【正文】 底板巖體中存在斷層時，底板的采動破壞深度增大。 在煤層傾角緩的情況下應(yīng)將上巷作為機巷，使得水往低處流，煤往高處走。依照底板有效隔水層 55m推算，底板水壓應(yīng)疏降至 以下。如自二 2煤層底板算起，疏水鉆孔深度應(yīng)為 80～ 90m 左右。 對于底板灰?guī)r水壓較高，底板承受突水系數(shù)超出臨界值的工作面，應(yīng)采取疏水降壓及底板注漿加固防治水措施。當(dāng)探查完成后水文地質(zhì)技術(shù)人員要根據(jù)探查結(jié)果結(jié)合水文地質(zhì)條件對底板的穩(wěn)定性作出評價。對煤層底板進行水文地質(zhì)探查的方法包括物探和鉆探。因此，二 2煤層所有工作面灰?guī)r突水系 數(shù)均在 ，基本上沒有底板突水威脅。要求回采前提前安設(shè)排水設(shè)施，排水能力大于最大出水量的 。但只要根據(jù)實際測量結(jié)果合理留設(shè)防水煤柱，即可保證安全生產(chǎn)。主要防止第三、四 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計說明書 19 系、基巖風(fēng)化帶含水組與二 2煤上覆砂巖含水層發(fā)生水力聯(lián)系時發(fā)生的突水。因此，在保證安全生產(chǎn)的條件下，如何進行儲量挖潛，更多地回收煤炭資源成為松散層下開采二 2煤的主要研究問題。 薛湖煤礦新生界沉積厚度 220～ 330m，其最底層巖層為俗稱“鈣質(zhì)層”的亞粘土，含 1～ 4層粉砂、細砂，一般厚 0～ 30m。二 2煤頂板砂巖裂隙水為礦井主要涌水量，該含水層以靜儲量為主，含水層含水性弱，徑流滯緩，通常在礦井生產(chǎn)初期水量較大，隨著生產(chǎn)的進行，頂板砂巖水易于疏干，對安全生產(chǎn)不會造成很大的影響。 二 2煤層底板太原群灰?guī)r巖溶裂隙承壓水，盡管是一間接充水含水巖組，由于富水性較強，水壓大，在斷層影響的情況下， L8至二 2煤層間距縮短，甚至有可能發(fā)生 對接，巖石完整性遭到破壞，強度降低，特別是隨著開采掘進破壞了斷層破碎帶的原始穩(wěn)定狀態(tài)，容易導(dǎo)致高壓巖溶裂隙水突入井巷造成事故。 五、采區(qū)防治水工作 ( )rddddMMHK221222112ln)2(π+( )rddddKMS221222112lnπ2+( )rddddKMS221222112lnπ2+ 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計說明書 18 (一 )、采區(qū)防治水原則與思路： 采區(qū)防治水設(shè)計應(yīng)該在 《 河南神火集團有限公司薛湖煤礦 防治水規(guī)劃》 的統(tǒng)一指導(dǎo)下、充分結(jié)合采區(qū)水文地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上進行，重點作好單項采區(qū)防治水工程的設(shè)計、實施和總結(jié)工作，注重依靠先進科學(xué)技術(shù)，扎實做好與礦井、采區(qū)防治水有關(guān)的水文地質(zhì)基礎(chǔ)工作，科學(xué)、細致地探查和 分析采區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境，深入 貫徹 落實 煤礦水害防治 “ 預(yù)測預(yù)報，有疑必探，先探后掘，先治后采 ” 的十六字原則和以 防 為主， 堵、疏、排、截 相結(jié)合的 綜合治理措施 堅持 安全發(fā)展指導(dǎo)原則，堅持安全第一、預(yù)防為主、綜合治理方針，堅持標(biāo)本兼治、重在治本。 表 131 – 780m 水平以淺先期開采地段礦井涌水量預(yù)算一覽表 煤層 穩(wěn) 定 流 解 析 法 頂板 底板 全 區(qū) 砂巖 砂巖 石灰?guī)r 二 2 正常 最大 952 礦井涌水量評價： 上述預(yù)算的礦井涌水量為煤層頂?shù)装逯苯映渌畬訉ΦV井的充水量，二 2煤底板下伏奧灰間接含水層一般不會影響礦井生產(chǎn)。 (3)、底板 C2t 上段含水層涌水量預(yù)算參數(shù) 滲透系數(shù)（ K）：，因井田抽水試驗孔遠離富水區(qū)，其參數(shù)難以代表井田水文地質(zhì)條件，仍借用鄰區(qū)陳四樓礦抽水參數(shù)平均值K=； 含水層厚度（ M）取全區(qū)穩(wěn)定的 L12 與 L8 灰?guī)r相加之平均值M=； 疏排降深取含水層水位標(biāo)高 + 減去疏排標(biāo)高 – 780m 得S=； 其它 r、 d d2值同上。 計算公式選?。? (1)、二 2煤層頂板砂巖裂隙含水組涌水量選用承壓 — 無壓井流公式： Q= ………………………………（ 2） (2)、二 2煤底板砂巖含水層與太原組上段灰?guī)r含水層涌水量選用承壓井流公式： Q= ………………………………（ 3） 上（ 2）、（ 3）式中： K— 分別為頂?shù)装迳皫r含水層與 C2t 上段灰?guī)r含水層滲透系數(shù)（ m/d） ( )rddddMMHK221222112ln)2(π+( )rddddKMS221222112lnπ2+ 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計說明書 16 M— 分別為頂?shù)装搴畬优c C2t上段含水層厚度（ m） H— 頂板砂巖含水層從底板算起的水柱高度（ m） S— 底板砂巖與 C2t上段灰?guī)r含水層的疏排降深（ m） d d2— 分別為疏干區(qū)中心至供水、隔水邊界距離（ m） r— 設(shè)計疏排區(qū)的折算半徑（ m）， r= F=。 (二 )、采區(qū)涌水量計算： 采區(qū)水文地質(zhì)模型： 礦井東部的 F116斷層使得礦井二 2煤層與外部奧灰含水層相對接，可視為進水邊界；西部為二 2煤層傾伏 區(qū)， – 1000m弱逕流帶距 23采區(qū)＞ ，可視為無限邊界；南部為含水層的隱伏出露區(qū)，具有一定補給作用，可視為無限邊界；北部為二 2煤埋深＞ 1000m的深埋區(qū)，含水層逕流條件極弱，可視為相對隔水邊界。涌水量變化不大，基本穩(wěn)定在 110m3/h左右。 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計說明書 15 四、采區(qū)涌水量計算 (一 )、礦井涌水量變化及其構(gòu)成： 薛湖煤礦排 水系統(tǒng)比較簡單，經(jīng)常觀測的位置是 780 主、副井井筒、 780 水倉及東風(fēng)井井筒四處。 封閉不良鉆孔也是礦井突水的通道之一，包括未封堵或封閉不良鉆孔，特別是與奧灰含水層相連通的鉆孔，生產(chǎn)中應(yīng)預(yù)先處理。由于斷層及伴生斷層較多，斷層斷距、落差較大，使采區(qū)的生產(chǎn)邊界受到了控制，同時也造成底板灰?guī)r與二 2煤層距離縮短，造成煤層底板突水系數(shù)增大，存在太灰水突水危險。 而對安全真正有威脅的導(dǎo)水通道是斷層，當(dāng)斷層溝通太原群灰?guī)r裂隙水、太原群灰?guī)r裂隙水甚至奧陶系灰?guī)r地下水時，對礦井危害極大。 對于煤層頂板的砂巖水，由于頂板砂巖含水層處于導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)，其中的裂隙水必然要涌入礦井。在正常情況下，二 2煤底板至 L8的間距一般 75～ 90米， K3上層位巖性一般為厚層的泥巖和砂質(zhì)泥巖，隔水性能比較好，一般不會發(fā)生突水事故。 根據(jù)井田水文地質(zhì)條件分析，對二 2煤開采的主要充水水源分別 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計說明書 14 敘述如下： (1)、二 2煤層頂板砂巖裂隙承壓水：通過礦井水文地質(zhì)調(diào)查和精查勘探， 73 7708 孔抽水試驗反應(yīng)，含水層地下水徑流條件不暢，屬弱富水含水層，排泄方式以礦坑水排出，消耗靜儲量為主，易疏干，對礦山開采，不會構(gòu)成大的威 脅。 