浅析孔庄煤矿矿井涌突水的原因及预防毕业设计样本

中华人民共和国矿业大学成教学院地质工程专业毕业论文论文题目：浅析孔庄煤矿矿井涌突水因素及防止

摘要孔庄煤矿是一座年产180万吨国有重点煤矿,水文地质条件比较复杂。随着开采深度增长,水害威胁越来越大,防治水害工作比较严峻。因而,开展孔庄煤矿水害防范对策研究具备一定理论意义和实际应用价值。本论文重要研究内容如下：1.在对孔庄煤矿水文地质条件分析,对孔庄煤矿开采煤层、构造和地表积水进行了分析和总结。2.在研究煤矿水害和突水危险做了分析,提出了基于事故煤矿水害危险性评价办法。3.运用上述研究成果对孔庄煤矿进行了危险性评价，4.针对孔庄煤矿不同水害类型及危害限度提出了煤矿水害防治办法。通过对矿井水文地质条件分析研究，得出了井田内各重要含水层分布规律及其对煤炭开采影响，进一步分析了矿井充水因素及突水规律，得出了矿井重要水害类型有：第四系底含水、分界砂岩水、7号煤层顶底板砂岩水、太原组L4灰岩水、断层水等，特别是7号煤层顶板砂岩水和太原组四灰水是当前矿井充重要含水层，其涌水量占矿井总涌水量七成以上通过对矿井水文地质条件分析，得出了孔庄煤矿开采山西组煤层时水文地质条件为中档类型，并提出了各重要含水层水害防治办法；运用含水系数法，预测了开采山西组煤层时，矿井年产量为180万吨时正常涌水量为343m3/h，最大涌水量为405m核心字：孔庄煤矿；涌突水；水害防治目录前言…………………4第一章位置交通及自然地理……………………5第二章地质勘查与采矿…………6第一节地质勘查工作评述………6第二节开采现状…………………8第三节矿区地质概况……………9第四节矿体特性………………10第三章矿井水文地质……………11第一节区域水文地质…………11第二节矿井水文地质…………13第四章矿井突水因素及防治………………28第一节突水因素综合分析……………………28第二节对不同含水层治理办法……………29第三节矿井涌水量预测………31第四节煤矿开采对环境影响………………34结论…………………36参照文献…………37道谢…………………38前言煤矿开采多为地下作业，在井巷开拓和煤层回采过程中，不可避免地要接近、揭露或波及破坏某些含水层（体）。只要这些工程作业场合处在含水层（体）水位如下，水体就会因失去原有平衡，在重力作用下，以各种形式向井巷或采场涌出。这既可以是普通性滴淋水，也可以是突破性大量涌出，形成水害。这重要决定于作业场合所处地质构造部位，含水层富水性、也许补给水量和水压，以及工程对各含水层揭露、贯穿或波及破坏程序。因而，煤矿生产建设整个过程，都存在着与地下水斗争，矿井生存与发展，都与这一斗争息息有关。水害是煤矿五大自然灾害之一。水害严重程序，受多方面因素影响，如矿井水文地质条件，矿井开拓、开采对地下水源平衡条件破坏等。新中华人民共和国建立60年来，随着煤炭工业迅猛发展，国内煤矿防治水工作也在不断地摸索迈进。在学习和引进国外关于技术同步，依照自身条件和特点进行了研究和实验，已初步形成一套有中华人民共和国特色矿井防治水理论、对策、办法、手段和关于管理制度。认真总结这些宝贵经验教训，必将对国内煤炭工业进一步发展起到重要作用。当代水文地质学特性，重要体现为：①与当代科学新理论新学科紧密结合，如系统论、信息论、控制论与相应产生系统科学、环境科学、信息科学等，对水文地质学发展发生了重大影响。近年来正在发展开放复杂巨系统理论、非线性动力系统理论、以及耗散构造理论等，都会对此后水文地质学发展，发生深远影响。②当代应用数学与水文地质学结合，特别是数值模仿办法得到普遍应用，模型研究成为水资源研究重要内容，使水文地质学从定性研究发展到定量研究新阶段。③地下水研究，从地下水系统与自然环境系统互有关系研究，扩大到与社会经济系统互有关系研究。地下水资源研究，也从数学模型发展到管理模型与经济模型研究。④许多新分支学科产生与发展，如区域水文地质学，岩溶水文地质学、遥感水文地质学、环境水文地质学、医学环境地球化学、污染水文地质学，以及数学水文地质学、水资源水文地质学等。⑤新技术、新办法应用，除计算机技术外，如遥感技术、同位素技术、自动监测技术、室内模仿技术，以及关于水质分析技术等，都得到普遍应用，对推动水文地质学发展，发挥了重要作用。第一章位置、交通及自然地理一、井田位置孔庄煤矿位于江苏省徐州市西北大概80Km处，井田位于江苏省沛县和山东省微山县境内，其东为山东省微山县金源煤矿，南、北分别是江苏天能集团沛城煤矿和上海大屯能源股份有限公司徐庄煤矿。其主井地理坐标为东经116º57′13″，北纬34º50′20″。井田采矿登记边界东西走向长约为12.98Km，南北平均宽约为3.40Km，总面积约为44.13Km二、交通矿区交通以便，有徐（州）沛（屯）铁路专用线，在沙塘与陇海铁路接轨，全长82.87Km，有矿区支线到达孔庄煤矿。区内公路四通八达，徐州—济宁省级公路纵贯矿区南北，矿区内连通中心区和各矿公路、铁路畅通。京杭大运河从矿区东部通过，可供100吨级机船常年航行，水路交通也较以便，详见矿区交通位置图(图1—1三、自然地理孔庄井田地貌属黄淮冲积平原，为第四系地层覆盖地区，地势较平坦，地表广泛分布古黄河泛滥砂质粘土，地形西高东低，陆地地面高程大某些在33.0～35.5m之间，东部昭阳湖湖底高程为32.0m左右，井田内湖堤高程为38.8～40.0m，历年最高洪水位为37.01m（1957年）。本区属黄河流域与长江流域过渡性气候，为季风型大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。据沛县气象站资料：历年来平均降雨量738.2mm，最大降雨量1290.1mm（），最小降雨量425.9mm（1988年），最大日降雨量为340.7mm（1971年8月9日），大气降水多集中在7、8月份，年平均蒸发量为1475.1mm。年平均气温为14.2℃，日最高气温为40.3℃该地区多季节风，春夏季多东南风，秋冬季多偏北风，全年以东南偏东风为主，平均风速2.1m/s，最大风速20.0m图1-1大屯矿区孔庄矿交通位置示意图第二章地质勘查与采矿第一节地质勘查工作评述自1958年开始，先后已完毕了七次地质勘探工作，现分述如下：1、江苏煤炭局169煤田地质勘探队，在孔庄井田施工了52个钻孔，完毕钻探工程量17214米，于1960年3月提交《沛县煤田孔庄矿区精查地质报告》，1962年复审该报告降为详查，批准储量12272万吨。2、1971年和1973年上海水文队和大屯地质队施工4个钻孔，完毕钻探工程量1668m。3、1972年冬至1973年春，湖南、江西两省煤田地质勘探公司所属地震队在井田内进行了地震工作，完毕测线长108km。4、1974年至1975年，原煤炭部147勘探队和大屯地质队在井田内共同进行精查勘探，东界到16勘探线，勘探面积约22平方公里，共施工钻孔80个，工程量40329m，1975年12月由147勘探队提交《江苏省沛县大屯矿区孔庄井田地质勘探精查报告（最后）》，经煤炭工业部地质局（76）煤地字第46号文批准，获表内储量A+B+C储量14311万吨。