0 引言

矿井水害是威胁我炭安全生产的主要灾害之一[1-2]。孙疃煤矿隶属淮北煤田，地处华北板块东南缘，水文地质条件复杂[3-5]，宿南矿区曾发生多期第四含水层突水。杨庄煤矿、任楼煤矿、朱庄煤矿、刘桥一矿、桃园煤矿等相继发生过非常严重的突水事故，造成了巨大的经济损失，水害问题直接影响着煤炭资源的安全高效开采[6-8]。因此，分析孙疃煤矿水文地质特征，获取矿井涌水关系，进一步探讨煤矿地下水来源和运移规，对于矿井防确地治水措施以及煤矿安全生产具有重要意义。

综上所述，在“一带一路”政策背景下，在其建设过程中需要获取最多的金融支持，强化金融体之间的合作，不断提升经济效益，推动金融行业得到更好的发展。就“一带一路”金融支持与合作风险，需要制定针对性的应对策略，树立良好的社会形象。

1 地质背景

孙疃煤矿位于淮北煤田南部童亭背斜东翼[9-10]，构造相对简单(图1)，总体上为一走向近于南北、向东倾斜的单斜构造，地层倾角10°～20°，平均16°。且沿走向和倾向变化不大。矿井内大、中型断层较发育，以NE—NEE走向断层居多，NW走向断层较少。矿井内有微弱岩浆侵入，仅见于矿井北部，为燕山早、中期岩浆，侵入的层位为7、8煤组。

钻遇地层包括石千峰组(P2sh)、上石盒子组(P2s)、下石盒子组(P1x)、山西组(P1s)、太原组(C3t)、本溪组(C2b)、老虎山组—马家沟组(O2l—O1m)。煤矿内含煤地层厚约990m，自上而下共包含1、2、3、4、5、6、7、8、10共9个煤层组。可采煤层约有8.31m，包含3-1、5-1、7-2、8-2、10，其中主采煤层为7-2、8-2、10煤层，厚度稳定，分布广泛，占可采煤层总厚的70%左右。

由加拿大木业主办，中国建筑业协会、中国现代木结构建筑技术产业联盟协办，历时一年时间的项目征集，2018中国优秀文旅康养木结构工程评选在大会上公布了最终获奖的项目名单。评奖类别包括小型酒店、大型酒店、度假别墅、休闲度假木屋、游客中心、民宿及民宿改造、会所、户外景观配套设施、移动房、博物馆及养老院。该评选旨在推动中国木结构建筑行业的进步与创新，提升企业与国际先进理念接轨的意识与水平。另外，该活动还为行业从业者的设计创新、产品创新、理念创新、模式创新提供了全新的展示平台。

2 水文地质特征

2.1 地表水

孙疃煤矿地处淮北平原中部，地貌单元属淮北冲积平原[11]。地面标高26m左右，区内地形平坦，地貌条件较简单。本区属淮河水系，浍河从本矿中部穿过(图2)，自西北流向东南。河床蜿蜒曲折，宽50～150m。浍河属中型季节性河流。河水水位受降水量的控制。在每年7～9月为降雨频繁且雨量充沛的时候，水位较高，流量较大。干旱时期为每年10月至次年3月，河流流量小，甚至可出现断流。据临涣浍河水文站观测，最大洪峰流量超过800 m3/s，最高洪水位标高可达28.34m。

螺栓紧联结或采用了顶紧块(抗剪板)的松螺栓组联结[9-10]，支铰座的联结螺栓组既承受轴向载荷FZZ，又承受翻转力矩MFZ，离中和轴距离最远的螺栓所受最大拉力为：

  

图1 孙疃煤矿构造纲要图Fig.1 Structure outline map of Suntuan coal mine1—3-1煤层等高线 2—断层 3—矿井边界 4—煤层露头

  

图2 第四纪地貌图Fig.2 Quaternary geomorphology1—河漫滩 2—河间洼地 3—河间平地 4—微地貌界线 5—水系 6—方案编制区

2.2 矿井含、隔水层特征

结合感官品质分析结果，最佳工艺参数条件为烤制温度为210℃，烤制时间为42min，蒸汽喷射时间为3s。此条件下烤鸭中检测到的HAAs总含量为2 576.02ng·kg-1(见表13)，根据已有的研究结果表明市售一级烤鸭杂环胺含量范围为：5 757.02～6 859.31ng·g-1，该条件下杂环胺含量水平得到有效的控制。

