岩溶水影响下工作面开采突水危险性评价.pdf

第４２卷第８期能源与环保Ｖｏｌ  ４２Ｎｏ  ８２０２０年８月ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｕｇ．２０２０收稿日期２０２０－０５－１８；责任编辑郭海霞ＤＯＩ１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．０８．００７基金项目国家科技重大专项资助项目（２０１６ＺＸ０５０４５００１  ００４）；煤科院技术创新基金（２８０４１００２７  ＺＣ）；中国博士后科学基金资助项目（２０１９Ｍ６６０５９８）作者简介姜鹏（１９８７），男，山东青岛人，硕士，主要从事矿井水害防治相关研究工作。引用格式姜鹏．岩溶水影响下工作面开采突水危险性评价［Ｊ］．能源与环保，２０２０，４２（８）２７  ３２．ＪｉａｎｇＰｅｎｇ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｈａｚａｒｄｉｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｕｎｄｅｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｋａｒｓｔｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（８）２７  ３２．岩溶水影响下工作面开采突水危险性评价姜鹏１，２，３（１．煤炭科学技术研究院有限公司安全分院，北京１０００１３；２．中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京１０００８３；３．煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室（煤炭科学研究总院），北京１０００１３）摘要岩溶水突水发生过程表现为非线性动态特征，且受到多控制因素影响。为了明确大饭铺煤矿６１１１４工作面开采受底板岩溶水的影响程度，基于区域水文地质特征的研究，以岩溶含水层富水性、底板岩层完整性、隔水层厚度、阻水性能、底板采动破坏深度、安全水头、突水系数等多个指标，结合物探综合探测成果，对工作面突水危险性进行评价。综合评价结果显示矿区虽位于准格尔岩溶水径流区内，工作面带压开采危险性较低，但工作面内部小构造较为发育，物探探测工作面内部存在４处可疑岩溶富水区或导水通道，在回采过程中需提前打钻验证异常区，密切关注隐伏贯穿性导水构造。关键词岩溶水；带压开采；水化学特征；富水性探测；突水系数；突水危险性中图分类号ＴＤ７４５文献标志码Ａ文章编号１００３－０５０６（２０２０）０８－００２７－０６ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｈａｚａｒｄｉｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｕｎｄｅｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｋａｒｓｔｗａｔｅｒＪｉａｎｇＰｅｎｇ１，２，３（１．ＭｉｎｅＳａｆｅｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｒａｎｃｈ，ＣｈｉｎａＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＭｉｎｉｎｇａｎｄＣｌｅａｎＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ（ＣｈｉｎａＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｋａｒｓｔｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｗａｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｍｕｌｔｉｐｌｅｃｏｎｔｒｏｌｆａｃｔｏｒｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｌａｒｉｆｙｔｈｅｅｘｔｅｎｔｔｏｗｈｉｃｈｍｉｎｉｎｇａｔ６１１１４ｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｏｆＤａｆａｎｐｕＣｏａｌＭｉｎｅｗａｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｆｌｏｏｒｋａｒｓｔｗａｔｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｋａｒｓｔａｑｕｉｆｅｒｗａｔｅｒｒｉｃｈｎｅｓｓ，ｆｌｏｏｒｒｏｃｋｉｎｔｅｇ  