【正文】 （6）相鄰德盛煤礦下組煤開采突水淹井及排水2004年10月20日衡水煤礦1481工作面遇到小斷層而突水，出水水源為奧灰水，水量約8500m3/h，當(dāng)水位上長至+，＋98m降到＋，康二城礦一坑水位由+75m，降到＋68m左右。德盛煤礦2004年 “”突水后排水搶險(xiǎn)，水位穩(wěn)定在+27m左右，外圍姬莊礦水位+90m，中心點(diǎn)降深63m計(jì)，穩(wěn)定抽水量為3740m3/h。綜上所述，通過對(duì)1986年以來揭露的水文地質(zhì)資料，對(duì)區(qū)域和礦井下組煤水文地質(zhì)條件的認(rèn)識(shí)更具體、更深刻，因此有必要修改原結(jié)論，對(duì)開采地區(qū)水文地質(zhì)條件重新評(píng)價(jià)，對(duì)充水因素重新分析，尤其對(duì)礦井涌水量等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行重新預(yù)計(jì)計(jì)算，以滿足安全生產(chǎn)需要。4 煤礦充水影響因素分析礦山水害是指礦山建設(shè)開發(fā)過程中，不同形式、不同水源的水通過某種途徑進(jìn)入礦井，并給礦山建設(shè)和生產(chǎn)帶來不利影響和災(zāi)害的過程和結(jié)果。 礦井充水條件并不是所有的礦山都存在水害，礦山水害的形成和發(fā)生是建立在特定的環(huán)境和條件之上的。每當(dāng)提及礦山水害問題時(shí)，必須涉及三個(gè)方面的問題：充水水源是否存在，如果存在，有何特征？充水通道是否存在，如果存在，屬何種類型？充水程度如何，影響礦井充水程度的因素有哪些，礦井一旦充水會(huì)帶來怎樣的后果？上述三個(gè)方面問題的存在與否，決定了礦山水害發(fā)生的條件存在與否，因此，人們習(xí)慣于將礦井充水水源、充水通道、影響礦井充水程度三類因素的綜合作用結(jié)果稱為礦井充水條件。 充水水源在我國不同地區(qū)，不同地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣候和地形條件下會(huì)形成不同類型的礦井充水模式，具有不同類型的礦井充水水源。但總體來看，礦井充水水源主要包括大氣降水、地表水、地下水和老空積水。地表水又可分為河水、湖水、海水。地下水可分為第四紀(jì)松散沉積層潛水、砂巖裂隙水、巖溶裂隙水等。不同的水源具有不同的特點(diǎn)和影響因素，不同的水源會(huì)給礦山帶來不同的突水模式和災(zāi)害程度。礦井充水通道是指連接充水水源與礦井之間的流水通道。它是礦井充水條件中最關(guān)鍵，也是最難以準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)的因素，大多數(shù)礦井突水災(zāi)害正是由于對(duì)礦井充水通道認(rèn)識(shí)不清所致。礦井充水影響因素包括：自然因素和人為因素。不同地段開采下組煤的自然因素和人為因素對(duì)礦井充水的影響有一定區(qū)別，下面分別從康二城礦井田下組煤含水層、隔水層分布以及構(gòu)造、火成巖侵入、水文地質(zhì)條件等因素分析。影響礦井充水的自然因素有：大氣降水、地形、地表水、井巷圍巖的性質(zhì)以及地質(zhì)構(gòu)造、巖溶陷落柱等。（1）大氣降水大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來源，因此所有礦井充水都不同程度地受降水的影響?？刀堑V已經(jīng)開采到下組煤，大氣降水不能對(duì)礦井造成直接影響。但是，在礦井南北邊緣地帶，因靠近露頭補(bǔ)給區(qū)以及河流等，大氣降水和流水滲漏補(bǔ)給含水層和采空區(qū)，間接構(gòu)成礦井涌水量（）。降雨量（ｍｍ）一坑涌水量三坑涌水量降雨量月份圖41礦井涌水量與降雨量相關(guān)關(guān)系曲線（2）地形 地形直接影響著礦井水的匯集和排泄，它是控制礦井涌水量大小和防治工作難易程度的主要因素之一。地形對(duì)礦井充水的影響集中反應(yīng)在礦井相對(duì)于當(dāng)?shù)厍治g面的位置上。①位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上的礦井這類礦井一般位于山區(qū)分水嶺或斜坡地帶，開采位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上的煤層，地形通常不利于充水水源的匯集而有利于排泄，礦井甚至可利用平硐排水。