【正文】 底 ～ m，平均 ，煤層埋深一般 160～ 390m，底板標(biāo)高 300～ 480m。一般含夾矸 03層，結(jié)構(gòu)簡單～復(fù)雜，煤層 偽頂為泥巖、局部為炭質(zhì)泥巖，厚度 0～ ，直接 頂 、老頂為 K2石灰?guī)r，石灰?guī)r厚度 ～ ，平均 。 可采 煤層情況一覽表 表 321 層位 煤層 編號 煤層厚度（ m） 煤層間距 (m) 穩(wěn)定程度及 可采情況 含夾矸層數(shù) 頂板 巖性 底板 巖性 最小 最大 最小 最大 平均 平均 山西組 3 全區(qū)穩(wěn)定可采 14 泥巖 粉砂巖 泥巖 粉砂巖 太原組 15 全區(qū)穩(wěn)定可采 04 砂質(zhì) 泥巖 泥巖 砂巖 灰?guī)r 26 第四章 水文地質(zhì) 第一節(jié) 區(qū)域水文地質(zhì) 井田 地表河流 屬黃河流域沁河水系。干流全長 485 km，流域面積13532km2。 井田內(nèi)無地表水體， 雨季降水沿溝谷 向 沁河水系 支流 蘆葦河 排泄。 延河泉是我省少數(shù)的幾個巖溶大 泉之一，位于陽城縣馬山村沁河河谷西側(cè)，是沁河河谷近 20km范圍內(nèi)一系列泉群出露地的最大露頭。 延河泉域是一個從補(bǔ)給、徑流到排泄的完整的地下水流域，主要含水層為中奧陶厚層狀石灰?guī)r，沁水向斜使泉域地層構(gòu)成南部向北，東西兩側(cè)向中間傾斜的儲水構(gòu)造。南段以晉獲褶斷帶與三姑泉為界，該段晉獲褶斷帶由一組壓扭性斷裂及側(cè)轉(zhuǎn)的背斜組成呈北北東走向與地表分水嶺一致；北段與丹河和沁河地表分水嶺一致，地表出露石炭、 27 二疊系地層，下伏中奧陶統(tǒng)灰?guī)r含水層，是一個可移動的地下分水嶺，局部導(dǎo)水。 北部邊界：位于東溝 朝陽地 嘉峰鎮(zhèn) 賈寨村一線，地表分布二疊系、三疊系沙泥巖，寒武系、奧陶系碳酸鹽巖埋深 380－ 450m，巖溶地下水處于滯留或緩流狀態(tài)，并由于沿寺頭等兩條斷層形成地塹，使煤系地層與奧陶系碳酸鹽巖接觸，起到阻水作用，為阻水邊界。 以上劃定延河泉域范圍，包括陽城縣及澤州縣西部和沁水縣南部，面積 2765km2，其中可溶巖裸露區(qū)面積 （ 圖 41）。 松散巖類含水巖組 含水巖組主要為第四系松散沉積物，呈帶狀分布于沁河及其支流，由砂質(zhì)粘土夾砂及卵礫石組成，厚 5－ 40m。 m；丘陵山區(qū)富水性一般 28 較弱，單位涌水量多小于 該類水主要接受大氣降水的補(bǔ)給，排泄方式主要是蒸發(fā)或向下滲漏補(bǔ)給下伏含水層。 Ca 型水，局部受煤礦礦坑排水污染，水化學(xué)類型為 SO4— K 碎屑巖類含水巖組 含水巖組為二疊系上、下石盒子組和 山西組，含水 層 主要為砂巖，與泥頁巖隔水層呈相間分布，含水層間水力聯(lián)系較差。山西組由泥巖、砂巖及煤層組成，厚 34－ 72m，含裂隙水，單位涌水量 q=－ 該類水 主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給， 在沁河河谷局部地段接受上覆孔隙水系統(tǒng)的越流補(bǔ)給，在基巖裸露的溝谷中接受地表水的滲漏補(bǔ)給；地下水運(yùn)動方向受地層產(chǎn)狀和地形條件的控制，沁水復(fù)向斜西翼總體由西向東 ，由南向北逕流，地面侵蝕作用和深切溝谷破壞了含水巖系的完整性，地下水具多層性，沒有統(tǒng)一的地下水位；地下水排泄途徑主要有：人工開采地下水和以泉的形式轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇硭熬植康囟卧搅餮a(bǔ)給下伏巖溶裂隙水系統(tǒng)。由于其 29 間夾有數(shù)層煤、砂質(zhì)泥巖，將各個含水層分隔成層狀分布的近似獨(dú)立的含水層，故相互間水力聯(lián)系較弱。 