【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。2011年12月23日至2012年3月2日，峰峰礦峰四勘探注漿有限責(zé)任公司在該礦井下施工SDZK21號(hào)孔探測(cè)太灰?guī)r溶裂隙含水層（K2）水文孔資料，開孔層位為2號(hào)煤層地板。揭露至K2灰?guī)r下9+10號(hào)煤層底板，,，為中等富水性含水層。水質(zhì)屬于HCO3SO4CaMg型水，礦化度360mg/L。綜上述，本報(bào)告采用SDZK3SDZK32水文孔資料。據(jù)SDZK3SDZK32水位標(biāo)高推測(cè)本井田太灰水位標(biāo)高600602ｍ，為強(qiáng)極強(qiáng)富水性含水層。（7）奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層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(bǔ)給條件較好，區(qū)域?qū)俑凰詮?qiáng)含水層組。為井田內(nèi)煤系地層下伏的主要充水含水層。2010年10月至2011年3月，山西克瑞通實(shí)業(yè)有限公司在本井田東部外陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)翼城河寨煤業(yè)有限公司井田范圍內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充勘探地質(zhì)工作，施工了H201號(hào)水文孔資料，H201號(hào)水文孔位于本井田東部邊界方向500m處，, — m，巖性為石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和花斑狀灰?guī)r，裂隙溶洞極發(fā)育，具明顯的水蝕作用，裂隙多充填有方解石結(jié)晶體。H201號(hào)孔鉆進(jìn)中形成大漏水, O2f—，對(duì)O2f—，水質(zhì)屬于HCO3SO4CaMg型水。為富水性中等含水層。2011年12月至2012年3月，峰峰礦區(qū)峰四勘探注漿有限責(zé)任公司在該礦井下施工SDZKO21號(hào)專孔探測(cè)奧灰?guī)r溶裂隙含水層水文孔，開孔層位為2號(hào)煤層底板。，揭露層位為O2f，,，水質(zhì)屬于HCO3SO4CaMg型水，礦化度766mg/L,為富水性中等含水層。,上部峰峰組層段巖溶不甚發(fā)育，巖溶發(fā)育位于古侵蝕面以下80m，即巖溶裂隙發(fā)育為上馬家溝組地層，屬?gòu)?qiáng)富水性溶隙含水層。考慮到L24號(hào)孔施工年代早，而且自八十年代以后生產(chǎn)、生活用水需求量急速增加，水位下降。本報(bào)告對(duì)L24號(hào)孔水文資料僅作參考。由于H201號(hào)孔位于本井田東部，與本井田之間相隔170200m的大斷層，斷層兩側(cè)有所差異，因此其揭露的奧灰水位資料對(duì)本井田僅作參考。綜上述，本報(bào)告采用SDZKO21水文孔資料。據(jù)海頭泉出露標(biāo)高524m，本井田位于海頭泉北東東部，‰。據(jù)水力坡度推測(cè)本井田奧灰水位標(biāo)高為599608m，為富水性中等含水層。3）隔水層（1）中石炭統(tǒng)本溪組：由鋁質(zhì)泥巖等組成，細(xì)膩，不透水，,，系一較好的隔水層。（2）上石炭統(tǒng)及二疊統(tǒng)：主要由具有可塑性的泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，各層砂巖間及灰?guī)r間均有泥巖分布，一般厚度2米至數(shù)米不等，可起到良好的層間隔水作用。上述隔水層在區(qū)內(nèi)分布較穩(wěn)定，厚度變化較大，具有一定的隔水性。但應(yīng)該指出，隔水層的隔水性是相對(duì)的，是受一定條件影響的，如它在受到較大斷層、陷落柱及礦坑頂板冒裂帶等特殊情況影響下，就會(huì)不同程度的失去其隔水作用。