5、1977年2月到7月，大屯地质队以普查为目，在21线以西完毕钻孔9个，钻探工程量3707.69m，同步新组建地震队完毕测线22.655km6、大屯地质队按照1979年1月编制并经大屯煤指（79）70号文批准《孔庄井田东部（湖下）勘探区地质勘探设计》，于1979年完毕12个钻孔，工作量4955.04m，同年9月提交了《孔庄井田东部（湖下）地质报告》，计算了21勘探线以西6.9Km7、1981年10月，大屯地质队依照该队编制《大屯矿区湖下地质勘探设计》于1985年再次进入湖下施工，至1988年8月基本完毕了野外施工任务，共完毕钻孔41个，钻探工程量25045.87m，于1988年12月提交了《大屯矿区孔庄井田（山东省微山湖区）勘探地质报告》，获第二节开采现状一、矿区开采设计方案及开采现状1970年6月，大屯煤矿工程指挥部设计组完毕了《沛县煤田总体规划方案（草稿）》，初步拟定了矿区建设规模、建设项目、建设方针和总投资，并经上海市革委会报国务院审批。1970年10月9日，国务院以（70）国发电34号文批复上海市革委会，原则批准关于建设沛县煤田意见。1972年5月，大屯煤矿工程指挥部设计室完毕了姚桥、孔庄、大屯（徐庄）矿井初步设计。当年6月，燃化部在沛县对三矿初设进行了审查，10月，以（72）燃煤开字52号文批准三对矿井按设计施工。孔庄矿井于1973年10月1日由大屯煤指二十七工程处筹建开工，于1977年7月1日正式竣工投产该矿采用立井多水平开拓方式，井田内有四个立井，分别为主井、副井和东、南两个风井。开采深度从-130m~-1300m。全区共划分为四个开采水平，第一水平标高为-375m，第二水平标高为-620m，第三水平标高为-785m，第四水平标高暂定为-1000m。其中第一水平（-375m水平）为1t矿车主运煤系统，第二水平（-620m水平）为煤水提高主运送系统，第三水平（-785m水平）为皮带主运煤系统。矿井重要生产水平为-375m水平和-785m水平，-620m水平为辅助运送和煤水提高水平。当前该矿-375m上、下山生产水平重要采区有Ⅰ4、Ⅰ5、Ⅰ6、Ⅱ3、Ⅱ4、Ⅱ5等六个采区，其中Ⅱ4采区为村庄压煤，暂不可采。-785m上、下山生产水平重要采区有Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4、Ⅲ5、Ⅳ2、Ⅲ3下、Ⅲ4下、Ⅲ5下等九个采区，其中Ⅲ1采区为村庄压煤，暂不可采，Ⅲ4采区为村庄压煤，某些可采。该矿当前采用采煤工艺有水采、轻型综采放顶煤和综采，正常状况下有3个工作面生产，以轻放工艺为主，综采和水采为辅，矿井80%以上产量为旱采产量，别的为水采。工作面编号，第一位代表煤层号，第二位数代表开采水平，第三位代表开采区段，第四位代表工作面编号。、重要回采了Ⅳ2采区7431综放面、Ⅲ3采区7351、7352综放面、Ⅰ4采区8178、7174、7176水采面、Ⅰ5采区7193、8191水采面、Ⅰ6采区7109综采面。二、矿产资源储量运用状况：，孔庄煤矿按照矿产资源开发运用方案规定，回采了-130～-840m水平（四水平）。采出量117.86万吨，产生矸石14.7万吨，开采损失38.36万吨，重要为工作面落煤损失、厚度损失、采区巷道顶煤损失、采区煤柱损失，此外尚有地质及水文地质损失21.0万吨，全矿性永久煤柱摊销损失0.2万吨，采区回采率75.4%。对生产原煤，孔庄煤矿从采掘、运送、地面筛选三道关卡进行煤质管理，，该矿生产原煤产生矸石14.7万吨，堆放于矸石厂，用于铺路、充填塌陷区等。三、拟采工作面拟回采Ⅰ6采区7109综采面、Ⅲ2采区8333综采面、Ⅲ3采区7353综放面、Ⅱ6采区7201面、Ⅰ5采区8191水采面、7193西水采面、Ⅰ4采区7174水采工作面。7109工作面煤层平均倾角18°，煤层厚度2.6米，设计采厚2.6米，工作面面积119530m2，资源储量42万吨；8333工作面煤层平均倾角28°，煤层厚度2.6米，设计采厚2.6米，工作面面积74550m2，资源储量26.2万吨；7201工作面煤层平均倾角18°，煤层厚度2.6米，设计采厚2.6米，工作面面积152725m2，资源储量53.6万吨；7353工作面煤层平均倾角25°，工作面面积14500m2，资源储量94.0万吨；8191工作面煤层平均倾角25°，煤层厚度2.78米，设计采厚2.78米，工作面面积30540m2，资源储量11.46万吨；7193西工作面煤层平均倾角25°，煤层厚度5.14米，设计采厚5.14米，工作面面积78403m2，7174工作面第三节矿区地质概况本区为全掩盖式煤田，为华北型石炭二迭系含煤建造，属于山东地台“鲁西穹折”丰沛背斜之北翼，接近背斜轴部，构造形态为一倾向北西单斜构造。全区在太古界结晶基底上沉积了震旦系、寒武系、中下奥陶统，在中奥陶统剥蚀面上广泛沉积了中上石炭统、二迭系、侏罗白垩系、第三系及第四系地层。孔庄井田位于大屯矿区最南端，陆地某些地层走向普通在60°左右，湖下扩区某些地层走向变化较大，重要因素是受井田内大断层影响，地层走向从NE50～90°E，倾向北西，地层倾角15～32°，在断层附近产状稍有变化，沿走向在井田中部倾角较大，向两边倾角逐渐变缓，沿倾向上变化无明显规律可循。依照该矿在勘探以及采掘过程中揭露断层记录资料，落差不不大于10m断层41条，其中逆断层2条，正断层39条，落差≧30m断层23条，落差<30m断层18条。矿井地质条件分类为Ⅲ类。孔庄井田无褶曲存在。到当前为止，已经揭露两个陷落柱，陷落柱弱含水，最大长轴为70m左右、短轴为50m左右，成直立筒状，充填物由分选极差、以棱角状为主、松散胶结各种碎屑沉积岩构成，碎屑沉积岩种类丰富，涉及砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩。工作面遇到陷落柱时无法正常推采，只能跳采或收面。本区含煤地层有太原组、山西组、下石盒子组，平均地层总厚度264.67m，含煤20余层，煤层平均总厚度17.8m，含煤系数6.7％；可采煤层5层(7,7下、8、17、21)，可采煤层平均总厚度10.92m孔庄井田为一倾向NW缓倾斜单斜构造，地层走向NE60°，井田深部边界以北为徐庄断层，南部与西部被石楼-沛城断层、徐庄断层所切割，有效阻隔了地表水，第四系中上部砂层水与基岩地下水水力联系，第四系底部含水砂砾层发育，各基岩含水层通过第四系底部砂砾层及断层导水部位互相渗入补给，因而本井田是一种独立封闭、半封闭水文地质块段。第四节矿体特性孔庄煤矿重要采7、8煤层，7号煤层位于山西组，上距下石盒子组底界54.8～90.5米、平均约73.0m，下距太原组顶界平均37.0m。煤层全区发育，10线以西，煤层大某些受岩浆岩侵入破坏，煤质变为天然焦或被岩浆岩所代替，10线以东，煤层两极厚度2.05～6.80m，平均4.56m。厚度变化总趋势沿倾向由浅逐渐向深部增厚，可采性指数为1，煤厚变异系数为21%，7号煤为全区可采稳定性煤层。7,7下、8、17、217下煤层位于山西组，7号煤层如下2.08～11.09m。其间距由东往西逐渐变小。