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[摘 要]在全面汇总新集二矿出（突）水性、涌水量等水文地质资料的基础上，对其充水性特征进行综合评价，并从矿井充水水源和充水通道两方面分析其影响因素，结果表明：新集二矿井田出水层位多位于砂岩含水层和灰岩含水层，且以灰岩含水层中的3、4灰为主；该区受新生界以上含水层影响小，但是二叠系砂岩水、灰岩水、断层水等均不同程度的控制着区内的富水性特征；充水性通道以断层和裂隙为主。
[关键词]充水性；影响因素；新集二矿
中图分类号：TD824 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）30-0021-02
新集二矿位于淮南煤田的东南部，受阜凤推覆构造的影响，井田内煤层开采工作几乎全部为推覆体下开采[1，3]，且区内水文地质条件复杂，该矿自投产以来，发生多次突水现象。前人虽对该井田单一煤层（13-1煤和1煤）开采的水文地质特征进行了研究 [4-5]，但是对其突水性特征及其原因没有进行进一步的分析和探讨。本文在汇总分析前人的研究成果和研究区内现今水文地质资料的基础上，对其充水性特征进行综合评价，并分析其影响因素，为同类型水害防治工作提供一定的数据和理论依据。
1.地质概况
新集二矿井田位于淮南复向斜的谢桥向斜南翼，颖凤区阜凤推覆构造的中段，构造线方向近东西，由于受由南向北的压应力作用，形成了以阜凤逆冲断层为主体的上叠式推覆构造，将外来系统推覆于原地系统（含煤地层）之上，如图1。井田二叠系可采煤层隐伏于新生界松散层和推覆体之下，掩覆于太原组、奥陶系之上，属新生界砂层孔隙含水层、推覆体片麻岩裂隙含水层、寒武系灰岩以及夹片灰岩岩溶裂隙含水层下，太原组、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层上开采矿井，水文条件复杂， 工作面涌水量大。对煤矿开采工作带来诸多影响。
2.矿井充水特征
2.1 矿井出（突）水概况及其主要特征
矿井投产以来，单面最大涌水量为150～171 m3/h；2010年7月以来，共发生最大涌水量0.5～84m3/h的出（突）水17次， 其中单次最大涌水量30～84m3/h；掘进工作面（包括探水孔）13次，单次最大涌水量0.5～10m3/h。
此外，为保证1煤首采面安全开采，沿太原组1灰施工了-650m东翼截水巷，施工超前探测底板灰岩水钻孔47个，注浆加固钻孔103个，终孔层位4灰底板。其中出水钻孔64个，出水率42.6%，出水量为0.1～15m3/h（S47-1#），初始水压0.06～1.41MPa，由钻孔资料分析出水钻孔主要集中在1煤首采工作面切眼处，主要出水层位均为4灰，3灰仅4个钻孔（S3-2#、ST12-3#、ST24-4#、S47-1#孔）（图1），钻孔水量衰减较快，一般衰减时间1天左右，说明无丰富的补给水源，以静储量为主。
2.2 矿井涌水量
自1996年以来，矿井初始涌水量平均为65m3/h（1996年），最大涌水量为701m3/h（2003年），2013年1～6月平均涌水量为551m3/h，其情况如下：
1）按出水位置，矿井涌水量构成以回采工作面涌水为主，掘进工作面和推覆体探测孔次之，少为井筒涌水。
回采工作面涌水量以13-1和11-2煤为主，13-1煤工作面单面最大涌水量为 35～171m3/h，11-2煤回采工作面单面最大涌水量为 20～150m3/h。
2）按出水层位，矿井涌水量构成以13-1和11-2煤层顶板砂岩含水层和推覆体含水层的混合水为主，次为8和6煤层顶板砂岩水，1煤层顶板砂岩水很小。
