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[摘要]以开滦（集团）有限责任公司荆各庄矿业分公司煤矿为例，阐述了矿区含水层破坏现状，分析了含水层破坏的特征、发展历程等，评述了矿山开采对含水层破坏的评估方法。
[关键词]矿山地质环境 含水层破坏 评估 煤矿
[中图分类号] TD803 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-10-102-3
矿产资源开发利用是一把双刃剑，一方面矿产资源开发会极大地促进国民经济和社会发展，另一方面，不合理的开发往往会引发矿区及毗邻地区地质灾害、水土环境污染和生态环境破坏等。诚然，矿产资源开发不可避免会对矿区地质环境造成负面影响，但只要采取相关措施，就可以将负面影响降低到最低程度[1]。开展矿山地质环境保护与治理恢复工作无疑是一种行之有效的方法，而进行准确、合理的矿山地质环境影响评估是方案编制的基本前提。本文以开滦（集团）有限责任公司荆各庄矿业分公司煤矿为例，阐述了矿业活动对含水层影响和破坏的现状评估及预测评估过程和方法。
1矿山基本情况
荆各庄煤矿位于河北省唐山市东北约13km处，矿区范围为一直径约3.5km的亚圆形，总面积10.6445km2，地理坐标为东经118°12′58″～118°15′50″，北纬39°43′06″～39°45′13″。
该矿1979年投产，设计年生产能力120万吨，服务年限49年。采用地下开采方式，可采煤层为9煤、11煤、12煤、12-1煤、12-2煤，开采深度由35m标高～-550m标高。截至2009年底矿井可排产储量仅163.2万吨，挖潜储量排产46.7万吨。目前矿井储量已经枯竭，正对薄煤层、复采区、断层残存煤柱、边角余煤进行探掘，以掘代采，在经济合理、安全可靠的前提下，把所有能够采出的煤炭全部采出来，争取将矿井的服务年限延长到2015年以后。
2矿区水文地质条件
荆各庄矿位于冲洪积倾斜平原水文地质区，根据含水介质及水动力特征井田可划分为8个含水层，按与矿石开采的关系，分述如下：
2.1直接充水含水层
K2～K6砂岩裂隙承压含水层（Ⅱ）：该含水层位于石炭系中统唐山组的K2灰岩和石炭系上统赵各庄组的K6灰岩之间，厚度100m，岩性以粉砂岩和细砂岩为主，岩石裂隙非常发育。单位涌水量为0.005～0.083L/sm，平均为0.032L/sm，渗透系数为1.296～7.816m/d，属于含水丰富的含水层。
K6～12煤砂岩裂隙承压含水层（Ⅲ）：位于石炭系上统赵各庄组的K6至12-2煤底板之间，厚度20m，岩性以砂岩和粉砂岩为主，构造裂隙很发育。单位涌水量为0.002～0.206L/sm，渗透系数为0.253～19.793m/d，属于含水丰富的含水层。
5煤以上砂岩裂隙承压含水层（Ⅴ）：位于二叠系下统的大苗庄组的5煤～唐家庄组上界。岩性以粉砂岩及砂岩为主，裂隙非常发育，单位涌水量为0.007～0.117L/sm，渗透系数为1.722～8.945m/d。是矿井顶板突水的直接水源，是威胁矿井生产的主要含水层，特别是对9煤的开采影响最大。
2.2矿井间接充水含水层
第四系底部卵石孔隙承压含水层（Ⅶ）：含水层厚100～379.67m，由不等粒的砂砾、卵石、粘土颗粒组成，是个比较均质的含水层，但掺杂在卵砾石中的粘土物质数量不同，也就造成含水性的差异。含水层厚度由北向南逐渐增大，渗透系数K由北向南逐渐变小，富水性由西向东逐渐增强。单位涌水量为0.053～0.231L/sm，渗透系数为7.464～32.748m/d，为含水丰富的含水层。
奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层（Ⅰ）：含水层厚度大于600m，岩性由质纯的豹皮状灰岩和白云质灰岩組成，单位涌水量为0.002～0.267L/sm，渗透系数为0.512～32.609m/d，为含水丰富的含水层。
2.3矿井涌水量
2007年底矿井涌水量为15.39m3/min（合22161.6m3/d）。其中，-246水平涌水量为0.05m3/min，-375水平涌水量为3.42m3/min，-475水平涌水量为8.50m3/min，-530水平涌水量为3.42m3/min。矿井从投产至今呈逐年递减趋势。