根据岩性组合和水力联系特征可将矿井含水层划分为松散层孔隙含水层、砂岩裂隙含水层、灰岩岩溶裂隙等三套含水层系，其中松散层孔隙含水层为新生界地层，砂岩裂隙含水层为煤层之间地层，灰岩岩溶裂隙主要为太原组灰岩及奥灰岩，上述特征与任楼煤矿[12]、刘桥一矿[13]、朱庄煤矿[14]、桃园煤矿[15]等相近。

2.2.1 新生界松散层孔隙含水层

第四系及新近系组成了新生界松散层，由北向南有逐渐增厚的趋势。自上而下可划分为四个含水层。

7～8煤上下砂岩裂隙含水层：厚度约50～80m。砂岩裂隙一般不太发育，其含水性较弱，仅27-6孔在7-2煤上中砂岩发生冲洗液消耗1.92 m3/h。

太原、奥陶灰岩富水性较强，对煤矿的影响不一。当存在导水断层或陷落柱时，太灰岩溶裂隙水可沿着这些通道运移，有可能对矿坑产生直接充水或发生“底鼓”。奥灰为以静储量为主的强富水含水层，但距开采煤层距离远，对煤层开采不具有直接威胁。

第三含水层：含水砂层平均厚度27m左右。岩性相对一、二含水层相对较粗，包含中砂。

第四含水层：厚约4m左右。个别含水层较厚的钻孔可见砾石层，但含水层主要由粘土质砂、中细砂、砂砾等组成。第四含水层厚度受古地形控制，25线以北“四含”厚度绝大部分均在5.0m以下；25线以南，厚度多在5m以上，个别钻孔四含厚度达到10～12.0m。据抽(注)水试验资料，静止水位标高为+8.659～-5.85m，Q=0.1～0.23 L/s，q=0.00135-0.0071 L/s·m，k=0.02222-0.04 m/d，富水性弱。矿化度为0.528 g/L，全硬度为53.60德国度，水质为HCO3·SO4-Na·Mg。

2.2.2 煤层层间砂岩裂隙含水层

二叠系岩性主要由细粒泥岩和粉砂岩组成，并包含砂岩和煤层，可划分为三个含水层。

3～4煤间砂岩裂隙含水层：整体厚度70～100m，岩性主要以中、细砂岩为主。有3个钻孔在砂岩中发生冲洗液漏失现象，分别为8-6、26-4、27-6，表明此层段部分地带砂岩裂隙较发育。

第一含水层：含水砂层约19.76m，主要岩性由浅棕色、浅灰色粉砂质、砂质、粘土质砂夹薄层粘土等组成。矿化度0.344 g/L，全硬度为13.89德国度，pH值为7.7，属HCO3-Mg·Na·Ca型，水质较好。含水以大气降水及地表水补给为主，区域层间径流补给次之。

奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层：主要为浅灰-灰色厚层状石灰岩，岩溶裂隙较发育。奥陶系灰岩厚度大，总厚度平均约为500m左右，在灰岩浅部岩溶裂隙发育。抽水试验资料显示静止水位标高为+11.135～+12.65m，s=14.99～36.27m，q=0.0203～0.1441 L/s·m，k=0.0149～0.0883 m/d，矿化度为1.12 g/L，水质为SO4·HCO3·Cl-Na·Ca类型。由于奥灰与主采煤层距离通常较远，煤层开采一般不受其影响。

