鶴煤四礦防治水研究

許江濤

（河南工業和信息化職業學院，河南 焦作 454000）

1 區域概況

鶴煤四礦礦區位于鶴壁市北，南與一、二礦相接，北與九礦相鄰，隸屬鶴壁市鶴壁集鄉。本區為丘陵地貌，地勢北西高、南東低，地面標高126～227m。本區屬海河流域衛河水系，湯河為區內唯一季節性河流，其發源于鶴壁市西中窯頭附近，經本區南部、湯陰縣城、在內黃縣境內注入衛河，流量0.3～0.4m3/s,歷史最大洪水流量1280m3（1980年8月），歷史最高洪水水位140m左右。

2 主要含水層、隔水層特征

根據以往區域水文地質研究，本礦所處區域水文地質單元西界北起銅冶，向南經天喜鎮、鶴壁集、許家溝一線為界，為一僅南北向延伸的中奧陶統與中石炭統的巖層接觸帶。東部以青羊口斷裂為界，南端在新村一帶與西部邊界相交，該邊界在深部起阻水作用。該單元北界尚未查明。本單元主要由石炭系、二疊系與新第三系碎屑巖組成，含水組巖性主要為灰巖、砂巖和礫巖，相對隔水巖為泥巖、沙質泥巖等，是一個以裂隙巖溶水和裂隙水為主的多層含水結構。下伏中奧陶統裂隙巖溶含水組水量豐富，水壓力高。單元內斷裂發育，巖層走向近南北，向東緩傾斜。本單元與西部水文地質單元的小南海～天喜鎮泉域、許家溝泉域兩個二級水文地質單元由水力聯系。本礦位于該水文地質單元的中部。

2.1 地表水

區內地勢西高東低，為丘陵地貌，地表被第四系黃土和第三系粘土及礫石層覆蓋。流經井田的河流有陳家灣河和寺灣河，發源于距井田3～4km的西部山區，流向由西向東注入衛河的支流湯河。兩河流域均屬季節性河流，旱季河床干枯，井田內河床基底為50～80m第三系粘土，阻水性能極佳，使得地表水與基巖地下水不發生水力聯系，對礦床開發無影響。

2.2 含水層

根據以往勘探資料（巖性、結構、富水性、賦存特征等）及二煤層開采已來的生產實踐，將礦井范圍內含水層劃分成五個，分述如下：

（1）中奧陶統灰巖含水層

O2f灰巖含水層位于二1煤層下102.39～183.50m，礦區西部山區廣泛出露，補給條件好。區內有20個鉆孔揭露該層，揭露最大厚度123.4m（76水源孔），據區域資料：O2f灰巖含水層厚度397.97m。巖溶發育的大致規律是：0～100m以裂隙為主，有少量溶洞，洞內充填有鋁土質砂巖；100～200m，裂隙和溶洞都不發育；200～300m，巖洞發育，以溶洞為主。該層厚度大，補給充足，富水性強，水頭高，是二1煤層底板威脅最大的間接充水水源。太原組下段L2灰巖含水層

C3L2灰巖含水層位于二1煤層下83.9～135.32m，厚度一般58.5m，是二1煤層底板間接充水含水層。該層厚度小，補給條件一般，巖溶裂隙發育中等，富水性中等，含巖溶裂隙承壓水。

（2）太原組上段L8灰巖含水層

C3L8灰巖含水層位于二1煤層下，一般間距20～35m，因斷層影響，間距最小值出現在 76-4（8.25m）、76補 4（5.38m）兩個孤立點位，C3L8灰巖厚度一般3.5～5.5m，屬二1煤層底板直接充水含水層。由于其厚度小，補給條件差，以靜儲量為主，本區揭露該層的鉆孔，無一孔發生漏水，裂隙不發育，富水性較弱，含巖溶裂隙承壓水。

（3）二1煤層上60m砂巖含水層

該層由二1煤層上60m范圍內的中、粗粒砂巖組成，其中以S10為主，厚度1.5～28.6m，一般厚度8.4m，是二1煤層頂板直接充水含水層。其補給條件差富水性很弱，一般與其它含水層無水力聯系，采掘揭露時均為滴水或淋水，并很快自行干枯，因此對開采無影響。

2.3 隔水層

第三系底部粘土巖隔水層，分布廣，厚度均勻，能有效阻隔第三系李巖中裂隙水和第四系沙礫卵石層中的孔隙潛水向下滲透。

C3L8灰巖含水層與二1煤層一般間距20～35m，由砂巖和砂質泥巖、泥巖組成，砂巖含水性差，砂質泥巖和泥巖隔水性良好，正常情況下，可以起到隔水作用。

C3t中段沙泥巖互層，隔水性良好，正常情況下，可以起到阻隔太灰上、下段兩水層的水力聯系作用。

C2b鋁土質泥巖厚度一般10m以上，泥質成分高，隔水性良好，正常情況下能有阻隔O2f灰巖水向礦井充水。

2.4 含水層的水力聯系及斷層導水性

（1）含水層間的水力聯系

各含水層間因具有相對穩定的隔水層，越流補給量小。從歷年來已開采區的出水點資料看，二1煤層頂、底板砂巖和灰巖含水層出水點，出水持續時間都不太長，并自行疏干。由此說明在無斷層影響下，區內C3L8、C3L2和O2f間屋水力聯系。

（2）斷層導水性評價

F40、F44斷層帶使奧灰與二1煤層及C3L8灰巖對接，馬莊及建設兩小礦在此帶附近發生奧灰突水淹井并向本礦區透水，足以說明此帶導水、富水性極佳，也是本區地下水的主要補給通道。在F618附近的10-1孔C3L8漏水，且形成局部一級高溫區，說明該斷層具有一定導水性，深部高溫水沿此帶向上頂托排泄。根據生產實踐所揭示，區內NNE、NE方向斷層導水性好，當斷層落差較大溝通C3L2和O2f灰巖時，將形成富水帶，給開采帶來威脅。勘探階段所進行的斷層抽水試驗揭示的斷層導水性、富水性差，屬天然狀態下情況。而在生產條件下，因開采而導致原始平衡被打破，在形成新的平衡過程中，某些斷層可能會由不導水轉變為導水。經綜合分析預計礦井的正常涌水量為50m3/h，最大涌水量為80m3/h。

3 防治水措施

本礦井水文地質條件基本為中等類型。為防止新生界含水層的水潰入和斷層導水，留有足夠的防水煤柱；對于原生裂隙和采動裂隙導水采取掘進工作面超前預注漿封堵，回采工作面在地面建立注漿站進行工作面底板改造。因此，本礦井預防水災的重點主要是奧灰水，特別是在有斷層等構造帶的地方更應高度重視。

巷道過斷層時，要采取探放水措施，先探后掘。探清楚其范圍及水力聯系，并留有足夠的安全煤柱。一旦發現斷層或陷落柱有導入奧灰水情況時，礦井必須視為水患礦井，并采取相應的措施。嚴格執行“立足采面、物探先行，以堵為主，疏堵結合，分類治理，綜合防治”方針。

井下巷道大多數沿煤層布置，受煤層起伏影響較大，巷道中難免會出現積水現象，在礦井生產期間應根據實際情況，在巷道適當位置設置水窩，由小水泵將水窩水排至井底車場水倉，保證井下巷道運輸暢通。

［1］李學偉,許江濤.平煤寧莊井防治水研究[J].科技信息,2014(11).

［2］鄧寅生,王煥忠,文廣超,等.煤礦水害防治信息化[M].北京:煤炭工業出版社,2011.

［3］許江濤,劉超.平煤十三礦防治水研究[J].科技視界,2013(11).