第一章   前 言

一、目的任务

为了推进煤矿安全生产专项整治，逐步建立安全生产长效机制，落实“安全第一，预防为主”的方针，使煤矿企业能预防和避免矿山水害隐患威胁，根据省委黔党发【2003】17号文件的要求，受委托，我单位对贵州省水城县XXXXXXX煤矿井田范围及其所在区域进行了水文地质调查，其目的和任务如下：

1、目的

通过水文地质调查，基本查明井田内水文地质条件，井田主要水害类型、分布、易发地段及危害程度，并进行综合分析评价；对矿井充水因素进行分析，预测矿井涌水量，提出有效的“探、防、堵、截、排”等综合防治措施及建议，以利于煤矿企业预防和减少水害，并对矿区范围内地表和地下水资源的利用前景做出初步评价。

2、具体任务

（1）充分收集该矿井及其外围和区域水文地质资料；

（2）基本查明井田内水文地质条件及充水因素，预测矿井涌水量，预测开采过程中发生突水的可能性及地段；

（3）收集调查相邻矿井及井田内废弃小窑的分布、采空范围、开采深度、积水等情况；

（4）评价开采过程中井田水文地质条件的变化情况及矿井水利用的可能性途径；

（5）针对井田的主要水文地质问题及主要水害隐患，提出相应有效地“探、防、堵、截、排”综合防治措施及建议。

（6）提交《贵州省水城县XXXXXXX煤矿水文地质调查报告》。

二、地理位置

   XX煤矿位于水城县南东直距22km处，属水城县勺米乡管辖。水城—盘县公路从矿区南西部约6km通过，拟建的玉舍至马场桥公路从矿区南部边缘经过。地理坐标为：东经104°50′43″～104°51′34″；北纬26°28′03″～26°28′35″。交通较为方便（交通位置见插图1）。

XX煤矿井田范围呈不规则多边形，井田走向长约1.2km，倾向宽约0.6km。矿区面积0.6809Km²。矿区范围拐点坐标见表1.1。

表1.1    XX煤矿矿区范围拐点坐标一览表表

            

三、本次工作情况

接受矿山委托后，我单位立即组织技术人员成立项目组，于20##年12月8-9日开展野外水文地质调查，包括该矿井所处的水文地质单元区域范围内的水文地质调查、老窑调查、河流和冲沟调查等。20##年12月10日转入室内资料综合整理、分析研究，20##年12月21日完成水文地质调查报告编制工作。本次工作共投入以下工作量：

1、 完成1：2000矿井水文地质调查约1.8km²；

2、编制贵州省水城县XXXXXXX煤矿水文地质图一幅（1：2000）（含矿区综合水文地质柱状图及A—A`水文地质剖面图）；

3、编制贵州省水城县XXXXXXX煤矿矿井充水性图一幅（1：2000）；

4、编制《贵州省水城县XXXXXXX煤矿水文地质调查报告》一份。

 

插图1  水城县XXXXXXX煤矿交通位置图

第二章  区域水文地质条件

一、自然地理

1．地貌

矿区区域上地处贵州高原西部，位于长江流域与珠江流域分水岭地带，属构造侵蚀、剥蚀中低山地貌。

2．气象

矿区属温凉湿润的高原亚热带季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和，雨量充沛，年平均气温12℃，年平均降雨量1100～1300mm。11月至次年2月为冰雪凝冻期，最低温度达-2℃。

3．水文

根据区域水文地质条件，含（隔）水层（组）的分布、地表水系、地表分水岭及地貌、构造特征等，区域水文地质分区大致从野窝坪起，经双龙井至尖山坝一线为区域性的北西－南东向分布的地表分水岭。以此分水岭为界，可将整个区域划分为南、北两个大区。两个大区的地表水和地下水各自成系统，分别向南、北分流。北部区属乌江水系，南部区属北盘江水系，两大区之间不发生水力联系。格目底矿区属于南部分区之格目底小分区，小分区周围一般皆有峨眉山玄武岩隔水组围绕而构成完整的隔水边界，因而每一个小分区可视为一个独立的水文地质单元。水城县XXXXXXX煤矿位于格目底小分区水文地质单元内。区域上最低侵蚀基准面位于矿区外南侧的巴拉河，其年均流量为296.4l/s，枯水季节月平均流量为50l/s，最大洪水流量为34368l/s，其余水系多为季节性山间溪流多注入巴拉河。矿区区域上最低侵蚀基准面为巴拉河，标高1550m，矿井最低排泄基准面标高1580m，降雨是地下水的主要补给来源。

