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摘要：本文主要介绍了新集二矿井田的地质、水文地质条件，并且阐述了地下水的水文特征，分析了矿井主要充水因素，进而总结了矿井水害防治的相关对策。
关键词：水文地质特征；水害类型；水害防治对策
【中图分类号】P641.5+4
1、地质及水文地质条件
1.1 地质条件
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。原地系统由二叠系及其以下老地层组成，基本构造形态为一单斜构造，以次一级宽缓褶曲为主，断层次之，地层走向近东西，倾向北～北东，倾角5～25°，北部增大至25°～50°，风氧化带在基岩面下垂深30m。
1.2 水文地质条件
区内含水层按其空间发育特征从上至下依次有： 新生界孔隙潜水～承压含水层、推覆体下元界片麻岩裂隙承压含水层、推覆体寒武系灰岩岩溶裂隙承压含水层、 推覆体下夹片岩溶裂隙承压含水层、二叠系煤层顶板砂岩裂隙承压含水层，底部为石炭系太原组及奥陶系岩溶裂隙承压含水层。
2、地下水特征
2.1 新生界松散层水文地质
松散层属湖泊、河流相交替沉积，由砂层、砂质粘土及粘土层等组成，厚48.10～203.2m，平均112.38m，受古地形控制厚度变化较大，具有中部较薄、南北两翼较厚的特征。按照沉积物的相对导水性，可划分成三个含水层组和两个隔水层组，其中以第二含水层为主，富水性中等～较强。由于第二个隔水层（组）局部缺失，有可能会有较充沛的水量对外来系统含水体产生补给作用。
2.2 基岩水文地质
新集矿区南北控水构造为寿县老人仓断层和阜凤逆冲断层，二叠系煤系地层隐伏于新生界松散层和阜凤推覆构造面（上盘为推覆体下之界片麻岩、寒武系古灰岩及石炭、二叠、奥陶系夹片）之下，基本上阻隔了新生界松散层与二叠系煤系地层及其下伏各含水层（组）间水力联系，形成了新集矿区独特的水文地质类型。其中新生界松散层孔隙水、片麻岩裂隙水、寒武系石灰岩岩溶裂隙水、夹片石灰岩岩溶裂隙水和底部的太原组石灰岩岩溶裂隙水为矿井充水含水层，属顶底板均充水类型。
3、井田充水因素分析
3.1 充水水源。 充水水源分为直接和间接充水水源。直接充水水源为顶板砂岩水、老空水、构造裂隙水等，间接充水水源为推覆体含水层水、老空水、岩溶水等。
3.2 充水通道。区内基岩节理、裂隙较发育，是连通含水地层与煤层的天然通道。未来煤矿的开采过程中，必将引起大量的采矿裂隙出现，这些人为裂隙将会是沟通含水地层与煤层的良好通道。同时，区内导水断层等导水构造也是矿井开采过程中的重要充水通道。
3.3 充水机理。井田煤层顶板砂岩裂隙水沿岩石原生节理、裂隙、采动裂隙、导水断层等充水通道以滴、淋水的形式进入工作面，对煤层开采影响相对较小。底板灰岩水，主要为受断层导通或底板破坏造成底板有效隔水层不能承受灰岩水压，造成高压灰岩水涌水采面，对采掘威胁严重。对于推覆体含水层水，则是由于工作面开采破坏或隐伏构造，导致防水煤（岩）柱 不能够承受承压含水层水压，导致推覆体含水层水涌入工作面，对采掘威胁较为严重。
4、水害防治对策
4.1 新生界松散层水的防治
由于新集二矿为隐伏煤层开采，新生界含水层与煤系地层之间间距较大且有外来系统的老地层所隔，在对推覆体含水层留设足够的防水煤（岩）柱的情况下，松散层水不会对煤层的正常开采构成直接的威胁。
4.2 推履体含水层水的防治