3）按出水深度，以-550m水平为主。
3.矿井充水因素分析
3.1 矿井充水水源
1）大气降水和地表水
新生界松散层内分布有二个隔水层（组），与原地系统之间有推覆体发育。大气降水和地表水仅可对新生界松散含水层和推覆体产生入渗或越流补给，与原地系统则无水力联系。
2）新生界松散砂层水
新生界松散层总厚48.10～203.2m，沿古地形走向隆起带变薄，向南北两侧增厚，造成二隔和三含呈东西向带状缺失，形成二含直接覆盖于基岩之上的“天窗”。“天窗”区，二含水对推覆体寒灰产生垂向渗透补给；非“天窗”区，三含水可对推覆体寒灰和片麻岩产生越流或垂向渗透补给。由于间隔有厚度较大的推覆体，新生界松散层与原地系统无直接水力联系。
3）二叠系砂岩裂隙水
二叠系各主采煤层顶底板砂岩裂隙水是矿井充水的主要直接水源，总体富水性弱，对矿井生产不会构成威胁。除11-2煤顶板砂岩南部露头局部与推覆体片麻岩接触，具有补给条件，涌水量较大，难以疏干；13-1煤顶板砂岩较薄，且其浅部与推覆体寒武系地层相接触，因受寒武系灰岩水的补给而涌水量较大外，其他煤层补给条件差，以静储量为主，涌水量小并易疏干。
4）推覆体灰岩岩溶裂隙水
推覆体灰岩主要为寒武系灰岩及夹片灰岩。寒武系灰岩上部中等富水性、向下减弱， 底部受阜凤逆冲断层影响富水性亦相对较强，主要受二含补给，储存量和补给量均较丰富，是13-1煤层安全开采的主要水害；夹片灰岩主要分布于夹片地层上部，一般对下伏煤层开采无充水威胁。但1线、02线和04线局部夹片太灰分布至夹片底面，直接与煤系地层相接，对下伏煤层开采造成充水威胁。
5）推覆体片麻岩裂隙水
片麻岩裂隙发育较弱且不均一，上部风化带及下部构造破碎带相对含水，是13-1、11-2煤层顶板砂岩的主要补给水源。但其总体为弱富水性，补给量不足，以静储量为主。
6）原地系统灰岩岩溶裂隙水
太原组、奥陶系灰岩岩溶裂隙水是矿井安全生产的重要隐患之一，太原组1～4层灰岩为1煤底板直接充水含水层。 太灰初测水位标高20.54m（0504孔，1993年4月），矿井-550m水平水头压力为5.71MPa。1煤底板隔水层厚度11.99～22.12 m，平均18.40m，正常地质条件下承压隔水性能较好，灰岩水对矿井无直接充水影响。但在高水压、薄隔水层条件下，1煤开采时易于造成底板突水。
7）断层水
区内所见断层带多为砂岩、泥岩、煤屑等受挤压破碎，并由泥质胶结而成，一般不含水。
阜凤逆冲断层在区内为局部含、导水断层，但并非是独立的含水体，因此主要以与其接触的推覆体含水层混合的形式对矿井充水。
8）采空区水
随着矿井开采深度和强度的增大，采空区范围不断扩大。由于煤层起伏大，采空区基本呈里低外高形态，内部大量积水，对相邻的下部工作面采掘构成充水威胁，为矿井主要充水水源之一。
9）采动离层或局部裂隙水
覆岩变形破坏过程中， 可能会因岩性差异造成非均一沉降而在软硬岩层界面（如推覆体片麻岩、寒武系灰岩与煤系接触面或阜凤断层带）形成离层裂隙或空隙，推覆体底部的含、导水能力增强。当冒落裂隙带波及痛层空间时，会发生严重充水。
在冒落裂隙带之上， 还可能会产生局部裂隙， 使上覆煤层顶板砂岩含水层和推覆体含水层的含、导水能力增强。
3.2 矿井充水通道
3.2.1 断层
断层是矿井充水最主要的导水通道。由于断层的性质、规模、两盘岩性、后期改造等因素不同，其导水性能不同。断层的充水通道作用主要表现在：
1）断层本身导水，造成充水岩层与其他含水层间的水力联系。
2）造成充水岩层与其他含水层对接，形成直接水力联系。
