第一部分水害类型及危害程度分析。
矿井水害是指影响矿井正常生产活动，对矿井安全生产构成威胁，增加生产成本以及使矿井局部或全部被淹的矿井水。
一、水害类型：
（一）矿井水文地质条件、矿井水文地质类型及充水因素：
1、井田内主要含水层：
井田含水层可大致分为如下四个含水岩组：即松散岩类孔隙含水岩组；碎屑岩类裂隙含水岩组；碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组；碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组。
1）松散岩类孔隙含水岩组：
第四系松散岩类孔隙含水岩组，主要分布在河谷中，其岩性以中、细砂及砂砾石层为主，含水层厚度为0～20m左右，渗透系数在20～90m/d之间，地下水位埋深为4.00～65.00m，矿化度为0.
3g/l。近年来因降雨量减少及大量开采，水位下降，水量逐渐减少，水质也呈逐年恶化的趋势。
2）碎屑岩类裂隙含水岩组：
岩性主要由二叠系地层中的细、中、粗粒砂岩组成。上、下石盒子组地层中粗粒砂岩富水性中等，山西组地层中细粒砂岩富水性弱，由于砂岩间沉积有泥岩、砂质泥岩、粉砂岩这些相对隔水岩层，形成层间隔水层，因此各层砂岩间缺乏水力联系。据夏店详查资料，1703号钻孔抽水试验，水位标高为845.
61～919.00m, 单位涌水量为0.0287～0.
005l/s·m，渗透系数为0.067m/d，水质类型属hco3·cl—k+na型，下部地层中的砂岩含水层，对山西组煤层开采有直接影响，但富水性弱，基本不影响煤矿生产。
3）碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组：
岩性以石炭系地层中的石灰岩、中－粗粒砂岩为主，太原组四层灰岩岩溶裂隙不太发育，据夏店详查资料，1703号钻孔抽水，该层静止水位标高为820.24m，单位涌水量为0.004l/s·m，渗透系数为0.
016m/d，水质类型属hco3·so4—k·na型，说明本组含水层富水性弱，透水性弱。本含水岩组对太原组煤层开采有直接影响，但由于富水性弱，基本不影响煤矿生产。
4）碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组。
该含水岩组起于寒武系中统张夏组，止于奥陶系中统峰峰组。主要由石灰岩、泥灰岩、白云质灰岩等可溶性岩组成。在东部山区，该含水岩组大面积出露，其地下水的运移明显受构造的控制，而运移方向取决于补给区与排泄区的相对位置，是区域上的一个主要含水岩组，可分为如下4个含水层段：
寒武系中统张夏组鲕粒灰岩含水层段：
该含水层段厚130～350m。地表出露的该层中，岩溶裂隙发育，且当此层被地表水系切割后常有大泉出露。据黄碾、辛安一带钻孔揭露，该段岩溶主要在其中、下部发育，富水性极不均衡，单位涌水量为0.
2111～5.8611l/sm。
寒武系上统石灰岩、竹叶状灰岩及白云质灰岩含水层段。
该含水层段厚度为38～104m。因泥质含量较高，岩溶裂隙不甚发育。单位涌水量为0.0833～1.6861l/sm。
奥陶系下统白云岩含水层段：
该含水层段厚64～209m，一般为130m。岩溶裂隙在垂向上具有成层发育之特点。据南流水源勘探资料，在其底部30～40m范围内，岩溶最为发育。
该段单位涌水量0.0556～8.1 l/sm。
奥陶系中统石灰岩含水段。
该含水层段厚400～600m，其间夹8～10层薄层状泥灰岩，岩溶裂隙发育，但部分被铝质泥岩、黄铁矿、菱铁矿等充填。泉水多沿最下层泥灰岩顶部发育，流量一般为0.0833～2l/sm。
资料表明，此层地下水位标高600～800m,虽含丰富的岩溶裂隙水，但极不均一。根据其岩性组合特征、岩溶裂隙发育程度及富水性，可细分为：
峰峰组含水亚段：含水层厚6.40～121.
65m，平均为43.45m，一般为30～70m。其中在该组一段和二段上部、中部的石灰岩、角砾状灰岩中岩溶裂隙最为发育（钻孔揭露，800m深处，岩溶仍相当发育，但多有钙泥质和石膏充填），具有较好的储水空间，当其位于地下水位以下时富水性较好。
单位涌水量为0.001～15.23l/sm，一般为2.
30l/sm左右。
上马家沟组含水亚段：含水层平均厚度为39.55m，一般为20～50m。
其中在该组一段、三段上部的石灰岩、花斑灰岩、角砾状灰岩中岩溶裂隙发育，含水性中等或中等偏强，局部二段中岩溶裂隙也较发育。三段上部富水性普遍较好，单位涌水量为0.71～1.
09l/sm，自西向东随埋深的增加富水性逐渐减弱。
下马家沟组含水亚段：该组底板埋深为485.25～854.
74m。因埋深较大，除该组三段、一段在东部发育有强或中等含水层外，随埋深的增加中部和西部为弱富水含水层，即富水性由东向西逐渐减弱，单位涌水量为0.062～42.