m。 地下水運(yùn)動方向受地層產(chǎn)狀和地形條件的控制，沁水復(fù)向斜西翼，總體由西向東，由南向北逕流。其主要含水層段為中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r巖溶含水層，總厚 400— 500m，包括下、上馬家溝組及峰峰組，主要出露于泉域東、南及西部，中部及北部為厚層碎屑巖所覆蓋。排泄出口主要有沿沁河呈線狀排列的延河泉群、河頭泉群及陽城縣附近的開采井群。井田處于厚層覆蓋區(qū)的中部。 碎屑巖類層間隔水層 主要由具塑性的泥巖組成，呈層狀分布于各砂巖含水層之間，形成平式復(fù)合結(jié)構(gòu)，阻隔各含水層的垂向水力聯(lián)系。 中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r為區(qū)內(nèi)富水性相對較強(qiáng)的含水層，主要接受大氣降水補(bǔ)給，局部接受河道地表水滲透補(bǔ)給及上覆含水層的越層補(bǔ)給，集中向 南 方向的延河泉排泄。 第四系松散含水層多沿山坡及溝谷低凹地帶分布，在山麓及基巖附近的第四系殘坡積含水 層主要接受大氣降水補(bǔ)給及基巖風(fēng)化裂隙水補(bǔ)給，向地形低凹處排泄。 張溝 屬季節(jié)性 溝谷 。但為預(yù)防河水貫入發(fā)生淹井事故發(fā)生，按《三下采煤規(guī)程》，河谷區(qū)應(yīng)預(yù)留保安煤柱。溝谷地帶由于砂卵礫石層分布局限，厚度小，單位涌水量 富水性差異較大，不均勻。由中 — 細(xì)粒砂巖組成。頂板砂巖厚度 0～ 。 據(jù)鄰區(qū)位于井田以北和以西的 317 鉆孔與永紅礦 3 號鉆孔抽水試驗資料，單 位涌水量為 Na型水。 二疊統(tǒng)下統(tǒng)下石盒子組含水巖組：井田內(nèi)地表未出露，屬埋藏型。 m，水化學(xué)類型為 HCO3— Na 型。含水層以中、粗粒砂 巖為主，靠大氣降水補(bǔ)給，多呈下降泉泄出，最大流量 ，一般流量不大，季節(jié)性變化極大。 m，水質(zhì)類型為 HCO3— K 太原組（ C3t）砂巖、灰?guī)r 巖溶 裂隙含水層 含水巖組為石炭系 上統(tǒng) 太原組 。 K4石灰?guī)r厚 ～ 34 ，平均 ，極不穩(wěn)定。由于其間夾有數(shù)層煤、砂質(zhì)泥巖，將各個含水層分隔呈層狀分布的近似獨(dú)立的含水層，故相互間水力聯(lián)系較弱。 （ 2）一般在向斜部位富水性可達(dá)中等，單位涌水量為 ～ L/s m，富水性弱。巖溶水的補(bǔ)給來源主要為二疊系、三疊系碎屑巖類裂隙水和沁河地表水的滲漏補(bǔ)給。含水巖層主要為奧陶系中統(tǒng)上、下馬家溝組，富水性一般中等。 SO4— Ca 碳酸鹽巖在井田內(nèi)隱伏于煤系地層之下，據(jù)井田勘探鉆孔揭露資料，頂板埋藏深度一般 ～ ，最大揭露 厚度 。該水井竣工時間為 1992 年 7 月，水井深度 。 該水井竣工時巖溶水靜止水位埋深 ，水位標(biāo)高 。 m。 SO4— Ca 據(jù)《沁水縣加豐鎮(zhèn)永安村巖溶深井說明書》，該水井取水層位主要為奧陶系 上馬家溝組。根據(jù)鉆探資料分析，主要含水層段位于 ～ ，含水層總厚度約 。本次調(diào)查水位 埋深 185m左右，水位標(biāo)高約為 。編制區(qū)域巖溶水 2020 年等水位線圖時，延用了成井時水位標(biāo)高，一方面考慮成井時一般洗井抽水時間較短，不一定能反映真實區(qū)域水位，另一方面 2020 年年降水量大，延河泉域徑流區(qū)巖溶井水位大多普遍回升。 