2.2.3 灰岩岩溶裂隙含水层

华北平原石炭系—奥陶系灰岩含水层是威胁我国华北地区石炭二叠系煤炭资源安全开采的主要灾害之一[16-18]。矿区内灰岩岩溶裂隙含水层主要位于太原组和奥陶系中。

矿区内太原组总厚131.52m，灰岩合计厚度69.53m，约占总厚度52.87%，共有七个钻孔在太原组灰岩钻进时，发生冲洗液漏失现象。太灰岩溶裂隙浅部比深部发育。静止水位标高为-121.50～20.271m，Q=0.64～2.02 L/s，q=0.008181～0.1053 L/s·m，k=0.251～0.025724 m/d，富水性弱-中等。矿化度为0.95～1.35 g/L，水质为HCO3·Cl·CO3·SO4-Na、HCO3·Cl·CO3-Na或HCO3·Cl·SO4-Na·Mg类型。

本次试验委托第三方专业检测机构进行试验分析。经现场取样，试验室进行击实试验得出：素土最大干密度1.74 g/cm3，最优含水率19.3%；灰土最大干密度1.52 g/cm3，最优含水率16.9%。通过现场试桩试验确定的施工参数为：每次填料0.1m3，夯击次数不小于6次，夯锤锤击高度不低于3 m，连续分层夯实至设计标高。

10煤上下砂岩裂隙含水层：2～4层不等的细-中砂岩组成了该含水层段，总厚度15m左右，裂隙少见，仅有26-27-2一孔在钻遇10煤上中砂岩时发生冲洗液消耗量较大现象。

3 矿井充水条件

3.1 矿井充水水源

本矿地层中有多个不同含水层(图3)，但同时也有多个不同的隔水性良好的隔水层。受自身水量、隔水层及采掘工作的影响，不同含水层对矿井的充水影响有明显的不同。地表水和新生界松散层第一、二、三含水层地下水由于受第三隔水层所阻隔，它们一般对矿井充水无影响。风化裂隙带、采空塌陷裂隙带等导水区域主要为新生界第四含水层水体提供了运移通道。各可采煤层顶底板砂岩裂隙含水层能直接影响矿井，但由于砂岩裂隙发育具有不均一性，一般富水性较弱。

掘进中煤类多沿煤层顶底板施工，如果有小褶曲构造造成煤层底板起伏不平，那么巷道也会呈现起伏不平的状态，使得回采掘进中工作面采区和巷道局部易积水，导致造成坑水煤穿大眼或被迫停产。这类采空区积水水源如不加强探入，容易造成透水事故。

第二含水层：含水砂层厚度为14m左右。岩性仍由细粒物质组成，包括砂质粘土、粉砂以及细砂等，砂层厚度变化大，分布不太稳定。

  

图3 孙疃煤矿水文剖面示意图Fig.3 Hydrogeologic section sketch of Suntuan coal mine1—含水层 2—隔水层 3—断层

3.2 充水通道

据淮北煤田生产矿井实际资料，一般情况下煤系砂岩突水有两种情况：一是煤系砂岩裂隙水在无外部补给的情况下，消耗自身的储量，以出水量不大的淋水、滴水方式局部出现突水，水量呈衰减趋势。二是有其他水源补给时，其突水量往往开始较大，通过一些防水手段治理后，通常可收到良好的效果，水量显著变小。

4 矿井涌水分析

4.1 涌水特征

矿井涌水量主要由8煤层顶底板砂岩裂隙水和井下太灰探放水孔水量构成，另外还有少量的四含水和生产用水。由表1可知，孙疃煤矿2011年1月～2015年8月矿井涌水量为153.2～273.8 m3/h，平均171.01 m3/h。

 

表1 孙疃矿井月平均涌水量统计表Table 1 Monthly water inflow rate of Suntuan coal mine

  

月份年份201120122013201420151162.5154.7-154.7273.82159.4153.5-153.8253.23159.0153.3-153.4-4162.7154.8197.4154.8-5169.7154.5180.9154.2192.16170.6153.2181.5153.3181.77168153.8153.2153.7208.68164.7154.1153.8157.1181.79168.3153.9153.7206.7-10165.2163.6153.2218.5-11162.9175.3156208.3-12156.7-155.4211.4-

注：涌水量单位为m3/h

4.2 涌水量影响因素

孙疃煤矿涌水量主要受主采煤层顶底板砂岩裂隙含水层富水性、断裂及构造裂隙以及采掘面积、煤产量和巷道掘进等开采因素影响，而大气降水、地表水受第四系更新统隔水层阻隔，与矿井涌水量没有关系。主采煤层砂岩裂隙含水层富水性与构造裂隙发育的相关，砂岩裂隙发育数量多、规模大则富水性较强。

