61.09
注：Hm——冒落带高度(m)，Hli——导水裂隙带高度(m)，M——采厚(m)
该经验公式分层开采，计算值仅做参考，本矿15号煤层是一次采全高开采，在目前尚未总结出适合的计算两带高度的经验公式下，采用现场实测法是最好的选择（防治水规定释义）
由上表可知3号煤层开采引起的地下水疏干最大高度可达到77.05m，在其影响范围内上覆的砂岩含水层以及基岩风化带含水层、第四系含水层之间相互导通，开采引起的顶板出水点的裂隙张开性好，无泥质充填，一般通过放顶后所形成的裂隙带向采面充水，在大面积开采的条件下，顶板水点多呈滴、淋水状态，易自然疏干。K8砂岩含水层是3号煤采空区的主要涌水水源，受补给条件及径流通道不畅限制，其充水的强度较弱，含水层富水性弱，对煤层开采影响不大。
由上表可知15号煤层开采引起的地下水疏干最大高度可达到75.15m，在3号煤层底板破坏深度叠加作用下，其导水裂隙带要大得多，可导通3号煤层积水区，矿方要引起高度重视。K2石灰岩是开采15号煤层的直接顶板充水含水层，K3、K4是间接充水含水层。据抽水资料，富水性较弱。但由于石灰岩岩溶发育的不均一性，局部地段富水性较强，因此开采15号煤层时应认真做好探放水工作。
（上表经验公式分层开采，计算值仅做参考，本矿15号煤层是一次采全高开采，在目前尚未总结出适合的计算两带高度的经验公式下，采用现场实测法是最好的选择，建议矿方收集临矿数据或实际观测）
5、井田及周边采空积水、老窑水分布状况
1）井田内采空区积水对本矿井充水影响
3号煤层：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。井田内各矿采空区积水调查情况如下：
采空区积水量采用以下公式进行估算：
W静=K·M·F/cosα
W静——采空积水的静储量（m3)
K——采空区充水系数，依本矿开拓规模取0.20
M——采厚
α——煤层倾角
采空区积水量估算表
采空区积水编号 水平投影面积（万m²） 平均采高（m） 煤层倾角（°） 估算积水量
（万m³）
JS-1 0.30 6.43 5 0.39
JS-2 1.01 6.43 5 1.30
JS-3 2.10 6.43 5 2.71
JS-4 0.61 6.43 5 0.79
JS-5 1.74 6.43 5 2.24
JS-6 1.13 6.43 5 1.36
JS-7 0.77 6.43 5 0.99
JS-8 4.47 6.43 5 5.76
JS-9 1.16 6.43 1.50
JS-10 0.80 6.43 1.03
合计 14.09 18.07
15号煤层：15号煤层没有开采,无采空积水区。
2）相邻煤矿采空区积水对本矿井充水影响
现井田相邻煤矿均开采3号煤层，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。
采空区积水也是煤矿开采中一个重要的水害威胁。查明采空区范围及积水量是煤矿水文地质工作重点，并且在接近采空区、老空区时必须要进行加密探放水工作，防止透水事故的发生。
另外，在井田内3号煤层造成大面积采空区，裂隙带局部已达地面，故古空、采空区易于积水。古空区、采空区积水，既是下伏各含水层的补给源，又是直接水患所在；井田内褶皱发育，向斜构造的核部易于地下水富集； 15号煤层导水裂隙带勾通了上覆含水层及采空积水，使得15号煤层涌水量增加，甚至造成突水，矿方在采掘过程中要保持高度警惕。
6、矿井充水状况
1）矿井充水概况
正常采掘活动中的涌水量主要受下列因素影响：巷道掘进过程中，受含水层富水性影响，如穿越富水性较强的含水层时，涌水量会增大；在煤层回采过程中，受工作面所处水文地质环境影响，如在应力集中带，涌水量也会增大。
2）矿井涌水量与大气降水（地表水）的关系
