富盛煤矿中长期(5年)防治水规划

目录前言 -1-第一章矿井概况 -3-第一节矿井自然地理概况 -3-第二节矿井生产概况 -4-第二章矿井地质与水文地质 -5-第一节矿区地层 -5-第二节主要含水层 -11-第三节主要隔水层 -12-第四节地下水补给、径流与排泄条件 -13-第五节地下水动态特征 -14-第三章矿井充水条件 -14-第一节矿井水害情况的统计分析 -14-第二节影响和控制矿井主要充水因素分析 -24-第四章矿井水害特征及需要查明的主要水文地质问题 -25-第一节矿井已完成和基本查清的水文地质问题 -25-第二节矿井近期与中远期分别应查明的水文地质问题 -27-第五章矿井防治水技术路线及原则 -29-第一节矿井防治水工作的基本原则 -29-第二节矿井防治水工作的技术路线 -30-第六章防治水技术与工程规划 -30-第一节主要水文地质研究工作 -30-第二节水文地质补充勘探 -33-第三节主要监测试验工作 -34-第四节主要水害治理工程 -37-第七章防治水规划实施的时间与进度安排 -42-第八章结论与建议 -43-前言富源县原兴路煤矿始建于1999年，生产规模3万吨/年。2002年12月经申请批准，获取了云南省国土资源厅颁发的生产规模为6万吨/年的开采许可证。矿区面积为0.9572Km2。因矿区资源条件较好，为了适应煤炭市场发展和国家产业政策要求继续扩大生产规模，延长矿山服务年限，富盛煤矿有限责任公司向国土资源主管部门提出申请，原兴路煤矿一号井变更为富盛煤矿。2006年1月获云南省国土资源厅批准新颁发的开采许可证，更名为富盛煤矿，生产规模6万吨/年，2015年技改为30万吨/年，开采标高：1950m至1450m，矿区面积0.9572km2。本井含煤层有M7、M9、M11、M16、M21、M22、M23等7层煤层，主采M7、M9、M11、M16煤层。矿区地表水系不发育，中西部为分水岭，区内及邻近地表水体主要为补木河、龙潭河、小溪等。矿区地表水属于珠江水系南盘江流域，矿区北部有小溪、南东面外围有补木河、北东面外围有龙潭河。补木河由南向北径流与龙潭河汇合后流入块泽河。小溪由南向北转由西向东径流，于矿区东北角注入龙潭河。龙潭河由北西向南东转东西向径流与补木河汇合后注入块泽河。矿区及邻区内地表水体分述如下：1、补木河：处于矿区东南侧外围约400m处，自南向北流经阿令德东边～补木等地，汇水面积约40km2，河床宽约20～30m，标高1774.8～1793.0m，河床主要切穿龙潭组、长兴组、卡以头组和飞仙关组等地层。旱季流量为230L/s,雨季流量为6620L/s，洪水位一般高于常水位0.8～1.2m2、龙潭河：发育于该区北东部外侧，距矿界150m，环绕于1957m山峰之西、北、东麓，在小河边村庄附近与东西向径流的小溪交汇一起，转向东汇入补木河。龙潭河河床宽10m左右，最大水深约3m左右，河床在矿区附近切割了玄武岩、龙潭组、长兴组、卡以头组等地层及F4、F6断层，切割长度1050m，标高1778.0～1770.0m，旱季流量39L/s,雨季流量3、小溪：位于该区北端，呈东西向横切煤系地层及F1、F2、F3、F6断层，于小河边村之东汇入龙潭河，小溪标高1785～1820m，旱季无水，雨季流量2.5～15L/s。对矿床充水有影响。龙潭河和小溪均横切过F1、F2导水断层，将沟通含水层间的水力联系。井口及工业广场远离上述的河流并高于历年洪水位，不存在灌井事件。在断层导水的情况下对矿井生产产生不利影响，矿井充水水源主要以顶板淋水为主，矿井正常涌水量14.8m3/h，最大涌水量22m3/h，在顶板破碎带与地表水沟通时，会对矿井安全生产有一定的影响。随着矿井采掘工程的延伸，矿井水害问题不容忽视。因此，需要研究和评价矿井开采水文地质条件，分析开采受水害威胁程度，提出针对性的防治水工作内容，指导矿井防治水工作有序进行，确保矿井生产安全。为此，特制定近五年的防治水总体规划。本规划是在收集井田已有地质和水文地质资料，分析矿井水文地质条件和存在的水文地质问题的基础上，针对富盛煤矿的水文地质特征，结合矿井采掘规划提出的。规划的主要内容包括：1、矿井防治水基本原则和技术路线；2、矿井日常水文地质工作内容与要求；3、井田水文地质补充勘探；4、老窑探放水；5、放水试验；6、采煤工作面底板突水预测预报；7、采煤工作面底板原位应力测试；8、防治水治理改造工程；9、矿井防排水系统改造；本规划在实施过程中收集了矿井已有地质、水文地质资料，分析了矿井水文地质条件，确定了矿区存在的水文地质问题，并针对富盛煤矿的水文地质特点，结合矿井2017年－2021年的采掘计划，提出了富盛煤矿防治水规划基本原则，确定了富盛煤矿防治水技术路线。从矿井日常水文地质工作要求、矿井地下水观测网建设、矿井水文地质条件补充勘探、工作面水文地质条件探查、防治水工程安排、矿井防突水保障信息系统以及防治水技术难题研究等方面全面规划了富盛煤矿今后的防治水工作。但由于原有的水文地质勘探程度较低，观测资料不足，井下揭露面积较小，开拓范围有限，因此有些认识不一定准确，需要进一步证实。由此导致的工程布置的不适当性在所难免。防治水规划第一章矿井概况第一节矿井自然地理概况一、井田位置及范围矿区位置矿区位于富源县城190°方向，直距约23Km，地处富源县墨红镇境内。其采矿证范围由10个拐点圈定，地理坐标（1954北京坐标系，极值）：东经：104º12′35″～104º13′09″北纬：25º27′54″～25º28′49″；矿区面积0.9572km2，开采标高1950-1450m，有效期自2006年1月23日至2014年1月23日。采矿许可证号：C5300002011011120106618。矿区有公路相连，距墨红镇7km，距离富源县城36Km，至曲靖111Km，至昆明268Km。富源有高等级公路、铁路与国内交通网连接。二、矿界关系矿区呈不规则多边形，呈南北向展布,位于补木勘区西侧边界附近。与该矿相邻的矿有：北东面的补木煤矿，平距约80m；东面的双福煤矿，平距约65m；南东面的沿河煤矿与本矿毗邻；南面的东兴煤矿，平距约200m。上述4矿的矿界无重叠交叉现象，不存在矿权纠分问题。富盛煤矿M16煤层储量估算范围，占有补木勘区西面的小部分。富盛煤矿与相邻矿区关系见插图富盛煤矿采矿证范围拐点坐标表表1-2-11954年北京坐标系1980年西安坐标系点号XY经度纬度点号XY矿12818945.0035420800.00104º12′44″25º28′29″矿12818886.6735420720.18矿22819050.0035420905.00104º12′48″25º28′33″矿22818991.6735420825.18矿32819560.0035421145.00104º12′56″25º28′49″矿32819501.6735421065.17矿42819375.0035421380.00104º13′05″25º28′43″矿42819316.6735421300.18矿52818230.0135421500.00104º13′09″25º28′06″矿52818171.6735421420.18矿62817850.0035421405.00104º13′06″25º27′54″矿62817791.6635421325.19矿72817935.2035421220.30104º13′00″25º27′56″矿72817876.8635421140.48矿82818031.5035421220.80104º12′60″25º28′00″矿82817973.1635421140.98矿92818033.0035421009.40104º12′52″25º28′00″矿92817974.6635420929.58矿102818250.0035420540.00104º12′35″25º28′06″矿102818191.6635420460.18备注矿区面积0.9572Km2,开采标高1950-1450m。