【導讀】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，也可直達陽城電廠。計進行了批復，批準該礦建設規(guī)模為，采用3個立井開拓方式，目前該礦按照初步設計和施工圖設計已經(jīng)完成井筒和井底車。場及硐室工程，并購置了部分機電設備。2020年11月山西省國土資源廳頒發(fā)新的采礦許可證(證號。解相關設計資料，并實地踏勘。根據(jù)掌握的第一手資料,提出礦井建設的意。我院于2020年4月對原初步設計進行了修改，編制完成了《山?？h侯甲煤礦基建工程初步設計安全專篇的批復”。城侯甲煤業(yè)有限公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報告》。局聯(lián)合發(fā)布的《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》。其中，已有行政、公共建筑面積，新增行政、公共。應進行瓦斯突出危險性鑒定。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為由北西向南東。 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，使大氣降水對地下水的補給存在不利因素，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給及基巖風化裂隙水補給，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入礦坑，成為礦坑充水的間接但重要的補給來源。礦坑涌水量受降水的季節(jié)變化影響，具有明顯的動態(tài)變化特征。 （ 2） 地下水對 礦井充水的影響 山西煤炭運銷集團陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設計 35 二疊系石千峰組、石盒子組由多層中、粗、細不同粒級砂巖構(gòu)成，直接接受大氣降水補給和上部第四系松散孔隙水滲透補給，該含水層及第四系松散孔隙水含水層一般構(gòu)成 3 號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粒砂巖，局部裂隙發(fā)育，該含水巖組砂巖裂隙水為 3 號煤層 開采的主要直接充水水源。受采煤時形成的導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 )的越層補給。 3 號煤層 冒落帶高度按下式計算： 式中： Hm： 冒落帶高度 (m)； M：為累計采厚 (取 3 號煤層平均厚度 )； 由上述公式計算可得， 3 號煤層冒落帶最大高度為 。 15 號煤層 冒落帶高度按下式計算： 式中： Hm： 冒落帶高度 (m)； M：為累計采厚 (取 15 號煤層平均厚度 )； 由上述公式計算可得， 15號煤層冒落帶最大高度為 。 3 號 煤層導水裂隙帶按下式計算： 山西煤炭運銷集團陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設計 36 式中： Hf：導水裂隙帶高度 (m)； M：為煤層厚度 （ 取 3 號煤層平均厚度 ） ； n：煤分層開采層數(shù)（取 1）； 按上式預算 3 號煤層導水裂隙帶最大高度為 。 15號煤層直接充水含水層為其上部灰?guī)r巖溶 裂隙含水層， 導水裂隙帶按下式計算： 式中： Hf：導水裂隙帶高度 (m)； M：為煤層厚度 （ 取井田內(nèi) 15號煤層平均厚度 ） ； n：煤分層開采層數(shù)取 1； 按上式預算 15 號煤層導水裂隙帶最大高度為 。 井田內(nèi) 3 號煤層埋藏較深，約 370～ 670m，導水裂隙帶最大只能影響到下石盒子組地層， 15 號煤層位于 3號煤層之下一般約 ，因此，開采 3號、 15 號煤層導水裂隙帶一般情況下不會溝通上部砂巖裂隙、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)造與導水裂隙帶相互溝通，也將會對 礦井充水產(chǎn)生影響， 礦井生產(chǎn)時應有所防范 。 （ 3） 地質(zhì)構(gòu)造對礦井充水的影響 井田構(gòu)造類型簡單， 總體為一走向北西傾向于北東的單斜構(gòu)造，同 時發(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，且都具有一定的導水性， 其導水性在不同部位、不同層段差異性較大， 因此，在靠近斷層地帶開采時，要 留足山西煤炭運銷集團陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設計 37 保安煤柱，防止 各含水層地下水甚至 奧灰水沿斷裂帶向礦井充水， 造成礦井透水事故的發(fā)生。 褶曲構(gòu)造特征對區(qū)內(nèi)地下水的運動、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對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、 15 號煤 層 礦井的充水通道主要為煤層頂板之上的巖石裂隙、巖溶、冒落導水裂隙帶及開采擾動后的底板巖石裂隙。另外，不應忽視區(qū)內(nèi)可能未查明的隱伏斷裂構(gòu)造及巖溶陷落柱對礦井充水的影響。 2） 奧灰?guī)r溶水對礦井充水的影響 本區(qū)奧灰?guī)r溶水位標高約 為 695～ 700m，據(jù)煤層底板等高線圖，井田內(nèi) 3 號煤層底板標高為 240～ 380m， 15 號煤層底板標高為 140～ 280m。奧灰?guī)r溶水位最大標高高于 3號、 15號煤層底板最低標高約 460m、 560m，所以開采 3 號、 15 號煤層全區(qū)存在帶壓開采問題， 底板突水問題不容忽視。 3 號、 15 號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 號煤層為(460m+) 247。 100= 、 15 號 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 公式山西煤炭運銷集團陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設計 38 TS=P/(MCP)公式判斷底板突水的可能性指標。 公式中 Ts：突水系數(shù) MPa/m P：隔水層承受的水壓 Mpa； CP：采礦對底板隔水層的擾動厚度取 16m； M：底板隔水層厚度 m； 經(jīng)計算， 3 號煤層： Ts=()=； 15 號煤層： Ts=()=。 以上 計算是在峰峰組灰?guī)r含水層巖溶不發(fā)育的前提下進行的，按經(jīng)驗，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)上述計算， 3 號、 15號煤層突水系數(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 號煤層不會發(fā)生突水危險，15 號煤層有突水危險的可能。 