位于可采煤层上方，由三个含水层组成，即下元古界片麻岩、 寒武系及下夹片含水层。片麻岩含水体对13-1及11-2浅部煤层开采具有安全隐患， 须留设足够的防水煤柱。寒武系灰岩水主要对13-1煤开采具有安全隐患，针对该水体距煤层较近，富水性差异大，加之底部岩体受推覆构造的影响，岩石破碎，与断层带有一定的水力联系。同时13-1煤为特厚煤层，开采覆岩破坏相对较大，最大导水裂隙带可能波及该水体。因而对13-1煤层开采时要充分分析上覆含水层水文工程地质条件的基础上留设足够的防水煤柱，选择合适的开采方法，确保导水裂隙带不进入寒武系灰岩，同时工作面加大防排水能力，确保开采安全。下夹片含水体主要对各煤层露头附近的开采有安全威胁， 尤其在1-02线附近灰岩厚度较大、 岩溶裂隙相对发育，富水性较强。针对该水体， 要充分研究夹片灰岩的厚度分布、岩溶裂隙发育及富水性特征，探测煤层开采后覆岩的破坏情况，留设合理的防水煤柱，保证既安全生产又经济合理。
4.3 煤系顶板砂岩水的防治
煤系顶板砂岩水的防治根据各煤层顶板砂岩厚度、裂隙发育程度及边界补给条件，井田11-2煤及1煤层顶板砂岩厚度相对较大，富水性较其他煤层强。经区域调查及开采实践，该水体主要为静储量型，采取的措施以超前疏放为主。工作面回采前，利用物探技术对顶板岩层富水性情况进行探测，并针对物探富水异常区域施工砂岩水探放钻孔进行疏放。同时，在风、机巷按回采说明书的要求铺设排水管路和安设潜水泵，建立强排水系统，必要时，在工作面下方施工专门的泄水巷，确保回采安全。
4.4 煤系基底灰岩水的防治
该水体主要对1煤组开采具有安全威胁。根据目前勘探资料，1煤层底板灰岩水具有“高水压、弱富水、不均一”的特点，由于1煤层距太原组1灰平均距离仅约18m，隔水层厚度小，因而正常情况下该煤层开采突水系数值大于《煤矿防治水规定》的要求。该煤层开采时，重点围绕降低底板灰岩水头值和增加底板隔水层厚度两个方面开展防治水工作，因此采取了“疏水降压、注浆加固”综合防治措施，通过在回采工作面底板施工专门的探水巷道，并在该巷道内施工底板灰岩水疏放钻孔及注浆加固钻孔，对底板灰岩水进行疏放，降低灰岩水头值，回采前，对所有钻孔进行注浆，改造底板灰岩含水层为人工的复合隔水关键层，增加底板隔水层厚度。通过双管齐下，实现了二矿1煤层首采面突水系数降为0.035～0.053MPa/m，满足了规定要求。
4.5老空水的防治
本井田內所有的采空区均为本矿早期开采所至，界限清楚，不存在老窑水等水害威胁。老空水对部分采掘工程有所影响，但不构成威胁，在采掘工程接近探水线时，采取探放水措施提前疏放即可。
4.6断层水的防治
断层突水多发生在掘进巷道迎头、井筒或工作面，主要为断层导通含水层。本井田采掘工作面揭露的中小断层基本不含水，采掘工作面过断层时，一般采取直接过，但对于井田内区域大断层，则需留设足够的防水煤（岩）柱，必须穿过时，严格执行超前探测，探明前方断层含导水性，并超前进行注浆加固措施，确保掘进安全。
4.7钻孔水的防治
钻孔水的防治对揭露或经过原勘探钻孔附近的采掘工程，分析钻孔的封闭资料，评价其封闭质量， 采取地面启封或井下超前探水等措施，对封闭不良钻孔，需设立隔离煤柱，确保采掘施工安全。
5、结语
新集二矿井田水文地质条件复杂，浅部煤层开采受上覆推覆体（片麻岩、寒武系地层、夹片地层）含水层威胁，制约煤层开采上限，下部1煤组（含1上、1煤层）开采受下伏太原组灰岩甚至奥陶系灰岩水威胁，开采难度大。通过对矿井地下水的水文特征、矿井充水因素、水害类型研究、分析，从而有针对性的制定水害防治的相关对策，对矿井防治水工作具有积极的推进作用，有效的保障矿井安全生产。
参考文献：
[1]刘兆昌，李广贺，朱琨，等.供水水文地质[M].第三版.北京：中国建筑工业出版社，2000.
[2]郑世书，陈江中，刘汉湖，等.专门水文地质学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.
