三李矿二1煤层水文地质特征及充水因素分析

刘范+张媛

摘要：对主要充水含水层、隔水层进行了分析、划分，对主要断裂构造的水文地质特征进行了论述。在此基础上，对未来二1煤矿井的充水影响因素进行了分析，指出太原组上部灰岩岩溶裂隙水、奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水和断裂构造是本区未来二1煤矿井的充水的重要因素。

Abstract： The main water-filled and aquifer， aquiclude are analyzed and classified， and the hydrogeological characteristics of the major fault structures are discussed. On this basis， this paper analyzed the water filling factors of the二1 coal well， and presents that the Taiyuan formation upper limestone karst fissure water， Ordovician limestone karst fissures and fault structures are the important water filling factors for the二1 coal well.

关键词： 含水层；二1 煤；断裂构造；充水因素

Key words： aquifer；二1 coal well；fault structure；water filling factor

中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）25-0042-03

0 引言

河南省荥巩煤田三李矿区位于荥巩煤田东部，地理位置处于郑州市西南约5km，荥阳市东南约10km，行政区划隶属郑州市二七区和荥阳市。地理坐标为北纬34°38′11″～34°43′50″，东经113°24′39″～113°39′07″。区内地层由老到新为奥陶系中统马家沟组；石炭系上统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组；上统上石盒子组和石千峰组；三叠系下统刘家沟组、和尚沟组、新近系、第四系，其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层，区内可采煤层为二1煤层，煤层铅垂厚度1.17～8.78m，平均厚度4.72m，倾角7°～13°。二1煤层埋藏深度在550m～1800m，底板展布标高约为-300m～-1650m。区内基本构造形态走向近北西向，倾向北东15～55°，倾角7～13°的单斜构造；构造形迹以高角度正断层和滑动构造为主，即郭小寨断层、贾峪断层、李家台断层，并在二1煤层附近发育3处低缓角度的滑动构造，使区内部分地区煤层变薄和缺失。

1 区域水文地质条件

荥巩煤田地处黄河、淮河两大流域，南部的嵩山及汜河东侧的南北向丘陵为黄淮河流域的分水岭。根据荥巩煤田所处的水文地质条件和地下水赋存特征，区域水文地质划分为孔隙地下水系统和岩溶地下水系统。其中孔隙地下水系统以索河和汜河分水岭为界，分属淮河地下水系统和黄河地下水系统。岩溶地下水系统划分为三李泉流域岩溶水系统，该系统由西南部的五指岭断层及沙鱼沟断层、南部的荥巩（密）背斜轴、东部的王宁庄背斜及北部的须水断层所限范围构成该煤田岩溶地下水系统的区域水文地质边界（图1）。

2 水文地质条件分析

2.1 含水层

2.1.1 第四系、新近系潜水含水层

主要由松散的砂土及厚度不等的粘土、砾石和砂质粘土组成，含水层与隔水层厚度均不稳定，含水层厚度为0～10m，靠大气降水补给。局部区域新近系揭露有泥灰岩层，泥灰岩含水层的岩溶裂隙较为发育，含（透）水性不均匀，单位涌水量为0.00631～1.30L/s·m，渗透系数为0.0084～3.15m/d。三李煤矿在靠近二1煤层露头采煤时，新近系泥灰岩岩溶裂隙水曾涌入采面，最大涌水量达300m3/h以上，导致矿井停产，目前涌水量稳定在100m3/h左右。

2.1.2 三叠系、二叠系砂岩裂隙含水层

比较重要的含水层有大占砂岩、砂锅窑砂岩、田家沟砂岩、平顶山砂岩、金斗山砂岩等，区内该含水层埋藏较深，含水层平均厚度约240m。该含水层岩芯较完整，裂隙发育较差，含水性弱，但局部裂隙发育段有一定的富水性，钻进过程中出现冲洗液严重漏失现象。

2.1.3 二1煤层顶板砂岩裂隙含水层

该含水层为二1煤层顶板直接充水含水层，包括山西组大占砂岩及下石盒子组底部的砂锅窑砂岩，岩性以细、中、粗粒砂岩为主，一般发育3层，平均厚度约26m，据原三李勘探区7-2孔抽水试验资料：二1煤顶板砂岩含水层单位涌水量为0.0135L/s·m，渗透系数为0.1119m/d，水位标高+177.25m，水化学类型为HCO3-K+Na型。该含水层属弱富水性。