综上所述：根据荆各庄矿的受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性，补给条件，单井年平均涌水量和最大涌水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程度等项的分析，确定荆各庄矿水文地质条件复杂。
3矿业活动对含水层的影响和破坏现状评估
3.1含水层破坏
根据矿山资料，第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅴ含水层为矿井直接充水含水层，其它含水层为间接充水含水层，与矿井生产较密切的为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ含水层。
3.1.1基岩含水层
矿井直接充水含水层有Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ三层，是影响矿井生产的主要水源，2007年底矿井涌水量为15.39m3/min（合22161.6m3/d）。
第Ⅱ含水层厚度100m，裂隙非常发育，含水丰富，受矿井疏排水影响，在二水平形成水位降落漏斗，最大水位降深约500m。
第Ⅲ含水层厚度20m，裂隙发育含水较丰富，矿井第一水平、二水平大巷及三水平开拓延伸工程均揭露该含水层，矿井中心大部分地区该含水层水基本上已降至含水层底板，最大水位降深约535m，矿山疏排水使盆状向斜的中部形成一大漏斗。
第Ⅴ含水层厚度100m，裂隙非常发育，其中中粗砂岩含水最丰富。该含水层是矿上水患的主要水源之一，矿井泄水工程使5煤最大水位降深约190m。
地下采空区形成后，采空区上部煤岩跨落、变形，形成导水裂缝带，局部地带各含水层之间已经由导水裂隙带相互联系沟通，矿山生产对Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ含水层破坏严重。 荆各庄煤田为一盆状向斜构造，由于第Ⅰ含水层与最下部可采煤层12-2煤距离158m，中间有稳定的G层铝土～K2隔水层，隔水层厚40～68m，隔水性能较好，根据矿山观测资料，矿山生产对隔水层没有破坏，因此，矿山疏降水影响范围和第Ⅱ含水层底界相当，约1131.2万m2。
3.1.2冲积含水层破坏
第Ⅶ含水层含水丰富，在井田东南部与基岩直接接触，补给各基岩含水层，受矿井疏排水间接影响，在矿区东南部形成降落漏斗，据矿区水文观测孔统计，水位较建矿初期下降14～31m，影响面积约1397.6万m2，对含水层影响严重；西北部与基岩之间有粘土层相隔，以“天窗式”和“越流式”补给5煤顶板砂岩裂隙承压含水层，受矿井疏排水影响较小。
矿山生产对含水层疏干影响范围见图3-1。
3.2矿区疏降水对周围工农业生产、生活的影响
目前，矿区附近工业用水、农业灌溉用水和少部分生活用水取自第四系中上部砂卵砾孔隙承压和孔隙潜水含水层（Ⅷ），大部分村庄生活用水取自奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层（Ⅰ）。
3.2.1矿区生产对奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水的影响
由于第Ⅰ含水层与最下部可采煤层12-2煤之间的良好隔水层，目前煤层开采对该层水影响甚微，根据对周围村庄的访问，以开采此层水为集中供水水源的村庄未受影响。
3.2.2矿区生产对第四系中上部砂卵砾孔隙承压水和潜水的影响
据当地居民介绍，较10年前第四系浅层水水位均有所降低，使得很多水井干枯报废。为了查明采煤对周围工农业用水影响，对矿区及周围20眼水井进行了水位调查。
所调查水井井深30～80m，多为2005年以后开凿，为农业灌溉和村民生活用水井，目前水井供水充足。通过数据统计，第四系浅层水在矿区和东翼塌陷坑一带水位最高，向四周呈递减趋势，水位埋深等值线和地下采空区并无对应关系，分析认为是由于东翼塌陷坑积水对第四系浅层水补给所致，见图3-2。
根据矿区水文地质资料，在第Ⅷ含水层下部普遍分布着一层较稳定的粘土层，有效地阻断了上、下含水层之间的水力联系，使得第四系中上部砂卵砾孔隙水不受地下采矿疏干影响。另据1989～2007年东翼塌陷坑观测资料统计，塌陷坑随着采、掘活动逐年加大，但积水对矿井涌水量并无影响。
