【正文】 ，另外通過斷層、陷落柱等構(gòu)造通道，也可接受其它含水層的補給。含水巖組內(nèi)各個含水層相對呈層狀，水力聯(lián)系較弱，各具不同的水位。地下水一般沿地層傾斜方向運動，在徑流過程中，因溝谷切割受阻，常以泉的形式排出地表。松散巖類孔隙地下水的補、徑、排條件松散巖類孔隙含水層地下水的來源主要是大氣降水和地表水的入滲補給，局部與基巖裂隙水有互補現(xiàn)象。徑流方向與地表水的徑流方向基本一致，其排泄方式除排向地表河流外，主要是人工開采，在奧陶系灰?guī)r裸露區(qū)，往往下滲補給深層巖溶水。水位受季節(jié)影響變化較大，雨季水位較高，旱季水位較低。第二節(jié) 礦井水文地質(zhì)一、地表水井田內(nèi)較大的溝谷為宋家溝，該溝谷位于井田西部，呈樹枝狀分布，為季節(jié)性河谷，旱季干涸，雨季有少量流水，遇暴雨常發(fā)洪水，但雨后很快水退，水流向西南流入鄂河，鄂河向西匯入黃河，屬黃河流域鄂河水系。二、含水層井田內(nèi)水文地質(zhì)資料較少，據(jù)趙家灣詳查，胡村、神角精查勘探區(qū)資料，將井田含水層自下而上敘述如下：（1）奧陶系中統(tǒng)峰峰組、馬家溝組巖溶含水層淺灰色至深灰色，致密塊狀，泥晶、角礫狀灰?guī)r及白云、泥質(zhì)灰?guī)r等，內(nèi)夾有石膏層。一般以厚層狀為主，局部呈薄層狀。質(zhì)硬、性脆，巖溶、裂隙發(fā)育不均一。如胡村勘探區(qū)10202號孔，僅在與煤系地層接觸面附近漏水，而隨著鉆孔的延深，很快便不漏水，說明連通性很差。又如趙家灣勘探區(qū)的ZK2001 、ZK2O03 號等鉆孔，巖溶、裂隙發(fā)育程度很差，特別是ZK2O03 號孔打到上馬家溝組，始終未見巖溶發(fā)育層位。而ZK160號孔則巖溶裂隙發(fā)育很好，灰?guī)r僅揭穿149m，就發(fā)生孔內(nèi)漏水。從采取巖芯發(fā)現(xiàn)該層段（孔深729～742m）灰?guī)r巖溶，裂隙均較發(fā)育，溶孔直徑可達20cm。上述資料說明，受埋藏深度、構(gòu)造、地形等條件影響，奧灰?guī)r溶裂隙的發(fā)育存在不均勻性。據(jù)本井田南2km處的水井抽水資料， m，取水層位峰峰組、馬家溝組巖溶含水層水，,，,水位標高為657m。水質(zhì)類型SO4ClCa型， mg/L，屬中等富水性含水層，根據(jù)按水力坡度3‰，推斷本井田水位標高為657666m。（2）太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層區(qū)內(nèi)廣泛分布，～，K2灰?guī)r為10 號煤層之直接頂板，裂隙巖溶發(fā)育不均一。胡村精查勘探時只1030303050602等孔出現(xiàn)明顯漏水現(xiàn)象，其余鉆孔消耗量均不大，～，勘探中曾對203 號孔太原組進行抽水，由于鉆孔所處位置及施工等因素的影響，抽水試驗結(jié)果為基本不含水。據(jù)本次施工的補補補3號孔，～，綜上分析，本井田內(nèi)K2～K4灰?guī)r應屬弱富水含水層。（3）二疊系下統(tǒng)山西組及K8砂巖裂隙含水層組區(qū)內(nèi)廣泛分布，～。，裂隙不發(fā)育，～，～，為區(qū)內(nèi)2號煤層的直接充水含水層。據(jù)鉆孔揭露為中砂巖～細砂巖，局部有裂隙發(fā)育，一般消耗量不大，只1020～3m3/h，～。詳查勘探曾對此砂巖組進行了混合抽水，抽水試驗結(jié)果為基本不含水，該含水層富水性弱。（4）二疊系下統(tǒng)和上統(tǒng)下石盒子組砂巖（K9）、上石盒子組砂巖裂隙含水層分布不穩(wěn)定，厚薄不一，在地形低凹處受溝谷水流沖刷剝蝕作用而局部消失。局部裂隙、節(jié)理發(fā)育，在溝壁及地形低凹處以泉水形式排出，～。如區(qū)內(nèi)宋家溝、劉家溝兩個自然村就是以泉水作為生活用水的。 