煤礦水文地質一般存在哪些問題

❶ 簡述礦山開采會產生哪些水文地質環境問題

礦山疏干排水會造成地下水水位下降，引發地面變形沉降。
礦山的疏干排水會造專成地表水懸浮物增多，引屬發地表水污染，這個煤礦比較明顯一排水附近的水溝水渠都是黑的。還有些是化學浸礦法的，例如金礦洗金廢水不按規范處理的話，會造成嚴重的安全事件。

❷ 礦井水文地質條件

一、礦區水文地質特徵

焦作礦區突水頻繁，涌水量大，淹井次數多，從客觀上講，主要受礦區水文地質條件制約。具體表現是區域地下水補給量大；含水層層數多，厚度大，隔水層薄；斷裂構造發育，使各含水層之間水力聯系密切（圖4-4）。

1.區城地下水補給充沛

焦作礦區北為太行山區，海拔標高+200～+1700m，為構造剝蝕的中低山地貌，廣泛出露奧陶—寒武系巨厚（800～1000m）的碳酸鹽岩，地形陡峭，深山峽谷，喀斯特裂隙發育。大氣降水後由地表短暫徑流轉入地下徑流，匯水面積2000km²左右。地下水自北和西北方向向礦區內徑流，在礦區南部受到武陟隆起（前震旦系地層）和斷距千米以上斷層（董村、朱村、耿黃等）的阻擋，使地下水在礦區內排泄。20世紀60年代前以天然泉水的形式排泄地下水，如九里山前泉群總流量達1.6m³/s，20世紀60年代後以礦井排水和工農業用水的形式排泄地下水（Q=9.9m³/s）。

2.斷裂構造控水作用強

礦區內斷裂構造皆為正斷層，EW，NE和NW向3組斷裂構造縱橫交錯，互相切割，形成許多條條塊塊，但沒有破壞奧灰的連續性，使各塊段〔或井田〕奧灰水力聯系密切，形成統一水位。在焦作礦區59次10m³/min以上突水事故中，斷層突水佔58%；100m³/min以上突水7次，其中斷層突水佔85.71%。在14次突水淹井事故中，因斷層突水淹井佔85.71%。這充分說明斷裂構造對地下水的富集、徑流（運移）到突水起重要控製作用。

圖4-4 焦作區域水文地質圖

二、礦井主要含水層及其關系

與礦井充水有直接關系的含水層，自上而下分別是第四系砂礫石含水層、二疊系砂岩含水層、石炭系太原組石灰岩含水層和奧陶寒武系石灰岩含水層。

圖4-5 沖積層柱狀圖

第四系沖積層厚29.39～200.31m，北薄南厚。北部煤層露頭帶附近沖積層厚75～120m，一般85m左右。由黃土、流砂礫石層、粘土和礫岩組成。上部為黃土、流砂礫石和粘土，中下部為礫岩和粘土，含礫岩5～11層，一般6～8層，且主要集中在中下部〔5～7層〕（圖4-5）。礫岩總厚14.66～40.86m，占沖積層地層總厚22.21%～37.24%分布不穩定。上部和底部礫岩含水層具雙層水位，均具承壓水性質。底部礫岩直接覆蓋在奧灰、L₂和L₈隱伏露頭上。水位變化與奧灰呈同步關系，一般是奧灰水補給沖積層。所以在L₈露頭附近沖積層水和奧灰水聯合對L₈補給，是演馬庄—九里山井田涌水量大，與其他礦井區別的重要條件之一。

二疊系砂岩含水層分上下兩層，即基岩風化帶裂隙孔隙含水層和二₁煤頂板砂岩含水層。基岩風化帶含水層與沖積層水溝通時，富水性極強。淺部回採時，當導水裂隙帶與風化帶溝通時，涌水量很大。如13011工作面回採後頂板水達14.4m³/min。二₁煤頂板砂岩含水層富水性較弱，對回採影響不大。

石炭系太原組厚67.1～60.93m，距奧灰5.46～16.67m，一般10m左右，由砂岩、粉砂岩、石灰岩和煤層組成，含石灰岩6～10層（圖4-6）。

石灰岩總厚27.4～41.99m，佔33.62%～55.71%，以L₂和L₈厚度大分布穩定。

L₈厚4.97～13.79m，一般厚8m左右，上距二₁煤底板20.65～35.73m，西薄東厚。喀斯特以裂隙發育為主，根據勘探資料，見溶洞為20%左右。全礦現有L₈涌水量96.33m³/min，L₈水位下降極不均衡，12采區以東水位下降明顯（±0m以下），西翼水位仍保持在+40～+60m。

L₂厚10.73～13.77m，一般厚12m左右，上距二₁煤底板70.8～82.14m，一般75m左右，下距奧灰10m左右。喀斯特裂隙發育，水位與奧灰呈同步變化。其他礦井L₂水位比奧灰低1～3m，而九里山礦二者水位相差不明顯。

本區西部，五灰、六灰、七灰較發育，總厚6～7m，相對削弱了L₂與L₈之間隔水性質，為垂直導水形成了有利的岩性條件。

奧灰為強喀斯特含水層（圖4-7），厚度大，富水性強，上距二₁煤底板91.68～102.17m，一般95m左右。在淺部露頭附近，奧灰與L₂、L₈、沖積層水力聯系密切；在深部通過斷裂構造補給上覆含水層。

圖4-6 太原統地層柱狀圖

圖4-7 焦作礦區中奧陶系灰岩分層柱狀圖

奧灰水位變化與降水關系密切，豐水期水位保持在+85～+90m，枯水期+70～+75m。1988年7、8兩個月集中降雨450mm後，奧灰水位大幅度上升，最大升幅16.47m，其他含水層與奧灰同步上升，但升幅均小於奧灰。L₈水位升幅最大的地段在斷層帶附近。1988年雨季後，全局涌水量增加102.34m³/min，其中九里山礦增加21.67m³/min，（僅12021工作面增加9.88～15m³/min）。

三、突水簡述

1.突水概述

從建井至今發生1m³/min以上突水22次（表4-3）。其中5m³/min以上11次，10m³/min以上6次，30m³/min以上兩次（表4-4），由表4-4可知礦井西部突水次數多，突水量大，因突水頻繁，涌水量大，給礦井安全生產帶來巨大的威脅；特別是礦井兩翼涌水量達85m³/min以上，造成停產狀態。

表4-3 九里山礦井下突水點基本情況一覽表

續表

表4-4 礦井東西部突水情況統計表

2.突水原因分析

（1）突水與採掘關系：按採掘對22次1m³/min以上突水統計出掘進、回採與突水的關系（表4-5）。

表4-5 突水按採掘統計表

由表4-5可知，突水主要發生在工作面回採中，佔80.95%，掘進突水全是發生在底板岩巷中，工作面突水都發生在大頂來壓過程中。突水時，雖有底鼓，但大多數底鼓幅度不大，且持續時間很短就發生突水。

（2）突水與構造的關系：在22次1m³/min以上突水中，因斷裂構造造成直接突水3次，在小背斜上6次。

（3）突水與含水層的關系：在11次5m³/min以上突水中，除頂板水1次外，全為L₈直接突水。突水後各含水層水位都有不同程度的變化（表4-6）。

表4-6 主要突水點水位升降統計表

由表4-6可知，L₈突水後各含水層水位都有不同程度的下降，值得注意的是突水也引起L₂、奧灰、沖積層水位下降，這可能是L₈接受淺部混合水補給的依據。

3.12031突水簡況

12031工作面位於12采區東翼。工作面東西走向長435m，南北傾斜寬92.5～130m，回採標高-78～-112.4m（圖4-8）。

煤層走向N5°～50°E，傾向SE，傾角7°～19°。二₁煤層厚4.9～7.1m，平均厚6.4m。

二₁煤偽頂為炭質泥岩，厚0.2～1.5m，直接頂板為粉砂岩厚7.1m，老頂為砂岩厚12.3m，直接頂板為炭質泥岩和粉砂岩，厚12.3m。

（1）突水簡述：該工作面自1983年6月回採至今已發生4次突水，每次突水都造成工作面停產。

圖4-8 12031工作面平面圖

第一次是1983年7月6日突水。12031工作面1983年4月30日開采，由於偽頂較厚和生產系統不健全，推進速度比較慢。7月6日當工作面推進 26m 時，采空面積達2444m²，工作面在放頂期間，在上安全口處發生底板突水，最大水量27m³/min，穩定水量15～18m³/min。工作面停采後，一方面開掘泄水岩巷，建防水閘門一座，另一方面修復下運輸巷和進行改造工作。

