山东良庄矿业有限公司山东新泰271219
摘要：本文以山东良庄矿业有限公司井田大、中型地质构造为例，以井田内200余条断层实际揭露资料，结合勘探钻孔、补勘等资料，对其含导水性进行研究，总结出了断层是否具有突水危险性的根本原因及决定因素，提出了大、中型地质构造突水防治的方法。
关键词：地质构造；含导水；研究；防治
地质构造是影响矿井突水的重要因素，岩层中的断层、裂隙、节理等都是导水的优势面，特别是大中型地质构造，有的本身就能导水、含水，有的在水压和采掘活动的破坏下也会活化为导水断层。当采掘活动接近较大落差地质构造时，由于对盘富水性、岩层组合特性和断层的含导水性的影响，导致断层突水，危及矿井安全，影响矿井生产，造成经济损失。因此超前研究井田大中型地质构造的含、导水性及其危害程度，并提前在采掘工程平面图上标出防水警戒线，对防止断层突水具有重要意义。
一、良庄井田水文地质条件分析：
良庄井田位于新汶煤田的中部，处于蒙山和莲花山之间的山间盆地，地表大部分被第四系覆盖，南部为基岩裸露区。水文地质条件属中等至复杂的矿床类型，补给循环条件良好、富水性较强，尤其是下伏徐、草、奥灰地面出露广，接受大气降水和第四系潜水补给强烈，动水量大。
二、井田内大、中型地质构造含、导水性分析：
1、决定断层是否突水的危险性的根本原因：一是断层是否贯穿了强含水层或接触到水体；二是断层带本身的导水性能（包括其两侧的破碎带）。根据分析，断层及其破碎带是否导水，主要决定于以下四个因素：
一是断层的力学性质：通常由挤压或压扭所造成的断层或破碎带，导水性弱；由张力或张扭力所造成的断裂面或破碎带，导水性较好。
二是断层面与岩层的夹角大小和断层带两侧的岩性条件：断层面与岩层的夹角较小或接近平行，其导水性较差；反之则导水性较好。断层带两侧如果都是坚硬脆性的岩石，则导水性强一些；断层的一侧为坚硬岩石，另一侧为较软岩石，则断层带的充填情况好一些，其导水性也要小些；断层带两侧均为较软弱岩层，则断层带的充填情况好，其导水性也将相应地减弱，甚至不导水。
三是断层带固有的阻水能力和可能承受静水压力的大小：断层的“导水性”和“不导水性”，都是以一定的静水压力为转移的。当断层带的固有阻水能力大于所承受的静水压力时，就表现为不导水；反之则导水。至于断层的阻水能力，主要决定于断层的力学性质和断层两侧的岩性和采矿活动可能对断层引起的破碎。
四是因采矿活动引起的采动影响及矿山压力和地压对断层带重复作用：掘进巷道或回采工作面揭露断层时，受构造影响断层附近地层破碎，加之矿山压力的作用，巷道煤壁形成向下的垂向压力，使巷道底板受到向上的底鼓压力，该压力从底板破碎处被释放，导致原有的断层裂隙进一步扩大，并最终通过断层与含水层（徐、奥灰）已有的岩溶裂隙连通，形成直达后组煤底板的突水通道。张性断裂构造的发育导致底板破碎，实际减小了至徐、奥灰含水层的有效隔水层厚度，这是导致突水的决定性因素。
三、断层水害发生的机理：
1、导水断层引起的突水：采掘工程一旦揭露含水、导水断层即可引发突水。如果断层富水性和导水性都很好，则可能引发爆发型突水。这种突水的特点是：一旦揭露突水，在很短时间内就会达到最大突水量，然后有所回落，如果补给水源充足，则突水量稳定于一个较大值。
2、采动引起的断层突水：在采动作用影响下，采场断层会发生重新活动，有人将这种过程形象地称为“断层的活化”。断层面（带）的重新活动会使断层的导水性发生变化，断层面带附近伴生裂隙的性状改变同样会引发突水。
