1）第四系砂礫孔隙含水層本區(qū)第四系零星分布，巖性為黃色粉土、棕紅色亞粘土、砂礫石層。土層孔隙發(fā)育，透水性好，易形成含水層。分布于北峪河、昕水河溝谷中的砂礫含水層，一般厚0～10m，分布不穩(wěn)定，與基巖裂隙水構(gòu)成統(tǒng)一的含水層，富水性受季節(jié)影響較大，為富水中等含水層，對礦井開采有充水影響。（2）KK9砂巖含水層KK9砂巖含水層位于3號煤層以上，為該煤層直接充水含水層，—。 巖性為灰白色、灰綠色厚層狀長石石英砂巖，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，井田內(nèi)出露的泉水不多，流量。KK9砂巖裂隙較發(fā)育，鉆孔抽水試驗，，水質(zhì)類型為HCO3—Na型水。2號煤層合并區(qū)開采后垮落帶高度為Hm=，導(dǎo)水裂隙帶高度HLi =—，或HLi =。2號煤層分叉區(qū)開采后垮落帶高度為Hm=，導(dǎo)水裂隙帶高度HLi =—，或HLi =。2號開采后可直接勾通KK9砂巖含水層，使KK9砂巖含水層直接向礦井產(chǎn)生充水影響。（3）太原組石灰?guī)r裂隙含水層KK2石灰?guī)r位于11號煤層以上，為11號煤層直接充水含水層。KK2石灰?guī)r鉆孔混合抽水試驗，，—，水質(zhì)類型為HCO—Ca型水，根據(jù)簡易水文觀測及抽水試驗表明含水層富水性中等。9號煤層開采后垮落帶高度為Hm=，導(dǎo)水裂隙帶高度HLi =—，或HLi =。導(dǎo)水裂隙帶高度為Hf =—，或Hf =。因此11號開采后可直接勾通KKK2石灰?guī)r含水層，使KKK2石灰?guī)r含水層直接向11號煤層礦井產(chǎn)生充水影響。（4）奧灰含水層井田內(nèi)奧灰水水位標(biāo)高約為930—932m。11煤層底板標(biāo)高均高所處地段奧灰水水位標(biāo)高，奧灰水對井田11號煤層開采無充水影響。采空區(qū)積水對礦井充水的影響1）、本井田采（古）空區(qū)積水現(xiàn)狀（1）、采（古）空區(qū)分布情況本礦采（古）空區(qū)分布情況，主要調(diào)查利用了以往礦井提交的生產(chǎn)礦井成果，同時又對本礦技術(shù)人員進(jìn)行了進(jìn)一步的核實調(diào)查。根據(jù)調(diào)查，本井田的2號煤層積水區(qū)9處。（2）、采空區(qū)積水情況采空區(qū)積水量的確定方法及依據(jù)以下列公式確定：Q=Q……………采空區(qū)積水量（m3）F……………采空區(qū)面積（m2）а……………煤層傾角（度） k……………（）據(jù)調(diào)查，北峪煤業(yè)有限公司開采2號煤層共形成7處積水區(qū)，總積水量約79318m3；詳見表133。2號煤層采空區(qū)積水情況調(diào)查表 表133煤層號采空區(qū)編號積水面積km2采厚m充水系數(shù)煤層傾角（度）積水量備注21846187288724382181487270581054688724785178合計79318（3）、2號煤層采空區(qū)積水對3號煤層開采的充水影響2號煤層采空區(qū)積水對3號煤層開采的充水影響，可依據(jù)軟弱巖層垮落帶高度（HC）計算公式：3號煤層采用：Hm=100M/(+32)+導(dǎo)水裂隙帶高度（HLi）計算公式：3號煤層采用： HLi =100M/(+5)+ =10M1/2+5，經(jīng)計算， 3號煤層開采后垮落帶高度為Hm=，導(dǎo)水裂隙帶高度HLi =—，或HLi =?！?，考慮到開采2號煤層底板擾動破壞深度16 m。說明2號煤層形成的采空區(qū)積水對3號煤層開采有直接充水影響。2）、四鄰礦井采空區(qū)積水現(xiàn)狀本井田內(nèi)無其它煤礦開采，周邊礦井：北為蛤蟆溝煤業(yè)有限公司、東為三交河煤礦、南為蒲縣昊興塬煤業(yè)有限公司。（1）、蛤蟆溝煤業(yè)有限公司該礦2號煤層資源枯竭，現(xiàn)開采3號煤層。3號煤層礦井正常涌水量50m3/h，最大涌水量80m3/h。與本礦邊界未發(fā)現(xiàn)越界開采現(xiàn)象。與本礦邊界有2號煤層采空區(qū)分布，采空區(qū)有積水；積水位置位于本井田北部邊界，,積水量約19550m3。采空區(qū)積水對本井田2號煤層開采有充水威脅，詳見2號煤層充水性圖。（2）、三交河煤礦該礦2號煤層與3號煤層合并為一層，統(tǒng)稱為2號煤層?，F(xiàn)開采2號煤層。礦井正常涌水量800m3/d，最大涌水量1200m3/d。與本礦邊界未發(fā)現(xiàn)越界開采現(xiàn)象。與本礦邊界有采空區(qū)分布，采空區(qū)有積水；積水位置位于本井田西部邊界，積水區(qū)編號為SJHSJH2號，、 ,積水量分別約33809m43809m3。采空區(qū)積水對本井田2號煤層開采有充水威脅，詳見2號煤層充水性圖。