大气降水是该矿井涌水量变化的主要原因，本区属东亚季风区温暖、半湿润气候带，大陆性气候特征明显，丰水期集中于每年8、9、10三个月，枯水期为每年的11月至来年4月；每年的5、6月为平水期。矿井涌水量在丰水期时最大，枯水期时最小。
3）矿井涌水量的构成
矿井涌水量的变化往往与其采空面积、产量、采掘深度、及所处单元水文地质条件有关。矿井井巷水源主要来自2#煤层顶板，矿井主要充水含水层为太原组砂岩裂隙含水层。同时，本区域受构造体系控制的蓄水构造的类型和规模，决定着地下水的运动和汇集条件，也影响井下涌水量的大小。
4）矿井涌水量预算
（1）3号煤层
整合区内永安煤矿开采3号煤层，现正常涌水量一般为446.00m3/d，最大达612.66m3/d。井田面积为3.8587m2，生产能力60万t/a。目前井田3号煤层已处于开采尾期，在其他条件不变的情况下，其矿井涌水量不会有大的变化， 因此还预测本矿正常涌水量为446.00m3/d（18.58m3/h），最大涌水量为612.66m3/d（25.53m3/h）。当然，采空区、老空区积水排放没有计算在内。
2、15号煤层
由于15号煤层没有开采，又未进行专门水文地质工作，缺少计算矿井涌水量所需资料，只能用附近煤矿同煤层开采涌水量，参照井田井田东部的山西晋煤集团泽州天安岳圣山煤业有限公司整合的山西泽州东烟煤矿开采15号煤层涌水情况，其水文地质条件与本矿相似，采用水文地质比拟法进行矿井涌水量预算。采用公式为水文地质比拟法中的单位产量富水系数，公式为：
Q=Q0/P0×P
Q、Q0-拟建、类比矿井的矿井涌水量（m3/d）；
P、P0-拟建、类比矿井生产能力（t/d）；
据调查，山西晋煤集团泽州天安岳圣山煤业有限公司整合的山西泽州东烟煤矿，开采15号煤层，矿井正常涌水量为12.50m3/h，即300m3/d，矿井最大涌水量约为20.83m3/h，即500 m3/d。年产煤量45万t/a，永安煤矿开采15号煤层矿井设计生产能力60万t/a。经计算，当矿井生产能力达到60万t/a时，预计矿井正常水量为16.67m3/h （400m3/d），矿井最大涌水量为27.78m3/h （666.67m3/d）。
此15号煤层矿井涌水量预测结果只是一个概略值，没有考虑上部采空区积水对矿井所产生的充水量，也没有把奥灰水影响考虑在内，可能与实际偏差较大，仅供参考。随着今后下组煤的延深，可对15号煤的涌水量做进一步的论证。
（二）对矿井开采水害影响程度和防治水工作难易程度的评价
1、 对矿井开采受水害影响程度的评价
15号煤层矿井主要水害为煤层顶板砂岩裂隙、采空区积水和深部奥灰水，采掘工程受水害影响小。
1）大气降水、地表水对矿坑充水的影响
本区位于沁河径流带，地表冲沟发育，植被茂盛，井田内基岩裸露，一般高差为100－150m。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，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。区内地下水受地表水补给条件良好，矿井上部3号煤层采动后形成的导水裂隙带将会和上部基岩风化壳含水层沟通，使得地表水通过导水通道进入采空区，从而形成采空区积水，威胁煤矿的生产。
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。大气降水、地表水对矿坑充水的影响较小。
2）地下水对煤层开采的影响
井田3号煤层直接充水含水层以砂岩裂隙含水层为主，这些含水层的补给条件都差，富水性弱，单位涌水量较小。
矿井巷道顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系，使地下水进入井巷，成为矿井充水的主要来源。二叠系下石盒子组砂岩裂隙含水层由含多层中、粗、细不同粒级砂岩构成，直接接受大气降水补给和上部第四系松散孔隙水渗透补给，该含水层及第四系松散孔隙水含水层一般构成3号煤层的间接充水水源。