7下煤层重要分布在井田西部，面积约5Km2，煤层厚度0.32～1.27m、平均8号煤层位于山西组底部，上距7号煤层4.17～40.18m，平均为20.28m，层间距由西往东逐渐减小。煤厚0.29～5.85m，平均3.09m，除在10～13勘探线范畴内因接近冲刷带附近煤层厚度变化较大外，普通都在2.5～3.5m，由浅部往深部逐渐变薄，8号煤层构造简朴，有夹矸1～第三章矿井水文地质第一节区域水文地质大屯矿区位于黄淮冲积平原西北部丰沛平原，其区域构造形态是：以近东西向构造发育，被南北向断裂切割东西成条、南北成块断块复式向斜构造。北面滕县煤田北部和东部、南面徐州九里山煤田东部和南部均零星分布着某些以寒武系、奥陶系岩溶地层构成低山丘陵，相对高差30～50m，构成天然分水岭，接受大气降水补给，形成区域基岩水补给区。矿区所处区域水文地质单元，北起凫山断层，南至沛县断层，东以峄山断层为界，西至嘉祥断层。这些断层落差都在1000m以上，断层导水性不良，第四系地层不整合地覆盖在全区基岩面上，阻隔了大气降水、地表水体与基岩地下水之间水力联系，只是第四系底部砂砾层水与浅部基岩水进行缓慢交替，从而形成一种补给不良、排泄不畅封闭、半封闭水文地质单元。孔庄井田位于区域水文地质单元南部，井田范畴内地表为古黄河泛滥区，广泛分布粉砂土堆积物，地面标高33.0～35.5m，地势西高东低，地表水系较发育，重要有昭阳湖、京杭运河、挖工庄河、苏北堤河。井田东延扩区处在昭阳湖区内，丰水期水深2m以内，枯水期为沼泽地，湖底高程为32m左右。历史上最高洪水位是1957年37.01m。京杭运河自北而南流经井田东部，河面宽约800m，挖工庄河自西南至东北经井田北部汇入京杭运河、苏北堤河、顺堤河由北而南横贯井田中部，河宽30～40m。从建井至现今矿井涌水量观测成果表白：矿井涌水量与降雨量、地表河流关系不大，详见有关曲线图。区内重要含水层有：第四系砂层（局部为砂含砾）、上侏罗统砾岩、下二叠统下石盒子组砂岩、下二迭统山西组煤层顶板砂岩、上石炭统太原组灰岩和奥陶系灰岩，由于各矿投产时间不同，各含水层深度以及开采条件不同，对矿井开采影响限度也有所不同，但存在一种共同特点就是：各含水层水位均随时间推移呈不同限度下降趋势，个别含水层（如7煤顶板砂岩以及四灰等）已呈局部疏干状态。（一）、第四系砂（砾）层本区为黄淮冲积平原之一某些，地势平坦．第四系两极厚度66.85-304.9m，由东向西逐渐增厚，基底局部起伏明显．岩性重要为粘土、砂质粘土、混粒土及不同粒度砂构成。据岩性组合特性分为6个含水组和5个隔水组。Ⅰ、Ⅱ含分布稳定，含水丰富，水质良好，是矿区供水及农业生产重要开采层位；Ⅲ含较薄，分布不稳定，局部地段缺失；Ⅳ含分布尚稳定，是第四系下部重要含水层；=5\*ROMANV、Ⅵ含分布不稳定，富水性不均，局部地段合并，直接覆盖于基岩面上，是开采浅部煤层重要充水水源，也是制约矿井提高开采上限重要因素。（二）、下白垩上侏罗统底部砾岩厚度大，裂隙发育，水蚀现象严重，富水性强，矿区内钻孔揭露该层时普遍漏水。该层距可采煤层较远，且多分布在深部，对矿井开采基本无影响。（三）、下石盒子组底某些界砂岩裂隙发育，钻孔揭露该层时有不同限度漏水。重要通过巷道揭露或通过封闭不良钻孔对矿井充水，但随着综放回采工艺普遍采用，“两带”高度增大，该层水开始通过导水裂隙带渗入矿井，涌水量较小，且存在明显区域差别。（四）、山西组砂岩是开采山西组煤层直接充水水源，砂岩裂隙不甚发育，普通涌水量较小，含水性薄弱，以静储量为主，水文地质条件较简朴。由于浅部与风氧化带及第四系底含相连，因此在开采浅部煤层时涌水量较大，持续时间长，但随着时间推移涌水量变小至疏干。（五）、太原组灰岩是开采太原组各可采煤层重要充水水源，其富水性受灰岩岩溶裂隙发育限度、构造破坏后断层导水性及补给途径等因素制约，呈现出明显非均质性。其中四灰岩厚度大，分布稳定，岩溶裂隙发育，含水丰富，是井巷开拓重要充水水源，由于矿井长期开采疏放，各井田水位均有较大幅度下降，局部处在疏干状态。（六）、奥陶系灰岩厚度大，为区域性强含水层，但岩溶裂隙发育限度极不均一，富水性更呈现出非均质性。由于距太原组可采煤层较远，普通状况下对矿井开采山西组煤层无充水影响，但在构造及其她因素影响下，有也许对矿井导致威胁。第二节矿井水文地质孔庄井田为一倾向NW缓倾斜单斜构造，地层走向N60°E，倾角15°～32°,井田深部边界以北为徐庄断层，南部与西部被石楼沛城断层、徐庄断层所切割。这些断层落差均在数百米以上，导水性弱，井田西部北部被透水性较弱上侏罗下白垩统、石盒子组地层所环绕。上覆较厚第四系地层，第四系底部含水砂砾层发育。井田浅部边界以南有较大面积奥陶系灰岩隐伏出露，各基岩含水层通过第四系底部砂砾层及断层导水部位互相渗入，形成一种独立封闭．半封闭水文地质块段。一、历次完毕水文地质工程量及质量简述本井田历次完毕水文地质工程量见表3-1。表3-1水文地质工程量表项目孔数小计合计第四系取芯全部4393中下部50抽（注）水实验3333采样水样1768土样17岩样物理力学山西组19太原组8本溪组1灰岩化学成分分析6钻孔简易水文观测8787完毕专项水文地质勘探项目有：7111工作面、8111工作面“两带”观测。8月由中煤大屯特殊基本工程公司地勘处施工了Ⅰ5上车场底含放水孔1个，工程量92.10m，提交了《孔庄井下底含1号放水孔施工总结》一份，达到放水目。3月至4月由中煤大屯特殊基本工程公司施工7192工作面“两带”观测孔1个，工程量190.91m，4月中煤科技集团公司通过钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视摄像观测两种办法观测两带高度，提交了《孔庄煤矿“两带”孔总结》，并依照该总结提交了《孔庄煤矿7192工作面（西段）开采可行性分析评价》报告一份。8月由中煤大屯建筑安装工程公司施工了Ⅰ5水采区两带观测孔3个，工程量242.63m，并协助山东科技大学人员做了3次压水实验，分别提交了《孔庄煤矿Ⅰ5水采区“两带”观测孔施工总结》和《孔庄煤矿水采区“两带”高度观测分析研究报告》各一份。9月由中煤大屯特殊基本工程公司施工了Ⅰ6底含观测放水孔1个，工程量89.78m，提交了《孔庄煤矿Ⅰ6底含观测放水孔施工总结》一份，达到放水目。井田内共建立长期水文长观孔15个，其中观1、观2、观5是Ⅳ含水位观测孔，观4、观6是Ⅲ含水位观测孔，观3是Ⅱ含水位观测孔，83-1、91-1、KSG-1、DFJ-1、GG-1是第四系底含水位观测孔，90-1、91-2是四灰水位观测孔，东风井奥灰孔、8703孔是奥灰水位观测孔。由于采煤影响和地面人为破坏等因素影响，观1、观2、观3、观4、观5、观6、KSG-1、83-1、90-1、91-1、91-2都遭到不同限度破坏，已经报废并封孔，只有DFJ-1、GG-1孔2个底含观测孔和东风井奥灰孔、8703孔2个奥灰观测孔还在使用。从各观测孔水位观测成果看，底含、四灰、奥灰水位都在下降。此外，自1976年矿井投产以来，先后在井下施工探放四灰水钻孔7个，巷道揭露四灰12次，有效地消除了四灰水威胁，保证了生产安全，从而摸清了四灰水赋存状况和特性，为深部四灰水防治提供了可靠资料。