二、区域含（隔）水层

区域内出露的地层为沉积岩和岩浆岩，由新到老依次为：下三叠统永宁镇组（T₁yn）、飞仙关组（T₁f），上二叠统龙潭组（P₃l）和峨眉山玄武岩组（P₃β），第四系零星分布。现由新到老将各地层的地下水赋存条件分述如下：

1．第四系（Q）

主要为残坡积、冲洪积层的粘土、粉质粘土、砂砾石、碎石土组成，在区内分布广，主要分布在河流、河谷两岸、地形低洼地段，厚度变化大，厚0.2～20m，一般为10m。仅含微弱孔隙潜水。总体上该层为孔隙弱含水层。

 2、三叠系

（1）下统永宁镇组（T₁yn）：厚253～336m，按岩性分为两段。

第二段（T₁yn²）：顶部为一层厚18～23m之紫灰色薄层至中厚层泥质石灰岩，与上覆关岭组为连续沉积。主要岩性为紫红、浅绿灰、褐黄等色粉砂质粘土岩、泥质粉砂岩，夹灰色细粒砂岩、泥质石灰岩等。粉砂质粘土岩中，可见到碳化植物碎屑。细砂岩有5～6层，厚约0.4～3.5m，均较坚硬。泥质灰岩夹于中部，厚3.5～4.2m，较稳定。此段厚101～131m。含碎屑岩类基岩裂隙水夹碳酸盐岩类岩溶裂隙水, 地下水径流模数为0.1～4升/秒.平方公里，中等～弱含水岩组。  

第一段（T₁yn¹）：厚152～205m。为灰、浅灰、棕灰色薄层至厚层状石灰岩、含泥质石灰岩与灰、灰绿色极薄层状泥质石灰岩交互组成。灰岩多具细至粗晶结构，泥质灰岩则具清楚之蠕虫状构造。中部及上部尚夹厚0.4～0.5m之鲕状石灰岩四层，顶部则有厚5m左右的白云质灰岩一层。含碳酸盐岩类岩溶裂隙水，地下水径流模数为4～10升/秒.平方公里,强富水岩组。

（2）下统飞仙关组（T₁f）

厚621～765m，主要由粉砂岩、细粒砂岩、钙质石灰岩、含粉砂质粘土岩、泥质粉砂岩及粘土岩组成。含碎屑岩类基岩裂隙水, 地下水径流模数为0.1～1升/秒.平方公里，含水贫乏，弱含水岩组。

3、二叠系

（1）上统龙潭组（P₃l）

为区内含煤地层，本组为一套陆相为主的海陆交替相含煤沉积。在井田范围内总厚358～457m，岩性主要由各种灰、灰黑、黑等深色中、细粉砂岩、煤、粘土岩及少量的泥质灰岩、菱铁岩组成。主要为碎屑岩类基岩裂隙水, 地下水径流模数为0.1～1升/秒.平方公里,含水贫乏,弱含水岩组。

（2）上统峨眉山玄武岩组（P₃β）

上部为灰绿色、深灰色拉斑玄武岩，间隐结构玄武岩，夹4～12m之紫、黄褐、灰绿色凝灰岩或凝灰质、粉砂质粘土岩，下部为深灰黑色块状拉斑玄武岩及少量玄武质熔岩集块岩，玄武质凝灰熔岩。与下伏茅口组地层呈假整合接触，厚度不详。含基岩裂隙水, 地下水径流模数为0.1～1升/秒.平方公里，含水贫乏，弱含水岩组。

