【文章內(nèi)容簡介】 襄垣蓄水構造水文地質(zhì)單元內(nèi)。一、地表水區(qū)內(nèi)地表水屬于海河水系漳河流域。主要河流是濁漳河，濁漳河分為南、西、被、北三源。南源發(fā)源于長子縣發(fā)鳩山，西源發(fā)育于沁縣的漳源村，北源發(fā)源于榆社縣柳樹溝。南源和西源在襄垣縣甘村附近匯合，后又與北源在襄垣縣合口村匯合，在平順縣下馬塔以東進入河南省，在山西境內(nèi)段長231km，流域面積11311km 2，108m3。二、地下水本區(qū)屬辛安泉域西部及北部的逕流區(qū)。辛安泉出露于山西省平順、潞城、黎城三縣交界處西流村至北耽車村約16km的濁漳河河床中，泉水出露標高615—643m，因煤炭資源開發(fā)和大規(guī)模利用地下水以及氣候的變化，泉水流量不斷衰減， 3/s， 3/s， 3/s，2022— 3/s。區(qū)域東部為一套碳酸鹽巖地層，含巖溶裂隙水，向西地勢逐漸降低。區(qū)域南部屬長治盆地，由黃土丘陵和低山組成，海拔800—1200m，為新生界早期形成的斷陷盆地，堆積物較厚約300m，含有若干孔隙含水層。區(qū)內(nèi)尚有少量中生、古生界的碎屑巖出露，含一系列裂隙含水層，富水性弱。盆地范圍內(nèi)奧陶系、寒武系地層埋藏較深。主要含水層根據(jù)區(qū)域含水介質(zhì)巖性，區(qū)域含水層分為碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層組、碎屑巖類夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層組、碎屑巖裂隙含水層組、松散層孔隙含水層組。（1）奧陶系中統(tǒng)含水層組由石灰?guī)r、泥灰?guī)r等組成，總厚400～600m，除在區(qū)域東部、東南部大片出露外，在文王山及二崗山地壘有零星出露。本含水層組為區(qū)內(nèi)主要含水層組，主要接受裸露區(qū)大氣補給及濁漳河北源流經(jīng)地壘灰?guī)r河道時的地表水入滲補給。排泄區(qū)為區(qū)域東南部的辛安泉群。泉域內(nèi)受構造控制，不同部位補給、逕流、排泄條件有一定差異。（2）碎屑巖夾碳酸鹽巖類含水層組系指石炭系上統(tǒng)一套海陸交互相沉積底層，主要含水層由其間3—6層石灰?guī)r組成，其富水性強弱取決于砂巖及灰?guī)r的裂隙與巖溶發(fā)育程度。據(jù)區(qū)域資料，2—m，—，局部巖溶裂隙較發(fā)育，m。水質(zhì)類型屬HCO 3及HCO 3—SO4型。由于受構造的影響，在區(qū)域東南部此含水層組有較大面積出露，可以接受大氣降水的補給，盆地內(nèi)由于斷裂構造的影響，也可以受到其它含水層的補給，地下水以水平運動為主。（3）碎屑巖類含水層組指二疊系、三疊系一套陸相和過度相碎屑巖，由砂巖、砂質(zhì)泥巖夾煤層等組成。厚320—435m，—m，—，水質(zhì)類型屬HCO 3及HCO 3—SO4型。本含水層組含水空間以風化裂隙和構造裂隙為主，裂隙水除少部分可能沿破碎帶向深部運動外，以水平運動為主。由于各含水層之間間隔數(shù)層由泥巖等塑性巖石組成的隔水層，使各含水層相對呈層狀，形成平行復合結構，縱向水力聯(lián)系較弱。（4）松散巖類含水層組主要指第四系松散堆積物，厚度變化較大，最大可達300m余米。分布于濁漳河河谷及其支流地段，含水層由含砂粘土組成，在溝谷切割較深處排泄于地表，局部還通過斷裂破碎帶或直接補給下部含水層。本含水層富水性差異較大，受地形地貌控制明顯，水位埋藏淺，一般高于河水位?！猰，—，水質(zhì)類型為HCO 3型。主要隔水層（1）石炭系中統(tǒng)隔水層主要為本溪組隔水層，巖性為鋁質(zhì)泥巖、泥巖等。透水性差，成為奧陶系中統(tǒng)含水層組與碎屑巖夾碳酸鹽巖類含水層組之間的隔水層。