综合以上分析认为，第四系浅部水位下降应该是由唐山市平原区工农业生产超采地下水以及连年降水量减少共同作用引起区域水位普遍下降所致，地下开采对第四系中上部砂卵砾孔隙承压水和潜水影响较小。
4矿业活动对含水层的影响和破坏预测评估
矿层采出后，使周围岩体产生移动，当移动变形超过岩体的极限变形时，岩体被破坏。由于岩体破坏后其导水性能提高，采空区上覆岩层划分为三带：垮落带、裂缝带和弯曲带；将底板以下岩体也分为三带：底板采动导水破坏带、底板阻水带和底板承压水导升带。
4.1规划开采对上覆含水层的影响
根据矿山地质报告，矿井为缓倾斜煤层，9煤层顶板抗压强度变化较大，一般为中硬岩石，11、12-1、12-2煤层顶板为坚硬岩石，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》中提供的垮落带、裂缝带计算公式：
垮落带高度计算公式
中硬覆岩：
坚硬覆岩：
经计算，各煤层垮落带高度计算结果见表4-1：
裂縫带高度计算公式
中硬覆岩：
坚硬覆岩：
计算结果取两式最大者。
由各煤层垮落带高度计算结果可知，12-2煤层垮落带已经完全进入12-1煤层，因此12-1煤的导水裂缝带最大高度采用本层煤的开采厚度计算，12-2媒的导水裂缝带最大高度采用12-1、12-2两层煤的综合开采厚度计算，取其中标高最高者为两层煤的导水裂缝带最大高度[2]。由于两层煤之间的距离很小，综合开采厚度为累计厚度： 其它各煤层均采用本层煤的开采厚度计算，各煤层裂缝带高度计算结果见表4-2。
由各煤层裂缝带发育高度可知，开采9煤层时，冒落裂缝直通5煤以上砂岩承压含水层（Ⅴ），而该含水层上部为基岩风化带和冲积含水层，受上部含水层补给，成为矿区主要充水通道，造成上部含水层疏干。11、12-1、12-2煤层开采则导致各煤层通过冒落裂隙相互沟通并直达9煤以上，破坏了含水层结构，同样对上部含水层造成疏干影响，见图4-1。
在冲积层厚度小于200m的倾斜、缓倾斜的地区，第四系冲积层和F3断层防水煤柱为50m～60m。冲积层厚度大于200m的急倾斜地区（西南采区、轴东、轴西采区）防水煤柱为80m～90m。在近十年的实践中，没有造成透水事故，但随着开采范围和规模的增大，地裂缝、地表沉陷的产生，第四系含水层也可能在断裂带附近产生导水裂隙带，对其含水层造成破坏。
综合以上分析，预测评估矿山的开采对上部第Ⅳ、Ⅴ含水层结构破坏严重，对冲积层底部含水层（Ⅶ）结构破坏较轻，但受矿山生产疏干影响，水位下降较大。
4.2规划开采对下部含水层的影响
我国煤矿的观测结果表明，底板采动破坏程度主要取决于工作面的矿压作用，其影响因素有开采深度、煤层倾角、煤层开采厚度、工作面长度、开采方法和顶板管理方法等，其次是底板岩层的扰破坏能力，包括岩石强度、岩层组合及原始裂隙发育状况等[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》中底板采动导水破坏带深度的统计公式法：
经计算，底板采动导水破坏带深度约22.2m。因此，12-2煤层规划开采底板采动导水破坏带已经达到K6-煤12砂岩承压含水层（Ⅲ），甚至到达K2-K6砂岩承压含水层（Ⅱ），砂岩承压水可从导水裂隙直通采空区，矿山开采对这两个含水层破坏严重，并造成地下水位的下降，见图4-1。
4.3矿山涌水量和地下水影响范围的预测
荆各庄井田水文地质条件复杂，矿井充水水源为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ含水层裂隙承压水，含水层充水时多以顶板淋水和底板突水的形式向井下巷道涌水，并呈动态的涌水形式。
矿井自投产初期到2007年底涌水量逐年递减，见图4-2。
矿山生产接近收尾期，生产规模逐年减小，预计矿山涌水量仍呈减小趋势，根据矿山生产经验，预计最大涌水量为15.11m3/min（合21758.4m3/d），正常涌水量为5.45m3/min（合7848m3/d）。
根据矿山水文观测井数据，近些年各观测井水位较为稳定，规划开采部分和现在开采水平相同，通过类比法，预测矿山规划开采对地下水水位和范围影响与现在相当，对基岩水影响范围约1131.2万m2。对冲积层底部含水层影响范围约1397.6万m2。对当地生产生活用水影响较小。
5结束语
