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[摘 要]新集二矿111302工作面为夹片地层下提高开采上限工作面，工作面回采期间主要水害威胁为顶板砂岩水、推覆体夹片地层水、推覆体片麻岩水及阜凤逆冲断层带离层空间水。工作面回采期间涌水量突然增大，水量稳定，最大涌水量84m3/h，结合该工作面地质及水文地质条件，对工作面涌水水源进行分析，为防治水措施提供依据，确保矿井稳产、均产。
[关键词]涌水量 出水水源 措施
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-227-02
1概况
1.1 井田构造概况
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。井田内阜凤逆冲断层将外来系统自南向北推覆于原地系统（含煤地层）之上。由于受由南向北强大的压应力作用，形成了以阜凤逆冲断层为主体的上叠式推覆构造，新集二矿F02推覆构造是阜凤推覆构造的一部分，由上盘片麻岩、推覆软弱构造面，下盘寒武系地层组成。
1.2 工作面概况
111302工作面位于1113采区东翼，是新生界松散含水层，推覆体片麻岩、寒武系灰岩、夹片含水层及原地二叠系13-1煤顶板砂岩裂隙含水层下提高开采上限工作面。该工作面西起13-1煤出煤上山，東距-550m东翼轨道石门约50m，北邻111304采空区，南为13-1煤未动区域，其下伏为11-2、8、6-1煤层采空区。工作面走向长1164.5m，倾斜长92.4m，煤层倾角平均为10°，可采储量为86.8万吨（见图1），采用悬移支架炮采放顶煤的采煤方法。
2 工作面水文地质条件
2.1 新生界松散含水层
新生界松散层主要由砂层、砂质粘土及粘土层等组成，分为一、二、三3个含水层组，其中以第二含水层为主，富水性中等～较强。但距工作面210m以上，对工作面开采无直接影响。
2.2 推覆体片麻岩含水层
主要位于井田南部，沿走向覆盖于可采煤层之上，岩性以片麻岩、花岗片麻岩、角闪片麻岩、混合片麻岩组成，致密、坚硬，中上部风化裂隙相对发育，富水性相对较强；下部裂隙发育较少，富水性相对较弱。正常情况下不会对工作面直接充水，但可能受构造及开采冒裂带等综合作用而成为工作面回采期间间接充水水源。
2.3推覆体寒武系灰岩含水层
111302工作面回采范围内上覆推覆体寒武系灰岩厚度0～23m，主要分布在停采线附近靠机巷侧。该含水层以灰岩为主，富水性较强。由于该含水体在工作面上覆赋存范围小、厚度薄，但工作面开采冒裂带波及不到该含水层，因此，正常情况下对工作面开采无直接影响，但可能补给13-1煤顶板砂岩向工作面间接充水。
2.4推覆体夹片含水层
夹片地层与工作面最小间距仅约11m，但由于该含水体主要由二叠系的砂岩、泥岩、砂质泥岩和煤组成，其上部为薄层灰岩。从以往工作面开采情况来看，夹片地层富水性较弱，对工作面回采无较大影响。
2.5 阜凤逆冲断层带离层空间水
由于工作面距阜凤逆冲断层较近，受推覆构造的影响，附近次级构造发育，可能存在隐伏的构造。据井田资料，阜凤逆冲断层带自然状态下富水性弱，为弱含水或不含水的断层带。但由于111302工作面下伏11-2、8煤层均已开采，受采动影响，该断层带存在发育离层空间并赋存一定量积水，断层带距工作面最小间距仅约11m，因此，回采期间阜凤逆冲断层带离层空间水会对工作面开采可能会产生一定影响。
2.5 13-1煤顶板砂岩裂隙水
工作面顶板60m范围内砂岩平均厚度约为11.1m，砂岩以中、细砂岩为主，该含水体富水性不均一，局部富水性较强，以静储量为主。工作面采后垮裂带直接波及该含水层，为工作面回采期间直接充水水源，同时存在推覆体含水层水对顶板砂岩进行补给的可能，对工作面回采影响较大。
3工作面回采过程中涌水情况及水源分析
3.1 工作面涌水情况
111302工作面自2011年6月份开始回采，截止2012年9月4日风巷回采696m，机巷回采691m，平均693.5m，工作面回采期间涌水量主要为老塘水，水量在5～10m3/h，正常涌水量7m3/h，属13-1煤顶板砂岩裂隙含水层正常涌水。2012年9月4日约5：30分，工作面出现涌水，初始水量约40m3/h，初始水温27℃，主要出水点集中在工作面30#～64#架（距风巷21～58m），随着工作面继续推进，最大涌水量达84m3/h，水质类型为Cl-Na型。
3.2 工作面涌水水源分析