第四系取芯质量：1～16勘探线采用率符合砂层不低于30％，粘土层不低于60％设计规定，但设计冲积层底砾石取芯钻孔都未达到规定；湖区前期勘探，对第四系取芯结识局限性仅少数钻孔取芯，后期勘探施工钻孔均进行取芯钻进，岩芯采用率基本符合规程规定粘性土不不大于70%，砂类土不不大于50％原则，且湖区勘探钻孔第四系测井曲线上反映良好，资料可靠，有效地弥补了砂层采用率低局限性。深部勘探施工钻孔，取芯段岩芯采用率均达到设计规定。抽水实验质量：全井田共进行抽水实验30次，只有3次被评为甲级，1次评为优质，初期勘探抽水实验成果只能作为参照，各钻孔抽水实验成果详见水文地质附表。采样质量：井田内钻孔重要是采集第四系下部地层土样和各可采煤层顶底板岩样，但作为井巷开拓重要层位8煤底板砂岩样在深部勘探此前取样量少，对比性差，不能满足井巷设计需要。深部勘探注意到这点，钻孔布置及取样等工作满足规范和设计规定。简易水文观测质量：1-16勘探线范畴内钻孔简易水文观测仅获得某些定性成果，未达到原设计规定；湖区前期勘探由于现场客观因素加之管理不善，质量很差，湖区后期勘探施工41个钻孔，所有达到质量原则；陆地深部补充勘探所施工钻孔均进行了简易水文观测，达到设计规定；深部勘探钻孔都进行了简易水文观测，观测成果均达特、甲级。钻孔封孔状况:孔庄井田内施工钻孔大多数封孔质量较好,有个别钻孔因各种因素封孔质量较差,不能满足生产规定,详见封闭不良钻孔台帐。生产中遇到封闭不良钻孔时，能启封尽量启封，不能启封留设钻孔保护煤柱，井田内01-2钻孔、60-1钻孔都留设了钻孔保护煤柱。特别要阐明是，由147队施工“k”字号钻孔，封孔状况普通是孔口30m，基岩风化带向下30m，七煤顶板上30m至孔底用水泥浆封闭，其她孔段为浓泥浆封闭。在以往七煤层分层开采时，由于导水裂隙带发育较低，这种封孔能满足生产规定，随着综放采煤办法广泛应用，导水裂隙带发育增高，七煤层顶板封闭30m水泥浆已不能满足生产规定，开采煤层以上含水层水通过钻孔、导水裂隙带渗入矿井，给安全开采带来威胁（孔庄矿7352工作面内K35钻孔导通分界砂岩含水层出水）。此后遇到“k”字号此类钻孔时应引起高度注重。二、矿井水文地质条件分类孔庄井田为黄淮冲积平原一某些，第四系地层较厚，其中3隔、4隔、5隔厚度大，隔水性能强，有效阻隔了大气降水、地表水以及第四系中上部含水层水与第四系底部含水层水、基岩地下水水力联系。在开采山西组7、8号煤层时，重要充水含水层为第四系底含、煤层顶板砂岩、四灰含水层。表3-2矿井水文地质类型表类别分类根据水文地质条件评价所属类型采掘破坏和影响含水层含水层性质及补给条件底含水底含较厚，富水性较强，直接覆盖在煤层露头及基岩面上，与基岩各含水层发生水力联系，也是开采浅部煤层时直接充水水源。湖下区域底含水接近疏干。中档7煤层顶板砂岩水含水性弱，以静储量为主，易疏干，在露头处接受底含水补给，在有些断层附近接受四灰水补给，补给量较差，对矿井安全无威胁。简朴四灰水井田内多次揭露，浅部裂隙发育，含水性较强，越往深部裂隙发育越差，含水性也较差。当前Ⅰ6采区-150总回出水点已干枯，-375大巷出水量37m3中档q(l/s.m)底含水0.076-0.226中档7煤层顶板砂岩水K5号孔：0.06简朴四灰水K17号孔：0.53620-39号孔:0.258中档矿井涌水量（m3/h）年平均185中档最大345开采受水害影响限度采掘工程受水害影响，但普通不威胁矿井安全中档防治水工作难易限度防治水工作易于进行，防治效果较好，没有发生水害事故中档本井田从投产至今，开采只是山西组7、8号煤层，对煤层开采影响较大含水层重要是7煤顶板砂岩含水层、太原组L4（四灰）含水层和第四系底含。此后很长一段时期内，矿井还只开采山西组7、8号煤层，开采活动重要集中在湖下，因而，各含水层水文地质参数选用以及各含水层防治水难易限度均以湖下为首选，通过对影响含水层富水特性、补给条件、单位涌水量以及矿井涌水量和防治水难易限度等因素综合评估，孔庄矿矿井水文地质条件为中档（中煤总生字[1992]第57号批复成果也是Ⅱ类），详细状况见表3-2三、重要含水层水文地质特性（一）第四系两极厚为96.30～196.0m，平均厚141.35m，自东向西逐渐增厚，岩性构造复杂，重要由粘土、砂质粘土、混粒土和不同粒级砂层构成，含水砂层变化大，增厚、变薄至尖灭现象屡见，多呈透镜体分布，依照岩性组合特性及全矿区资料，第四系划分为6个含水组、5个隔水组、各含水层水文地质特性见表3-3。第四系含水砂层中对矿井开采影响较大是第VⅠ含水层，层厚0-14.25m，平均7.14m，该层直接覆盖于基岩之上，由杂色砂砾石构成，俗称底砾石层，砾径2-4mm，大者达5cm,分选性差，磨圆度好，间隙多被泥质充填，富含孔隙承压水，富水性不均，湖下与陆地相接处基底隆起，该层未沉积，平均埋深129.68m。表3-3第四系各含水层水文地质特性表（二）下白垩～上侏罗统该组地层揭露最大残厚623.90m（伪厚），东部钻孔揭露最大残厚209.58m，上部岩性以棕红色泥岩、细粉砂岩为主，夹薄层砾岩，钻孔施工没有漏水现象；下部为厚层紫红色砾岩，成分以石灰岩为主，砾径1-3cm，最大者达10cm；分选差，次圆状，砂质、铁质充填，致密坚硬，该层溶洞裂隙发育，富水性强，钻孔施工严重漏浆，最大漏失量13.6m3/h，厚度普通在40m左右，湖下扩区勘探时曾有2个孔因而而报废。徐庄矿主井揭露该层曾四次突水，三次淹井，最大突水量达210m3/h。据D62号孔抽水资料：q=0.00915L/s.m,k=0.0129m/d，水质为S042--Ca2+-（K+＋Na+），矿化度为2.839g/l，孔庄井田施工井检孔对该地层进行了抽水：Q=0.187L/s,q=0.00314L/s.m,k=0.0282m/d，水质为S042--HCO3--（K+＋Na+（三）上石盒子组底部奎山砂岩平均厚度51.01m，紫红色，中粗粒构造，夹薄层泥岩，三水平补充勘探中有2个孔漏浆，湖下报告及原精查报告中对此层砂岩以为裂隙不发育。此层距山西组顶界约200m。普通状况下不会对煤层开采导致影响。张双楼煤矿主井开凿至该层时涌水量达127m3（四）下石盒子组底某些界砂岩该层平均厚度9.53m左右，较稳定，底部含石英小砾，全井田共有9个孔在此层位漏水。从漏水资料分析，漏水深度多在垂深300m以上，属于风化构造裂隙水。姚桥矿东风井开掘过程中，分界砂岩曾严重涌水，最大涌水量达80m3/h，孔庄矿-375集中下山揭露该层位时涌水量15m3/h，一部皮带揭露该层位时涌水量20m3/h。此层距七煤顶板54.80-90.50m孔庄煤矿回采7352工作面时发生工作面涌水，最大涌水量达到160m3孔庄井田施工井筒检查孔对上盒子组、下石盒子组及山西组含水层进行了混合抽水，抽水资料：Q=0.0858L/s，q=0.00274L/s.m，k=0.0015m/d,水位埋深70.77m，水质类型Cl--HCO3--SO42--（K++Na+）。（五）山西组7号煤层以上平均厚72.21m，上部重要为泥岩、砂质泥岩，下部重要为灰白色中～细砂岩，分选磨圆好，泥质、钙质胶结，致密坚硬，裂隙不发育，全井田所施工钻孔均无明显漏水现象，为孔隙裂隙承压水。