【導(dǎo)讀】陽城縣芹池鎮(zhèn)管轄。晉(城)—韓(城)公路從井田西緣經(jīng)過，經(jīng)此公路往西。侯月鐵路在井田東約15km處通過，經(jīng)此鐵路既可與太焦鐵路和。南同蒲鐵路相通，也可直達(dá)陽城電廠。計(jì)進(jìn)行了批復(fù)，批準(zhǔn)該礦建設(shè)規(guī)模為，采用3個(gè)立井開拓方式，目前該礦按照初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)已經(jīng)完成井筒和井底車。場(chǎng)及硐室工程，并購(gòu)置了部分機(jī)電設(shè)備。2020年11月山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)新的采礦許可證(證號(hào)。解相關(guān)設(shè)計(jì)資料，并實(shí)地踏勘。根據(jù)掌握的第一手資料,提出礦井建設(shè)的意。我院于2020年4月對(duì)原初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改，編制完成了《山?？h侯甲煤礦基建工程初步設(shè)計(jì)安全專篇的批復(fù)”。城侯甲煤業(yè)有限公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報(bào)告》。局聯(lián)合發(fā)布的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》。其中，已有行政、公共建筑面積，新增行政、公共。應(yīng)進(jìn)行瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定。陽城、晉城等地。正在修建的陽翼高速公路從井田外東側(cè)通過，侯月鐵路

　　

【正文】 的延河泉排泄 。 根據(jù)補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)的分布位置分析，中奧陶統(tǒng)灰?guī)r巖溶地下水總的流向?yàn)橛杀蔽飨蚰蠔|。 石炭系、 二疊系地層由于具有含水層、隔水層相間成層的特點(diǎn)，使大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給存在不利因素，特別是深部巖層裂隙不發(fā)育，接受大氣降水的補(bǔ)給主要受地形控制，在切割較深處以裂隙下降泉的形式排出地表，只有少部分垂向補(bǔ)給深部含水層。 第四系松散含水層多沿山坡及溝谷低凹地帶分布，在山麓及基巖附近的第四系殘坡積含水層主要接受大氣降水補(bǔ)給及基巖風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給，向地形低凹處排泄。 5． 充水因素分析 現(xiàn)依據(jù)井田水文地質(zhì)條件將區(qū)內(nèi)礦井充水因素分析如下： 1） 充水來源及其影響程度 （ 1） 大氣降水對(duì)礦井充水的影響 大氣降水通過不同成因的基 巖裂隙及松散沉積物孔隙在裂隙溝通的情況下進(jìn)入礦坑，成為礦坑充水的間接但重要的補(bǔ)給來源。礦坑涌水量受降水的季節(jié)變化影響，具有明顯的動(dòng)態(tài)變化特征。 （ 2） 地下水對(duì) 礦井充水的影響 山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì) 35 二疊系石千峰組、石盒子組由多層中、粗、細(xì)不同粒級(jí)砂巖構(gòu)成，直接接受大氣降水補(bǔ)給和上部第四系松散孔隙水滲透補(bǔ)給，該含水層及第四系松散孔隙水含水層一般構(gòu)成 3 號(hào)煤層的間接充水水源。 石炭系上統(tǒng)太原組砂巖、灰?guī)r層間裂隙巖溶水為 15號(hào)煤層的直接充水水源。 二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層含多層中細(xì)粒砂巖，局部裂隙發(fā)育，該含水巖組砂巖裂隙水為 3 號(hào)煤層 開采的主要直接充水水源。受采煤時(shí)形成的導(dǎo)水裂隙帶將溝通其影響高度范圍內(nèi)各含水層之間的水力聯(lián)系，使地下水進(jìn)入井巷，成為礦井充水的主要來源。在開采過程中也不排除在特殊構(gòu)造部位 (如隱伏斷裂構(gòu)造等 )的越層補(bǔ)給。 