號水文孔，并進行了煤系地層與蓋層混合抽水，，水質(zhì)類型以HCO3～ 型水為主，～，水溫7～13℃。（5）第四系砂礫孔隙含水層主要分布于鄂河及區(qū)內(nèi)溝谷內(nèi)，以砂礫石層為主，大小混雜，分選性差，據(jù)鉆孔揭露，最大厚度11m ，內(nèi)含較豐富的孔隙潛水，水位理深1～5m，～，～，水質(zhì)類型為HCO3～Ca水，，透明無味，地下水動態(tài)隨季節(jié)和降雨變化，水位升降幅度7m 左右。三、井田主要隔水層（1）10號煤層至O2含水層之間的隔水層：主要為鋁質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖和砂巖，隔水性好，一般厚37m左右，阻斷了奧陶系巖溶含水層太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層之間的水力聯(lián)系。（2）2號煤層與K3灰?guī)r之間的隔水層：是由致密的粉砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，一般厚35m左右，具有良好的隔水性能，在無斷裂構(gòu)造導通的情況下，2號煤層與太原組石灰?guī)r溶裂隙含水層之間不會發(fā)生水力聯(lián)系。四、地下水的補、徑、排條件井田大面積為基巖出露，局部為第四系黃土覆蓋，以角度不整合覆蓋于下石盒子組、上石盒子組地層之上。井田內(nèi)下石盒子組、上石盒子組含水層水主要來源為大氣降水的入滲補給，大氣降水通過地表黃土入滲或直接補給各含水層。并于向斜軸部富集，以承壓水的形式存在。奧灰?guī)r溶水的補給主要靠井田外圍灰?guī)r出露直接接受大氣降水的入滲補給，由北東向南西徑流，最終排向禹門口泉。本井田的太原組、山西組、下石盒子含水層水排泄：一方面靠煤層開采礦井下排水。另一方面通過巖層裂隙垂向上下滲，進入地下水循環(huán)向下游徑流。第三節(jié) 礦井充水因素分析及水害防治措施一、礦井充水因素分析本區(qū)年平均降水量為572mm，屬于干旱地區(qū)，本井田地形坡度較陡，有利于自然排水，入滲補給地下水條件差，只在基巖露頭的溝谷中有少量的入滲，對于山西組、下石盒子組砂巖含水層，由于其上有數(shù)層隔水層存在，接受大氣降水的直接補給很少。井田內(nèi)溝谷均為季節(jié)性河谷，旱季干涸，雨季有少量流水，遇暴雨常發(fā)洪水，但雨后很快水退，井田內(nèi)各井口及工業(yè)廣場附近最高洪水位標高1265m左右，井田內(nèi)各井口標高均高于附近洪水位標高，但由于各井口所在的溝谷，匯水面積大，在雨季山洪爆發(fā)時，存在洪水灌井的危險性。本礦批采的山西組煤層直接充水含水層為山西組砂巖裂隙含水層，間接充水含水層主要為下石盒子組砂巖裂隙含水層，太原組煤層直接充水含水層為太原組巖溶裂隙含水層，間接充水含水層主要為奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層。井田西北部各可采煤層局部位于奧灰水位之下，存在帶壓開采問題，根據(jù)突水系數(shù)計算奧灰?guī)r溶水對各煤層的影響。突水系數(shù)計算公式：Ts=P/M P=（H0H1+M）式中： Ts—突水系數(shù)，MPa/m；P—隔水層底板所能承受的最大靜水壓力，Mpa；M—底板隔水層厚度，m；H1—煤層底板最低標高H0—奧灰?guī)r溶水水位標高奧灰?guī)r溶水水位最高標高（H0）666m。各煤層突水系數(shù)見表41突水系數(shù)計算表 表41煤層奧灰水位標高(m)煤層底板最低標高(m)隔水層厚度(m)最大靜水壓力(Mpa)突水系數(shù)(MPa/m)16665802666563366656010666520根據(jù)經(jīng)驗:有構(gòu)造破壞的地區(qū)，（MPa/m）。無構(gòu)造破壞的地區(qū)，（MPa/m），本井田為有構(gòu)造破壞地區(qū)。