二1煤层是超化煤矿的主采煤层，煤层上下主要有5个含水层，即第四系砾石含水层；二叠系砂岩裂隙含水层；石炭系上段L7-8灰岩含水层；石炭系下段L1-3灰岩含水层；奥陶系灰岩含水层。其中L1-3灰岩和奥陶系灰岩是矿区的主要充水含水层，尤其是奥陶系灰岩厚度达70m，岩溶发育，含水丰富，上距二1煤层近百米，一般情况下不会对矿井安全构成威胁。但如果有深切割张性断层或类似的垂直通道，往往将其与其它含水层连通，从而造成大的突水灾害。
二1煤层与O2灰岩之间发育有3个主要隔水层，即底板泥岩隔水层；太原组砂泥岩隔水层；本溪组铝质泥岩隔水层。其总厚度在60m以上，层位稳定，隔水性能良好。
3、突水水源及导水通道分析
突水发生后，附近O2观测孔水位皆有不同程度的下降，因此判断突水水源是下部奥灰水。21下山巷道施工层位是二1煤层，该层下距O2灰岩80m以上，中间有多层隔水层，除非有大的垂向导水构造连通，O2灰岩水不会对21下山形成威胁，而巷道出水点附近在掘进过程中没有揭露大的构造，基本上可以排除构造导水的可能性。
有关矿井地质图件显示，距突水点不远处有一个正在使用的水井—2号水井，该水井揭露了O2灰岩，在O2灰岩顶界面以上下有套管，套管下端用牛皮止水，因止水段较短，所以O2灰岩水有可能通过2号水井套管壁外空隙涌入巷道，从而造成本次突水事故。经过分析认为2号水井是本次突水的导水通道。
裴沟矿32051（上炮）工作面
出水情况分析报告
一、工作面概况：
32051（上炮）工作面位于32采区东翼下部，西为32皮带下山，东邻32051（综）工作面采空区，北邻32031（综）综采工作面采空区，南邻32051（下炮）工作面采空区（局部位于其采空区内），工作面走向长219～239m，倾向长47～83m，工作面标高-276.5～-242.6m，工作面已回采142m，剩余可采长度88m。工作面原生煤厚在0.2m～12.9m之间，残余煤厚2.0m，平均煤厚6.0m。该工作面于2011年8月26日开始回采至2011年11月14日之前，下副巷只有少量顶板淋水和底板渗水。 二、工作面水文地质条件分析
工作面顶板充水含水层主要为二叠系砂岩裂隙含水层，裂隙发育不均，富水性弱，易疏干，对工作面正常生产基本无威胁。
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工作面底板充水含水层主要有石炭系L7-8、L5-6、L1-3薄层灰岩岩溶裂隙含水层和奥陶系中统马家沟组（O2）灰岩岩溶裂隙含水层。底板直接充水含水层为L7-8灰岩含水层，平均厚度10.02m。工作面内二1煤底距L7-8灰岩顶平均厚度8m，裂隙发育不均，富水性弱，经过多年的疏放，对矿井的安全生产已构不成威胁。底板间接充水含水层为L5-6、L1-3、O2灰岩含水层。L5-6灰岩厚度3m左右，裂隙不发育富水性弱，可作为二1煤层底板隔水岩柱的一部份。L1-3灰岩厚度10m左右，据杨河井田L1-3水位观测孔井2孔和O2水位观测孔11-补75水位观测资料显示，其水位值基本相等，因此可将L1-3灰岩作为O2灰岩含水层的原始导高带。O2含水层厚度80.47m，距O2灰岩顶80m左右，东厚西薄，工作面底板承受的O2水压在3.0～4.0Mpa之间。O2灰岩岩溶裂隙发育，含水丰富，连通性较好，q=0.00016～3.22L/sm，k=0.00026～6.37m /d，水质类型HCO3-Ca.Mg，该含水层与下伏寒武系灰岩为连续沉积。由于O2灰岩富水性强，动水量大，很难疏干，对工作面的安全生产最具威胁。 三、周边工作面回采出水情况简介
1、32051（上炮）周边回采了32031（综）、32051（下炮）和32051综采工作面，其中32031（综）工作面2008年4月开始回采，2011年3月回采结束，回采期间进行了底板注浆改造，终孔层位为L1-3灰岩，钻孔间距为30～50米，改造后工作面不受底板水害威胁，
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水量在3～5 m/h；32051（下炮）工作面2007年11月份开始回采，2008年4月份结束，回采前已在32051综采回采期间（2006年10月至2007年7月）进行了底板注浆加固，工
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作面回采期间，只有上副巷局部底板渗水，水量4 m/h左右；32051（综）工作面回采期间底板水害威胁严重。