据K5号孔抽水资料：静止水位标高22.06m，q=0.0064L/s.m，K=O.019m/d，总硬度31德国度，矿化度为2.181g／l，为SO42--（K+＋Na+）型水。山西组7煤如下至海相泥岩，平均厚35m左右，重要由砂岩、砂质泥岩及煤构成，据60-18号孔抽水资料：静止水位标高30.04m，q、K值几乎为零，含水性极弱。矿井近年开采状况也表白该层基本不含水，仅局部块段含水较丰富。（六）太原组平均厚度为150m左右，由泥岩、砂质泥岩、灰岩和煤层构成。本组共含17层灰岩，其中分布稳定，对矿井开采有威胁是L4、L８-9及L12，分述如下：L4，平均厚9.62m，上距8号煤层底板34.34～76.51m，平均50.57m，下距17号煤层顶板33.52～54.82m，平均39.16m，其岩性致密坚硬，含隧石结核，钻孔施工普遍漏水，漏水深度普通在4O0m以浅，溶洞裂隙发育，最大溶洞直径1.2m，全井田及东部微山井田共做过四次抽水实验，重要成果见表3-4。K17号孔抽L4水水质为S042--Ca2+-Mg2+，矿化度为2.588g/l。从1993年到，孔庄矿已探放四灰水7次，巷道揭露四灰12次，其中：1993年在东四采区-375大巷探放四灰水，单孔最大出水量为35m3/h，在东六采区-375大巷，巷道穿四灰125m，巷道最大出水量为60m3/h。在-620大巷及如下巷道见四灰时，巷道仅有少量淋水。邻矿徐庄矿、龙东矿和姚桥矿也曾多次对L4进行了探放水，徐庄矿最大放水量为250m孔庄煤矿通过近年四灰水疏放，局部四灰水已疏干。表3-4抽水实验成果表孔号抽水层位水位标高H（m）单位涌水量q(l/s.m)渗入系数K（m/d）备注K17L424.150.5639.16147队K37L413.090.0390.51147队20-39L422.490.2583.01地质队02-1L419.700.84819.83微山井田L8-9：L8平均厚1.73m，L9平均厚2.67m，两层相距2.80m，L9距17号煤层底板4.10m，是开采17号煤层直接充水含水层，据K57号孔抽水资料：静止水位标高23.45m，q=0.064L/s.m，K＝4.51m/d，矿化度为2.363g/l，总硬度62德国度，PH=7.6，水质为SO42--Ca2+-(K+＋Na+）型。．L12：平均厚4.57m，浅灰、深灰色，是21号煤层直接顶板，岩性致密坚硬，裂隙多为方解石充填，全井田仅湖5号孔漏浆。据徐庄井田D37号孔抽水资料：静止水位标高24.03m，q＝0.008L/s.m，K＝0.245m/d，矿化度4.417g/l，水质为SO42--(K+＋Na+)-Ca2+型。（七）、本溪组平均厚35.55m，由泥岩、棕色灰岩构成，全井田所有施工钻孔均无漏水现象，区域资料表白该组灰岩含水性弱，可视作相对隔水层。据张双楼矿水补4-1孔抽水资料：静止水位17.17m，q=0.007L/s.m,水质为SO42--Ca2+-(K+＋Na+）型。（八）、奥陶系井田内揭露奥灰钻孔共有20个，最大揭露厚度为243.19m，上距21号煤50.43m，重要由灰岩、白云质灰岩构成，致密坚硬，裂隙发育并被方解石或泥质充分填，钻孔无严重漏水现象。据东风井奥灰长观孔进行O2b、O2g、O1m混合抽水资料可知：水位标高19.33m，Q=0.140L/s,q＝0.0025L/s.m,水质为SO42--(K+＋Na+)-Ca区域资料表白奥陶系是强含水层，其各组地层溶洞裂隙发育限度不均，富水性差别大，奥灰水压较大，断裂发育时，存在水害威胁，是矿井防治水工作重点。10月，邻矿区三河尖煤矿21煤首采工作面底板发生奥灰含水层突水，最大涌水量2170m3/h，稳定涌水量1020据8703钻孔观测资料，奥灰水位略有下降，但水位仍较高，受矿井长期排水影响，奥灰水有补给矿井也许。姚桥湖区水文地质补充勘探时，揭露了奥灰所有地层，并进行了含水性评价，奥陶系水文地质特性详见表3-5和表3-6。表3-5区域奥灰含水层抽水实验成果表井田或煤矿钻孔号水位标高抽水时间单位涌水量（l/s.m）水质类型矿化度（g/l）沛城煤矿73-12+31.4373.120.01Cl--Mg2+-Ca2+2.026李楼井田水52+24.9280.60.00092SO42--Na+-Ca2+1.83水56+31.2780.74.501SO42+-Cl--Na+-Ca2+1.3667-4+19.7104.70.314SO42--Na+-Ca2+3.996金源煤矿4-1+23.6187.80.00322Cl--Ca2+-Mg2+5.068孔庄煤矿8703-7.9387.30.0173SO42--(K++Na+)-Ca2+3.25表3-6奥陶系水文地质特性表地层系统厚度（m）岩性特征水文地质参数含水性评价中奥陶统O2八陡组O2b12.83～86.76浅灰、灰色中厚层状泥晶灰岩夹豹皮状灰岩，局部夹薄层泥岩，局部发育溶孔、溶蚀裂隙。972号孔：水位高程-40.93m，q=0.091L/s.m，矿化度2.01g/L。水质类型SO42--Ca2+-(K++Na+)弱含水层阁庄组O2g92.10～120.64浅灰、灰色厚层状白云岩为主，夹豹皮状白云质灰岩、灰质白云岩，局部发育岩溶角砾岩。8701号孔：与O2b混合抽水，水位高程7.15m，q=0.034L/s.m，K=0.057m/d，矿化度4.006g/L，水质类型SO42--Ca2+-(K++Na+)弱-中档含水层下奥陶统O1马家沟组O1m181.61～204.82上段：上部重要为灰色白云岩、豹皮状白云质灰岩，夹深灰色灰岩、岩溶角砾岩。下部为深灰色豹皮状灰岩及白云岩。下段：上部重要为深灰色厚层状灰岩；中部为豹皮状含白云质灰岩；下部为深灰色灰岩。溶蚀、溶洞裂隙较发育。976号孔：水位高程5.42m，q=0.658L/s.m,K=1.909m/d,矿化度4.029g/L，水质类型SO42--Ca2+-(K++Na+)；水49号孔：q=3.695-3.888L/s.m含水丰富强含水层肖县组O1x165.30～216.11大泉段：上部为灰质白云岩夹角砾状白云岩；下部为岩溶膏溶角砾岩；底部为含钙质泥岩、泥灰岩、夹岩溶膏溶角砾岩。寨山段：上部以白云岩为主，夹浅灰色灰岩、岩溶角砾岩；中部为深灰、灰色豹皮状灰岩；下部青灰色泥晶灰岩、白云质灰岩，夹白云岩、泥晶灰岩，底部见膏溶角砾岩。979号孔：水位高程-39.19m，q=0.817L/s.m，K=0.157m/d，矿化度4.142g/L，水质类型SO42--Ca2+-(K++Na+)含水性丰富-中档含水层贾汪组O1j8.19～9.67上部为黄色、灰色含泥灰质白云岩；下部为灰色白云岩。岩溶发育薄弱。弱-极弱含水层三山子组O1s98.34～99.47以浅灰色中厚层状白云岩为主，中部夹多层竹叶状砾屑灰岩，整体岩溶不发育。弱含水层四、各含水层水力联系（一）第四系含水层矿区水文地质资料将第四系分6个含水组和5个隔水组，在孔庄井田Ⅲ含不发育，2隔-3隔经常合并成一种隔水层；第四系中下部隔水层厚度大，分布较稳定，粘土塑性指数高，属坚硬-硬塑状态，能有效阻隔大气降水、地表水及第四系中上部含水层与第四系底部含水层、基岩含水层水力联系（参见矿井有关曲线图）。