关于深部奥灰水，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。15号煤层全井田带压开采，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。
综合评定，煤系地层各含水层水对矿坑充水的影响小。奥灰水对3号煤层影响中等，但对15号煤层开采影响复杂。
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。估计积水面积约14.09万㎡，积水量18.07万m³左右。井田周边无采空区存在，也无采空积水区存在。采空区积水对矿坑充水的影响中等。
4）构造水对矿坑充水的影响
该井田构造条件简单，为宽缓的褶曲构造，地层较平缓，井田构造简单。未发现断层、陷落柱。构造水对矿坑充水的影响小。总之，矿井3号煤层采掘工程受水害影响中等。矿井15号煤层采掘工程受水害影响较大。
2、对矿井防治水工作难易程度的评价
综上所述，本井田矿井水水源主要来自四个方面，一是地表水，二是煤层直接充水含水层（顶板砂岩含水层），三是采空积水和老空水、四是奥灰水。具体防治水措施如下：
1）地表水防治措施
一般情况，地表河水不会对采煤形成大的威胁。但在雨季及雨季过后的一段时间内，巷道内的渗漏将会增加。矿方要掌握当地年降水量及最大洪水位资料，结合井田具体条件建立防水、排水系统；在容易积水地点修筑沟渠排水；成立地面调查小组，不定期对地面进行调查，地面裂缝、塌陷地点必须及时填塞；在大雨降临形成地面洪水时，若地面裂缝、塌陷没有及时治理，建议矿方执行重大水患撤人制度，把水害损失降到最低；排到地面的井下水，要妥善处理，避免倒渗井下；加强防汛设施的检查。废弃小窑井筒应及时回填封闭，防止洪水灌井或井筒积水。地表水防治措施比较简单，材料费用较少，费用主要为人工费用。
2）地下水防治措施
（1）3号煤层
顶板砂岩水对矿坑充水的影响小，防治措施主要为疏放顶板水，设备为探放水钻，其余费用为人工费。
奥灰水水位在井田局部高于3号煤层底板标高，经计算3号煤层最大突水系数下小于0.06Mpa/m，在无断层、陷落柱等导水通道沟通的情况下，奥灰水一般不会涌入井巷，造成突水事故。但是开采时仍因加强对奥灰岩溶水及导水构造的勘查与研究，确保煤矿安全生产。设备为探放水钻，其余费用为物探费、人工费。3号煤层地下水防治措施简单，费用较低，。
（2）15号煤层
顶板灰岩水、砂岩水对矿坑充水的影响小，防治措施主要为疏放顶板水，设备为探放水钻，其余费用为人工费。
奥灰水水位在井田全区高于15号煤层底板标高，经计算2号煤层最大突水系数下大于0.10Mpa/m，存在带压开采危险性大区，在开采前必须查清奥灰水与带压开采情况，进行带压开采分析，并制定带压开采设计与防治措施，按照规定进行疏水降压或加固隔水层留设隔水煤柱等，在确保安全的情况下，才能进行采掘活动。需要有资质单位参与设计，并要进行单项工程，相对费用较高。
15号煤层开采煤系地层地下水防治措施简单，费用较低。奥灰水防治措施复杂，费用较高。
采空积水防治措施
将来在3号煤层采空区附近开采或者进行15号煤层开采时，根据采空区积水分布及煤层采掘情况，编制专门探放水设计，由专业探放水队伍依据相关规程规范进行探放水工作，探放水工作从技术上难度较大。生产过程中在查明积水范围，安全设施和措施到位情况下应积极加以疏放，解放受水害威胁资源，实现安全生产。对于积水量较大且较集中区域，建议根据采掘计划集中疏放。对于零星积水区也应严格执行“预测预报、有掘必探、有疑必钻，先治后采” 防治水原则，保证矿井安全生产。采古空区积水水害防治水工程量中等。