[3]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[M].北京：煤炭工业出版社，2009.
关键词：水文地质特征；水害类型；水害防治对策
【中图分类号】P641.5+4
1、地质及水文地质条件
1.1 地质条件
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。原地系统由二叠系及其以下老地层组成，基本构造形态为一单斜构造，以次一级宽缓褶曲为主，断层次之，地层走向近东西，倾向北～北东，倾角5～25°，北部增大至25°～50°，风氧化带在基岩面下垂深30m。
1.2 水文地质条件
区内含水层按其空间发育特征从上至下依次有： 新生界孔隙潜水～承压含水层、推覆体下元界片麻岩裂隙承压含水层、推覆体寒武系灰岩岩溶裂隙承压含水层、 推覆体下夹片岩溶裂隙承压含水层、二叠系煤层顶板砂岩裂隙承压含水层，底部为石炭系太原组及奥陶系岩溶裂隙承压含水层。
2、地下水特征
2.1 新生界松散层水文地质
松散层属湖泊、河流相交替沉积，由砂层、砂质粘土及粘土层等组成，厚48.10～203.2m，平均112.38m，受古地形控制厚度变化较大，具有中部较薄、南北两翼较厚的特征。按照沉积物的相对导水性，可划分成三个含水层组和两个隔水层组，其中以第二含水层为主，富水性中等～较强。由于第二个隔水层（组）局部缺失，有可能会有较充沛的水量对外来系统含水体产生补给作用。
2.2 基岩水文地质
新集矿区南北控水构造为寿县老人仓断层和阜凤逆冲断层，二叠系煤系地层隐伏于新生界松散层和阜凤推覆构造面（上盘为推覆体下之界片麻岩、寒武系古灰岩及石炭、二叠、奥陶系夹片）之下，基本上阻隔了新生界松散层与二叠系煤系地层及其下伏各含水层（组）间水力联系，形成了新集矿区独特的水文地质类型。其中新生界松散层孔隙水、片麻岩裂隙水、寒武系石灰岩岩溶裂隙水、夹片石灰岩岩溶裂隙水和底部的太原组石灰岩岩溶裂隙水为矿井充水含水层，属顶底板均充水类型。
3、井田充水因素分析
3.1 充水水源。 充水水源分为直接和间接充水水源。直接充水水源为顶板砂岩水、老空水、构造裂隙水等，间接充水水源为推覆体含水层水、老空水、岩溶水等。
3.2 充水通道。区内基岩节理、裂隙较发育，是连通含水地层与煤层的天然通道。未来煤矿的开采过程中，必将引起大量的采矿裂隙出现，这些人为裂隙将会是沟通含水地层与煤层的良好通道。同时，区内导水断层等导水构造也是矿井开采过程中的重要充水通道。
3.3 充水机理。井田煤层顶板砂岩裂隙水沿岩石原生节理、裂隙、采动裂隙、导水断层等充水通道以滴、淋水的形式进入工作面，对煤层开采影响相对较小。底板灰岩水，主要为受断层导通或底板破坏造成底板有效隔水层不能承受灰岩水压，造成高压灰岩水涌水采面，对采掘威胁严重。对于推覆体含水层水，则是由于工作面开采破坏或隐伏构造，导致防水煤（岩）柱 不能够承受承压含水层水压，导致推覆体含水层水涌入工作面，对采掘威胁较为严重。
4、水害防治对策
4.1 新生界松散层水的防治
由于新集二矿为隐伏煤层开采，新生界含水层与煤系地层之间间距较大且有外来系统的老地层所隔，在对推覆体含水层留设足够的防水煤（岩）柱的情况下，松散层水不会对煤层的正常开采构成直接的威胁。
4.2 推履体含水层水的防治