2、32051综采工作面出水情况简介
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32051综采工作面2004年4月22日开始回采，前7个月生产期间,工作面总水量150m/h，
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主要以顶板水为主(100m/h)，另有下顺槽掘进期间底板水50m/h；2004年11月12日，工
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作面推进326m,采切巷下切口往上2～5m处底板出水，水量70～90m/h，工作面总水量增大
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到290m/h；2004年12月31日,工作面推进385m，下切口往上15～23m范围内出水,工作面
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总水量增大到600m/h，采取适当的防治水措施后工作面水量逐渐减小到350m/h； 2005年6月6日,工作面推进588m，采切巷内底板出水,且出水点位置上移,最高到下切口往上118～125m,最后出水主要集中在112～123m处,另外下部出水点也较多，工作面总水量再次增大到
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600m/h； 2005年8月4日，工作面推进660m, 下切口往上8m、27m、 33～36m处底板出
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水,且出水点位置不固定，采切巷内当班水量增大到150～200m/h，加上采空区侧涌水量，
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两天后工作面总水量由693m/h增大并最后稳定在1500m/h。
32051综采工作面突水后，通过及时监测水量及O2水位观测孔水位的变化，并提取了5个水样进行化验，与矿井历年来提取的标准L7-8灰岩水、O2灰岩水水质特征进行比对，并综合分析工作面水文地质条件后判定：32051工作面底板出水水源以O2灰岩水为主，L7-8灰岩水为辅，出水通道为底板构造裂隙、采动裂隙及小断层。突水原因为随着矿井开采向深部延伸，矿山压力及底板水压逐渐增大，在矿山压力和采动影响下，底板形成的 “下三带”裂隙向下延伸，同时具有较大水压力的底板O2灰岩承压水沿断层面及裂隙面向上的应力作用导致断层带及裂隙带充填物被破坏形成薄弱带，底板承压水由薄弱带突出，在断层带及底板裂隙带充填物不断被冲刷的情况下导水通道逐渐畅通，水量也随之逐渐增加。
根据32051工作面底板出水水源以O2为主，涌水量大，短期内无法疏干的特点，采取了“疏、堵、防”结合的综合治理措施。工作面水量由1500m3/h减小到700m3/h，达到了预期效果。通过对剩余段进行全面注浆改造后工作面于2008年4月28日安全回采结束。 四、回采前采取的防治水措施
1、由于该工作面底板已在32051综采回采期间（2006年10月至2007年7月）进行
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了底板注浆加固，共施工42个钻孔（其中施工检查孔7个），单孔最大涌水量80m/h，水压
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3.5MPa。合计钻探进尺5150米，共注水泥3874.5吨，黄土2979方。
2、回采前进行了直流电法物探，物探结果无低阻异常区（阻值在100～200范围内）。
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3、由于原底板注浆加固钻孔，个别水量大于20m/h。按照集团公司要求，我矿制定了《32051（上炮）工作面底板打钻验证设计及安全技术措施》，并报集团公司批复，按批复要求设计验证钻孔3个，实际按设计施工钻孔3个，验证终孔层位进入L1-3灰岩底，单孔涌
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水量2～18m/h，水压2～2.5MPa，共注水泥218吨，黄土228方。 五、工作面出水经过