图1-2-2富源县富盛煤矿生产勘探矿界关系示意图三、煤层赋存情况该矿区煤层按厚度达到工业指标（最低可采厚度大于0.7m）的可采煤层为：M7、M9、M11、M16、M21、M22、M23煤层共7层，均属全区稳定至较稳定煤层，也是本次资源储量估算的主要可采煤层（见表3-3-1主要可采煤层特征一览表表3-3-煤层编号煤层厚度（m）夹矸情况煤层稳定性全层厚纯煤厚层数厚度(m)两极值平均值（点）两极值平均值（点）两极值两极值M72.57～1.211.79（14）2.48～1.111.70（14）30.09～0.03稳定M92.66～0.442.13（23）2.66～0.442.08（23）00稳定M111.40～0.731.23（11）1.35～0.731.19（10）1-00.06～0.04较稳定M161.89～1.181.60（15）1.81～1.11.54（14）1-00.10～0.03稳定M212.77～0.841.95（13）2.64～0.841.86（13）1-00.21～0.01较稳定M223.17～0.751.70（9）2.13～0.751.51（9）5-00.51～0.04较稳定M233.63～1.092.83（9）3.48～1.092.67（9）5-00.61～0.01较稳定M7煤层：位于龙潭组第二段顶部，煤层层位稳定。有14个工程点控制，全部点可采。煤层厚1.21~2.57m，平均为1.79m，为块状及粉状半亮型煤，煤层结构较简单，见夹矸1～3层，厚0.03~M9煤层：位于龙潭组第二段中偏上部，上距M7煤层18.85~33.50m，平均24.03m。23个工程点控制，矿区南东角界外ZK1601孔不可采，其余点可采。煤层厚0.44~2.66m，平均为2.13m，为块状亮型煤，煤层结构单一，顶板为薄层菱铁岩与薄层状粉砂质泥岩等距互层，底板多为灰白色泥岩。煤层稳定，厚度变化不大，属全区可采的中厚煤层。M11煤层：位于龙潭组第二段中部，上距M9煤层底板9.10~37.48m，平均22.91m。煤厚0.73~1.40m，平均厚1.19m，为块状及粉状半亮型煤，有11个工程点控制，全部点可采。煤层结构较简单，含0~1层泥岩夹矸，厚0.04~0.06m，煤层稳定，属全区可采的薄煤层。M16煤层：位于龙潭组第一段顶部，上距M11煤层底板18.35~39.35m，平均28.83m。有15个工程点控制，全部可采。煤厚1.18~1.89m，平均厚1.61m，为块状半亮型煤，煤层结构简单，一般在中部见0.03~0.10m厚的棕灰色中~粗高岭石泥岩夹矸1层。直接顶板为粉砂质泥岩夹炭质泥岩，近煤层顶富含大量炭化植物碎片。属稳定型全区可采煤层。M21煤层：位于龙潭组第一段中偏下部，上距M16煤层底板20.60~53.07m，平均38.78m。有13个工程点控制，全部点可采。煤厚0.84~2.77m，平均厚1.95m，为块状及粉状半亮型,煤层结构简单，一般在中部含0.01~0.21m厚的泥岩夹矸1层，煤层稳定、厚度有一定变化，全区可采，顶板常为一套中厚层状长石~石英细砂岩。局部近煤层顶板出现厚度不大的粉砂质泥岩夹薄层状菱铁岩或1~2个薄煤层。M22煤层：位于龙潭组第一段中下部，上距M21煤层底板7.42~9.50m，平均8.15m。有9个工程点控制，全部点可采。煤层厚度0.75~3.17m，平均1.70m，为粉状~块状半亮型，结构较复杂，在煤层中常具0~5层泥岩夹矸，夹矸厚度0.04~0.51m。煤层厚度有一定变化，煤质有一定变化，煤层较稳定全区可采。M23煤层：位于龙潭组第一段下部，是含煤地层最底部的一层可采煤层。上距M22煤层底板4.14~16.18m，平均11.62m。有9个工程点控制，全部点可采。煤层厚1.09~3.63m，平均厚2.83m，具粉状及块状半亮~半暗型煤，结构较复杂，含泥岩夹矸0~5层，夹矸厚0.01~0.61m。顶板岩性为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩夹薄~中厚层状菱铁岩。煤层厚度有一定变化，煤质也有一定变化，煤层较稳定全区可采。上述各可采煤层，按煤层厚度划分以中厚煤层为主，薄煤层次之，中厚煤层有M7、M9、M16、M21、M22、M23等6层；属薄煤层的有M11煤层1层。M21煤层以上可采煤层厚度变化不大，煤层稳定，M21煤层以下可采煤层厚度变化较大，结构较复杂，煤层较稳定。第二节矿井生产概况一、矿井生产现状富盛煤矿扩建矿井新扩建主斜井：井口坐标：X：2818097.610，Y：35421143.688，高程H：1840.0m，井口方位：120°，坡度21°，在1724.1m处落平后往北与1720m运输巷连接。，已改扩建完成新扩建副斜井：井口坐标：X：2818121.649，Y：35421033.825，高程H：1870.18m，井口方位：α：119°，坡度β：25°，目前处于施工中。专用回风井：位于矿区中北部，2勘探线中段位置，始建于2011年6月，井口坐标：X：2818937.237，Y：35421103.011，高程H：1870.00m，井口方位：α：19°，坡度β：25°，目前处于施工中。二、开拓方式矿井开拓方式为：斜井多水平采区开拓。三、水平、采区划分矿井开采水平共分两个水平，即+1770为第一水平，+1723为第二水平。现生产水平为M21号煤水平，本水平布置一个采区。三、开采方法井田内采用采区式开采，开采顺序为采区前进式，区内后退式，工作面采煤方法采用走向长壁区内后退式全部垮落法采煤。四、采掘工艺采用高档普采采煤工艺：工艺流程为机械落装运煤，单体柱配合铰接顶梁支护；采用为“两采一准”的作业方式。掘进工艺有炮掘和机掘，炮掘工艺流程为打眼放炮、人工装车运输，机掘工艺为机掘机装、溜子皮带运输，锚网梁索联合支护。现生开采M21号煤，采煤工作面在中部布置111101炮采工作面，矿井现有2个掘进工作面：110901运输顺槽和回风顺槽掘进工作面。第二章矿井地质与水文地质第一节区域地质一、区域地层区域出露地层从老至新依次为：震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系，地层累计厚度约10900m。缺失了志留系、泥盆系下统、白垩系、第三系。其中，以二叠系、三叠系地层分布较广，分布有大面积的石炭、二叠系茅口组（P1m）、三叠系永宁镇组（T1y）、个旧组（T2（P2β）、龙潭组（P2l）、长兴组（P2c）和三叠系卡以头组（T1k）、飞仙关组(T1f)及第四系（Q）地层。主要含煤地层为下石炭纪万寿山煤组、二叠系下统梁山组和二叠系上二、区域构造矿区处于扬子准地台西南边缘，滇黔凹褶束；云南山字型构造第二道弧（石屏建水弧）之滇东台褶带。区域构造处于压扭性弧岛状构造带上，富源～弥勒断裂带及平关～阿岗断裂带之间。夹持于该两条区域断裂带之间的是一轴向近南北，整体呈北北东向展布的复式向斜构造。褶皱及断裂发育，并具有西南撒开，北东旋扭收敛的特点。区域构造自西向东主要有富源－弥勒断裂、恩洪复向斜、平关－阿岗断裂。现将主要区域构造分述如下（见图2-1-1）。1、富源－弥勒断裂带：规模大，南西起于弥勒城北，经箐口、迤山、磨盘山一线向北东延至贵州六枝境内，全长大于240km，地层断距大于2000m，断裂面为压扭性。