【正文】 33 / 39工 作 面 1工 作 面 2泄 水 巷疏 水 孔圖 72 工作面頂?shù)装迨杷锱c疏水孔布置方式平面示意圖 頂 板 碎 屑 巖二 1煤L7~8灰圖 73 工作面頂?shù)装迨杷锱c疏水孔布置方式剖面示意圖為了確保工作面出水的暢通和安全生產(chǎn)，要求工作面采用俯斜開采，在條件許可的情況下，盡量采用雙巷采掘法，其中一個巷道是專門用作施工頂?shù)装搴畬邮杷缀褪鑼?dǎo)工作面回采過程中老空出水的，如圖 33 所示，這樣既可實現(xiàn)工作面頂?shù)装逅某笆璺?，又可確保工作面回采過程中不積水。但該含水層動水量有限，且隨著開采深度的增加，其水量有減少的趨勢。⑤ 煤層底板存在高承壓含水層，且煤層與含水層之間的隔水層厚度較薄，在自然狀態(tài)下隔水層不能阻抗高壓水的破壞和侵入。以靜儲水量為主的礦井充水含水層發(fā)生礦井充水時，往往是瞬間沖擊水量大，后期水量迅速衰減甚至干枯，當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)誘發(fā)該類含水層突（透）水時，往往在總出水量有限的條件下給礦井帶來嚴(yán)重災(zāi)害，采用預(yù)先疏水技術(shù)可以有效的消減峰值水量而達(dá)到消除礦井水害的目的。② 礦井主要充水含水層屬于直接充水含水層。疏水降壓工程：所謂疏水降壓防治礦井水害技術(shù)就是對威脅礦井安全生產(chǎn)的主要充水含水層水，通過專門的工程和技術(shù)措施在人工受控的條件下進(jìn)行超前預(yù)疏干或疏降水壓，進(jìn)而減少或消除其在礦山建設(shè)和生產(chǎn)過程中對礦井安全的威脅。規(guī)劃監(jiān)測工作量如表 73 所示：表 73 底板水害實時監(jiān)測預(yù)警工作面規(guī)劃表 31 / 39監(jiān)測工作面 監(jiān)測指標(biāo) 監(jiān)測點數(shù) 主要目的 備注21021底板應(yīng)力、應(yīng)變、水溫、水壓6～ 8 個 實時監(jiān)測工作面回采過程中水害條件變化，并進(jìn)行水害超前預(yù)報21041 同上 同上 同上每個工作面監(jiān)測點的具體位置應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件研究確定，根據(jù)監(jiān)測效果可適當(dāng)增加監(jiān)測工作面的數(shù)量。因此，可以通過對這四項監(jiān)測項目的綜合分析，進(jìn)行工作面回采過程中突水危險性的超前預(yù)測預(yù)報。 在采動的影響下， 30 / 39原生裂隙會不會進(jìn)一步開裂、擴(kuò)張，特別是能否造成底板承壓水沿裂隙帶進(jìn)一步上升與煤層底板破壞帶相溝通是能否發(fā)生突水的必要條件，因此，通過對煤層底板不同深度裂隙水的水壓監(jiān)測可以掌握底板承壓水是否向上導(dǎo)升以及導(dǎo)升部位，結(jié)合對底板破壞深度的分析，可以對監(jiān)測部位突水的可能性進(jìn)行評價和預(yù)報。應(yīng)力是反映煤層底板發(fā)生破壞的重要指標(biāo)，煤層底板應(yīng)力場中任意一點的應(yīng)力值隨工作面的推進(jìn)不斷發(fā)生變化。③ 通過對采動過程中危險區(qū)底板突水參數(shù)的實時監(jiān)測，分析參數(shù)變化情況并對可能發(fā)生的突水做出提前預(yù)報。（7）探查和控制二 1 煤層頂板推覆斷層碎屑巖破碎帶厚度分布規(guī)律、含水性條件、遇水后的穩(wěn)定性條件和控制該帶潰水潰沙的技術(shù)方法。（3）探查二 1 煤層底板的隱伏導(dǎo)水構(gòu)造和裂隙破碎帶位置與分布。為了確保礦井－110 水平的安全回采和礦井向深部水平延伸過程中的水文地質(zhì)安全，尚需要進(jìn)行必要的井上、下鉆探、物探、放水試驗、水化學(xué)試驗、相關(guān)測試分析等水文地質(zhì)勘探工作。⑥根據(jù)含水層水壓導(dǎo)升規(guī)律、采礦對底板的破壞擾動規(guī)律、底板保護(hù)層的結(jié)構(gòu)性特點提出底板巖層的有效保護(hù)層厚度分布規(guī)律。