3 號(hào)煤層 冒落帶高度按下式計(jì)算： 式中： Hm： 冒落帶高度 (m)； M：為累計(jì)采厚 (取 3 號(hào)煤層平均厚度 )； 由上述公式計(jì)算可得， 3 號(hào)煤層冒落帶最大高度為 。 15 號(hào)煤層 冒落帶高度按下式計(jì)算： 式中： Hm： 冒落帶高度 (m)； M：為累計(jì)采厚 (取 15 號(hào)煤層平均厚度 )； 由上述公式計(jì)算可得， 15號(hào)煤層冒落帶最大高度為 。 3 號(hào) 煤層導(dǎo)水裂隙帶按下式計(jì)算： 山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì) 36 式中： Hf：導(dǎo)水裂隙帶高度 (m)； M：為煤層厚度 （ 取 3 號(hào)煤層平均厚度 ） ； n：煤分層開采層數(shù)（取 1）； 按上式預(yù)算 3 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶最大高度為 。 15號(hào)煤層直接充水含水層為其上部灰?guī)r巖溶 裂隙含水層， 導(dǎo)水裂隙帶按下式計(jì)算： 式中： Hf：導(dǎo)水裂隙帶高度 (m)； M：為煤層厚度 （ 取井田內(nèi) 15號(hào)煤層平均厚度 ） ； n：煤分層開采層數(shù)取 1； 按上式預(yù)算 15 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶最大高度為 。 井田內(nèi) 3 號(hào)煤層埋藏較深，約 370～ 670m，導(dǎo)水裂隙帶最大只能影響到下石盒子組地層， 15 號(hào)煤層位于 3號(hào)煤層之下一般約 ，因此，開采 3號(hào)、 15 號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶一般情況下不會(huì)溝通上部砂巖裂隙、灰?guī)r巖溶裂隙等含 水層水 ，但本礦存有斷裂構(gòu)造， 如斷裂構(gòu)造與導(dǎo)水裂隙帶相互溝通，也將會(huì)對(duì) 礦井充水產(chǎn)生影響， 礦井生產(chǎn)時(shí)應(yīng)有所防范 。 （ 3） 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)礦井充水的影響 井田構(gòu)造類型簡(jiǎn)單， 總體為一走向北西傾向于北東的單斜構(gòu)造，同 時(shí)發(fā)育有較寬緩的 褶曲和斷層構(gòu)造，現(xiàn) 未發(fā)現(xiàn)陷落柱構(gòu)造，未見巖漿巖侵入。斷層的存在能使各含水層相互溝通，且都具有一定的導(dǎo)水性， 其導(dǎo)水性在不同部位、不同層段差異性較大， 因此，在靠近斷層地帶開采時(shí)，要 留足山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì) 37 保安煤柱，防止 各含水層地下水甚至 奧灰水沿?cái)嗔褞虻V井充水， 造成礦井透水事故的發(fā)生。 褶曲構(gòu)造特征對(duì)區(qū)內(nèi)地下水的運(yùn)動(dòng)、富 集也起到重要的控制作用，也將使井田不同地段的富水性產(chǎn)生明顯差異，亦有局部賦水的可能。 （ 4） 井筒水 井筒穿過揭露范圍內(nèi)的所有含水層，地下水沿井筒下流，成為礦井充水的一部分。 （ 5） 相鄰礦井如果裂隙貫通后也會(huì)對(duì)煤層的開采造成影響。 （ 6） 礦井充水通道 據(jù)井田水文地質(zhì)條件來看， 3 號(hào)、 15 號(hào)煤 層 礦井的充水通道主要為煤層頂板之上的巖石裂隙、巖溶、冒落導(dǎo)水裂隙帶及開采擾動(dòng)后的底板巖石裂隙。另外，不應(yīng)忽視區(qū)內(nèi)可能未查明的隱伏斷裂構(gòu)造及巖溶陷落柱對(duì)礦井充水的影響。 2） 奧灰?guī)r溶水對(duì)礦井充水的影響 本區(qū)奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高約 為 695～ 700m，據(jù)煤層底板等高線圖，井田內(nèi) 3 號(hào)煤層底板標(biāo)高為 240～ 380m， 15 號(hào)煤層底板標(biāo)高為 140～ 280m。