1982年8月13日12皮帶巷突水前，在12采區L₈、L₂和奧灰三者水位基本一致（+80m左右），突水後L₈與L₂奧灰水位明顯「拉開」，12031工作面突水前，L₈水位+78.05m（底板承受水壓1.9MPa）L₂+85.28m，奧灰+85.54m，水位差7m左右。突水後L₈、L₂、奧灰水位差更大，L₈水位下降了8.36m，L₂水位下降了0.88m，奧灰水位下降了0.94m（圖4-9）。

圖4-9 12031突水點動態曲線（一）

第二次是1987年9月25日突水。第一次突水後由原開切眼向外80m處另開切眼，於1987年8月完成工作面改造工作恢復生產。1987年9月25日工作面推進23m，采空面積2645m²時，在工作面下風道附近突水，最大水量6.77m³/min，穩定水量5.3m³/min，該工作面總水量由11.9m³/min增至17.23m³/min，12采區總水量已達65.1m³/min。

突水後L₈水位下降6.46m，L₂下降0.46m，奧灰下降0.41m（圖4-10）。

圖4-10 12031突水點動態曲線（二）

第三次是1988年10月28日突水。第二次突水後因下風道流不出來水，重新掘進一條下風道距第二停采線18m，掘進開切眼使工作面斜長由130m縮小為90m。

1988年9月開采，10月28日當工作面推進25m，采空面積2250m²時，在上安全口和下風道附近兩處發生突水，最大涌水量9.76m³/min，穩定水量7.00m³/min，該工作面總水量由10m³/min增至16.9m³/min。

此次突水正逢雨季，L₈水位下降了6.77m，L₂下降了0.64m，奧灰下降了0.8m（圖4-11）。

圖4-11 12031突水點動態曲線（三）

第四次是1993年3月30日突水。第三次突水後一二采區處於停產狀態，但防治水工作仍在積極進行，1991年3月開始對12021和12041集中巷突水點進行地面注漿堵水工作，到1992年5月12021突水點已封堵結束。為扭轉長期停產局面，採取綜合治水與生產相結合，吸取外地經驗，縮小工作面，減少礦壓對底板破壞深度。1992年5月開始對12031工作面進行改造，重新掘進一條上風道，距第三停采線24m處掘進切眼，使工作面斜長由90m縮小為30m。

1993年3月10日回採前打開12皮帶突水點放水降低水壓。3月25日工作面推進21.5m，采空面積731m²時，老塘出水0.05m³/min，3月29日8：00推進29m，采空面積1015m²時，水量增加至0.54m³/min，工作面停產兩班。3月30日又開始回採，當推進31m，采空面積1085m²時，大頂突然來壓，16：20水量增加，水色發黃，17：30水量達20.88m³/min，19：58上風道槽尾外3m處上幫出水7.02m³/min，總水量達27.9m³/min。3月31日1：30水量增至32.21m³/min，4月2日3：00水量增至39.05m³/min，4月3日4：50涌水量增至44.74m³/min，最大時47.51m³/min。突水點水量明顯發生四次跳躍式上升。該工作面總水量穩定在41.72～47.35m³/min。

突水後各含水層都有不同程度的下降，沖積層水位下降了644m，L₈下降了20.68m，五灰下降了8.1m，L₂下降了1.8m，奧灰下降了1.9m（圖4-12）。

圖4-12 12031突水點動態曲線（四）

12031突水後，12021集中巷和12041集中巷兩突水點水量明顯減少，分別減少2m³/min和1.2m³/min。其他突水點水量變化不明顯。

（2）突水原因分析：與水源和水壓的關系密切。突水後在出水點附近施工兩個L₈孔，水位+23.75～+26.87m。在標高-100m以上涌水已達55m³/min以上，L₈水位仍保持如此的高水位，單位水壓涌水量達3.24m³/min，單位涌水量（m³/min）降深小於1m。說明L₈受L₂、奧灰和沖積層水補給量大，才會發生如此大的突水。

一二采區位於L₈強喀斯特裂隙富水帶上，特別是12031工作面處於一個背斜構造上，北西向和北東向裂隙十分發育，底板岩石破碎，L₈喀斯特裂隙更加發育，加上采動礦壓影響極易引起突水。因此造成低水壓突水量大。

一二采區各突水點之間水量消長不明顯，但突水後L₂和奧灰水位都有不同程度的下降，說明補給通道各異，補給量大。

（3）治理意見：從突水後水位水量變化可知，12031突水水源與L₂、奧灰有明顯關系，並且L₈水位上升一次井下涌水量上升一個台階，為防止水量增大，應切斷L₂和奧灰補給通道，減少礦井涌水量。因此應對突水點進行注漿堵水。一方面達到減少礦井涌水量，保證礦井安全生產，另一方面可切斷補給通道為根治水害奠定基礎。

四、水化學資料的幾點結論

1990年西安地勘分院應用水化學及環境同位素研究方法，對焦作礦區不同層位地下水源進行采樣、室內分析和測試工作。共采水樣81個，其中沖積層15個，頂板砂岩11個，大原組石灰岩水樣38個，奧灰17個。主要進行水質、微量元素和環境同位素（T.D）3項測定分析其結論如下：

（1）焦作礦區各含水層（Q、C₃灰岩、P砂岩、O₂）都是由大氣降水補給形成的，不存在古生水源問題。各含水層水中均有一定氚（T）含量被測出，說明本地區地下水30年以前的水體存在很少，以第四系沖積層水和砂岩水貯留時間較長。

（2）L₈水受沖積層下滲水影響形成混合水，礦區東部較西部有較大的混合比率。如九里山礦12皮帶突水點沖積層水混入佔31.50%，2^＃放水孔（L₈水）佔53.8%；演馬庄礦東四半突水點，佔84%。

（3）第四系沖積層水礦區東西部水質化學特徵有較大差異。從東向西，從北向南礦化度及硬度增大，說明與奧灰水補給有關。

（4）奧灰水中沖積層水混入率，礦區東部九里山工人村至演馬庄礦一帶佔23%～86%；西部除焦西三水廠、耐火二廠一帶大於30%外，其他地區均小於20%。

（5）九里山礦13011工作面頂板出水14.4m³/min，按其Na⁺降低、Ca²⁺，Mg²⁺增高，ph下降rNa/rCl比值等接近沖積層水質類型，說明沖積層水混入量較大。

五、補給與通道

九里山礦L₈水主要接受奧灰L₂和沖積層水補給，其補給途徑主要是來自北部（淺部）和井田內隱伏構造。

北部在煤層露頭附近，奧灰、L₂、L₈含水層被第四系沖積層覆蓋，通過基岩風化裂隙或構造破裂帶使其互相溝通共同對L₈補給。

1.補給

淺部補給，依據連通試驗和突水後各含水層水位變化即可說明來自北部的補給是存在的。

多元示蹤劑連通試驗資料（表4-7），即可說明淺部補給明顯（圖4-13）。①淺部沖積層水有明顯補給，最大流速為155m/h。②淺部L₈水與井下突水點聯系密切，最大流速533m/h，而南部聯系不明顯。③淺部補給范圍集中在13～15勘探線間。

圖4-13 九里山礦多元水力連通試驗圖

表4-7 多元示蹤連通試驗成果表

註：分子為時間（小時），分母為直線流速（m/h）。空格為未取樣，「-」為未見到示蹤劑。

淺部含水層（O₂～L₂）補給問題，未做連通試驗，但根據突水後各含水層水位變化（表4-6）和升壓試驗資料（見下述）均表明淺部12～15勘探線間，為一強徑流帶，補給明顯。另外有下列地段值得注意：