②研究二 1 煤層底板 L14 灰?guī)r含水層及奧陶系灰?guī)r含水層的富水性規(guī)律、水壓分 27 / 39布規(guī)律、巖溶發(fā)育規(guī)律及其地下水補(bǔ)給、徑流與排泄特征。（3）根據(jù)目前揭露的礦井水害特征和礦井水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，配合必要的井上下水情監(jiān)測信息，對頂板水應(yīng)采用采礦擾動條件下的水巖耦合模型進(jìn)行數(shù)值模擬計算、對底板水應(yīng)采用帶水壓開采技術(shù)方法進(jìn)行數(shù)值模擬計算，計算分析不同區(qū)域采區(qū)（工作面）正常涌水量和最大涌水量，為礦井排水能力特別是工作面臨時排水能力的確定提供定量依據(jù)；（4）根據(jù)采掘工程安排和對水害安全條件的要求，認(rèn)真分析研究各充水含水層富水性規(guī)律與地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征、埋藏條件之間的因果關(guān)系，提出礦井水害危險性程度預(yù)測分析圖，用以指導(dǎo)工作面回采或巷道掘進(jìn)過程中的水害超前探測工作。第六章 防治水技術(shù)與工程規(guī)劃主要水文地質(zhì)研究工作基礎(chǔ)礦井水文地質(zhì)條件技術(shù)研究與技術(shù)分析是制定切合實際的合理的礦井防治水工程措施及其相關(guān)工作的基礎(chǔ)和前提，只有通過深入系統(tǒng)的礦井水文地質(zhì)和礦井水害特征技術(shù)研究和技術(shù)分析，真正認(rèn)識和把握了礦井水害發(fā)生發(fā)展的規(guī)律和控制條件，才能確保制定出科學(xué)合理的礦井水文地質(zhì)安全保障工程與措施體系。井上下探測、監(jiān)測與水文地質(zhì)試驗緊密結(jié)合；（3）以地下水信息監(jiān)測為基礎(chǔ)，建立礦井水害水情實時監(jiān)測體系。在條件許可的條件下還應(yīng)對礦井可能形成的突水水量進(jìn)行分析評估，為礦井防排水系統(tǒng)和能力設(shè)計提供基礎(chǔ)資料。（5）對于煤層與含（隔）水層多層相間的礦床，應(yīng)詳細(xì)查明開采煤層頂、底板主 23 / 39要充水含水層的水文地質(zhì)特征和隔水層的巖性、厚度、穩(wěn)定性和隔水性，不同含水層之間的水力聯(lián)系情況，斷裂與裂隙發(fā)育程度、位置、導(dǎo)水性以及溝通各含水層的情況，分析不同的采礦方式對隔水層的可能造成的破壞情況。著重查明礦區(qū)主要充水含水層的富水性、滲透性、水位 、水質(zhì)、水溫、動態(tài)變化以及地下水徑流場的基本特征，特別是主采煤層頂?shù)装甯羲畬铀惺艿撵o水頭壓力，確定礦區(qū)水文地質(zhì)邊界位置及其水文地質(zhì)性質(zhì)。（4）根據(jù)工作面回采條件（采厚、采寬、推進(jìn)速度、采煤方法等）和巖石力學(xué)性質(zhì)，計算分析回采過程和回采完成后對頂?shù)装搴?、隔水層的破壞特征和破壞程度。目前存在并需查明的礦井水文地質(zhì)問題目前尚需進(jìn)一步查明下列決定礦井水害條件和礦井水害防治方法的關(guān)鍵問題：（1）查明采區(qū)或工作面范圍內(nèi)含水層的富水性、重點富含水區(qū)段的分布規(guī)律及其主要控制因素。（2） 主要充水含水層之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系以及與大氣降水和地表水體之間相互聯(lián)系已基本清楚。 礦井采掘擾動：從礦井采掘?qū)游慌c含水層的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系可知，二 1 煤層與其頂板碎屑巖砂巖含水層之間并不存在穩(wěn)定明顯的隔水層，礦井采掘活動一旦揭露二 1 煤層，必然造成其頂板碎屑巖砂巖含水層水流入礦井，流入水量的大小直接受采掘擾動裂隙波及含水層空間范圍的大小及其與天然導(dǎo)水裂隙的溝通情況。