℃左右，說明突水補(bǔ)給水源應(yīng)在-550m以下，是石灰系五灰水和寒武系中白云質(zhì)灰?guī)r水。從五炭巖觀測(cè)孔水位動(dòng)態(tài)看，五灰水水位稍有下降（只有五灰水觀測(cè)孔在突水面附近且中間無斷層，但在突水時(shí)該孔還沒有施工完），說明五灰水是主要的補(bǔ)給水源。綜上認(rèn)為，11090采面突水水源為石炭系二灰水，補(bǔ)給水源為石炭系五灰水和寒武系白云質(zhì)灰?guī)r水（圖6）。



圖6 突水水量、水溫、五灰?guī)r水動(dòng)態(tài)曲線示意圖

2.3 導(dǎo)水通道分析

底板破壞帶與巖溶水?dāng)鄬悠扑閹莾刹擅娴装逋凰闹饕ǖ?，斷層煤柱?gòu)造和裂隙發(fā)育，隔水層完整性遭到破壞，給突水提供了通道。

據(jù)突水的特征推斷，11090采面突水通道為溶蝕裂隙——管道水流系統(tǒng)；12010采面突水通道為與切眼成40°交角的一個(gè)構(gòu)造裂隙；11090采面突水補(bǔ)給通道：一是襄郟背斜仰起端的石炭系灰?guī)r隱伏露頭區(qū)，其逕流通道是襄郟背斜軸部；二是溝李封正斷層和襄郟一號(hào)正斷層交匯處的三角地帶。12010采面的補(bǔ)給通道微細(xì)。

2.4 突水機(jī)理分析

礦井突水的必要條件是有足夠的水量，有較大的水壓力，并受到采動(dòng)的影響。兩采面突水水量較大且穩(wěn)定，表明水源相對(duì)充足；突水過程造成底板斷裂或底鼓，表明水壓力較高。

從兩采面突水看，底板斷裂構(gòu)造薄弱帶是造成突水的主要因素。斷裂構(gòu)造在突水中的作用：一是使12010采面隱伏構(gòu)造發(fā)育帶、11090采面背斜軸部等處成為突水易發(fā)生部位；二是11090采面斷裂構(gòu)造發(fā)育，使各含水層具有良好的水力聯(lián)系。兩采面礦壓和水壓是底板突水的誘導(dǎo)、觸發(fā)因素。采動(dòng)礦壓對(duì)底板的破壞主要有3種：一是離層導(dǎo)致層間破壞；二是采空區(qū)周邊反向作用力導(dǎo)致剪切破壞；三是水平拉力導(dǎo)致垂向破壞。采動(dòng)礦壓對(duì)兩采面底板隔水層產(chǎn)生8～13m的破壞深度，使各個(gè)方向的先存斷裂不同程度地發(fā)生“活化”；新產(chǎn)生的裂隙、先存斷裂與含水體原始導(dǎo)升帶連通，承壓水沿著裂隙上升，沖刷結(jié)構(gòu)面，裂隙軟化擴(kuò)大，逐漸形成較大的過水通道導(dǎo)致突水。11090采面底板裂隙的突然導(dǎo)通致使突水來勢(shì)猛，呈爆發(fā)態(tài)，但12010采面切眼為裂隙遲到突水。綜上認(rèn)為，采面突水原因在于煤層開采后，底板應(yīng)力場發(fā)生了變化，斷層的拉伸張裂帶更加發(fā)育并產(chǎn)生裂隙，隨著采空區(qū)應(yīng)力的降低，底板隔水層的抗張強(qiáng)度低于底板水壓力，隔水層厚度相對(duì)不足，超過彈性變形極限而出現(xiàn)裂隙，同時(shí)原生裂隙進(jìn)一步擴(kuò)張，斷層進(jìn)一步被活化，終使底板隔水層斷裂，導(dǎo)至突水。

3 結(jié)語

1）平頂山十三礦采面底板突水規(guī)律為水量大、水壓高、水溫高，且相對(duì)穩(wěn)定。11090采面突水水源為石炭系二灰水，補(bǔ)給水源為石炭系五灰水和寒武系白云質(zhì)灰?guī)r水；突水通道為溶蝕裂隙。12010采面突水水源為石炭系二灰水，補(bǔ)給水源微弱，主要通道是與切眼成40°角的構(gòu)造裂隙。

2）平頂山十三礦在二灰承壓水上回采時(shí)，底板受采動(dòng)影響原生裂隙再次擴(kuò)張，斷層進(jìn)一步被活化，隔水層度相對(duì)不足，高壓水致使隔水層斷裂，從而發(fā)生了2次突水事件。建議在二灰承壓水上采煤時(shí)，首先進(jìn)行水文地質(zhì)勘查，再采取防水煤巖柱等有效措施，以防止突水事故的發(fā)生。

《礦業(yè)安全與環(huán)?！? （于輝光、郭德勇、吳建亭）