奧灰?guī)r溶水位最大標(biāo)高高于 3號(hào)、 15號(hào)煤層底板最低標(biāo)高約 460m、 560m，所以開采 3 號(hào)、 15 號(hào)煤層全區(qū)存在帶壓開采問題， 底板突水問題不容忽視。 3 號(hào)、 15 號(hào)煤層底板隔水層厚度為（峰峰組底至煤層底板厚度，峰峰組厚度取 H1 孔揭露厚度 ）： 、 ；隔水層底板承受的水頭壓力為（奧灰?guī)r溶水位至奧灰頂面的距離除以 100）： 3 號(hào)煤層為(460m+) 247。 100= 、 15 號(hào) 煤 層 為 (560m+) 247。100=。根據(jù)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》附錄 G 公式山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì) 38 TS=P/(MCP)公式判斷底板突水的可能性指標(biāo)。 公式中 Ts：突水系數(shù) MPa/m P：隔水層承受的水壓 Mpa； CP：采礦對(duì)底板隔水層的擾動(dòng)厚度取 16m； M：底板隔水層厚度 m； 經(jīng)計(jì)算， 3 號(hào)煤層： Ts=()=； 15 號(hào)煤層： Ts=()=。 以上 計(jì)算是在峰峰組灰?guī)r含水層巖溶不發(fā)育的前提下進(jìn)行的，按經(jīng)驗(yàn)，正常塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)為 MPa/m，構(gòu)造破壞塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)為 MPa/m。據(jù)上述計(jì)算， 3 號(hào)、 15號(hào)煤層突水系數(shù)均小于正常塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)值，但 15 號(hào)煤層突水系數(shù)大于構(gòu)造破壞塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)值，因此，正常情況下開采 3 號(hào)煤層不會(huì)發(fā)生突水危險(xiǎn)，15 號(hào)煤層有突水危險(xiǎn)的可能。 區(qū)內(nèi)峰峰組灰?guī)r含水層巖溶發(fā)育不均一，其含水性受巖溶發(fā)育程度的影響，在對(duì)奧灰水勘探不足的情況下，無法準(zhǔn)確判斷其突水性。因此建議今后應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行奧灰 水地質(zhì)勘探工作，并做帶壓開采的可行性研究。本井田存有斷裂構(gòu)造， 如斷裂構(gòu)造及裂隙破碎帶與 奧灰水溝通 ，將會(huì)對(duì) 礦井充水產(chǎn)生影響， 因此，在靠近斷層地帶開采時(shí)，要 留足保安煤柱，尤其是下組 15號(hào)煤層，開采時(shí)應(yīng)做進(jìn)一步的工作，詳細(xì)查明奧灰水對(duì)其開采的影響?？傊?， 礦方今后應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)觀察與分析， 堅(jiān)持 “預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字探放水原則。此外，打穿奧陶系灰?guī)r的鉆孔也可能成為底板突水通道，都應(yīng)予以重視。 6． 礦井涌水量 本礦現(xiàn)屬基建礦井， 3 號(hào)煤層生產(chǎn)系統(tǒng)還未完善，未正式生產(chǎn)，據(jù)調(diào)山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì) 39 查和礦方介紹，涌水量現(xiàn)約為 10～ 50m3/d，此數(shù)據(jù)不能反應(yīng)采動(dòng)后的實(shí)際礦井涌水量情況。井田外西部?jī)傻V井（伏巖煤業(yè)、武甲煤業(yè)）現(xiàn)亦屬基建礦井，東南部約 4km 處的 山西陽城宇昌煤業(yè)有限公司 現(xiàn)正開采 3 號(hào)煤層，現(xiàn)采用此礦涌水量數(shù)據(jù)來類比計(jì)算。 