三、区域地质构造

矿区区域上位于格目底向斜东段之南西翼。格目底向斜轴迹呈北西～南东走向，轴部地层为侏罗系地层，两翼地层为三叠系～二叠系地层。

四、区域地下水的补、径、排条件

大气降水是区域内地下水的主要补给源，通过风化带、裂隙、洼地、漏斗、落水洞等渗入地下，形成基岩裂隙水、溶洞水等，地下水总体由南西向北东径流，局部在地势低洼处可形成下降泉或暗河出口，最后汇入巴拉河。

五、水文地质单元特征

根据含水岩组的分布，地下水的补、径、排，地表水、分水岭构成的边界特征，XX煤矿位于格目底向斜汇水盆地的补给区。

六、老窑积水

区内民采煤炭历史悠久，老窑较多但数量不清，开采情况不明。本次调查资料的老窑只是其中的一部分。由于二叠系上统龙潭组地层中的可采煤层底板一般都隔水，老窑在地下形成一个个积水仓，是区内无法查明的水害隐患。

第三章  矿井水文地质条件

 一 、概况

矿井位于格目底向斜东段之南西翼，区内总体地势为南低北高。区内最高点位于矿区北部大营上山顶，海拔2092m，最低点位于矿区南部边界的工业场地内，海拔+1580m，最大相对高差512m。+1580m 为矿区最低侵蚀基准面标高。

二、矿井水文地质

1．地 层

矿区及其附近出露的地层有下三叠统飞仙关组（T₁f）、上二叠统龙潭组（P₃1），第四系零星分布。龙潭组是该区的含煤地层。现由新到老简述如下：

（1）、第四系（Q）

主要为残坡积、冲洪积层的粘土、粉质粘土、砂砾石、碎石土组成，在区内分布广，主要分布在河流、河谷两岸、地形低洼地段，厚度变化大，厚0.2～20m，一般为10m。

（2）、下三叠统飞仙关组（T₁f）：厚621～765m，共分四段。

第四段（T₁f⁴）：厚146～159m。为紫灰、暗紫色含钙质泥质粉砂岩、细粒砂岩、钙质石灰岩等组成。本段上部富含钙质，且越接近永宁镇组钙质含量越高，其中见有钙质条带及透镜体。下部仅偶含钙质。但碎屑岩粒度则见增粗，在紫红色粉砂质粘土岩中，夹3～4层厚1～3m之暗紫、浅绿灰色细至中粒砂岩，这些砂岩的分选性及磨圆度均差。且交错层发育。泥质灰岩位于本段上部，共两层。其中上层厚7.68～12.11m，下层厚3.7～6.08m，均明显地由西向东增厚。本段底部之含泥质粉砂岩呈灰绿及蓝灰色为与第三段的分界标志。本段矿区内未出露。

第三段（T₁f³）：厚218～272m。上部以浅黄灰、浅豆绿色粉砂岩及泥质粉砂岩为主，夹厚1～3m的细粒砂岩数层。下部则为暗紫、浅褐黄色粉砂岩、泥质粉砂岩、含粉砂质粘土岩等组成的具粒度旋回结构的一套地层。每一旋回底部粒度均较粗，向上逐渐变细。分布于矿区东北部边界。

3、第二段（T₁f²）：厚41～71m。由厚5～7m的三层紫灰、绿灰色薄至厚层细粒砂岩及其间夹两层暗紫色泥质粉砂岩组成。分布于矿区东北部。

4、第一段（T₁f¹）：厚216～263m。上部岩性与第三段下部相似，亦为粒度旋回结构的地层。但每一旋回厚度较大，可达3～5m，且颜色逐渐由以暗紫色为主变为以灰绿色为主，即由主要为暗紫色夹灰绿色条带向下渐变至主要为灰绿色夹暗紫色条带，下部则全部为灰、灰绿色粉砂岩、泥质粉砂岩，富含黄铁矿晶粒，近底部则粉砂质含量愈少，最底部则为粘土岩。底部富含海豆芽、克氏蛤等动物化石。分布于矿区中、北部。