（1）12皮帶巷突水點以西L₈水位存在一個很陡的「陡坎」水力坡度733.3‰；

（2）12031突水點（-93m）附近L₈水位仍高達+27m（注1孔）；

（3）馬坊泉斷層南北兩側L₈觀側孔水位差達20多m，突水後，斷層兩盤水位都有不同程度的下降（S＞5m）。

上述地段即可懷疑深部含水層補給的可能性。

2.導水通道探討

通過突水資料分析奧灰、L₂和沖積層水進入L₈的途徑有以下幾種情況。

（1）淺部沖積層水通過L₈露頭直接補給；L₂、奧灰水一方面補給沖積層，另一方面通過基岩風化帶或構造破裂帶垂直向上補給L₈。

（2）馬坊泉斷層南北兩盤L₈水位差明顯（達20m），北盤高、南盤低，而且突水後兩盤L₈水位下降都十分明顯，說明L₂奧灰補給L₈明顯。

（3）根據一二采區1m³/min以上突水點平面分布和連通試驗資料結合礦井地質構造特徵，認為一二采區L₈存在明顯的兩個徑流帶（或稱喀斯特裂隙破碎帶），大致呈近東西向自淺部向深部延展，預計深部富水性較差。

（4）在井田內施工的L₂奧灰孔，因封孔質量問題，造成人為的補給通道。如13-2孔，在施工中L₂水曾噴出地面10多米，後因套管拔斷而至今未處理。全井田內懷疑有12個L₂和奧灰孔封孔質量有問題，其中奧灰3個孔，徐灰29個孔。若按平均每孔導水3～5m³/min，其補給量也是十分可觀的。

另外，根據現有突水點分析，L₈水進入巷道只是構造裂隙和礦壓作用產生的破壞裂隙互相溝通而引起突水的。

六、涌水量預計

（1）全礦涌水量：依據突水資料用比擬法和有限單元法計算標高-225m以上涌水量為184.64～187.5m³/min；標高-450m以上涌水量244.8m³/min。

（2）淺部補給量：根據連通試驗流速資料和有限單元法計算補給量33.86～54.7m³/min。

（3）東部涌水量：西部關閉後成為直線補給邊界時，東部涌水量將會大幅度增加，標高-225m以上將達到48.4～58.4m³/min；標高-450m時為94.4～104.4m³/min。

如果西部一二采區補給水源及通道封堵後，東部涌水量將會大大減少，維持現狀。

❸ 礦井日常水文地質工作內容與技術要求

礦井日常水文地質工作是保證煤礦正常安全生產的一項重要技術基礎工作。其基本任務包括：

1）開展礦井水文地質補充調查、補充勘探和水文地質觀測；

2）為礦井採掘、開拓延伸提供水文地質資料或報告；

圖1-8 系統開發工作流程圖

3）在採掘工程中進行水害分析、預測和防探水。

（一）水文地質補充調查和觀測

1.地面水文地質補充調查

包括氣象資料搜集：降水量、蒸發量、氣溫、氣壓、相對濕度、風向、風速及其歷年平均值和兩極值；地貌調查：著重調查由開采引起的塌陷、人工湖等地貌變化；地質調查：第四系覆蓋層、基岩露頭，地質構造的形態、產狀、性質、規模、破碎帶等。其他還應調查的內容包括地表水體等。

2.地面水文地質觀測

包括氣象觀測、地表水觀測、地下水動態觀測等。

3.井下水文地質觀測

在開拓主要采區巷道時，應及時進行井下水文地質觀測和編錄，並繪制實測水文地質剖面圖或展開圖。

1）當巷道穿過含水層時，應詳細描述其產狀、厚度、岩性、構造、裂隙或岩溶的發育與充填情況，揭露點的位置及標高、出水形式、涌水量、水溫等，並採取水樣進行水質分析；

2）對斷層和裂隙，應測定其產狀、長度、寬度、數量、形狀、尖滅情況、充填程度及充填物，觀察地下水活動的痕跡，繪制裂隙玫瑰圖，並選擇有代表性的地段測定岩石的裂隙率；

3）對岩溶應觀測其形態、發育情況、分布狀況、有無充填物及充填物成分、充水狀況等，並繪制岩溶素描圖；

4）對褶曲應觀測其形態、產狀及破碎情況；

5）對突水點應詳細觀測記錄突水的時間、地點、確切位置、出水層位、岩性、厚度、出水形式、圍岩破壞情況等，並測定涌水量、水溫、水質、含砂量等。同時觀測附近的出水點和觀測孔涌水量、水位的變化，並分析突水原因。主要突水點可作為動態觀測點，並要編制卡片，附平面圖和素描圖。

4.礦井涌水量觀測

1）礦井涌水量觀測應分含水層、分采區、分主要出水點觀測，每月觀測不少於3次；

2）井下新的出水點在涌水量尚未穩定前應每天觀測1次；

3）井下疏降孔涌水量和水壓在穩定前每小時觀測1次，穩定後正常觀測。

（二）礦井水文地質基礎資料和圖紙

1.水文地質台賬

礦井水文地質基礎資料必須認真搜集整理、長期保存。為了使礦井水文地質基礎資料系統化，應建立以下各類水文地質台賬：

1）礦井涌水量觀測成果台賬；

2）氣象資料台賬；

3）地表水文觀測成果台賬；

4）鑽孔水位及井泉動態觀測台賬；

5）抽（放）水試驗成果台賬；

6）礦井突水點卡片或台賬；

7）井下水文地質鑽孔台賬；

8）水質分析成果台賬；

9）礦區水源井（孔）台賬；

10）封閉不良鑽孔台賬；

11）其他專門項目台賬。

2.礦井必備的水文地質圖紙

1）礦井充水性圖；

2）礦井涌水量與各種相關因素動態曲線圖；

3）礦井綜合水文地質圖；

4）水文地質柱狀圖；

5）水文地質剖面圖；

6）等水位線圖等。

（三）工作面水害預測與防探水

應開展水害因素分析和水害預測工作，根據採掘接續計劃，結合水文地質資料，全面分析水害因素，提出水害分析預報表及水害預測圖；在採掘工程中對預報表、圖進行檢查、補充和修訂，發現險情，應及時發出水害通知單，並採取預防措施。

1）采前應編制探放水設計，並預計涌水量，涌水量較大可能影響正常生產時，應採取相應措施；

2）防探底板突水：採掘前必須具備勘探或補充勘探資料，水文地質條件基本清楚；對可能發生的水害及其預防措施提出建議；預測有突水可能的危險區；預計最大涌水量；

3）防探斷層水：應核准斷層產狀、位置，分析斷層帶的富（導）水性，並在平面圖和剖面圖上確定斷層與工作面的空間幾何關系；巷道通過導水或可能導水斷層前，必須超前探水，並採取相應的防水措施；對與強含水層連通的導水斷層，必須按規定留設防水煤柱；

4）為防止鑽孔突水，應對採掘范圍內穿越煤層頂、底板強含水層的鑽孔進行核查，分析判定封孔質量；對封閉不良的鑽孔應分別採取相應的預防措施。

（四）其他防治水措施

為了防治礦井開采過程中發生突水淹井事故，除建立上述礦井排水系統外還應當考慮以下防治水措施：

1）采區排水系統。對設計的下一個采區，要首先預計采區涌水量，建立采區水倉、泵房和排水管道。采區水倉、泵房和排水管道的設計應符合「煤礦安全規程」的要求。

2）礦井避水災路線。在採掘作業規程中制定突水時的避水災路線，並在避水災路線上設置路標，定期進行撤退演習。在井下各採掘工作面即主要硐室、大巷等有人員工作的地點安裝電話，井下電機車安裝載波電話，並加強對通訊系統的維護和管理，保證在發生突水災害時，可利用通訊系統實施迅速、有效的調度指揮。礦井應安裝井下人員定位系統，使地面及時了解井下人員的實際情況。

