二叠统下统下石盒子组含水岩组：井田内地表未出露，属埋藏型。含水层以中、粗粒砂岩为主，补给条件较差，富水性弱，单位涌水量为0.0276 L /s·m，水化学类型为HCO3—Na型。
二叠统上统上石盒子组含水岩组：井田东、西部地表有出露。含水层以中、粗粒砂岩为主，靠大气降水补给，多呈下降泉泄出，最大流量0.50L/s，一般流量不大，季节性变化极大。该含水岩组富水性弱，单位涌水量为0.0009L/s·m，水质类型为HCO3—K·Na型。
3）太原组（C3t）砂岩、灰岩岩溶裂隙含水层
含水岩组为石炭系上统太原组。含水层主要为太原组K2、K3、K5三层灰岩和数层砂岩，K2厚7.16～12.19m，平均9.26m，厚度稳定；K3厚0.8～4.69m，平均3.34m，为灰色、深灰色含生物碎屑微晶灰岩，断续波状层理发育，含硅质结核； K5石灰岩厚0.70～2.10m，平均1.57m，为深灰色致密生物碎屑泥晶灰岩，层位稳定。K4石灰岩厚0.68～2.85m，平均1.90m，极不稳定。该类水是太原组各煤层的主要充水水源。由于其间夹有数层煤、砂质泥岩，将各个含水层分隔呈层状分布的近似独立的含水层，故相互间水力联系较弱。据钻孔揭露情况，含水层富水性和裂隙、岩溶的发育及构造条件等有关：
（1）裂隙的发育随埋藏深度增加而减弱，富水性随埋藏深度增加、裂隙减弱而由强变弱。
（2）一般在向斜部位富水性可达中等，单位涌水量为0.36～0.03 L/s·m；而东部背斜轴部则相反，富水性较差，单位涌水量0.004 L/s·m，富水性弱。
4）奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层
矿区位于区域延河泉岩溶水系统中北部的补给、径流区。岩溶水的补给来源主要为二叠系、三叠系碎屑岩类裂隙水和沁河地表水的渗漏补给。地下水径流方向由西北向东南，水位埋深一般110～265m，水位标高一般在484～514m之间。含水岩层主要为奥陶系中统上、下马家沟组，富水性一般中等。水化学类型为HCO3·SO4—Ca·Mg型水。
碳酸盐岩在井田内隐伏于煤系地层之下，据井田勘探钻孔揭露资料，顶板埋藏深度一般253.83～398.18m，最大揭露厚度16.7m。
矿区内有岩溶水井1眼（编号永2#），主要取水层位为奥陶系中统上马家沟组。水井深度480.79m。该水井竣工时（1992年7月）岩溶水静止水位埋深178.01m，水位标高486.99m，单位涌水量为0.178L/s·m。水质类型为HCO3·SO4—Ca·Mg，矿化度0.44g/L。本次调查水位埋深185m左右，水位标高约为479.96m。
3、主要隔水层
区内各含水层之间都有良好的隔水层，当其完整性、连续性未被破坏时，完全可以隔离上下含水层之间的水力联系。现将区内主要隔水层叙述如下：
1）太原组底部及本溪组泥岩、铝土泥岩隔水层：为15号煤层底板至峰峰组顶界，厚度平均25m左右，由泥岩、铝土泥岩等塑性岩层夹砂岩组成，可起良好隔水作用。
2）石炭系太原组中上部泥岩隔水层：主要岩性为泥岩和砂质泥岩，呈层状分布于各灰岩、砂岩含水层之间，阻断了其间的水力联系，是15号煤层顶板以上的主要隔水层。
3）二叠系砂岩含水层层间隔水层：位于下石盒子组顶部及上石盒子组中下部，由塑性铝土泥岩、砂质泥岩夹粉砂岩等组成，单层厚度二至数十米以上，在没有煤矿采动影响的情况下，可视为3号煤层上的相对隔水层。
4、矿井充水条件
1）充水水源
（1）大气降水及地表水
大气降水通过不同成因的基岩裂隙及松散沉积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿井，成为矿井充水的间接但重要的补给来源。矿井涌水量受降水的季节变化影响，具有明显的动态变化特征。