在断层的东南盘地层变化大，褶曲发育并伴有北西向次级断裂带。从矿区附近穿过，距矿区西部直线距离仅为1500m～2000m，南东盘地层为二叠系上统长兴组煤系地层、三叠系卡以头组、飞仙关组、永宁镇组地层，北西盘出露地层为：在山顶局部出露二叠系底部梁山组煤系地层，大部出露2、恩洪复向斜：夹于富源―弥勒断裂与平关－阿岗断裂之间，轴向呈近南北向，东翼宽缓，西翼较陡，两翼次级褶皱构造及压扭性、张扭性走向断裂发育。富盛煤矿（区）即处于恩洪复向斜中北部北西翼法乌向斜构造中。3、平关—阿岗断裂：为恩洪复向斜东翼，全长大于100km，地层断距大于1000m，断裂面为压扭性，次级羽状断裂发育，溶蚀、陷落、洼地发育，阿岗坝子即由该断层形成。第二节矿区地质矿区位于原“大河煤矿区补木勘探区”南侧西面矿段边界F12断层西侧，北起龙潭河与小溪交汇处,南止滴水，东至F4断层西侧附近，西至六采平与滴水之间，具体位置由10个矿界拐点控制，详见云南省富源县富盛煤矿地形地质、水文地质及工程地质图。一、矿区地层矿区出露地层，由老至新依次为：二叠系上统峨眉山玄武岩组(P2β)、龙潭组(P2l)、长兴组(P2c)，三叠系下统卡以头组(T1k)、飞仙关组(Tlf（一）、二叠系上统（P2）1、峨眉山玄武岩组(P2β)岩性为暗绿灰色、灰色块状玄武岩、玄武质凝灰岩组成。呈细晶等粒结构，具杏仁状构造，属一套火山岩建造。矿区北东面F3断层上盘及矿界外有出露，厚度大于100m2、龙潭组（P2l上以M7煤层顶板为界，下至玄武岩分界线，厚93.90～265.75m，平均171.29m。厚度有一定变化，为矿区内主要含煤层段，含煤9-25层，煤层总厚6.68～28.05m，平均厚度17.45m，含煤系数10.19%。其中编号煤层16层，厚度0～3.63m，含可采及局部可采煤层7层，可采煤层总厚6.24～18.09(1)、龙潭组第一段(P2l1)：上至M16煤层顶板，下至峨眉山玄武岩组顶界，厚43.76m-148.79m，平均90.32m。主要岩性为灰色薄至中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩间夹薄层状菱铁岩、泥岩，底部见0.15-1.5m的灰白色铁铝质、铝土质泥岩，该层层位稳定，但厚度变化较大。下部M21~M24煤层一段，煤、岩层层位、厚度变化大，岩性为深灰色粉砂岩夹凝灰质泥岩、粉砂质泥岩，含鲕状菱铁质结核及大量结核状、线理状黄铁矿结核。中部M21~M22煤层，其厚度及层位稳定，二层煤层间距小，一般8-10m，呈双联煤层出现为特征，为本段的主要对比标志。其上为一套较厚的细砂岩夹粉砂岩、泥岩，厚20m本段含煤6-11层，一般7层左右，煤层总厚4.20～14.39m，平均厚度9.75m，含煤系数10.79%。编号煤层厚度在0.00m～3.63m之间，平均厚度为1.22m，该段煤层特点是中下部硫分偏高，局部含硫量（St,d%）大于3％，其中可采煤层4层(M16、M21、M22、M（2）龙潭组第二段（P2l2）：上至M7煤层顶板，下至M16煤层顶板，厚50.14-116.96m本段含煤4-8层，煤层总厚2.48～13.42m，平均厚度为7.65m，含煤系数9.45%。是矿区含煤地层中可采煤层较集中的含煤段，含全区可采煤层M7、M9、M11等3层，可采煤层总厚2.38～6.63m，平均厚度为5.15m，可采含煤系数6.36%。主要可采煤层位于本段的中上部及下部，为较稳定煤层；局部可采煤层分布在该段中上部的M10煤层及中下部的M12、M3、长兴组（P2c）：上至卡以头组底界，下至M7煤层顶板，厚51.90-118.21m，平均84.62m。岩性为灰色薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩夹薄至中厚层状菱铁质粉砂岩、灰色泥岩、炭质泥岩，含植物化石，含煤8～14层，一般9层左右，多集中于本段中部，煤层总厚度为1.17～7.65m，平均厚度为3.90m，含煤系数4.61%。该段中上部M2+1、M3及中下部的M5、M6煤层层位较稳定，但厚度变化大，局部可采。其余煤层均为（二）、三叠系下统（T1）1、卡以头组（T1k）：为含煤地层直接上覆地层，出露于矿区西南部及东部矿界附近，ZK501钻孔揭露不全，根据富盛煤矿原采用补木勘区钻孔资料及3、4勘探线剖面控制厚度在71.00-108.95m之间，平均厚度93.03m。岩性为黄绿色、灰绿色至深灰绿色中厚层状细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成。地表风化裂隙发育，底部5-10m为浅灰绿色泥质粉砂岩，夹黑色植物碎屑及灰白色硅质条带和舌形贝化石，与下伏P2c2、飞仙关组（Tlf）:为一套海滨相紫红色砂、泥岩沉积，出露于矿区南西角，岩性主要为紫红色薄层状泥岩、粉砂岩、细砂岩，呈不规则状互层或夹层产出。该组地层总厚度296.02m。根据岩性组合及生物化石的差异，将其划分为三个段，即Tlf1、Tlf2、T（1）飞仙关组第一段（Tlf1）：出露于矿区南西部，据ZK501钻孔及富盛煤矿以往地质资料，厚度在71.34m～97.54m之间，平均厚度为84.44m，岩性以紫红色砂质泥岩为主，夹泥质粉砂岩薄层，显水平层理，含白色蠕虫状方解石垂直层面分布，中下部极为发育。底部具1.50-3.18m（2）飞仙关组第二段（Tlf2）：紫红色、紫灰色薄～中厚层状中细粒细砂岩、夹粉砂岩，泥质粉砂岩薄层，含钙质结核及泥砾，中上部较富集，局部风化后形成孔洞，厚度94.08～113.24m，平均103.66（3）飞仙关组第三段（Tlf3）：出露于矿区南西角，厚度在69.65～146.18m之间，平均厚107.92m。主要由紫灰、暗紫灰色薄层状粉砂岩为主，间夹泥质粉砂岩薄层。中上部夹薄层泥灰岩及少量泥岩层理类型复杂，以大型斜层理为主，中下部夹细砂岩薄层及条带，具水平层理与小型交错层理。底部2.08m为泥质粉砂间夹0.05～0.12m钙质细砂岩（3（三）、第四系（Q）主要分布于矿区北面及南东面外围河谷两侧及平坝间，岩性为褐色、褐红色粘土、黄灰色碎石、灰色、褐黄色粉砂质粘土、砂砾等组成，区内可进一步分为冲、洪积层、残坡积物及滑坡体。厚0～17.03m不等。与下伏地层呈不整合接触。矿区地层简表表2-2-1地层系统地层厚度及岩性描述系统组段厚度（m）岩性描述接触关系第四系全新统Q0-17.03主要由坡积、洪积、冲积及部份湖沼沉积的砾石、砂、亚粘土及粘土组成。不整合三叠系下统永宁镇组T1y1＞50灰色薄-中厚层状泥晶-细晶灰岩，具少量断续波状泥质纹层，夹数层鲕状灰岩，中、下部产瓣鳃类、菊石化石。整合飞仙关组T1f69.65-146.18107.92紫红色中厚层状粉砂岩夹泥质粉砂岩薄层。下部以紫红色泥质粉砂岩为主，向上粒度渐粗，由泥质粉砂岩向粉砂岩、细砂岩过渡。含丰富的瓣鳃类。整合T1f94.08-113.24103.66紫灰、暗紫、紫红色中厚层状细砂岩为主,间夹粉砂岩、泥质粉砂岩薄层。以交错层理为主,见波痕。含赤铁矿颗粒,俗称“辣椒面”。整合T1f71.34-97.5484.44上部岩性为紫红色薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩互层为主。下部岩性以紫红色砂质泥岩为主，夹泥质粉砂岩薄层，含大量穿插层理的白色蠕虫状方解石。整合卡以头组T1k71.00-108.9593.03为黄绿色、灰绿色薄厚层状细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，底部夹数层灰白色硅质条带和舌形贝动物化石。