我国可利用的淡水资源匮乏，地下水作为一种重要的资源，近年来受到采矿活动不同程度的破坏，而关于地下水资源保护的话题越来越受到人们关注。本文针对煤矿开采对含水层的破坏进行评估，确定其破坏强度，可以为矿山进一步采取科学合理、有针对性的地下水破坏防治提供依据。
[关键词]矿山地质环境 含水层破坏 评估 煤矿
[中图分类号] TD803 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-10-102-3
矿产资源开发利用是一把双刃剑，一方面矿产资源开发会极大地促进国民经济和社会发展，另一方面，不合理的开发往往会引发矿区及毗邻地区地质灾害、水土环境污染和生态环境破坏等。诚然，矿产资源开发不可避免会对矿区地质环境造成负面影响，但只要采取相关措施，就可以将负面影响降低到最低程度[1]。开展矿山地质环境保护与治理恢复工作无疑是一种行之有效的方法，而进行准确、合理的矿山地质环境影响评估是方案编制的基本前提。本文以开滦（集团）有限责任公司荆各庄矿业分公司煤矿为例，阐述了矿业活动对含水层影响和破坏的现状评估及预测评估过程和方法。
1矿山基本情况
荆各庄煤矿位于河北省唐山市东北约13km处，矿区范围为一直径约3.5km的亚圆形，总面积10.6445km2，地理坐标为东经118°12′58″～118°15′50″，北纬39°43′06″～39°45′13″。
该矿1979年投产，设计年生产能力120万吨，服务年限49年。采用地下开采方式，可采煤层为9煤、11煤、12煤、12-1煤、12-2煤，开采深度由35m标高～-550m标高。截至2009年底矿井可排产储量仅163.2万吨，挖潜储量排产46.7万吨。目前矿井储量已经枯竭，正对薄煤层、复采区、断层残存煤柱、边角余煤进行探掘，以掘代采，在经济合理、安全可靠的前提下，把所有能够采出的煤炭全部采出来，争取将矿井的服务年限延长到2015年以后。
2矿区水文地质条件
荆各庄矿位于冲洪积倾斜平原水文地质区，根据含水介质及水动力特征井田可划分为8个含水层，按与矿石开采的关系，分述如下：
2.1直接充水含水层
K2～K6砂岩裂隙承压含水层（Ⅱ）：该含水层位于石炭系中统唐山组的K2灰岩和石炭系上统赵各庄组的K6灰岩之间，厚度100m，岩性以粉砂岩和细砂岩为主，岩石裂隙非常发育。单位涌水量为0.005～0.083L/sm，平均为0.032L/sm，渗透系数为1.296～7.816m/d，属于含水丰富的含水层。
K6～12煤砂岩裂隙承压含水层（Ⅲ）：位于石炭系上统赵各庄组的K6至12-2煤底板之间，厚度20m，岩性以砂岩和粉砂岩为主，构造裂隙很发育。单位涌水量为0.002～0.206L/sm，渗透系数为0.253～19.793m/d，属于含水丰富的含水层。
5煤以上砂岩裂隙承压含水层（Ⅴ）：位于二叠系下统的大苗庄组的5煤～唐家庄组上界。岩性以粉砂岩及砂岩为主，裂隙非常发育，单位涌水量为0.007～0.117L/sm，渗透系数为1.722～8.945m/d。是矿井顶板突水的直接水源，是威胁矿井生产的主要含水层，特别是对9煤的开采影响最大。
2.2矿井间接充水含水层
第四系底部卵石孔隙承压含水层（Ⅶ）：含水层厚100～379.67m，由不等粒的砂砾、卵石、粘土颗粒组成，是个比较均质的含水层，但掺杂在卵砾石中的粘土物质数量不同，也就造成含水性的差异。含水层厚度由北向南逐渐增大，渗透系数K由北向南逐渐变小，富水性由西向东逐渐增强。单位涌水量为0.053～0.231L/sm，渗透系数为7.464～32.748m/d，为含水丰富的含水层。
奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层（Ⅰ）：含水层厚度大于600m，岩性由质纯的豹皮状灰岩和白云质灰岩組成，单位涌水量为0.002～0.267L/sm，渗透系数为0.512～32.609m/d，为含水丰富的含水层。
2.3矿井涌水量
2007年底矿井涌水量为15.39m3/min（合22161.6m3/d）。其中，-246水平涌水量为0.05m3/min，-375水平涌水量为3.42m3/min，-475水平涌水量为8.50m3/min，-530水平涌水量为3.42m3/min。矿井从投产至今呈逐年递减趋势。
综上所述：根据荆各庄矿的受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性，补给条件，单井年平均涌水量和最大涌水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程度等项的分析，确定荆各庄矿水文地质条件复杂。
