什麼是水文地質條件復雜的礦井

⑴ 礦井存在的主要問題及其水文地質條件綜合評價

白坪礦區主要有以下水文地質問題：

（1）滑動構造和地表水聯合作用不明

位於98～109勘探線之間，箕F₂₇為主滑面，滑體中發育新F_13、新F_11、新F₁₀等多條滑面，箕F₂₇有40孔控制，斷層內帶不發育，均不漏水，10106孔水被抽干，說明斷層導水性差。在斷層影響帶有3孔漏水，占揭露鑽孔的7.7%，漏失量1.20～2.40m³/h。新F₁₃和新F₁₁斷層交會處有2孔涌（漏）水，漏失量1.63～3m³/h（其中副9902孔由於平頂山砂岩出露地形高，地下水補給新F₁₃，斷層帶涌水，水量0.45L/S）。重力滑動構造影響帶較發育，局部具有導水性。箕F₂₇主滑面下距二₁煤層頂界鉛垂距離20（10210）～60m范圍的面積約1km²，在第一水平近0.50km²。受其影響二₁煤頂板砂岩一般裂隙較發育，富水性相對較好，工程地質條件變差。

（2）斷層交會部位、斷層錯動部位（對口部位）的富水和充水規律不清

箕F₇為初期采區主要斷層，箕F₄為井田南部邊界斷層。箕F₇斷層位於新峰背斜軸附近，具有一定的導水性，如副10309孔恢復曲線後期斜率變小。斷層南盤上寒武統岩溶發育，在斷層對口部位與太原組上段灰岩含水層接觸，構成第一水平淺部的補給邊界。箕F₄斷層內帶導水性差（9孔揭露均不漏水），南盤二疊系泥、砂岩與井田太原組上段灰岩接觸，形成南部的阻水邊界。箕F₇與箕F₄斷層之間的影響帶（箕F₅₉斷層也分布於該地段）岩溶裂隙較發育（如副10309孔長山組地層孔深214.22～248.49m，見岩溶發育帶，單位涌水量達1.863L/s·m），並與西部的岩溶發育地段（據電法資料東白坪至南地之間垂深100～250m推斷為上寒武統岩溶發育帶）構成近東西向較強的地下水徑流帶。其上的太原組灰岩含水層有脫水現象。

（3）斷層和老窯水的影響范圍需進一步圈定

井田採煤歷史悠久，煤層淺部老窯遍布，給水普遍，淺部採煤易發生老窯突水，老窯水一般為儲存量，突水來勢猛、衰減快、易疏干。

（4）底板岩溶水的富水規律需要進一步查清

岩溶地下水在斷層帶可直接充水或突水，是礦井突水的主要水源。其次，第四系含水層在白江河谷分布地段，對岩溶含水層和山西組砂岩含水層有補給關系，為礦井充水間接補給水源之一。但是，第四系含水層面積小補給量不大。

（5）頂板砂岩水需進一步治理。

頂板砂岩含水層在開采初期一般以滲水形式充水，回採後形成冒落帶和導水裂隙帶，則以裂隙滲水和局部淋水的方式向礦井充水，但水量不大。回採時導水裂隙帶形成後涌水量最大，但含水層富水性弱，水量小易被疏干。開采初期礦井涌水量一般與巷道掘進長度和開采面積成正比關系，由於含水層補給條件的局限，礦井涌水量隨開采時間的延長呈逐漸減小的變化規律。