2、上二叠统龙潭组（P₃1）

本组为一套陆相为主的海陆交替相含煤沉积。在井田范围内总厚358～457m，岩性主要由各种灰、灰黑、黑等深色细粉砂岩、粉砂岩、煤、粘土岩及少量的泥质灰岩、菱铁岩组成。其下与峨眉山玄武岩组呈不整合接触，其上与三叠系下统飞仙关组呈假整合接触。本组可分为四个岩性段，现由上至下分述如下：

第四段（P₃l⁴）：下起M20之顶界，上止下三叠统飞仙关组的底界，厚97～120m。主要由灰、灰黑色粉砂岩、粉砂质粘土岩、细粒砂岩、薄层泥质灰岩及粘土岩所组成，含动物化石较为丰富，中夹可采及局部可采煤层六层，即M2、M5、M10、M11、M15和M18。分布于矿区中、南部。

第三段（P₃l³）：下起于二段的顶界，上止于M20煤层的顶界，厚102～120m。由薄至中厚层灰色粉砂岩、砂质粘土岩、细粒砂岩及粘土岩所组成，中夹可采及局部可采煤层四层，即M20、M30、M35和M40。分布于矿区南部及其边界。

第二段（P₃l²）：下起于一段（P₃l¹）顶界，上止于大巷砂岩底界，厚119～164m。由灰色粉砂岩、粘土质粉砂岩、细粒砂岩及粘土岩组成，中夹煤层较多，多薄而不可采，仅M59、M80和M103三层煤，局部达到可采厚度。分布于矿区外的南部。

第一段（P₃l¹）：下起（P₃β）玄武岩顶界，上止硅质灰岩顶界，厚40～53m ，主要为灰色细粒砂岩、泥质粉砂岩及粘土岩所组成，顶部为一层硅质灰岩，中夹二层可采煤层，即M107、M108-1，为较稳定煤层。分布于矿区外的南部。

2．含水岩组水文地质特征

根据矿区出露地层的水文地质特征，区内地层含水岩组为基岩裂隙水，其特征如下：

（1）下三叠统飞仙关组（T₁f）主要由紫灰、暗紫、浅黄灰、浅豆绿色、灰、绿灰等的粉砂岩、细粒砂岩、钙质石灰岩、含粉砂质粘土岩、泥质粉砂岩及粘土岩组成。上二叠统龙潭组（P₃l）岩性主要由各种灰、灰黑、黑等深色细粉砂岩、粉砂岩、煤、粘土岩及少量的泥质灰岩、菱铁岩组成。上述地层总厚979～1222m。为基岩裂隙水,含水贫乏，弱含水岩组。

3.构造

矿区位于格目底向斜东段之南西翼，为一向北东倾斜的单斜构造，总体地层倾向一般在15～30°之间，倾角15～38°之间，区内断层较为发育，无褶皱构造。XX煤矿位于勺米井田和滥坝井田的接合部，主要矿区范围在勺米井田内，局部矿区范围在滥坝井田内，F97断层为两个井田的分界，在矿区范围内有F97、F98、F99、F100。因此，现就矿区内的主要断层特征及对煤层的破坏程度分述如下：

（1）、F97平移断层：为勺米井田和滥坝井田的分界。断层北起于干河沟以北的中三叠统地层中，向南经干河沟、凉山垭口、苗坟垭口、范家冲，至斩龙门以南之龙潭组第二段中消失，全长2600m。断层在各处均表现为相当层位西盘向北、东盘向南推移，使地层沿走向不连续。在干河沟正沟中局部断层破碎带清楚，宽约1m左右，断层产状276°∠83°。从干河沟向北远望永宁镇组灰岩形成的陡崖，可见断层表现为向西倾的逆断层，断层产状290°∠63°。自凉山垭口向南，断层通过之处，地形均为明显的横沟或山垭。F98等断层被其错开，其形成时间较F98走向断层为晚。断距以凉山垭口以南最大，落差达118m，几乎断开所有煤层，对煤层的破坏性大，对煤矿的开采影响大。