山西陽城宇昌煤業(yè)有限公司 3 號(hào)煤層井下實(shí)際正常涌水量為 120m3/d，雨季可達(dá) 200m3/d，核定生產(chǎn)能力為210kt/a，按每年生產(chǎn) 330d計(jì)算，為 636t/d， 則富水系數(shù)為 ～ 。根據(jù)井田水文地質(zhì)條件類比分析，本礦兼并重組整合后生產(chǎn)能力達(dá)900kt/a，按每年生產(chǎn) 330d 計(jì)算，則 2727t/d，預(yù)測(cè)本礦 3 號(hào)煤層 兼并重組開采后礦 井涌水量為 518～ 845m3/d。 本礦兼并重組整合后生產(chǎn)規(guī)模達(dá) 900kt/a，據(jù)調(diào)查， 井田外西南部約 3 號(hào)煤層，生產(chǎn)能力亦為 900kt/a，礦井實(shí)際涌水量數(shù)據(jù)為 545～ 900 m3/d，由此推測(cè)，本次預(yù)測(cè) 3號(hào)煤層礦井涌水量數(shù)據(jù)518～ 845m3/d 也比較接近實(shí)際情況，故本次報(bào)告 3 號(hào)煤層 兼并重組后 礦井涌水量數(shù)據(jù)取 518～ 845m3/d。 本次設(shè)計(jì)初步確定礦井正常涌水量 取 100m3/h,最大涌水量 取 150m3/h。 (三 ) 井田水文地質(zhì)類 型 井田位于太行山南段西側(cè)，區(qū)內(nèi)地形起伏較大，總體地勢(shì)為東部高西部低，相對(duì)高差 ，溝谷發(fā)育， 溝谷形狀多呈“ V”字型， 地表水排泄通暢 。 3 號(hào)煤層直接充水含水層為上部砂巖裂隙含水層， 富水性弱，現(xiàn)采的 3 號(hào)煤層礦井 井下涌水量不大。 井田構(gòu)造類型簡(jiǎn)單，總體 為一走向北西傾向于北東的單斜構(gòu)造，同時(shí)發(fā)育有較寬緩 的 褶曲和斷層構(gòu)造，現(xiàn) 未發(fā)現(xiàn)陷落柱構(gòu)造，未見巖漿巖侵入。 奧灰水水位標(biāo)高（約 695～ 700m） 高于 3號(hào)煤層底板標(biāo)高（ 240～ 380m），所以開采 3號(hào)煤層全區(qū)存在帶壓開采問題，山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì) 40 經(jīng)預(yù)算 突水系數(shù)為 ，小于 底板臨界突水系數(shù)值（正常塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)為 MPa/m，構(gòu)造破壞塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)為 MPa/m），因此，正常情況下開采 3 號(hào)煤層不會(huì)發(fā)生底板突水危險(xiǎn)。但本井田存有斷裂構(gòu)造， 如斷裂構(gòu)造及裂隙破碎帶與 奧灰水溝通 ，將會(huì)對(duì) 礦井充水產(chǎn)生影響。 綜上所述，井田 3 號(hào)煤層水文地質(zhì)條件總體屬簡(jiǎn)單類型。 15號(hào)煤層直接充水含水層為其上部灰?guī)r巖溶裂隙含水層， 灰?guī)r垂直裂隙發(fā)育，有局部富水的可能。 奧灰水水位標(biāo)高（約 695～ 700m） 高于 15號(hào)煤層底板標(biāo)高（ 140～ 280m），所以開采 15 號(hào)煤層全區(qū)存在帶壓開采 問題，經(jīng)預(yù)算 突水系數(shù)為 ，小于正常塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)值（ MPa/m），但大于構(gòu)造破壞塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)值（ MPa/m），因此，今后開采 15 號(hào)煤層有底板突水危險(xiǎn)的可能。井田上部 3 號(hào)煤層采完后，其采空區(qū)積水也可能通過導(dǎo)水裂隙帶、斷裂帶等對(duì)礦井產(chǎn)生充水。綜合以上情況，井田 15 號(hào)煤層水文地質(zhì)條件總體應(yīng)屬中等類型。 (四 )礦井主要水害及其防治措施 1） 上覆砂巖裂隙含水層水及基巖風(fēng)化帶裂隙水； 2）大氣降水； 3）奧灰?guī)r溶水。 