這類礦井一般以大氣降水為主要充水水源，礦井正常涌水量較小，雨季短期增大，水文地質(zhì)條件比較簡單。但應(yīng)注意，當(dāng)位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上的井巷上方存在封閉匯水洼地，并有集中入水通道與礦井相接時(shí)，會(huì)造成很大的涌水甚至發(fā)生災(zāi)害事故。②位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下的礦井這類礦井一般位于山前平原地帶或山間盆地內(nèi)，開采位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下的煤層，地形有利于充水水源向礦井匯集而不利排泄。在巖性和構(gòu)造適宜的條件下，地表水和地下水使礦井大量充水，礦井涌量大而穩(wěn)定，水文地質(zhì)條件一般都較復(fù)雜。這類礦井又分兩種情況，即離地表水體近和遠(yuǎn)離地表水體的，前者的充水條件比后者更為復(fù)雜。（3）地表水流經(jīng)礦區(qū)或臨近礦區(qū)的地表水體，當(dāng)其與井巷或充水巖層具有水力聯(lián)系時(shí)，成為礦井充水水源，甚至導(dǎo)致淹井。地表水體能否成為礦井充水水源，取決于地表水體與井巷之間有無直接或間接聯(lián)系的通道。當(dāng)?shù)乇碛兴w存在時(shí)，井巷與地表水之間的巖石滲透性是決定地表水能否成為礦井充水水源和充水強(qiáng)弱的關(guān)鍵。若地表水體與井巷之間有相對(duì)隔水層存在，即使井巷在地表水之下，只要開采冒落裂隙帶不波及地表水體，地表水對(duì)礦井充水影響不大，甚至可實(shí)現(xiàn)水體下安全采煤；若地表水體與井巷之間為強(qiáng)透水巖層即使相距甚遠(yuǎn)，地表水也可能導(dǎo)致礦井充水。地表水與井巷所處的相對(duì)高程，只有當(dāng)井巷高程低于地表水體時(shí)，地表水才能成為礦井充水水源；當(dāng)井巷高程低于地表水體，其它條件相同時(shí)，距離愈小，影響愈大，反之則影響減小。根據(jù)研究區(qū)資料，地表水的補(bǔ)給作用是不強(qiáng)烈的，這是因?yàn)椋孩俸哟渤练e物由二部分組成，上部河卵石，厚約100m，以下為粘土和亞粘土，厚約180m，粘土層阻止地表水通過第四系沉積物的底界對(duì)奧灰水補(bǔ)給。②河卵石中夾雜黃土、砂土，減少地表水與灰?guī)r接觸面積，更重要的這些細(xì)碎屑物充填了石灰?guī)r中的溶洞和溶隙。③從水文地質(zhì)剖面上可以看出河床與奧灰中相對(duì)隔水層的峰峰組一段接觸，而與富水性強(qiáng)的二段接觸很少，所以地表水對(duì)奧灰上部的第三含水層組補(bǔ)給受到限制。④紫泉以北一帶有少量奧灰?guī)r出露，因范圍很小，補(bǔ)給意義不大。（4）地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造是影響礦井充水的重要因素，大多數(shù)礦井突水都與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。①褶曲構(gòu)造A、褶曲的類型和規(guī)模褶曲的類型決定地下水的儲(chǔ)存條件和儲(chǔ)存量大小。向斜構(gòu)造與單斜、背斜相比，易于匯集和儲(chǔ)存地下水，常形成匯水構(gòu)造或自流盆地。同屬向斜構(gòu)造，其規(guī)模愈大，含水層的分布愈廣，地下水儲(chǔ)存量愈豐富，對(duì)礦井充水的影響愈大。B、褶曲伴生裂隙的導(dǎo)水作用褶曲的形成過程中，由于地層的彎曲，常在褶曲的不同部位產(chǎn)生一系列伴生裂隙。a、平行主應(yīng)力的橫張裂隙導(dǎo)水性強(qiáng)。 b、褶曲軸部，特別是向斜軸部的縱張裂隙常常是底板突水的通道。c、褶曲形成過程中產(chǎn)生的層間裂隙有利于灰?guī)r中巖溶的發(fā)育和地下水的匯集與運(yùn)移。②斷裂構(gòu)造A、斷層對(duì)礦井充水的影響本區(qū)位于太行山隆起帶與華北平原沉降帶的過渡地帶。研究區(qū)斷裂構(gòu)造及其發(fā)育，各處密集分布，以正斷層為主。在縱向、橫向上表現(xiàn)特點(diǎn)是多差大、延伸遠(yuǎn)，呈舒緩波浪形狀形式出現(xiàn)；傾角上陡下緩，呈弧形存在，一條斷裂多分裂成束狀，橫向上呈階梯狀或帚狀式排列，兩斷層束之間往往形成地壘或地塹。與主斷裂相比，次一級(jí)斷裂落差小，延伸近，傾角陡。