總之，大的滑動構造、券門水庫水體下開采、高水壓的底板岩溶含水層、斷層較為復雜等特點決定了白坪煤田的水文地質條件屬於較復雜類型。

⑵ 水文地質條件復雜或極復雜的礦井還應當建立什麼制度

煤礦安全規程，第252條規定：礦井應當建立水文地質觀測系統，加強水文地質動態觀測和水害分析工作。沒有明確的說是水文地質條件復雜或極復雜礦井。

⑶ 礦井水文地質劃分報告包括什麼內容

我國煤礦水文地質條件復雜，對煤礦安全生產影響很大，歷史上曾多次發生水害事故，造成了嚴重經濟損失和人員傷亡。為了煤礦安全生產，有針對性地做好礦井防治水工作，《煤礦防治水規定》第12條規定所有煤礦都必須編制礦井水文地質類型劃分報告，確定礦井水文地質類型。煤礦企業、礦井根據確定的水文地質類型制訂防治水規劃、措施並認真組織實施。礦井水文地質類型劃分報告和類型確定，由煤礦企業總工程師負責組織審定。
礦井水文地質類型劃分報告應在系統整理、綜合分析礦床勘探、礦井建設生產各階段所獲得的水文地質資料的基礎上進行編寫。至少應當包括本規定的七項內容。
一、礦井及井田概況
（一）礦井及井田基本情況。概述煤礦開發情況，包括礦井投產年限、設計年生產能力、現今實際產量；礦井開拓方式、生產水平及主要開採煤層。
（二）位置、交通。概述井田位置、行政隸屬關系，地理坐標、長、寬、面積、邊界及四鄰關系。通過礦區或臨近城鎮的鐵路、公路、水路等交通干線，以及距礦區最近的車站、碼頭和機場的距離。附礦區交通位置圖。
（三）地形地貌。概述井田地形地貌主要特徵、類型、絕對高度和相對高度、總體地形和有代表性地點，如井口、工業場地內主要建築物等標高。主要河流的最低侵蝕基準面。
（四）氣象、水文。概述礦區及其臨近地區地表水體發育狀況，包括江、河、湖、水庫、溝渠、坑塘池沼等。河流應指出其所屬水系，並根據水文站資料分別說明其平均、最大、最小流量及歷史最高洪水位等。湖泊、水庫等則應指出其分布范圍和面積。
說明礦區所屬氣候區。根據區內和相鄰地區氣象站資料，給出區內降水分布，包括年平均降水量、最大和最小降水量以及降水集中的月份。還應指出年平均、年最大蒸發量；最高、最低氣溫；平均相對濕度；最大凍土深度；年平均氣壓等。資料齊全時應附氣象資料匯總表或月平均降水量、蒸氣量、相對濕度、溫度曲線圖（插表和插圖）。
（五）地震。概述歷史上地震發生的次數、最大震級及地震烈度等。
（六）礦井排水設施能力現狀。概述井下各水平排水設施，包括水倉容積，排水泵型號、台數；排水管路直徑、趟數；井下最大排水能力；是否具有抗災能力；是否滿足疏水降壓的要求等。
二、以往地質和水文地質工作評述
按普查、詳查、勘探、建井和礦井生產或改擴建幾個不同階段分門別類總結已完成的地質、水文地質工作成果，指出各類報告的名稱及完成時間。
（一）預查、普查、詳查、勘探階段地質和水文地質工作成果評述。按時間順序（由老到新）總結「報告」或重要圖紙，包括完成年限、完成單位和報告主要內容及結論。
（二）礦區地震勘探及其他物探工作評述。其主要內容包括完成單位、勘探時間、勘探范圍、測線長度和物理點的密度。概述物探的主要地質和水文地質成果，特別是地震勘探對各種構造的控制情況。
（三）礦井建設、開拓、採掘、延伸、改擴建時期的水文地質補充勘探、試驗、研究資料或專門報告評述。總結水文地質工作成果（報告）的完成時間、完成單位和主要內容。詳細說明礦區存在的主要水文地質問題，對以往的水文地質和防治水工作進行綜合評述。
三、地質概況
