一、矿井地质及水文地质概况
??????? 1．矿井地质概况
??????? 告成井田位于颖阳-芦店向斜的南翼东段，处在北西向的嵩山与五指岭平移断层之间，大部地段受到了芦店-大金店滑动构造的影响。
??????? 井田东南部大致以石淙河断层（郜F1）为界，北部以翟门断层（郜F5）为界，东北部始于一1煤层露头。
??????? 告成煤矿主要开采煤层为二叠系山西组二1煤层，煤层平均厚度为4.86m。煤层顶板大部分为滑动构造，滑动构造上盘位于朝阳沟背斜的南翼，基本为一单斜构造。以朝阳沟河为界，以东地层呈北东走向，倾向北西，倾角8～32°，与下盘地层产状基本一致。朝阳沟河以西，地层走向近东西，倾向南偏西，地层倾角10～49°，与下盘地层相对而倾。
??????? 因受滑动构造影响，告成矿地质构造较为复杂。据勘探资料显示本井田落差大于100m的断层3条，50～100m的1条，30～50m的1条，小于30 m的12条。25采区目前新发现落差介于5～20m的断层3条，对煤层开采影响较大。
??????? 2.矿井水文地质概况
??????? 告成井田位于颖阳-芦店向斜东段登封～告成水文地质区。该单元南北分别以箕山、嵩山两分水岭为界，西部和东北部分别以颖河与白降河、双洎河分水岭为界。从构造上为一不对称向斜，南翼地层出露完整，北翼被月湾断层破坏，构成阻水边界。
??????? 据现有资料分析，告成煤矿二1煤层主要为底板太原组上段灰岩岩溶充水及二1煤层顶板滑体构造破碎带及上覆碎屑岩类含水层的孔隙-裂隙水。各含水层以缓慢渗入为主，并且动态补给水量不够充分，随着埋深的增加补给条件变差，富水性变弱，因此告成煤矿顶、底板含水层虽有一定的补给水源，但补给条件一般。
??????? 告成煤矿二1煤层底板承压含水层为石炭系太原组L7-8灰岩、L1-4灰岩（L5-6灰岩不稳定）、O2灰岩含水层。其中：
??????? L7-8灰岩含水层为煤层底板直接充水含水层，厚度0～23.48m，平均厚度8.55m，距二1煤层平均为11.4m，岩溶裂隙发育不均匀，富水性强，联通性差，补给水源不足，易疏干，对矿井开采影响小，通常是矿井的疏放对象；
??????? L1-4灰岩含水层，厚度13.51～31.82m，平均厚度22.09m。该含水层富水、导水性强，为一1煤层顶板直接充水含水层，距二1煤层底平均50.03m，为二1煤层底板间接充水含水层；
??????? O2灰岩含水层最大厚度48.50m，距二1煤层平均为81.62m，岩溶裂隙发育，富水性好，连通性较好，为矿井间接充水含水层，是矿井充水主要的补给水源。
??????? 目前我矿有3个O2水文观测孔，井3不能正常观测，其中井1、井2水位标高为+168m、+159.5m，矿井采掘最低标高为-600m，远低于O2水位，因此属于承压水带压开采。
??????? 自告成矿建矿以来，建井十年来矿井平均涌水量为665m3/h，近三年来平均涌水量为937.6m3/h，最大矿井涌水量为1121.7m3/h。原因是由于我矿加强顶板水疏放工作，造成近三年平均矿井涌水量偏大。
??????? 涌水水源的构成：从1999年建矿前三年主要是L7-8灰岩水，随着人为对顶板水合底板L7-8灰岩水的疏放，顶板水所占比例逐渐增大，2004年以后顶板水约占60%，L7-8灰岩水约占30%，L1-4灰岩水约占10%。
??????? 据矿井开采资料统计，建井以来底板含水层突水27次，最大突水810 m3/h（2004年10月9日），2007～2009年矿井突水4次，全部为顶板突水。
??????? 二、二1煤层“带压开采”可行性计算
??????? 根据上述对矿井水文地质条件分析，依据《煤矿防治水规定》下面对L1-4灰岩含水层进行带压开采评价。
??????? （一）安全隔水层厚度和突水系数计算公式：
??????? 1、安全隔水层厚度计算公式：
???????? （该公式适用于掘进工作面）?? ①
??????? 式中：? -安全隔水层厚度，m；
?????????????????? -底板隔水层的平均抗拉强度，MPa。取4MPa；
????????????????? L -巷道底板宽度，m；
???????????????? γ-底板隔水层的平均重度，MN/m3 。取值为0.0265（MN/m3）；
??????? p-底板隔水层承受的水头压力，MPa。
??????? 根据《煤矿防治水规定》之规定，以上式计算出的安全隔水层厚度，与矿井实际隔水层厚度比较：
??????? （1）实际的底板隔水层厚度大于安全隔水层厚度，则可认为是安全的，一般可正常采掘；但在岩石破碎地段，要采取一定的安全措施；
??????? （2）实际的底板隔水层厚度小于安全隔水层厚度，则可认为是不安全的，要保证安全生产，必须采取安全措施。
??????? 2、突水系数计算公式：
????????????????????????????????????????? ②
??????? 式中：T-突水系数，MPa/m；
??????? P-底板隔水层承受的水头压力，MPa；
??????? M-底板隔水层厚度，m。
??????? 计算实际突水系数值T与本矿区临界突水系数值T临进行比较。根据《煤矿防治水规定》，在具有构造破坏的地段临界突水系数值T临取0.06 MPa/m，正常块段T临取0.01 MPa/m。
??????? （二）根据以上公式分别计算t、T
??????? （1）参数确定
??????? 二1煤底板以下主要隔水岩性多为泥岩、砂质泥岩及砂岩，结合现有开采情况，依据《告成煤矿地质报告》公式中主要参数分别为：
??????????? t实：实际隔水层厚度为50.03m（取本矿区隔水层平均厚度）；