❹ 存在的主要水文地質問題

工作區地處豫西山區，地形切割強烈，地層發育較齊全，地質構造條件復雜，受地層岩性和構造控制，各種類型地下水分布及富水性差異較大，存在的主要水文地質問題就是因資源型和水質型缺水引起的人畜飲水短缺問題。工作區廣泛分布前新生界變質岩、碎屑岩、碳酸鹽岩等。地形起伏大，地表徑流迅速，地下水資源分布不均。該區又是河南省主要黃土分布區，地層中多不含水，是該區資源型缺水的主要自然原因。此外，豫西地區是河南省礦業最發達的地區，以煤鋁及多金屬礦產為主，礦山開采造成區域地下水位下降，部分基岩含水層被疏干，加之礦坑排水、采礦選礦造成的污染，使本已缺水的地區雪上加霜，部分地區人畜飲水非常困難。飲水安全已成為制約該區經濟發展和社會主義新農村建設的瓶頸。但要想從根本上解決該區飲水安全問題，特別是廣大農村的分散供水，還必須從地下水上下功夫，從找水方法和地下水賦存規律研究方面尋找突破口。顯然，地下水資源分布不均、過量開采、水質污染、水資源浪費等問題進一步加劇了鞏義市水資源的短缺。

一、地下水儲量分布不均

鞏義市地貌上從南往北由低山丘陵漸變為河谷平原。對應於地貌類型的變化，地下水儲量在不同區域存在明顯差異。北部的黃河和伊洛河灘地，地下水儲量豐富，取水相對較容易。但是在中南部的大片基岩低山丘陵區以及伊洛河與黃河平原中間的邙山黃土丘陵等區域，地下水儲量小，鑿井投資大，成井率低，取水則相對困難。

二、地下水過量開采，地下水位快速下降

鞏義地區地下水出現過量開采主要存在兩個因素：一是工業發展致使用水集中、過量地抽取地下水，二是開發地下礦產資源，疏干含水層，從而使區域地下水位出現下降。

鞏義地區作為工業強縣，工業逐漸發展壯大，用水量也在不斷增大。鞏義市工業布局相對集中和高速發展加劇了地下水的開采強度，致使出現了地區集中、層位集中的開采方式，使主要開采含水層長期處於過量開采狀態，造成地下水水位持續下降，出現了大面積超采地下水區域，在局部地區甚至形成了開采降落漏斗。典型降落漏斗中心主要出現在康店鎮、西村鎮、鞏義市區、回郭鎮、魯庄鎮等地。

市區地下水位多年來降幅較大，已形成以市人民政府、印刷廠、鐵匠爐村等為中心的降落漏斗。漏斗中心水位自1970年至1989年下降幅度較大，達29.7m，平均每年下降1.7m。北山口鎮汽車站東50m 機井（井深11 7m）在1974年至1980年期間，呈持續下降狀態，平均每年下降1.04m。2011年北山口鎮鐵匠爐村地下水位為88.26m，孝義鎮龍尾村為55.25m。受二電廠大量開采地下水的影響在芝田鎮也出現了一個集中開采型小漏斗，觀測井的水位逐年下降，從1999年的43.57m 降至2000年的55.73m 以及2001年的59.73m。

在康店鎮張嶺村、葉嶺村和康北村本次工作實施的水井地下水位分別為120.31m、11 2.81m和75.22m，西村五嶺地下水位為135.8m。

在河洛鎮胡坡村水井（井深128m）與魯庄鎮魯庄村水井（井深70m）中，地下水水位亦可見逐年下降。從圖3-5和圖3-6中可以看出，從2000年至2009年兩地的最大下降幅度分別達到3.2m 與9.5m，其中水位變化最大的月份主要出現在1、2、6、7月份。而2011年受乾旱無雨的影響，河洛鎮胡坡村水井的水位進一步下降，水位與2009年相比下降近1.5m。本次工作在河洛鎮源村實施的水井地下水位為106.2m（井深201.6m），魯庄鎮虎山坡村水井（井深300m）中，地下水水位為130m，顯示了地下水位明顯下降的態勢。

圖3-5 河洛鎮胡坡村井內水位變化圖

圖3-6 魯庄鎮魯庄村井內水位變化圖

鞏義市賦存煤、鋁土礦、硫鐵礦、熔劑灰岩、耐火粘土、水泥灰岩、鎵、陶瓷土、水泥配料用粘土等21種地下礦產資源。礦產資源主要分布在大峪溝鎮至米河鎮、涉村鎮至魯庄鎮兩條成礦帶上。礦業開發涉及米河、新中、小關、竹林、大峪溝、北山口、涉村、夾津口、西村、魯庄等10個鎮。豐富的地下礦產資源，為鞏義地區帶來了巨大的經濟效益，但對地下水資源亦造成了嚴重破壞。

如新中煤礦的開采過程中，大量抽取地下水以降低地下水水位與水壓力導致新中、茶店、葦園、溫堂、樓子溝、口頭、小關等的機井遭到嚴重破壞（機井水位下降或枯竭），地下水水位的大幅度下降，也切斷了地表水與地下水之間的水力聯系，造成降水大量下滲難以形成徑流，山谷小溪甚至河流都出現枯竭現象，山地植被遭到嚴重破壞。而大峪溝、廟溝、水地河煤礦的地下開采不僅對區域地下水資源造成了破壞，上部層位地下水甚至已經疏干，局部已經引起地面下降。上庄煤礦採煤則直接導致涉村水東溝8眼機井乾涸。米河鎮雙樓村一口剛實施完的深井，在2008年汶川地震後因封閉含水系統邊界條件受到破壞而發生地下水位突然降低78m（原靜水位167m，突變為245m），原因是地處20km 外的大裕溝煤礦因地震發生突水。因此，從整體看，地下礦產資源開采過程中疏乾地下水對鞏義市地下水資源具有極大的破壞作用。

三、水質污染

隨著鞏義市工農業的發展，工業「三廢」大量排放，城市生活污水不斷排入河渠，使地表水、地下水、大氣降水遭受污染。2002年鞏義污水排放總量為1652萬t,2010年為8423萬t，污水排放量增加了近5倍，而污水處理能力和污水年處理量則呈下降狀態（表3-2）。2002～2008年污水處理能力為3.5萬t/d,2002～2005年污水年處理量為971萬t,2010年污水處理能力和污水年處理量分別為2.0萬t/d、346萬t。據不完全統計，鞏義市幾十家國營、私營企業往河道排放污水，幾乎100%的溝河受到不同程度的污染，其中，伊洛河水功能區斷面回郭鎮火車站、石灰霧和伊洛河入黃河口2010年水質均為Ⅴ類（表3-3）。

表3-2 2002～2010年鞏義市城鎮污水排放量和處理量統計表

表3-3 2010年鞏義市伊洛河水功能區斷面水質概況

地表水的污染勢必影響地下水的水質安全，進而對地下供水水源地產生威脅。2005年對鞏義市地下供水水源水質的調查

張琰如.2006.鞏義市水資源短缺現狀及應對措施。，表明地下水源地受到污染所涉及的村莊近75個，人數近20萬人，佔全市總人口的25.3%。污染水源地主要集中分布在回郭、芝田、孝義、康店、站街、河洛及米河、新中兩大片區。其中，在東站鎮的地下水中，硫酸根727.65mg/L，總硬度918mg/L，固形物1300.6mg/L，分別超標2～3倍。在沿黃河邊的河洛鎮沙魚溝村，氯酸根443.1mg/L，硝酸根1215mg/L，總硬度1980mg/L，固形物3155mg/L，分別超過2～15倍。汜水河兩岸的米河、新中地下水受到不同程度污染，以雙樓村飲水水源為例，硫酸根457mg/L，超標1.06倍，硝酸根441.3mg/L，超標5.01倍，總硬度1355mg/L，超標3.01倍，固形物1917mg/L，超標1.92倍，飲水水源中含氟1.65mg/L，超標1.56倍。資料顯示，鞏義市地下水污染較嚴重、超標指數高、分布廣，且受污染水源在向不利於人們利用的方向蔓延。