整合二叠系上统长兴组P251.90-118.2184.62为浅灰色薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩夹菱铁岩、灰色泥岩、炭质泥岩及煤层。整合龙潭组P2l50.14-116.9680.92为灰色薄层状泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩夹菱铁岩、泥岩薄层及煤层。整合P2l43.73-148.7990.37为灰色薄至中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩夹菱铁岩、泥岩薄层及煤层。假整合峨眉山玄武岩P2β＞100为深绿—墨绿色致密块状玄武岩夹杂色凝灰岩，玄武岩中具气孔、杏仁状构造，气孔多充填有白色、暗紫色方解石晶体。二、矿区构造（一）褶曲矿区位于区域构造法乌向斜的东翼，总体为一走向北西～南东向的次级背斜构造，区内断层较发育，其F3断层西翼为本区的主体范围，向西或南西西方向倾斜的单斜构造，地层倾角20～40度，往深部倾角逐渐变缓一般为10～24度，局部28度，受构造的影响，在矿区内以南北向断层为主，矿区南面东西向断层次之，地层被断层切割后呈小断块。F3断层以东地层产状朝东，倾角多在18～20度，深部变缓，属次级破背斜的东翼。（二）断层区内共查出断层4条，编号分别为：F2、F3、F5、F6，断层断距均大于30m，其中2条为正断层，2条为逆断层，现分述如下。1、F2正断层:位于矿区中部，走向北北东或近南北向，倾向西，倾角50-60°，断层经小河边—电讯塔—杨家沟西，纵贯全区，区内出露长度1400m，往南延伸出矿界交于F3断层，往北延伸出矿界与F3相交继续延伸，断层倾角较缓，断距较小，一般在30～40m之间，断层两盘小断层较发育，地层产状有一定变化，断层下盘上升出露P2c、P2l、T1k地层，上盘下降出露P2c、P2l、T2、F3逆断层：位于矿区东部，走向近南北，倾向西，倾角60～80°，区内出露长度1550m，断距80～150m，断层往北1勘探线位置被第四系掩盖后继续延伸出矿界后交于F2断层。往南4勘探线附近被一滑坡体掩盖后继续出露延伸出矿界。该断层大致与F2断层平行，断层下盘出露P2l2、P2c、T1k地层，上盘出露地层P2l为上盘上升的逆断层，造成P2l1下部地层在地表缺失，P2l1与下盘P3、F5正断层：位于矿区南部南西角，走向北东东—南西西，倾向南南东，倾角70度，该断层往东延伸交与F3断层上盘，往南西被F2断层切割，切割部位被滑坡体掩盖，经滴水村北面延伸出矿界交F1断层，断层北盘（上升盘）出露地层P2l、P2c、T1k、T1f1,南盘（下降盘）出露地层P2l、P2c、T1k、T1f1、T1f2、T14、F6逆断层:位于小河边村东面，夹持于F3、F4断层之间，走向北北东—南西，倾向北西西向，倾角80度，往北延伸出矿界被第四系掩盖，往南延伸交于F3断层，区内延伸长度200m，地层断距50m，断层上盘出露P2l2地层，下盘出露P2l1、P2l2地层，断层两盘地层倾向相反。地表2个点控制，位置可靠，在北东角部位对M9～另外，将矿区西侧外围的F1、东侧外围的F4断层简述如下：1、F1正断层：位于矿区西侧边界附近的边界断层，走向北北东，倾向北西西，倾角75度，是矿区的边界断层，东盘（下盘）上升出露地层为P2l、P2c、T1k、T1f,西盘（上盘）出露T1y地层,断层断距大于150m,往南北延伸长＞3000m,为张性正断层，破碎带宽2～6m，见成份杂乱的不规则角砾及透镜状煤包，地表出露清楚，有5个地质构造点控制，深部有ZK501钻孔控制，在钻孔中主要断失了卡以头组（T1k）的中下部及长兴组（P2c），龙潭组第二段（p2、F4正断层：位于矿区东面矿界外，走向北北东近南北，倾向北西西，倾角25度，往北延伸在1勘探线附近被第四系掩盖，往南延伸在补木村西侧通过被第四系滑坡体掩盖，出露长度大于2000m，地层断距50～100m，变化较大。断层上盘出露地层P2l、P2P2β、P2l、P2c、T1k地层，在1勘探线附近造成局部P2l2综上所述：由于矿区位于NNE—SSW向的新华夏系构造带多条断层夹持的断块内。矿区外围西面据ZK501钻孔揭露控制F1断层为走向南北，倾向西的正断层，地层断距150m，矿区东面外围的F4断层及矿区内F3断层地层断距大于50m，矿区内F2、F5、F6地层断距小于50m。根据井下调查表明，矿区F2断层上、下盘均伴有稀少的小型断层，断面倾向以北西为主，北东断裂规模次之，一般断距为1～10m，常形成叠瓦状的断层组被F2断层切割后可采煤层忽隐忽现。根据上述情况矿区构造类型属于中等偏复杂。断层情况详见表2-2-1。富盛煤矿断层特征一览表表2-2-1断层编号断层性质断层位置产状规模控制情况断层接触关系上盘地层下盘地层主要特征及影响煤层开采程度查明程度走向（°）倾向（°）倾角（°）区内长度（m）断距（m）F2正位于矿井中部，经小河边—电讯塔—杨家沟西纵贯全区NNE或S—NNWW或W50-60140030-40地表6个点控制，石门2个点控制。上盘：P2l、P2c、T下盘：P2l、P2c、T断面产状较缓，断距较小，但两盘小断层较发育，巷道见破碎带3～5m，见砂岩角砾。对煤层开采影响较大。探明F3逆位于矿井东面，矿界附近，纵贯全区S—NW60-80155080-150地表6个点控制上盘：P2l2、P2c、T下盘：P2β、P2l1、P2l2、P2c上盘老地层与下盘新地层接触，两盘地层产状相反，下盘产状边陡，断层附近3～5m破碎带。对煤层开采影响较大。基本查明F5正位于矿井南面，滴水-补木学校以北NEE—SWWSSE7080030-50地表8个点控制上盘：P2l2、P2c、T1k、T下盘：P2l1、P2l2、P2c、T1k、T西端交于F1断层，且T1k与T1f2接触，东端交于F3断层，M9煤层明显错移，中部被F2.断层切割。基本查明F6逆位于边村东面，夹持斜交于F3-F4两断层之间。NE—SWWNW8020050地表2个点控制上盘：出露P2l下盘：出露P2l1、P2断层上、下盘地层倾向相反，南端交于F3断层下盘，北端被第四系掩盖。对煤层开采影响较小。初步查明二、滑坡体（Qdel）1、位置、形态、规模滑坡体位于矿区南面，在主井与副井的北面位置，纵长300m，横宽约50-70m，呈北西~南西~南东向的长椭圆体，面积约0.021Km2,4勘探线所控制滑坡体深度约35m，对上部含煤地层中的M7、M9、M11、M2、物质组成滑坡体为第四系残坡积物组成，成份多为粉砂质粘土夹灰绿色、灰色粉砂岩碎块，下部由泥质粉砂岩及煤包组成。3、滑坡体特征滑坡体经长期侵蚀，表征多已消失，但与滑坡所在地相比，滑坡体物质成分截然不同，具有明显异地物质成分，皆为自上而下顺滑所致，在前缘沟谷中切割较深部位可见滑动痕迹面及滑动角砾，滑坡体内产状变化较大，煤层明显位移错开、急扭，显示出滑坡移动或挤压影响的特征。4、滑坡体成因分析滑坡体前缘冲沟雨季洪水侧方浸蚀，沟壁垮塌，土体饱水，容重增大失稳，沿土石分界面向沟谷方向滑移形成。滑坡体前缘剪出口堆积物已被沟水冲失完。滑坡现处于稳定状态，与主、副斜井及风井口有沟谷相隔，且井口位置较高，对井口危害性较小。