【正文】 度 ，斷層走向近NEE，傾向 SSE，傾角 60176。 區(qū)內(nèi)構造展布方向以近東西向和北東向斷裂為主，其次為近南北向。其中對回采造成較大影響的有 9條 DF116 、DF21 、 DF2 DF2 DF2 DF31 、 DF3 DF3 DF34 、詳見斷層成果一覽表（表 121）。 表 121 開拓區(qū)小斷層情況一覽表 斷層名稱 斷層性質 最大落差(m) 傾角 (176。斷層使工作面煤層突然斷失，使其運輸條件復雜化。另外斷層處 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設計說明書 7 巖石破碎，裂隙發(fā)育，使其含水層富水性增強，使煤層頂?shù)装瀹a(chǎn)生淋水 、 突水現(xiàn)象（如 F501斷層處頂板淋水嚴重），影響了煤礦的正常生產(chǎn)。 三、褶曲 開拓區(qū)內(nèi)主要發(fā)育的褶曲為薛湖向斜，位于礦井 23 采區(qū)中部 。 ，自劉莊經(jīng)王莊至陳莊西，延展長度 2km，該向斜 SW 翼傾角較陡，約 32176。 左右，褶幅 25m為一不對稱向斜。 傾角向 SE傾伏 ，向斜軸部及兩翼由 P1X地層構成，西南部被 NW 向的 DF5斷層切割。 四、巖漿巖及其他地質因素 礦井 內(nèi)巖漿巖侵入體分布廣泛，東、西部 較發(fā)育 ，中部個別鉆孔也有穿見。 (一 )、開拓區(qū) 巖漿侵入體 對煤層的影響： 開拓 區(qū)內(nèi)巖漿巖主要發(fā)育在東 緣 ，受其影響煤層大部變?yōu)樘烊唤?，如東風井檢查孔 530m 以深（三煤段往下）受巖漿巖侵入體的影響 ，煤層全部變?yōu)樘烊唤?，天然焦處見大量霏細巖和少量輝綠巖。由此可以看出區(qū)內(nèi)巖漿巖自東向西侵入，對煤層的影響程度，深部較小淺部較大。 二 2煤層底板溫度特征： 礦井內(nèi)二 2煤層底板埋深 340～ 1037m，底板溫度 35～ 43℃，存在Ⅰ、Ⅱ級高溫區(qū)。 三個井筒檢查孔對二 2 煤層底板施測溫度校正值為 ～℃與周圍地溫變化趨勢基本吻合，沒有出現(xiàn)異常現(xiàn)象。 礦井二 2煤層頂板比較平整，局部節(jié)理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性較好；底板屬松軟類 , 礦井深部可能會有底鼓現(xiàn)象。 五、煤層 (一 )、煤系地層： 本區(qū)煤層賦存于石炭～二疊系含煤巖系，含煤巖系分四組七個煤段，即石炭系上統(tǒng)太原組（一煤段）、二疊系下統(tǒng)山西組（二煤段）與下石盒子組（三、四、五煤段）、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（六、七煤段），含煤地層總厚度 ，共含煤 13層，煤層總厚度 ，含煤系數(shù) %。 (二 )、二 2煤層厚度及煤質： 二 2煤層賦存于山西組中下部，上距 K4鋁質泥巖 51m、三 2 2 煤層 ，下距二 1煤層底板砂巖 、 K3石灰?guī)r 。 采區(qū)內(nèi)該煤層厚度變化不大，發(fā)育穩(wěn)定，僅有局部變薄或增厚。煤層厚度局部有一定變化。 二 2煤層的宏觀煤巖特征：以亮煤為主，次為暗煤、鏡煤，屬半光亮～光亮型煤。煤層直接頂?shù)装寰鶠樯百|泥巖，間接頂板為細砂巖或粉砂巖，間接底板為砂質泥巖或細砂巖，全區(qū)層位較穩(wěn)定。 三 3煤層的煤類為貧瘦煤、貧煤、無煙煤，煤層層位較穩(wěn)定，結構簡單，為大部可采薄煤層，可采范圍內(nèi)厚度有一定變化。 (四 )、 三 2 2 煤 層概況： 三 2 2 煤層上距 K5砂巖 、距三 3煤層 ；下距 K4鋁質泥巖 ，下距二 2煤層 ，井田內(nèi)煤層埋深 330～ 990m，底板標高 300～ 960m。 煤層可采區(qū)主要分布于 87 勘探線以東中深部，其中 77～ 87線淺部為沉積尖滅零點和不可采區(qū)； 71～ 75 線中深部有不可采區(qū)；東部71 線以東中淺部為巖漿巖入侵區(qū)形成的天然焦多為不可采； 87 勘探線以西基本全為煤層不可采或相變成炭質泥巖乃至尖滅沉積尖滅零區(qū)。 三 2 2 煤層層位較穩(wěn)定，結構較簡單～較復雜，為 大部可采薄 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設計說明書 10 煤層，可采范圍內(nèi)厚度有一定變化。三 2 2 煤層為不穩(wěn)定型大部可采薄煤層。東部的灤湖正斷層系，以 F110和 F112為主將外圍地層抬升 70～ 200m，使得外部巖溶強含水層與礦井內(nèi)煤系地層對接，構成礦井東部供水邊界；西部太灰含水層埋深＞ 1000m，富水性漸弱，但距首采區(qū)超過 7km，可視為無限邊界；北部太灰含水層埋深亦＞ 1000m，地下水逕流條件微弱，再加之八里 莊斷層的阻水作用，可視為隔水邊界；南部為太灰含水層隱伏出露區(qū)，可接受上覆新近系孔隙水的微弱補給，可視為弱補給邊界。共計六個含水層，描述如下： 新生界孔隙水含水組 新生界松散巖類含水層西部厚，東部薄，厚度 ～ ，平均值 。 基巖風化帶裂隙含水層 含水層厚 20～ 35m，其中頂部 20m風化裂隙較發(fā)育，富水性較好。 m，滲透系數(shù) ，富水性極弱。 二 2煤底板有一層中細粒砂巖，厚度一般 8m 左右，具有一定富水條件，富水程度 較弱。 L8灰?guī)r賦存穩(wěn)定，一般厚度 10m。 太原組下段灰?guī)r巖溶裂隙水含水層 含水段為 L7灰?guī)r底至 L12灰?guī)r頂?shù)奶M上段地層，含水層為 L7灰?guī)r～ L12灰?guī)r共 6 層，一般為 2～ 4 層，累厚 ～ ，平均。 m，滲透系數(shù) ～ ，含水組富水性弱，逕流條件差，地下水以靜儲量為主；其中 L8灰?guī)r為二 2煤巷道充水的主要含水層。 m，富水性強，但不均一，為二 2煤層底板充水間接含水層。 下石盒子組和山西組隔水層 下石盒子組和山西組的含水層之間普遍發(fā)育三層隔水層，上石盒子組底部 K5砂巖至 三 2 2 煤頂板層段，二 2煤頂板砂巖以上至三煤組底板層段，由砂質泥巖、粉砂巖及薄層砂巖互層組成，厚度分別為30m， 50～ 70m，隔水性能良好，為區(qū)域性賦存 穩(wěn)定的隔水層。 太原組中段隔水層 L8與 L2灰?guī)r之間，隔水層厚度間距 67～ 77m，巖性主要由砂質泥巖、中粒砂巖、薄層灰?guī)r組成，賦存穩(wěn)定，分布連續(xù)，能有效阻隔太原組上下段灰?guī)r含水層的水力聯(lián)系。 三、采區(qū)水文地質 (一 )、采區(qū)水文地質概況： 從揭露兩條大巷水文地質資料顯示，巷道掘進主要以頂板砂巖水為主，其水量大約在 30m3/h。 (二 )、斷層對采區(qū)地下水的控制與影響： 受邊界斷層影響，基巖含水組遭到了嚴重的連續(xù)性破壞，地下水的賦存狀態(tài)，運動條件發(fā)生了變化。因此，該采區(qū)可視為一個相對穩(wěn)定、獨立的水文地質單元。主要為灰色細粒砂巖，夾深灰色砂質泥巖，夾二 1煤層。 二 2煤層底板巖性以砂質泥巖、粉砂巖為主，巖性比較單一， 在巖性組合上很少有軟弱夾層，底板老底多，直接底少，雖偶有斷層通過，但規(guī)模均較小，故對底板的穩(wěn)定性影響亦不大。 (四 )、充水條件分析： 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設計說明書 13 采區(qū)主要充水水源： 按照充水水源不同，采區(qū)充水水源主要有第三、四系孔隙水、基巖風化帶孔隙裂隙水、二疊系二 2煤頂板砂巖裂隙承壓水、石炭系太原組上段灰?guī)r巖溶裂隙承壓水、石炭系太原組下段灰?guī)r巖溶裂隙承壓水和奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓水。 隨著采區(qū)的開采， 采空區(qū) 面 積 越來越大 ， 采空區(qū)積 水的防治問題也不容忽視。根據(jù)礦井及鄰區(qū)實際資料表明，該含水層多以靜儲量為主，含水性弱，徑流滯緩，通常在礦井生產(chǎn)初期水量很大，隨著生產(chǎn)的進行，頂板砂巖水多被疏干，對生產(chǎn)的安全不會造成很大的影響。該組分上下兩段，上段含 5～ 6 層石灰 巖含水層（ L7～L12），其中 L L12等兩層分布穩(wěn)定，巖溶裂隙發(fā)育，富水較強，隨埋藏深度的增大，巖溶裂隙發(fā)育程度顯著減弱；另據(jù)礦井水文觀測孔觀測， L8灰?guī)r富水性較弱，一般情況下對礦井生產(chǎn)沒有太大威脅。該組石灰?guī)r含水層之間雖有隔水層相隔，但斷裂構造，已將諸灰?guī)r含水層在一定程度上溝通，形成一個含水系統(tǒng)。采區(qū)內(nèi)既無較大的地表水體，也無老窯老井，加之第三、四系蓋層很厚，所以地表水、老空水和新生界孔隙承壓水，對二 2煤的開采沒有太大的影響。 (2)、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)，容易導致高壓巖溶裂隙水突入井巷造成事故，具有突水初期來勢猛、水壓大，以消耗儲存量為主的特點，隨著時間的推移，突水量逐漸變小。 (3)、開采 二 2煤時主要導水通道： 采區(qū)內(nèi)二 2煤的導水途徑主要有三種：斷層、裂隙和封閉不良鉆孔。底板砂巖裂隙含水層處于底板破壞范圍內(nèi)，在采掘的過程中也將有少量涌出。采區(qū)內(nèi)斷層較多，并且伴生斷層較為發(fā)育，采區(qū)工作面布置和回采將過斷層 DF21 、 DF2 DF2 DF2 DF31 、 DF3 DF3 DF34 。因此在開采過程中需要對薛湖煤礦斷層的發(fā)育特點、規(guī)律，斷層的導水特征、探查及防治手段進行研究。據(jù)調(diào)查，本采區(qū)不存才封閉不良鉆孔，但在施工遇鉆孔時還是應先探測，再施工，以防萬一。根據(jù) 2020～ 2020年觀測資料，薛湖煤礦涌水量主要由煤層頂?shù)装迳皫r水及底板太灰水組成。薛湖煤礦的生產(chǎn)系統(tǒng)變化對礦井涌水量有很大的影響，隨著掘進工作面的增加及回采面積的增大，涌水量會逐漸增大，但到一定時期后，應該可以穩(wěn)定甚至逐漸減少?？傊?23 采區(qū)可概化為一邊進水，一邊隔水，另二邊無限的水文地質模型。 計算參數(shù)確定： (1)、頂板砂巖含水層涌水量預算參數(shù) 滲透系數(shù)（ K）：井田在 73– 2 孔對頂板含水層抽水試驗，校正滲透系數(shù)值 ，但該孔處于弱富水地段，不能代表全井田水文條件，鄰區(qū)陳四樓礦水文參數(shù) K=，認為取二者平均值較適宜，即取 K=； 含水層厚度（ M）：取其含水層平均厚度， M=12m； 水柱高度（ H）：取靜止水位標高 + 減去 – 780m水平含水層底板標高 – H=； 疏排區(qū)大井折算半徑 r= =720m； d1=1950m+720m=2670m d2=650m+720m=1370m (2)、底板砂巖含水層涌水量預算參數(shù) 滲透系數(shù)（ K）：取頂板預算參數(shù) K=； 含水層（ M）：取其含水層平均厚度， M=8m； 疏排降深 S=– (– 780)=； 疏排大井折算半徑 r 與 d d2值同上。 