（1）从图3可以看出，随着工作面推进及周期来压，涌水量出现明显增大现象，在9月4日至9月15日之间，工作面出现两次周期来压，涌水量由40m3/h增加至65m3/h，但在9月15日至10月14日之间工作面不进行放煤，采高为2m，涌水量未随着周期来及工作面推进出现增大现象，涌水量稳定在55～60m3/h之间，10月14日之后，工作面恢复放煤，随着工作面推进及周期来压，涌水量又开始增大，最大达84m3/h，但在10月20日至10月31日工作面停产期间，涌水量又出现稳定现象，稳定在77～80m3/h之间。工作面涌水量受采高及周期来压影响明显；
（2）工作面回采前，利用风巷高位钻场施工了探放顶板富水异常区钻孔，在工作面开始出现涌水段即10#高位钻场施工了3个钻孔，对13-1煤顶板46m范围内富水性进行了探测，钻孔均无水，排除了顶板砂岩裂隙出水的可能；
（3）从工作面走向水文地质剖面图（图2-1）可以看出，工作面开始涌水段煤层明显增厚，厚度为3.6（机巷）～15m（风巷）；同时该段煤层顶板距离上覆推覆体间距变小，距离夹片地层垂距18.4（风巷）～48.4m（机巷），距离上覆推覆体片麻岩（阜凤逆冲断层）垂距65.4（风巷）～93.4m（机巷）。
①根据相邻111306工作面综合物探裂高探测，裂采比为9.14，则111302工作面涌水段裂高发育为32.9～137.1m，已波及到上覆阜凤逆冲断层带离层空间及推覆体片麻岩；
②根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（简称“三下”规程）附录六所附计算公式：
（1）
式中：Hf—最大导水裂隙带高度（m）
M —采厚（m），取最大值15m
则最大导水裂隙带发育高度为87.5m，已波及到上覆上覆阜凤逆冲断层带离层空间及推覆体片麻岩岩。
（4）工作面涌水初始水温为27℃，而新集二矿地面平均标高+20m左右，恒温带深度20m，温度17.1℃，地温梯度为3.4℃/百米，则初始涌水段标高为-290m左右，位于阜凤逆冲断层带离层空间发育段；随着工作面继续回采，后期涌水水温降至24℃，计算出水标高为-203m左右，位于上覆推覆体片麻岩底部。
4 结论
根据上述资料分析，111302工作面出现涌水现象主要原因为煤层采厚较大，导水裂隙带异常发育，波及到了上覆离层空间及推覆体片麻岩，形成了导水通道，工作面初始涌水水源为阜凤逆冲断层带离层空间水，随着工作面继续回采及周期来压，上覆推覆体片麻岩水对工作面形成了补给。但在控制采高的情况下，抑制导水裂隙带发育，可以对工作面涌水量进行有效控制。
作者简介：
冯明振，1984年5月出生，助理工程师，2008年毕业于山东科技大学水文与水资源工程专业，目前在国投新集二矿地测科任主管工程师，分管矿井防治水业务。
[关键词]涌水量 出水水源 措施
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-227-02
1概况
1.1 井田构造概况
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。井田内阜凤逆冲断层将外来系统自南向北推覆于原地系统（含煤地层）之上。由于受由南向北强大的压应力作用，形成了以阜凤逆冲断层为主体的上叠式推覆构造，新集二矿F02推覆构造是阜凤推覆构造的一部分，由上盘片麻岩、推覆软弱构造面，下盘寒武系地层组成。
1.2 工作面概况
111302工作面位于1113采区东翼，是新生界松散含水层，推覆体片麻岩、寒武系灰岩、夹片含水层及原地二叠系13-1煤顶板砂岩裂隙含水层下提高开采上限工作面。该工作面西起13-1煤出煤上山，東距-550m东翼轨道石门约50m，北邻111304采空区，南为13-1煤未动区域，其下伏为11-2、8、6-1煤层采空区。工作面走向长1164.5m，倾斜长92.4m，煤层倾角平均为10°，可采储量为86.8万吨（见图1），采用悬移支架炮采放顶煤的采煤方法。
2 工作面水文地质条件
2.1 新生界松散含水层
新生界松散层主要由砂层、砂质粘土及粘土层等组成，分为一、二、三3个含水层组，其中以第二含水层为主，富水性中等～较强。但距工作面210m以上，对工作面开采无直接影响。
2.2 推覆体片麻岩含水层
主要位于井田南部，沿走向覆盖于可采煤层之上，岩性以片麻岩、花岗片麻岩、角闪片麻岩、混合片麻岩组成，致密、坚硬，中上部风化裂隙相对发育，富水性相对较强；下部裂隙发育较少，富水性相对较弱。正常情况下不会对工作面直接充水，但可能受构造及开采冒裂带等综合作用而成为工作面回采期间间接充水水源。
2.3推覆体寒武系灰岩含水层
111302工作面回采范围内上覆推覆体寒武系灰岩厚度0～23m，主要分布在停采线附近靠机巷侧。该含水层以灰岩为主，富水性较强。由于该含水体在工作面上覆赋存范围小、厚度薄，但工作面开采冒裂带波及不到该含水层，因此，正常情况下对工作面开采无直接影响，但可能补给13-1煤顶板砂岩向工作面间接充水。
