鹤煤六矿矿井水文地质类型划分分析

鹤煤六矿矿井水文地质类型划分分析

付兰勇

河南能源集团鹤煤六矿 河南鹤壁 458000

摘要：本文通过对鹤煤六矿含水层、隔水层及充水水源、充水通道、充水强度等水文充水条件进行研究分析，得出矿井直接充水含水层主要有二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层及太原组上段石灰岩岩溶裂限含水层，补给条件差，富水性弱；矿井及周边老空水的位置、范围、积水量清楚；矿井年涌水量为中等类型。根据水文地质类型划分标准，确定了鹤煤六矿水文地质类型为中等类型，为进一步进行矿井水害治理奠定了坚实的基础。

关键词： 含水层；充水条件；水文地质类型

1井田边界及其水力性质

鹤煤六矿矿井南起张庄向斜轴部，北、西大体上止于F40断层和二1煤层露头线，东止于二1煤层-800底板等高线。

2 含水层

根据矿区勘探资料结合矿井开采资料，按岩性特征、水力性质、富水空间及对可采煤层的影响等因素，矿井范围内可划分为5个含水层，分别为奥陶系中统马家沟石灰岩、石炭系上统太原组上段和太原组下段石灰岩、二叠系下统山西组砂岩和新生界砾岩含水层。

①第四系及新近系洪积、冲积孔隙裂隙含水组：由砂、砾石(层)及新近系砾岩组成，覆盖于煤系地层之上，接受大气降水补给，补给条件较好。本含水组距二1煤顶板含水层300余米，厚度较大，对二1煤开采无直接影响。

②二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层：由二1煤顶板砂岩裂隙承压含水层和二1煤底板(S)砂岩裂隙承压含水层两段组成。含水层补给条件差，富水性弱，含裂隙承压水，，易被疏干，属二1煤顶板直接充水含水层。

③太原组上段石灰岩含水层(C2t上)：由L7~9三层石灰岩组成，含水层厚0.89~9.76m。含水层厚度小，补给条件差，富水性弱，以静储量为主，属二1煤层底板直接充水含水层。

④太原组下段(C2t下)石灰岩含水层：由L1~4共4层灰岩组成，含水层厚5~16.57m。含水层岩溶裂隙发育中等，富水性中等，含岩溶裂隙承压水，是二1煤底板充水的间接含水层。

⑤奥陶系中统(02m)石灰岩含水层：02m石灰岩含水层于矿区西部山区广泛出露，直接受大气降水的补给，补给充足，富水性中等，通过断层直接或间接补给L2、L8灰岩含水层和二1煤顶、底板砂岩含水层，对矿井构成严重的威胁，是二1煤底板的间接充水含水层。

3 隔水层

①二1煤层底板隔水层：由L8灰岩至S9砂岩间的泥岩、砂质泥岩组成，厚约34m，对阻隔L8灰岩水向L8砂岩及二1煤充水尚有一定的隔水作用；但是采掘岩巷多置于 S9砂岩附近，故本隔水层很难起到隔水作用。

②太原组中部砂、泥岩隔水层：位于L2与L8灰岩含水层之间，由泥岩、砂质泥岩、薄层砂岩、薄层灰岩及薄煤层组成，厚约70m，一般情况下，中厚而较稳定的泥岩、砂质泥岩对阻隔L2与L8灰岩含水层间的水力联系起重要作用。

③本溪组隔水层：由铝土质泥岩、砂质泥岩组成，平均厚度32m，该层较厚且稳定，是阻隔02m灰岩水与上部含水层联系的良好隔水层。

4 矿井充水条件

(1)充水水源

1)大气降水、地表水

区内汤泉河最高洪水位均低于矿井各井筒井口标高，不会从井口倒灌。该河切割新近系、第四系，对新生界含水层具有补给作用，由于距二1煤层较远，对矿井充水影响不大。另外，矿区西部有几处面积不大的地表水体，主要用于拦洪灌溉。水库下地表粘性土层厚100-140m，隔水作用强，地表水及大气降水不会直接向矿井充水。

2)地下水

矿井范围内划分为5个含水层，分别为奥陶系中统马家沟石灰岩、石炭系上统太原组上段和太原组下段石灰岩、二叠系下统山西组砂岩和新生界砾岩含水层，已在上文详述。

3)老空水

老空、老巷积水为鹤煤六矿主要冲水水源,其主要来源为采空区注浆积水为主，含少量顶板垮落流入采空区的顶板砂岩水。在采掘前编制相应的探放水设计及措施，将积水放完后方可掘进。

