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user: 4. 传统定性划分 4.1. 井田主要含水层概况 由前期的水文地质勘查和施工的水文钻孔、测井等实探结果可得 [ 12 ]，矿区内由新至老主要存在新生界松散含水层、二叠系砂岩裂隙含水层及灰岩岩溶裂隙含水层 [ 13 ]。 4.1.1. 新生界松散含水层 此含水层主要有第四系上含与上第三系中、下含。第四系上含上段含水砂层厚度约是1.50~30.10 m，均厚度达11.70 m，岩性主体是粘土质砂及灰黄色粉、细砂，属潜水~弱承压水。由大气降水与地表水为其提供水源补充，富水程度较弱，水质类型大体为HCO 3 -Ca∙Mg型。 第四系上含下段厚度总体约是25.90~71.19 m，均厚为51.38 m，岩性主要为浅黄色中、细砂。据资料显示，该含水层q值为0.373~1.763 L/(s∙m)，矿化度约为0.410~1.031 g/L，水位标高在+16.40~+20.18 m，水质类型为HCO 3 -Ca∙Mg∙Na和HCO 3 ∙Cl-Na型等，含水量较高，水质情况较好，可为饮用水源。 上第三系中含厚度总体为23.49~158.38 m，均厚104.61 m，由浅灰绿色中砂组成，分析抽水试验相关资料可知，q约在0.398 L/(s∙m)，水位标高为+20.51 m，矿化度大于1 g/L，水质类型大部分为Cl-Na型，由于该含水层只揭露部分，无法查清该含水层的真实情况，故水量不一定小。 上第三系下含厚度总体为0~100.10 m，均厚是57.71 m，且与煤系地层直接接触，岩性主要为含泥砂砾层。由抽水试验可得，q值为0.076~1.531 L/(s∙m)，富水程度为中等~强，矿化度较高，大致在1.32~2.605 g/l，水质以Cl-Na型为主，次要为Cl∙SO 4 -Na型，表明是静储量含水层，没有足够的补给。 4.1.2. 二叠系砂岩裂隙含水层 该含水层为矿井的直接充水水源，其中存在煤层及砂质泥岩等，裂隙较少，全区出现漏水的钻孔占4.2%左右，漏水区主要是11煤与18煤的煤系砂岩。据漏水区抽水试验可得，q值是0.00063~0.0303 L/(s∙m)，含水性弱，水位标高在+23.40 m，渗透系数约是0.0390 m/d，矿化度高，达到2.40 g/L，水质类型为HCO 3 ∙Cl-K+Na型 [ 11 ]，水流量逐渐减小，32.50 m为其恢复水位后比原来水位降低的值。由此表明为静储量含水层，导水性差且补给水源贫乏。 4.1.3. 石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层 该含水层平均组厚为118.34 m，灰岩累计厚度平均是51.83 m，约为该组厚度的44%，其中较厚灰岩占灰岩总厚的61%，其余为薄层不稳定灰岩。相关资料显示，几乎所有区段含水层的富水程度都较低，q值约为0.000042~0.0749 L/(s∙m)，渗透系数大致在0.00004~0.307 m/d之间，矿化度是0.252~2.56 g/l，水质类型为SO 4 -Na、Cl-Na与Cl∙SO 4 -Na型，水位恢复时间较长，含水量呈逐渐减小之势。故含水层多是静储量，补给径流条件差。 4.1.4. 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层 该含水层厚度约为2.60~170.41 m，主要由厚层的白云质灰岩组成，构造为块状，颜色大部分为浅灰色，微夹肉红色，部分存在小溶洞。由抽水试验资料可知，单位涌水量q值是0.0000907~1.163 L/(s∙m)，富水程度由弱至强，水位标高约在−46.99~+28.40 m之间，渗透系数为0.000065~0.8256 m/d，矿化度0.16~2.885 g/l，水化学类型为Cl-Na、Cl∙SO 4 -Na型等。 