【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 襄垣蓄水構(gòu)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(zhǎng)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(shù)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(jìn)入河南省，在山西境內(nèi)段長(zhǎng)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(biāo)高615—643m，因煤炭資源開(kāi)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(shì)逐漸降低。區(qū)域南部屬長(zhǎng)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(bǔ)給及濁漳河北源流經(jīng)地壘灰?guī)r河道時(shí)的地表水入滲補(bǔ)給。排泄區(qū)為區(qū)域東南部的辛安泉群。泉域內(nèi)受構(gòu)造控制，不同部位補(bǔ)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(qiáng)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(gòu)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(bǔ)給，盆地內(nèi)由于斷裂構(gòu)造的影響，也可以受到其它含水層的補(bǔ)給，地下水以水平運(yùn)動(dòng)為主。（3）碎屑巖類含水層組指二疊系、三疊系一套陸相和過(guò)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(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙為主，裂隙水除少部分可能沿破碎帶向深部運(yùn)動(dòng)外，以水平運(yùn)動(dòng)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(duì)呈層狀，形成平行復(fù)合結(jié)構(gòu)，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(dá)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(guò)斷裂破碎帶或直接補(bǔ)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(duì)獨(dú)立。三、地下水補(bǔ)給對(duì)煤層開(kāi)采的影響3號(hào)煤層充水含水層主要為二疊系基巖風(fēng)化帶、下石盒子組底部砂巖及山西組砂巖裂隙含水層。15號(hào)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(guò)裸露區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給，補(bǔ)給區(qū)主要位于晉獲斷裂帶的沿裂隙補(bǔ)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(shí)， 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(gòu)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(yè)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(gòu)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(qiáng)。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(bào)告186號(hào)水井觀測(cè)資料， L/sm。，靜。據(jù)此水井資料推測(cè)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(gòu)成，含水空間以裂隙為主。據(jù)186號(hào)水文孔對(duì)該含水層進(jìn)行混合抽水試驗(yàn)。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(wú)出露。含水層主要由中細(xì)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(hào)水文孔對(duì)山西組段（包括K 8砂巖）和上下石盒子組段抽水試驗(yàn)，，含水性弱。（4）基巖風(fēng)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(fēng)化裂隙發(fā)育程度受構(gòu)造、巖性、埋藏深度及其氣候等條件的影響，風(fēng)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(bào)告186號(hào)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(bǔ)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(hào)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(duì)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(fù)合結(jié)構(gòu)，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(gòu)造與水文地質(zhì)條件井田基本為一單斜構(gòu)造，非聚水構(gòu)造。據(jù)以往勘探成果及開(kāi)采可知，井田內(nèi)發(fā)育兩條斷層，一個(gè)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(shí)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?gòu)埿詳嗔?，斷裂帶存在不同程度的?dǎo)水性。從目前井巷揭露的斷層和陷落柱未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)水現(xiàn)象，但不可麻痹大意，開(kāi)采時(shí)應(yīng)留足夠的保護(hù)煤柱。主要含水層補(bǔ)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(wú)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(wú)構(gòu)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(bǔ)給，然后沿傾向逕流，由于補(bǔ)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(jiǎn)單，但局部地段仍可能趨向復(fù)雜。淺層地下水及地表水主要補(bǔ)給來(lái)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(gòu)造等部位可能通過(guò)導(dǎo)水裂隙補(bǔ)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(duì)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(guò)礦坑頂板導(dǎo)水裂隙帶進(jìn)入礦坑，成為礦坑充水的來(lái)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(dòng)態(tài)變化特征。