矿区穿越河流主要有芦苇河支沟—张沟。
张沟属季节性支流。永安煤矿主副井筒均位于张沟沟坡上，矿井主斜井井口标高为+660.2m，副斜井井口标高为+620.7m，安全出口斜井井口标高为+631.2m，回风立井井口标高为+738.9m。井田主副井筒口高出当地最高洪水水位标高3m以上，一般情况下洪水不会顺井筒贯入井下。但为预防河水贯入发生淹井事故发生，按《三下采煤规程》，河谷区应预留保安煤柱。
从总体情况分析，对本井田今后开采影响较大且最直接的地表水体是井田内季节性排洪冲沟，将来本矿开采至其附近时，应采取有效措施，防止雨季地表水通过采空区地表塌陷、裂缝涌入井下，造成水灾事故。
（2）地下水
第四系松散沉积物含水层组
井田内第四系含水层主要为局部沟谷底部的中上更新统砂砾石层。含水层厚度因地而异，水位埋深较浅，富水性较弱，水质较好。
二叠系下统以山西组为主的砂岩裂隙含水层组
该含水层组主要由山西组含水层底部K7及下石盒子组底部K8砂岩组成，岩性主要为中细粒砂岩，砂岩裂隙不育。富水性弱。
该含水岩组砂岩裂隙水为3号煤层开采的主要直接充水水源。
石炭系太原组砂岩、石灰岩裂隙岩溶含水层
石炭系上统太原组灰岩层间裂隙岩溶水为下组煤层的直接充水水源。
太原组含水层主要由K2、K3、K4石灰岩组成。本组K2、K3、K4石灰岩岩溶及裂隙较发育，钻孔单位涌水量0.004～0.36L/s·m，属岩溶弱到中等富水性溶隙含水层。
奥陶系中统岩溶裂隙水含水层
本井田属奥灰水的径流地带，奥陶系岩溶水丰富，承压水。
本区奥灰岩溶水位标高约为486～512m，据煤层底板等高线图，其井田内3号煤层底板标高为400～570m， 15号煤层为300～490m，奥灰岩溶水位标高高于大部分3号煤层和全部15号煤层底板最低标高，所以开采3号、15号煤层井田内大部分地段存在带压开采问题，底板突水问题不容忽视。
3号煤层大部及15号煤层底板标高均低于奥灰水位，不同程度地存在带压开采，现利用突水系数经验公式计算各可采煤层底板最大突水系数：
T
T：突水系数，Mpa/m；p：底板隔水层承受的水头压力，Mpa；M：底板隔水层安全厚度，m（实际厚度减去底板破坏深度，本报告按10米计算）。
参照山西省第三地质工程勘察院编制的《沁和能源集团有限公司永安煤矿带压开采突水危险性评价报告》计算结果若下表：
3#煤层突水系数计算结果统计表
钻孔编号 隔水层厚度
（m） 扰动破坏厚度
（m） 水压
（Mpa） 突水系数(Mpa/m)
124 97.56 10 1.213 0.014
125 94.23 10 1.789 0.021
2041 121.45 10 1.32 0.012
2051 102.81 10 1.208 0.013
15#煤层突水系数计算结果统计表
钻孔编号 隔水层厚度
（m） 扰动破坏厚度（m） 水压（Mpa） 突水系数(Mpa/m)
119 11.83 10 0.081 0.044
120 39.78 10 1.00 0.033
124 19.8 10 1.213 0.124
125 20.53 10 1.789 0.170
2041 33.3 10 1.32 0.057
2051 20 10 1.208 0.121
2069 22.52 10 0.825 0.066