(2)充水通道

鹤煤六矿位于整个岩溶水系统的深部迳流区，自然状态下，区域岩溶地下水对鹤煤六矿影响较小。但是由于矿区内岩溶地下水位较高，井下开采二1煤层，破坏岩层的稳定性，在遇断层及二1煤层底板至奥陶系顶界面较薄弱处，由于地下水压力作用，会造成灰岩水进入矿井。

2)构造裂隙

矿井揭露>5m的断层52条，断层导水性、富水性均差，然而在生产条件下，某些断层可能会被激活，由不导水转变为导水；根据生产实践所揭示，区内 NNE、NE 方向断层导水性较好，当断层落差较大沟通L2和 02m灰岩时，将形成富水带，给开采带来威胁。

3)相邻生产矿井情况

相邻生产矿井主要有鹤煤三矿和鹤煤八矿。鹤煤三矿正常涌水量 244.51m3/h，最大涌水量327.64m3/h，水文地质条件为中等类型。鹤煤八矿涌水量 360~741.9m/h，涌水水源有新近系砾岩水、八层灰岩水、煤层顶板砂岩水，水文地质条件为中等类型。鹤煤八矿开采对本矿基本无影响。

4)小煤窑、老窑情况

鹤煤六矿井田范围内及相邻周边已关闭矿井有鹤煤五矿、鹿楼煤矿、石林煤矿、建设煤矿和马庄煤矿。西部与鹤煤五矿以断层防隔水

煤柱为界，对我矿无影响。西南及北部各关闭矿井井筒已填平，南部建设矿淹井后，经注浆处理，仅剩20m³水量通过管路引入作为矿井生产用水，

均对矿并无水害威胁。

5)地面塌陷及地裂缝

随着生产能力、采空区面积的增加，所造成的地面塌陷和地裂缝会成为地表溪水和雨季洪水进入矿井的通道。应加强井田范围内因开采所造成的地面塌陷和地裂缝检查、充填、疏通工作，防止水害的发生。

6)封闭不良钻孔情况

据调查矿井钻孔均封闭良好，不导水，对矿井无威胁。

(3)充水强度

2016-2022年矿井涌水量基本稳定在 181.0267.5m3/h，平均涌水量为233.4m3/h，来自顶板的砂岩裂隙水占17~21%，来自底板的砂岩裂隙水占8~17%，C2tL8岩溶裂隙水占11~17%，C2tL2岩溶裂隙水由9~12%减少到3~7%，02m岩溶裂隙水占21~29%，Q+N孔隙水占3~9%，老空水和其它水源占13~21%，近年来矿井总涌水量及构成与以往对比无明显变化。

5 矿井水文地质类型

矿井直接充水含水层主要有二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层及太原组上段石灰岩岩溶裂限含水层，补给条件差，富水性弱，矿井受采掘破坏或影响的含水层及水体为中等类型；矿井及周边老空水的位置、范围、积水量清楚，矿井及周边老空水分布状况为中等类型；矿井年涌水量基本稳定在 181~267.5m/h，平均涌水量 233.4m³/h，矿井最大涌水量 492.4m3/h，矿井涌水量类别为中等类型。综合以上分析，根据《煤矿防治水细则》中分类标准，矿井水文地质类型为中等类型。

6 结论

（1）根据井田内受采掘破坏或者影响的含水层及水体、井田及周边老空水分布状况、矿井涌水量等，按分类依据就高不就低原则，矿井水文地质类型确定为中等。

（2）矿井应严格落实防治水工作主体责任，认真开展各项防治水工作，确保矿井安全生产。

参 考 文 献

[1]吴章涛,黑军锋,吴继铎等.小庄煤矿隐蔽致灾地质因素类型及致灾特征分析[J].煤炭与化工,2023,46(07):66-70.

[2]朱玉英,王海军,吴艳.神北矿区河西联办煤矿隐蔽致灾因素分析[J].能源与环保,2023,45(06):46-52.

[3]王永安.天河煤矿隐蔽致灾因素普查分析[J].内蒙古煤炭经济,2023(10):100-102.

[4]吴敏杰.神北炭灰沟煤矿隐蔽致灾因素探查及分析[J].煤矿安全,2023,54(05):252-256.

[5]罗忠琴,刘鹏,唐建益等.煤矿隐蔽致灾因素地震勘探现状与发展方向[J].中国煤炭,2023,49(01):16-29.

[6]李佳,李恩来.王庄煤矿隐蔽致灾因素普查治理创新实践[J].中国煤炭,2022,48(S2):128-134.