四、水資源浪費

由於節水意識和節水方法限制等原因，生產用水重復利用率低，生活用水浪費嚴重，鞏義市近年耗水量在5195萬～7602萬m³之間（表3-4），耗水主要發生於工業用水、農業灌溉和居民生活用水。以農業灌溉為例，耗水量近年一般在1295萬～3544萬m³之間。鞏義市有效灌溉面積約22萬畝，大部分農田灌溉依舊採用大水漫灌方式，未採用更為節水的灌溉方式如噴灌與滴灌。漫灌的用水量是噴灌用水量的2～3倍，是滴灌的5～8倍。如果採用噴灌或滴灌的灌溉方式，僅農業灌溉一項每年即可節水近1300萬～2300萬m³。

表3-4 2002～2010年鞏義市耗水量統計表

❺ 礦井水文地質

（一）含水層

1.第四系砂、礫石孔隙含水層

本區第四系發育厚度為0～45.26m。上部為黃土或砂質粘土，厚0～45.26m，平均18.37m，對大氣降水對下部各含水層的淋漓、滲漏補給起阻隔作用。下部為砂礫石（或卵石）厚0～39.8m，平均7.65m，全區發育，其厚度變化主要受古地形地貌及現代流水堆積作用控制，基本規律為礦區北部較南部發育，東部較西部發育。該含水層主要由流砂、砂（卵）石組成，呈未膠結或半固結，導（富）水性較好，富含孔隙潛水。q=0.0074L/（s·m），k=0.0406m/d。水位標高225.15m，其水位水量變化動態不穩。與二₁煤層間無穩定水力聯系，對二₁煤層的開采影響不大，但在隱伏露頭地段，當開採煤層後形成的冒落破碎裂隙帶與該含水層溝通時，則構成直接充水水源。

2.二₁煤層頂板砂岩裂隙含水層

二₁煤層以上60m范圍內，為煤層采動後的冒落破裂影響帶，在該影響帶內發育的中粗粒砂岩含水層的承壓水，將首先充入礦坑，是二₁煤層頂板的直接充水含水層。據統計，該范圍內發育的中—粗粒砂岩3～5層，主要為大占砂岩和香炭砂岩，厚0～32.87m，平均15.75m，該砂層組多為硅質膠結，緻密堅硬，裂隙較發育，但多被方解石脈所充填，多以頂板淋水形式向礦坑充水。

3.太原組上段灰岩岩溶裂隙含水層

主要由太原組上段灰岩組成，其中L₇和L₈灰岩較發育，層位較穩定，厚2～13.9m，平均6.32m。灰岩緻密堅硬，岩溶不發育，裂隙較發育，但多被方解石脈所充填。q=0.0024～0.038L/（s·m），k=0.015～3.72m/d，水質類型為HCO₃-K·Na型。該含水層厚度小，出露及補給條件差，岩石空隙不發育，導、富水性差，且及不均一，但在斷層構造作用下，使其與下部強含水層產生水力聯系時，富水性則會相應增強，為二₁煤層底板直接充水含水層。

4.太原組下段灰岩含水層

即指太原組下段L_1-4灰岩，一般L_1-3灰岩較發育，層位較穩定，厚4.75～23.79m，平均厚度10.08m。L_2-4灰岩局部可相變為砂岩或與L₁合並為一層，緻密堅硬，岩溶裂隙也不甚發育，且多被方解石脈或黃鐵礦細脈所充填，導、富水性較差。L_1-4灰岩為一₁煤層頂板直接充水含水層。

5.中奧陶統石灰岩岩溶裂隙含水層

該層厚度為2.05～73.5m，單位涌水量q=0.0141～18.79L/（s·m），滲透系數k=0.0285～119.27m/d。該含水層水水質類型為HCO₃-Na·Ga或HCO₃-Ga·Mg型，pH值為7.4～7.7，礦化度為0.574g/L。目前水位標高為171m左右（觀₁孔資料），岩溶裂隙發育，補給條件好，富水性強，但極不均一，為本區重要含水層，是一₁煤層底板直接充水含水層。

主採煤層和含水層關系詳見圖4-2。

（二）隔水層

1.石盒子組砂泥岩隔水層

自基岩風化面下至二₁煤層頂板60m之間，厚100～300m，由泥岩、砂質泥岩、砂岩等碎屑岩組成，以泥岩、砂質泥岩為主，間夾數層中厚層狀粗粒砂岩含水層，富存有一定的水量。但各含水層挾持於厚層泥質岩之間，且距開採煤層較遠，又因含水層砂岩膠結緻密堅硬，在該段中起到骨架作用，相對增強了泥質岩層的抗壓強度，故該岩層段裂隙不發育，透水性差，再加上其在地表呈零星出露，補給條件不佳，岩段厚度大，抗壓強度較高，故能對上部第四系砂礫石潛水含水層和下部二₁煤層頂板砂岩承壓含水層之間的水力聯系起到一定的阻隔作用。但在煤層露頭區或煤層開采引起導水裂隙高度較大時，可能會失去阻水能力，使得地表水和第四系砂礫石潛水充入礦井。

圖4-2 主採煤層與主要含水層示意圖

2.二₁煤層底板砂泥岩隔水層

系指二₁煤層底板至L₈灰岩頂界之間的砂泥質岩段。據統計，厚度5.25～48.93m，平均為12.41m。岩層以泥岩、砂質泥岩、粉細粒砂岩為主，底部夾一灰岩薄層（或灰岩透鏡體），分布連續、穩定，其裂隙不發育，透水性差，隔水性能良好。由於該隔水層的存在，有效地防範了二₁煤層在回採過程中太原組L_7-8灰岩水直接湧入礦井。在局部地區由於斷裂構造和采動影響，其隔水性能相對降低。

3.太原組中段砂泥岩隔水層

太原組中段即自L₇灰岩底至L₄灰岩頂之岩段，平均厚46.95m，岩性以泥岩、砂質泥岩、細中粒砂岩為主。間夾灰岩層（L₅），岩石裂隙不發育，透水性差，隔水性能良好，有效地切斷了太原組下部薄層灰岩與上部L_7-8灰岩之間的水力聯系，使二₁煤層底板的多個薄層灰岩復合式含水層之間的整體性和連續性大大減弱。同時，該隔水層的存在也有效地阻隔了奧陶系灰岩含水層與太原組薄層灰岩含水層之間的水力聯系。

4.本溪組鋁土岩、泥岩隔水層

由本溪組鋁土岩、鋁土質泥岩組成，厚度為0.58～16.65m，平均9.36m，其岩性緻密，強度中等，透水性差，具有良好的隔水性能，該隔水層的存在有效地阻隔了奧陶系灰岩水與太原組薄層灰岩含水層之間的水力聯系。但在斷裂破碎帶和沉積薄弱地段或受到采動破壞影響，該隔水層將失去或降低其隔水性能。

（三）地下水動態特徵

1.礦井涌水量逐年增加

大平煤礦1986年投產初期，年平均涌水量為134.44m³/h。1987年至1988年4月份，水量急劇增大至561.7m³/h，除因開采面積相應增加外，推斷有第四系潛水和老窯水成分。之後，涌水量恢復至150m³/h，並隨著回採面積的擴展，涌水量逐漸增加至2004年的424.6m³/h。大平礦歷年礦井涌水量曲線見圖4-3。

圖4-3 大平煤礦歷年礦井涌水量曲線圖

2.涌水量與大氣降水的關系

大平礦礦井涌水量與大氣降水密切相關，據多年統計資料，每年最大降水月份為7～8月，而礦井涌水量最大月份為每年的10月份，與最大降水月相比，相應延遲約2～3個月，最小涌水量為來年的7月份，表現出集中補給逐漸消耗的補給排泄特徵，大平礦月平均涌水量與降雨量關系曲線見圖4-4。

3.奧陶系灰岩水位變化趨勢

通過對1987～1992年13-補27孔奧陶系灰岩水位和1997年5月～2005年5月對觀₁孔中奧陶統灰岩水位觀測，大平礦奧陶系灰岩水位呈逐年下降趨勢，降幅每年近1.5m（圖4-5，圖4-6）。中奧陶統灰岩水位由建井初期至今已經由199.88m下降至171.29m，表明該礦區地下水降落漏斗在逐漸擴展和形成過程中。