（一）地層。按井田所在水文地質單元（或地下水系統）和井田內發育的地層由老到新的順序描述。某些「系」的地層可再按「統」、「組」細劃。描述內容主要包括：厚度、岩性、分布與埋藏條件；煤系、可採煤層及儲量描述包括煤系地層和主要可採煤層。
（二）構造。按照《中國大地構造綱要》的劃分，給出地質構造隸屬關系。對褶曲構造逐一進行描述，內容包括背斜、向斜、單斜、地塹和地壘等。對背、向斜應給出軸向、產狀等。對區內的斷裂構造進行詳細描述，其中包括斷層的數量、編號、展布方向、傾向、傾角、性質、落差和延伸長度等。附斷層發育一覽表和構造綱要圖等。
（三）岩漿岩。描述井田內岩漿岩的時代、岩性、產狀和分布規律及其與煤層和主要含水層的關系。
四、區域水文地質
主要描述礦區所處水文地質單元或地下水系統名稱、范圍、邊界；地下水的補給、徑流、排泄條件；強徑流帶展布規律及岩溶泉群流量等。特別應指出礦區所處地下水系統的具體位置。附礦區所處水文地質單元或地下水系統示意圖。
五、礦井水文地質
（一）井田邊界及其水力性質。描述礦井四周邊界的構成，一般是指斷層、隱伏露頭、火成岩體和人為邊界等。分析邊界可能造成的含水層之間的水力聯系和礦區以外含水層的水力聯系。
（二）含水層。按由新到老的順序對含水層逐一進行描述。其內容主要包括：含水層的名稱、產狀、分布、厚度（最大、最小和平均厚度）、岩性及其在縱橫向上的變化規律；地下水位標高、單位涌水量、滲透系數；水化學類型、礦化度、總硬度等。
指出含水層地下水補給來源及其與其他含水層的水力聯系。岩溶裂隙含水層還應指出岩溶發育情況和鑽孔涌水量、泥漿消耗量、單位吸水量等。特別應指出岩溶陷落柱存在與發育狀況。附主要充水含水層等水位線圖等。
（三）隔水層。按由新到老的順序逐一描述，重點是構成煤層頂、底板的隔水層。其內容主要包括：岩性、分布、厚度（最大、最小、平均厚度）及其變化規律、物理力學指標和阻隔大氣降水、地表水和含水層之間水力聯系的有關信息。
（四）礦井充水條件。礦井充水條件主要是指充水水源、充水通道和充水強度。充水水源是指礦井水來源；充水通道是指水源進入礦井的通道。對各種可能的充水水源，如大氣降水、地表水、老窯水和地下水等，可能的充水通道，如斷層和裂隙密集帶、陷落柱、煤層頂底板破壞形成的通道、未封堵和封堵不良的鑽孔及岩溶塌陷等，進行詳細描述並列表加以說明。
（五）井田及周邊地區老窯水分布狀況。詳細描述井田及其周邊地區老窯水分布狀況，包括位置、積水范圍和體積、水頭壓力，以及與其他水源的聯系等。必要時進行專頊調研。
（六）礦井充水狀況。對井下涌（突）水點進行調查，描述涌（突）水點位置、水量和水質變化規，以及涌（突）水點處理情況。統計分析礦井最大涌水量和正常涌水量。涌水量包括井筒殘留水量、巷道涌水量、工作面涌水量和老空區來水量等。
六、對礦井開采受水害影響程度和防治水工作難易程度的評價
（一）對礦井開采受水害影響程度的評價。根據《煤礦防治水規定》表2 -1所列內容，評價水害對礦井生產影響的大小並進行等級劃分。
（二）對礦井防治水工作難易程度的評價。技術和經濟兩方面評價礦井防治水工作難易程度。
七、礦井水文地質類型的劃分及對防治水工作的建議
（一）礦井水文地質類型的劃分。根據《煤礦防治水規定》表2 -1的規定，對不同煤層的開采，按照受採掘破壞或影響的含水層性質及補給條件、富水性、礦井及周邊老窯水分布狀況，礦井涌水量、突水量，受水害影響程度和防治水工作難易程度進行礦井水文地質類型劃分。同一礦區不同煤層開採的礦井水文地質類型可以不同。
（二）對防治水工作的建議。說明礦井存在的主要水害問題和應採取的防治水措施。