（2）井筒水對(duì)礦坑充水的影響井筒穿過(guò)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(duì)礦坑充水的影響煤層頂板砂巖裂隙含水層將通過(guò)礦坑頂板冒落導(dǎo)水裂隙帶向礦坑充水，為礦坑充水的主要來(lái)源。（4）地表水對(duì)礦坑充水的影響井田內(nèi)地表逕流條件好，接受補(bǔ)給條件有限，一般無(wú)水害威脅，但在雨季注意回填地面塌陷裂隙，預(yù)防大氣降水涌入礦井造成水害威脅。（5）奧灰水對(duì)礦坑充水的影響由于現(xiàn)階段只15號(hào)煤層，所以，以下只對(duì)15號(hào)煤層進(jìn)行分析計(jì)算。井田內(nèi)15號(hào)煤層底板標(biāo)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(biāo)高在706m左右，可見(jiàn)15號(hào)煤層局部帶壓開(kāi)采。井田內(nèi)15號(hào)煤層只有西部存在局部帶壓開(kāi)采。帶壓開(kāi)采是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，影響的因素較多，本次采用突水系數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用《煤礦防治水規(guī)定》〔國(guó)家安全生產(chǎn)總局監(jiān)督管理總局（第28號(hào)）〕附錄四中的公式，計(jì)算15號(hào)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(hào)煤層底板最低標(biāo)高在420～1160m之間。經(jīng)計(jì)算，15號(hào)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(gòu)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(kāi)采分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)： T＜ 相對(duì)安全區(qū)（Ⅰ） ≤T＜ 臨界區(qū) （Ⅱ） T≥ 危險(xiǎn)區(qū) （Ⅲ）由此可見(jiàn)，井田內(nèi)15號(hào)煤層底板從420m～452m帶壓開(kāi)采分區(qū)處在危險(xiǎn)區(qū)，從452m～553m帶壓開(kāi)采分區(qū)處在臨界區(qū)，從553m～706m帶壓開(kāi)采分區(qū)處在相對(duì)安全區(qū)，706m以上不帶壓。未來(lái)該礦向區(qū)內(nèi)西北部開(kāi)采時(shí)，面臨帶壓開(kāi)采的問(wèn)題。（詳見(jiàn)礦井充水性圖）需要注意的是帶壓開(kāi)采是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)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(guó)實(shí)際資料的綜合數(shù)據(jù)，不一定適合本區(qū)。因些，今后應(yīng)研究適合本區(qū)的突水系數(shù)臨界值。本報(bào)告中相對(duì)安全區(qū)是相對(duì)的，不是絕對(duì)，也有發(fā)生突水的可能，主要是隱伏的導(dǎo)水陷落柱或斷層引起的。因此，在開(kāi)采至帶壓區(qū)時(shí)，加強(qiáng)“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，本次計(jì)算的數(shù)值及突水系數(shù)值及帶壓開(kāi)采分區(qū)僅供參考。（6）構(gòu)造對(duì)礦坑充水的影響井田基本為一單斜構(gòu)造，非聚水構(gòu)造。據(jù)以往勘探成果及開(kāi)采可知，井田內(nèi)發(fā)育兩天斷層，一個(gè)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(shí)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?gòu)埿詳嗔?，斷裂帶存在不同程度的?dǎo)水性。從目前井巷揭露的斷層和陷落柱未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)水現(xiàn)象，但不可麻痹大意，開(kāi)采時(shí)應(yīng)留足夠的保護(hù)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(dǎo)水裂隙帶、井筒及斷層破碎帶等。另外，不應(yīng)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(duì)礦坑充水的影響。（1）導(dǎo)水裂縫帶9號(hào)煤層9號(hào)煤層頂板主要為泥巖、砂巖，～5m。由于開(kāi)采時(shí)形成的導(dǎo)水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開(kāi)采的間接充水含水層。其導(dǎo)水裂縫帶高度采用國(guó)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(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》（煤行管字〔2022〕第81號(hào)）中的公式進(jìn)行計(jì)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(dǎo)水裂縫帶高度計(jì)算公式，其公式為： ……………………（3—2）????MHIi …………………………（3—3）2Ii式中：HIi—導(dǎo)水裂縫帶高度m；Σ M—煤層累計(jì)采厚m，～；按3—2式計(jì)算，計(jì)算時(shí)式中取“+”，全井田煤層開(kāi)采時(shí)，產(chǎn)生～；按3—3式計(jì)算，全井田煤層開(kāi)采時(shí)，產(chǎn)生的導(dǎo)水裂縫帶高度為19.80～。本次采用3—3式計(jì)算結(jié)果。綜合分析，9號(hào)煤層開(kāi)采時(shí)，可溝通導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)砂巖裂隙含水層及基巖風(fēng)化帶砂巖裂隙含水層，對(duì)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(guò)第四系、基巖風(fēng)化帶從導(dǎo)水裂隙帶潰入井下，引起礦井突水。15號(hào)煤層15號(hào)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(kāi)采時(shí)形成的導(dǎo)水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開(kāi)采的間接充水含水層。其導(dǎo)水裂縫帶高度采用《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》中的公式進(jìn)行計(jì)算。井田內(nèi)煤層為緩傾角，采用堅(jiān)硬巖層導(dǎo)水裂縫帶高度計(jì)算公式，其公式為： ………………………（3—4）????MHIi …………………………（3—5）3Ii式中：HIi—導(dǎo)水裂縫帶高度m；Σ M—煤層累計(jì)采厚m，～；按3—4式計(jì)算，計(jì)算時(shí)式中取“+”號(hào)，全井田煤層開(kāi)采時(shí)，產(chǎn)～；按3—5式計(jì)算，全井田煤層開(kāi)采時(shí)，產(chǎn)生的導(dǎo)水裂縫帶高度為63.75～。,開(kāi)采15號(hào)煤層時(shí)最大導(dǎo)水裂縫帶可以溝通9號(hào)煤層采空區(qū)積水。在以后開(kāi)采時(shí)需提高