箭竹坪煤礦水文地質特征及礦井充水條件分析

（福煤（漳平）煤業有限公司 福建漳平 364403）

箭竹坪煤礦位于閩西龍永煤田東北部邊緣地帶，漳平～龍巖復式向斜構造東翼，西側毗鄰石筍坑煤礦。區內斷裂構造發育，總體構造形態為一軸向南北向的向斜構造，狀如船狀，中間低凹，四周漸高。礦井主要可采煤層為童子巖組三段的21#、22#、28#、28#下和 29#煤層及一段的 31#、39#煤層。目前礦井處于基建階段，但隨著礦井采區的布置延深，礦井充水將成為影響煤礦生產的重大隱患。因此，研究礦區水文地質特征，分析礦井充水條件，對于今后生產具有重大意義。

1 水文地質特征

1.1 地表水體

礦區地貌為構造侵蝕～剝蝕型中低山區，植被發育。主要分水嶺呈北北東走向，地形切割強烈，溝谷兩邊坡度較大。大氣降水多順溝谷排泄出礦區，徑流條件好，排水通暢。區內無大的地表水體，北部外圍王坑溪和東部外圍箭竹坪溝是雨源型溪溝水，坡降大，排泄通暢，礦區區域地質圖見圖1。

1.2 含隔水巖組

礦區內含水巖組有6個，其中天瓦崠組、童子巖組一、三段、翠屏山組、溪口組、下村組是裂隙含水層，富水性弱；棲霞組含水層是裂隙巖溶含水層，富水性弱～中等[1]。

翠屏山組為煤系地層的直接蓋層，礦井在基建及今后開采時，將成為童子巖組三段間接充水含水巖組；溪口組及天瓦崠組位于礦區左右兩側，與F2、F1斷層接觸，對未來礦區存在一定側向充水作用；童子巖組一、三段為礦井開拓及今后開采過程中的直接充水含水巖組；棲霞組隱伏于礦區深部，由于緩傾角斷層影響，使煤系地層局部與棲霞組灰巖鄰近或呈不整合接觸[2]，斷層局部導水，造成灰巖水對煤系地層裂隙水有充水作用。

礦區內主要隔水巖組有兩個分別為：童子巖組二段和文筆山組。

1.3 構造水文地質特征

箭竹坪煤礦區總體為一向斜構造，地層走向NE，軸向NE～SW，東翼傾向 NW～SW，西翼傾向 EN～ES，傾角 10°～40°，沿走向、傾向均有寬緩狀起伏。礦區內斷裂發育，主要有滑脫斷裂 F0、F1，近 SN 向正斷層 F5、F9，及 NE 向正斷層 F2、F4等，總體礦區內南部斷裂、褶皺構造相對北部發育。受構造作用影響，發育的斷裂構造帶不僅破壞了巖層的連續性，也使構造帶本身及一些本來隔水或富水性弱的巖層局部變成了不均勻裂隙含水帶[3]。礦區內其它斷層構造帶充水、導水性較弱，除F0、F5斷層局部充導水性較好，深部F0斷層使煤系地層與灰巖局部呈不整合接觸，根據鉆孔及剖面圖資料分析，現礦區西、西北部7-1孔以西至7-2孔之間，深部局部灰巖甚至與P1t3主采煤層直接接觸，深部局部灰巖與童子巖組煤系地層直接接觸范圍最高標高+25 m，西南部3＇線深部灰巖與童子巖組煤系地層直接接觸范圍最高標高為+266.30 m，礦區7線水文地質剖面圖見圖2。

1.4 地下水的補給、徑流、排泄條件

大氣降水通過風化裂隙帶、斷裂帶等通道進入礦井，是礦井地下水的主要補給來源。

礦區內地形切割強烈，大氣降水多順溝谷排泄出礦區，僅部分下滲補給地下水，淺部地下水逕流路程短，循環條件好。礦區地下水主分水嶺與地表水主分水嶺大體一致，為北北東走向，礦區地下水自礦區中部向西北或東南方向逕流和排泄，深部地下水徑流復雜。隨著礦區周邊及其外圍礦井開采范圍擴大、延深，其采礦“三帶”的范圍也將不斷地擴大、延伸，受采礦“三帶”、導水構造帶及后期礦井長期、大量排水的影響，預計以一、二采區為中心將形成兩個較大的降落漏斗，周邊地下水向漏斗中心滲流排泄，成為新的排泄區，地下水的徑流和方向也隨之發生改變。