⑷ 礦井水文地質類型劃分的種類及依據有哪些

分為簡單、中等來、復雜、極復源雜四種。

礦井水文地質類型根據礦井水文地質條件、涌水量、水害情況和防治水難易程度區分的類型，分為簡單、中等、復雜、極復雜四種。

主要是研究地下水的分布和形成規律，地下水的物理性質和化學成分，地下水資源及其合理利用，地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。

(4)什麼是水文地質條件復雜的礦井擴展閱讀：

礦井水文地質的相關研究：

1、闡述地下水起源與形成的基本知識（包括地下水的賦存條件），並探討大氣水、地表水、土壤水與地下水相互轉化、交替的基本規律。

2、主要研究地下水流的基本微分方程，包括地下水向井、渠的流動，以揭示地下水位和水量的時空變化規律。同時探討包氣帶水與地下水溶質運移的基本方程。

3、討論在不同的天然因素和人為因素影響下的地下水動態變化規律，以及不同條件下的地下水水均衡方程。

⑸ 礦井水文地質類型的劃分為哪些種類

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）

⑹ 礦井地質簡述

一、含煤地層

焦作煤田為石炭系—二疊系含煤地層，含可採煤層三層（圖4-2）。

石炭系本溪組厚5.46～16.67m，一般厚10m左右，由泥岩、粘土岩和砂岩組成，底部含山西式鐵礦，以假整合與奧灰接觸。

太原組厚67.1～80.93m，一般厚75m，由粉砂岩、砂岩、灰岩和煤層組成。含灰岩6～10層，以L₈、L₂厚度大，分布穩定。含可採煤層二層（一₂和一₅煤）。

太原組地層岩性在走向方向上相變比較明顯，以一二采區為中心，石灰岩層數增多，三、四、五、六、七層灰岩均較發育，厚度大，向西側灰岩層數減小，厚度相對變薄。在南北傾斜方向上，北部因九里山斷層的影響，煤系地層遭受剝蝕，奧灰大面積出露。在煤層露頭以外，奧陶系和石炭系被第四系沖積層覆蓋。這是演馬庄—九里山井田與焦作礦區其他礦井在沉積上的最大不同之點，這也是造成水文地質條件復雜不同於其他礦井的一個顯著特點。

二疊系山西組厚75m左右，由粉砂岩、砂岩、泥岩和煤層組成。二₁煤層斌存於其底部，厚5～6m，分布穩定，為主要可採煤層。

二₁煤頂板岩性由泥岩、粉砂岩和砂岩組成。局部地區偽頂〔炭質泥岩〕厚3m以上，主要分布在礦井西冀。直接頂大面積范圍內為粉砂岩，砂岩頂板僅分布在一三采區西翼。老頂為厚層狀砂岩，厚度變化較大，西部厚東部薄。距二₁煤5～20m，西部小東部大。二₁煤底板為炭質泥岩、粉砂岩，松軟易破碎。

圖4-2 可採煤層柱狀圖

二、地質構造

該井田總體為一單斜構造，煤（岩）層走向30°，傾向南東，傾角10°～18°（圖4-3）。

褶皺構造在井田內雖然表現比較微弱，但發育普遍。按其軸向分為兩組（類）：一組是沿煤層走向方向上的波狀起伏，其軸向300°～330°，即北西向褶皺構造。較明顯的，西部以一二采區為背斜，東部一一采區為向斜，次一級的微型背向斜間替出現，特別是一二采區東翼背斜構造明顯，幅度（k＞h/L）較大（k＞0.2）；另一組是在大斷層兩盤因牽引作用形成的背向斜，表現比較明顯的是馬坊泉斷層上盤的向斜構造和方庄斷層下盤的背斜構造。