2.1.4 太原组上部灰岩岩溶裂隙含水层

平均厚度13m，为灰黑色厚层状燧石灰岩，岩石致密坚硬，可溶物含量较高，岩石裂隙发育不均匀，透水性受岩溶裂隙发育程度和充填程度控制。钻孔抽水试验资料表明，钻孔单位涌水量为0.00019～3.04L/s·m，渗透系数为0.000135～26.65m/d，水位标高为+175.73～+77.11m，水温33～35.5℃，水化学类型为HCO3-Ca或HCO3·SO4-Ca·K+Na·Mg型。表明该含水层岩石溶蚀裂隙及导/富水性不均一，为中等富水的承压水含水层。

该含水层与二1煤之间有效隔水层厚22.04m，主要由泥岩、砂质泥岩组成。正常情况下，煤层底板的有效隔水层厚度不能够满足计算的安全隔水层厚度，在构造发育地段，由于断层导水，是造成二1煤层底板突水的主要水源。

2.1.5 太原组下部灰岩岩溶裂隙含水层endprint

平均厚度约8m，该层钻孔单位涌水量为0.01062～5.09L/s·m，渗透系数为0.0819～52.55m/d。水位标高+178.25～

+180.20m；水温26℃，水质为HCO3·SO4-Ca·Mg型，总硬度312.96mg/L。为中等富水的含水层。在断裂带附近或岩石溶蚀裂隙发育地段，含水层有极强的富水性。

2.1.6 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层

由奥陶系马家沟组白云质灰岩组成，厚度为5.55m～22.56m，本层单位涌水量为0.14～0.21L/s·m，渗透系数为0.347～0.433m/d，水位标高为+61.90m，水温达44℃，水质为HCO3 -Ca·Mg型，矿化度为0.592g/L，具中等富水性。

2.2 隔水层

2.2.1 三叠系和二叠系碎屑岩段隔水层

由三叠系刘家沟组和二叠系石千峰组、上石盒子组、下石盒子组各煤段中的砂泥岩组成，厚度约448m～839m，由西南向东北方向厚度有增厚趋势，受构造影响局部地层缺失约200m。该隔水层岩性以泥岩、砂质泥岩为主，致密细腻，隔水性能良好，能对上部新近系泥灰岩含水层和下部二1煤层顶板砂岩承压含水层之间的水力联系，起到良好的阻隔作用。各厚层泥岩之间的砂岩含水层相互之间没有水力联系，含水性较弱，同时因其岩性坚硬，在各泥质岩层中可起到骨架作用，相对增强了泥质岩层的抗压强度，提高了泥质岩层的隔水性能。

2.2.2 二1煤层顶板碎屑岩段隔水层

由大占砂岩和砂锅窑砂岩之间的砂泥岩层组成，厚度约12～45m，沉积比较稳定，岩性由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及部分不含水的细粒砂岩组成，隔水性能良好。

2.2.3 二1煤层底板碎屑岩段隔水层

由二1煤层底板至L8灰岩顶界之间的砂泥质岩、砂岩层组成，厚度约14～33m，岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和细粒砂岩为主，沉积稳定，分布连续，其中的二1煤底板砂岩虽然厚度较大，但裂隙不发育，透水性差，具有相对隔水能力，强度大，可增强整体的隔水性。

2.2.4 太原组中段碎屑岩段隔水层

由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩等碎屑岩和两层石灰岩组成，厚度约11～28m，间夹数层薄煤层，岩石致密，岩心完整，透水性差。该段是阻隔太原组上、下段灰岩含水层间水力联系的良好隔水层。

2.2.5 本溪组铝土质泥岩隔水层

主要由下自奥陶系灰岩顶面，上至一1煤或相当于一1煤的炭质泥岩底面的铝土质泥岩组成，厚度约7～10m，岩石致密，透水性能差，具有良好的隔水性能。在原始状态下，该隔水层能够阻隔上部太原组灰岩含水层和下部奥陶系灰岩含水层之间的水力联系。