πFπF 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設計說明書 17 涌水量計算： (1)、頂板砂巖含水層涌水量 正常涌水量： Q= = 最大涌水量： Qmax==(2)、底板砂巖含水層涌水量 正常涌水量： Q= =348m3/d= 最大涌水量： Qmax==(3)、底板 C2t 上段含水層涌水量 正常涌水量： Q= = 最大涌水量： Qmax==(三 )、礦井涌水量預算結果及評價： 礦井涌水量預算結果： 本次采用解析法預算礦井二 2煤層 – 680m 水平 23 采區(qū)正常涌水量、最大涌水量結果見表 131。但在遇大型斷裂構造時仍應引起注意。 (二 )、二 2煤層開采的主要水害威脅： 通過上述分析我們了解到，二 2煤層頂板砂巖裂隙承壓水一般情況下不會對采區(qū)的采掘活動構成大的威脅。 (三 )、二 2煤層開采的防治水工作： 頂板出水形式一般為工作面頂板淋水，使工作面環(huán)境惡化。因此薛湖煤礦二 2煤頂板水害防治方法采取疏干措施。但由于上部巖層為厚度大、含水層較好的中砂和細砂巖層，所以在留足防水煤柱的條件下，松散層水不會對礦井開采造成大的影響。 分析計算得知，二 2煤防水煤柱確定為 60m。 23采區(qū)二 2煤層其頂板以砂質泥巖、泥巖為主，按一次采全高，全部陷落方法，經(jīng)過計算，導水裂隙帶一般不直接 溝通基巖風化帶或新生界底部含水層，所以礦井煤柱基本上以防塌煤柱為主，但淺部開采厚度＞ ，應考慮風化帶及新生界下部含水層的影響。預計工作面最大涌水量不大于 。 底板灰?guī)r水為礦井主要威脅水源，截止目前，薛湖煤礦已在780m水平軌道巷及 21 采區(qū)共實施 L8水文觀測孔 11個，其中 2 號觀測、 11 號觀測孔見水，最大水壓值為 。為了保證安全生產(chǎn)，下一步需對采區(qū)進行水文物探，然后在水文地質異常部位進行鉆探驗證，發(fā)現(xiàn)災害再做治理。鉆探一般在物探標出的異常區(qū)內(nèi)施工，一方面可以探查底板水情，另一方面可以驗證物探結果。此外，在回采的過程中，如果出現(xiàn)涌水，要及時進行水質、水源的確定，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施。 采用疏水降壓措施：應根據(jù)底板賦水情況布設疏水鉆孔，鉆深應進入太原群上段灰?guī)r含水層。疏放目的水頭應滿足底板突水系數(shù)小于等于。放水試驗后查明低水位區(qū)的太灰水量不大于 100m3/h，且在短期內(nèi)能夠產(chǎn)生顯著降深，即可在低水位區(qū)采用疏干降壓的防治水方法。若工作面巷道具有 深度超過巷道高度的低洼地帶，應在低 薛湖煤礦二 2煤 23采區(qū)設計說明書 20 洼部位開掘泄水巷或建設臨時水倉，以防水積蓄在低洼處，封堵巷道，釀成災害。根據(jù)一些現(xiàn)場底板巖體注水試驗結果可知，斷層破碎帶巖體的導水裂隙帶深度是正常巖體的 2倍左右。實驗結果表明，斷層帶內(nèi)巖石的單軸抗壓強度僅為正常巖石的 1/7。一般在斷層兩側延展20m左右；斷層落差為 2～ 7m時，斷層附近一般直接伴隨巖石弱化區(qū)，其強度降低較大，范圍離開斷層約 1m、而一般巖石弱化區(qū)為 5m。如果斷層破碎帶或斷層影響帶為充水或導水構造，當工作