3、采掘工程造成的二次应力对采场断层的影响表现在两个方面。其一是使断层发生重新活动，使原来已“胶结”的断层面重新剪开，使断层两盘由粘接状态变为断开状态；其二是使断层端部及断层派生节理发生扩展，从而使断层带及其附近岩体的渗透性大大增强。
四、大、中型地质构造突水防治：
1、断层作为导水通道是大量存在且是最具有代表性的，对断层的水文地质评价首先应基于构造分析原理对不同级别和不同序次的断层进行构造解析；其次，应探讨并评价断层发育方向和断层内部结构对突水的控制作用、断裂构造突水机制、断层的活化及其滞后突水现象等。
2、井巷施工以尽量避开大、中型地质构造为原则，凡巷道在接近对盘为徐、奥灰的断层之前，均按照“有疑必探”的原则，从而合理的留设断层防水煤（岩）柱，防止断层突水事故的发生。
3、合理布置工作面与地质构造的位置：
当工作面推进方向与断层走向一致时，由于采动后断层两盘覆岩移动相对均衡，受采动影响的断层活化高度较小，对断层含导水影响较小；当工作面推进方向与断层走向垂直或近于垂直时，由于采动后断层两盘覆岩移动不均衡，受采动影响的断层活化高度较大，则对断层含导水影响较大。
断层与工作面位置相同时，正断层比逆断层、倾角大的断层比倾角小的断层、切穿整个工作面的断层比未切穿整个工作面的断层、落差大的断层比落差小的断层对突水的影响大。
靠近停采线或离切眼远的断层比距切眼近的断层受采动影响的活化程度大，易发生断层突水。回采工作面应尽可能平行断层走向布置，当工作面走向与断层走向一致时，工作面应尽可能与断层倾向一致。
五、结论：
根据上述资料及新汶矿区各矿揭露断层的资料，本井田断层含、导水性的主要因素取决于断层带的自然状态、与强含水层的相互关系及采矿生产的影响，其规律性如下：
1、断层带在自然状态下本身结构致密，具有一定隔水性能，揭露部位皆为非含水地层接触，远离较强含水层（大于安全隔水层厚度）时，则该部位该断层带多是封闭式的，处于隔水状态，既不含水也不导水。揭露处遇弱含水层时，则此处断层带含、导水性弱，只有少量淋水及断层带松软物质冒落现象。
2、断层带在自然状态下本身结构致密，含水性不强，但揭露部位距离强含水层较近（小于安全隔水层厚度）时，由于采矿生产影响，使断层带自然状态遭受破坏而处于导水状态，造成含水层井下突水。这种突水的可能性取决于对盘含水层的富水性强弱、水头压力大小及断层附近隔水岩层的力学强度，并随着含水层的疏水降压而逐渐减小。
3、断层带揭露部位位于对盘中、强含水层对口接触处，则该处断层带处于既含水又导水状态，而导致井下突水，突水量大小取决于对盘含水层的富水性强弱及水头压力大小。在这种情况下，应充分重视大断层附近的派生小断层，这些小断层也往往造成井下突水。
4、大、中型地质构造经过了多次的构造运动，特别是后期的活动，使得断层带内岩石极为破碎，当产生的角砾又未被胶结时，就为地下水的存储及运移提供了较好的空间，储存有丰富的地下水，同时接受地表水的补给，因此在遇构造出水时，首先表现为静储量的释放，随着出水通道内的充填物进一步被水流携带，通道更加畅通，出水通道断面增加，水量也会增加。
5、断层突水可分为两种基本类型，一种是导水断层引发的突水，第二种是断层本身并不导水，由于采动影响，断裂带再扩展而导致突水。前者在掘进或回采中遇到就会发生突水，后者则往往导致滞后突水，两种类型断裂突水具有不同的机制和特点。