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红柳林煤矿是陕西煤业化工集团在神府矿区投资兴建的现代化特大型矿井,实际生产能力达20Mt/a。2016年8月7日,矿井北一盘区24209工作面回风顺槽掘进过程中,巷道迎头直接揭露煤层顶板风化基岩裂隙突水,巷道被迫停掘至今。调查发现,矿井北一盘区4-2煤充水条件研究程度很低,无法满足矿井安全高效开采对矿井水文地质条件研究程度的要求。论文以红柳林煤矿北一盘区4-2煤充水特征为研究对象,通过收集研究区及周边矿井的涌突水资料,结合研究区4-2煤水文地质补充勘探项目,采用水文地质学、水文地球化学、矿井地质学、岩石学及统计学等学科理论和技术方法,深入系统地分析研究了研究区4-2煤开采的充水水源和充水通道,重点分析研究了 4-2煤开采主要充水层位的水文地质特征,并建立了研究区的水化学数据库。研究结论如下:①4-2煤开采的直接充水水源是侏罗纪煤系基岩水,主要充水层位是煤层顶板的煤岩层风化带,间接充水水源是第四系风积沙层和离石组黄土松散层水,松散层富水性弱,煤层顶板缺失萨拉乌苏组和直罗组两套地层,充水通道是顶板导水裂缝带,顶板导水裂缝带将贯穿整个煤层顶板煤系基岩,止于保德组红土层。②4-2煤及顶板基岩均不同程度存在风化和烧变现象,其中4-2煤东南部被风化剥蚀,向西北方向煤层逐渐完整,与地表地貌起伏情况基本一致;顶板基岩等厚线图类似一个古冲沟形态,古冲沟发育在侏罗纪延安组之后新近系保德组之前,呈近南北向北偏西凹槽状,在古冲沟中部基岩厚度小,在古冲沟东西两侧基岩厚度大。③4-2煤顶板煤岩层风化带裂隙发育,但裂隙连通性差,富水性极不均一,煤层风化带比岩层风化带富水性强,古冲沟对4-2煤顶板煤岩层控水作用明显,在古冲沟中部煤岩层风化裂隙发育且连通性较好,富水性和渗透性等级都强,在古冲沟东西两侧煤岩层风化裂隙发育变差,富水性和渗透性明显变弱。④4-2煤顶板煤岩层风化带水水质类型为HC03-Ca-Mg,为低矿化度水,水质类型和矿化度都与研究区浅层松散层水相似,有机物含量与地表水和饮用水一致。⑤4-2煤顶板煤岩层风化带水与24209工作面突水点涌水有明显的水力联系,垂向上接受由大气降水或地表水转化而成的浅层松散层水补给,平面上形成由西北向东南方向运移的地下水渗流场。⑥提出“井上下联合放水试验、井下超前探放水、地面水文地质补勘”的探查和“回避开采与优化强排为主、局部地面注浆减水为辅”的治理相结合的防治水技术措施。