，故奧陶系灰?guī)r巖溶水對井田內(nèi)各煤層突水的可能性較小。但要加強對隱伏導水構(gòu)造的探測，以防發(fā)生突水事故。二、構(gòu)造對井田內(nèi)水文地質(zhì)條件的影響本井田內(nèi)發(fā)育有斷層1條。據(jù)《山西省鄉(xiāng)寧礦區(qū)臺頭（神角）井田勘探（精查）地質(zhì)報告》，勘探時鉆孔見斷層。水文觀察均無異常。生產(chǎn)礦井調(diào)查，巷道見斷層時一般無水，偶有少量滲水。斷層導水性不明顯，由此分析，構(gòu)造對井田水文地質(zhì)條件不會有明顯影響。另外影響礦井充水的主要地質(zhì)構(gòu)造為向斜構(gòu)造，煤層之上各含水層水在向斜軸部聚集，對煤層開采有一定影響；在向斜軸部采空區(qū)，有大量積水存在，給生產(chǎn)造成安全隱患。三、采（古）空區(qū)及相鄰礦井積水情況本井田開采2號煤層，經(jīng)過多年開采，2號煤層已大面積采空，在采（古）空區(qū)低洼處均有積水。其積水量見表42。本井田采（古）空區(qū)積水量估算表 表42礦名煤層號積水區(qū)編號煤層厚度(m)煤層傾角（176。）充水系數(shù)采、古空區(qū)積水面積(m2)積水量（萬m3）山西鄉(xiāng)寧焦煤集團申南凹焦煤有限公司 2Ⅰ1692378Ⅱ1325233Ⅲ1142939Ⅳ944307合 計204857據(jù)調(diào)查相鄰煤礦采（古）空區(qū)均有積水相鄰煤礦采古空區(qū)積水量見表43。相鄰煤礦采、古空區(qū)積水量估算表 表43礦名煤層號積水區(qū)編號煤層厚度(m)煤層傾角（176。）充水系數(shù)采、古空區(qū)積水面積(m2)積水量（萬m3）山西鄉(xiāng)寧焦煤集團元甲煤業(yè)有限公司2Ⅰ3171431Ⅱ672890Ⅲ688228Ⅳ1061802Ⅴ1543144Ⅵ179663Ⅶ146681合 計453839據(jù)調(diào)查，相鄰的山西鄉(xiāng)寧焦煤集團元甲煤業(yè)有限公司位于本井田上山位置，采古空區(qū)積水，對礦井安全生產(chǎn)影響較大。3號煤層頂板為泥巖、粉砂巖，老頂為中、細砂巖，全部冒落管理頂板時，根據(jù)《三下采煤規(guī)程》冒裂帶最大高度計算公式得出，冒落帶（Hm）、導水裂隙帶（Hli）的高度可用下式計算： Hm=A1177。 式中，A1=100∑M/(∑M+19)，∑M為開采煤層厚度。10號煤層老頂為石灰?guī)r，全部冒落管理頂板時，根據(jù)《三下采煤規(guī)程》，冒落帶（Hm）、導水裂隙帶（Hli）的高度可用下式計算： H1=A1177。 式中，A1=100∑M/(∑M+16)，∑M為開采煤層厚度。井田內(nèi)各可采煤層冒落帶高度、導水裂隙帶最大高度見表44。 冒落帶高度、導水裂隙帶最大高度統(tǒng)計表 表44煤層煤層厚度（m）層間距（m）冒落帶高度（m）導水裂隙帶最大高度（m）12310經(jīng)計算，井田內(nèi)各可采煤層導水裂隙帶最大高度均大于各可采煤層之間的層間距。因此在開采下部煤層時，上部煤層采古空區(qū)積水如不及時探放，會沿裂隙導入下部煤層，形成水害。在煤層埋藏淺部，即在井田南部各煤層開采后，產(chǎn)生的裂隙波及到地表，使大氣降水、地表水沿裂縫導入井下，造成災害。四、礦井水文地質(zhì)類型依據(jù)井田構(gòu)造、井田內(nèi)各可采煤層充水含水層富水性弱，補給條件、采古空區(qū)積水情況等。本礦井水文地質(zhì)類型屬中等。五、主要水害及其防治井田內(nèi)2號煤層已大部采空。本井田主要水害是古空和采空區(qū)積水。本礦井水害防治措施如下：（一）技術(shù)措施地面防水（1）本井田井口和工業(yè)廣場大多在溝谷邊緣，雖然高于最高洪水位（1265m），但應在井口上緣相關(guān)地段挖鑿截洪溝，防止山坡洪水對礦井造成危害。（2）矸石和爐渣等固體廢物不得棄于河中，以免淤積河床，造成行洪不暢。