目前的資料已經(jīng)顯現(xiàn)出隨著含水層埋藏深度的增加，其富水性具有減弱的趨勢。影響和控制礦井主要充水因素分析根據(jù)對礦井水文地質(zhì)條件和礦井水害特征的分析研究，可以得出影響和控制 XXX溝礦井水害的主要因素有：大氣降水：大氣降水作為本區(qū)礦井各個充水含水層的最終補(bǔ)給水源，控制和維持著各含水層長期穩(wěn)定的充水水量。封閉不良的鉆孔：根據(jù)目前資料分析，XXX 礦區(qū)不存在封閉不良鉆孔。這一點已被目前揭露的水文地質(zhì)條件所證實。（2）突水水壓大、流速高：北方型煤田厚層灰?guī)r含水層主要是奧陶系灰?guī)r含水層，該含水層賦存于煤系地層之下一定的深度，且在煤層和含水層之間存在有一定厚度的隔水層，奧陶系灰?guī)r含水層往往在平面上延展的范圍較大，其主要在地勢較高處的裸露露頭區(qū)接受大氣降水或地表水補(bǔ)給，在煤層之下的含水層水往往處于高承壓狀態(tài)，一旦發(fā)生突水，往往呈現(xiàn)出突水點水壓大，突水流速高的特點。所以在進(jìn)行礦井設(shè)計和生產(chǎn)時，必須查清井巷揭露區(qū)或其附近地區(qū)各種鉆孔的技術(shù)參數(shù)及其封孔技術(shù)資料，以確保不會因封閉不良鉆孔而引起突水事故。這種因巷道掘進(jìn)或礦床開發(fā)擾動其底板隔水層使其形成的導(dǎo)水通道稱之為底板破壞式導(dǎo)水通道。從礦床水文地質(zhì)角度來看，可以把工作面頂板簡單地劃為兩帶，即垮落裂隙帶（冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶之和）和整體移動帶，對礦井突水有意義的主要是垮落裂隙帶。該帶一般由下而上，其裂隙和離層程度由強(qiáng)變?nèi)酢５V床開發(fā)開采以后，由于在地下形成采空空間，如果沒有專門頂板管理技術(shù)，則必然造成采空區(qū)上方巖層的變形、移動、破壞，甚至形成開裂、離層或碎塊狀垮塌。即一條斷層可以在某一方向?qū)诹硪环较蛏细羲?，或同一斷層的某一部位?dǎo)水，而在另一部位隔水。根據(jù)大量資料和斷層導(dǎo)突水事例統(tǒng)計分析認(rèn)為，斷層的導(dǎo)水 16 / 39性受到兩盤巖性的直接影響。對于一些巨大的斷裂，由于斷層兩盤的牽引裂隙廣泛發(fā)育，該類斷層（斷層帶）除了具有導(dǎo)水性質(zhì)外，其斷裂帶本身就是一個含水體，因而還具有充水水源的性質(zhì)。（2） 線狀導(dǎo)水通道：如斷層帶或斷裂破碎帶等。小煤窯的積水有可能形成礦井的隱患突水水源。根據(jù)目前資料分析，二 1煤直接頂板逆推斷層碎屑巖具有匯集其上覆砂巖下滲水并導(dǎo)入礦井的作用。大氣降水對各個含水層的補(bǔ)給由于受含水層滲透性能的影響，補(bǔ)給方式以緩慢滲入式為主，補(bǔ)給的水量要經(jīng)過較長時間的滲流才能進(jìn)入礦井。傳統(tǒng)意義上的老窯積水一般為封存的“死水” ，屬靜貯量，但具有一定的靜水壓力， 14 / 39所以其充水特點是突發(fā)性強(qiáng)，來勢猛，持續(xù)時間短，有害氣體含量高，對人身和設(shè)備的傷害較大。若充水含水層中的水以靜貯量為主，則礦坑涌水的特點是：初期礦坑涌水量較大，隨著排水時間的延續(xù)，礦井涌水會逐漸減少。巖溶水突水時，一般水量大、來勢猛、不易疏干，會給礦井帶來巨大災(zāi)害。所謂自身充水水源主要是指煤層本身就是含水層。應(yīng)該指出間接充水水源的水只有通過某種導(dǎo)水構(gòu)造穿過隔水圍巖進(jìn)入礦井后才能使其作為充水水源的事實得以實現(xiàn)。但這里所指的是大氣降水本身成為礦坑充水的直接或唯一的充水水源。 它 們 的 水 位 呈 明 顯 下降 趨 勢 ， 改 變 了 以 自 然 逕 流 排 泄 為 主 的 狀 態(tài) ， 根 據(jù) 礦 井 不 同 含 水 層 突 水 點 的 水 量 動態(tài) 和 水 質(zhì) 特 征 和 穩(wěn) 定 同 位 素 分 析 ， 大 氣 降 水 通 過 露 頭 區(qū) 大 面 積 入 滲 仍 然 是 二 1煤層 頂 板 碎 屑 巖 類 水 和 底 板 灰 巖 巖 溶 水 的 主 要 補(bǔ) 給 源 ， 在 淺 部 的 部 分 采 動 塌 陷 裂 隙 區(qū)二 1煤 層 頂 板 碎 屑 巖 類 含 水 層 也 接 受 地 表 徑 流 滲 入 補(bǔ) 給 。 