ｒｉｔｙ，ｗａｔｅｒｂａｒｒｉｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｗａｔｅｒｂｌｏｃｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｆｌｏｏｒｍｉｎｉｎｇｆａｉｌｕｒｅｄｅｐｔｈ，ｓａｆｅｗａｔｅｒｈｅａｄ，ｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｅｔｃ．，ｃｏｍ  ｂｉｎｅｄｗｉｔｈｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｒｉｓｋｏｆｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｆｒｏｍｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｐｒｅ  ｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｍｉｎｉｎｇａｒｅａｗａｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｋａｒｓｔｗａｔｅｒｒｕｎｏｆｆａｒｅａｏｆＪｕｎｇａｒ，ｔｈｅｒｉｓｋｏｆｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｗａｓｌｏｗ，ｂｕｔｔｈｅｓｍａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｓｉｄｅｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｗａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｆｏｕｒｓｕｓｐｉｃｉｏｕｓｋａｒｓｔｗａｔｅｒ  ｒｉｃｈａｒｅａｓｏｒｆｏｒｔｈｅｗａｔｅｒｃｈａｎｎｅｌ，ｉｔｗａｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｄｒｉｌｌｉｎａｄｖａｎｃｅｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅａｂｎｏｒｍａｌａｒｅａｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍｉｎ  ｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｐａｉｄｃｌｏｓｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｔｈｅｈｉｄｄｅｎｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｗａｔｅｒｃｈａｎｎｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｋａｒｓｔｗａｔｅｒ；ｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗａｔｅｒ；ｗａｔｅｒ  ｒｉｃｈｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｒｉｓｋｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎｒｕｓｈ０引言奥灰岩溶水害长期以来是威胁华北区域石炭二叠纪煤炭资源安全开采的主要隐患，由于华北煤田分布范围广，不同区域奥陶纪灰岩岩层裂隙发育程度及底板岩层组合特性差异较大，各区域受奥灰水威胁不一。基于华北区域奥灰系含水层与煤层开采之间的复杂关系，许多专家学者对区域奥灰底板隔７２２０２０年第８期能源与环保第４２卷水层特征、富水规律、安全评价方法及防治技术等方面均进行了不同程度的分析研究［１  １３］。