（四）地下水補給徑流排泄

區域地下水運移規律是由西北向東南流動，滎密背斜南翼及礦區西部山區是寒武系—奧陶系及石炭系含水層出露地區，為地下水之補給區，大氣降水滲入形成地下水後向東南方向運移，一部分由超化泉群及灰徐溝泉群泄出，其餘均運移到新鄭礦區的八千背斜軸部地帶由寒武系—奧陶系含水層隱伏露頭區排出泄入第三、四系沖積層中。

圖4-4 大平礦月平均涌水量與降水量關系曲線圖

圖4-5 13-補27孔奧陶系灰岩水位變化曲線圖

圖4-6 觀1孔奧陶系灰岩水位變化曲線圖

大平井田位於新密煤田西南，井田南、北、西三面環山，組成一個向東開闊的箕形匯水盆地，周邊為寒武系—奧陶系灰岩或二疊系碎屑岩組成的低山丘陵區。煤礦床隱伏於第四系沖、洪積扇堆積物之下，礦區地勢西高東低。大平井田構造特徵為一軸向近東西的向斜構造。礦區大致以大冶向斜為對稱軸由南北中馬家溝組、本溪組、太原組逐次出露，成為地下水的主要補給區，大氣降水是其主要補給來源。但由於礦區內溝谷發育，地表高差大，植被稀少，排泄條件好，故不利於地下水入滲補給。二₁煤層頂板含水層與上部沖、洪積層之間有水力聯系，富水性較強。

井田內奧陶系灰岩水流向基本以地層傾向相同，由井田南、北、西三面向中心匯集，並由井田西南部流出井田。二₁煤層頂板砂岩水及太原組灰岩岩溶裂隙地下水，主要以井下排水的形式進行人工排泄。

❻ 煤礦生產過程中，常見的地質問題有哪些

自己把下面的內容整合一下，再找一兩個實踐中的例子，一湊合就兩千字了。不要指望別人包辦，朋友們給你搜集一些資料就夠意思了，給你娶個媳婦，還指望大家給你把孩子生出來？做人別太懶了！

影響煤礦生產的主要地質因素

煤層厚度變化

煤層厚度變化是影響煤礦生產的主要地質因素之一。煤層發生分叉、變薄、尖滅等厚度變化，直接影響煤礦正常生產。

一、煤層厚度變化的原因及變化特徵

煤層厚度變化是多種多樣的，但就其成因來說，可分為原生變化和後生變化兩大類。

（一）煤層厚度的原生變化

煤層厚度的原生變化是指泥岩層堆積過程中，在形成煤層頂板岩層的沉積物覆蓋以前，由於地殼活動，沉積環境變遷等各種地質因素的影響而引起的煤層形態和厚度變化。原生變化主要包括地殼不均衡沉降引起的煤層分叉、變薄、尖滅、泥炭沼澤古地形對煤層形態和煤厚的影響、河流同生沖蝕、海水同生沖蝕等四種原因。

（二）煤層厚度的後生變化

煤層厚度的後生變化是指煤層被沉積物覆蓋以後，或煤系形成以後，由於河流剝蝕、構造變動、岩漿侵入、岩溶陷落等各種地質因素的影響而引起煤層形態和厚度變化。

二、煤層厚度變化對煤礦生產的影響

煤層厚度變化對煤礦生產的影響主要表現在以下幾個方面：

1．影響採掘部署

2．影響採煤工藝

3．影響計劃生產

4．掘進率增高

5．采出率降低

三、煤層厚度變化的研究和處理

（一）煤層厚度變化的觀測和探測

1．煤層的觀測

1）煤層的觀測內容

2）煤層的觀測方法

2．煤層的探測

1）煤層厚度的探測

（1）煤巷掘進中的探煤厚工作。

（2）回採工作面的探煤厚工作。

2）煤層分叉尖滅的探測

根據煤層分叉的穩定情況大致可分為兩種：一種是煤層分叉後分層的分布比較穩定；另一種是煤層分叉後只有一層保持穩定（即為主分叉層），其它各層延續不遠很快尖滅。

3）煤層底凸薄化的探測

煤層底凸薄化是指煤層底板凸起造成煤層變薄尖滅的現象。對於這種變化，常用的探測方法如下：

（1）鑽探控制巷道掘進方向的底凸位置。

（2）利用巷道穿越底凸部位，直接圈定煤層底板凸起的位置及薄化范圍。

（3）利用工作面上分層邊采邊探的煤層觀測資料，編制煤層頂、底板標高等值線圖，研究泥炭沼澤的基底地形，圈定煤層底凸薄化的位置和范圍。

4）煤層河流沖蝕變薄帶的探測

首先應在巷道中仔細觀察和素描沖蝕帶的寬度、厚度、岩石成分、層理、礫石分布、煤層頂板沖蝕情況、沖蝕面特徵、沖蝕處煤質變化等。將各巷道所見的沖蝕現象投繪在平面圖上，進行對比分析，確定古河床的分布范圍及對煤層破壞的情況，圈出古河床沖蝕帶范圍。

（二）定量評定煤層厚度的穩定性

（三）煤層厚度變化的處理

1．掘進中的處理辦法

（1）在煤巷掘進中遇到煤層分叉、尖滅現象，要根據具體情況確定掘進方案，如已知上分層穩定可采，而下分層常變薄尖滅，則巷道應緊靠煤層頂板掘進。如果是下分層穩定可采，上分層不穩定，則應緊靠煤層底板掘進。如果分叉後煤層全部可采，應先採上分層，再採下分層。

（2）在采區上山掘進中，如遇煤層變薄帶，應按變薄帶的范圍大小來決定巷道是直接穿過，還是停止掘進，或從其它地方另開巷道。若變薄帶范圍不大，並且確知工作面有煤可采時，掘進巷道採取挑頂或破底辦法直接穿過變薄帶。

（3）主要運輸巷遇到局部煤層變薄或尖滅時，巷道可按原計劃施工，穿過變薄尖滅帶。

2．回採工作中的處理方法

回採工作面遇到變薄帶或無煤區時，可採用直接推過或繞過的辦法。若變薄帶或不可采區范圍較小，則可採用直接推過的辦法；若變薄帶范圍較大，可考慮採用繞過的辦法；大面積的不可采區，應布置探巷，探清不可采范圍，將工作面分為幾塊回採，先採①、②兩塊，然後合成一個工作面③進行回採。

第二節 礦井地質構造

地質構造是影響煤礦建設和生產的各種地質因素中最重要的因素之一。地質構造包括褶皺、節理和斷層。斷層是礦井地質構造的研究重點。

礦井地質構造按其規模大小和對生產的影響程度，可分為大、中、小三種類型。大型構造是指決定井田邊界的大型褶曲與斷層，這類構造在勘探階段已基本查明。中型構造是指分布在井田范圍內，影響水平、采區劃分和巷道布置的次一級構造，它們對煤礦生產影響極大，是礦井地質工作的重點。小型構造是指那些在巷道或工作面中比較容易查明全貌的更次一級的褶曲與斷層。

一、褶曲構造對煤礦生產的影響與研究

（一）褶曲構造對煤礦生產的影響

1．大型褶曲

大型褶曲在勘查段已經查明，它的規模、方向和位置影響到井田的劃分和礦井開拓方式及開拓系統的部署，是礦井設計考慮的主要問題。

2．中型褶曲

中型褶曲對整個礦井的開拓部署影響不大，但對采區的布置關系密切，影響到采區的大小和采區巷道的布置。

3．小型褶曲

小型褶曲是在回採工作面准備過程中，在巷道中揭露的幅度僅幾米到幾十米，長度為幾米到幾十米的褶曲。它影響煤層平巷的掘進方向，從而影響工作面長度，給機械化回採、頂板管理帶來一定困難。小型褶曲還往往引起煤層厚度發生變化，使生產條件復雜化。小型褶曲特別發育時，甚至會使煤層變為不可采。

（二）煤礦生產中褶曲構造的研究

1．褶曲的判斷

判斷井下褶曲的存在，主要是根據煤、岩層產狀的規則變化和岩層層序的對稱重復出現這兩大標志。如在石門巷道中岩層傾向相背或相傾，或是在煤層平巷中由於煤層走向的急劇變化而使平巷彎曲，表明有褶曲（背斜或向斜）存在。