第三节主要含（隔）水层一、矿区含（隔）水层矿区出露的含水层主要为裂隙含水层、孔隙含水层，据地层时代从新至老分述如下：1、第四系（Q）孔隙含水层主要为第四系松散风化残积、冲积物构成，厚度0～17.03m，主要受大气降水的补给，雨季有泉水出露，流量为0.02l/s，季节性变化2、三叠系下统永宁镇组（T1y）灰岩、砂、泥岩岩溶含水层出露于矿区西部外围F1断层上盘，岩性主要为灰色薄层状灰岩，厚度＞50m，岩溶发育，富含岩溶裂隙水，处于矿区外飞仙关组三段之上的盖层，局部对矿区开采有一定的影响。3、三叠系下统飞仙关组第二、三段(T1f2+3)砂、泥岩裂隙含水层岩性主要为紫红色、暗紫色薄层状细砂岩、粉砂岩夹少量泥质粉砂岩，一般厚211.58m左右。该段岩性坚硬，抗风化能力强，节理、裂隙发育，含水层直接接受大气降雨的补给。山顶地形平缓，植被较多。山坡上多为植被覆盖，有利于大气降雨的渗透补给。矿区内无泉点出露，据岩性分析，渗透性较好，富水性弱。其底部为飞仙关组一段泥岩隔水层，隔断了飞仙关组二、三段与卡以头组含水层之间的水力联系，对矿床充水影响较小4、三叠系下统飞仙关组第一段（T1f1岩性主要为紫色、紫红色粉砂质泥岩、泥岩构成，含钙质结核，该层泥质含量高，层位稳定，厚71.34～97.54m之间，一般厚84.44m，在矿区范围内零星出露，地表水文地质测绘中，没有发现有泉水出露，在沟谷低洼处有潮湿等渗水现象，在矿井坑道中没有淋水现象，仅在局部地段沿裂隙面有微弱渗水现象。总体上为较良好的隔水层，该层隔断了飞仙关组二、三段裂隙含水层同卡以头组裂隙含水层之间的水力联系，对矿床充水影响较小。5、三叠系下统卡以头组（T1k）砂岩裂隙含水层出露于矿区西南部及东部矿界附近，岩性为灰绿色、黄绿色中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩，厚71.00～109.95m之间，一般厚93.03m。地表出露泉1，流量0.08L/s,受季节性变化明显。巷道揭露该层时统计线裂隙率为0.15%～1.54%，裂隙面常被方解石薄膜及泥质充填，由于泥质物的充填和上覆隔水层的存在，该含水层渗透性较弱，富水性较弱。据相邻矿区补木煤矿ZK4503、ZK101号钻孔抽水试验资料知：静止水位标高的平均值1969.50m，渗透系数为0.00204m/d，钻孔单位涌水量为0.00180l/s.m，富水性弱。6、二叠系上统长兴组、龙潭组（P2l+P2c）出露于矿区的中部。岩性为浅灰色薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩及煤层构成，厚255.91m。地表出露泉2，流量为0.07L/s，受季节性影响明显。该含水层是矿床直接充水弱裂隙含水层，泥质含量高，渗透性差，富水性弱。巷道揭露该层时统计面裂隙率为0.10%～0.72%，据邻区补木煤矿ZK4503、ZK103、ZK4501号钻孔抽水试验资料知：静止水位标高的平均值1956.10m，渗透系数为0.0011m/d，钻孔单位涌水量为0.00176l/s.m。该含水层对矿床充水有直接影响7、二叠系上统峨眉山组（P2β）玄武岩裂隙含水层出露于矿区的南部（边）及矿区外围的北西部，岩性为深绿色～墨绿色致密块状玄武岩，气孔状、杏仁状构造。厚度大于100m，是矿床基底。岩性致密，含弱裂隙水，二、断裂构造带水文地质特征及对矿床充水的影响区内共查出断层4条，各断层的水文地质特征分述如下：1、F2正断层:位于矿区中部，走向北北东或近南北向，倾向西，倾角50-60°，断层经小河边村～电讯塔～杨家沟村西，纵贯全区，区内出露长度1400m，往南延伸出矿界交于F3断层，往北延伸出矿界与F3相交继续延伸，断层倾角较缓，断距较小，一般在30～40m之间，断层两盘小断层较发育，地层产状有一定变化，断层下盘上升出露P2c、P2l、T1k地层，上盘下降出露P2c、P2l、T1k地层，为一张性正断层。深部PD2、F3逆断层：位于矿区东部，走向近南北，倾向西，倾角60-80°，区内出露长度1550m，断距80～150m，断层往北1勘探线位置被第四系掩盖后继续延伸出矿界后交于F2断层。往南4勘探线附近被一滑坡体掩盖后继续出露延伸出矿界。区内该断层大致与F2断层平行，断层下盘出露P2l2、P2c、T1k地层，上盘出露地层P2l为上盘上升的逆断层，造成P2l1下部地层缺失，P2l1与下盘P2l2、P2c、T1k接触，两盘地层产状相反，东盘地层产状变陡。破碎带宽3～5m3、F5正断层：位于矿区南部南西角，走向北东东～南西西，倾向南南东，倾角70度，该断层往东延伸交与F3断层上盘，往南西被F2断层切割，切割部位被滑坡体掩盖，经滴水北面延伸出矿界交F1断层，断层北盘（上升盘）出露地层P2l、P2c、T1k、T1f1,南盘（下降盘）出露地层P2l、P2c、T1k、T1f1、T1f2、T4、F6逆断层:位于小河边村东面，夹持于F3、F4断层之间，走向北北东～南西，倾向北西西向，倾角80度，往北延伸出矿界被第四系掩盖，往南延伸交于F3断层，区内延伸长度200m，地层断距50m，断层上盘出露P2l2地层，下盘出露P2l1、P2l2地层，破碎带宽约3m，三、矿井煤层采空区及老窑积水矿区煤炭开采历史悠久，以斜井开采为主，排水方式抽出式和自流排水。最上部的M7、M9、M11、M16煤层已局部采空，根据储量估算图，采空区面积为5.05万m2,采空区内无大面积的积水区。由于采空区边界无实质性资料，疑或边界以外有数量不详的积水面积和积水量，故在矿井延伸开采过程中因煤层顶板冒落使采空区积水流入矿井的可能，应高度重视，以防突水事故。矿区煤炭开采历史悠久，据访以往老窑区主要分布在矿区北东部，龙潭组地层出露及第四系掩盖区，由于年代久远，老窑具体位置及采掘深度已无法调查清楚，据访以往老窑多属挖煤自用，井型为斜井，井深在50m以内，挖煤为季节性，旱季开采，雨季停工，人工排水。根据调查的情况分析：⑴斜井老窑硐巷有积水条件。⑵井深可能有＞50m者，存在有较多积水的老硐。⑶所采煤层应包括本矿区的所有煤层。故老窑积水对现矿井可构成矿井突水来源，建议采煤时应于先探后采，以防突水事故。四、矿井巷道内出水点矿井调查点8个，为裂隙巷段、淋水巷段及涌水点，据矿井调查，裂隙带长0.8～6.0m，淋水段长3.8～8.0m，两者联系密切，流量一般均小于0.14L/s，最大涌水点流量五、矿井涌水量预测根据矿区水文地质条件和对矿区开发的初步方案，矿权内煤炭资源分布标高在1580m以上，拟对1580矿区内及矿井周边没有专门的水文地质钻孔，不具备地下水动力学法进行矿井涌水量估算的条件。富盛煤矿已开采多年，积累了较丰富的水文地质及矿井排水资料，利用富盛煤矿上部矿井排水量资料，采用水文地质比拟法对下部的矿井涌水量进行估算。1、矿井涌水量估算范围矿区内大部份煤资源位于标高1580m以上，结合资源量统计方法，以煤层资源储量估算平面图为依据，在矿坑涌水量计算图上北以2勘探线为界、西、东、南以矿界为界，以上四个边界为本次涌水量计算边界。矿井涌水量计算范围面积为2、计算方法、公式选择及矿井涌水量计算根据现有资料，选择水文地质“比拟法”对现矿井进行涌水量计算。该矿已开采多年，积累了丰富的矿井水文地质资料，利用上部开采水平比拟预测下部矿井涌水量，水文地质条件相同，开采方式一致，比拟条件较好。矿区煤系地层为半裸露型，故矿井涌水量与开拓面积大致呈1.5次方根关系而与水位降深大致呈曲线关系，故本区采用比拟法计算矿坑涌水量时，选用以下公式：………………①……………②式中参数为：Q旱、Q雨——预测矿井旱、雨季涌水量（m3/d）。Q0旱、Q0雨——已知富盛煤矿井巷系统涌水量，旱季排水量355.33m雨季排水量532.80mF0——富盛煤矿生产矿井巷道控制面积118400m2（见S0——富盛煤矿主斜井掘进时，含水层水位降深值。