330m，倾角 50-70°，为正断层。钻孔穿见时未发生漏水现象，泥浆消耗量最大 31L/h·m，由
此知该断层在煤系地层中富水性不强，但在该断层的北侧煤层直接与奥陶系灰岩含水层相
对接，可使奥陶系灰岩水涌入煤层。在该层南侧，虽然煤层不和强含水层相连，由于该断层
为导水的正断层，下部奥陶系灰岩水可能会沿断层破碎带涌入煤层，所以该断层对煤层开
采有较大的影响。

 

　　

F1 断层：位于勘探区东北部，正断层，走向北西西，倾向北北东。钻孔于 678.22～

688.89m 穿见该断层，断失地层石炭系地层；破碎带主要由白云质灰岩组成，呈棱角 —次
棱角状，大小

2—20mm 不等，钙泥质胶结。断层带北侧煤层直接与奥陶系灰岩相连，可使

灰岩水涌入煤层，对煤层开采有较大的影响（图

4）。 

　　

F3 断层：位于勘探区西北部，正断层，走向北西，倾向北东，断层落差 70m，倾角为

60°。钻孔于 600.25～620.80m 穿见，断失地层为三煤组上部至二煤组顶部地层。该断层使得
煤层顶板破碎，从而导致顶板水进入煤层。

 

　　

3 勘探区矿坑涌水量的讨论 

　　勘探区分别用大井公式法和比拟法计算了矿坑涌水量如表

2。 

　　将计算结果取整数，两种不同的方法计算出的结果一致，说明计算结果是正确的，应
该符合勘探区实际情况，如果从水量组成上分析，两种方法计算的结果都比实际偏小。

 

　　利用大井公式计算的顶板涌水量为采煤扰动后的水量，利用的含水层厚度不仅仅是直
接充水含水层香炭砂岩

+大占砂岩的厚度，而是还包括了砂锅窑砂岩厚度，计算结果比较

符合采动后顶板涌水的实际情况，而底板水量则是在没有采煤扰动情况下的水量，同时也
没有考虑奥陶系灰岩水越流补给因素，因而，计算的底板水量会比实际偏小，所以计算的
勘探区总涌水量也就偏小。

 

　　比拟法计算的涌水量是利用鹤济王屋山煤矿生产矿井实际排水量进行比拟的，比拟面
积

0.33km2，因比拟的煤矿开采面积较小，目前顶板尚未冒落形成导水裂隙带，所以顶板

无水或水量极小，其水源主要是来自煤层底板，比拟法求得的涌水量主要是底板水，没有
考虑顶板水，所以，比拟法求得的结果也比实际要小。

 

　　通过以上分析，勘探区的正常涌水量应该是比拟法计算的涌水量加上大井公式计算的
顶板涌水量之和，即

34.07+21.15=55.22m3/h，这样同时考虑了采煤对煤层顶、底板含水层

扰动，所以计算的结果更加符合实际情况。

 

　　与周边的新密煤田

[4]-[8]、禹州煤田[9]、偃龙煤田[10]相比，本勘探区的涌水量小 10-30

倍，开采同一煤层，面积相差无几，涌水量为什么会有这么大的差别呢，分析认为有三方
面的原因：一是本勘探区主要充水含水层厚度小，本勘探区太原组灰岩一般

1.50m 左右，

而其他煤田则是

8-10m 左右；二是本勘探区的主要含水层埋深大于其他煤田，地下水交替

迟缓；三是勘探区的主要充水含水层地表无出露，不直接接受大气降水补给。

 

　　

4 矿床充水因素分析 

　　

4.1 煤层顶板 煤层顶板间接充水含水层有第四系松散层孔隙水含水层、三叠系（二马营

组、和尚沟组、刘家沟组）、二叠系石千峰组、上石盒子组、下石盒子组等砂岩裂隙含水层，根
据前面对这些含水层的水文地质特征分析，这些含水层距煤层较远，且与煤层间有厚层、巨
厚层泥岩、砂质泥岩隔水层相隔，因此，其对煤层的开采影响不大。

 

　　前已述及，对煤层开采有影响的是煤层以上

60m 段岩层，该段包括下石盒子组底部的

砂锅窑砂岩和山西组砂岩裂隙含水层，生产矿井中煤层顶板只是淋水或无水，因此顶板水
对煤层开采影响不大。

 　　4.2 煤层底板 煤层底板直接充水含水层是石炭系太原组上部灰岩

段岩溶裂隙含水层，间接充水含水层是奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。

 

　　勘探区内

4 个钻孔对石炭系太原组上部灰岩分别进行了抽水试验和注水试验，灰岩中

水量不大或无水，济源四矿在掘进中每遇断层或大的裂隙都会出现不同程度的涌水现象，