（2）、F98走向逆断层：起于32勘探线以东的飞仙关组第三段地层中，向西经30-1勘探线后，即出露于飞仙关组第一段地层中，至矿区西部被F97所切。区内全长约1800m。在32～31勘探线之间，地表为一由二至三个相互平行、相距数米的断层破碎带组成的断层带。再往西至范家冲东侧，又见大量的断层角砾岩，且地层不连续，认为系F98向西延伸部分。

ZK303钻孔于井深560.28m及579.89m两处遇此断层，造成该孔三次见M2煤层，重复地层25m左右，系一宽约10m的断层带。根据钻孔及地表断层点图解得东段断层产状为28°∠55°，西段断层产状推断为350°∠59°。断距以31勘探线附近地表最大，落差97m，向深部逐渐减小，至龙潭组第二段顶部消失。龙潭组第三、四段的全部可采煤层均遭破坏，而以龙潭组第四段的顶部各煤层破坏最严重。

（3）、F99走向正断层：东起于31勘探线以东约40m，向西经斩龙门被F100所切，同时被范家寨滑坡所掩盖。区内长约400m，出露于M18与M35之间。TC302中见断层上盘为M20顶板之“排骨层”，地层倾角较大，并有由牵引形成的小褶曲，下盘为M30顶板，缺失地层约38m。

ZK329钻孔于井深180.73m（标高1533.31m）处遇此断层，上盘为M40，下盘为M50附近，缺失地层约23m左右。根据钻孔及地表断层点图解得断层产状为18°∠58°。断距浅部最大，落差58m，向深部逐渐减小，推断至龙潭组第一段顶部消失。仅龙潭组第三段的主要可采煤层浅部遭破坏，。

（4）、F100斜交正断层：南起于30-1勘探线以东约70m处的龙潭组第二段顶部，沿北西方向经斩龙门延伸到龙潭组第四段后被范家寨滑坡所掩盖。区内长约310m。TC301中见断层上盘为M18，下盘为M35，缺失地层约71m。

ZK329钻孔于井深203.08m（标高1511.02m）处遇此断层，上盘为M59，下盘为M70上部，缺失地层约20m左右，根据钻孔及地表断层点图解得断层产状为86°∠65°。断距与浅部相比，向深部逐渐减小，推断至M70下部消失，最大落差71m。仅龙潭组第三段的主要可采煤层浅部遭破坏。

上述断层的存在，破坏了地层与煤层的完整性，可能会沟通上覆地表水和下伏地下水，导致井下出现突水、涌水事故。

4．可采煤层及顶底板岩性

    矿区内可采煤层为M2、M5、M10、M11、M15、M18、M20、M30、M35、M40、M59、M80、M103、M107、M108-1号等15层煤层，其空间位置、顶、底板岩性及其特征详见表3.1。

表3.1   XX煤矿可采煤层空间位置及其特征简表

从表3.1可知：

（1）M2号煤层上距飞仙关组底界1.7～16.69m，煤层上覆621-765m厚的弱含水岩组，为基岩裂隙水。

（2）M108-1号煤层距煤系底界6.21～11.3m，该岩层为弱含水岩组，为基岩裂隙水。

（3）各煤层顶、底板主要为弱含水岩组，为基岩裂隙水。

5．矿区地震

根据《贵州省地震烈度区划图》，井田范围地震烈度小于Ⅵ度，属稳定地块。

三、老窑、本矿井和邻近矿井采空区及积水情况

区内采煤历史悠久，多半为当地村民在煤层露头附近进行采煤活动，形成多处老煤窑，老煤窑硐口因前几年在政府整顿煤矿安全开采秩序时已被炸封，故绝大多数老硐口位置不详，老窑采空区内可能有积水，但积水量不详。该矿为建设矿井，据业主提供的实测资料，在矿井中部原XX煤矿范围内有M18号煤层形成的46052m²老采空区，其中在其最北部的最低采空区内有约2752m³积水量，在矿井西部原龙井水煤矿范围内有M26号煤层形成的9032m²老采空区。矿井外围的东南、西北部有有证煤矿山，因受条件限制，无法调查其积水情况，其积水情况不详。但该区域属于格目底向斜水文地质单元，故位于XX煤矿东南、西北侧的邻近矿井采空区，其采空区积水将对本矿井构成威胁，可能会引发本矿井产生突水事故。