在構造簡單，岩層標志比較明顯的地區，根據褶曲核部和兩翼的岩層層序，

2．褶曲的觀測

（1）對在巷道中能看到全貌的小褶曲，應系統觀測褶曲軸的位置、方向、產狀。對中型褶曲，在一條巷道中不能觀測到全貌時，應准確鑒定觀測點處的煤層，岩層層位及其頂底面順序，岩層產狀、煤厚變化，以及與其伴生的次一級小構造等，然後將所觀測到的資料投繪到平面圖和剖面圖上，在圖上綜合分析，確定褶曲軸的位置延展方向。

（2）觀測描述褶曲兩翼的岩層產狀，褶曲寬度和幅度，褶曲的延展變化及向深部的延伸趨勢。

3．褶曲的探測

（三）褶曲的處理

通過對褶曲的判斷、觀測、探測，已基本查明它的位置、方向及產狀變化。在此基礎上可對褶曲採取如下措施進行處理。

1．大型褶曲

（1）褶曲軸線作為井田邊界。有些大型向斜，由於軸部埋藏較深，開采困難，多作為井田邊界，其兩翼分別由兩個或幾個井田開采。有些大型寬緩背斜，兩翼煤層距離較遠，井下難以形成統一的生產系統，可以褶曲軸為界，兩翼分別有兩個井田開采。

（2）大型褶曲在井田開拓部署中的處理方法。不是所有的大型褶曲軸都必須作為井田邊界，在有的井田內也可以有大型褶曲存在。若在井田內有大型背斜構造，開拓系統中常把總回風道布置在背斜軸附近，兩翼煤層均可利用。有些位於向斜構造的礦井，常把運輸巷道布置在向斜軸部附近，用一條運輸巷解決向斜兩翼的運輸問題。

2．中型褶曲

（1）以褶曲軸線作為采區中心布置采區上山或下山。對開闊的平緩褶曲，以向斜軸作為采區中心，向兩翼布置回採工作面，采區走向長可達1000m以上。

（2）以褶曲軸作為采區邊界。在較緊閉的褶曲軸部，次一級構造往往發育，因此常以褶曲軸作為采區邊界。

（3）工作面直接推過褶曲軸。當褶曲較寬緩，而規模不太大時，可布置單翼采區，工作面直接推過褶曲軸部。

3．小型褶曲

（1）采面重開切眼生產。在小型褶曲發育地區，常見到煤層突然增厚或變薄，甚至不可采，使工作面無法通過，需要重新開掘切眼進行生產。

（2）采面運輸巷改造取直。煤礦要求運輸巷在60m內不能有大的彎曲，彎曲過多無法使用。由於小褶曲存在，使煤層平巷彎彎曲曲，為滿足生產要求，巷道需要改造取直。

二、斷裂構造對煤礦生產的影響與研究

（一）節理（裂隙）對煤礦生產的影響及處理

1．影響鑽眼爆破效果

2．影響開采效率

3. 影響頂板控制方法

4．影響工作面布置

5．對其它方面的影響

（二）斷層對煤礦生產的影響

斷層破壞了煤層的連續性和完整性，對煤礦生產造成了很大影響。斷層規模不同，對生產的影響程度不同。目前對斷層規模等級的劃分標准尚不統一。根據煤礦工作實踐，建議採用下列劃分標准：落差大於50m為特大型斷層，落差50～20m為大型斷層，落差20～5m為中型斷層，落差小於5m為小型斷層。

斷層對煤礦生產的影響主要表現在以下七個方面：

1. 影響井田劃分

2.影響井田開拓方式

3.影響采區和工作面布置

4.影響安全生產

5.增加煤炭損失量

6.增加巷道掘進量

7.影響煤礦綜合經濟效益

（三）煤礦生產中斷層的研究

1. 斷層的判斷

斷層的出現不是孤立的，常在斷層附近的煤、岩層中伴生一些與正常情況不同的地質現象，這些現象預示者前方可能有斷層存在，應作好過斷層的准備工作。在斷層出現前，可能遇到的徵兆，主要有以下幾種現象：

（1）煤層、岩層的產狀發生顯著的變化時，可能有斷層存在。

（2）煤層厚度發生變化，煤層頂底板出現不平行現象時，可能有斷層存在。

（3）掘進巷道中經常出現明顯的小褶曲（如開灤唐山煤礦），或煤層常發生強烈揉皺，滑面增多或變為鱗片狀碎煤（如淄博龍泉礦）等現象時，可能有斷層存在。

（4）煤層和頂、底板中的裂隙顯著增加，並有一定的規律性時，可能有斷層存在。

（5）在大斷層附近常伴生一系列小斷層，這些小斷層是判斷大斷層的重要標志。

（6）在高瓦斯的礦井，在巷道中瓦斯湧出量常有明顯變化地段，可能有斷層存在。如焦作礦務局焦西礦掘進巷道時，遇斷層前後瓦期湧出量出駝峰現象。

（7）充水性強的礦井，巷道接近斷層時，常出現滴水、淋水以至涌水的現象，可能有斷層存在。

在實際工作中，應根據上述各種徵兆，再結合礦井的具體地質條件和已採掘地段斷層資料，進行綜合分析，使判斷更符合實際。

2. 斷層的觀測

（1）確定斷層位置。

（2）觀察斷層面特徵。

（3）觀察斷層的伴生派生構造。

(4)確定斷層性質及斷層力學性質。

（5）測量斷層面產狀。

（6）確定斷層的落差。

3．斷層的探測（斷失煤層的尋找）

煤礦中判斷斷層性質和確定斷距的方法主要有以下五種：

（1）層位對比法。

（2）伴生派生構造判斷法。

（3）規律類推法。

（4）作圖分析法。

（5）生產勘探法。

（四） 斷層的處理

1．開拓設計階段對斷層的處理

（1）井田邊界和采區邊界的確定。凡是井田內遇到落差大於50m的特大型斷層時,應以該大型斷層作為井田邊界。

（2）井筒位置的選擇。一般立井井筒要布置在傾角較大的大斷層下盤，距斷層30～50m以外的位置。

（3）運輸大巷的布置。運輸大巷是需布置在較堅硬的岩層中，且盡量少改變方向。但在斷層錯動處，斷層上、下盤的煤岩層位移較大，甚至與另一盤的含水層相遇，因此必須考慮巷道的改道問題。

（4）采區內塊段劃分。被斷層切割破壞的地區，要綜合考慮斷層的位置、落差、被切割塊段的大小和形態，以及已有的生產系統等因素來劃分開采塊段，要盡可能地將較大斷層留在各塊段之間的煤柱當中。

（5）井田開拓方式的確定。選擇井田開拓方式時，要考慮各種地質因素的影響，其中斷層占重要地位。

2．巷道掘進階段對斷層的處理

（1）平巷過斷層。平巷過斷層分為穿過煤層頂板（或底板）和順斷層面掘進兩種方式。

（2）傾斜巷道過斷層。上山、下山等傾斜巷道遇斷層後，可以根據生產的要求採取多種形式通過斷層。

當斷層落差較小時，根據斷失盤是上升還是下降盤分別採用挑頂、挖底或挑頂挖底相結合的方式通過斷層。

3．回採階段對斷層的處理

（1）採用強行通過的方法。

（2）採用重開切眼的方法。當斷層落差大於煤厚時，對於傾向斷層或斜交斷層可採用重開切眼的方法，即提前在斷層另一盤重新開掘切眼，待工作面推進到斷層處，停止回採，工作面搬家到新切眼內繼續開采。

（3）採用劃小工作面的方法。當斷層落差大於煤厚時，對於走向斷層，可在斷層兩側補掘中間平巷，把原來一個采面劃分為兩個采面分別回採。對於落差一端大、一端小的斜交斷層，可採用合採與分采相結合的方法，把斷層上、下盤煤層結合起來開采。