3矿业活动对含水层的影响和破坏现状评估
3.1含水层破坏
根据矿山资料，第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅴ含水层为矿井直接充水含水层，其它含水层为间接充水含水层，与矿井生产较密切的为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ含水层。
3.1.1基岩含水层
矿井直接充水含水层有Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ三层，是影响矿井生产的主要水源，2007年底矿井涌水量为15.39m3/min（合22161.6m3/d）。
第Ⅱ含水层厚度100m，裂隙非常发育，含水丰富，受矿井疏排水影响，在二水平形成水位降落漏斗，最大水位降深约500m。
第Ⅲ含水层厚度20m，裂隙发育含水较丰富，矿井第一水平、二水平大巷及三水平开拓延伸工程均揭露该含水层，矿井中心大部分地区该含水层水基本上已降至含水层底板，最大水位降深约535m，矿山疏排水使盆状向斜的中部形成一大漏斗。
第Ⅴ含水层厚度100m，裂隙非常发育，其中中粗砂岩含水最丰富。该含水层是矿上水患的主要水源之一，矿井泄水工程使5煤最大水位降深约190m。
地下采空区形成后，采空区上部煤岩跨落、变形，形成导水裂缝带，局部地带各含水层之间已经由导水裂隙带相互联系沟通，矿山生产对Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ含水层破坏严重。 荆各庄煤田为一盆状向斜构造，由于第Ⅰ含水层与最下部可采煤层12-2煤距离158m，中间有稳定的G层铝土～K2隔水层，隔水层厚40～68m，隔水性能较好，根据矿山观测资料，矿山生产对隔水层没有破坏，因此，矿山疏降水影响范围和第Ⅱ含水层底界相当，约1131.2万m2。
3.1.2冲积含水层破坏
第Ⅶ含水层含水丰富，在井田东南部与基岩直接接触，补给各基岩含水层，受矿井疏排水间接影响，在矿区东南部形成降落漏斗，据矿区水文观测孔统计，水位较建矿初期下降14～31m，影响面积约1397.6万m2，对含水层影响严重；西北部与基岩之间有粘土层相隔，以“天窗式”和“越流式”补给5煤顶板砂岩裂隙承压含水层，受矿井疏排水影响较小。
矿山生产对含水层疏干影响范围见图3-1。
3.2矿区疏降水对周围工农业生产、生活的影响
目前，矿区附近工业用水、农业灌溉用水和少部分生活用水取自第四系中上部砂卵砾孔隙承压和孔隙潜水含水层（Ⅷ），大部分村庄生活用水取自奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层（Ⅰ）。
3.2.1矿区生产对奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水的影响
由于第Ⅰ含水层与最下部可采煤层12-2煤之间的良好隔水层，目前煤层开采对该层水影响甚微，根据对周围村庄的访问，以开采此层水为集中供水水源的村庄未受影响。
3.2.2矿区生产对第四系中上部砂卵砾孔隙承压水和潜水的影响
据当地居民介绍，较10年前第四系浅层水水位均有所降低，使得很多水井干枯报废。为了查明采煤对周围工农业用水影响，对矿区及周围20眼水井进行了水位调查。
所调查水井井深30～80m，多为2005年以后开凿，为农业灌溉和村民生活用水井，目前水井供水充足。通过数据统计，第四系浅层水在矿区和东翼塌陷坑一带水位最高，向四周呈递减趋势，水位埋深等值线和地下采空区并无对应关系，分析认为是由于东翼塌陷坑积水对第四系浅层水补给所致，见图3-2。
根据矿区水文地质资料，在第Ⅷ含水层下部普遍分布着一层较稳定的粘土层，有效地阻断了上、下含水层之间的水力联系，使得第四系中上部砂卵砾孔隙水不受地下采矿疏干影响。另据1989～2007年东翼塌陷坑观测资料统计，塌陷坑随着采、掘活动逐年加大，但积水对矿井涌水量并无影响。
综合以上分析认为，第四系浅部水位下降应该是由唐山市平原区工农业生产超采地下水以及连年降水量减少共同作用引起区域水位普遍下降所致，地下开采对第四系中上部砂卵砾孔隙承压水和潜水影响较小。