2.3 断裂构造水文地质特征

矿区北部郭小寨断层系一个走向近东西、倾向南的正断层，在区内延展长度约为16km，落差大于400m，倾角约75°，断距较大，致使上盘L7-8灰岩、煤层与下盘O2m灰岩对接，发生较密切的水力联系。南部贾峪断层为一走向东西～北东，倾向北～北西的正断层，在本区内延展长度为3.5km，断层倾角约66°左右，落差0～150m，亦致使含水层与煤层发生水力联系。

3 矿井充水因素分析

全区基本为第四系及新近系地层全掩盖区，仅在红石寨村附近有金斗山砂岩出露，无煤层露头出露；地表冲沟发育，高差较大，有利于大气降水的径流与排泄，渗入补给量较少，不是本区未来矿井主要的充水因素。

第四系孔隙含水层及新近系岩溶裂隙含水层距二1煤层580～1270m，且其间发育有隔水性良好的泥岩和砂质泥岩。一般情况下，第四系孔隙水及新近系岩溶裂隙水对二1煤的开采影响不大。

三叠系、二叠系砂岩裂隙承压水由金斗山砂岩、平顶山砂岩、田家沟砂岩和砂锅窑砂岩裂隙含水层组成，含水层岩石钙硅质胶结，岩芯较完整，裂隙不发育，含水性弱。且各含水层之间均被厚度不等的泥质隔水层所分隔，相互之间缺少水力联系。因此，正常情况下上述砂岩裂隙水不会引起未来矿井突水。

二1煤层顶板砂岩裂隙承压水是煤层顶板直接充水含水层，该含水层裂隙不发育，补给、迳流条件差，含水性弱，同时受南部三李煤矿长期排水的影响，含水层的水位、水量有所减少，引起矿井突水的可能性较小。

太原组上部灰岩岩溶裂隙承压水是本区二1煤层底板直接充水含水层，与煤层之间平均层间距25.24m，岩性为隔水性良好的泥岩、砂质泥岩和砂岩。-1000m水平以浅水压8.3～11.0MPa/m2，按正常块段2m厚的岩层可以抵抗0.1MPa/m2的水压计算，此距则远不能抵御下部水压的冲击，这将意味着在开采条件下，由于矿压与水压的共同作用，以及次级断裂构造软弱面的存在，煤层底板随时随地都有灰岩岩溶裂隙水突出的可能。因此，太原组上部灰岩岩溶裂隙水对本区二1煤层的开采有直接的影响，是未来矿井充水的主要水源。

太原组下部灰岩岩溶裂隙承压水是本区二1煤底板间接充水含水层，含水层上距二1煤层40.23～68.64m，与煤层之间岩性为泥岩、砂质泥岩、砂岩和薄层灰岩互层。各灰岩含水层之间的隔水层厚度较薄，加之次级构造的导通作用，极易造成底层岩溶裂隙承压水的上涌补给。因此，该含水层亦将会是造成未来二1煤矿井突水的重要因素。

奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水为二1煤层底板主要的间接充水水源，该含水层与其下的寒武系灰岩之间没有隔水层阻隔，空间上连为一体，厚度巨大，裂隙溶洞发育，富水性强而不均一。奥陶系灰岩一方面主要通过补给上部各含水层的方式，间接地向矿井充水；另一方面，在断裂带或局部薄弱处，在较高水压的作用下，会形成突破向矿坑直接充水，这时其水量往往很大，严重时会造成淹井事故。

断裂构造是造成矿井突水的主要因素。根据浅部矿井开采资料统计，80%以上的矿井突水均与断层有关。本区二1煤底板的灰岩承压水水压比浅部矿井水压大，因此，在断层的影响下，本区的灰岩承压水具有更大可能的突水性，特别是太原组上、下部灰岩含水层、奥陶纪灰岩含水层沟通的情况下，更易突水淹井。区内的郭小寨、贾峪、李新寨等大断层及其次一级的小断层，是未来二1煤采掘引起矿井突水的危险地段，必须引起高度重视。

4 结论

通过上述分析，可以得出以下结论：

4.1 第四系孔隙水及新近系岩溶裂隙水、三叠系、二叠系砂岩裂隙承压水和二1煤层顶板砂岩裂隙承压水不是未来矿井充水的主要水源。

4.2 太原组上部灰岩岩溶裂隙水、奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水是未来二1煤矿井充水的重要因素，应当给以重视。

4.3 断裂构造是未来二1煤采掘引起矿井突水的主要因素，断裂发育的区域也是未来二1煤矿井充水的危险地段，必须引起高度的警惕。

参考文献：

[1]中南煤田地质局103队.荥巩煤田资料汇编.1959.