3）断层带及其附近节理、裂隙发肓，或受采动影响局部“活化”，裂隙的延伸性和连通性扩大了地下水的赋存空间，含、导水性增强。
4）同一条断层，由于两盘岩性及力学性质的变化，不同部位的导水性不同，原生导水的断层带可因后期的胶结作用而降低导水性，或可由于后期的溶滤作用而增强导水性。
3.2.2 裂隙
是矿井常见的充水通道。
1）原生或构造裂隙
煤系地层裂隙发育不均一，局部原生或构造裂隙尤其是高角度裂隙较发育，是造成充水的通道之一。
2）围岩破坏裂隙
开拓掘进工程既会使围岩产生破坏裂隙，又会改变岩层原有的裂隙状况，形成新的裂隙网络，其导水能力增强，是造成充水或滞后突水的通道之一。
3）采动裂隙
①采煤形成的顶板冒落裂隙，是顶板砂岩水充入回采工作面的主要通道之一。当冒落裂隙带波及推覆体含水层时，会发生严重充水。
②采煤形成的底板破坏裂隙，是灰岩水充入回采工作靣的通道之一。1煤开釆时，底板破坏裂隙使隔水层的阻水抗压能力降低，当灰岩水头压力较大时，会发生底板突水。
4）井壁裂隙是新生界松散砂层水充入井筒的主要通道。
3.2.3 封闭不良钻孔
井田内钻孔施工单位多，周期长，钻孔封闭方法、质量不相同，某些未经启封检查而又可能封闭不良的钻孔或层段，以及分段封闭钻孔，有可能成为各含水层水力联系并向矿井充水的通道。
4.结论
（1）新集二矿在采掘过程中多次发生出（突）水现象，最大涌水量一般小于100m？/h，出水层位多位于砂岩含水层和灰岩含水层，且以灰岩含水层中的3、4灰为主。
（2）该区受新生界以上含水层影响小，但是二叠系砂岩水、灰岩水、断层水等均不同程度的控制着区内的富水性特征；充水性通道以断层、和裂隙为主。
参考文献
[1] 苏毅，徐德成.新集二矿1306工作面矿井用水量研究与防治措施[J].中国煤田地质，2005，17（4）：32-34.
[2] 徐德成，金克书.推覆体下13-1煤层开采水文地质特征及“三带”高度的探讨[J].煤炭技术，2009（9）：15-17.
[3] 吴伟，胡友彪，王厚柱.新集二矿1煤水文地质特征及开采涌水量预测[J].煤炭技术，2012，13（1）：157-159.
[关键词]充水性；影响因素；新集二矿
中图分类号：TD824 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）30-0021-02
新集二矿位于淮南煤田的东南部，受阜凤推覆构造的影响，井田内煤层开采工作几乎全部为推覆体下开采[1，3]，且区内水文地质条件复杂，该矿自投产以来，发生多次突水现象。前人虽对该井田单一煤层（13-1煤和1煤）开采的水文地质特征进行了研究 [4-5]，但是对其突水性特征及其原因没有进行进一步的分析和探讨。本文在汇总分析前人的研究成果和研究区内现今水文地质资料的基础上，对其充水性特征进行综合评价，并分析其影响因素，为同类型水害防治工作提供一定的数据和理论依据。
1.地质概况
新集二矿井田位于淮南复向斜的谢桥向斜南翼，颖凤区阜凤推覆构造的中段，构造线方向近东西，由于受由南向北的压应力作用，形成了以阜凤逆冲断层为主体的上叠式推覆构造，将外来系统推覆于原地系统（含煤地层）之上，如图1。井田二叠系可采煤层隐伏于新生界松散层和推覆体之下，掩覆于太原组、奥陶系之上，属新生界砂层孔隙含水层、推覆体片麻岩裂隙含水层、寒武系灰岩以及夹片灰岩岩溶裂隙含水层下，太原组、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层上开采矿井，水文条件复杂， 工作面涌水量大。对煤矿开采工作带来诸多影响。
2.矿井充水特征
2.1 矿井出（突）水概况及其主要特征