大氣降水是該礦井涌水量變化的主 要原因， 本區(qū)屬東亞暖溫帶大陸性氣候，一年內(nèi)四季分明。據(jù)陽城縣氣象部門最近 40 年的統(tǒng)計(jì)資料： 多年平均降水量 ，最大年降水量為 (2020 年 )，最小年降水量為(1965 年 )，最大日降水量為 (1982 年 8 月 1日 )，最大每小時(shí)降雨量為 。豐水期 多集中于 9月份， 枯水期 為每年的 12月到翌年 2 月， 每年的 6 月為平水期。礦井涌水量在豐水期時(shí)最大，枯水山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì) 41 期時(shí)最小。本礦屬基建礦井，現(xiàn)采的 3號(hào)煤層生產(chǎn)系統(tǒng)還未完善，未正式生產(chǎn)，據(jù)調(diào)查和礦方介紹，現(xiàn)礦井最大涌水量 為 50m3/d，出現(xiàn)在豐水期；最小涌水量為 5m3/d，出現(xiàn)在枯水期；正常涌水量為 10 m3/d，出現(xiàn)在平水期。由此可見，礦井涌水量的變化有季節(jié)性，主要影響因素為大氣降水。 本次兼并重組整合后，礦井生產(chǎn)規(guī)模由原來的 300kt/a 提升至900kt/a，生產(chǎn)規(guī)模有較大提高。今后轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)時(shí)，必將會(huì)產(chǎn)生大面積的采空區(qū)，亦可能造成地面的塌陷和地裂縫的出現(xiàn)，這些也是溝通地表雨季洪流的通道，其采空區(qū)內(nèi)積水及周邊礦井采空區(qū)積水對(duì)礦井產(chǎn)生突水事故的可能性也不能輕視，因此，礦方 應(yīng)制定嚴(yán)格的防治水安全措施， 防止突水事故的發(fā)生。 1）井上防治措施 （ 1）掌握當(dāng)?shù)啬杲邓考白畲蠛樗毁Y料，結(jié)合井田具體條件建立防水、排水系統(tǒng)； （ 2）容易積水地點(diǎn)修筑溝渠排水； （ 3）地面裂縫塌陷地點(diǎn)必須及時(shí)填塞； （ 4）排到地面的井下水，要妥善處理，避免倒?jié)B井下； （ 5）加強(qiáng)防汛設(shè)施的檢查。 2）井下防治措施 本井田現(xiàn)開采 3號(hào)煤層，煤層采過后，采空區(qū)內(nèi)局部低凹區(qū)易積水，礦井水的防治重點(diǎn)應(yīng)是采空區(qū)積水，奧灰水對(duì) 3號(hào)煤層雖是帶壓開采，但經(jīng)計(jì)算， 正常情況下開采沒有突水危險(xiǎn)，但 礦方也應(yīng)制定嚴(yán)格的防治水安全措施，現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)防治措施，供參考 ： 山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì) 42 （ 1）掘進(jìn)巷道堅(jiān)持 “預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字探放水原則。 （ 2）探水必須有探水設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)探水。 （ 3）采掘工作面或其它地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)掛紅、空氣變冷，出現(xiàn)霧氣，水叫，頂板淋水量加大，頂板來壓，底板鼓起或產(chǎn)生裂縫出現(xiàn)滲水，水色發(fā)渾，有嗅味等突水預(yù)兆時(shí)，必須停止作業(yè)，采取措施，發(fā)出警報(bào)，撤出所有受水害威脅的人員，并立即報(bào)告調(diào)度室。 （ 4）按照礦井設(shè)計(jì)留足斷層等各處防水保安煤柱， 相鄰礦井留設(shè)防水隔離煤柱， 嚴(yán)禁開采。 （ 5）每年汛期前必須對(duì)井下排水的所有設(shè)施進(jìn)行二次檢查檢修，并做聯(lián)合排水 試驗(yàn)。經(jīng)常進(jìn)行檢查和維護(hù)。 （ 6）及時(shí)收集相鄰礦井的采掘、水文等技術(shù)資料。每次降大雨或暴雨后，及時(shí)檢查井下水文變化情況，并向調(diào)