【文章內容簡介】 。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任公司在該礦井下施工SDZK21號孔探測太灰?guī)r溶裂隙含水層（K2）水文孔資料，開孔層位為2號煤層地板。揭露至K2灰?guī)r下9+10號煤層底板，,，為中等富水性含水層。水質屬于HCO3SO4CaMg型水，礦化度360mg/L。綜上述，本報告采用SDZK3SDZK32水文孔資料。據(jù)SDZK3SDZK32水位標高推測本井田太灰水位標高600602ｍ，為強極強富水性含水層。（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，奧灰頂部具古風化殼，鉆孔沖洗液消耗量達15m3/h，埋藏淺，接受補給條件較好，區(qū)域屬富水性強含水層組。為井田內煤系地層下伏的主要充水含水層。2010年10月至2011年3月，山西克瑞通實業(yè)有限公司在本井田東部外陽泉煤業(yè)集團翼城河寨煤業(yè)有限公司井田范圍內進行補充勘探地質工作，施工了H201號水文孔資料，H201號水文孔位于本井田東部邊界方向500m處，, — m，巖性為石灰?guī)r、泥質灰?guī)r、白云質灰?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晶體。H201號孔鉆進中形成大漏水, O2f—，對O2f—，水質屬于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任公司在該礦井下施工SDZKO21號?？滋綔y奧灰?guī)r溶裂隙含水層水文孔，開孔層位為2號煤層底板。，揭露層位為O2f，,，水質屬于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，屬強富水性溶隙含水層。考慮到L24號孔施工年代早，而且自八十年代以后生產、生活用水需求量急速增加，水位下降。本報告對L24號孔水文資料僅作參考。由于H201號孔位于本井田東部，與本井田之間相隔170200m的大斷層，斷層兩側有所差異，因此其揭露的奧灰水位資料對本井田僅作參考。綜上述，本報告采用SDZKO21水文孔資料。據(jù)海頭泉出露標高524m，本井田位于海頭泉北東東部，‰。據(jù)水力坡度推測本井田奧灰水位標高為599608m，為富水性中等含水層。3）隔水層（1）中石炭統(tǒng)本溪組：由鋁質泥巖等組成，細膩，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)內分布較穩(wěn)定，厚度變化較大，具有一定的隔水性。但應該指出，隔水層的隔水性是相對的，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）地表水對礦井開采的影響井田屬黃河流域汾河水系，區(qū)內主要河流為澆底河，其于井田中部沿東西向通過，其南北兩側支溝呈樹枝狀展布，屬季節(jié)性河流，雨季最大洪水流量達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高為687785m，各井口與洪水位標高對照關系見表131。表131井口與洪水位標高對照表井口名稱井口標高（m）洪水位標高（m）主斜井687副斜井687行人斜井687回風立井/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高的地方，雨季洪水一般不會對礦井生產造成危害。小河口水庫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，且位于下游，加之其間有實體煤相隔，故分析其對本井田影響較小。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，夏秋季濕潤多雨，據(jù)近年氣象統(tǒng)計資料，年平均蒸發(fā)量1700mm，蒸發(fā)量為降水量的3倍多；而且井田內地表經長期風化剝蝕，地形復雜、溝谷縱橫，有利于排泄大氣降水，分析認為一般情況下大氣降水對礦井開采影響不大，但要密切關注地表的形變、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）構造對礦井充水因素的作用和影響受區(qū)域構造影響，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造，其間又伴生有一小型的背斜和向斜構造，共發(fā)現(xiàn)25條正斷層和1個陷落柱，現(xiàn)將其對礦井充水因素的作用和影響分析如下：①斷層井田內斷層較為發(fā)育，其對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. 關于斷層對井田水文地質條件的影響該礦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，由于F25斷層導水溝通奧灰和KK3灰?guī)r巖溶裂隙水，，加上放炮作業(yè)導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回風聯(lián)巷涌入+578運輸大巷，導致整個礦井被淹沒。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為中轉層。奧陶系（O2）灰?guī)r地下水之所以能補給K3灰?guī)r可能是由于鉆孔封閉不良或斷層垂直導水或K2灰?guī)r與奧灰水直接補給造成的。