一、概況
        方莊二礦井田范圍內(nèi)現(xiàn)主要在三個采區(qū)進(jìn)行采掘活動，分別為：20采區(qū) 、23采區(qū)和25采區(qū)。根據(jù)已有資料，L8灰?guī)r巖溶裂隙水位標(biāo)高為+53.18～-285m，按煤層底板標(biāo)高與L8灰?guī)r水位標(biāo)高位于同一水平（既煤層承壓為0MPa）和煤層底板隔水層能否承受L8灰?guī)r水壓值為界限，來劃分非突水危險區(qū)、突水威脅區(qū)和突水危險區(qū)。本文以現(xiàn)有地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，針對二1煤層底板含水層、隔水層的分析研究，對礦井帶壓開采的安全性作出評價。
        二、 水文地質(zhì)
        1、含水層
        依據(jù)空間分布特征、巖性及地下水類型，自下而上分為：奧陶系碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層、太原組下段L2灰?guī)r巖溶裂隙含水層（組）、太原組上段L8灰?guī)r巖溶裂隙含水層（組）、二1煤層頂板碎屑巖孔隙裂隙含水層（組）、下石盒子組碎屑巖孔隙裂隙含水層（組）及新近系+第四系砂卵礫石含水層（組）。
            ①奧陶系碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層
            位于煤系地層基部，主要由奧陶系中統(tǒng)馬家溝組角礫狀灰?guī)r、厚層狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成，厚度在400m左右。從賦存特征、構(gòu)造條件及礦井涌、突水情況分析，該含水層巖溶裂隙發(fā)育，有良好的富水性，尤其上部，本礦與一礦井田內(nèi)，共有6個鉆孔揭露該層段，揭露厚度39.39-70.07m。
        ②太原組下段L2灰?guī)r巖溶裂隙含水層（組）
        L2灰?guī)r層位穩(wěn)定，厚度較大，單層厚4.00～16.45m，平均9.00m，巖溶裂隙較發(fā)育。據(jù)方莊二礦27-1孔太原組灰?guī)r抽水試驗，滲透系數(shù)10.56～39.97m/d，原始靜止水位標(biāo)高為+98.67 m，屬巖溶裂隙強(qiáng)富水含水層。尤其在構(gòu)造發(fā)育地段，受奧陶系灰?guī)r水的垂向補(bǔ)給，致使該含水層富水性增強(qiáng)。
        ③太原組上段L8灰?guī)r含水層（組）
        L8灰?guī)r厚2.20～19.60m，平均6.47m。鉆探遇L8灰?guī)r時，沖洗液有消耗現(xiàn)象，從礦井涌、突水量分析，該含水層為巖溶裂隙中等至強(qiáng)富水性。
        ④二1煤層頂板碎屑巖類孔隙裂隙含水層
        含水層主要為煤層頂板大占砂巖與香炭砂巖，厚度分別為0.75～16.4m和0.15～14.44m，平均分別為6.88m和3.65m，孔隙裂隙不發(fā)育，弱富水性。本層為二1煤層頂板直接充水含水層，以滴、淋形式向礦井充水，一般情況下對正常開采影響較小。 
        ⑤下石盒子組碎屑巖孔隙裂隙含水層
        自砂鍋窯砂巖底面至田家溝砂巖底，主要為碎屑巖及泥質(zhì)類巖石互層，厚255.24～271.05m，平均265.57m。含水層有數(shù)層砂巖組成，含孔隙裂隙承壓水，含水層補(bǔ)給條件差，加之同泥質(zhì)巖類相間分布，同二1煤層平均距離大于71m，一般對煤層開采影響較小。
        ⑥上石盒子組碎屑巖孔隙裂隙含水層
        方莊二礦內(nèi)地層發(fā)育不全，僅保留下段地層，最大揭露厚度57.36m，主要為砂巖、砂質(zhì)泥巖和泥巖。含水層主要由底部田家溝砂巖組成，厚度4.84～18.77m，平均16.83m，細(xì)～粗粒結(jié)構(gòu)，為孔隙裂隙弱富水含水層，距離二1煤層較遠(yuǎn)，對煤層的正常開采沒有影響。
        ⑦第四系+新近系砂卵礫石含水層組
        主要為粘土或粘土夾礫石層，厚28.33～484.60m，平均215.30m。含水層由1～17層砂礫石和卵礫石層組成，構(gòu)成多層次復(fù)結(jié)構(gòu)含水層組。由于埋藏淺，可直接接受大氣降水與地表水補(bǔ)給。靜止水位標(biāo)高+90.48～+96.12 m。礦化度0.307～0.309g/L，水質(zhì)類型HCO- 3?SO2- 4-Ca?Mg。
        2、隔水層
        ①本溪組鋁土質(zhì)泥巖隔水層