斷裂構造比較發育，井田內以小型斷裂構造為主。

九里山斷層，走向40°～70°，傾向北西，傾角70°左右，落差350～550m。南盤強烈上升，使奧灰大面積出露形成殘丘，煤系地層遭受剝蝕，形成山前洪積-沖積扇。

方庄—北碑村斷層為礦井東部邊界。為一組走向平行、傾向相反的斷層構成地塹構造。走向330°，方庄斷層傾向北東，落差150m左右。北碑村斷層，傾向南東，落差50～150m。該組斷層構成井田東部隔水邊界。

西倉上斷層，為井田南部邊界。走向55°，傾向北西，落差50～100m，因勘探程度低，對其控制不嚴。

馬坊泉斷層位於井田中部，為一水平與二水平分界。走向45°～70°，傾向北西，落差50～160m，在礦井西翼分岔2～3條斷層組成。在井田西部，沿斷層上盤（南盤），L₈與對盤L₂奧灰對接，形成高水位。

F₁斷層，位於一二采區西大巷，由3～5條小斷層組成，走向60°，傾向南東，落差17m。

圖4-3 九里山礦地質構造示意圖

除上述幾條較大斷層外，生產中揭露的斷裂構造落差均在5m以下。按其走向可分為近東西、北東向和北西向三組。

近東西向斷層井下揭露的最大落差為3.5m，多數在1m左右。一一采區最發育，條數多、落差大，一二和一三采區各2～3條。

北東向斷層井下揭露的最大落差為2m，多數在1m以下，在一二和一一采區上部極為發育。

北西向斷裂構造，未發現落差大於1m的斷層，以裂隙為主。

礦井自投產以來，採掘面積已達5.2km²，揭露落差大於5m的斷層1條，落差大於1m的斷層15條。這說明九里山礦地質構造是比較簡單的。

三、煤炭儲量

截止1992年表內保有工業儲量13455萬噸，可采儲量7042.3萬噸，其中一水平保有工業儲量7129.3萬噸，可采儲量3405.9萬噸（表4-2）。

表4-2 礦井儲量一覽表

⑺ 礦井水文地質類型劃分的國內外研究現狀分別是什麼

根據礦井及其周邊是否存在老空積水、礦井受採掘破壞或影響的含水層性質和富版水性及補給條件、礦權井涌水和突水分布規律及水量大小、煤礦開采受水害威脅程度以及防治水工作難易程度等，把礦井水文地質劃分為簡單、中等、復雜、極復雜四種類型（見表）。 註：1.單位涌水量以井田主要充水含水層中有代表性的為准。 2.在單位涌水量q，礦井涌水量Q1、Q2和礦井突水量Q3中，以最大值作為分類依據。 3.同一井田煤層較多，且水文地質條件變化較大時，應分煤層進行礦井水文地質類型劃分。

⑻ 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）

⑼ 水文地質條件復雜礦山的標準是什麼

第一型 水文地質條件簡單的礦床
l、主要礦體位於當地侵蝕基準面以上，地形條件版有利於自然排水權，礦床充水主要含水層或構造破碎帶富水性弱。②
2．主要礦體位於當地侵蝕面以下，附近無地表水體，礦床充水主要含水層或構造破碎帶富水性弱，補給條件差。
第二型 水文地質條件中等的礦床
1．主要礦體位於當地侵蝕基準面以上，地下水位以下，礦床充水主要含水居富水性中等，區域補給條件好，但地形條件有利於自然排水。
2．主要礦體位於當地侵蝕基準面以下，附近無地表水體或雖有地表水體但對礦床充水影響不大，礦床亢水主要含水層的富水性中等，構造破碎帶不溝通地表水體及富水性強的含水層。
第三型 水文地質條件復雜的礦床
l、主要礦體位於當地侵蝕基準面以下，附近有地表水體並對礦床充水具有威脅，礦床充水主要含水層和構造破碎帶富水性強。
2、主要礦體位於當地侵蝕基準面以下，礦床充水主要含水層富水性強，補給條件好或構造破碎帶溝通區域富水性強的含水層。

⑽ 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。