開采二 2煤時主要充水水源： 二 2煤為該采區(qū)的主采煤層，其直接充水水源為二疊系二 2煤層頂板 砂巖裂隙承壓水；間接充水水源為二 2煤層底板太原群灰?guī)r巖溶裂隙承壓水和奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓水。下段含 5～ 6 層含水層（ L1～ L6），其中 L2賦存穩(wěn)定，裂隙多被充填，巖溶不發(fā)育，地下水循環(huán)交替困難，屬弱含水層。 上石炭統(tǒng)碎屑巖夾石灰?guī)r巖溶裂隙含水層由石炭系太原組的砂泥巖類碎屑夾 11～ 12 層石灰?guī)r組成，為含隔水互層形式，石灰?guī)r含巖溶裂隙水。 采區(qū)主要含水層富水性分析： 煤系地層的二疊系砂巖裂隙含水層是危害礦井生產(chǎn)的主要含水層，是礦井日常涌水的主要組成部分，通常以追蹤工作面頂板淋水形式出現(xiàn)。 除了各主要含水層構(gòu)成礦井充水水源外，采空區(qū)積水也是礦井充水水源之一。因此從整體上看，底板的隔水性較好。二 2煤距離太原群上段灰?guī)r（ L8）巖溶裂隙承壓水含水組 79m，距離奧灰頂 198m。 (三 )、二 2煤與其上、下主要含、隔水層尺度關(guān)系： 二 2煤層上距 K4 砂巖底平均間距 ， 22三 煤層 ， 下距二 1煤層底板砂巖 、 K3石灰?guī)r（ L12） 。斷層切斷了地下水的側(cè)向水平補給，改變了原有的層間運動及徑流方向，致使地下水系統(tǒng)處于近似停滯的 封閉狀態(tài)，循環(huán)交替條件差，水質(zhì)也隨之變壞。采區(qū)內(nèi)各個含水組的水文地質(zhì)條件與區(qū)域情況基本一致，但基巖地下水的補給、徑流、排泄條件及其賦存狀態(tài)，均受邊界斷層的控制和影響。 本溪組隔水層 隔水層厚度 ～ ，平均厚度 ，該層分布穩(wěn)定、連續(xù)，隔水性能好，正常情況可阻止奧 陶系含水層水與上部的水力聯(lián)系。 二 2煤底板隔水層 太原組頂部第一層灰?guī)r至二 2煤底板，主要由泥巖和粉砂巖、細砂巖組成，總厚度 ～ ，平均厚度 ，該層分布連續(xù)、 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計說明書 12 穩(wěn)定，正常情況下，為良好的隔水層。 (二 )、主要隔水層： 新生界隔水層 新生界新近系上部與下部隔水層：新近系上部厚度 30～ 50m，下部 50～ 100m，巖性以粘土為主，分別為第四系與新近系上部含水層（組）、新近系下部第二段含水層與第一段含水層之間的良好隔水層。 中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r巖溶裂隙含水層 井田最大揭露厚度 ，無抽水資料，富水性不詳；據(jù)區(qū)域抽水資料，單位涌水量 ～ 其中 L12灰?guī)r（ K3）為 薄層灰?guī)r較穩(wěn)定，平均厚 ； L8灰?guī)r全區(qū)穩(wěn)定且發(fā)育，一般厚度 8m，局部巖芯裂隙較發(fā)育，但多為方解石 脈充填，巖溶 裂隙不發(fā)育 ，單位涌水量 ～灰?guī)r致密完整，巖溶裂隙不發(fā)育， L8灰?guī)r含水層為區(qū)域主要含水層，是礦井防治水工作的重點。 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計說明書 11 太原組上段灰?guī)r巖溶裂隙水含水層 由 5～ 6 層灰?guī)r組成，厚度 ～ ，平均 ，太原組頂部 L12（ K3）灰?guī)r呈薄層狀，平均厚度 ，富水性弱。 下石盒子組與山西組砂巖裂隙含水組 由中粒、細粒砂巖組成，厚度 9～ 15m，屬弱富水含水層。