[2]河南省荥巩煤田煤炭资源预测与评价研究报告[R].河南省煤田地质局一队，1993.

[3]三李勘探区东段资源储量核查报告[R].河南省地质科学研究所，2003，9.

[4]河南省荥巩煤田三李深部勘查区煤炭普查报告[R].河南省地质矿产勘查开发局第二地质队，2011，10.endprint

平均厚度约8m，该层钻孔单位涌水量为0.01062～5.09L/s·m，渗透系数为0.0819～52.55m/d。水位标高+178.25～

+180.20m；水温26℃，水质为HCO3·SO4-Ca·Mg型，总硬度312.96mg/L。为中等富水的含水层。在断裂带附近或岩石溶蚀裂隙发育地段，含水层有极强的富水性。

2.1.6 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层

由奥陶系马家沟组白云质灰岩组成，厚度为5.55m～22.56m，本层单位涌水量为0.14～0.21L/s·m，渗透系数为0.347～0.433m/d，水位标高为+61.90m，水温达44℃，水质为HCO3 -Ca·Mg型，矿化度为0.592g/L，具中等富水性。

2.2 隔水层

2.2.1 三叠系和二叠系碎屑岩段隔水层

由三叠系刘家沟组和二叠系石千峰组、上石盒子组、下石盒子组各煤段中的砂泥岩组成，厚度约448m～839m，由西南向东北方向厚度有增厚趋势，受构造影响局部地层缺失约200m。该隔水层岩性以泥岩、砂质泥岩为主，致密细腻，隔水性能良好，能对上部新近系泥灰岩含水层和下部二1煤层顶板砂岩承压含水层之间的水力联系，起到良好的阻隔作用。各厚层泥岩之间的砂岩含水层相互之间没有水力联系，含水性较弱，同时因其岩性坚硬，在各泥质岩层中可起到骨架作用，相对增强了泥质岩层的抗压强度，提高了泥质岩层的隔水性能。

2.2.2 二1煤层顶板碎屑岩段隔水层

由大占砂岩和砂锅窑砂岩之间的砂泥岩层组成，厚度约12～45m，沉积比较稳定，岩性由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及部分不含水的细粒砂岩组成，隔水性能良好。

2.2.3 二1煤层底板碎屑岩段隔水层

由二1煤层底板至L8灰岩顶界之间的砂泥质岩、砂岩层组成，厚度约14～33m，岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和细粒砂岩为主，沉积稳定，分布连续，其中的二1煤底板砂岩虽然厚度较大，但裂隙不发育，透水性差，具有相对隔水能力，强度大，可增强整体的隔水性。

2.2.4 太原组中段碎屑岩段隔水层

由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩等碎屑岩和两层石灰岩组成，厚度约11～28m，间夹数层薄煤层，岩石致密，岩心完整，透水性差。该段是阻隔太原组上、下段灰岩含水层间水力联系的良好隔水层。

2.2.5 本溪组铝土质泥岩隔水层

主要由下自奥陶系灰岩顶面，上至一1煤或相当于一1煤的炭质泥岩底面的铝土质泥岩组成，厚度约7～10m，岩石致密，透水性能差，具有良好的隔水性能。在原始状态下，该隔水层能够阻隔上部太原组灰岩含水层和下部奥陶系灰岩含水层之间的水力联系。

2.3 断裂构造水文地质特征

矿区北部郭小寨断层系一个走向近东西、倾向南的正断层，在区内延展长度约为16km，落差大于400m，倾角约75°，断距较大，致使上盘L7-8灰岩、煤层与下盘O2m灰岩对接，发生较密切的水力联系。南部贾峪断层为一走向东西～北东，倾向北～北西的正断层，在本区内延展长度为3.5km，断层倾角约66°左右，落差0～150m，亦致使含水层与煤层发生水力联系。

