摘要：含水层和隔水介质条件是影响煤层底板突水风险的重要因素。其中水源、水压是含水层中的两个重要条件，水源即是含水层的赋存条件又是引起煤层底板突水的基本原因;水压不仅仅是突水的动力，同时也决定了是否突水以及影响突水量大小。防水介质条件，包括防水层厚度、岩性和结构，能够抵挡底板承压水突水，进而能够影响煤层开采的安全。
关键词：奥灰岩溶水;带压开采;含水层条件;隔水介质条件
一、煤层底板奥灰水水文地质特征
（一）水源
根据《煤矿防治水细则》附录一，对含水层的富水性和突水点进行了分类，并根据钻井装置的涌水量将含水层富水性分为弱、中、强和特强。
煤层底板岩层中存在潜水或承压水，主要是由于底部灰岩中存在岩溶裂隙和溶洞，通过分析矿区含水层的分布情况，发现奥陶系灰岩含水层的富水性主要与奥陶系灰岩岩溶发育程度有关。
从水平方向看，构造控水效果明显。矿区南部断裂发育地段奥陶系灰岩含水层富水性强，2、3号水单位涌水量3.1078～5.9602l/S.M，无断裂，岩溶发育弱，bzk3-1孔单位涌水量0.0084L/S.M，富水性弱。北部断层较少，奥陶系石灰岩含水层产水量中等，1号水的单位涌水量为0.1358 L/S.M。
从垂直方向看，井田含水层主要分布在上马家沟组上、中段及下马家沟组上段。Zk2-2号孔钻进至上马家沟组上段漏水，水2号在上马家沟组中段及下马家沟组上段掉钻，说明水井岩溶以溶洞形式出现，抽水试验，单位涌水量为3.1078 L/S.M，产水量较大。水3的单位涌水量为5.9602l/s。M产水量大，水2与水3相距不到15m，具有相同的岩溶发育层段。
（二）水压
奥陶系石灰岩的水压影响石炭系主要开采煤层底板的突水，而煤层底板是其动力源，是其动力来源，在矿界范围内奥灰水位大致是由南向北及由北向南水位降低，北部奥灰水向神头泉方向排泄，南部奥灰水向马圈泉方向排泄。井田位于地表分水岭地带，原属于奥灰水补给区，奥灰水为潜水，由于构造作用，特别是区域性大断裂赤泥泉断层的作用，致使井田南部煤层位于奥灰水位以下。
根据奥灰水位标高和奥灰顶面标高，采用如下公式可计算出水头高度及水头压力。
H =h1-h2+M=h1-h3 P=0.0098H
式中：H-水头高度，m;h1-奥灰水位标高，m;h2-煤层底板标高，m;h3-奥灰顶面标高，m;M-底板隔水层厚度，m;P-水头压力，MPa。
通过对井田内钻孔数据的统计与分析， 2、5（5+6）号煤层带压区分布范围不同，水头压力在0-3.72MPa，水压的变化总的趋势是南部高，向北渐低，局部由于断层的作用有一些变化。在动压力和静水压力的双重叠加下，它会使底板隔水层变形和破坏，造成新的结构裂缝或扩大原有的结构裂缝，同时削弱底板隔水层的强度。从而导致阻水能力的下降。
二、煤层底板隔水岩柱特征
（一）底板隔水层厚度及分布特征
煤层底至奥灰顶之间的岩石能够起到隔水的作用，统计揭露奥灰的钻孔，2号煤层底板隔水岩柱厚度般为78.52～116.11m，平均100.22m; 5（5+6）号煤层底板隔水岩柱厚度为23.84～63.08m，平均40.92m，沉积厚度较为稳定。
（二）隔水岩柱的岩性组合特征
1、本溪组岩性组合特征
本溪组在本井田是石炭系煤系地层沉积基地，平行不整合于奥陶系石灰岩侵蚀面上。带压区统计了19个揭露该层的钻孔，主要岩性为浅灰色、粉红色铝质泥岩、砂质泥岩、砂岩和石灰岩，含有1～2层薄层灰岩。
按岩性组合特征自下而上可分为两段：下段为一套铁铝岩建造，底部为山西式铁矿，呈鸡窝状，向上为铝土岩。该建造上段底部为生物碎屑灰岩，为K1的标志层，向上由泥岩、砂质泥岩、砂岩和石灰岩组成，中上部夹1～2层煤线。以上岩性组合岩层阻水能力较强，尤其是铁铝质泥岩，在无特殊构造的地层中，泥岩能够有效的防止底板灰岩突水，但在构造地带，破碎的泥岩对底板隔水作用大打折扣。
2、2號煤层底板以下太原组岩性组合特征
井田可采煤层属石炭系太原组，属晚石炭系世沉积，为滨海山前冲积平原型沉积，基底为灰-灰白色砂岩，石英含量较高，统称K2标志层（晋祠砂岩），全区发育，厚1.46～9.00m，平均厚度4.99m，较坚硬，下部为砂质泥岩、粉砂岩，中部为粉砂岩和煤层及深灰、灰色及黑色泥岩;上部为砂岩、砂质泥岩。
（三）隔水岩柱强度特征
从3个孔测试成果看，砂岩强度高于砂质泥岩高于泥岩。强度高的、完整的岩石具有很强的抗隔水性能。由于地质作用的复杂多变性，断层、陷落柱等构造能够对隔水层产生破坏，导致岩石强度降低，最终可能形成倒水通道，引发底板突水。
参考文献
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