4）礦井充水因素分析（1）地表水對(duì)礦井開采的影響井田屬黃河流域汾河水系，區(qū)內(nèi)主要河流為澆底河，其于井田中部沿東西向通過，其南北兩側(cè)支溝呈樹枝狀展布，屬季節(jié)性河流，雨季最大洪水流量達(dá)482m3/s（1970年7月1日），河床最窄處水深45m，其百年一遇的洪水位標(biāo)高為687785m，各井口與洪水位標(biāo)高對(duì)照關(guān)系見表131。表131井口與洪水位標(biāo)高對(duì)照表井口名稱井口標(biāo)高（m）洪水位標(biāo)高（m）主斜井687副斜井687行人斜井687回風(fēng)立井/由表131可得，首旺煤業(yè)各井口均建在高于附近的洪水位標(biāo)高的地方，雨季洪水一般不會(huì)對(duì)礦井生產(chǎn)造成危害。小河口水庫(kù)位于井田邊界外西南部、澆底河與史伯河交匯處，距離本井田較遠(yuǎn)，且位于下游，加之其間有實(shí)體煤相隔，故分析其對(duì)本井田影響較小。另外，雖然澆底河屬季節(jié)性河流，且井田煤層埋藏較深，但仍建議礦方今后要密切關(guān)注井田地表的形變、裂縫發(fā)育情況，防止其成為地表水體涌入礦井的通道。（2）大氣降水對(duì)礦井開采的影響該區(qū)地處中緯度地區(qū)，屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，冬春季寒冷多風(fēng)，夏秋季濕潤(rùn)多雨，據(jù)近年氣象統(tǒng)計(jì)資料，年平均蒸發(fā)量1700mm，蒸發(fā)量為降水量的3倍多；而且井田內(nèi)地表經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕，地形復(fù)雜、溝谷縱橫，有利于排泄大氣降水，分析認(rèn)為一般情況下大氣降水對(duì)礦井開采影響不大，但要密切關(guān)注地表的形變、裂縫發(fā)育情況，防止其可成為大氣降水直接涌入礦井的通道。（3）構(gòu)造對(duì)礦井充水因素的作用和影響受區(qū)域構(gòu)造影響，井田主要為一寬緩的背斜和一較寬緩的向斜組成的褶曲構(gòu)造，其間又伴生有一小型的背斜和向斜構(gòu)造，共發(fā)現(xiàn)25條正斷層和1個(gè)陷落柱，現(xiàn)將其對(duì)礦井充水因素的作用和影響分析如下：①斷層井田內(nèi)斷層較為發(fā)育，其對(duì)礦井充水因素的作用和影響不言而喻，是礦井防止水工作中的重中之重，先分析如下：a. 關(guān)于斷層對(duì)井田水文地質(zhì)條件的影響該礦1997年4月17日副斜井井筒突水事故便是證明，據(jù)該礦1997年4月17日副斜井井筒突水事故原因分析，該次突水事故即副斜井延伸至125m處（+550m水平）時(shí)，由于F25斷層導(dǎo)水溝通奧灰和KK3灰?guī)r巖溶裂隙水，，加上放炮作業(yè)導(dǎo)致地下水沿巖體破碎裂隙發(fā)育的薄弱帶向上頂托突破上方隔水層的阻擋形成突水,涌水量300—400m3/h，水位沿延伸井筒迅速上升，通過+585回風(fēng)聯(lián)巷涌入+578運(yùn)輸大巷，導(dǎo)致整個(gè)礦井被淹沒。該次突水的直接含水層為K3灰?guī)r，最終水源為奧陶系（O2）灰?guī)r地下水，之間以K2灰?guī)r為中轉(zhuǎn)層。奧陶系（O2）灰?guī)r地下水之所以能補(bǔ)給K3灰?guī)r可能是由于鉆孔封閉不良或斷層垂直導(dǎo)水或K2灰?guī)r與奧灰水直接補(bǔ)給造成的。因此，推測(cè)井田其它斷層很可能也存在不同程度導(dǎo)水性。b．?dāng)嗔褬?gòu)造對(duì)巖體的破壞表現(xiàn)在兩方面，一方面斷層形成巖體的不連續(xù)面，影響了巖體的完整性，易行成導(dǎo)水通道；另一方面，其可導(dǎo)致構(gòu)造帶影響范圍內(nèi)的巖體結(jié)構(gòu)遭到破壞、強(qiáng)度降低，從而減小了有效隔水層的厚度，增加了突水的可能性。c．而且不導(dǎo)水或?qū)暂^差的斷層，可能在煤層開采后由于礦壓重新分配而具有較好的導(dǎo)水性。