3 矿井充水因素分析

全区基本为第四系及新近系地层全掩盖区，仅在红石寨村附近有金斗山砂岩出露，无煤层露头出露；地表冲沟发育，高差较大，有利于大气降水的径流与排泄，渗入补给量较少，不是本区未来矿井主要的充水因素。

第四系孔隙含水层及新近系岩溶裂隙含水层距二1煤层580～1270m，且其间发育有隔水性良好的泥岩和砂质泥岩。一般情况下，第四系孔隙水及新近系岩溶裂隙水对二1煤的开采影响不大。

三叠系、二叠系砂岩裂隙承压水由金斗山砂岩、平顶山砂岩、田家沟砂岩和砂锅窑砂岩裂隙含水层组成，含水层岩石钙硅质胶结，岩芯较完整，裂隙不发育，含水性弱。且各含水层之间均被厚度不等的泥质隔水层所分隔，相互之间缺少水力联系。因此，正常情况下上述砂岩裂隙水不会引起未来矿井突水。

二1煤层顶板砂岩裂隙承压水是煤层顶板直接充水含水层，该含水层裂隙不发育，补给、迳流条件差，含水性弱，同时受南部三李煤矿长期排水的影响，含水层的水位、水量有所减少，引起矿井突水的可能性较小。

太原组上部灰岩岩溶裂隙承压水是本区二1煤层底板直接充水含水层，与煤层之间平均层间距25.24m，岩性为隔水性良好的泥岩、砂质泥岩和砂岩。-1000m水平以浅水压8.3～11.0MPa/m2，按正常块段2m厚的岩层可以抵抗0.1MPa/m2的水压计算，此距则远不能抵御下部水压的冲击，这将意味着在开采条件下，由于矿压与水压的共同作用，以及次级断裂构造软弱面的存在，煤层底板随时随地都有灰岩岩溶裂隙水突出的可能。因此，太原组上部灰岩岩溶裂隙水对本区二1煤层的开采有直接的影响，是未来矿井充水的主要水源。

太原组下部灰岩岩溶裂隙承压水是本区二1煤底板间接充水含水层，含水层上距二1煤层40.23～68.64m，与煤层之间岩性为泥岩、砂质泥岩、砂岩和薄层灰岩互层。各灰岩含水层之间的隔水层厚度较薄，加之次级构造的导通作用，极易造成底层岩溶裂隙承压水的上涌补给。因此，该含水层亦将会是造成未来二1煤矿井突水的重要因素。

奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水为二1煤层底板主要的间接充水水源，该含水层与其下的寒武系灰岩之间没有隔水层阻隔，空间上连为一体，厚度巨大，裂隙溶洞发育，富水性强而不均一。奥陶系灰岩一方面主要通过补给上部各含水层的方式，间接地向矿井充水；另一方面，在断裂带或局部薄弱处，在较高水压的作用下，会形成突破向矿坑直接充水，这时其水量往往很大，严重时会造成淹井事故。

断裂构造是造成矿井突水的主要因素。根据浅部矿井开采资料统计，80%以上的矿井突水均与断层有关。本区二1煤底板的灰岩承压水水压比浅部矿井水压大，因此，在断层的影响下，本区的灰岩承压水具有更大可能的突水性，特别是太原组上、下部灰岩含水层、奥陶纪灰岩含水层沟通的情况下，更易突水淹井。区内的郭小寨、贾峪、李新寨等大断层及其次一级的小断层，是未来二1煤采掘引起矿井突水的危险地段，必须引起高度重视。

4 结论

通过上述分析，可以得出以下结论：

4.1 第四系孔隙水及新近系岩溶裂隙水、三叠系、二叠系砂岩裂隙承压水和二1煤层顶板砂岩裂隙承压水不是未来矿井充水的主要水源。

4.2 太原组上部灰岩岩溶裂隙水、奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水是未来二1煤矿井充水的重要因素，应当给以重视。

4.3 断裂构造是未来二1煤采掘引起矿井突水的主要因素，断裂发育的区域也是未来二1煤矿井充水的危险地段，必须引起高度的警惕。

参考文献：

[1]中南煤田地质局103队.荥巩煤田资料汇编.1959.