00l/sm。
2、矿井充水因素分析：
1）、充水水源分析：
大气降水：本井田构造形态总体为向西倾斜的单斜构造，上石盒子组地层在井田中部及西部均有出露，另外井田东部，煤层埋藏较浅，东南部有煤层隐伏露头，大气降水可通过地表塌陷裂缝或隐伏露头直接或间接向矿井充水。
地表水体：井田东部有阳泽河水库（已无水），西部有马喊蓄水池（积水4900m3），该处3号煤层埋藏深度为342m以下，计算此处最高导水裂隙带高度为82.50m，未及地表水体，根据2023年中国矿大防治水专家的研究报告，地表至开采煤层之间存在有厚层的软塑性岩层，起隔水作用，地表水不会渗漏到矿井下。
地下水：由于矿井采掘活动，会直接破坏或间接影响到煤层顶板或底板含水层，使含水层水进入矿井。另外由于构造原因，可能导通强含水层水，造成矿井充水。
老窑水：井田内及邻区3号煤层经过多年的开采，分布有大片采空区，采空区的低洼处积存有老窑水，在有通道时会造成矿井充水。
2）充水通道分析：
通过地表风化破碎泥岩、砂岩含水层露头及与第四系松散层底部直接接触处，接受大气降水入渗和基岩风化带裂隙水的补给。
通过采掘活动，顶板围岩产生的冒落带、裂隙带，底板围岩产生的破坏裂隙，沟通顶、底板充水含水层的水力联系，导致矿井充水。
通过构造断裂带、导水陷落柱，沟通含水层水力联系，导致矿井充水。
通过封闭不良钻孔，探放水孔导通含水层及老窑水直接进入矿井。
3）充水强度分析：
大气降水及地表水对矿井充水影响：
据襄垣县气象资料，本区多年平均降水量为532.80mm，多年平均蒸发量为1768.4mm，蒸发量大于降水量3倍多，降水量主要集中在三个月内。
由于地表坡降大，大气降水大部分以径流的形式流出本区，入渗补给量较小，据调查，井田范围内第四系地层中水量很小；地表阳泽河水库，现已无水，其距井田现开采区3.6 km远，井田东部煤层尚未大面积开采，近三年内无开采东部煤层计划，由于煤系地层含水层透水性差，侧向补给不畅，因此即使有水，补给量也非常有限；马喊蓄水池现已基本填平，只残留少量积水（矿方已联系放水），对矿井充水基本无影响。另外，井田东部，原采空塌陷裂缝已回填充实，矿井井口位置均高于历年洪水位，且地面修有排水沟，因此大气降水及地表水对矿井充水影响不大。
采（古）空区积水对矿井充水的影响：
据三元古韩煤业荆宝****地质员调查，采空区内积水大部分可通过相对低处的巷道排水孔流入水仓，排出地表，仅有少量采空区积水因无空隙排泄，在低凹处聚集成积水窝，以渗流形式向矿井充水，采空区位置范围均有资料可查，已得到控制，因此采（古）空区积水对矿井充水的影响不大。
顶板含水层裂隙水对矿井充水的影响。
煤层开采后，其顶板导水裂隙带高度范围内的水将进入矿井，依据《煤矿矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》(mt/t 1091—2008)附录d中导水裂隙带最大高度计算公式进行计算。
根据煤层倾角、岩石的抗压强度、顶板岩性、顶板管理方法选用下式进行计算：
式中：hf—导水裂隙带(m)；
m—累计采厚（m）；
n—煤分层层数。
参数取值：m 取钻孔所见煤层伪厚度（3号煤层最小为4.50m,最大为6.30m平均为5.63m）；
n 取1进行计算。
经计算：开采3号煤层时，一次采全高时产生的导水裂隙带最大高度为68.48～93.
80m，平均84.39m。直接充水含水层为3号煤层顶板砂岩含水层（ⅶ）间接充水含水层为k8砂岩含水层（ⅷ）号含水层，含水层富水性弱，故顶板裂隙水一般较小，对矿井充水影响不大。
底板含水层水对矿井充水的影响：
井田内3号煤层底板标高在500m～930 m之间，煤层处于承压－无压状态，煤层最低点处及奥灰水位最高点处均位于井田西北角，采用《煤矿防治水规定》附录四中的突水系数计算公式进行计算。
t=p=（h0-h1+m）×0.0098
式中： t—突水系数，mpa/m；
p—隔水层底板所能承受的最大静水压力，mpa；
m—底板隔水层厚度m；
h1—煤层底板最低标高m；
h0—奥灰岩溶水水位标高m。
结合奥灰等水位线图，计算突水系数见下表：
煤层底板奥灰水突水系数计算表
根据经验：受构造破坏的地区，安全突水系数临界值为0.06（mpa/m）；正常地段安全突水系数临界值为0.10（mpa/m）。
从上表可看出，开采井田内3号煤层时，一般情况不会发生奥灰突水，但如井田内有大的导水构造存在，则存在导通奥灰水引发奥灰突水的可能，应引起煤矿的高度重视。
本井田3号煤层已大面积采空，最低标高处也于2023年回采完毕，回采过程中未发生过底板含水层突水，底板水对矿井3号煤层开采充水影响不大，但应预防因构造导通下伏奥灰含水层而引起矿井充水。
当井下生产经过奥灰疑似富水区的时候，需采用物探、钻探等手段提前对该区域煤层底板进行探查，确保煤层底板隔水层完整，就可以保证矿井安全生产。
附图：15号煤层底板奥灰水突水危险区示意图。
构造对矿井充水的影响：
井田内发育有2个向斜、1个背斜构造，向斜构造有利地下水的汇集，采掘活动接近这一地段时井下涌水量会增加，背斜构造顶端裂隙发育，容易出水，但含水层补给**有限，主要为静储量，对矿井充水影响较小。
井田内现揭露8个陷落柱，均不含水，但井田西部，煤层处于奥灰水承压开采区，若有隐伏陷落柱或断层导通下伏奥灰强含水层时，对矿井充水影响较大。
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