綜上所述，由于斷層可能存在的不同程度的導(dǎo)水性，將會(huì)使井田水文地質(zhì)條件趨于復(fù)雜化，同時(shí)增加礦井防治水工作的難度，因此在今后工作中必須加強(qiáng)對(duì)斷裂構(gòu)造的研究，并且采取有效的防治措施，確保礦井安全生產(chǎn)。②褶曲構(gòu)造井田的褶曲構(gòu)造為地下水、采空水的運(yùn)移和匯集提供了條件，即層間地下水、采空水向背斜兩翼和向斜軸部匯集，因此在空間相對(duì)位置處于低處開采時(shí)要高度重視其附近的采空積水及含水層水，防止水害發(fā)生。③陷落柱井田目前僅通過三維地震控制1個(gè)陷落柱，因?yàn)槠湓谛纬蛇^程中破壞了地層的完整性，降低巖石的力學(xué)強(qiáng)度，可能成為突水的軟弱帶，因此仍建議礦井靠近開采時(shí)引起重視。（4）含水層對(duì)煤層開采的影響區(qū)內(nèi)第四系分布廣泛，由于砂礫層分布無(wú)規(guī)律，厚度變化大，含水連續(xù)性差，故富水性一般較弱，且受大氣降水補(bǔ)給控制，隨季節(jié)變化。二疊系上、下石盒子組砂巖裂隙含水層局部裂隙發(fā)育，具有一定含水性，地表可見小泉水出露，屬弱富水性含水層。山西組K7砂巖裂隙含水層主要有K7砂巖及以上砂巖裂隙含水層組成，淺部地帶風(fēng)化裂隙發(fā)育，隨埋藏深度增加裂隙發(fā)育減弱，據(jù)隆化勘探（普查）牢寨井田（精查）勘探L24號(hào)資料，為弱富水性含水層。太原組KKK4石灰?guī)r裂隙含水層主要由KKK4等石灰?guī)r組成，含水空間以巖溶裂隙為主，為中等—強(qiáng)富水性含水層。在首旺煤業(yè)開采2號(hào)煤層時(shí)產(chǎn)生的導(dǎo)水裂縫帶最大高度可延及至下石盒子組上部，故其直接含水層為二疊系上、下石盒子組砂巖裂隙含水層和山西組K7砂巖裂隙含水層，且均為弱富水性含水層，因此對(duì)2號(hào)煤層的開采影響較小。但由于2號(hào)煤層處于太灰水帶壓開采區(qū)內(nèi)，且太原組KKK4石灰?guī)r裂隙含水層富水性中等—強(qiáng)，加之井田內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，因此其可對(duì)2號(hào)煤層的開采構(gòu)成威脅，望礦方引起重視。井田內(nèi)奧灰水標(biāo)高在599m—608m之間、太灰水標(biāo)高在600m—603m之間，而井田內(nèi)2號(hào)煤層底板最低標(biāo)高為365m，故2號(hào)煤層底板除在井田北部和南部部分區(qū)域不帶壓外，其余區(qū)域均承受著太灰水壓和奧灰水壓。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》，突水系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算如下：T=式中：T——突水系數(shù)(MPa/m)；P——底板隔水層承受的水壓(MPa)；M——底板隔水層有效厚度(m)，因?yàn)榫镒畹吞幬挥贚1號(hào)鉆孔附近。按照上述公式，選取各鉆孔數(shù)據(jù)計(jì)算如下（詳見表13133）：表132 2號(hào)煤層底板奧灰水突水系數(shù)計(jì)算表地點(diǎn)、孔號(hào)2煤層底板高（m）奧灰水水位標(biāo)高（m）奧灰?guī)r頂面到2號(hào)煤層底板隔水層厚度(m)底板隔層承受水壓值（Mpa）突水系數(shù)(T)備注L1L700L20斷層//L21L23L24L25L26L2700L28L29斷層//L3000L3100L3200L42L43002號(hào)煤層最低點(diǎn)365608表133 2號(hào)煤層底板太灰水突水系數(shù)計(jì)算表地點(diǎn)、孔號(hào)2煤層底板高（m）太灰水水位標(biāo)高（m）太灰?guī)r頂面到2號(hào)煤層底板隔水層厚度(m)底板隔層承受水壓值（Mpa）突水系數(shù)(T)備注L1L700L20斷層//L21L23L24L25L26L2700L28L29斷層//L3000L3100L3200L42L43002號(hào)煤層最低點(diǎn)365603由上可得，，；，，按照底板突水系數(shù)等值線進(jìn)行危險(xiǎn)性分區(qū)，可以劃分為非帶壓區(qū)、突水相對(duì)安全區(qū)（T＜）、突水危險(xiǎn)區(qū)（＜T＜）和突水高危險(xiǎn)區(qū)，具體如下：①2號(hào)煤層底板奧灰水突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)：位于井田北部和南部部分區(qū)域；b. 