富盛煤矿主斜井及风井初见水位标高平均值（1875.66m）与最低井巷平均即：S0=1875.66-1720.80=154.F——富盛煤矿涌水量估算块段，其面积为F=647200m2S——富盛煤矿平均水位降深值。初见水位标高平均值（1875.66m即：S=1875.66-1580=295.66m将上列相应参数带入公式①得矿井旱季涌水量为1265.12m3/d；将上列相应参数带入公式②得矿井雨季涌水量为1896.98m3比拟法矿井涌水量预算成果表表5-计算参数预测标高1F0（m2）S0(m)矿井涌水量(m3/d)F(m2)S(m)预算结果(m3/d)旱季雨季干季雨季118400154.86355.33532.80647200295.661265.121896.983、矿井涌水量计算结果评述本次涌水量预算采用比拟法预算，参加预算的各种参数如水位降深、涌水量来源于本次调查的实测成果及矿井开采实际排水资料，预算面积则根据煤层底板等高线及资源储量估算平面图、煤层底板等高线图用MAPGIS6.7成图软件进行计算，数据较为可靠。现对涌水量预算结果评述如下：从计算结果分析，采用比拟法计算，雨季最大涌水点为旱季正常涌水量的1.5倍，其原因主要是旱季各矿井涌水量以消耗含水层的静储量为主，而雨季矿井涌水除消耗含水量的静储量外，雨水尚沿开采塌陷裂隙直接进入矿坑。因此，雨季最大涌水量比旱季正常涌水量增大较多。综上所述，采用比拟法的计算结果较为合理，可供矿山设计参考。第五节地下水动态特征对地下水进行动态监测和动态特征的分析是矿井防治水工作的重要方面，它有助于我们掌握井田所在区段地下水运移规律，分析各含水层之间是否存在水力联系，尤其是对分析含水层与矿井之间是否有充水关系有着重要的意义。本区地下水观测网络尚未建立，第三章矿井充水条件第一节矿井水害情况的统计分析一、矿井充水水源及其特征一般情况下，矿井的充水水源主要包括大气降水、地表水、地下水和老空积水。从严格意义上讲，大气降水是一切矿井充水的最终水源，因为无论是地表水或地下水都直接或间接地来自于大气降水的补给。但这里所指的是大气降水本身成为矿坑充水的直接或唯一的充水水源。以大气降水作为主要充水水源的矿坑涌水量及其涌水特点与当地的年降水变化过程和降水强度具有明显的相关关系，其主要涌水特点是矿坑涌水的动态与当地降水动态相一致，呈现出明显的季节性变化和多年周期性变化，这主要是因为我国大部分地区受季风气候的影响，大气降水的年分布具有季节性，多年变化具有周期的特点所决定的。地下水：由于大多数采矿活动都发生在地表面以下，所以，地下水往往是造成矿山充水的最主要水源。地下水作为矿坑充水水源时，可依其与煤层的相互位置关系及其充水特点分为间接式充水水源、直接式充水水源和自身充水水源三种最基本形式：所谓间接充水水源是指充水含水层主要分布于煤层的间接顶板或底板，但和煤层并未直接接触的充水水源，常见的间接充水水源含水层有间接顶板含水层、间接底板含水层、间接侧邦含水层或它们之间的某种组合。应该指出间接充水水源的水只有通过某种导水构造穿过隔水围岩进入矿井后才能使其作为充水水源的事实得以实现。所谓直接充水水源是指含水层与煤层直接接触或矿山生产与建设直接揭露含水层而导致含水层水进入矿井的充水含水层。常见的直接充水水源含水层有煤层直接顶板含水层、直接底板含水层。直接含水层中的地下水并不需要专门的导水构造导通，只要采矿工程进行，其必然会通过开挖或采空面直接进入矿坑。所谓自身充水水源主要是指煤层本身就是含水层。一旦对煤层进行开发，赋存于其中的地下水或通过某种形式补给煤层的水就会涌入矿坑形成充水，该类型矿坑在我国并不多见，但在国外许多矿井中经常遇到。以地下水作为主要充水水源的矿坑充水有如下规律和基本特点：矿井充水的强度与充水含水层的空隙性及其富水程度有密切关系，不同的岩性决定着不同岩体中的空隙发育特征，按空隙性质可把地下水水源分为孔隙水，裂隙水和岩溶水三种基本形式。一般地说，受裂隙水充水的矿床，其充水强度小于受孔隙水和岩溶水充水矿床，而受卵砾石层潜水和强岩溶含水层水充水的矿床，多成为大水矿床。岩溶水突水时，一般水量大、来势猛、不易疏干，会给矿井带来巨大灾害。而砂岩裂隙水充水时，主要以淋水、渗水为主、突水的瞬间冲击力不大，不会给矿井带来灾难。矿井充水特点与充水量变化规律与充水含水层中地下水的性质及其水量有关：流入矿井的水往往包含两个性质完全不同的组成部分：一部分在矿床水文地质学中称为静贮量，指充水含水层中贮存的水的体积，这部分水量大小及其对矿井充水的能力主要取决于含水层厚度，分布规模、空隙性质以及贮存水的给出能力。另一部分在矿床水文地质中称为动储量，指含水层中获得的补给水量，该部分水量是以一定的补给和排泄为前提，以地下径流的形式在充水含水层中不断地进行着水交替。若充水含水层中的水以静贮量为主，则矿坑涌水的特点是：初期矿坑涌水量较大，随着排水时间的延续，矿井涌水会逐渐减少。该类矿床易于疏干；若矿坑充水含水层以动贮量为主，则矿坑涌水量相对比较稳定，矿坑涌水量的动态特点往往会受充水含水层补给量的动态变化的影响。该类型充水水源水不易疏干。老窑积水主要是指矿床体开采结束后，封存于采矿空间的地下水，近年来由于小煤窑开采和关闭矿井的迅速增加，许多正在生产的矿井周边及邻近往往分布有很多废弃和关闭的小煤窑或矿井，而这些矿井由于排水停止而成为地下的积水空间，并积存了大量的地下水，这些水体通过某种途径一旦进入生产矿井，便形成了老窑积水充水水源，特别是一些非法开采的小煤窑由于缺乏合理的设计和准确的测量资料，其井下巷道的分布特征往往不清楚，很容易和生产矿井构通形成水害。传统意义上的老窑积水一般为封存的“死水”，属静贮量，但具有一定的静水压力，所以其充水特点是突发性强，来势猛，持续时间短，有害气体含量高，对人身和设备的伤害较大。但对于近年来频繁发生的小煤窑和相邻废弃矿井突水，除了具有上述特征外，由于废弃矿井或小煤窑往往与地表水或某种地下含水层水勾通并接受补给，所以一旦发生突水，也可持续较长时间，并且很难疏干。根据矿井充水水源的基本类型和告成矿基本水文地质条件分析，可以得到如下认识：富盛煤矿的主要充水含水层为顶板相对较厚且分布稳定的碎屑岩及砂岩孔隙裂隙间接顶板(有些区域可视为直接充水含水层)充水含水层、M9煤层底板薄层裂隙直接含水层充水含水层。大气降水作为各个充水含水层的最终补给水源，但其对不同含水层的补给速度和补给量不同，根据对多种信息的综合分析可以发现大气降水对各个含水层的补给速度快慢和补给强度特点是顶板碎屑岩砂岩得到补给的速度最快和补给强度最大。大气降水对各个含水层的补给由于受含水层渗透性能的影响，补给方式以缓慢渗入式为主，补给的水量要经过较长时间的渗流才能进入矿井。所以短时间的集中降水不会造成矿井涌水量的明显增加。同样，大气降水也构不成矿井的直接充水水源。各充水含水层的动态补给水量不够充分，矿井充水在短时间内主要以静储量疏干为主，所以一旦发生突水，突水量往往会在短时间内很快减少，单点突水量的大小主要取决于突水裂隙的空间延展度和与其它裂隙的网络连通条件。根据目前资料分析，M9煤直接顶板逆推断层碎屑岩具有汇集其上覆砂岩下渗水并导入矿井的作用。各含水层的富水性由于受循环条件和补给条件的限制，随着埋深的增加，补给条件变差，富水性变弱。但这种减弱速度在顶板随屑岩砂岩和底板灰岩中表现的更为明显。二、矿井充水途径及其特征矿坑充水途径是指连接充水水源与矿井之间的流水通道，它是矿井充水因素中最关键，也是最难以准确认识的因素，大多数矿井突水灾害正是由于对矿井充水途径（导水通道）认识不清所致。