4.2. 井田主要隔水层概况 依据岩性与位置特征，矿区内隔水层由新到老为新生界隔水层、风化带弱隔水层和1煤底板隔水层。 4.2.1. 新生界隔水层 该隔水层有第四系上段隔、上隔与上第三系中隔。上段隔水层厚度最小为2.29 m，最大达40.89 m，均厚是19.13 m，主要由棕黄微带灰绿色砂质粘土构成，粘土稳定性、隔水性与可塑性较好。上隔水层厚度0.56~15.35 m，平均厚度2.81 m，大部分由浅黄色及灰绿色砂质粘土或粘土构成，厚度薄、稳定性好，可在一定程度上起到隔水作用。上第三系中隔水层厚度最大达92.10 m，均厚为52.31 m，主体由砂质粘土及浅绿色夹棕黄色的粘土构成，膨胀性、隔水性与分布的稳定性等都较为优良。 4.2.2. 风化带弱隔水层 该矿区存在厚度超过29.98 m的风化带，其中工业广场古地形凸起的地方风化带最厚，约49.96 m，此处钻进钻孔时基本无泥浆漏失现象，可在中央井筒周边古地形凸起的位置，出现严重的漏失情况，最大漏失量可至29 m 3 /h。由地层取芯可知，被风化后的泥岩几乎无裂隙或有充实其他物质的微裂隙，具有良好的隔水效果，从而在一定程度上阻隔新生界下部水系与煤系砂岩水发生水源补给。 4.2.3. 1煤底板隔水层 1煤底板与太原组1灰顶部的距离约为8.9~21.2 m，平均厚度16.66 m，其岩性大部分是砂泥岩与泥岩组成的互层，另含有少量的细砂岩薄层，微小裂隙不常见，因此具备一定的隔水性能。 4.3. 井田及周边地区老窑水分布状况 井田区及周边无小井开采。 矿井在未来3年仍以13-1和11-2为主采煤层，无其他煤层开采计划。13-1煤和11-2煤回采后形成采空区，区内必然会存有积水，但积水区位置、范围、积水量均已查清(表1)。生产过程中对老空区积水采取超前分析、预报和探放，可有效预防老空水害威胁，降低老空水危害。 Table 1 Workface table affected by goaf water according to mining time sequence from 2019 to 202 工作面名称 影响巷道掘进的采空区 预计积水量(m 3 ) 1682 (1)上顺槽 1672 (1)采空区 84，506 2121 (1)西上顺槽 17，102 (1)采空区 17，000 2121 (3)上顺槽 17，102 (3)采空区 150，000 表1. 2019~2022年根据开采时间顺序受采空区积水影响的工作面表 4.4. 矿井涌(突)水分析 4.4.1. 矿井涌水量 利用潘三矿的历年涌水量平均值绘制历时曲线，如图2所示，潘三煤矿矿井涌水量总体上是上升趋势，但是2008~2019年呈现下降趋势，其中2010年至2015年出现较小地波动，而2015~2019年涌水量趋于稳定。其原因是在开采初期矿井涌水量会随开采面积的加大而加大，当开采面积达到一定程度后，涌水量就不会再因开采面积的增大而增大。 图2. 矿井1993~2019年平均涌水量变化曲线 4.4.2. 矿井涌水量预计 矿井从投产以来获得了大量的矿井涌水量观测资料，故采用比拟法预计未来开采水平的矿井涌水量是比较好的方法。本次利用矿井一水平(−650 m) 2016~2019年矿井涌水量的最大值158.42 m 3 /h (包括一水平C组煤砂岩裂隙水、井筒出水及生产用水)和平均值91.21 m 3 /h，预算未来3年主要采掘的−900 m的矿井平均涌水量和最大涌水量。砂岩裂隙水位取十一25长观孔2019年3月的水位19.68 m来计算。 