三 、井田 內(nèi) 主要隔水層 區(qū)內(nèi)各含水層之間都有良好的隔水層，當(dāng)其完整性、連續(xù)性未被破壞時，完全可以隔離上 下含水層之間的水力聯(lián)系。 石炭系太原組中上部泥巖隔水層：主要巖性為泥巖和砂質(zhì)泥巖，呈層狀分布于各灰?guī)r、砂巖含水層之間，阻斷了其間的水力聯(lián)系，是15 號煤層頂板以上的主要隔水層。 四 、地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄條件 中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r為區(qū)內(nèi)富水性相對較強(qiáng)的含水層，主要接受大氣降水補(bǔ)給，局部接受河道地表水滲透補(bǔ)給及上覆含水層的越層補(bǔ)給，集中向南西方向的延河泉排泄， 近年來有下降趨勢。 石炭系、二疊系地層由于具有含水層、隔水層相間成層的特點，對大氣降水及地表水對地下水的補(bǔ)給存在不利因素，特別是深部巖層裂隙不發(fā)育，接受大氣降水及地表水的補(bǔ)給主要受地形 控制，在切割較深處以裂隙下降泉的形式排出地表，只有少部分垂向補(bǔ)給深部含水層。大面積分布的第四系上更新統(tǒng)黃褐色亞粘土，垂直裂隙發(fā)育，透水性強(qiáng)，而富水性較弱，其下覆的第四系中更新統(tǒng)棕紅色亞粘土，透水性較弱，因此在上更新統(tǒng)與中更新統(tǒng)亞粘土接觸帶附近易形成富水帶。 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 大氣降水對礦井充水的影響 大氣降水通過不同成因的基巖裂隙及松散沉積物孔隙在裂隙溝通的情況下進(jìn)入礦井，成為礦井充水的間接但重要的補(bǔ)給來源。 38 礦井涌水量與區(qū)域降雨量統(tǒng)計表 2020 年 2020 年 2020 年 月 份 月平均 降雨量 涌水量（ m3/d） 月 份 月平均 降雨量 涌水量（ m3/d） 月 份 月平均 降雨量 涌水量（ m3/d） 1 1 0 248 1 1 333 2 2 29 261 2 14 403 3 3 322 3 345 4 4 313 4 344 5 5 345 5 480 6 48 6 515 6 540 7 7 529 7 550 8 8 95 519 8 273 513 9 9 456 9 327 10 10 398 10 260 11 11 354 11 300 12 0 12 339 12 259 39 40 地表水對礦井充水的影響 礦區(qū)穿越河流主要有 蘆葦河 支溝 — 張溝 。永安煤礦主副井筒均位于張溝溝坡上， 礦井主斜井井口標(biāo)高為 +，副斜井井口標(biāo)高為 +，安全出口斜井井口標(biāo)高為 +，回風(fēng)立井井口標(biāo)高為 +。但為預(yù)防河水貫入發(fā)生淹井事故發(fā)生，按《三下采煤規(guī)程》，河谷區(qū)應(yīng)預(yù)留保安煤柱。 構(gòu)造對礦井開采充水的作用和影響 井田構(gòu)造屬于寬緩褶曲帶，未見斷層 、陷落柱 ，組成煤層頂、底板的巖石巖性多為堅硬 — 松軟巖層，遇水后具有離層軟化現(xiàn)象，不可能聚積大量的變形能，可以認(rèn)為本區(qū)構(gòu)造應(yīng)力低，一般不會對巷道采區(qū)造成太大 威脅， 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。 開采煤層后，由于存在礦山壓力，使煤層上履巖層形成冒落帶、裂隙帶和緩慢下沉帶“三帶”。由采煤引起的沉陷變形在垂直方向上引起的覆巖移動影響高度和范圍，主要決定于煤層頂板特征、構(gòu)造、煤層開采厚度、開采方法，以及上覆巖層的厚度和特性。 