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，在對奧灰水勘探不足的情況下，無法準確判斷其突水性。因此建議今后應進一步進行奧灰 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 ，將會對 礦井充水產(chǎn)生影響， 因此，在靠近斷層地帶開采時，要 留足保安煤柱，尤其是下組 15號煤層，開采時應做進一步的工作，詳細查明奧灰水對其開采的影響。總之， 礦方今后應加強地質(zhì)觀察與分析， 堅持 “預測預報、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，都應予以重視。 6． 礦井涌水量 本礦現(xiàn)屬基建礦井， 3 號煤層生產(chǎn)系統(tǒng)還未完善，未正式生產(chǎn)，據(jù)調(diào)山西煤炭運銷集團陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設計 39 查和礦方介紹，涌水量現(xiàn)約為 10～ 50m3/d，此數(shù)據(jù)不能反應采動后的實際礦井涌水量情況。井田外西部兩礦井（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 號煤層，現(xiàn)采用此礦涌水量數(shù)據(jù)來類比計算。 山西陽城宇昌煤業(yè)有限公司 3 號煤層井下實際正常涌水量為 120m3/d，雨季可達 200m3/d，核定生產(chǎn)能力為210kt/a，按每年生產(chǎn) 330d計算，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900kt/a，按每年生產(chǎn) 330d 計算，則 2727t/d，預測本礦 3 號煤層 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 900kt/a，據(jù)調(diào)查， 井田外西南部約 3 號煤層，生產(chǎn)能力亦為 900kt/a，礦井實際涌水量數(shù)據(jù)為 545～ 900 m3/d，由此推測，本次預測 3號煤層礦井涌水量數(shù)據(jù)518～ 845m3/d 也比較接近實際情況，故本次報告 3 號煤層 兼并重組后 礦井涌水量數(shù)據(jù)取 518～ 845m3/d。 本次設計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，總體地勢為東部高西部低，相對高差 ，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 號煤層礦井 井下涌水量不大。 井田構(gòu)造類型簡單，總體 為一走向北西傾向于北東的單斜構(gòu)造，同時發(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。 奧灰水水位標高（約 695～ 700m） 高于 3號煤層底板標高（ 240～ 380m），所以開采 3號煤層全區(qū)存在帶壓開采問題，山西煤炭運銷集團陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設計 40 經(jīng)預算 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 號煤層不會發(fā)生底板突水危險。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 ，將會對 礦井充水產(chǎn)生影響。 綜上所述，井田 3 號煤層水文地質(zhì)條件總體屬簡單類型。 15號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。 奧灰水水位標高（約 695～ 700m） 高于 15號煤層底板標高（ 140～ 280m），所以開采 15 號煤層全區(qū)存在帶壓開采 問題，經(jīng)預算 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 號煤層有底板突水危險的可能。井田上部 3 號煤層采完后，其采空區(qū)積水也可能通過導水裂隙帶、斷裂帶等對礦井產(chǎn)生充水。綜合以上情況，井田 15 號煤層水文地質(zhì)條件總體應屬中等類型。 (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最大，枯水山西煤炭運銷集團陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設計 41 期時最小。本礦屬基建礦井，現(xiàn)采的 3號煤層生產(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，必將會產(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)積水對礦井產(chǎn)生突水事故的可能性也不能輕視，因此，礦方 應制定嚴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?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）容易積水地點修筑溝渠排水； （ 3）地面裂縫塌陷地點必須及時填塞； （ 4）排到地面的井下水，要妥善處理，避免倒?jié)B井下； （ 5）加強防汛設施的檢查。 2）井下防治措施 本井田現(xiàn)開采 3號煤層，煤層采過后，采空區(qū)內(nèi)局部低凹區(qū)易積水，礦井水的防治重點應是采空區(qū)積水，奧灰水對 3號煤層雖是帶壓開采，但經(jīng)計算， 正常情況下開采沒有突水危險，但 礦方也應制定嚴格的防治水安全措施，現(xiàn)提出以下幾點防治措施，供參考 ： 山西煤炭運銷集團陽城侯甲煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設計 42 （ 1）掘進巷道堅持 “預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字探放水原則。 （ 2）探水必須有探水設計，并嚴格按設計探水。 （ 3）采掘工作面或其它地點發(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，有嗅味等突水預兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，發(fā)出警報，撤出所有受水害威脅的人員，并立即報告調(diào)度室。 （ 4）按照礦井設計留足斷層等各處防水保安煤柱， 相鄰礦井留設防水隔離煤柱， 嚴禁開采。 （ 5）每年汛期前必須對井下排水的所有設施進行二次檢查檢修，并做聯(lián)合排水 試驗。經(jīng)常進行檢查和維護。 （ 6）及時收集相鄰礦井的采掘、水文等技術資料。每次降大雨或暴雨后，及時檢查井下水文變化情況，并向調(diào)