矿井投产以来，单面最大涌水量为150～171 m3/h；2010年7月以来，共发生最大涌水量0.5～84m3/h的出（突）水17次， 其中单次最大涌水量30～84m3/h；掘进工作面（包括探水孔）13次，单次最大涌水量0.5～10m3/h。
此外，为保证1煤首采面安全开采，沿太原组1灰施工了-650m东翼截水巷，施工超前探测底板灰岩水钻孔47个，注浆加固钻孔103个，终孔层位4灰底板。其中出水钻孔64个，出水率42.6%，出水量为0.1～15m3/h（S47-1#），初始水压0.06～1.41MPa，由钻孔资料分析出水钻孔主要集中在1煤首采工作面切眼处，主要出水层位均为4灰，3灰仅4个钻孔（S3-2#、ST12-3#、ST24-4#、S47-1#孔）（图1），钻孔水量衰减较快，一般衰减时间1天左右，说明无丰富的补给水源，以静储量为主。
2.2 矿井涌水量
自1996年以来，矿井初始涌水量平均为65m3/h（1996年），最大涌水量为701m3/h（2003年），2013年1～6月平均涌水量为551m3/h，其情况如下：
1）按出水位置，矿井涌水量构成以回采工作面涌水为主，掘进工作面和推覆体探测孔次之，少为井筒涌水。
回采工作面涌水量以13-1和11-2煤为主，13-1煤工作面单面最大涌水量为 35～171m3/h，11-2煤回采工作面单面最大涌水量为 20～150m3/h。
2）按出水层位，矿井涌水量构成以13-1和11-2煤层顶板砂岩含水层和推覆体含水层的混合水为主，次为8和6煤层顶板砂岩水，1煤层顶板砂岩水很小。
3）按出水深度，以-550m水平为主。
3.矿井充水因素分析
3.1 矿井充水水源
1）大气降水和地表水
新生界松散层内分布有二个隔水层（组），与原地系统之间有推覆体发育。大气降水和地表水仅可对新生界松散含水层和推覆体产生入渗或越流补给，与原地系统则无水力联系。
2）新生界松散砂层水
新生界松散层总厚48.10～203.2m，沿古地形走向隆起带变薄，向南北两侧增厚，造成二隔和三含呈东西向带状缺失，形成二含直接覆盖于基岩之上的“天窗”。“天窗”区，二含水对推覆体寒灰产生垂向渗透补给；非“天窗”区，三含水可对推覆体寒灰和片麻岩产生越流或垂向渗透补给。由于间隔有厚度较大的推覆体，新生界松散层与原地系统无直接水力联系。
3）二叠系砂岩裂隙水
二叠系各主采煤层顶底板砂岩裂隙水是矿井充水的主要直接水源，总体富水性弱，对矿井生产不会构成威胁。除11-2煤顶板砂岩南部露头局部与推覆体片麻岩接触，具有补给条件，涌水量较大，难以疏干；13-1煤顶板砂岩较薄，且其浅部与推覆体寒武系地层相接触，因受寒武系灰岩水的补给而涌水量较大外，其他煤层补给条件差，以静储量为主，涌水量小并易疏干。
4）推覆体灰岩岩溶裂隙水
推覆体灰岩主要为寒武系灰岩及夹片灰岩。寒武系灰岩上部中等富水性、向下减弱， 底部受阜凤逆冲断层影响富水性亦相对较强，主要受二含补给，储存量和补给量均较丰富，是13-1煤层安全开采的主要水害；夹片灰岩主要分布于夹片地层上部，一般对下伏煤层开采无充水威胁。但1线、02线和04线局部夹片太灰分布至夹片底面，直接与煤系地层相接，对下伏煤层开采造成充水威胁。
5）推覆体片麻岩裂隙水
片麻岩裂隙发育较弱且不均一，上部风化带及下部构造破碎带相对含水，是13-1、11-2煤层顶板砂岩的主要补给水源。但其总体为弱富水性，补给量不足，以静储量为主。
6）原地系统灰岩岩溶裂隙水
