鹤煤四矿防治水研究

许江涛

（河南工业和信息化职业学院，河南 焦作 454000）

1 区域概况

鹤煤四矿矿区位于鹤壁市北，南与一、二矿相接，北与九矿相邻，隶属鹤壁市鹤壁集乡。本区为丘陵地貌，地势北西高、南东低，地面标高126～227m。本区属海河流域卫河水系，汤河为区内唯一季节性河流，其发源于鹤壁市西中窑头附近，经本区南部、汤阴县城、在内黄县境内注入卫河，流量0.3～0.4m3/s,历史最大洪水流量1280m3（1980年8月），历史最高洪水水位140m左右。

2 主要含水层、隔水层特征

根据以往区域水文地质研究，本矿所处区域水文地质单元西界北起铜冶，向南经天喜镇、鹤壁集、许家沟一线为界，为一仅南北向延伸的中奥陶统与中石炭统的岩层接触带。东部以青羊口断裂为界，南端在新村一带与西部边界相交，该边界在深部起阻水作用。该单元北界尚未查明。本单元主要由石炭系、二叠系与新第三系碎屑岩组成，含水组岩性主要为灰岩、砂岩和砾岩，相对隔水岩为泥岩、沙质泥岩等，是一个以裂隙岩溶水和裂隙水为主的多层含水结构。下伏中奥陶统裂隙岩溶含水组水量丰富，水压力高。单元内断裂发育，岩层走向近南北，向东缓倾斜。本单元与西部水文地质单元的小南海～天喜镇泉域、许家沟泉域两个二级水文地质单元由水力联系。本矿位于该水文地质单元的中部。

2.1 地表水

区内地势西高东低，为丘陵地貌，地表被第四系黄土和第三系粘土及砾石层覆盖。流经井田的河流有陈家湾河和寺湾河，发源于距井田3～4km的西部山区，流向由西向东注入卫河的支流汤河。两河流域均属季节性河流，旱季河床干枯，井田内河床基底为50～80m第三系粘土，阻水性能极佳，使得地表水与基岩地下水不发生水力联系，对矿床开发无影响。

2.2 含水层

根据以往勘探资料（岩性、结构、富水性、赋存特征等）及二煤层开采已来的生产实践，将矿井范围内含水层划分成五个，分述如下：

（1）中奥陶统灰岩含水层

O2f灰岩含水层位于二1煤层下102.39～183.50m，矿区西部山区广泛出露，补给条件好。区内有20个钻孔揭露该层，揭露最大厚度123.4m（76水源孔），据区域资料：O2f灰岩含水层厚度397.97m。岩溶发育的大致规律是：0～100m以裂隙为主，有少量溶洞，洞内充填有铝土质砂岩；100～200m，裂隙和溶洞都不发育；200～300m，岩洞发育，以溶洞为主。该层厚度大，补给充足，富水性强，水头高，是二1煤层底板威胁最大的间接充水水源。太原组下段L2灰岩含水层

C3L2灰岩含水层位于二1煤层下83.9～135.32m，厚度一般58.5m，是二1煤层底板间接充水含水层。该层厚度小，补给条件一般，岩溶裂隙发育中等，富水性中等，含岩溶裂隙承压水。

（2）太原组上段L8灰岩含水层

C3L8灰岩含水层位于二1煤层下，一般间距20～35m，因断层影响，间距最小值出现在 76-4（8.25m）、76补 4（5.38m）两个孤立点位，C3L8灰岩厚度一般3.5～5.5m，属二1煤层底板直接充水含水层。由于其厚度小，补给条件差，以静储量为主，本区揭露该层的钻孔，无一孔发生漏水，裂隙不发育，富水性较弱，含岩溶裂隙承压水。

（3）二1煤层上60m砂岩含水层

该层由二1煤层上60m范围内的中、粗粒砂岩组成，其中以S10为主，厚度1.5～28.6m，一般厚度8.4m，是二1煤层顶板直接充水含水层。其补给条件差富水性很弱，一般与其它含水层无水力联系，采掘揭露时均为滴水或淋水，并很快自行干枯，因此对开采无影响。

2.3 隔水层

第三系底部粘土岩隔水层，分布广，厚度均匀，能有效阻隔第三系李岩中裂隙水和第四系沙砾卵石层中的孔隙潜水向下渗透。

C3L8灰岩含水层与二1煤层一般间距20～35m，由砂岩和砂质泥岩、泥岩组成，砂岩含水性差，砂质泥岩和泥岩隔水性良好，正常情况下，可以起到隔水作用。

C3t中段沙泥岩互层，隔水性良好，正常情况下，可以起到阻隔太灰上、下段两水层的水力联系作用。

C2b铝土质泥岩厚度一般10m以上，泥质成分高，隔水性良好，正常情况下能有阻隔O2f灰岩水向矿井充水。

2.4 含水层的水力联系及断层导水性

（1）含水层间的水力联系

各含水层间因具有相对稳定的隔水层，越流补给量小。从历年来已开采区的出水点资料看，二1煤层顶、底板砂岩和灰岩含水层出水点，出水持续时间都不太长，并自行疏干。由此说明在无断层影响下，区内C3L8、C3L2和O2f间屋水力联系。

（2）断层导水性评价

F40、F44断层带使奥灰与二1煤层及C3L8灰岩对接，马庄及建设两小矿在此带附近发生奥灰突水淹井并向本矿区透水，足以说明此带导水、富水性极佳，也是本区地下水的主要补给通道。在F618附近的10-1孔C3L8漏水，且形成局部一级高温区，说明该断层具有一定导水性，深部高温水沿此带向上顶托排泄。根据生产实践所揭示，区内NNE、NE方向断层导水性好，当断层落差较大沟通C3L2和O2f灰岩时，将形成富水带，给开采带来威胁。勘探阶段所进行的断层抽水试验揭示的断层导水性、富水性差，属天然状态下情况。而在生产条件下，因开采而导致原始平衡被打破，在形成新的平衡过程中，某些断层可能会由不导水转变为导水。经综合分析预计矿井的正常涌水量为50m3/h，最大涌水量为80m3/h。

3 防治水措施

本矿井水文地质条件基本为中等类型。为防止新生界含水层的水溃入和断层导水，留有足够的防水煤柱；对于原生裂隙和采动裂隙导水采取掘进工作面超前预注浆封堵，回采工作面在地面建立注浆站进行工作面底板改造。因此，本矿井预防水灾的重点主要是奥灰水，特别是在有断层等构造带的地方更应高度重视。

巷道过断层时，要采取探放水措施，先探后掘。探清楚其范围及水力联系，并留有足够的安全煤柱。一旦发现断层或陷落柱有导入奥灰水情况时，矿井必须视为水患矿井，并采取相应的措施。严格执行“立足采面、物探先行，以堵为主，疏堵结合，分类治理，综合防治”方针。

井下巷道大多数沿煤层布置，受煤层起伏影响较大，巷道中难免会出现积水现象，在矿井生产期间应根据实际情况，在巷道适当位置设置水窝，由小水泵将水窝水排至井底车场水仓，保证井下巷道运输畅通。

［1］李学伟,许江涛.平煤宁庄井防治水研究[J].科技信息,2014(11).

［2］邓寅生,王焕忠,文广超,等.煤矿水害防治信息化[M].北京:煤炭工业出版社,2011.

［3］许江涛,刘超.平煤十三矿防治水研究[J].科技视界,2013(11).