矿井充水的通道主要有断层及构造裂隙、岩溶陷落柱、采动冒落带裂隙以及底板受其承压水的影响而产生的破坏带裂隙等。其中断层及构造裂隙是各类水源进入采掘工作面的天然途径[19]，同时本身也常含地下水。岩溶陷落柱内可沟通其他水源(有时赋存大量的地下水)，当巷道接近或揭露它们时，易造成突水事故[20]。采动冒落带裂隙是矿井充水的主要通道。此外，由于压力作用，尤其是矿山压力或地下静压力作用结果易导致裂隙形成，当这些裂隙与含水层相连时，易造成突水事故。

(1)不同施肥处理对2个玉米品种先玉335、金穗4号根际4种土壤酶活性均有不同程度影响，差异显著(P<0.05)。在各生育期，土壤酶活性总体表现为：处理B(菌肥+85%化肥)>处理C(菌肥+70%化肥)>处理A(全量化肥)>处理D(全量菌肥)>处理E(对照)，其中在抽雄期和灌浆期达到峰值。

断层对矿井涌水量具有显著的控制作用，断层形态、类型、延伸范围、导水性质及富水性都与矿井涌水量密切相关。除自身具有导水性外，断层也对主采煤层顶板砂岩裂隙有着控制作用，从而增加了地下水储水空间和运移通道；并且断裂对矿井涌水有着诱发作用，顶板冒落带的高度及范围受断层的影响而扩大了范围，从而造成工作面涌水时汇水范围的扩大。另外，断层受采动可能进一步扩大延伸性和连通性，从而扩大了地下水的赋存空间。

涌水量与采煤工作的关系呈非线性关系。一般而言，开采早期在采掘工作的不断进行过程中矿井涌水量通常也随之增长，但当开采面积达到一定值时，矿井涌水量在达到高峰后将保持相对稳定状态，表现为一定的范围值内波动。其后在采掘面积增加或开采水平延深时，矿井涌水量不但不随之增加，有时甚至有减少趋势。

老顶大面积冒落是突水的主要原因之一，也是影响矿井涌水量的主要因素。由于老顶跨落具有周期性(周期性来压)，因此矿井涌水现象也呈现出随工作面推进重复发生。

欧安诺表示，该厂使用了大量创新技术，在安全性、环境保护和设备性能方面有了大幅提升。该厂能够对化学试剂进行循环使用，从而使氨使用量降低75%，硝酸使用量降低50%，碳酸钾使用量降低60%，用水量降低90%。该厂还大量采用了自动化仪表和控制技术。

5 结论

(1)对孙疃煤矿含水层分布的研究结果显示：新生界松散层孔隙含水层、二叠系主采煤层间砂岩裂隙含水层、灰岩岩溶裂隙含水层是矿区内的主要含水层。

(2)新生界第四含水层(组)地下水，主采煤层顶底板砂岩裂隙含水层，太原组、奥陶系灰石灰岩的岩溶裂隙含水层以及老坑水为矿区充水提供主要水源。地下水主要通过断层及相关构造裂隙、岩溶陷落柱、采动冒落带裂隙、底板受其承压水的影响而产生的破坏带裂隙等天然或人工通道进行运移。

唐飞霄见来者不善，忙抬起另一只前足向外拨打，二者交碰一处，伴着一串火星，节足被拨弹开，旋转着飞向空中。忽见几缕细丝疾射而至，半空中将节足粘住，随即向后一拽，节足便飞入了唐飞霄的手中。

(3)煤矿月平均涌水量平均171.01 m3/h，主要受煤层顶底砂岩裂隙富水性、断裂及构造裂隙以及采掘面积、煤产量和巷道掘进等开采因素影响，而大气降水、地表水受第四系更新统隔水层阻隔，与矿井涌水量没有关系。

“我看你是不见棺材不落泪！那年也是，听到点儿音儿就瞎跑！几百路跑到阳新，见了面又说不是的。风里雨里白跑了个把月，还把怀的毛毛跑落了。”

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