太原组、奥陶系灰岩岩溶裂隙水是矿井安全生产的重要隐患之一，太原组1～4层灰岩为1煤底板直接充水含水层。 太灰初测水位标高20.54m（0504孔，1993年4月），矿井-550m水平水头压力为5.71MPa。1煤底板隔水层厚度11.99～22.12 m，平均18.40m，正常地质条件下承压隔水性能较好，灰岩水对矿井无直接充水影响。但在高水压、薄隔水层条件下，1煤开采时易于造成底板突水。
7）断层水
区内所见断层带多为砂岩、泥岩、煤屑等受挤压破碎，并由泥质胶结而成，一般不含水。
阜凤逆冲断层在区内为局部含、导水断层，但并非是独立的含水体，因此主要以与其接触的推覆体含水层混合的形式对矿井充水。
8）采空区水
随着矿井开采深度和强度的增大，采空区范围不断扩大。由于煤层起伏大，采空区基本呈里低外高形态，内部大量积水，对相邻的下部工作面采掘构成充水威胁，为矿井主要充水水源之一。
9）采动离层或局部裂隙水
覆岩变形破坏过程中， 可能会因岩性差异造成非均一沉降而在软硬岩层界面（如推覆体片麻岩、寒武系灰岩与煤系接触面或阜凤断层带）形成离层裂隙或空隙，推覆体底部的含、导水能力增强。当冒落裂隙带波及痛层空间时，会发生严重充水。
在冒落裂隙带之上， 还可能会产生局部裂隙， 使上覆煤层顶板砂岩含水层和推覆体含水层的含、导水能力增强。
3.2 矿井充水通道
3.2.1 断层
断层是矿井充水最主要的导水通道。由于断层的性质、规模、两盘岩性、后期改造等因素不同，其导水性能不同。断层的充水通道作用主要表现在：
1）断层本身导水，造成充水岩层与其他含水层间的水力联系。
2）造成充水岩层与其他含水层对接，形成直接水力联系。
3）断层带及其附近节理、裂隙发肓，或受采动影响局部“活化”，裂隙的延伸性和连通性扩大了地下水的赋存空间，含、导水性增强。
4）同一条断层，由于两盘岩性及力学性质的变化，不同部位的导水性不同，原生导水的断层带可因后期的胶结作用而降低导水性，或可由于后期的溶滤作用而增强导水性。
3.2.2 裂隙
是矿井常见的充水通道。
1）原生或构造裂隙
煤系地层裂隙发育不均一，局部原生或构造裂隙尤其是高角度裂隙较发育，是造成充水的通道之一。
2）围岩破坏裂隙
开拓掘进工程既会使围岩产生破坏裂隙，又会改变岩层原有的裂隙状况，形成新的裂隙网络，其导水能力增强，是造成充水或滞后突水的通道之一。
3）采动裂隙
①采煤形成的顶板冒落裂隙，是顶板砂岩水充入回采工作面的主要通道之一。当冒落裂隙带波及推覆体含水层时，会发生严重充水。
②采煤形成的底板破坏裂隙，是灰岩水充入回采工作靣的通道之一。1煤开釆时，底板破坏裂隙使隔水层的阻水抗压能力降低，当灰岩水头压力较大时，会发生底板突水。
4）井壁裂隙是新生界松散砂层水充入井筒的主要通道。
3.2.3 封闭不良钻孔
井田内钻孔施工单位多，周期长，钻孔封闭方法、质量不相同，某些未经启封检查而又可能封闭不良的钻孔或层段，以及分段封闭钻孔，有可能成为各含水层水力联系并向矿井充水的通道。
4.结论
（1）新集二矿在采掘过程中多次发生出（突）水现象，最大涌水量一般小于100m？/h，出水层位多位于砂岩含水层和灰岩含水层，且以灰岩含水层中的3、4灰为主。
（2）该区受新生界以上含水层影响小，但是二叠系砂岩水、灰岩水、断层水等均不同程度的控制着区内的富水性特征；充水性通道以断层、和裂隙为主。
参考文献
[1] 苏毅，徐德成.新集二矿1306工作面矿井用水量研究与防治措施[J].中国煤田地质，2005，17（4）：32-34.
[2] 徐德成，金克书.推覆体下13-1煤层开采水文地质特征及“三带”高度的探讨[J].煤炭技术，2009（9）：15-17.
[3] 吴伟，胡友彪，王厚柱.新集二矿1煤水文地质特征及开采涌水量预测[J].煤炭技术，2012，13（1）：157-159.