斷層是礦井充水的重要通道，地下水、地表水，甚至大氣降水都可能沿導(dǎo)水?dāng)鄬訚B入或涌入礦井。斷層對(duì)礦井充水的影響表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：a、斷層的導(dǎo)水和儲(chǔ)水作用：當(dāng)采掘工作面揭露或接近導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)，充水?dāng)鄬又械乃銜?huì)沿?cái)鄬佑咳氲V井。 斷層使煤層與含水層之間的距離縮短b、斷層縮短了煤層與對(duì)盤含水層的距離（），當(dāng)采掘工作揭露或接近斷層時(shí)突水。除斷層落差外，斷層傾角的變緩也會(huì)使上盤煤與下盤含水層之間的距離縮短。c、斷層降低巖層的強(qiáng)度。B、影響斷層導(dǎo)水性的因素通常斷層是形成礦井充水的主要通道，有時(shí)是唯一通道。但并非所有的斷層都導(dǎo)水，有些還起著良好的隔水阻水作用，構(gòu)成礦井或充水巖層的天然隔水邊界。斷層是否導(dǎo)水，主要取決于下述因素：a、斷裂面的力學(xué)性質(zhì)：斷裂帶的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和斷裂兩旁影響帶內(nèi)的裂隙發(fā)育程度，均受斷裂面力學(xué)性質(zhì)的支配。而在斷裂面兩側(cè)巖性相同的前提下，張性斷裂的導(dǎo)水性好，壓性斷裂差，扭性斷裂介于兩者之間。b、斷裂兩盤的巖性：相同力學(xué)性質(zhì)的斷裂，兩盤均為剛性巖層時(shí)導(dǎo)水性好，為柔性巖層時(shí)導(dǎo)水性差。c、斷裂的規(guī)模：其它條件相同時(shí)，斷裂的走向愈長，斷裂帶寬度愈寬，導(dǎo)水愈好。研究區(qū)內(nèi)FFFF1FF15為主要斷層， 分布如下（）。斷層走向趨向于北東東——南西西，橫貫井田。該組斷層均為正斷層，斷層間為斷層角礫巖填充，且向下延伸至可采煤層，為采區(qū)的主要出水通道。井田內(nèi)含水層富水性受其控制，呈現(xiàn)出明顯的分區(qū)性。從總體分析，煤系地層內(nèi)部落差較大的斷層，由于局部地段落差減小，表現(xiàn)出阻導(dǎo)水不均一的特點(diǎn)。由于區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，在斷層內(nèi)斷層發(fā)育，在斷層帶附近，巖石相對(duì)破碎，促進(jìn)了巖溶發(fā)育，加大了巖溶發(fā)育深度。鉆探和物探資料表明，在某些條件下，隔水層底部的承壓水常沿裂隙上升到煤層底板隔水層中的某一高度（甚至沿?cái)鄬釉竭^煤層），形成承壓水的原始導(dǎo)高，使隔水層的有效厚度降低，甚至完全喪失隔水、阻水作用。因此，斷裂構(gòu)造及其近旁是礦井突水最多的部位。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在河北井阱、峰峰和淄博礦區(qū)，與斷層有關(guān)的突水點(diǎn)，分別占各礦區(qū)全部突水點(diǎn)的97%、84%—90%和70%—80%。研究區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造落差在10m以上的有41條，其中落差在百米以上的有4條（FFFF73），落差在50—100m的有9條（F1F1FF3F60、F1F7F6F17），在研究區(qū)，與斷裂構(gòu)造有關(guān)的突水常發(fā)生在兩條主干斷裂的復(fù)合部位及其銳角一側(cè)，以及主干斷裂旁側(cè)的“入”字型小構(gòu)造、斷裂密集帶、斷層尖滅端、斷層交叉點(diǎn)等部位。此外，斷裂形成后的充填膠結(jié)程度、后期構(gòu)造作用和地下水活動(dòng)的影響等也對(duì)斷裂的導(dǎo)水性起一定作用。 康二城井田揭露控制陷落柱情況統(tǒng)計(jì)表序號(hào)名稱地 點(diǎn)坐 標(biāo)（X/Y）大小m備 注1陷1康礦一坑1272切眼26500；59090200出露地表，鉆孔及地面調(diào)查控制。外緣裂隙導(dǎo)通石盒子砂巖水。2陷2康礦一坑1275切眼26700；59600145/1052條上山揭露，北緣圍巖裂隙將石盒子砂巖水導(dǎo)通，水量100 m3/h。3陷3康礦一坑142石門29475；612850142石門揭露無水。4陷4康礦1152孔25275；56550200二坑27223揭露，邊緣有水，有待驗(yàn)證，8剖面控制。