矿坑充水的导水通道按其成因不同可分为：构造类导水通道：如断层、裂隙等；采矿扰动类导水通道：如顶板冒落、底板破裂、煤柱击穿等；人类工程类导水通道：如封闭不良钻孔、小煤窑等；其它：如陷落柱、岩溶塌洞等。按导水通道的形态可分为：点状导水通道：如陷落柱、封闭不良钻孔、岩溶塌洞等。线状导水通道：如断层带或断裂破碎带等。面状导水通道：如发育于顶、底板岩层的各类裂隙等。不同成因、不同类型的导水通道所诱发的矿井充水形式各不相同。常见的导水通道及其相应的充水特征有：构造断裂：由构造断裂形成的断层破碎带，往往具有较好的透水性，会形成矿坑充水的良好通道。对于一些巨大的断裂，由于断层两盘的牵引裂隙广泛发育，该类断层（断层带）除了具有导水性质外，其断裂带本身就是一个含水体，因而还具有充水水源的性质。由于断层面或断层牵引的裂隙带导水而引发的矿井突水灾害在矿井突水事故中占有绝对主导的位置。但并不是所有断层都可形成导水通道，构造断裂的水文地质性质与其断裂的力学性质及其两盘岩性有着密切的关系，一般认为张性断裂的透水性较强，压性断裂的透水性较弱，扭性断裂的透水性则介于与二者之间。实际上，断层的导、贮性要远比上述规律复杂的多，它不仅要受断层力学性质和岩性的影响，而且会受到断层面所受的应力状态、断层活动次数和序次、断层带胶结物性质与胶结程度等多种因素的影响。根据大量资料和断层导突水事例统计分析认为，断层的导水性受到两盘岩性的直接影响。一般来说，断层带的透水性与其两盘岩石的透水性具有一致性。当断层两盘为脆性可溶岩石时（如石灰岩、白云岩），断裂及其影响带裂隙、岩溶发育，具有良好的透水性；当断裂两盘为脆性但不可溶岩石时（如石英岩、石炭砂岩），断层两侧往往发育有张开性较好的牵引裂隙，具有较好的透水性；当断层两盘为柔性岩石（如泥岩、页岩）时，断层破碎带多被低渗透性的泥质成份充填，孔隙、裂隙率低，断层面闭合，一般不导水或导水性极弱。在分析断层的导水性时，应特别注意不要轻意将某条断层简单地划为导水断层、隔水断层或贮水断层，而应充分注意断层的水文地质性质具有方向性和局部性。即一条断层可以在某一方向导水，而在另一方向上隔水，或同一断层的某一部位导水，而在另一部位隔水。有些断层在初次揭露时隔水，但随采矿扰动可能发生滞后导水。所以，在研究和探测断层的水文地质性质时，一定要将其视为一个在不同部分具有不同岩性对接关系，不同部位具有不同应力状态，不同部位具有不同水理性质的复杂面状地质结构体，进行整体分析和分区评价，而不应以一点之见资料就对整条断层做出评价。顶板冒落：采煤工作面回采后顶板冒落所形成的垮塌，裂隙属典型的采矿扰动类导水通道。矿床开发开采以后，由于在地下形成采空空间，如果没有专门顶板管理技术，则必然造成采空区上方岩层的变形、移动、破坏，甚至形成开裂、离层或碎块状垮塌。采空区顶板岩层的破坏变形形态与规律会受到采空空间几何结构，顶板岩性及其组合，矿床产状及采矿方法，岩石应力环境及其受力状态等多种因素的控制，不同条件的组合会产生完全不同的顶板岩石变形破坏特征，但就一般规律而言，采空区上方可划分出三个不同性质的破坏和变形影响带。（1）冒落带：指采煤工作面放顶后引起的直接顶板垮落破坏范围，根据冒落块的破坏程度和堆积状况，可分为规则冒落带和不规则杂乱冒落带，如果冒落带高度达到上覆含水层，则往往引起顶板水的突发性突入，当上覆含水层为第四纪松散沉积含水层时，不但会形成突水，还会引起溃砂和地面塌陷等灾害。（2）导水裂隙带：指冒落带以上大量出现的切层、离层和裂隙发育带。该带一般由下而上，其裂隙和离层程度由强变弱。但当顶板岩性及其组合变化比较复杂时，也会出现不均匀发育的特点，总之，该层不一定具备透砂能力，但一般具有较强的导水能力。整体移动带：指导水裂隙带以上至地表的整个范围内，岩体发生的整体变形和沉降移动区。该带主要特点是岩层的整体变形和移动，而其裂隙化程度较弱，所以一般不具备导水能力。从矿床水文地质角度来看，可以把工作面顶板简单地划为两带，即垮落裂隙带（冒落带和导水裂隙带之和）和整体移动带，对矿井突水有意义的主要是垮落裂隙带。当顶板裂隙构通工作面或巷道上覆含水层时，矿坑突水则不可避免。底板破坏：当煤层底板隔水层之下赋存有高承压水时，在煤层未开采前，水岩处于一定的力学平衡状态之下，一旦矿体被开发在隔水层之上形成临空边界并产生应力释放后，在矿压和水压的作用下，隔水底板岩层必然受到不同程度的破坏，形成新的破裂面或使原有的闭合裂隙活化。一旦这种破裂面或裂隙构通底板承压含水层水时，必然导致底板之下承压含水层水涌入矿井。这种因巷道掘进或矿床开发扰动其底板隔水层使其形成的导水通道称之为底板破坏式导水通道。我国是世界上煤矿水害最严重的国家之一，而采煤工作面或巷道底板隔水层之下岩溶承压水突水事故占我国煤矿总突水事故的30%以上，这主要是因为我国大面积分布的华北石炭二叠系煤层底板之下普遍发育有山西组、太原组薄层灰岩承压含水层和深部的奥陶系巨厚层灰岩富水含水层，含水层的富水性是发生底板突水的内在因素，它决定着突水水量的大小及突水量的动态变化特征，水压力的存在是驱动含水层水流入矿坑的动力，而底板破坏所形成的破裂则是地下水得以流动的通路和咽喉，只有当三者同时存在并达到某种特殊组合时，才能发生底板突水。封闭不良钻孔：封闭不良钻孔是典型的由于人类活动所留下的点状垂向导水通道，该类导水通道的隐蔽性强，垂向导水畅通，不仅会使垂向上不同层位的含水层之间发生水力联系，而且当井下采矿活动揭露或接近时，会产生突发性的突水事故。由于封闭不良钻孔在垂向上串通了多个含水层，所以一旦发生该类导水通道的突水事故，不仅突水初期水量大，而且还会有比较稳定的补给量。所以在进行矿井设计和生产时，必须查清井巷揭露区或其附近地区各种钻孔的技术参数及其封孔技术资料，以确保不会因封闭不良钻孔而引起突水事故。陷落柱与岩溶塌洞：由于我国广泛分布的华北石炭二叠系煤层的基底发育有巨厚的奥陶系石灰岩含水层（一般厚度在600～800m），巨厚层可溶碳酸岩的存在，使得其在漫长的地质历史过程中形成了巨大的地下溶蚀空洞，这为陷落柱的发育形成创造了有利条件。实际揭露的资料证实，分布于太行山两侧的煤田均广泛发育有岩溶陷落柱（因、性质和形态，成为导致灾难性突水灾害的最危险导水通道，这主要是因为：（1）突水水源的水量充沛：根据陷落柱的基本成因条件可知，只要有陷落柱存在，则必然在其根部存在有厚层的可溶岩（如石灰岩），而厚层可溶岩又往往构成富水含水层，该类含水层不仅有丰富的静贮量，也往往具有较大的补给量。所以一旦发生陷落柱型突水，其突水水量往往较大。（2）突水水压大、流速高：北方型煤田厚层灰岩含水层主要是奥陶系灰岩含水层，该含水层赋存于煤系地层之下一定的深度，且在煤层和含水层之间存在有一定厚度的隔水层，奥陶系灰岩含水层往往在平面上延展的范围较大，其主要在地势较高处的裸露露头区接受大气降水或地表水补给，在煤层之下的含水层水往往处于高承压状态，一旦发生突水，往往呈现出突水点水压大，突水流速高的特点。（3）突水通道具有隐蔽性和难以探知性：陷落柱的形成原因决定了其具有点状导水构造的特点，尽管有些陷落柱的直径可达数百米，但和整个地质结构体相比，其仍具有很强的局部性，特别是在陷落柱的周边区域，地层层序仍保持着正常状态，这就形成了通过地层层序和构造形态分析预测陷落柱变的十分困难，甚至不可能，陷落柱的隐蔽性和难以探知性，决定了陷落柱突水具有突发性和难以防范性。根据对富盛矿井地质、水文地质、含隔水层空间分布规律及其构造特征的分析，可以得到告成矿井主要导水通道及其基本特征如下：：造成富盛矿井9煤开采突水的主要导水通道有发育于顶底板岩层中的天然构造裂隙，一旦巷道掘进或工作面回采过程中遇到该类导水裂隙就会造成矿井出水。