位于可采煤层上方，由三个含水层组成，即下元古界片麻岩、 寒武系及下夹片含水层。片麻岩含水体对13-1及11-2浅部煤层开采具有安全隐患， 须留设足够的防水煤柱。寒武系灰岩水主要对13-1煤开采具有安全隐患，针对该水体距煤层较近，富水性差异大，加之底部岩体受推覆构造的影响，岩石破碎，与断层带有一定的水力联系。同时13-1煤为特厚煤层，开采覆岩破坏相对较大，最大导水裂隙带可能波及该水体。因而对13-1煤层开采时要充分分析上覆含水层水文工程地质条件的基础上留设足够的防水煤柱，选择合适的开采方法，确保导水裂隙带不进入寒武系灰岩，同时工作面加大防排水能力，确保开采安全。下夹片含水体主要对各煤层露头附近的开采有安全威胁， 尤其在1-02线附近灰岩厚度较大、 岩溶裂隙相对发育，富水性较强。针对该水体， 要充分研究夹片灰岩的厚度分布、岩溶裂隙发育及富水性特征，探测煤层开采后覆岩的破坏情况，留设合理的防水煤柱，保证既安全生产又经济合理。
4.3 煤系顶板砂岩水的防治
煤系顶板砂岩水的防治根据各煤层顶板砂岩厚度、裂隙发育程度及边界补给条件，井田11-2煤及1煤层顶板砂岩厚度相对较大，富水性较其他煤层强。经区域调查及开采实践，该水体主要为静储量型，采取的措施以超前疏放为主。工作面回采前，利用物探技术对顶板岩层富水性情况进行探测，并针对物探富水异常区域施工砂岩水探放钻孔进行疏放。同时，在风、机巷按回采说明书的要求铺设排水管路和安设潜水泵，建立强排水系统，必要时，在工作面下方施工专门的泄水巷，确保回采安全。
4.4 煤系基底灰岩水的防治
该水体主要对1煤组开采具有安全威胁。根据目前勘探资料，1煤层底板灰岩水具有“高水压、弱富水、不均一”的特点，由于1煤层距太原组1灰平均距离仅约18m，隔水层厚度小，因而正常情况下该煤层开采突水系数值大于《煤矿防治水规定》的要求。该煤层开采时，重点围绕降低底板灰岩水头值和增加底板隔水层厚度两个方面开展防治水工作，因此采取了“疏水降压、注浆加固”综合防治措施，通过在回采工作面底板施工专门的探水巷道，并在该巷道内施工底板灰岩水疏放钻孔及注浆加固钻孔，对底板灰岩水进行疏放，降低灰岩水头值，回采前，对所有钻孔进行注浆，改造底板灰岩含水层为人工的复合隔水关键层，增加底板隔水层厚度。通过双管齐下，实现了二矿1煤层首采面突水系数降为0.035～0.053MPa/m，满足了规定要求。
4.5老空水的防治
本井田內所有的采空区均为本矿早期开采所至，界限清楚，不存在老窑水等水害威胁。老空水对部分采掘工程有所影响，但不构成威胁，在采掘工程接近探水线时，采取探放水措施提前疏放即可。
4.6断层水的防治
断层突水多发生在掘进巷道迎头、井筒或工作面，主要为断层导通含水层。本井田采掘工作面揭露的中小断层基本不含水，采掘工作面过断层时，一般采取直接过，但对于井田内区域大断层，则需留设足够的防水煤（岩）柱，必须穿过时，严格执行超前探测，探明前方断层含导水性，并超前进行注浆加固措施，确保掘进安全。
4.7钻孔水的防治
钻孔水的防治对揭露或经过原勘探钻孔附近的采掘工程，分析钻孔的封闭资料，评价其封闭质量， 采取地面启封或井下超前探水等措施，对封闭不良钻孔，需设立隔离煤柱，确保采掘施工安全。
5、结语
新集二矿井田水文地质条件复杂，浅部煤层开采受上覆推覆体（片麻岩、寒武系地层、夹片地层）含水层威胁，制约煤层开采上限，下部1煤组（含1上、1煤层）开采受下伏太原组灰岩甚至奥陶系灰岩水威胁，开采难度大。通过对矿井地下水的水文特征、矿井充水因素、水害类型研究、分析，从而有针对性的制定水害防治的相关对策，对矿井防治水工作具有积极的推进作用，有效的保障矿井安全生产。
参考文献：
[1]刘兆昌，李广贺，朱琨，等.供水水文地质[M].第三版.北京：中国建筑工业出版社，2000.
[2]郑世书，陈江中，刘汉湖，等.专门水文地质学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.
[3]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[M].北京：煤炭工业出版社，2009.