（2）碎屑巖層間隔水層主要由具塑性的泥巖組成，呈層狀分布于碎屑巖各砂巖含水層之間，使各含水層的垂直水力聯(lián)系被阻，呈層狀相對獨立。三、地下水補給對煤層開采的影響3號煤層充水含水層主要為二疊系基巖風化帶、下石盒子組底部砂巖及山西組砂巖裂隙含水層。15號煤層充水含水層主要為石炭系太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層及奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層。奧陶系石灰?guī)r含水層主要通過裸露區(qū)接受大氣降水補給，補給區(qū)主要位于晉獲斷裂帶的沿裂隙補給；其次為地表河水在流經(jīng)巖溶區(qū)的漏失，如濁漳河南源在流經(jīng)文王山地壘灰?guī)r河道時， 3/s（1981年10月10日）。四、地下水逕流、排泄區(qū)域逕流排泄條件主要受構造控制。它的排泄一方面由于太行山隆起使得太古界變質(zhì)巖系及寒武系饅頭組頁巖高出區(qū)域地下水面，起著隔水屏障的作用；另一方面由于地殼隆起，濁漳河河床下切，造成沿濁漳河自西流村至北耽車一帶構成一系列泉群出露。地下水逕流總的方向由西往東，大致分兩股：一股是北部逕流區(qū)，即由北往南，然后由北西轉(zhuǎn)向東；另一股是南部逕流區(qū)，即由南往北，然后由南西向東，最后均排泄于辛安村泉，本井田位于辛安泉域北部逕流區(qū)。二、 礦井水文地質(zhì)條件礦區(qū)主要含水層（1）奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層：本含水層為井田內(nèi)主要含水層，區(qū)域上最大揭露厚度，主要為深灰色石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及含白云質(zhì)灰?guī)r，中、下部巖溶裂隙較發(fā)育，含水性較強。由于受巖溶發(fā)育程度的影響，存在一定的富水差異。據(jù)武鄉(xiāng)第一、二區(qū)勘探區(qū)精查報告186號水井觀測資料， L/sm。，靜。據(jù)此水井資料推測本井田奧灰水水位。（2）石炭系上統(tǒng)太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層：該含水層為碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層，主要含水層由數(shù)層砂巖裂隙含水層及K K K 4石灰?guī)r巖溶裂隙含水層構成，含水空間以裂隙為主。據(jù)186號水文孔對該含水層進行混合抽水試驗。含水性較弱，水質(zhì)屬HCO 3SO4－NaMg。（3）二疊系砂巖裂隙含水層組：為碎屑巖裂隙含水層，井田內(nèi)無出露。含水層主要由中細粒砂巖組成，砂巖局部裂隙發(fā)育，具有一定含水性，據(jù)武鄉(xiāng)精查一區(qū)186號水文孔對山西組段（包括K 8砂巖）和上下石盒子組段抽水試驗，，含水性弱。（4）基巖風化帶裂隙含水層：井田內(nèi)大部分為黃土覆蓋，基巖埋深0—45m左右?；鶐r風化裂隙發(fā)育程度受構造、巖性、埋藏深度及其氣候等條件的影響，風化裂隙一般在基巖面以上50—70m，含水較豐富，但含水性差異較大。據(jù)武鄉(xiāng)第一、二區(qū)勘探區(qū)精查報告186號孔勘探資料，m。（5）第四系松散沉積物孔隙潛水含水層由砂質(zhì)粘土、含砂粘土、砂礫石及砂層組成，在某些，含水性和透水性由砂、砂礫石層的發(fā)育程度而定，水位埋藏較淺，一般在15—20m。接受大氣降水的補給、受大氣降水影響明顯。礦區(qū)主要隔水層（1）石炭系中統(tǒng)本溪組底至上統(tǒng)太原組15號煤層底隔水層主要由泥巖、鋁質(zhì)泥巖等組成，阻隔奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙水對上覆煤層的影響。