工作面回采后产生的顶板岩层冒裂带会直接导通顶板断层碎屑岩和砂岩含水层水进入矿井，所以一旦发生顶板冒裂，且冒裂带内有水存在，会发生矿井采空区涌水增大。这一点已被目前揭露的水文地质条件所证实。底板采矿破坏导水裂隙导水。由于9煤底板相对隔水层较薄，一般厚度小于60m，底板所承受的水压在3Mpa左右。在采矿扰动和底板水压的共同作用下，很容易产生工作面底板导水裂隙导通薄层灰岩出水。封闭不良的钻孔：根据目前资料分析，富盛矿区不存在封闭不良钻孔。第二节影响和控制矿井主要充水因素分析根据对矿井水文地质条件和矿井水害特征的分析研究，可以得出影响和控制富盛矿井水害的主要因素有：大气降水：大气降水作为本区矿井各个充水含水层的最终补给水源，控制和维持着各含水层长期稳定的充水水量。如果没有大气降水的补给，随着矿井的生产排水，含水层水会逐渐趋于疏干，矿井的涌水量会逐渐减少。但应该明确的是大气降水是一个不可控因素，很难通过人为因素减少和控制。含水层的埋藏条件和构造开启性条件：由于主要充水含水层受大气降水的直接或间接补给，而大气降水的补给强度和补给速度主要受含水层的埋藏条件、构造裂隙发育条件和水循环开启性条件控制。目前的资料已经显现出随着含水层埋藏深度的增加，其富水性具有减弱的趋势。我们要充分研究和利用这一基本规律。构造发育情况特别是导水裂隙的发育与分布规律：裂隙储水、裂隙导水和裂隙突水已成为矿井水害的明显特征，裂隙的发育与否决定了矿井是否具有突水的条件，裂隙的导水性能及其空间联通网络的大小、网络之间水力联系的密切程度决定了单个出水点水量的大小。研究和探查导水裂隙的发育规律、空间展布规律和控制因素对有效预测和防范矿井水害具有重要意义。矿井采掘扰动：从矿井采掘层位与含水层的空间结构关系可知，9煤层与其顶板碎屑岩砂岩含水层之间并不存在稳定明显的隔水层，矿井采掘活动一旦揭露11煤层，必然造成其顶板碎屑岩砂岩含水层水流入矿井，流入水量的大小直接受采掘扰动裂隙波及含水层空间范围的大小及其与天然导水裂隙的沟通情况。一旦由于采矿扰动或揭露导水裂隙也会使该含水层水直接涌入矿井。第四章矿井水害特征及需要查明的主要水文地质问题第一节矿井已完成和基本查清的水文地质问题富盛煤矿属于技改矿井，已经进行了大量的水文地质勘探试验工作，积累了大量的较为丰富的矿井水文地质资料，应该说下列方面的矿井水文地质问题已基本查清：主要充水含水层的分布、结构、厚度及其埋藏条件已基本查清。主要充水含水层之间的结构关系以及与大气降水和地表水体之间相互联系已基本清楚。矿井充水的方式、途径和突水产生的条件基本清楚。矿井水害类型及其水害特征基本清楚。初步建立了矿井水文地质信息观测系统。目前存在并需查明的矿井水文地质问题目前尚需进一步查明下列决定矿井水害条件和矿井水害防治方法的关键问题：（1）查明采区或工作面范围内含水层的富水性、重点富含水区段的分布规律及其主要控制因素。（2）查明采区或工作面范围内存在的小规模隐伏导水构造，如断层、裂隙发育带及其分布与展布规律。（3）进一步查明各含水层水力动态特征，特别是不同含水层之间发生水力联系的位置、原因及其与矿井突水之间的相互关系。明确各含水层地下水流场及其随矿井生产排水的变化规律和趋势。（4）根据工作面回采条件（采厚、采宽、推进速度、采煤方法等）和岩石力学性质，计算分析回采过程和回采完成后对顶底板含、隔水层的破坏特征和破坏程度。（5）计算分析采掘过程中采区或工作面的涌水量，涌水特征及其安全疏降水量，为超前预防或治理工作面回采过程中发生意外突水的技术措施设计提供依据。第二节矿井近期与中远期分别应查明的水文地质问题一般情况下，矿井水文地质工作需要查清的重点任务有：（1）查明和控制矿区区域水文地质条件，确定矿区所处的水文地质单元的位置，详细查明矿区发育的主要含水层及其各个含水层地下水的补给、径流、排泄条件，区域地下水对矿区充水含水层的补给关系，矿区地表水系及气象因素与地下水的相互关系及其相互影响。（2）详细查明矿区含（隔）水层的岩性、厚度、产状，分布范围、边界条件、埋藏条件，含水层的富水性，矿床与顶底板含水层之间隔水层的厚度及稳定性。着重查明矿区主要充水含水层的富水性、渗透性、水位、水质、水温、动态变化以及地下水径流场的基本特征，特别是主采煤层顶底板隔水层所承受的静水头压力，确定矿区水文地质边界位置及其水文地质性质。（3）详细查明矿区或附近对矿坑充水有较大影响的构造破碎带的位置、规模、性质、产状、充填与胶结程度、风化及溶蚀特征、富水性和导水性及其变化、沟通各含水层以及地表水之间相互补给关系的程度，分析构造破碎带及其可能诱发的引起突水的地段，提出开采中对构造水的防治方案原则性建议。（4）详细查明对煤层开采有影响的地表水的汇水面积、分布范围、水位、流量、流速及其季节性动态变化规律、历史上出现的最高洪水位、洪峰流量及淹没范围。详细查明地表水对井巷可能的充水方式、地段和强度，并分析论证其对煤层开采的影响，提出开采过程中对地表水的防治方案原则性建议。（5）对于煤层与含（隔）水层多层相间的矿床，应详细查明开采煤层顶、底板主要充水含水层的水文地质特征和隔水层的岩性、厚度、稳定性和隔水性，不同含水层之间的水力联系情况，断裂与裂隙发育程度、位置、导水性以及沟通各含水层的情况，分析不同的采矿方式对隔水层的可能造成的破坏情况。当深部有强含水层或采区地表有水体时，应查明主要充水的中间含水层从底部或地表获得补给的途径和部位。（6）对已有多年开采历史的老矿区，应重点调查废弃矿井、周边地区小煤窑、已经采掘的老空区的分布位置、范围、埋藏深度、积水和塌陷情况，与地表及其它富含水的含水层之间的水力联系情况，大致圈定采空区，估算积水量，提出开采中对老空水的防治措施建议。（7）在水文地质条件勘探的基础上，应根据矿井采掘条件和矿井采掘规划，建立矿井涌水量预测预报模型，选择适合矿井水文地质条件的涌水量预测和计算方法，对全矿井涌水量、分水平涌水量、分采区涌水量进行计算预测。在条件许可的条件下还应对矿井可能形成的突水水量进行分析评估，为矿井防排水系统和能力设计提供基础资料。 （8）对于深部开采的矿井，应详细查明主要充水含水层的富水性及导水断裂破碎带向深部的变化规律。对矿井采掘过程中可能出现的高地应力、高温热害、有毒气体等进行勘探和分析，初步查明地应力、地热场的成因、分布及其对矿床开采可能带来的的危害。第五章矿井防治水技术路线及原则第一节矿井防治水工作的基本原则根据《煤矿安全规程》和《矿井水文地质规程》等相关技术规范的要求，结合米村井田地质、水文地质条件和防治水工作现状，米村矿防治水工作应该遵循以下原则：（1）预防为主，有疑必探，探治结合，探采结合，先探后掘，先治后采；（2）以基础水文地质工作为平台，井上探查手段以物探为主，钻探为辅；井下探测手段物探先行，钻探验证。井上下探测、监测与水文地质试验紧密结合；（3）以地下水信息监测为基础，建立矿井水害水情实时监测体系。（4）控制设防9煤顶板水，治理和受控疏放合理结合综合防范顶板水害。（5）探测和监控相结合，合理避让地质构造；（6）改造矿井防排水系统，提高矿井排水能力；（7）建立水害安全保障体系的整体规划，设计整体目标，分解阶段目标，分区、分阶段实施规划与设计；（8）防治水工程与矿井采掘工程相结合，防治水工程方案优化与经济效益相结合，选择经济有效、对矿井生产进度影响较小的防治水工程技术；（9）防治水工程与水资源的合理利用相结合，在防治矿井水害、合理受控疏放地下水的同时注意对地下水资源和地表水体的保护。第二节矿井防治水工作的技术路线根据本矿的水文地质基本条件与矿井水害特点，本防治水规划建议采用的防治水技术路线是疏堵结合以疏为主，技术途径是准确预测矿井涌水量，合理设计矿井排