据本井田及邻矿钻孔抽水实验资料分析，砂层水迳流以水平运动为主，水质从上到下具备明显分带性。V含与VⅠ含统称为第四系底部含水层，底含与各含水层及断层在露头处接触(V具有时直接与基岩接触)，产生水力联系，底含长观5号孔从1978年观测初始水位-27.57m，到1984年初水位-62.1m，水位持续下降了34.5m，后由于地点塌陷报废；底含长观83-1号孔从1984年初水位-31.6m，到1990年报废前水位-51.8m，水位持续下降20.2m；底含长观KSG-1号孔从1988年9月观测初始水位-77.7m到1993年终水位-90.3m持续下降了12.6m，底含长观91-1孔从1995年到水位下降12m，底含长观DFJ-1孔从建孔初-81.00m到5月水位下降了8m，这些孔均接近露头，采区首采面回采后顶板冒落产生导水裂隙沟通基岩风化带，致使底含水渗入矿井所致。以83-1孔为例，年平均水位下降3.1m，而在1987年东三采区首采面7151面回采中该孔一年水位下降5.4m。上述状况证明第四系底部含水层已成为矿井浅部开采重要充水水源。（二）山西组煤层顶底板砂岩含水层该层是开采煤层直接充水含水层。依照钻孔抽水实验和矿井开采观测资料，该砂岩含水层富水性较弱，以静贮量为主，补给条件差，水文地质条件较简朴，普通涌水量较小,且易于疏干。涌水量大小取决于砂岩裂隙发育限度和补给条件。该层砂岩由于在露头处接受第四系底含水以及由第四系底含水连通其她含水层水渗入补给，涌水量大小比深部大，出水时间也长，不如深部易于减小；当受断层影响时，顶底板砂岩含水层直接与对盘四灰（L4）或与其她含水层相接时，四灰溶洞裂隙水可通过断层导水部位与顶底板砂岩含水层产生水力联系；顶底板砂岩含水层还可通过封闭不良钻孔与其她含水层发生水力联系，如7352工作面回采到K35钻孔时，发生钻孔涌水，最大涌水量160m3（三）太原组四灰含水层四灰厚度较大，分布稳定，富含溶洞裂隙水，始终是矿井开拓和回采过程中重要影响含水层。它在露头处与第四系底含相接，并通过底含和其她含水层产生水力联系，也通过断层导水部位与山西组7煤顶底板砂岩含水层产生水力联系。自1993年以来，矿井对四灰含水层进行过多次探放，巷道也多次揭露四灰含水层，四灰水已成为矿井重要直接充水含水层之一。近年来，对四灰含水层进行疏放发现：四灰含水层浅部岩溶裂隙发育，含水性强，深部裂隙多被方解石充填，含水性弱，以静储量为主，径流条件差，补给通道不畅，易于疏干，普通初始水量较大，但不久就减小，最后稳定水量很小，Ⅰ6采区-150水平、Ⅰ4采区-375水平四灰水已疏干，Ⅰ6采区-375水平四灰出水量已减小一半；由于F6断层组及F12断层等断裂构造影响，四灰水在平面上体现明显分区性，各块段间水力联系差，利于不同块段四灰水疏干，同一块段内四灰水连通性较好，特别在浅部连通性更好，如Ⅰ6采区-375水平四灰出水，Ⅰ6采区-150水平四灰出水量明显变小，并不久疏干；深部由于裂隙被方解石充填，四灰水连通性差，含水性不均一。随着浅部四灰水逐渐疏干，深部四灰含水性不均一，四灰对矿井开采威胁将减小。（四）奥陶系灰岩含水层奥陶系灰岩厚度大，溶洞裂隙发育，是区域性强含水层。当前孔庄矿只开采山西组7、8号煤层，远未波及到该含水层。据姚桥井田8701号孔、徐庄井田8704号孔以及孔庄井田8703号孔观测奥灰水位每年都以不同幅度下降，阐明奥陶系灰岩水已经通过某种通道进行排泄。10月邻近三河尖煤矿，21号煤首采工作面底板发生奥灰含水层突水，最大涌水量2170m3/h，稳定涌水量1020总之，本井田内广泛分布第四系粘土层，隔绝了大气降水、地表水与下部基岩含水层之间水力联系，第四系含水层之间在隔水层较薄弱地方互相越流补给。各基岩含水层以第四系底含为纽带，互相发生水力联系，互相补给与循环，通过构造裂隙带、导水裂隙带、封闭不良钻孔，各含水层之间产生水力联系，互为补给。受周边构造条件限制，基岩水与井田外界含水层之间水力联系相对较差。（五）断层导水性孔庄井田构造以断裂为主，断层较发育，且多为张扭性正断层。据简易水文观测资料，勘探所见大断层导水性普遍不良，巷道揭露这些断层也进一步证明了其导水性不良。生产中揭露中小断层，落差小，富水性弱，却是良好充水通道，巷道揭露时往往发生顶板淋水，工作面回采时发生涌水，如7431工作面回采遇f6、f7断层时涌水量分别为2.5m3/h和4断层与否导水，很大限度上取决于断层两盘岩性及断层带内充填物和密实度，普通来说，断层两盘都是硬岩，且断层带内泥质充填物较少，断层则在此含水、导水也许性大。断层两盘都是软岩或其中有软岩时，断层带易被泥质物充填，断层不易含水、导水。断层导水性还取决于断层性质，压扭性逆断层或逆掩断层，由于某种受压而产生地层错动，断层带窄而密实，虽然成组发育也很少发既有导水现象。正断层由于受到张拉力作用，断层带相对较宽且密实限度差，导水也许性比较大。固然，断层导水性也不是一成不变，还与断层距离含水层远近、含水层水头压力大小以及断层附近扰动限度等因素关于，自身不导水断层，受到较大水头压力作用或者受到过度采掘扰动后也会变成导水断层。五、矿井充水因素分析（一）、矿井充水因素及互相联系1、第四系含水层据历年矿井观测资料表白,大气降水、地表水、第四系中上部含水层水与矿井充水没关于系。第四系底部含水层直接覆盖在基岩面上，在基岩露头处与基岩各含水层产生水力联系，在浅部由于破坏或采动影响产生导水裂隙，底含也与基岩含水层发生水力联系，间接对矿井充水，成为间接充水含水层。当在浅部开采时，底含水可通过导水裂隙带直接对矿井充水。此外，井下施工底含放水观测孔也使底含直接对矿井充水。2、上侏罗统底部砾岩含水层该含水层厚度较大，溶洞裂隙发育，富水性强，但距山西组可采煤层较远，对开采山西组煤层无影响。3、下石盒子组底某些界砂岩含水层该含水层普通厚度9.53m，富含裂隙水，孔庄矿二水平集中下山揭露时涌水量15mm3/h，一部皮带下山揭露时涌水量20m3/h，当前仍在出水。该含水层距7层煤平均72.21m，煤层开采后产生导水裂隙带普通不会波及到该层，但在间距较小地方，综放开采时该含水层水也可通过导水裂隙带渗入矿井。在回采7352工作面时，遇到封闭不良钻孔（K35孔），导通该含水层出水，出水量最大160m34、7煤顶板砂岩裂隙含水层7煤顶板砂岩裂隙含水层裂隙发育较差且不均一，整体富水性较弱，深部比浅部富水性更差，以静储量为主，工作面回采后涌水量普通不大，一水平首采工作面回采后最大可达15m35、四灰含水层四灰上距8层煤底板平均50.57m，普通对煤层开采没有威胁。但因构造影响使得四灰与煤层或煤层顶板砂岩含水层对接时，四灰直接威胁煤层开采。四灰水成为直接或间接矿井充水水源。如7176工作面104顺槽因F6-2断层影响与四灰对接，回采104顺槽时发生四灰涌水，最大涌水量45m36、奥陶系灰岩含水层奥陶系灰岩含水层为区域性强含水层，距开采山西组7、8煤层较远，对矿井开采山西组煤层普通无影响。但在构造影响下，使得奥灰与开采煤层对接或接近时，对矿井开采具备严重威胁。