（3）、蒲縣昊興塬煤業(yè)有限公司該礦北部該礦2號煤層與3號煤層合并為一層，統(tǒng)稱為2號煤層?，F(xiàn)開采2號煤層。礦井正常涌水量50m3/h，最大涌水量80m3/h。與本礦邊界未發(fā)現(xiàn)越界開采現(xiàn)象。與本礦邊界有采空區(qū)分布，采空區(qū)有積水；積水位置位于本井田南部邊界，,積水量約238090m3。對本井田2號煤層開采有充水威脅，詳見2號煤層充水性圖。構(gòu)造水1) 斷層水本井田位于復(fù)向斜西翼總體為一軸向北西的背、向斜構(gòu)造，地層傾角一般58176。，井田內(nèi)發(fā)育17條小斷層。由于斷裂、陷落柱構(gòu)造破壞地層的完整性，溝通各含水層間的水力聯(lián)系，降低巖石的力學(xué)強度。造成礦井容易突水的軟弱帶，使煤層與含水層接近或接觸，同時斷裂帶、陷落柱可以成為礦井充水通道，斷層帶水、陷落柱水可成為礦井的直接充水水源。本礦井2號煤層采掘巷道揭露的正斷層，均有少量滲、涌水現(xiàn)象，說明斷層破碎帶富集一定的水量。2）陷落柱水本礦井2號煤層采掘巷道揭露的5個陷落柱，均有少量滲、涌水現(xiàn)象，說明陷落柱破碎帶富集一定的水量。3）向斜軸井田內(nèi)發(fā)育6條褶曲，其中3條向斜軸，在向斜軸部富水，涌水量增大。五、充水通道煤層及其附近雖然有水體存在，但只有通過某種通道，它們才能進(jìn)入采煤巷道形成礦井涌水，充水通道可以根據(jù)形成因素分為自然通道及人工通道。巖層裂隙及空隙帶、巖溶陷落柱、斷層等屬于自然通道；煤層采后頂板冒裂帶、底板破裂、及封閉不良鉆孔等屬于人工通道。斷層的導(dǎo)水性本井田發(fā)育17條正斷層，斷層落差不大，但在局部導(dǎo)通了井田內(nèi)可采煤層主要含水層的水力聯(lián)系；井田的煤系地層受斷層作用與含水層相對接，形成了煤系地層含水層的側(cè)向補給；斷層是2號煤層采空區(qū)積水向11號煤層充水的通道，將使礦井涌水增大，應(yīng)引起礦方高度重要。陷落柱該礦井2號煤層采掘巷道揭露5個陷落柱，均有少量滲、涌水現(xiàn)象，說明陷落柱破碎帶富集一定的水量。各陷落柱是勾通上下含水層的通道。封閉不良的鉆孔封閉不良鉆孔是典型的人類活動所留下的點狀垂向?qū)ǖ?，該類?dǎo)水通道的隱蔽性強，垂向?qū)畷惩ǎ粌H使垂向上不同層位的含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系，而且當(dāng)井下采礦活動揭露或接近鉆孔時。產(chǎn)生突發(fā)性突水事故。由于封閉不良鉆孔在垂向上串通了多個含水層，所以一旦發(fā)生該類導(dǎo)水通道的突水事故，不僅突水初期水量大，而且有比較穩(wěn)定的補給量。本井田在煤田勘探過程施工了一些鉆孔，在施工后鉆孔得到了封閉，但部分鉆孔由于技術(shù)設(shè)備、材料質(zhì)量、施工條件、技術(shù)等原因，封孔質(zhì)量較差。采動裂隙帶該礦設(shè)計采用綜采一次采全高，開采面積較以往房式采煤方法明顯增大，煤層開采后地表洪水能否影響井下開采取決于垮落帶、導(dǎo)水裂隙帶能否到達(dá)地表。井田11號煤層傾角一般在5o8o之間，上覆巖層以堅硬、中硬巖石為主，據(jù)2009年12月1日由國家煤礦安全監(jiān)督局編制的《煤礦防治水規(guī)定釋義》垮落帶高度（HC）、導(dǎo)水裂隙帶高度（Hf），計算公式：垮落帶高度（HC）計算公式：3號煤層采用：HC =100M/(+19)+11號煤層采用：HC =100M/(+16)+導(dǎo)水裂隙帶高度（Hf）計算公式：3號煤層采用：Hf =100M/(+)+ =20M1/2+1011號煤層采用：Hf =100M/(+)+ =30M1/2+10M累計開采厚度（m） ，經(jīng)計算， 2號煤層開采后垮落帶高度為Hm=，導(dǎo)水裂隙帶高度HLi =—，或HLi =。，經(jīng)計算， 2號煤層開采后垮落帶高度為Hm=，導(dǎo)水裂隙帶高度HLi =—，或HLi =。2號煤層在北峪河、昕水河埋深在60 m，基巖風(fēng)化帶深度50 m左右，第四系厚度15m。由于采空區(qū)導(dǎo)水裂隙的作用，破壞地層的完整性，垂向水力聯(lián)系加強，勾通基巖風(fēng)化帶，地表各溝谷水對2號煤層開采有充水影響。，經(jīng)計算， 3號煤層開采后垮落帶高度為Hm=，導(dǎo)水裂隙帶高度HLi =—，或HLi =?？鄢_采2號煤層底板擾動破壞深度16 m，—，說明2號煤層形成的采空區(qū)積水對3號煤層開采有直接充水影響。地表各溝谷水通過2號煤層采空區(qū)向3號煤層產(chǎn)生充水影響。 ，經(jīng)計算， 9號煤層開采后垮落帶高度為Hm=，導(dǎo)水裂隙帶高度HLi =—，或HLi =?？鄢_采3號煤層底板擾動破壞深度16 m，說明3