第四章    矿井充水因素分析

一、 大气降水对矿井充水的影响

大气降水是矿区地下水的主要补给来源，因此，大气降水对矿井充水有着较大的影响。矿区主采煤层顶板厚度多数小于顶板安全厚度，虽整个矿区煤层顶板为较稳定型，但当矿区大面积采煤时，顶板岩层将产生不同程度的岩层移动及变形，导致地面塌陷、山体开裂、岩崩等，大气降水及地表径流将沿地裂缝或塌陷坑直接渗入井下，形成矿井涌水。

二、地表水对矿井充水的影响

区内可采煤层缓倾斜展布于大部分矿区，并在矿区西南、南、东南部缓坡和冲沟中有露头，区内有多条冲沟，冲沟水沿途接受泉水、煤窑水及山坡紊流的补给，雨季还有较大面积大气降水的汇入，水量较大，这些冲沟水多穿含煤地层露头而过。冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风氧化带或者煤层上覆岩层的风化裂隙直接接触，为矿井开采的直接充水水源。此外，位于矿区外侧西南部的巴拉河距离矿区最近的平面距离为220m，其河床在此地段的最低标高约为+1500m，当矿井的最低采深（+1100m）低于+1500m时，巴拉河水通过断裂、风化裂隙进入矿坑，为矿井开采的直接充水水源。

三、地下水对矿井充水的影响

对矿井充水影响较大的地下水，是煤层下伏的茅口组灰岩的岩溶裂隙水，这些地下水通过导水断裂直接进入矿井，形成矿井涌水。

四、老窑、本矿井和邻近矿井采空区积水对矿井充水的影响

矿区范围内沿煤层露头线一带有较多民采老窑分布，这些老窑在前几年经政府炸封后，现绝大部分老窑采空区的规模和分布等具体情况不详，老窑采空区内可能有积水，但其积水量不详；本矿井中部M18号煤层老采空区内有约2752m³积水；邻近矿井采空区的规模和分布等具体情况亦不详，故老窑、老采空区内以及邻近矿井采空区内（可能）存在的积水必定对XX煤矿矿井涌水有影响。

五、构造破碎带对矿井充水的影响

矿区内及其边界外围发育有6条断层，断层的存在破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度，在塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，而在刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的地表水和下伏的地下水，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场，使地表水、地下水可能沿断裂带进入矿井，对矿井充水有很大的影响。

第五章   矿坑涌水量预测

一、矿坑涌水量预测方法的确定

矿井位于接受大气降水的补给区，主井设计位于矿区南部一较陡的沟谷中。矿井充水主要因素为地表水、地下水、老窑、老采空区和邻近矿井采空区积水以及断层破碎带导水等。矿井涌水量采用大气降水入渗法计算，原则上是根据矿区地貌、岩性、构造、岩溶发育程度等的差异，来确定矿区的入渗系数、汇水面积等有关水文地质参数，按公式进行计算，大气降水的渗入量为矿井涌水量。

二、水文地质参数的确定及矿井涌水量预测结果

根据该矿提供的开采时涌水量实测资料，矿井正常涌水量为8m³/h，最大涌水量为24m³/h。采用比拟法进行估算未开采区域的矿井涌水量： Q=Q1×

式中：

Q——预测矿井涌水量（m³/h）

Q1——矿井现状实测涌水量（m³/h）

F——矿区开采面积（km²）

F1——现状矿井实际采区面积（km²）

S——预测未来地下水位下降值（m）

S1——矿区现状水位降深值（m）

表5.1 XX煤矿煤矿矿井涌水量估算成果表

根据计算结果（表5.1），矿井终采时的正常涌水量为71m³/h，最大涌水量为213m³/h，总体上看，涌水量较大。

三、 矿井发生突水可能性及地段预测

矿区煤矿开采时，因矿区内的南部等有冲沟水和矿区外的西南侧有巴拉河流过,故在区内冲沟水分布地段和靠近巴拉河地段发生突水的可能性较大。此外,在区内断层破碎带通过地区，断层破碎带可能会沟通上部地表水和下伏茅口组的岩溶水，导致地表水和茅口组的承压水发生突水的可能性较大。故在煤层开采过程中，一定要搞好防水安全措施。