如Ⅰ5西采区由于F6-6断层影响，使得7、8煤层距奥灰较近，开采Ⅰ5西采区时将受到奥灰水威胁。邻矿三河尖煤矿开采太原组21号煤层时发生奥灰突水，最大水量2120m3近年生产实践表白，井下揭露中小断层，落差小，富水性弱，却是良好充水通道，回采、掘进时常因断层导通含水层，使得巷道、工作面出水。据勘探资料分析，勘探所见大断层导水性普遍不良，但受近年采掘活动影响，断层在局部地段也具备了导水性，成为矿井充水通道。（二）矿井突水及对生产影响1、矿井突水状况自建矿以来，孔庄煤矿始终坚持“有疑必探，先探后掘（采）”防治水原则，至今没有发生过大水害事故，但在巷道掘进和工作面回采时，也会遇到顶、底板涌水，揭露老塘、老峒、断层出水，都对生产导致了影响，详细突水状况见表3-7。表3-7突水状况一览表突水地点突水时间突水层位初始水量m3/h最大水量m3/h稳定水量m3/h突水水质突水原因7128工作面1981.37煤顶板裂隙水303015SO42--(K++Na+)工作面回采到断裂带导致煤层顶板裂隙水涌出8211工作面1988.37煤老塘水22228SO42--(K++Na+)-Ca2+上部老塘积水通过煤层底板采动裂隙突出集中下山1988.4石盒子组分界砂岩15155SO42--(K++Na+)揭露石盒子组分界砂岩含水层出水7153溜子道1988.57煤老塘水15150SO42--Ca2+-(K++Na+)断层导通上部积水区出水-160总回风巷1993.7二灰30304揭露二灰含水层出水8157材料道93.108煤老塘水25253打透老空区出水Ⅱ3人行下山1994.37煤老塘水13130采动后产生张性裂隙导通上方老空积水一部皮带下山1998.1石盒子组分界砂岩20205SO42--(K++Na+)揭露石盒子组分界砂岩含水层出水Ⅰ4皮带下山1998.9四灰784SO42--(K++Na+)-Ca2+揭露F6-5断层下盘四灰出水Ⅰ5管子下山.5四灰4275揭露四灰出水-150总回风巷.5四灰264440揭露四灰出水-375大巷(Ⅰ6).3四灰3.56043揭露四灰出水7352溜子道.67煤顶板裂隙水330构造裂隙导通煤层顶板砂岩裂隙水出水7352溜子道.77煤顶板裂隙水及分界砂岩516015封闭不良钻孔导通上部含水层出水7176工作面104顺槽.1四灰45450采动后断层带导通四灰出水-410变电所.1四灰554锚杆打到四灰出水7109工作面.37煤顶板裂隙水10102采动裂隙导通7煤顶板砂岩裂隙含水层出水2、突水对生产影响-375大巷(Ⅰ6采区)施工到F12断层之前,已停头进行了探放水,钻孔出水量为7m3/h，水压2.8Mpa，巷道过F12断层后揭露四灰，巷道浮现淋水、流水状况，随着巷道揭露四灰越多，出水量越大，达到607352工作面回采时遇到落差4m断层，溜子道顶板浮现淋水，水量3m3/h，继续回采到K35钻孔时，溜子道靠老塘处顶板出水，最初水量5m3/h，不久增长到65m3/h，最大达160Ⅰ5管子下山施工到F6-6断层时，巷道底板突水量约5m3/h，继续施工过F6-6断层后，巷道揭露四灰，涌水量达277176工作面104顺槽紧靠F6-2断层，受断层影响7煤与四灰接近，掘进时没有发生出水，当回采104顺槽时，受采动影响F6-2断层局部变导水，四灰水沿断层面涌入104顺槽，出水量达45m3一部皮带下山施工中遇到石盒子组分界砂岩，打炮眼时出水，水量20m3无论掘进头还是工作面突水，都或多或少对生产带来影响，下山巷道突水，水积聚在迎头影响施工，也导致煤、矸石无法运出，出水量大时，将被迫停止施工。上山巷道突水时，水把巷道底板冲毁，给行人和材料运送带来很大不便，也影响运送安全。工作面突水轻则影响正常回采，重则导致工作面停产。大量突水会淹工作面或淹采区，甚至淹整个矿井，会导致大量财产损失或人员伤亡。此后应严防老塘、老峒突水，以及断层和封闭不良钻孔导水。（三）、矿井涌水及影响因素1、矿井涌水量构成从矿井充水水源分析,矿井涌水重要涉及第四系底部含水层水、石盒子组分界砂岩水、煤层顶板砂岩裂隙水、四灰水、防尘注浆水，其中第四系底部含水层水12.5m3/h，占6.6%，石盒子组分界砂岩水25m3/h,占13.2%,煤层顶板砂岩裂隙水75.5m3/h，占39.8%，四灰水62m3从矿井各水平充水状况分析，矿井涌水量涉及一水平涌水量、二水平涌水量、三水平涌水量、主副井筒涌水量，其中一水平涌水量106m3/h，占55.8%，二水平涌水量45m3/h，占23.7%，三水平涌水量33m3/h,占17.4%，主副井筒涌水量2、影响涌水量变化因素据历年矿井观测资料表白，大气降水、地表水、第四系中上部含水层水与矿井充水没关于系，矿井涌水量随开采面积、年产量增长而逐渐增大。此外，矿井涌水量大小变化受井下探放水影响较大，孔庄矿多次探放四灰出水，在探放水初期，出水量较大，一段时间后出水量减小，使得涌水量随之大小波动；探放老塘水也会导致矿井涌水量短期内变大。当采掘工作面遇到断层或封闭不良钻孔，导通其她含水层突然涌水，矿井涌水量会突然增大，7月孔庄矿7352工作面回采期间，上部石盒子组分界砂岩水通过K35钻孔突然涌入工作面，使矿井涌水量短期内增大到345m3第四章矿井突水因素及防治第一节突水因素综合分析矿井自投产以来，突水地点重要发生在巷道和工作面，水害类型重要为煤层顶板水、含水层水、断层水、钻孔水和老塘老峒水。煤层顶板突水重要发生在回采工作面，其因素是采后冒落产生导水裂隙带导通上部含水层，使回采段顶板淋水（如8151工作面、7192工作面、7109工作面）或者是沟通上部采空区，导致回采面老塘涌水较大（如7251工作面涌水达12m3含水层突水重要发生在巷道和井筒，因素是掘进时巷道揭露含水层，孔庄矿曾多次揭露四灰含水层出水。-375大巷（Ⅰ6采区）过四灰，巷道穿四灰125m，普遍浮现淋水、涌水状况，涌水量最大60m3/h,至今水量尚有37m3/h；Ⅰ5管子下山过四灰时出水，水量达到27m3/h，不久减小到5m3/h；一部皮带下山过石盒组分界砂岩含水层时涌水量达20m3/h；副井井壁1989年在底含部位破裂，涌水量达到15m3/h，通过二次加固后涌水量尚有断层水在巷道和工作面均突过水，7128工作面回采时遇一切顶断层，水从断裂处涌出，最大涌水量30m3/h，工作面回采结束后涌水尚有15m3/h；在岩浆岩侵入区内，断层导水性强，7154工作面3号、4号切眼都曾遇到小断层及其裂隙带涌水，水量约2m3/h；7352工作面回采时遇一落差4.0m断层出水，水量老塘老峒水是将来重要水害之一，其突水因素基本是由于巷道方向发生差错、帮眼与老塘打透出水。如8157材料道因测点资料有误，帮眼与8155上分层溜子道打透涌水1100m3。老塘水虽没有给矿井导致严重灾害，但它给安全生产已导致很大影响，孔庄矿已先后探放过710老塘水、8232老塘水，分别放出水量1万m3和10m3；探放8331老塘水和7351老塘水，分别放出水量钻孔水也曾给矿井生产导致很大影响，由于钻孔封孔质量不良，巷道或工作面揭露时，钻孔导通上部含水层突水。