不同煤田区域水文地质条件差异很大，甚至同一矿井不同地段的地质条件及水文地质条件都存在较大差异，而现有奥灰水研究理论及防治技术并不能全面考虑不同采矿地质条件下各矿突水发生过程表现出的非线性动态特征和多影响控制因素。因此，受奥灰水威胁的矿井，需充分掌握矿区的水文地质条件，在参考国内已有相关研究成果的基础上，选择适合矿井工作面开采的奥灰突水危险性评价方法，制定相应的防治技术，防患于未然。内蒙古大饭铺煤矿位于准格尔煤田，处于鄂尔多斯盆地东北缘，主要开采石炭二叠系煤层，煤系地层底部赋存有厚层状的奥灰或寒灰岩溶含水层［１４］，底板受灰岩水害威胁严重。基于区域奥陶系地层地质特征及奥灰富水特征，对煤矿拟开采工作面进行突水危险性评价方法研究，并提出合理的岩溶水害防治技术。１研究区概况大饭铺煤矿拟开采的６１１１４工作面，主采石炭系上统太原组６号煤层，工作面底板标高＋８４７  ８～＋９２２  ２ｍ。根据井田奥灰水长观孔观测资料，奥灰水位最高标高为＋８７０  ９ｍ，工作面部分区域属于带压开采，受到奥灰水的威胁。２研究区岩溶水文地质特征大饭铺煤矿位于准格尔煤田，准格尔煤田岩溶水属于天桥泉域岩溶水系统组成的一部分，位于天桥泉域的西北部，是一个相对独立的子系统。区域内岩溶发育形态为溶隙、溶孔和小型孔洞为主，岩心表面溶隙、溶孔清晰可见，易形成岩溶水的储水空间与运移通道［１５  １６］。研究区位于准格尔煤田中西部，矿区处于区域岩溶水径流区内，径流条件较好，岩溶相对较发育。取径流区岩溶水样水化学特征值绘制水化学Ｐｉｐｅｒ三线图及Ｓｃｈｏｅｌｌｅｒ图［１７］（表１、图１、图２）。综合分析径流区的岩溶水化学特征区域处于岩溶径流区，径流条件较好，供给充足的ＣＯ２气体与碳酸盐岩（灰岩及白云岩）不断发生溶滤作用（反应式①、式②），岩溶水中Ｃｌ－、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、ＨＣＯ－３离子含量较多，水化学特征以ＨＣＯ３Ｃｌ  ＮａＣａ（ＣａＭｇ）型水为主。ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ幈幇帲帲２Ｃａ２＋＋２ＨＣＯ－３ ① ２Ｈ２Ｏ＋２ＣＯ２＋ＣａＭｇ（ＣＯ３）幈幇帲帲２Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋４ＨＣＯ－３ ② 表１径流区岩溶水样水化学特征值Ｔａｂ  １Ｗａｔｅｒｃｈｅｍｉｓｔｒｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｖａｌｕｅｏｆｋａｒｓｔｗａｔｅｒｉｎｒｕｎｏｆｆａｒｅａｍｇ／Ｌ编号阳离子Ｃａ２＋Ｍｇ２＋Ｎａ＋＋Ｋ＋阴离子ＨＣＯ－３Ｃｌ－ＳＯ２－４矿化度水化学类型１号１０６  ２０４８  ４０２１４  ２６２８４  ５３４１２  ４５８８  ４９１１８０  ００ＣｌＨＣＯ３ ＮａＣａ２号５６  ２２６８  ４０５  ３５３３６  ４３２６  ３３２１  ８１５１６  ００ＨＣＯ３ ＭｇＣａ３号５６  ２２３３  ２８１１４  ５０１９９  ０５１６６  ７３７９  ４４６８７  ００ＣｌＨＣＯ３ ＮａＣａＭｇ４号７１  １０２９  ２０１３２  ２０２５９  ３０２０７  ４０７２  ００６６２  ２３ＣｌＨＣＯ３ ＮａＣａ５号２４１  ５０７４  ８０３４  ４０１２８  １０４３２  ５０２６９  ００１１２４  ５１ＣｌＳＯ４ ＣａＭｇ３工作面带压区域异常区探测为明确６１１１４工作面底板富水性及工作面内存在的构造特征，采用矿井瞬变电磁法和无线电波透视法２种物探手段探测工作面区域的构造和富水区分布情况［１８］，为带压开采危险性评价提供技术支撑。矿井瞬变电磁探测底板富水性成果如图３所示，无线电波透视法探测工作面内构造成果如图４所示。将２种物探方法成果与工作面进行投影叠加，获得６１１１４工作面综合物探异常分布如图５所示。综合分析认为，６１１１４工作面共存在４处综合异常区，推断为含水体与可疑构造等的重叠区域，这些区域存在潜在的岩溶富水区和导水通道。４工作面带压开采突水危险性评价对于岩溶水影响下煤层工作面带压开采，主要从以下几个方面进行突水危险性分析评价 ①岩溶含水层富水性； ②煤层底板岩层组合特征，煤层底板岩层组合决定了底板阻水隔性能，是评价岩溶水突水危险性的基础，涉及因素为岩层完整性、隔水层厚度、阻水性能等； ③底板采动破坏深度，工作面采后底板完整性遭到破坏，隔水层实际厚度减小，会直接导致阻水性能减低； ④工作面整体带压程度、安全水头、突水系数计算情况。