第六章   矿区水害综合防治措施

一、 依据

《煤、泥炭地质勘查规范（DZ-T0215—2002）》（2002－12－17）对矿区水文地质勘查类型的划分条件。

《地方煤矿实用手册》（1989年版）对矿井防水煤柱留设。

二、 矿区主要水害类型

据本次水文地质调查工作及对矿区历史的调查，矿区存在水害主要有以下五种类型：

1.老窑、老采空区和邻近矿井

矿区内的煤层露头线一带老窑采空区内可能有积水,本矿井老采空区内存在积水，邻近矿井可能有采空区积水。

2.大气降水

由于煤层顶板厚度较薄，多数厚100～200m，其厚度小于顶板安全厚度，矿井地下大面积开采，形成采空区，使天然应力平衡状态受到破坏，顶板发生变形、断裂、冒落、塌陷。大气降水将通过裂隙、塌陷坑等直接进入井下，形成矿井涌水。

3.灰岩岩溶裂隙水

当矿区内的断层切穿煤层下伏茅口组灰岩岩溶裂隙含水层时，灰岩中的承压水通过断层直接灌入井下，形成矿井涌水。

4.断裂导水

矿区内的断裂较发育，采矿作业揭穿断层时，可能产生突水。

5、地表水

区内有冲沟分布，矿区外的西南侧有巴拉河自北西向南东流过，由于煤层顶板厚度较薄，当矿井地下大面积开采，形成采空区，使天然应力平衡状态受到破坏时，顶板发生变形、断裂、冒落、塌陷。地表冲沟水和巴拉河水将通过裂隙、塌陷坑等直接进入井下、形成矿井涌水。

三、评价矿井水文地质条件复杂类型

XX煤矿各煤层开采深度范围内，大部分位于矿区最低侵蚀基准面（1580）之下，主要充水含水层富水性弱，断层破碎带富水性中等，第四系覆盖面积小且薄，疏干排水可能产生少量塌陷和沉降，水文地质边界较复杂，根据《矿区水文地质工程地质勘探规范（GB12719—91）》第4.1.3条，XX煤矿矿井水文地质条件属于中等复杂类型。

四、水害综合防治措施

根据矿区的主要水害类型，应采取相应的“探、防、堵、截、排”等综合防治措施。

1．探放水措施

必须作好水害分析预报，坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则。

矿区内有冲沟，矿区外的南西侧有巴拉河，这些冲沟水和巴拉河水会沿断层、裂隙、塌陷坑等进入老窑和本矿井的采空区内形成积水。此外邻近矿井的采空区可能会有积水。故接近积水地区掘进前或排放被淹井巷和积水前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。

探水眼的布置和超前距离，根据矿井水头高低、煤（岩）层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。探水眼的布置一般呈放射状布置，中间眼方向为巷道方向。超前距离在煤层中不得小于30m，岩层中不得小于20m。探水眼的数量不少于3个。本矿的超前距离全部采用30m。

打开隔离煤柱前必须探放水。

接近可能与地表水体相通的断层破碎带时必须探放水。

接近未封闭又可能突水的钻孔时必须探放水。

煤层顶板有采空区水体存在时，应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或采空区积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。

煤系底部有强承压含水层时必须探放水。

采、掘工作面接近其它可能突水段时必须探放水。

2．防水措施

必须及时查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，疏水能力和有关水利工程情况，掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水、排水系统。

在煤层风氧化带、冲沟、采空区及断裂破碎带周围，开采水平和采区之间留设防水安全煤柱，防水安全煤柱留设宽度按下式：H_水≧H_裂＋H_保＋H_风计算，按以上原则，防水安全煤柱的宽度计算值见下表6.1。

表6.1                  防水煤柱留设表

接近水淹或可能积水的井巷、老窑、冲沟和巴拉河时，井巷出水点的位置及其水量、有积水的井巷及采空区的积水范围、标高和积水量，必须绘制在采掘工程平面图上，并在水淹区域标出探水线的位置。采掘到探水线位置时，必须探水前进。