7352工作面回采至K35钻孔时，钻孔导通上部含水层出水，最大水量达160m3/h，使得生产陷入被动；轨道暗斜井施工时揭露K48钻孔，也有少量出水，约2上述水害存在形式不但仅是单独存在，并且是互相连带、互相转化、共同存在，回采冒落带可引起断层导水，导水裂隙带、断裂构造带沟通老塘水、钻孔水等等。因而，防治水应多角度、多方位开展。此后随着水采工作面减少，旱采工作面增长，以及实行小煤柱开采，老塘水防治工作将变得非常重要。要加强老塘积水区调查分析，加强水文地质预测预报工作。第二节对不同含水层治理办法（一）第四系底部含水层水依照勘探资料分析,第四系底部含水层为中档含水层,且直接覆盖在煤系地层露头之上，对浅部煤层开采影响很大。近年来，在开采浅部煤层时，都按照《三下采煤规程》及《煤矿安全规程》规定留设安全防水煤柱。陆地某些以及Ⅰ4采区、Ⅰ5西采区已安全回采完毕，当前仅剩Ⅰ6采区、Ⅰ5东采区某些浅部煤层没有开采。依照所做开采上限论证报告，已将Ⅰ5东采区开采上限提高到-147m，Ⅰ6采区开采上限提高到-130m。在Ⅰ5采区、Ⅰ6已分别施工了2个底含放水观测孔，出水量尚有0.5m3/h和2（二）山西组煤层顶板砂岩裂隙水煤层采动冒落后产生导水裂隙带导通顶板砂岩含水层，该含水层水沿裂隙渗入矿井。由于顶板砂岩含水层裂隙发育不均一，连通性较差，大某些区域富水性较弱，以静储量为主，具备涌水量较小，易于疏干特点，因而，普通状况下对采掘影响不大。在浅部和裂隙发育地方，揭露时出水量较大，对生产有很大影响，要始终坚持“有疑必探，先探后采（掘）原则，必要配备排水设施，防止意外突水事故影响生产。顶板水渗入老塘易在低洼处形成老塘积水，对下部巷道掘进和工作面回采构成威胁，必要做好提前探放老塘水工作。（三）太原组四灰岩溶裂隙水四灰厚度大，分布稳定，岩溶裂隙发育极不均一，浅部区域以及构造影响区域含水比较丰富，往深部含水性逐渐削弱。依照孔庄矿以往各水平探放四灰水资料（见孔庄煤矿揭露四灰状况表4-1）和邻矿资料分析：井田内-375m水平以上岩溶裂隙发育，富水性强，并在露头附近接受第四系底部含水层直接补给；-500m水平岩溶裂隙发育限度较低，富水性也较差；-620m水平及如下岩溶裂隙发育限度差，裂隙基本被方解石充填，富水性差。依照四灰上述富水特点，对四灰水防治以疏放为主，浅部四灰水基本已疏放，深部四灰富水性差，普通对矿井安全生产威胁不大，但本着“有疑必探，先探后掘”原则，当采掘工作面接近四灰含水层时，可依照探放水需要适量布置探放水孔，防止由于含水不均一或构造等因素导致四灰含水层形成局部富水区而导致突水事故。表4-1孔庄煤矿揭露四灰状况时间地点采用办法最大水量m3/h稳定水量m3/h备注93.10-375东大巷Ⅰ4采区探放四灰水3015巷道穿过四灰，到巷道仅有少量淋水96.2-620东大巷Ⅱ3采区探放四灰水3020巷道穿过四灰，到97年5月水量减小为10m3/h，出水量减为8m98.9Ⅰ4皮带下山边探边掘85巷道穿过四灰，到98年12月水量减小为5m3/h，出水量为3m.9-620东大巷Ⅱ3采区边探边掘0.3少量淋水巷道过四灰后不再出水.5Ⅰ5管子下山边探边掘27不久减小至5m3.11Ⅰ4西7178溜煤石门探放四灰水2.31.5半年后工作面回采将其破坏，不出水.11Ⅰ4西集中溜煤下山探放四灰水1.00.5三个月后因7176溜子道施工将其破坏，不出水.5-150总回风巷Ⅰ5采区探放四灰水4440到水量减小为8m3.2-375大巷Ⅰ6采区边探边掘6043巷道穿过四灰，多处出水，到水量减为40m3.6四部皮带边探边掘2巷道穿过四灰，个别裂隙渗水，不久干枯.10五部皮带边探边掘无水巷道穿过四灰，无水.2Ⅰ6下车场边探边掘44巷道穿过四过，到水量为2m3.8东三下车场探放四灰水88探放水孔出水，到水量仍有8m3.1-410变电所探放四灰水54探放水孔出水，出水量为4m3.3-785西大巷边探边掘2巷道穿过四灰，个别裂隙渗水，已无水（四）、奥陶系灰岩含水层水奥陶系灰岩含水层距离山西组7、8号煤层较远，普通对开采煤层无影响，但在断裂构造发育地方，威胁煤层安全开采，孔庄矿F6-6断层落差155m，拉近了奥灰与7、8号煤层距离，开采时做好防范办法。奥灰上距太原组21号煤普通厚度为50.53m，是开采太原组17、21号煤重要威胁含水层，必要提前对奥灰水富水特性进行研究，以制定切合实际防治水办法。第三节矿井涌水量预算孔庄矿已投产近30年,到当前为止,-375水平接近采完,-620水平已采过半,-785水平Ⅲ2采区已采完,Ⅲ3采区已采一半,开拓区域为湖下-620水平、-1050水平。本次报告对湖下-620水平、-1050水平及全矿井涌水量进行了预算。一、湖下-620水平、-1020水平涌水量预算孔庄矿将来十几年内，开采煤层仍是山西组7号、8号煤层，开采山西组7号、8号煤层时，充水水源重要为7煤顶板砂岩水。依照湖下-620水平、-1050水平分布特点，采用大井法对其涌水量进行预算。（一）、计算范畴：１、湖下-620水平计算范畴，西起聂庄铺保护煤柱线，东止KF13断层，南以-375水平为界，北至-620水平。2、-1050水平计算范畴，西起王庄保护煤柱线，东止F6-2断层，南以-785水平为界，北至-1050水平。（二）、计算公式：大井法（承压转无压）Q＝1.366KR0=10S+r0 r0=P/2π（三）、参数选用：1、渗入系数K值：都选用井田内K5孔抽水资料K值为0.019m/d。2、含水层厚度M：都选用7号煤层顶板砂岩含水层平均厚度23m。3、水头高度H：湖下-620水平采用642.06m,-1050水平采用500m。4、设计开采水平周长P：直接在平面图上量取。（四）、计算成果见表4-2：表4-2大井法矿井涌水量计算表计算开采水平设计开采周长P（m）渗入系数K（m/d）水头高度H（m）含水层厚度M（m）大井引用半径r0（m）影响半径R（m）大井影响半径R0（m）计算涌水量（m3/h）68500.019642.062310918851976122-1050水平90500.0195002314416202061156二、全矿井涌水量预算孔庄井田开采近年，积累了丰富水文地质及矿井涌水量实测资料，依照矿井历年观测资料，矿井涌水量与矿井开采活动之间关系密切，矿井涌水量是随着开采面积、产量增长而增大，含水系数较稳定（见表4-3），且井田内水文地质条件基本相似，故运用含水系数作为矿井涌水量预算根据较为合理。孔庄煤矿深部改扩建后，矿井生产能力提高到180万吨/年，含水系数采用1996年到矿井平均含水系数进行预测矿井正常涌水量，用矿井平均含水系数与最大含水系数平均值进行最大矿井涌水量预测。表4-3含水系数登记表1800000计算公式：Q正常=————×1.67=343m3365×241800000Q最大=————×1.97=405m3365×24预测矿井正常涌水量为343m3/h，矿井最大涌水量为405m三、涌水量计算成果评述采用大井法预算湖下-620水平、-1050水平涌水量，没有考虑浅部涌水将有某些转移到深部，也没考虑随着综放采煤工艺广泛应用，局部会有分界砂岩水渗入，故大井法预测涌水量只能作为参照。通过近年矿井涌水量观测，对矿井涌水规律已基本掌握，含水系数较稳定，水文地质条件差别不大，用含水系数法预测矿井正