二 1煤 層 頂 板 滑 體 破 碎 帶 及 上 覆 碎 屑 巖 類 含 水 層 地 下 水 接 受大 面 積 大 氣 降 水 入 滲 后 ， 循 著 風(fēng) 化 裂 隙 、 層 面 裂 隙 、 構(gòu) 造 裂 隙 等 組 成 的 不 規(guī) 則 網(wǎng) 狀裂 隙 系 統(tǒng) 自 北 向 南 運(yùn) 移 。 依 地 表 匯 水 條 件 ， 地表 匯 水 地 形 可 分 為 匯 流 地 形 （ 低 洼 谷 地 ） 、 滯 流 地 形 （ 坡 度 小 ， 起 伏 不 大 的 平 原 和臺 地 ） 和 散 流 地 形 （ 坡 度 大 ， 切 割 強(qiáng) 列 的 山 脊 和 山 坡 ） 。 入 滲 補(bǔ) 給 量 除 了 受降 水 強(qiáng) 度 控 制 外 ， 尚 與 各 含 水 層 的 巖 性 、 厚 度 、 出 露 條 件 、 淺 層 風(fēng) 化 裂 隙 、 地 形 、植 被 覆 蓋 等 諸 種 因 素 有 關(guān) 。第 4 節(jié) 地 下 水 補(bǔ) 給 、 徑 流 與 排 泄 條 件根 據(jù) 前 面 分 析 可 知 ， XXX礦 井 田 發(fā) 育 的 主 要 地 下 含 水 層 有 第 四 系 松 散 沉 積 孔隙 潛 水 含 水 層 、 二 1煤 頂 板 砂 巖 及 碎 屑 巖 厚 層 裂 隙 孔 隙 含 水 層 、 二 1煤 底 板 太 原 群薄 層 灰 巖 巖 溶 裂 隙 承 壓 含 水 層 和 深 部 寒 武 奧 陶 系 灰 巖 巖 溶 裂 隙 含 水 層 。 該 含 水 層 屬 富 水 中 等的 巖 溶 裂 隙 承 壓 水 ， 為 二 1煤 層 底 板 直 接 充 水 含 水 層 。巖 溶 裂 隙 較 為 發(fā) 育 ， 但 不 夠 均 一 。 PH 值 ～ ， 總 硬 度 ～ 德 國 度 。 為 推 斷 斷 層 ， 不 可 靠 。 為 推 斷 斷 層 ， 不 可 靠 。（ 二 ） 滑 動 面 上 盤 斷 層為 滑 體 內(nèi) 正 斷 層 ， 不 切 穿 滑 動 面 ， 也 不 破 壞 二 1 煤 層 的 連 續(xù) 性 。 傾 向 NW23176。 落 差 10～ 25m， 為 逆 斷 層 。（ 3） F1 斷 層 ： 位 于 13202 鉆 孔 南 ， 長 約 。 該 斷 層 有1340 1350 13602 等 五 個 鉆 孔 控 制 ， 13407 孔 見 斷 點 ， 上 盤 太 原 組L7 灰 巖 與 下 盤 L2 灰 巖 接 觸 ， 落 差 42m。（ 2） 郜 F7 斷 層為 本 區(qū) 西 北 部 邊 界 正 斷 層 ， 位 于 13407～ 13505～ 13602 鉆 孔 一 線 ， 長 約5km。 走 向 NE26176。 滑 動 斷 裂 面 為 上 、 下 盤 的 過 渡 帶 ， 沿 二 1 煤 附 近 的 軟 弱 層 的 展布 ， 其 兩 側(cè) 巖 性 主 要 為 斷 層 泥 、 斷 層 角 礫 巖 ， 原 巖 特 征 遭 到 破 壞 ， 擠 壓 揉 搓 ， 流 變現(xiàn) 象 明 顯 ， 強(qiáng) 度 較 低 。 次 滑 面 [蘆 Fl2]傾 角 5～ 38176。 傾 角 17～ 22176。 與 下伏 地 層 呈 角 度 不 整 合 接 觸 。（ 3） 上 統(tǒng) 石 千 峰 組 (P2sh)本 區(qū) 二 疊 系 上 統(tǒng) 石 千 峰 組 以 滑 體 形 態(tài) 存 在 ， 屬 于 滑 動 構(gòu) 造 上 覆 系 統(tǒng) ， 區(qū) 內(nèi) 保 存最 大 厚 度 400m 左 右 ， 上 段 (舊 稱 土 門 組 )由 灰 綠 色 細(xì) 粒 砂 巖 、 粉 砂 巖 組 成 ， 夾 多 層淺 灰 色 同 生 礫 巖 ， 頂 部 以 灰 紫 色 中 細(xì) 粒 砂 巖 為 主 ： 下 段 為 灰 白 色 中 粗 粒 長 石 石 英 砂巖 ， 厚 58m