[2]河南省荥巩煤田煤炭资源预测与评价研究报告[R].河南省煤田地质局一队，1993.

[3]三李勘探区东段资源储量核查报告[R].河南省地质科学研究所，2003，9.

[4]河南省荥巩煤田三李深部勘查区煤炭普查报告[R].河南省地质矿产勘查开发局第二地质队，2011，10.endprint

平均厚度约8m，该层钻孔单位涌水量为0.01062～5.09L/s·m，渗透系数为0.0819～52.55m/d。水位标高+178.25～

+180.20m；水温26℃，水质为HCO3·SO4-Ca·Mg型，总硬度312.96mg/L。为中等富水的含水层。在断裂带附近或岩石溶蚀裂隙发育地段，含水层有极强的富水性。

2.1.6 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层

由奥陶系马家沟组白云质灰岩组成，厚度为5.55m～22.56m，本层单位涌水量为0.14～0.21L/s·m，渗透系数为0.347～0.433m/d，水位标高为+61.90m，水温达44℃，水质为HCO3 -Ca·Mg型，矿化度为0.592g/L，具中等富水性。

2.2 隔水层

2.2.1 三叠系和二叠系碎屑岩段隔水层

由三叠系刘家沟组和二叠系石千峰组、上石盒子组、下石盒子组各煤段中的砂泥岩组成，厚度约448m～839m，由西南向东北方向厚度有增厚趋势，受构造影响局部地层缺失约200m。该隔水层岩性以泥岩、砂质泥岩为主，致密细腻，隔水性能良好，能对上部新近系泥灰岩含水层和下部二1煤层顶板砂岩承压含水层之间的水力联系，起到良好的阻隔作用。各厚层泥岩之间的砂岩含水层相互之间没有水力联系，含水性较弱，同时因其岩性坚硬，在各泥质岩层中可起到骨架作用，相对增强了泥质岩层的抗压强度，提高了泥质岩层的隔水性能。

2.2.2 二1煤层顶板碎屑岩段隔水层

由大占砂岩和砂锅窑砂岩之间的砂泥岩层组成，厚度约12～45m，沉积比较稳定，岩性由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及部分不含水的细粒砂岩组成，隔水性能良好。

2.2.3 二1煤层底板碎屑岩段隔水层

由二1煤层底板至L8灰岩顶界之间的砂泥质岩、砂岩层组成，厚度约14～33m，岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和细粒砂岩为主，沉积稳定，分布连续，其中的二1煤底板砂岩虽然厚度较大，但裂隙不发育，透水性差，具有相对隔水能力，强度大，可增强整体的隔水性。

2.2.4 太原组中段碎屑岩段隔水层

由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩等碎屑岩和两层石灰岩组成，厚度约11～28m，间夹数层薄煤层，岩石致密，岩心完整，透水性差。该段是阻隔太原组上、下段灰岩含水层间水力联系的良好隔水层。

2.2.5 本溪组铝土质泥岩隔水层

主要由下自奥陶系灰岩顶面，上至一1煤或相当于一1煤的炭质泥岩底面的铝土质泥岩组成，厚度约7～10m，岩石致密，透水性能差，具有良好的隔水性能。在原始状态下，该隔水层能够阻隔上部太原组灰岩含水层和下部奥陶系灰岩含水层之间的水力联系。

2.3 断裂构造水文地质特征

矿区北部郭小寨断层系一个走向近东西、倾向南的正断层，在区内延展长度约为16km，落差大于400m，倾角约75°，断距较大，致使上盘L7-8灰岩、煤层与下盘O2m灰岩对接，发生较密切的水力联系。南部贾峪断层为一走向东西～北东，倾向北～北西的正断层，在本区内延展长度为3.5km，断层倾角约66°左右，落差0～150m，亦致使含水层与煤层发生水力联系。

3 矿井充水因素分析

全区基本为第四系及新近系地层全掩盖区，仅在红石寨村附近有金斗山砂岩出露，无煤层露头出露；地表冲沟发育，高差较大，有利于大气降水的径流与排泄，渗入补给量较少，不是本区未来矿井主要的充水因素。