        由鋁土質(zhì)泥巖、簿層砂巖、砂質(zhì)泥巖和鐵質(zhì)砂巖組成。區(qū)內(nèi)有 6個鉆孔穿過該層位，厚1.80～24.45m，平均9.28m，巖性致密，是奧陶系灰?guī)r含水層與太原組下段灰?guī)r含水層之間的主要隔水層。在厚度大、地層完整的情況下，具有良好的隔水性能。在厚度變薄或被構(gòu)造破壞，將失去隔水作用，使上下含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系。
        ②太原組中部砂泥巖段隔水層
        由泥巖、砂質(zhì)泥巖和砂巖及薄層灰?guī)r組成，厚29.71m。在正常地段，是阻隔太原組上、下段灰?guī)r含水層之間水力聯(lián)系的良好隔水層。若受構(gòu)造破壞，在斷裂帶附近將失去隔水作用，使太原組上、下段灰?guī)r巖溶裂隙承壓水發(fā)生水力聯(lián)系。
        ③二1煤層底板隔水層
        二1煤層底至L8灰?guī)r頂，由L9灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖和砂巖組成，厚14.95～47.74m，平均23.97m。礦區(qū)東北部較薄，西南部較厚，是阻隔煤層底板太原組L8灰?guī)r承壓水充入礦井的主要隔水層。
        ④二1煤層頂板隔水層
        二1煤層頂板至大占砂巖底之間的新近系底，由砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖等組成。其中，砂質(zhì)泥巖及泥巖為主要隔水層位，泥巖與砂巖互層，不僅阻隔了砂巖孔隙裂隙含水層間的水力聯(lián)系，而且還是二1煤層頂板與新近系含水層之間的良好隔水層。
        三、二1煤層底板突水區(qū)域劃分
        根據(jù)礦井生產(chǎn)地質(zhì)報告，礦井井田范圍內(nèi)L8灰水位標(biāo)高為+53.18～-285.0m。井田內(nèi)上部煤層底板標(biāo)高+50m以上部分煤層標(biāo)高位于L8灰水水位之上，為非突水危險區(qū)，二1煤層大部分處于L8灰水水位之下。
         為評價其帶壓開采的安全性，計算井田開采二1煤層時底板L8灰?guī)r巖溶水突水系數(shù)，劃分突水威脅區(qū)與突水危險區(qū)。不考慮斷層構(gòu)造保護(hù)煤柱，根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中單的規(guī)定，確定計算公式：
        
            式中Ts-突水系數(shù)（MPa/m），根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》規(guī)定，隔水層完整無斷裂的地段按不大于0.10計算。
        P-煤層底板隔水層承受的水壓（MPa），目前方莊二礦深部L8灰?guī)r巖溶裂隙水的水位標(biāo)高+53.18～-285.0m，二1煤層底板隔水層承壓為0～5.84MPa。
        M-二1煤層底板至L8的距離（m），厚度14.95～47.74mm，其中已采地區(qū)隔水層要減去受回采影響破壞深度約15m左右。
        經(jīng)計算，煤層底板標(biāo)高+50～-350m范圍內(nèi)的大部分區(qū)域帶壓開采，但煤層底板隔水層能夠承受的水頭值大于實(shí)際水頭值，因此將其劃分為突水威脅區(qū)；煤層底板標(biāo)高-350m以下范圍內(nèi)大部分及11采區(qū)標(biāo)高-150m以下部分煤層底板隔水層能夠承受的水頭值小于實(shí)際水頭值，因此將其劃分為突水危險區(qū)（見水文地質(zhì)突水區(qū)域劃分圖）。
        三、結(jié)論及建議
        1、根據(jù)礦井現(xiàn)有的地質(zhì)資料進(jìn)行分析，礦井現(xiàn)進(jìn)行的采掘地區(qū)均為突水危險區(qū)域，所以要引起足夠的重視，堅持預(yù)測預(yù)報、有掘必探、先探后掘、先治后采的防治水原則，杜絕突水事故。
        2、突水威脅區(qū)域，煤層底板隔水層能夠承受的水頭值大于實(shí)際水頭值，開采后，隔水層不容易被破壞，可以帶壓開采，但要加強(qiáng)動態(tài)監(jiān)測，制定現(xiàn)場應(yīng)急預(yù)案，防止誤揭斷層或破碎帶等導(dǎo)水構(gòu)造。
        3、突水危險區(qū)域，煤層底板隔水層能夠承受的水頭值小于實(shí)際水頭值，開采前要采取底板含水層注漿改造等防治水工程，確保工作面安全生產(chǎn)。