區(qū)內(nèi) 117個鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測統(tǒng)計，有 18孔漏水，漏水率 %，8016 孔山西組二 2 煤頂板風(fēng)化帶抽水，單位涌水量 主要砂層含水層埋藏 深度分別為第四系全新統(tǒng) 0～35m 和新近系含水層 150～ 300m。 二、主要含水層和隔水層 (一 )、主要含水層： 區(qū)內(nèi)主要含水層自上而下劃分為：新生界含水層（組）：基巖風(fēng)化帶含水層；二疊系下石盒子組、山西組砂巖含水層；石炭系太原組上段灰?guī)r含水層；石炭系太原組下段灰?guī)r含水層；奧陶系灰?guī)r含水層。 第三節(jié) 礦井水文地質(zhì) 一、水文地質(zhì)邊界條件 礦井位于永城復(fù)背斜北部揚起端，處于基巖地下水的逕流帶。三 2 2 煤由貧瘦煤、貧煤、無煙煤三個煤類組成。開拓區(qū)內(nèi)中西部可采；東緣為煤層不可采和天然焦不可采區(qū)。煤層的直接頂板為砂質(zhì)泥巖或細粒砂巖，直接底板為細粒砂巖，間接頂板為細砂巖或粉砂巖，間接底板為砂質(zhì)泥巖或細粒砂巖，層位較穩(wěn)定。其煤層穩(wěn)定程度為不穩(wěn)定型煤層。 煤層可 采區(qū)主要分布在東 21采區(qū)和東 23采區(qū)西部，與 73~78勘探線中深部級 82~94線深部，不可和零點主要分布于 70勘探線以東、94 勘探線以西和中部 77~82 勘探線間中淺部區(qū)域；其它區(qū)域即使有可采點也是零星分布。 (三 )、三 3煤層概況： 三 3煤層上距 K5砂巖 28m，下距 K4鋁質(zhì)泥巖 43m，井田內(nèi)煤層埋深 330~980m，底板標(biāo)高 300~950m。 二 2煤層為灰黑色，貧煤，以低灰分特低硫、特低磷、低水分、高發(fā)熱量（ ）、似金屬光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，外生裂隙較發(fā)育，視密度為 。 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計說明書 9 煤層厚度 ～ ，平均厚約 ，煤厚多集中于 2— 3m 之間。煤層的直接頂板為砂質(zhì)泥巖或細粒砂巖，局部為中粗粒砂巖；直接底板為細粒砂巖和砂質(zhì)泥巖。其中上石炭統(tǒng)太原 組與上二疊統(tǒng)上石盒子組僅含薄煤層及煤線，含煤性較差；下二疊統(tǒng)山西組和下石盒子組地層含可采煤層及局部可采煤層，含煤性較好，是本區(qū)主要含煤地層。礦井為正常地溫區(qū)，礦井中深部二 2煤層有 Ⅰ 、 Ⅱ 級高溫區(qū) ，深部地壓較高。 本區(qū)二 2 煤層大面積為 Ⅰ 、 Ⅱ 級高溫區(qū)，但先期開采地段的地溫低于 37℃ ，因此，經(jīng)過通風(fēng) 降溫后，對開采環(huán)境影響不大。其中，常溫區(qū)（ 31℃）位于 94勘探線以東，煤 層底板埋深 – 550m水平以淺，面積 ，占全區(qū)的 %；Ⅰ級高溫區(qū)位于煤層底板埋深 – 550～ – 850m水平之間，面積 ，占%，礦井的先期開采地段（包括首采區(qū)），均在Ⅰ級高溫區(qū)內(nèi)；Ⅱ級高溫區(qū)分布在煤層底板埋深 – 850m 水平以深的范圍，面積，占 %。 (二 )、地溫： 礦井地溫概況： 本礦井恒溫帶深度為 25m，溫度 ℃，據(jù)本區(qū)鉆孔測溫資料整理計算，本區(qū)平均地溫梯度 ～ ℃ /100m，低于 3℃ /100m，屬 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設(shè)計說明書 8 于地溫正常區(qū)。 區(qū)內(nèi) 二 2煤層中 以 66勘探線為界， 東部為天然焦西部為煤層，有768 66 661東風(fēng)井檢查孔四孔控制； 三 22 煤層中 以 71勘