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1、平顶山十三矿突水特征与原因分析 矿井突水是威胁煤矿安全生产的重要灾害之一。对突水机理及突水危险性评价和预测是解决突问题的关键技术基础，构造裂隙是造成煤层底板突水的主要因素。平顶山十三矿是1座设计能力180万t/a的大型矿井，矿井水文地质条件复杂，在生产过程中出现了2次较大的突水事故。井田煤系地层属于石炭二叠纪，二叠系已煤组的二1煤（或已16-17煤层）为该矿井的主采厚煤层。煤田分布在汝河和沙河之间的分水岭地带，构造形态为一地垒型的复向斜构造，四周受接近东西向两组张性断裂的控制，形成一多边形的地垒型断块，由于煤田相对抬起，切断了与周围区域含水层的直接水力联系，阻隔了区域基岩地下水向井田的侧向补给
2、，使本井田成为一相对独立的水文地质单元。 二叠系 已煤段 已15-17煤厚10.6m 裂缝承压水 砂泥岩厚8.1m 石炭系 上部灰岩段 一灰岩厚10m 岩 溶 水 二灰岩厚8.0m 三灰岩厚7.8m 砂泥岩段 砂泥岩厚16.6m 下部灰岩段 四灰岩厚7m 五至七灰岩厚7.4m 铝土岩厚8.2m 寒武系灰色白云质灰岩 图3 12021采面水文地质单元示意图 图4 11090采面水文地质单元示意图 已15-1712021采面处于正断层F2（63，H47m）、F6（77,H=52m）之间，风巷上部有正断层 F3（65，H=11m）、F4（58，H=18m）（图3）。11090采面南北方向以襄郏一号正
3、断层和灵武山向斜为骨干构成边界。东西方向以11090逆断层带和沟李封断层为边界。沟李封断层和襄郏一号正断层交汇处应力集中，裂隙也相对发育，和富水带共同构成了突水的富水区和迳流带（图4）。两采面均为相对独立的水文地质单元，静储量丰富，富含承压水。 2.2 充水水源分析 石炭系一灰岩是泥灰岩，二灰岩是两采面突水的直接富含水层；三灰岩的富水性最差；四至七灰岩含水层单位涌水量为0.0750.019L/(sm)，四灰岩不发育，富水性差，六灰岩和七灰岩局部富含水，五灰岩富含水；二灰岩和五至七灰岩存在水力联系。寒武系白云质灰岩单位涌水量为0.226L/(sm)，在石炭系110m以下，岩溶较发育。 2个采面突
4、水水量大且较为稳定，水压高，说明有丰富的补给水源，呈现出承压水的一般规律。据突水水质分析结果知，2次突水水源不是顶板或第四系水，而是灰岩含水层水。两采区恒温带在地表以下2530m附近，温度为17.2，地温梯度为3.23.5/hm。 12021采面突水温度为22，出水点距地面高-300m左右，预计水温为24，与二灰水水位基本相符，突水后二灰水水位一直下降也说明了突水水源主要是二灰水。地质勘探表明，在没有大量疏水的情况下，12021采面下的二灰水水位下降了150m以上，说明该面二灰水的补给条件差，以消耗储量为主。二灰水水头高度为210m，由于该面回采时最大突水量达2403/h，至采面回采结束底板二灰水的涌水量尚有30m3/h，表明二灰岩有一定的富水性和渗透性，在有足够排水能力的情况下，不会影响安全生产（图5）。 图5 突水水量、水温、二灰岩水动态曲线示意图 11090采面突水之初水温为30，4d后稳定在38左右。11090采面突水处标高为-498m，预计该处水温为35，而实际水温为38