８２２０２０年第８期姜鹏岩溶水影响下工作面开采突水危险性评价第４２卷图１径流区岩溶水样水化学Ｐｉｐｅｒ三线图Ｆｉｇ  １Ｐｉｐｅｒｔｈｒｅｅ  ｌｉｎｅｄｉａｇｒａｍｏｆｋａｒｓｔｗａｔｅｒｃｈｅｍｉｓｔｒｙｉｎｒｕｎｏｆｆａｒｅａ图２径流区岩溶水样水化学Ｓｃｈｏｅｌｌｅｒ图Ｆｉｇ  ２Ｓｃｈｏｅｌｌｅｒｄｉａｇｒａｍｏｆｋａｒｓｔｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｉｎｒｕｎｏｆｆａｒｅａ图３瞬变电磁探测底板富水性典型切片Ｆｉｇ  ３Ｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂｏｔｔｏｍｐｌａｔｅｗａｔｅｒ  ｒｉｃｈｔｙｐｉｃａｌｓｌｉｃｅ图４坑透法衰减系数成果Ｆｉｇ  ４Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐｉｔｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ４  １井田岩溶水富水性奥灰灰岩本身不含水，只有灰岩中发育裂隙、溶隙、溶孔、溶洞等，才具有含水性。因此，灰岩含水层具有较强的不均一性。根据矿区内水文孔资料得知奥灰水文观测孔最高水位标高＋８７０  ９ｍ，单位涌水量０  ００１８０～０  ０２６９３Ｌ／（ｓｍ）。根据煤矿防治水细则附录一（表２），大饭铺煤矿奥陶系灰岩钻孔单位涌水量小于０  １Ｌ／（ｓｍ），富（含）水性等级属于弱富水性，即矿区整体富水性较弱；另外，根据地质资料分析，该矿区内奥陶系灰岩富水性也不均匀。图５综合物探异常分布Ｆｉｇ  ５Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌａｎｏｍａｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ４  ２煤层底板岩层组合特征及阻水性能分析（１）煤层底板岩层厚度及岩性组合特征。６１１１４面主采６号煤层，统计工作面周边区域Ｓ６钻孔、一号奥灰水文孔及二号奥灰水文孔揭露６号煤９２２０２０年第８期能源与环保第４２卷表２岩层富（含）水性等级划分Ｔａｂ  ２Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｉｃｈ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）ｗａｔｅｒ  ｒｉｃｈｒｏｃｋｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ岩层富（含）水性等级钻孔单位涌水量ｑ／（Ｌ（ｓｍ）－１）弱富水性＜０  １中等富水性０  １～１  ０强富水性１  ０～５  ０极强富水性＞５  ０层底板岩性组合特征（表３表５）。表３Ｓ６钻孔６号煤层底板岩层情况Ｔａｂ  ３ＦｌｏｏｒｒｏｃｋｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＳ６ｄｒｉｌｌｉｎｇＮｏ．６ｃｏａｌｓｅａｍ岩石名称层厚／ｍ底板奥灰水隔水层累厚／ｍ炭质泥岩１  ０４１  ０４砂质泥岩２  １９３  ２３煤０  ５７３  ８０砂质泥岩１  ０４４  ８４炭质泥岩０  ８４５  ６８泥岩３  １０８  ７８煤０  ９１９  ６９泥岩１  ７５１１  ４４岩石名称层厚／ｍ底板奥灰水隔水层累厚／ｍ粗砂岩５  ９８１７  ４２砂质泥岩５  ８４２３  ２６粗砂岩１０  １６３３  ４２砂质泥岩６  ８９４０  ３１灰质泥岩７  ０１４７  ３２粗砂岩４  ３６５１  ６８泥岩５  ６４５７  ３２表４一号奥灰水文孔６号煤层底板岩层情况Ｔａｂ  ４ＣｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｆｌｏｏｒｒｏｃｋｏｆＮｏ．１ＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｈｏｌｅＮｏ．６ｃｏａｌｓｅａｍ岩石名称层厚／ｍ底板奥灰水隔水层累厚／ｍ炭质泥岩１  １８１  １８砂质泥岩６  １０７  １８泥岩１  ３５８  ５３细粒砂岩４  ８５１３  ３８中粒砂岩４  ００１７  ３８粗砂岩４  ８０２２  １８细粒砂岩２  ２０２４  ３８岩石名称层厚／ｍ底板奥灰水隔水层累厚／ｍ砂质泥岩４  ５０２９  ８８泥质灰岩１  ９０３１  ７８粗砂岩１  ３０３３  ０８铝质砂岩１  ７０３４  ７８中粒砂岩２  ４０３７  １８灰质泥岩４  ００４１  １８表５二号奥灰水文孔６号煤层底板岩层情况Ｔａｂ  ５ＣｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｆｌｏｏｒｒｏｃｋｏｆＮｏ．２ＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｈｏｌｅＮｏ．６ｃｏａｌｓｅａｍ岩石名称层厚／ｍ底板奥灰水隔水层累厚／ｍ泥岩２  ３０２  ３０砂质泥岩０  ９０３  ２０中粒砂岩８  ５０１１  ７０粗粒砂岩１  ８０１３  ５０中粒砂岩３  ２０１６  ７０砂质泥岩０  ５０１７  ２０细粒砂岩０  ８０１８  ００中粒砂岩５  ５０２３  ５０岩石名称层厚／ｍ底板奥灰水隔水层累厚／ｍ砂质泥岩１  ６０２５  １０中粒砂岩２  ４０２７  ５０煤０  ８４２８  ３４砂质泥岩１  ４７２９  ８１泥质砂岩２  ６９３２  ５０泥岩４  ００３６  ５０细粒砂岩４  ５０４１  ００灰质泥岩３  ５０４４  ５０综合分析认为煤层底板至奥灰顶界间岩性包括泥岩、煤、砂质泥岩、炭质泥岩、中砂岩、细砂岩及粗砂岩等。相对奥灰含水层而言，这些岩层可以作为隔水层，其中具有良好隔水性能的泥岩、砂质泥岩等软岩占了较大比例，且主要位于石炭系下岩性段。其中粗砂岩抗压强度２２  ４１～４８  ７６ＭＰａ，平均３３  ５０ＭＰａ，为中硬坚硬岩层；砂质泥岩抗压强度８  ６０～３８  ６５ＭＰａ，平均２５  ２８ＭＰａ，为软弱中硬岩层；中砂岩抗压强度１５  ７３～２５  ４６ＭＰａ，为软弱中硬岩层；细砂岩抗压强度１０  ７３～３０  ７２ＭＰａ，为软弱中硬岩层；粉砂岩抗压强度９  ７６～２３  ９８ＭＰａ，为软弱中硬岩层；铝质泥岩抗压强度１１  ９０～２４  ３３ＭＰａ，为软弱中硬岩层。这些岩层中既有阻水性较好的泥岩和砂质泥岩，又有抗压强度较强的砂岩，而泥岩、砂质泥岩占了较大比例，阻水性能较好，这种岩层组合在完整无破坏地段抗水压力能力较强，有利于６号煤层的安全回采。（２）煤层底板完整性。煤层底板是否完整，决定了底板隔水性能的好坏。根据地质资料，结合一号奥灰水文孔及二号奥灰水文孔钻孔取心、钻孔消耗液情况，工作面６号煤层底板隔水层具备如下总体发育特征工作面６号煤层距离奥陶系灰岩顶界面４１  １８～４４  ５０ｍ，底板隔水层厚度较稳定，隔水层呈泥岩类、砂岩类相互交叠组合特征，岩性软弱中硬坚硬交叠，底板隔水层总体上强度较高、完整性较好。总体来说，工作面６号煤层底板隔水层大部分整体相对完整。（３）研究区构造发育程度。根据地质资料，目前井田范围内揭露落差大于１０ｍ的断层２条，分别为Ｆ１、Ｆ２逆断层。Ｆ１逆断层走向近北东、倾向南东，长７３０ｍ、倾角６５，断距１４ｍ；Ｆ２逆断层走向近北东、倾角６３，断距２０ｍ。工作面内部小构造较为发育，掘进中揭露１３条小断层，落差均小于５ｍ。（４）开采条件下底板采动破坏深度。当带压区煤层开采后，底板产生一定深度的采动导水破坏带，底板采动破坏深度与奥灰水在导水通道存在的条件下，就会发生煤层底板突水事故。对６１１１４工作面６号煤层开采底板采动破坏深度的计算参照式（１）及式（２）。 ①仅考虑工作面斜长时，底板采动导水破坏带可按式（１）计算ｈ１＝０  ７００７＋０  １０７９Ｌ（１）式中，Ｌ为壁式工作面斜长，工作面斜长为２４０ｍ。经计算得，工作面６号煤层底板采动破坏深度ｈ１＝２６  ６ｍ。 ②考虑采深、倾角和工作面斜长时，可按式（２）０３２０２０年第８期姜鹏岩溶水影响下工作面开采突水危险性评价第４２卷计算ｈ１＝０  ００８５Ｈ＋０  １６６５ α＋０  １０７９Ｌ－４  ３５７９（２）式中，Ｈ为开采深度，工作面６号煤层最大开采深度为４２０ｍ； α为煤层倾角，煤层倾角０～５，取５；Ｌ为壁式工作面斜长，工作面斜长为２４０ｍ。经计算得，工作面６号煤层底板采动破坏深度ｈ１＝２５  ９ｍ。综合计算分析，在无构造破坏段的６１１１４工作面６号煤层开采底板采动破坏深度为２６  ６ｍ，煤层距离奥陶系灰岩顶界面距离４１  １８～４４  ５０ｍ，工作面开采底板采动破坏深度在无构造破坏段，不会直接连通岩溶含水层。