突水相對(duì)安全區(qū): ，大面積分布于井田內(nèi)；c. 突水高危險(xiǎn)區(qū):，但考慮到井田內(nèi)斷層較為發(fā)育、分布范圍較廣，且均可能存在的不同程度的導(dǎo)水性，將有可能溝通奧灰水，造成突水事故，故將落差大于5m的斷層和陷落柱周邊100m的范圍內(nèi)劃分為突水高危險(xiǎn)區(qū)。②2號(hào)煤層底板太灰水突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)：位于井田北部和南部部分區(qū)域；b. 突水相對(duì)安全區(qū):，大面積分布于井田內(nèi)；:，但考慮到井田內(nèi)斷層較為發(fā)育、分布范圍較廣，且均可能存在的不同程度的導(dǎo)水性，將有可能溝通太灰水，造成突水事故，故將落差大于5m的斷層和陷落柱周邊100m的范圍內(nèi)劃分為突水高危險(xiǎn)區(qū)。（5）垮落帶、導(dǎo)水裂縫帶計(jì)算根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》，垮落帶、導(dǎo)水裂縫帶最大高度計(jì)算公式選用如下：2號(hào)煤層上覆巖層一般為泥巖、粉砂巖或中細(xì)粒砂巖，為中硬巖石，選用公式如下：Lf Hli=式中：Lf——預(yù)測(cè)垮落帶最大高度Hli——導(dǎo)水裂縫帶最大高度ΣM——累計(jì)采厚（）。據(jù)垮落帶最大高度及導(dǎo)水裂縫帶最大高度計(jì)算，2號(hào)煤層產(chǎn)生的導(dǎo)水裂縫帶可延及至下石盒子組上部，另外，由于井田內(nèi)鉆孔較多，封孔情況不清，應(yīng)防備封閉不良的鉆孔構(gòu)成導(dǎo)水通道，應(yīng)留足夠的防水保安煤柱。（6） 采空區(qū)積水分析①本井田采空區(qū)積水分析本次利用的2號(hào)煤層采掘工程平面圖是由礦方技術(shù)人員使用經(jīng)緯儀，利用三角網(wǎng)加密控制，先測(cè)得近井點(diǎn)做聯(lián)系測(cè)量，然后采用井下導(dǎo)線逐點(diǎn)實(shí)測(cè)完成，質(zhì)量可靠。依據(jù)山西地寶能源有限公司于2016年10月編制的《山西翼城首旺煤業(yè)有限責(zé)任公司煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》，根據(jù)《煤炭安全手冊(cè)》第五篇礦井防治水中的采空區(qū)積水可按下列公式估算其積水量：采用公式：Q空＝KFM/cosα式中：Q空——預(yù)測(cè)采空區(qū)積水量（m3）；K——采空區(qū)充水系數(shù)，；F——采空區(qū)水平投影積水面積（m2）；M——采空區(qū)平均采高線或煤厚(m)；α——煤層傾角（176。）。表134 井田內(nèi)2號(hào)煤層采空區(qū)積水量統(tǒng)計(jì)表煤層積水區(qū)編號(hào)積水面積m 2煤層傾角176。煤層厚度(m)充水系數(shù)積水量（m3）2號(hào)采13192239526采2135913340559采3138310341274采4200519359838采55458658164311采6206280962238采72237276717采81081663241采9908962724采10189098756777采11（兩坂煤礦）5528805165388采1261277518334采133681666110320采1435907610759采15158202347210采1645828613732采174616138采187278765217737小計(jì)