（2）二疊系砂巖層間隔水層由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖等組成，平行分布于各砂巖含水層之間，與砂巖形成平行復合結構，起到層間隔水的作用，阻隔各含水層間的垂向水力聯(lián)系。構造與水文地質(zhì)條件井田基本為一單斜構造，非聚水構造。據(jù)以往勘探成果及開采可知，井田內(nèi)發(fā)育兩條斷層，一個陷落柱，井田西部發(fā)育一條較大的斷層，即洪水正斷層，該斷層精查勘探時已基本控制，其走向近南北，傾向西，傾角70度，井田內(nèi)落差10—50m，屬張性斷裂，斷裂帶存在不同程度的導水性。從目前井巷揭露的斷層和陷落柱未發(fā)現(xiàn)導水現(xiàn)象，但不可麻痹大意，開采時應留足夠的保護煤柱。主要含水層補給、逕流、排泄條件太原組、山西組及下石盒子組含水層在井田內(nèi)無出露，埋藏深，與上覆及下伏各含水層均有一定厚度的隔水層相隔，若無構造溝通，人為破壞，則各含水層水力聯(lián)系微弱，含水層主要接受上覆含水層微弱的補給，然后沿傾向逕流，由于補給條件差，地下水逕流微弱，因而本區(qū)水文地質(zhì)條件較為簡單，但局部地段仍可能趨向復雜。淺層地下水及地表水主要補給來源為大氣降水。淺層地下水及地表水體一般與下伏含水層聯(lián)系較弱，僅在局部構造等部位可能通過導水裂隙補給下伏含水層。三、礦井充水因素分析充水因素分析（1）大氣降水對礦坑充水的影響礦區(qū)東北部煤層埋藏較深，其余埋藏較淺，地表水、河水及大氣降水可沿松散堆積物孔隙與基巖裂隙向下滲透，有可能通過礦坑頂板導水裂隙帶進入礦坑，成為礦坑充水的來源之一。受大氣降水及地表水季節(jié)變化的影響，由此形成的礦坑充水量也隨之具有明顯的動態(tài)變化特征。（2）井筒水對礦坑充水的影響井筒穿過揭露范圍內(nèi)有所有含水層，其間必有一定量的地下水沿井筒流下，成為礦坑涌水的一部分。（3）頂板砂巖裂隙水對礦坑充水的影響煤層頂板砂巖裂隙含水層將通過礦坑頂板冒落導水裂隙帶向礦坑充水，為礦坑充水的主要來源。（4）地表水對礦坑充水的影響井田內(nèi)地表逕流條件好，接受補給條件有限，一般無水害威脅，但在雨季注意回填地面塌陷裂隙，預防大氣降水涌入礦井造成水害威脅。（5）奧灰水對礦坑充水的影響由于現(xiàn)階段只15號煤層，所以，以下只對15號煤層進行分析計算。井田內(nèi)15號煤層底板標高約為4201160m。根據(jù)礦方提供的資料顯示，該井田內(nèi)奧灰水水位標高在706m左右，可見15號煤層局部帶壓開采。井田內(nèi)15號煤層只有西部存在局部帶壓開采。帶壓開采是個復雜的問題，影響的因素較多，本次采用突水系數(shù)法進行評價。采用《煤礦防治水規(guī)定》〔國家安全生產(chǎn)總局監(jiān)督管理總局（第28號）〕附錄四中的公式，計算15號煤層底板奧灰水突水系數(shù)。其公式為： …………………………（3—1）MpT?式中： T—突水系數(shù)，MPa/m； p—隔水層承受的水壓，MPa； M—底板隔水層厚度，取25m。，15號煤層底板最低標高在420～1160m之間。經(jīng)計算，15號煤層底板奧灰水突水系數(shù)0～。按《煤礦防治水規(guī)定》中底板受構造破壞塊段突水系數(shù) MPa/m，正常塊段突水系數(shù)不大于 MPa/m，本次確定以下帶壓開采分區(qū)標準： T＜ 相對安全區(qū)（Ⅰ） ≤T＜ 臨界區(qū) （Ⅱ） T≥ 危險區(qū) （Ⅲ）由此可見，井田內(nèi)15號煤層底板從420m～452m帶壓開采分區(qū)處在危險區(qū)，從452m～553m帶壓開采分區(qū)處在臨界區(qū)，從553m～706m帶壓開采分區(qū)處在相對安全區(qū)，706m以上不帶壓。