2 礦井充水條件分析

2.1 充水水源

大氣降水通過基巖風化帶、地表破碎帶等通道進入井下，是礦井地下水的主要補給來源[3]。在礦井基建期間通過對涌水量進行觀測分析，礦井涌水量隨季節性降水變化，雨季涌水量增大，枯季涌水量減小，大氣降水對地下水的補給強度隨深度增加而減弱。礦區范圍內無大的地表水體，對未來礦井充水影響甚微。

翠屏山含水巖組雖為煤系地層的直接蓋層，但補給水量有限，僅在底部巖層段賦存少量以靜儲量為主的裂隙承壓水，在礦井基建時即使掘露，涌水量小對礦井影響不大；溪口組及天瓦崠組雖與F2、F1斷層接觸，但距離煤系地層較遠，且富水性弱，對礦井無影響；童子巖組一段、三段為直接充水含水巖組，主要為裂隙承壓水，富水性弱，無充足穩定的補給來源。礦區深部棲霞組石灰巖為裂隙～巖溶含水巖組，深部隱伏于F0斷層之下，其含水性不均勻，富水性總體上淺部強深部弱，受緩斷層影響，使煤系地層局部與棲霞組灰巖鄰近或接觸，為礦井突水危害主要充水水源。

2.2 充水通道

斷層破碎帶、導水斷層與其他主要含水層有水力聯系時，會成為煤層開采時的主要突水通道。F0及F5斷裂構造帶局部充導水性較好，受構造作用，F0斷層使煤系地層局部與棲霞組灰巖鄰近或對口，F5斷層深部與灰巖接觸，礦井延深至深部開采活動時，可能破壞原斷層帶導水性，形成充水通道，易發生突水危害；礦區西側毗鄰石筍坑煤礦與F5斷層接近，應預防石筍坑煤礦采空區與F5斷層導通，形成充水區域。礦區內其它斷層構造帶充水、導水性較弱。

2.3 采掘活動

采掘過程可使工作面范圍內斷層的導水性質發生改變，同時導致煤層頂底板破壞，產生裂隙，頂板水通過裂隙出水；隨著其采礦“三帶”范圍的不斷擴大、延伸，受采礦“三帶”、導水構造帶及后期礦井長期、大量排水的影響，已施工的巷道自然成為過水通道，以采區為中心形成較大的降落漏斗，周邊地下水向漏斗中心滲流排泄，成為新的排泄區。

2.4 封閉不良鉆孔

通過收集和整理查閱箭竹坪礦區的基礎資料，礦區內所施工鉆孔，均用合格水泥漿進行全孔封閉，對礦井不存在水害威脅。

3 結論

（1）大氣降水通過風化裂隙帶、斷裂帶等通道進入礦井，是礦井地下水的主要補給來源。

（2）礦區童子巖組一、三段為礦井開拓及今后開采過程中的直接充水含水巖組，對礦井充水影響主要是局部斷裂構造帶和細砂巖裂隙發育帶賦存的裂隙承壓水，富水性弱，無充足穩定的補給來源。在未來礦井開拓及煤炭開采過程中，體現為巷道淋水及頂板滴水，無災害性充水危害。棲霞組隱伏于礦區深部，由于緩斷層影響，使煤系地層局部與棲霞組灰巖鄰近或不整合接觸，受采礦活動影響，如斷層導水性發生變化，并有充足補給來源，則易產生突水危害。其余含水層以基巖裂隙承壓含水層為主，富水性弱，對礦井開采不造成影響。

（3）F0及F5斷裂構造帶局部充導水性較好。受構造作用，F0斷層使礦區西、西南、西北深部煤系底部局部與灰巖接近或直接接觸，F5斷層深部與灰巖接觸，礦井生產過程應注意防范采礦影響造成斷層帶導通深部灰巖含水層出現灰巖突水危害；礦區西側毗鄰石筍坑煤礦與F5斷層接近，應預防石筍坑煤礦采空區與F5斷層導通，形成充水區域，對礦井構成威脅。礦區內其它斷層構造帶充水、導水性較弱，對煤層開采不構成威脅。

（4）在今后開采掘進過程中，巷道圍巖發生破壞產生冒裂帶并擴展，形成新的充水通道，使地下水流場發生改變。通過已施工的巷道自然排泄，預計以一、二采區為中心形成2個新的排泄區。