第四系孔隙含水层及新近系岩溶裂隙含水层距二1煤层580～1270m，且其间发育有隔水性良好的泥岩和砂质泥岩。一般情况下，第四系孔隙水及新近系岩溶裂隙水对二1煤的开采影响不大。

三叠系、二叠系砂岩裂隙承压水由金斗山砂岩、平顶山砂岩、田家沟砂岩和砂锅窑砂岩裂隙含水层组成，含水层岩石钙硅质胶结，岩芯较完整，裂隙不发育，含水性弱。且各含水层之间均被厚度不等的泥质隔水层所分隔，相互之间缺少水力联系。因此，正常情况下上述砂岩裂隙水不会引起未来矿井突水。

二1煤层顶板砂岩裂隙承压水是煤层顶板直接充水含水层，该含水层裂隙不发育，补给、迳流条件差，含水性弱，同时受南部三李煤矿长期排水的影响，含水层的水位、水量有所减少，引起矿井突水的可能性较小。

太原组上部灰岩岩溶裂隙承压水是本区二1煤层底板直接充水含水层，与煤层之间平均层间距25.24m，岩性为隔水性良好的泥岩、砂质泥岩和砂岩。-1000m水平以浅水压8.3～11.0MPa/m2，按正常块段2m厚的岩层可以抵抗0.1MPa/m2的水压计算，此距则远不能抵御下部水压的冲击，这将意味着在开采条件下，由于矿压与水压的共同作用，以及次级断裂构造软弱面的存在，煤层底板随时随地都有灰岩岩溶裂隙水突出的可能。因此，太原组上部灰岩岩溶裂隙水对本区二1煤层的开采有直接的影响，是未来矿井充水的主要水源。

太原组下部灰岩岩溶裂隙承压水是本区二1煤底板间接充水含水层，含水层上距二1煤层40.23～68.64m，与煤层之间岩性为泥岩、砂质泥岩、砂岩和薄层灰岩互层。各灰岩含水层之间的隔水层厚度较薄，加之次级构造的导通作用，极易造成底层岩溶裂隙承压水的上涌补给。因此，该含水层亦将会是造成未来二1煤矿井突水的重要因素。

奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水为二1煤层底板主要的间接充水水源，该含水层与其下的寒武系灰岩之间没有隔水层阻隔，空间上连为一体，厚度巨大，裂隙溶洞发育，富水性强而不均一。奥陶系灰岩一方面主要通过补给上部各含水层的方式，间接地向矿井充水；另一方面，在断裂带或局部薄弱处，在较高水压的作用下，会形成突破向矿坑直接充水，这时其水量往往很大，严重时会造成淹井事故。

断裂构造是造成矿井突水的主要因素。根据浅部矿井开采资料统计，80%以上的矿井突水均与断层有关。本区二1煤底板的灰岩承压水水压比浅部矿井水压大，因此，在断层的影响下，本区的灰岩承压水具有更大可能的突水性，特别是太原组上、下部灰岩含水层、奥陶纪灰岩含水层沟通的情况下，更易突水淹井。区内的郭小寨、贾峪、李新寨等大断层及其次一级的小断层，是未来二1煤采掘引起矿井突水的危险地段，必须引起高度重视。

4 结论

通过上述分析，可以得出以下结论：

4.1 第四系孔隙水及新近系岩溶裂隙水、三叠系、二叠系砂岩裂隙承压水和二1煤层顶板砂岩裂隙承压水不是未来矿井充水的主要水源。

4.2 太原组上部灰岩岩溶裂隙水、奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水是未来二1煤矿井充水的重要因素，应当给以重视。

4.3 断裂构造是未来二1煤采掘引起矿井突水的主要因素，断裂发育的区域也是未来二1煤矿井充水的危险地段，必须引起高度的警惕。

参考文献：

[1]中南煤田地质局103队.荥巩煤田资料汇编.1959.

[2]河南省荥巩煤田煤炭资源预测与评价研究报告[R].河南省煤田地质局一队，1993.

[3]三李勘探区东段资源储量核查报告[R].河南省地质科学研究所，2003，9.

[4]河南省荥巩煤田三李深部勘查区煤炭普查报告[R].河南省地质矿产勘查开发局第二地质队，2011，10.endprint