5陷5康二城二坑集中下山27950；5882550據(jù)原報(bào)告，6陷6康二城南翼觀18孔23870；55475觀18鉆孔揭露，范圍不詳。 斷層分布圖（5）巖溶陷落柱巖溶陷落柱塌陷所形成的筒狀柱體，其巖石破碎，滲透性好，導(dǎo)水能力強(qiáng)，一旦與含水層“溝通”，會(huì)形成突水災(zāi)害。，因此必須預(yù)防陷落柱突水。人為因素對(duì)礦井充水的影響，既包括產(chǎn)生新的充水水源和通道，也包括改變水文地質(zhì)條件及影響礦井充水程度等。此外，人為因素對(duì)礦井充水的影響不容忽視，有時(shí)甚至比自然因素的影響更重要。影響礦井充水的人為因素有老空及小窯積水、鉆孔導(dǎo)水、巖溶陷落柱塌陷、采掘活動(dòng)對(duì)工作面頂、底板巖層的破壞等。（1）老空積水采掘范圍不明的古井、小窯積水，以及近代礦井采空區(qū)與廢巷的老塘積水，統(tǒng)稱為老空積水。礦井采掘工程一旦揭露或接近這些老空積水區(qū)，老空積水便成為礦井新的充水水源，輕則增大礦井涌水量，重則淹沒巷道、工作面或采區(qū)，甚至沖毀巷道，造成人員傷亡。老空積水對(duì)礦井充水的影響有以下表現(xiàn)：①位置不清，水體幾何情況極不規(guī)則，空間分布極不規(guī)律，因?qū)Ψe水區(qū)位置難于分析判斷和掌握，對(duì)礦井充水常帶有突發(fā)性。②采空積水區(qū)都分布于礦井淺部，位置居高臨下，且采空積水突出不同于地下水滲流，不受含水介質(zhì)制約。不論積水量大小，突水都很集中（瞬時(shí)水量大，持續(xù)時(shí)間短），流速快，來勢兇猛，即使水量不大也能造成人員傷亡，水量大則礦毀人亡，危害更大。③水中含SO42－高，PH值低，具酸性，有腐蝕性；有時(shí)還隨水噴出有害氣體傷人。老空積水造成的淹井事故雖不多，但為礦井中一種常見性、多發(fā)性水害，約占煤礦水害事故的30%。本礦井田內(nèi)靠近西部，北起紫山腳下南至南新莊，車網(wǎng)口，皆有小煤窯分布，本區(qū)小窯在普查與精查階段做過兩次調(diào)查，經(jīng)整理有小窯位置者144個(gè)，有資料者56個(gè)，由于時(shí)間過久，大部分井筒已崩塌，完整者甚少。小煤窯開發(fā)的最初歷史難以追查，據(jù)相傳在元代（1260——1368年）就有小窯開采。 以往小窯以采小煤和大煤為最多，但在臨泉村北和南新莊至車網(wǎng)口一帶的太原組地層中，下部各煤層均進(jìn)行開采。1980年以后井田范圍內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦、個(gè)體煤窯遍地開花，椐不完全統(tǒng)計(jì)最多時(shí)井筒達(dá)200余個(gè)，其中有一部分為下組煤礦井，或部分開采過下組煤，基本處于淺部區(qū)域，如一坑北部+30m以上地區(qū)，三坑南部地區(qū)+70m以上，基本開采完畢。北部區(qū)+30m以下也有局部建礦開采。統(tǒng)計(jì)了能夠收集到的140余個(gè)下組煤礦井口資料，目前大部分停采，但其具體開采范圍、積水情況不詳，對(duì)資源造成了巨大破壞。（2）導(dǎo)水鉆孔煤田地質(zhì)勘探時(shí)期，勘探共內(nèi)施工許多鉆孔，均可揭穿煤層和各含水層。按規(guī)程要求，鉆孔施工完畢后必須用水泥封孔，但在一些勘探區(qū)部分鉆孔封孔質(zhì)量差或在被封閉過程中因塌孔而未能封閉。當(dāng)開采接近或揭露時(shí)，若與其他水源溝通時(shí)，亦可造成來水猛、壓力大的突水事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在井田內(nèi)共有未封閉水文鉆孔16個(gè)，無封孔記錄的勘探孔52個(gè)（） 封閉不良鉆孔統(tǒng)計(jì)表剖面號(hào)未封孔號(hào)未記錄（記錄不詳）孔號(hào)Ⅰ654補(bǔ)25Ⅱ紫4Ⅲ觀4632補(bǔ)2Ⅳ觀5111電纜1號(hào)、Ⅴ1121126308Ⅵ6301136308320Ⅵ18319－16431126326320Ⅶ放新水觀觀放觀1142114114600Ⅷ1151152Ⅸ1101102Ⅹ1162CK11161163ⅫCK2ⅩⅢ觀2118ⅩⅤ水源1號(hào)182181180180ⅩⅤⅠ1828531821801821821ⅩⅤⅡ1801801801826ⅩⅤⅢ182182171觀6ⅩⅠⅩ1801813ⅩⅩ8644ⅩⅩⅠ觀18234ⅩⅠ觀7ⅩⅠⅤCK7合 計(jì) 1