第三節 岩漿侵入煤層

一、岩漿侵入煤層的觀測與研究

（一）岩漿侵入體的一般特徵

1. 岩漿侵入體的產狀

生產礦井中發現的岩漿侵入體主要有以下兩種產狀：

（1）岩牆。

（2）岩床。

2．岩漿侵入體岩性

（二）對岩漿侵入體的觀測

對在井下一切揭露岩漿侵入體的地點，都應進行詳細的觀測和素描。觀測的內容有以下四個方面：

1．岩漿侵入體的顏色、礦物成分、結構、構造特徵及名稱。

2．岩漿侵入體的產狀、延展范圍。

3．岩漿侵入體與斷裂構造的關系。

4．煤層被破壞情況，包括岩漿侵入體與煤層的接觸關系、天然焦寬度、煤層的變質程度等。

（三）對岩漿侵入體的探測

（四）岩漿侵入體資料的綜合研究

二、岩漿侵入體對煤礦生產的影響

（一）岩漿侵入體對煤質的影響

（二）岩漿侵入體對煤礦生產的影響

三、岩漿侵入煤層的處理

第四節 岩溶陷落柱

岩溶陷落柱是指煤層下伏碳酸鹽岩等可溶岩層，經地下水溶蝕形成的岩溶洞穴，在上覆岩層重力作用下產生塌陷，形成筒狀或似錐狀柱體。簡稱陷落柱，俗稱「矸子窩」或「無炭柱」。

陷落柱在我國華北石炭二迭紀聚煤區中普遍分布，其中以山西、河北最為發育。

一、陷落柱的成因

（一）岩溶發育的地質條件

（二）溶洞塌陷機理

二、陷落柱的特徵

（一）陷落柱的形態特徵

（二）陷落柱的地表出露特徵

（三）陷落柱的井下特徵

（四）陷落柱的分布特徵

三、陷落柱的觀測與研究

四、陷落柱對煤礦生產的影響及處理

第五節 影響煤礦生產的其它地質因素

一、礦井瓦斯

二、煤層頂底板

三、礦井地熱的危害

四、礦山壓力

五、煤層自燃與煤塵

❼ 發耳煤礦水文地質條件屬於什麼類型

中等煤礦水文地質類型劃分4類：
一、水文地質簡單
（1、露頭區被粘土類土層覆蓋；
2、被斷層切割封閉；
3、地表泄水條件良好；
4、屬於深部井田；5、在當地侵蝕基準面以上開采；6、屬高原山地背斜正地形，煤層底部灰岩無出露；7、煤層距頂底板上下富含水層距離很大）
二、水文地質中等（受採掘破壞或影響的孔隙裂隙，溶隙含水層補給條件一般，有一定的補給水源）
三、水文地質復雜（1受採掘破壞或影響的主要是灰岩溶隙-溶洞含水層，厚層砂礫石含水層(煤層直接頂底板為含水砂層)，其補給條件好，補給水源充沛。2未開展水文地質普查，存在老窯積水，資料不齊的整合和技改礦井。）
四、水文地質極復雜（受採掘破壞或影響的為岩溶含水層，其補給條件很好，補給水源極其充沛；
1、礦井經常的直接或間接受煤層頂底部灰岩溶洞-溶隙高壓富水含水層突水的威脅；
2、灰岩露頭分布范圍廣，河溪發育，山塘水庫多；
3、在高原山地向斜正地形礦區灰岩岩溶特別發育常形成暗河系統或匯水封閉窪地）

❽ 礦井已經完成和基本查清的水文地質問題

超化煤礦是已有20餘年開拓歷史的在生產礦井，已經進行了一些水文地質勘探試回驗工作答，積累了大量的礦井水文地質資料，應該說下列方面的礦井水文地質問題已基本查清：

1）主要充水含水層的分布、結構、厚度及其埋藏條件已基本查清；

2）主要充水含水層之間的結構關系以及與大氣降水和地表水體之間相互聯系已基本清楚；

3）礦井充水的方式、途徑和突水產生的條件基本清楚；

4）礦井水害類型及其水害特徵基本清楚；

5）初步建立了礦井水文地質信息觀測系統。

❾ 礦床水文地質調查中應注意的問題

1.礦床水文地質調查

礦床水文地質調查已有較為成熟的規范可循，但要根據具體情況靈活應用，要有針對性的部署綜合調查工作。

2.要加強區域水文地質測繪

區域水文地質測繪是礦床水文地質調查的基礎和先行工作。條件簡單的礦床，通過地表測繪，就可作出水文地質評價;條件復雜的礦床，測繪成果則是專門水文地質勘探設計的依據。測繪內容和方法，要從礦井充水的角度考慮，把重點放在主要充水岩層及其隔水頂、底板上。要特別注意對區內已有的供、排水工程的調查，尤其是礦井或老窯。

3.要充分利用地質勘探工程取得的水文地質資料

(1)做好地質鑽孔的岩心編錄及簡易水文地質觀測

岩心編錄包括岩性鑒定和分層，裂隙、岩溶的描述和統計;簡易水文地質觀測包括水位、水溫、沖洗液消耗量的觀測，以及鑽進過程中對掉鑽、涌水、涌砂、逸氣等現象的記錄。對各種觀測資料要及時進行系統整理。

(2)加深部分地質勘探孔

地質勘探孔只能普遍揭露礦層之上的各頂板含水層，對於底板充水的礦床，特別是岩溶充水的煤礦，底板充水岩層及其與礦層之間的隔水層均不可能揭穿，應選擇一定數量的勘探孔進行加深，揭露底板含水層，以作出正確評價。

(3)進行坑道水文地質、工程地質測繪

內容包括:揭露地層的岩性及產狀;裂隙、岩溶的素描與測量;斷裂帶的描述、測量與分析;出水點的觀測、素描及取樣;出水徵兆及工程地質現象的觀測。

4.應以查明主要充水岩層地下水形成條件及采礦人為作用引起的變化為中心

礦床水文地質調查要特別加強對邊界條件的研究，包括含水層的周邊界，含水層的上、下邊界的性質和形狀。這些研究不夠，礦井涌水量預測就不準確。

充水岩層的上、下邊界，即頂、底板條件，對評價礦床充水條件和預測涌水量也有重要意義。尤其是對岩溶充水礦床，若岩溶含水層上覆第四系，則要查明第四系岩性、結構及與基岩的接觸關系。

至於查明充水岩層的底界條件，無論是對確定含水層的厚度，還是了解下部含水層越流補給或突破礦坑底板的可能性等問題，都是十分必要的。

還應強調指出，對礦床充水水源形成條件的研究，不能局限於搜集礦區地下水有關資料，僅僅確定其現狀，而要研究地下水的發展變化方向及其內在原因。

5.礦區水文地質勘探試驗工作應結合採礦工程配置和可能出現的環境問題進行

勘探試驗工作的布置要根據水文地質條件來確定。工作量要重點布置在:①主要充水岩層富水程度高、導水能力強或壓力水頭最大的地段，以及地下水的主要徑流方向上;②先期開采或預定井筒等首要工程所在地段。大型抽水試驗要盡可能與開采疏干工程相結合，抽水主孔最好位於未來礦井排水的中心，觀測孔沿未來礦井排水的各可能來水方向上。

小結

通過本章學習，應掌握以下重點內容:①礦床充水的各種條件分析;②礦井水防治基本措施。

❿ 煤礦在水文地質條件不清楚時應採取什麼措施

水文地質條件主要出現在地質報告里，作為國家最新的硬性要求。水文地質不清回或沒有水文地質調查的礦答山，不能進行設計。從這就能看出其重要了吧。實際上產中，礦山的水文地質主要指地表水體或匯水面積、地下最大/正常涌水量，含/隔水層的狀況，斷裂/構造帶的存水狀態等對礦體開採的影響。總提上說就是防止在采礦生產中發生透水事故。水文地質條件可以分為簡單，中等復雜和復雜型，主要用於采礦設計中，為采礦設計井巷布置，井下防護措施及支護措施提供依據。因為實際的礦山水文地質調查比較難查清，而且代價很昂貴，但對於安全生產很重要。在實際生產中則需及時打探水孔保證航道掘進的安全。