柴高山

（中煤平朔煤业有限公司，山西 朔州 036000）

0 概况

XH煤矿位于济东煤田的东部，本区为一自流单斜区，地层北倾，其北面有岩浆岩组成的中低山隆起，南面为寒武、奥陶系灰岩组成的中高山，是地下水的主要补给来源。地下水流向北西，形成明水泉群。

1 含水层与隔水层

1.1 第四系冲—洪积层

由松散砂质粘土及砾石组成，砾石成数层夹于砂质粘土之中，砂质粘土垂直节理发育，吸水性强，垂直渗透力大。井筒通过该层时一般不会发生不良工程及水温地质问题。区内许多水井资料表明，雨季在接受大气降水后，水量较充沛，旱季水井多干枯无水。由于该层直接覆盖于煤系之上，对煤系各主要含水层有补给作用，井下涌水量随季节变化，说明大气降水直接通过该层补给煤系各含水层。

1.2 石盒子组、山西组

两组地层皆以粉砂岩及砂岩粘土岩为主，其中夹数层中～粗粒砂岩，为裂隙承压弱含水层。对本区太原组主要可采煤层能起到一定的隔水作用。

1.3 煤系至奥陶系

含水层自上而下有太原统第四、三、二、一层灰岩，本溪统徐家庄灰岩及奥陶系灰岩。太原统顶部五灰及本溪统无名灰岩分布不稳定，且含水性较弱。在各含水层之间，均有厚度不同的粉砂岩和泥质岩半隔水层组。

本区岩浆岩发育，多沿煤层及顶底板侵入，钻孔穿过常有漏水现象，但井下观察，水量不大，因此岩浆岩的裂隙水对矿井危害不大。

1.4 古空水

邻近6煤层有古空区的存在。已经基本查明了古空区的分布范围，位于井田的东南部，面积约为42580m2，由公式Q=KMLh/cosα，K—古空充水系数；M—煤层厚度，m；h—古空内水头高度，m；L—采空区走向长度，m；α—煤层倾角，（°）。在本次估算中K取值为0.4，估算得7煤层的古空积水量为10219m3。6煤层古空水对开采深部7、8、9、10-1、10-2煤层以及10-3煤层有一定的影响。

1.5 断层导水性

F1断层为矿井生产过程中新发现的断层，为一正断层，走向NE，倾向SE，最大落差15m，在开拓4煤时揭露，破碎带宽约8米，具一定的导水性。两侧要留设足够的防水煤柱。F2断层是原勘探时发现的，从本井田中南部穿过。但在XH一号生产过程中实际揭露发现该断层在煤10-1中，落差不足5m，并且延伸长度不足200m，导水性较弱，XH二号在实际生产过程中并没发现该断层。故其对矿井生产影响不大。

2 地下水动力联系

2.1 含水层补给来源

太原统各含水层在浅部均有露头，能直接接受大气降水的补给。奥陶系地层在南部大面积裸露，形成低山丘陵，且灰岩裂隙溶洞发育，有利于接受大气降水和地表水的补给。

2.2 太原统含水层与徐灰水、奥灰水的联系

本区为一单斜构造，徐、奥灰与煤系各含水层间距较远（徐灰距煤10-2约50米），且本区断层落差较小，自然状态下两者水力联系不密切。但矿井排水，造成煤系水大幅度下降，两者将发生一定的水力联系。

2.3 太原统含水煤层与采空区的水力联系

本区有日伪时期旭华煤矿开采6煤及本矿早期开采东北部3、4、5煤的采空区，采空区内积水，同时井口多未夯实，又有F1断层从采空区边缘通过，采空区积水能直接补给给煤系各含水层，尤其雨季补给量更大，对周边及下伏煤层开采带来很大的威胁。

3 矿井充水特征

XH一号现生产煤层为10-1煤，原设计包括7、9和10-1层煤，XH二号现生产煤层为3、5和10-3煤层。XH二号煤矿批准开采的煤层有 7 层，即 3、4、5、6、7、9、10 煤层。3 煤层位于山西组中部，4 煤层位于太原组的下部，3、4煤层的直接充水含水层为顶底板的砂岩，5煤层位于太原组的上部，充水含水层为顶板灰岩，7煤层位于太原组中部，充水含水层为底板三灰和顶板四灰，7煤层下距三灰5.94m左右，上距四灰17.41m左右，另外，7煤层顶板发育10m左右厚的中-细粒砂岩，但含水微弱，开采中仅表现为顶板淋水和构造裂隙带淋水，对矿井生产无影响。9煤层直接顶板为一灰，二灰和一灰相距一般在12.90m左右，9煤层开采亦可影响到二灰，因此9、10-1煤层开采的主要充水含水层为一灰和二灰。9煤层底板尚发育一至数层薄层中～细粒砂岩，含水微弱，对矿井生产无影响。一灰和二灰水在开采中仅表现为顶板淋水和构造裂隙带淋水，对矿井生产影响较小。矿井涌水量小。

另外，本区徐、奥灰上距主采煤层较远，其间的隔水层隔水性能好，又本区构造简单，断裂稀少且落差小，正常情况下徐、奥灰水对矿井生产影响不大。

4 矿井涌水量

XH煤矿主要开采3煤层、5煤层、10-1和10-3煤层，根据矿山统计，矿井开采时，正常涌水量为80m3/h，最大涌水量为130m3/h。

现采用比拟法进行矿井涌水量预计：

式中：Q——预计矿井未来正常（或最大）涌水量（m3/h）；Q0——矿井现今正常（或最大）涌水量（m3/h）；F——未来矿井开采面积（m2）；F0——矿井现今开采面积（m2）。

取 F0=204565，F=1267144，经计算，预计正常涌水量为 200m3/h，最大涌水量为325m3/h；

5 矿井水文地质类型

根据《矿井水水地质规程》（试行）第4条的规定，为了有针对性地做好矿井水文地质工作，从矿区水文地质条件、井巷充水及其相互关系出发，根据受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性、补给条件、单位年平均涌水量和最大涌水量、开采受水害影响程度和防治水工作难度等因素，对矿井水文地质条件进行分类，指导矿井防治水工作，确保矿井安全生产。

5.1 含水层性质及补给条件

XH煤矿为第四系覆盖下的隐蔽矿区，开采3、5煤时，由于山西组砂岩富水性极弱，开采中仅表现为顶板淋水和构造裂隙带淋水，对矿井生产基本无影响。开采10-1煤层的直接充水含水层为太原组薄层灰岩含水层，间接充水含水层为第四系砂砾层含水层。补给来源为大气降水，补给通道为灰岩隐伏露头。

5.2 矿井涌水量

根据矿井开采以来的矿井涌水量资料，矿井最大涌水量为130m3/h，矿井涌水量主要来源为一灰和二灰岩溶裂隙水，以巷道淋水、小股水流形式涌出。

5.3 防治水工作难易程度

本矿区的防治水工作，主要通过正常的排水系统、施工探放水钻孔等实现，在开采10-1煤层的过程中，由于受底板水的威胁，使防治水工作较难。

区内煤系直接含水层含水并不丰富。但开采10-1煤层时，如果遇到局部破碎带，受奥灰和徐灰底鼓水威胁。因此，7煤层及以上煤层为简单水文地质类型，10-1煤层及其以下煤层为复杂水文地质类型。

6 结论

综上所述，本矿井开采3煤层、5煤层时，矿区矿井水文地质类型为裂隙孔隙类简单型。开采10-1煤层和10-3煤层时，矿区矿井水文地质类型为岩溶裂隙类复杂型。