4矿业活动对含水层的影响和破坏预测评估
矿层采出后，使周围岩体产生移动，当移动变形超过岩体的极限变形时，岩体被破坏。由于岩体破坏后其导水性能提高，采空区上覆岩层划分为三带：垮落带、裂缝带和弯曲带；将底板以下岩体也分为三带：底板采动导水破坏带、底板阻水带和底板承压水导升带。
4.1规划开采对上覆含水层的影响
根据矿山地质报告，矿井为缓倾斜煤层，9煤层顶板抗压强度变化较大，一般为中硬岩石，11、12-1、12-2煤层顶板为坚硬岩石，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》中提供的垮落带、裂缝带计算公式：
垮落带高度计算公式
中硬覆岩：
坚硬覆岩：
经计算，各煤层垮落带高度计算结果见表4-1：
裂縫带高度计算公式
中硬覆岩：
坚硬覆岩：
计算结果取两式最大者。
由各煤层垮落带高度计算结果可知，12-2煤层垮落带已经完全进入12-1煤层，因此12-1煤的导水裂缝带最大高度采用本层煤的开采厚度计算，12-2媒的导水裂缝带最大高度采用12-1、12-2两层煤的综合开采厚度计算，取其中标高最高者为两层煤的导水裂缝带最大高度[2]。由于两层煤之间的距离很小，综合开采厚度为累计厚度： 其它各煤层均采用本层煤的开采厚度计算，各煤层裂缝带高度计算结果见表4-2。
由各煤层裂缝带发育高度可知，开采9煤层时，冒落裂缝直通5煤以上砂岩承压含水层（Ⅴ），而该含水层上部为基岩风化带和冲积含水层，受上部含水层补给，成为矿区主要充水通道，造成上部含水层疏干。11、12-1、12-2煤层开采则导致各煤层通过冒落裂隙相互沟通并直达9煤以上，破坏了含水层结构，同样对上部含水层造成疏干影响，见图4-1。
在冲积层厚度小于200m的倾斜、缓倾斜的地区，第四系冲积层和F3断层防水煤柱为50m～60m。冲积层厚度大于200m的急倾斜地区（西南采区、轴东、轴西采区）防水煤柱为80m～90m。在近十年的实践中，没有造成透水事故，但随着开采范围和规模的增大，地裂缝、地表沉陷的产生，第四系含水层也可能在断裂带附近产生导水裂隙带，对其含水层造成破坏。
综合以上分析，预测评估矿山的开采对上部第Ⅳ、Ⅴ含水层结构破坏严重，对冲积层底部含水层（Ⅶ）结构破坏较轻，但受矿山生产疏干影响，水位下降较大。
4.2规划开采对下部含水层的影响
我国煤矿的观测结果表明，底板采动破坏程度主要取决于工作面的矿压作用，其影响因素有开采深度、煤层倾角、煤层开采厚度、工作面长度、开采方法和顶板管理方法等，其次是底板岩层的扰破坏能力，包括岩石强度、岩层组合及原始裂隙发育状况等[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》中底板采动导水破坏带深度的统计公式法：
经计算，底板采动导水破坏带深度约22.2m。因此，12-2煤层规划开采底板采动导水破坏带已经达到K6-煤12砂岩承压含水层（Ⅲ），甚至到达K2-K6砂岩承压含水层（Ⅱ），砂岩承压水可从导水裂隙直通采空区，矿山开采对这两个含水层破坏严重，并造成地下水位的下降，见图4-1。
4.3矿山涌水量和地下水影响范围的预测
荆各庄井田水文地质条件复杂，矿井充水水源为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ含水层裂隙承压水，含水层充水时多以顶板淋水和底板突水的形式向井下巷道涌水，并呈动态的涌水形式。
矿井自投产初期到2007年底涌水量逐年递减，见图4-2。
矿山生产接近收尾期，生产规模逐年减小，预计矿山涌水量仍呈减小趋势，根据矿山生产经验，预计最大涌水量为15.11m3/min（合21758.4m3/d），正常涌水量为5.45m3/min（合7848m3/d）。
根据矿山水文观测井数据，近些年各观测井水位较为稳定，规划开采部分和现在开采水平相同，通过类比法，预测矿山规划开采对地下水水位和范围影响与现在相当，对基岩水影响范围约1131.2万m2。对冲积层底部含水层影响范围约1397.6万m2。对当地生产生活用水影响较小。
5结束语
我国可利用的淡水资源匮乏，地下水作为一种重要的资源，近年来受到采矿活动不同程度的破坏，而关于地下水资源保护的话题越来越受到人们关注。本文针对煤矿开采对含水层的破坏进行评估，确定其破坏强度，可以为矿山进一步采取科学合理、有针对性的地下水破坏防治提供依据。