未來該礦向區(qū)內(nèi)西北部開采時，面臨帶壓開采的問題。（詳見礦井充水性圖）需要注意的是帶壓開采是個復雜的問題，影響的因素較多，《煤礦防治水規(guī)定》中的突水系數(shù)臨界值只是全國實際資料的綜合數(shù)據(jù)，不一定適合本區(qū)。因些，今后應研究適合本區(qū)的突水系數(shù)臨界值。本報告中相對安全區(qū)是相對的，不是絕對，也有發(fā)生突水的可能，主要是隱伏的導水陷落柱或斷層引起的。因此，在開采至帶壓區(qū)時，加強“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，本次計算的數(shù)值及突水系數(shù)值及帶壓開采分區(qū)僅供參考。（6）構造對礦坑充水的影響井田基本為一單斜構造，非聚水構造。據(jù)以往勘探成果及開采可知，井田內(nèi)發(fā)育兩天斷層，一個陷落柱，井田西部發(fā)育一條較大的斷層，即洪水正斷層，該斷層精查勘探時已基本控制，其走向近南北，傾向西，傾角70度，井田內(nèi)落差10—50m，屬張性斷裂，斷裂帶存在不同程度的導水性。從目前井巷揭露的斷層和陷落柱未發(fā)現(xiàn)導水現(xiàn)象，但不可麻痹大意，開采時應留足夠的保護煤柱。礦坑充水通道據(jù)礦區(qū)水文地質(zhì)條件分析，礦坑充水通道主要有頂板之上的巖石裂隙帶、冒落導水裂隙帶、井筒及斷層破碎帶等。另外，不應忽視區(qū)內(nèi)可能未查明的斷層、陷落柱及施工鉆孔封閉不良對礦坑充水的影響。（1）導水裂縫帶9號煤層9號煤層頂板主要為泥巖、砂巖，～5m。由于開采時形成的導水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開采的間接充水含水層。其導水裂縫帶高度采用國家煤炭工業(yè)局制定的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》（煤行管字〔2022〕第81號）中的公式進行計算。井田內(nèi)煤層為緩傾角，煤層頂板主要為泥巖、砂巖，采用中硬巖層導水裂縫帶高度計算公式，其公式為： ……………………（3—2）????MHIi …………………………（3—3）2Ii式中：HIi—導水裂縫帶高度m；Σ M—煤層累計采厚m，～；按3—2式計算，計算時式中取“+”，全井田煤層開采時，產(chǎn)生～；按3—3式計算，全井田煤層開采時，產(chǎn)生的導水裂縫帶高度為19.80～。本次采用3—3式計算結果。綜合分析，9號煤層開采時，可溝通導水裂隙帶內(nèi)砂巖裂隙含水層及基巖風化帶砂巖裂隙含水層，對礦井生產(chǎn)將產(chǎn)生一定的影響，特別是雨季，在煤層埋藏淺的地方，大氣降水、地表水通過第四系、基巖風化帶從導水裂隙帶潰入井下，引起礦井突水。15號煤層15號煤層的充水含水層主要為頂板以上灰?guī)r巖溶裂隙含水層，開采時形成的導水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開采的間接充水含水層。其導水裂縫帶高度采用《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》中的公式進行計算。井田內(nèi)煤層為緩傾角，采用堅硬巖層導水裂縫帶高度計算公式，其公式為： ………………………（3—4）????MHIi …………………………（3—5）3Ii式中：HIi—導水裂縫帶高度m；Σ M—煤層累計采厚m，～；按3—4式計算，計算時式中取“+”號，全井田煤層開采時，產(chǎn)～；按3—5式計算，全井田煤層開采時，產(chǎn)生的導水裂縫帶高度為63.75～。,開采15號煤層時最大導水裂縫帶可以溝通9號煤層采空區(qū)積水。在以后開采時需提高