（3）在雨季前組織有關(guān)人員踏勘井田是否有采空塌陷裂隙、塌陷洞，及時用黃土、粘土、碎石填封，并高出地表。井下防治水（1）必須按礦井設計留設礦界煤柱。（2）堅持“預測預報，有掘必探，先探后掘，先治后采”的方針，對可疑地段進行探放水，特別是在開采采空區(qū)附近的煤層時，要提前進行探放水，防止造成透水事故。（3）發(fā)現(xiàn)透水預兆必須停止作業(yè)，采取措施，并向調(diào)度室報告。（4）經(jīng)常清挖井下水倉，保證水倉有足夠的容量。（5）配備足夠的排水設施，并確保能正常使用。（二）管理措施平時加強防汛宣傳，建立探放水管理制度；做好防水計劃；成立“雨季”三防指揮部，組織雨季前“三防”大檢查；加強職工培訓，保證安全生產(chǎn)。（三）物質(zhì)措施撥出專項資金，?？顚Ｓ?，保證防治水物資供應。第四節(jié) 礦井涌水量預算一、礦井涌水情況據(jù)調(diào)查，本井田開采2號煤層，礦井正常涌水量120m3/d左右，最大涌水量180m3/d。礦井實際生產(chǎn)能力60萬t/a。二、涌水量預算依據(jù)煤礦多年的開采歷史，礦井涌水量與產(chǎn)量有一定的相關(guān)性，因此，可用類比法預計礦井涌水量。礦井涌水量預計公式：Kp=Qo/Po Q=KpPKp含水系數(shù)（m3/t）Qo—礦井涌水量Po—產(chǎn)量Q礦井預算涌水量P設計生產(chǎn)能力礦井實際生產(chǎn)能力60萬t/a。工作日按330 d計算，日產(chǎn)原煤1818t計算。礦井經(jīng)改造后，生產(chǎn)能力達到120萬t/a，工作日按330 d計算，日產(chǎn)原煤3636t， 礦井預計正常涌水量：Q=3636=240m3/d。最大涌水量：Q=3636=360m3/d。關(guān)于3號煤層礦井涌水量情況，由于3號煤層均為山西組，且3號煤層層間距小，其水文地質(zhì)條件相同，故開采2上、3號煤層時，礦井涌水量與2煤層礦井涌水量大致相同。第五節(jié) 供水水源現(xiàn)在礦井生活用水為該礦機井，水位標高657m，采取奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙水，水質(zhì)類型屬SO4ClCa型，可作飲用水。礦井擴大生產(chǎn)規(guī)模后，預計井下正常涌水量240360m3/d，經(jīng)凈化處理后，可作為生產(chǎn)用水和消防用水。第五章 其他開采技術(shù)條件第一節(jié) 煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征一、工程地質(zhì)巖組及其特征井田內(nèi)奧陶系以上的主要工程地質(zhì)巖組為新生界第四系松散巖組、二疊系上、下統(tǒng)碎屑巖組、石炭系碎屑巖夾碳酸鹽巖巖組。區(qū)內(nèi)第四系主要由亞砂土、粘性土組成；二疊系上、下石盒子組主要由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與砂巖組成；山西組為一套泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾砂巖及煤層的陸相煤系地層；石炭系太原組為一套由泥巖類巖石、砂巖、灰?guī)r夾煤層構(gòu)成的海陸交互相煤系地層組合，本溪組主要由鐵鋁巖（局部偶夾灰?guī)r類薄層）組成。地表松散層孔隙發(fā)育，巖體較完整，具有較好的工程地質(zhì)性能。泥巖類巖石及煤層為較弱巖石，易碎、強度低。二、 煤層頂?shù)装鍘r性及其工程地質(zhì)性能根據(jù)本井田補3號鉆孔煤層頂?shù)装鍘r石力學樣力學強度測試結(jié)果。1號煤層直接頂板為泥巖，底板為細砂巖。頂板（泥巖）～，～，內(nèi)摩擦角35176。47′，；屬中硬巖石，穩(wěn)固性中等。底板（細砂巖）～，～，內(nèi)摩擦角35176。42′，屬中硬巖石。2