４  ３工作面突水危险性评价６１１１４工作面采用完整隔水层突水系数法对底板突水危险性进行分析评价［１９  ２０］，其计算公式Ｔ＝Ｐ／Ｍ（３）式中，Ｔ为突水系数；Ｐ为底板隔水层承受的实际水头值，奥灰承压含水层水位标高取＋８７０  ９ｍ，６１１１４工作面６号煤层底板最低标高取＋８４７  ８ｍ，隔水层厚度４１  １８～５７  ３２ｍ，计算最大水头值为０  ８ＭＰａ；Ｍ为底板隔水层厚度，隔水层厚度４１  １８～５７  ３２ｍ。根据公式计算得出，６１１１４工作面煤层回采中底板最大突水系数为０  ０１９ＭＰａ／ｍ，依据国内实际突水资料统计规律，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于０  ０６ＭＰａ／ｍ，正常块段不大于０  １ＭＰａ／ｍ，工作面开采突水危险性低。综上分析，大饭铺煤矿矿区岩溶水富水性不均匀，整体富水性较弱，底板隔水层厚度４１  １８～４４  ５０ｍ，呈泥岩类、砂岩类相互交叠组合特征，泥岩、砂质泥岩占了较大比例，阻水性能较好。工作面开采底板采动破坏深度为２６  ６ｍ，在无构造破坏段不会直接连通岩溶含水层，工作面突水系数＜０  ０６ＭＰａ／ｍ（底板受构造破坏块段突水系数安全值）。综合分析认为，６１１１４工作面带压开采危险性较低，但是工作面内部小构造较为发育，在回采过程中需密切关注未探测到的隐伏贯穿性导水构造。５结论（１）矿区位于准格尔煤田中西部，处于准格尔煤田岩溶水子系统径流区内，区内岩溶发育形态以溶隙、溶孔和小型孔洞为主，相对较发育，水化学特征以ＨＣＯ３Ｃｌ  ＮａＣａ（ＣａＭｇ）型水为主，径流条件较好。（２）矿区岩溶水富水性不均匀，整体富水性相对较弱，底板隔水层厚度较稳定，完整性较好，呈泥岩类、砂岩类相互交叠组合特征，岩性软弱中硬坚硬交叠，有较好的岩溶水阻水性能。（３）以岩溶含水层富水性、底板岩层完整性、隔水层厚度、阻水性能、底板采动破坏深度、安全水头、突水系数等多个指标，结合物探综合探测成果，对工作面突水危险性进行了评价。评价结果认为工作面带压开采危险性较低，但工作面内部小构造较为发育，且物探成果表明工作面共存在４处可疑岩溶富水区或导水通道，在回采过程中需提前打钻验证异常区，密切关注隐伏贯穿性导水构造。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］缪协兴，白海波．华北奥陶系顶部碳酸岩层隔水特性及分布规律［Ｊ］．煤炭学报，２０１１，３６（２）１８５  １９３．ＭｉａｏＸｉｅｘｉｎｇ，ＢａｉＨａｉｂｏ．Ｗａｔｅｒ  ｒｅｓｉｓｔｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｄｉｓｔｒｉ  ｂｕｔｉｏｎｒｕｌｅｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｓｔｒａｔａｉｎｔｈｅｔｏｐｏｆＯｒｄｏｖｉｃｉａｎｉｎＮｏｒｔｈＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１１，３６（２）１８５  １９３．［２］武亚遵，潘春芳，林云，等．鹤壁矿区奥陶系灰岩地下水水文地球化学特征及反向模拟［Ｊ］．水资源与水工程学报，２０１８，２９（４）２５  ３２．ＷｕＹａｚｕｎ，ＰａｎＣｈｕｎｆａｎｇ，ＬｉｎＹｕｎ，ｅｔａｌ．Ｈｙｄｒｏｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒ  ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｉｔｓｒｅｖｅｒｓｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＯｒｄｏｖｉｃｉａｎＬｉｍｅｓｔｏｎｅｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎＨｅｂｉＭｉｎｉｎｇＡｒｅａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ＆ＷａｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８，２９（４）２５  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