因此，推測井田其它斷層很可能也存在不同程度導水性。b．斷裂構造對巖體的破壞表現(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，易行成導水通道；另一方面，其可導致構造帶影響范圍內的巖體結構遭到破壞、強度降低，從而減小了有效隔水層的厚度，增加了突水的可能性。c．而且不導水或導水性較差的斷層，可能在煤層開采后由于礦壓重新分配而具有較好的導水性。綜上所述，由于斷層可能存在的不同程度的導水性，將會使井田水文地質條件趨于復雜化，同時增加礦井防治水工作的難度，因此在今后工作中必須加強對斷裂構造的研究，并且采取有效的防治措施，確保礦井安全生產。②褶曲構造井田的褶曲構造為地下水、采空水的運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，因此在空間相對位置處于低處開采時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個陷落柱，因為其在形成過程中破壞了地層的完整性，降低巖石的力學強度，可能成為突水的軟弱帶，因此仍建議礦井靠近開采時引起重視。（4）含水層對煤層開采的影響區(qū)內第四系分布廣泛，由于砂礫層分布無規(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—強富水性含水層。在首旺煤業(yè)開采2號煤層時產生的導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2號煤層的開采影響較小。但由于2號煤層處于太灰水帶壓開采區(qū)內，且太原組KKK4石灰?guī)r裂隙含水層富水性中等—強，加之井田內斷裂構造發(fā)育，因此其可對2號煤層的開采構成威脅，望礦方引起重視。井田內奧灰水標高在599m—608m之間、太灰水標高在600m—603m之間，而井田內2號煤層底板最低標高為365m，故2號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)計算公式計算如下：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)，因為井田最低處位于L1號鉆孔附近。按照上述公式，選取各鉆孔數(shù)據(jù)計算如下（詳見表13133）：表132 2號煤層底板奧灰水突水系數(shù)計算表地點、孔號2煤層底板高（m）奧灰水水位標高（m）奧灰?guī)r頂面到2號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號煤層最低點365608表133 2號煤層底板太灰水突水系數(shù)計算表地點、孔號2煤層底板高（m）太灰水水位標高（m）太灰?guī)r頂面到2號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號煤層最低點365603由上可得，，；，，按照底板突水系數(shù)等值線進行危險性分區(qū)，可以劃分為非帶壓區(qū)、突水相對安全區(qū)（T＜）、突水危險區(qū)（＜T＜）和突水高危險區(qū)，具體如下：①2號煤層底板奧灰水突水危險性評價：位于井田北部和南部部分區(qū)域；b. 突水相對安全區(qū): ，大面積分布于井田內；c. 突水高危險區(qū):，但考慮到井田內斷層較為發(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的范圍內劃分為突水高危險區(qū)。②2號煤層底板太灰水突水危險性評價：位于井田北部和南部部分區(qū)域；b. 突水相對安全區(qū):，大面積分布于井田內；:，但考慮到井田內斷層較為發(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的范圍內劃分為突水高危險區(qū)。（5）垮落帶、導水裂縫帶計算根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》，垮落帶、導水裂縫帶最大高度計算公式選用如下：2號煤層上覆巖層一般為泥巖、粉砂巖或中細粒砂巖，為中硬巖石，選用公式如下：Lf Hli=式中：Lf——預測垮落帶最大高度Hli——導水裂縫帶最大高度ΣM——累計采厚（）。據(jù)垮落帶最大高度及導水裂縫帶最大高度計算，2號煤層產生的導水裂縫帶可延及至下石盒子組上部，另外，由于井田內鉆孔較多，封孔情況不清，應防備封閉不良的鉆孔構成導水通道，應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號煤層采掘工程平面圖是由礦方技術人員使用經緯儀，利用三角網加密控制，先測得近井點做聯(lián)系測量，然后采用井下導線逐點實測完成，質量可靠。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)有限責任公司煤礦生產地質報告》，根據(jù)《煤炭安全手冊》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——預測采空區(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2號煤層采空區(qū)積水量統(tǒng)計表煤層積水區(qū)編號積水面積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