2011年11月14日8点班该工作面切巷推进至上副巷上7测点东18.3m下副巷下5测
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点东35m处时切巷50架舍帮出水，水量从3m/h逐渐增大，水色浑浊，出水点位置不稳定。造成下副巷、流水巷及-300大巷局部淤积严重。工作面被迫停产。11月16日8点班水量增
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大至986m/h，出水点位置转移至下尾巷附近，水色逐渐变清，水量趋于稳定。 六、出水后采取的措施
1、疏水
为减轻下副巷及流水巷的排水能力，经集团公司防治水技术部和矿共同研究决定，首先是利用-300轨道巷向32051（上炮）工作面下副巷打疏水钻孔，其次向出水点附近做疏水巷。2011年12月4日-300疏水巷与出水通道导通，将32051（上炮）下副巷涌水导入-300轨道巷，并由-300轨道巷排出，解决了下副巷的排水压力。
2、堵水
2011年11月23日开始裴沟矿根据集团公司防治水部批复，在-300轨道巷向出水点附近打钻注浆，采用“堵源截流”和帷幕注浆相结合的方式封堵32051（上炮）工作面出水点。共设计钻孔48个，已施工结束37个，累计打钻进尺4119米，注水泥10498.5吨，黄土1171
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方，截止目前出水点水量已减少700 m/h左右，目前剩余水量300m/h左右。该项工作目前正在进行中。
七、出水原因分析
1、水源分析
（1）在出水点取水样进行水质化验分析，结果与O2灰岩水特征相近。
（2）通过对O2灰岩水位观测孔进行观测，出水前，水位受季节雨水影响呈上升趋势，出水后，有明显下降趋势。
（3）涌水量较大，长时间不衰减，且较稳定。
通过上述分析，结合裴沟矿二1煤以下各含水层特征，此次突水水源以O2灰岩水为主。 2、出水通道分析
出水点附近未见明显构造发育，该区域水文地质条件复杂，预计出水通道为底板构造裂隙、采动裂隙及局部煤层底板以下存在隐伏构造。
3、由于焦作九里山煤与瓦斯突出事故和义煤千秋矿冲击地压事故，全省矿井停产，工作面恢复生产推进速度慢，导致底板扰动加深，有效隔水层厚度变薄。
4、该出水点位置处于32051（下炮）工作面采空区内，刚好是应力叠加区，也导致底板扰动加深。
5、注浆加固不到位：工作面虽然在32051综采回采期间（2006年10月至2007年7月）进行了底板注浆加固，但钻孔终孔间距过大（40～50米），在涌水量较大的钻孔附近没有施
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工验证孔或验证孔水量仍大于20m/h，没有继续验证。导致注浆加固存在空白区域，使该区域底板加固效果不佳，大的裂隙没有得到有效加固。
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6、验证钻孔覆盖范围小：工作面回采前只对钻孔水量在60～80 m/h的区域施工了3
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个验证孔，出水点附近钻孔水量在40 m/h左右，没有进行打钻验证。 八、防范措施
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1、工作面回采前要采取多种手段，认真分析查明底板含水层富水状况和隐伏构造，采取切实可行的措施避免底板突水。
2、对现有的底板注浆加固地点严格按照《郑煤集团公司矿井防治水管理手册》的有关规定重新排查，对存在的问题及时采取措施处理，钻孔终孔间距控制在30米以内，验证孔
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水量大于20m/h的，要在两侧继续布置检查孔，直至水量小于10m/h；
3、要加强底板注浆过程跟踪监控，专人负责，对注浆加固施工中存在的问题要及时分析采取措施。
4、要采用物探、钻探、注浆量等方法，来验证注浆加固效果，保证底板注浆加固质量。
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