2.4推覆体夹片含水层
夹片地层与工作面最小间距仅约11m，但由于该含水体主要由二叠系的砂岩、泥岩、砂质泥岩和煤组成，其上部为薄层灰岩。从以往工作面开采情况来看，夹片地层富水性较弱，对工作面回采无较大影响。
2.5 阜凤逆冲断层带离层空间水
由于工作面距阜凤逆冲断层较近，受推覆构造的影响，附近次级构造发育，可能存在隐伏的构造。据井田资料，阜凤逆冲断层带自然状态下富水性弱，为弱含水或不含水的断层带。但由于111302工作面下伏11-2、8煤层均已开采，受采动影响，该断层带存在发育离层空间并赋存一定量积水，断层带距工作面最小间距仅约11m，因此，回采期间阜凤逆冲断层带离层空间水会对工作面开采可能会产生一定影响。
2.5 13-1煤顶板砂岩裂隙水
工作面顶板60m范围内砂岩平均厚度约为11.1m，砂岩以中、细砂岩为主，该含水体富水性不均一，局部富水性较强，以静储量为主。工作面采后垮裂带直接波及该含水层，为工作面回采期间直接充水水源，同时存在推覆体含水层水对顶板砂岩进行补给的可能，对工作面回采影响较大。
3工作面回采过程中涌水情况及水源分析
3.1 工作面涌水情况
111302工作面自2011年6月份开始回采，截止2012年9月4日风巷回采696m，机巷回采691m，平均693.5m，工作面回采期间涌水量主要为老塘水，水量在5～10m3/h，正常涌水量7m3/h，属13-1煤顶板砂岩裂隙含水层正常涌水。2012年9月4日约5：30分，工作面出现涌水，初始水量约40m3/h，初始水温27℃，主要出水点集中在工作面30#～64#架（距风巷21～58m），随着工作面继续推进，最大涌水量达84m3/h，水质类型为Cl-Na型。
3.2 工作面涌水水源分析
（1）从图3可以看出，随着工作面推进及周期来压，涌水量出现明显增大现象，在9月4日至9月15日之间，工作面出现两次周期来压，涌水量由40m3/h增加至65m3/h，但在9月15日至10月14日之间工作面不进行放煤，采高为2m，涌水量未随着周期来及工作面推进出现增大现象，涌水量稳定在55～60m3/h之间，10月14日之后，工作面恢复放煤，随着工作面推进及周期来压，涌水量又开始增大，最大达84m3/h，但在10月20日至10月31日工作面停产期间，涌水量又出现稳定现象，稳定在77～80m3/h之间。工作面涌水量受采高及周期来压影响明显；
（2）工作面回采前，利用风巷高位钻场施工了探放顶板富水异常区钻孔，在工作面开始出现涌水段即10#高位钻场施工了3个钻孔，对13-1煤顶板46m范围内富水性进行了探测，钻孔均无水，排除了顶板砂岩裂隙出水的可能；
（3）从工作面走向水文地质剖面图（图2-1）可以看出，工作面开始涌水段煤层明显增厚，厚度为3.6（机巷）～15m（风巷）；同时该段煤层顶板距离上覆推覆体间距变小，距离夹片地层垂距18.4（风巷）～48.4m（机巷），距离上覆推覆体片麻岩（阜凤逆冲断层）垂距65.4（风巷）～93.4m（机巷）。
①根据相邻111306工作面综合物探裂高探测，裂采比为9.14，则111302工作面涌水段裂高发育为32.9～137.1m，已波及到上覆阜凤逆冲断层带离层空间及推覆体片麻岩；
②根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（简称“三下”规程）附录六所附计算公式：
（1）
式中：Hf—最大导水裂隙带高度（m）
M —采厚（m），取最大值15m
则最大导水裂隙带发育高度为87.5m，已波及到上覆上覆阜凤逆冲断层带离层空间及推覆体片麻岩岩。
（4）工作面涌水初始水温为27℃，而新集二矿地面平均标高+20m左右，恒温带深度20m，温度17.1℃，地温梯度为3.4℃/百米，则初始涌水段标高为-290m左右，位于阜凤逆冲断层带离层空间发育段；随着工作面继续回采，后期涌水水温降至24℃，计算出水标高为-203m左右，位于上覆推覆体片麻岩底部。
4 结论
根据上述资料分析，111302工作面出现涌水现象主要原因为煤层采厚较大，导水裂隙带异常发育，波及到了上覆离层空间及推覆体片麻岩，形成了导水通道，工作面初始涌水水源为阜凤逆冲断层带离层空间水，随着工作面继续回采及周期来压，上覆推覆体片麻岩水对工作面形成了补给。但在控制采高的情况下，抑制导水裂隙带发育，可以对工作面涌水量进行有效控制。
作者简介：
冯明振，1984年5月出生，助理工程师，2008年毕业于山东科技大学水文与水资源工程专业，目前在国投新集二矿地测科任主管工程师，分管矿井防治水业务。