通過對裂隙 帶最大高度的預(yù)計，可以預(yù)測井下采煤對地下含水層、地表水體等產(chǎn)生的破壞及影響，同樣可以預(yù)測開采煤層以上水體對開采活動的影響程度。 表 431 各煤層冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶最大高度計算表 煤層 煤層間距 (m) 煤厚 (m) 頂板類別 計算公式 計算值 (m) 3 中 硬 100 ??? ?? M MH m 1020 ??? MH li 15 堅硬 100 ??? ??M MHm 1030 ?? ? MH li 注： Hm——冒落帶高度 (m)， Hli——導(dǎo)水裂隙帶高度 (m)， M——采厚 (m) 由 上表可知 3 號煤層開采 引起的地下水疏干 最大高度 可達(dá)到， 在其影響范圍內(nèi) 上覆的砂巖含水層 以及基巖風(fēng)化帶含水層、第四系 含水層 之間相互導(dǎo)通，開采引起的頂板出水點的裂隙張開性好，無泥質(zhì)充填，一般通過放頂后所形成的裂隙帶向采面充水，在大面積開采的條件下，頂板水點多呈滴、淋水狀態(tài)，易自然疏干。 由 上表可知 15 號 煤層開采 引起的地下水疏干 最大高度 可達(dá)到 42 ， 在 3 號煤層 底 板破壞深度疊加作用下，其導(dǎo)水裂隙帶要大得多，可導(dǎo)通 3 號煤層積水區(qū)，礦方要引起高度重視。據(jù)抽水資料，富水性較 弱。 本區(qū)奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高 約為 486～ 512m， 據(jù)煤層底板等高線圖， 其井田內(nèi) 3號煤層底板標(biāo)高 為 400～ 570m， 15 號煤層 為 300～ 490m， 奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高高于 大部分 3 號 煤層和全部 15 號煤層底 板 最低 標(biāo)高 ，所以開采 3號 、 15 號 煤層 井田內(nèi)大部分地段存在帶壓開采問題，底板突水問題不容忽視。 經(jīng)計算 （第六章有詳細(xì)計算） ， 3 號煤層最大突水系數(shù)為 MPa/m； 15 號煤層最大突水系數(shù)為 MPa/m。據(jù)上述計算， 3 號 煤層最大突水系數(shù) 小于底板受構(gòu)造破壞塊段、正常塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)值，因此，在沒有構(gòu)造導(dǎo)通的情況下開采 3 號煤層不會發(fā)生突水危險；但 15 號煤層 最大 突水系數(shù)大于 MPa/m，但小于正常塊段內(nèi)底板臨界突水系數(shù)值 ，正常情況下開采 15 號煤層發(fā)生突水危險 性中等 ，礦方一 43 定要引起高度重視。因此建議今后應(yīng)做帶壓開采的可行性研究?？傊?，礦方今 后應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)觀察與分析， 堅持 “預(yù)測預(yù)報、 有掘必探 、 先探后掘 、先治后采” 的 十六字 探放水原則。 采空區(qū)及老窯積水對礦井開采的充水影響： 井田為 開采 3 號煤時間較長的礦井， 3 號煤層采空區(qū)較多，由于各礦排水系統(tǒng)完善，正常排水，所以井田內(nèi)已形成的采空區(qū)積水量 都 不大。 M） 平均采高（ m） 煤層傾角（176。） JS1 5 JS2 5 JS3 5 JS4 5 44 JS5 5 JS6 5 JS7 5 JS8 5 JS9 JS10 合計 15號煤層 ： 15 號煤層沒有開采 ,無采空積水區(qū) 。 采空區(qū)積水也是煤礦開采中一個重要的水害威脅。 另外，在井田內(nèi) 3 號煤層造成大面