接近冲沟和巴拉河、含水层及与之有水力联系的导水断层、裂隙（带）、塌陷区时，必须查出其位置，并按规定留设防水煤柱。巷道必须穿过上述构造时，必须探水前进。如果前方有水，应超前注浆封堵加固，必要时预先建筑防水闸门或采取其他防治措施。

3.堵水措施

井口附近或塌陷区内外的地表水体可能贯入井下，必须采取修筑沟渠，排泄积水措施，对较低洼地点、塌陷区及地面裂隙应及时采取填坑、补凹、整平地表、修筑排洪沟等措施。另外为防止山洪爆发及地表水不至冲垮地面建筑物。

4. 截水措施

根据矿井涌水量、突水量及透水量的大小，在矿井下修建水仓，截断及缓冲矿井涌水、透水对工作场所的危害。

所有建（构）筑物周围均设置排水沟，为防止雨季洪水进入井下，在井口上方及外沿设置截水沟，顺自然冲沟排出场外。

5. 排水措施

井下排水设施保证完好，水仓、水沟及时进行清理。

根据《煤炭工业小型煤矿设计规定》，主排水泵的选择，必须能使工作水泵总能力在20h内排出矿井内24h的正常涌水量；备用水泵的台数应不小于工作水泵台数的70%，且工作水泵和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量；检修水泵的台数应不小于工作水泵台数的25%。

根据《煤炭工业小型煤矿设计规定》，对于矿井正常涌水量在50m³/h及以下，最大涌水量在100m³/h及以下的矿井，要选用三台水泵、两条管线排水，其中一台工作，两台备用，一条管线备用。

根据设计规范，要求水仓能容纳8个小时的正常涌水量，要求水仓容量必须满足生产需要。

第七章    结论及建议

一、 结论

1、矿区地下水的补给为接受大气降水，地下水总体上由南西向北东流动，预测矿井终采时的正常涌水量为71m³/h，最大涌水量为213m³/h，水文地质条件复杂程度属于中等类型。

2、矿区开采M2、M5、M10、M11、M15、M18、M20、M30、M35、M40、M59、M80、M103、M107、M108-1号等15层可采煤层，上部的M2号煤层上距飞仙关组底界1.7～16.69m，下部的M108-1号煤层距煤系底界6.21～11.3m，各煤层顶、底板主要为弱含水岩组，为基岩裂隙水。矿井充水因素主要为大气降水、地表水（主要是巴拉河）、老窑、本矿井和邻近矿井采空区积水、断层水和煤层下伏茅口灰岩含水层岩溶裂隙充水等。

3、充水形式主要为渗水、裂隙水、突水三种形式。

4、矿区沿煤层露头线一带有老窑，冲沟水和巴拉河、老窑采空区和本矿井采空区以及邻近矿井采空区内的积水等从四周对矿井涌水埋下隐患，发生突水的可能性较大。

5、矿区顶板厚度多数小于安全厚度，顶板岩体变形较大，对矿区水文地质条件改变较大。

二、 建议

1、开采矿区最低侵蚀基准面以下的煤层和巷道穿过断层破碎带时，注意探防水，防止井下突水事故的产生。

2、矿井水害为煤层开采过程中的主要灾害之一，具有发生突然、危害性较大的特点，建议设立专人负责该项工作，经常调查了解井田范围及周边矿井开采、积水及涌水量情况，地表开裂及塌陷情况，并及时上图和处理。

3、必须加强矿区工作人员井下水害安全意识教育，让每个工作人员增强防灾抗灾的能力。

4、在施工过程中应注意对工作面的观察，发现有冒汗、淋水、掉块、片帮等异常现象时应采取相应的安全措施。

5、综合利用水资源，建议在井下合理布置水仓，地面修建污水处理池，将矿井水处理后，充分利用作为工业用水或排放，不要将矿井废水直接排放，以免造成水资源的污染。

6、抓好雨季“三防”和突发性地质灾害的预防工作。