采用公式： Q = Q 0 F F 0 × S S 0 (10) 其中：Q 0 ——实测矿井涌水量(m 3 /h)； S 0 ——−650 m水平水位降低值； F 0 ——实际开采面积(m 2 )； S——预测水平水位降低值(m)； F——预测水平开采面积(m 2 )。 其预测结果如下表2所示。由表2可得，预计矿井在未来3年正常涌水量约是131.34 m 3 /h，最大涌水量约是228.12 m 3 /h。目前所设排水设施的能力符合未来3年矿井涌水量的排水要求。 Table 2 Prediction table of mine water inflo 名称 −650 m水平 预测−900 m水平 水位降深值(m) 669.68 919.68 面积(km2) 18.26 27.64 正常涌水量(m3/h) 91.21 131.34 最大涌水量(m3/h) 158.42 228.12 表2. 矿井涌水量预测表 根据未来3年矿井涌水量的预计情况可知，该矿所设的排水系统完全满足未来3年矿井排水需要，可为煤矿做好防治水工作提供保证。 4.4.3. 矿井出(突)水分析 据矿井开采资料统计，矿井2000~2019年共出(突)水9次(见表3)，单点最大出(突)水量330 m 3 /h (2010年2月18日西风井井筒由于井壁突然破裂发生出(突)水，水源为中含水)。由表3可以看出9次出(突)水中。其中，6次水源为砂岩裂隙水、3次为新生界水，煤系砂岩水约占所有出水水源类型的67%。从而可得，矿井出(突)水水源以煤系砂岩裂隙水为主。 4.5. 矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价 4.5.1. 矿井开采受水害影响程度 未来3年矿井开拓开采分布在一水平的西三采区和东四采区以及二水平的东一采区，主采11-2和13-1煤。11-2与13-1煤顶板砂岩裂隙含水层为其开采时受采掘破坏或影响最大的含水层及水体，采掘活动中受顶板砂岩水和老空水水害的影响。 本矿由于未来3年采掘区域没有封闭不良钻孔及陷落柱导水危害，没有导水断层；距上覆新生界松散层最小距离105 m，生产中新生界松散层水不会产生影响。采掘活动主要水害为本煤层顶板砂岩水及老空水。 Table 3 Statistical table of outburst water points in mine 地点 初始时间 最大涌水量(m 3 /h) 水源 通道 西一8煤轨道石门 2001.10.24 4.5 砂岩裂隙水 裂隙节理面 1442 (1)工作面 2002.5.13 15.00 砂岩裂隙水 煤层顶板裂隙 1211 (3)工作面 2002.6.26 16.80 砂岩裂隙水 煤层顶板裂隙 12318工作面 2006.10.19 125 砂岩裂隙水 煤层顶板裂隙 老西风井井筒 2010.2.18 330 新生界中含水 井壁破裂 12418工作面 2011.10.25 113 砂岩裂隙水 煤层顶板裂隙 −584 m东翼回风大巷 2013.1.13 21 新生界中含水 井壁破裂 新西风井井筒 2013.10.19 24 新生界中含水 砂岩裂隙 1662 (1)工作面 2017.5.13 6 砂岩裂隙水 煤层顶板裂隙 表3. 矿井突水点情况统计表 4.5.2. 防治水工作难易程度评价 根据潘三矿未来3年开采区域所受水害隐患分析，未来3年该矿采掘范围内未发现陷落柱，不需要采取专门的防治水工程措施。且采掘区域主要水害为顶板砂岩水和老空水，水害防治工作易于进行，不需要投入较大的措施工程。 4.6. 水文地质类型划分 依照《煤矿防治水细则》中第十二条规定，根据含水层(水体)情况、单位涌水量、井田及周边老空水分布状况、矿井涌水与突水量、开采过程受水害影响程度以及防治水工作难易程度等划定标准 [ 14 ]，将潘三矿井水文地质类型划分为中等类型。