根据《煤矿防治水规定》附录四“就全国实际资料看，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06 MPa/m，正常块段不大于0.1 MPa/m ” 。计算结果表明，矿区西部3#煤层位于下部岩溶水带压开采区，水压最大1.789Mpa，突水系数均小于0.06Mpa/m，带压开采危险性较小，但需注意断层、陷落柱突水。矿区中东部15#煤层带压开采区3个计算点的突水系数小于0.06Mpa/m，带压开采危险性较小；矿区中部15#煤层带压开采区1个点的突水系数介于0.06～0.10Mpa/m，底板受构造破坏块段带压开采是不安全的，正常块段带压开采危险性中等；矿区西部3个点及以西地带突水系数大于0.10Mpa/m，带压开采危险性较大。
本矿以后带压开采必须进行带压开采设计，必要时先进行有效地防治措施，确保安全后才能进行开采。
（3）采空区积水对矿坑充水的影响
井田为开采3号煤时间较长的矿井，3号煤层采空区较多，由于各矿排水系统完善，正常排水，所以井田内已形成的采空区积水量都不大。现井田相邻煤矿均开采3号煤层，边界处留设有矿井保安煤柱，无越界开采情况，现阶段对本矿的开采无影响，但在接近井田边界采掘时，一定要加密探放水。
2）充水通道
煤层及其附近虽然有水存在，但只有通过某种通道，它们才能进入采煤巷道形成矿井涌水，充水通道可以根据形成因素分为自然通道及人工通道。地层裂隙及空隙带、岩溶陷落柱、断层等属于自然通道；煤层采后顶板冒裂带、底板破裂、及封闭不良钻孔等属于人工通道。
（1）断层、陷落住
井田构造属于宽缓褶曲带，未见断层、陷落柱，构造属于简单类型。 井田内二叠系上、下石盒子组地层大面积出露，易接受大气降水和地表水补给，集聚形成地下水，其运移形式基本是沿含水层底板隔水层倾斜方向运移。井田内断裂构造不发育，本矿在今后的开采中对新发现构造一定要查清其富水性、导水性。另外，井田内向斜轴部宜于地下水集聚，故在临近向斜轴部开采时，一定要密切注意矿井涌水量的变化，做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”。
（2）封闭不良的钻孔
封闭不良钻孔是典型的人类活动所留下的点状垂向导水通道，该类导水通道的隐蔽性强，垂向导水畅通，不仅使垂向上不同层位的含水层之间发生水力联系，而且当井下采矿活动揭露或接近钻孔时，产生突发性的突水事故。由于封闭不良钻孔在垂向上串通了多个含水层，所以一旦发生该类倒水通道的突水事故，不仅突水初期水量大，而且有比较稳定的补给量。未封孔或封孔质量较差，在进行矿井生产时，引起突水事故。井田内有钻孔6个，均没有封孔质量记录资料。建议矿方在接近各钻孔进行采掘活动时留设防水煤柱。
（3）采动裂隙带
井田内对煤层开采有影响的含水层为下石盒子组、山西组的砂岩裂隙含水层，太原组灰岩岩溶裂隙含水层和奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。
开采煤层后，由于存在矿山压力，使煤层上履岩层形成冒落带、裂隙带和缓慢下沉带“三带”。 对开采煤层上覆含水层造成影响和破坏的主要是冒落带和裂隙带。由采煤引起的沉陷变形在垂直方向上引起的覆岩移动影响高度和范围，主要决定于煤层顶板特征、构造、煤层开采厚度、开采方法，以及上覆岩层的厚度和特性。弯曲带一般对地下水不造成影响，所以只考虑到导水裂隙带的高度。通过对裂隙带最大高度的预计，可以预测井下采煤对地下含水层、地表水体等产生的破坏及影响，同样可以预测开采煤层以上水体对开采活动的影响程度。
永安煤矿矿井煤层顶板管理方式采用全部垮落，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》附录六经验公式，开采煤层时的冒落带、导水裂隙带发育高度计算结果如下表。
各煤层冒落带、导水裂隙带最大高度计算表
煤层 煤层间距
(m) 煤厚
(m) 顶板类别 计算公式 计算值
(m)
3 6.66 中硬 15.44
79.92
61.61
15 2.90 坚硬 14.06
