A. 矿井水文地质条件
一、矿区水文地质特征
焦作矿区突水频繁，涌水量大，淹井次数多，从客观上讲，主要受矿区水文地质条件制约。具体表现是区域地下水补给量大；含水层层数多，厚度大，隔水层薄；断裂构造发育，使各含水层之间水力联系密切（图4-4）。
1.区城地下水补给充沛
焦作矿区北为太行山区，海拔标高+200～+1700m，为构造剥蚀的中低山地貌，广泛出露奥陶—寒武系巨厚（800～1000m）的碳酸盐岩，地形陡峭，深山峡谷，喀斯特裂隙发育。大气降水后由地表短暂径流转入地下径流，汇水面积2000km2左右。地下水自北和西北方向向矿区内径流，在矿区南部受到武陟隆起（前震旦系地层）和断距千米以上断层（董村、朱村、耿黄等）的阻挡，使地下水在矿区内排泄。20世纪60年代前以天然泉水的形式排泄地下水，如九里山前泉群总流量达1.6m3/s，20世纪60年代后以矿井排水和工农业用水的形式排泄地下水（Q=9.9m3/s）。
2.断裂构造控水作用强
矿区内断裂构造皆为正断层，EW，NE和NW向3组断裂构造纵横交错，互相切割，形成许多条条块块，但没有破坏奥灰的连续性，使各块段〔或井田〕奥灰水力联系密切，形成统一水位。在焦作矿区59次10m3/min以上突水事故中，断层突水占58%；100m3/min以上突水7次，其中断层突水占85.71%。在14次突水淹井事故中，因断层突水淹井占85.71%。这充分说明断裂构造对地下水的富集、径流（运移）到突水起重要控制作用。
图4-4 焦作区域水文地质图
二、矿井主要含水层及其关系
与矿井充水有直接关系的含水层，自上而下分别是第四系砂砾石含水层、二叠系砂岩含水层、石炭系太原组石灰岩含水层和奥陶寒武系石灰岩含水层。
图4-5 冲积层柱状图
第四系冲积层厚29.39～200.31m，北薄南厚。北部煤层露头带附近冲积层厚75～120m，一般85m左右。由黄土、流砂砾石层、粘土和砾岩组成。上部为黄土、流砂砾石和粘土，中下部为砾岩和粘土，含砾岩5～11层，一般6～8层，且主要集中在中下部〔5～7层〕（图4-5）。砾岩总厚14.66～40.86m，占冲积层地层总厚22.21%～37.24%分布不稳定。上部和底部砾岩含水层具双层水位，均具承压水性质。底部砾岩直接覆盖在奥灰、L2和L8隐伏露头上。水位变化与奥灰呈同步关系，一般是奥灰水补给冲积层。所以在L8露头附近冲积层水和奥灰水联合对L8补给，是演马庄—九里山井田涌水量大，与其他矿井区别的重要条件之一。
二叠系砂岩含水层分上下两层，即基岩风化带裂隙孔隙含水层和二1煤顶板砂岩含水层。基岩风化带含水层与冲积层水沟通时，富水性极强。浅部回采时，当导水裂隙带与风化带沟通时，涌水量很大。如13011工作面回采后顶板水达14.4m3/min。二1煤顶板砂岩含水层富水性较弱，对回采影响不大。
石炭系太原组厚67.1～60.93m，距奥灰5.46～16.67m，一般10m左右，由砂岩、粉砂岩、石灰岩和煤层组成，含石灰岩6～10层（图4-6）。
石灰岩总厚27.4～41.99m，占33.62%～55.71%，以L2和L8厚度大分布稳定。
L8厚4.97～13.79m，一般厚8m左右，上距二1煤底板20.65～35.73m，西薄东厚。喀斯特以裂隙发育为主，根据勘探资料，见溶洞为20%左右。全矿现有L8涌水量96.33m3/min，L8水位下降极不均衡，12采区以东水位下降明显（±0m以下），西翼水位仍保持在+40～+60m。
L2厚10.73～13.77m，一般厚12m左右，上距二1煤底板70.8～82.14m，一般75m左右，下距奥灰10m左右。喀斯特裂隙发育，水位与奥灰呈同步变化。其他矿井L2水位比奥灰低1～3m，而九里山矿二者水位相差不明显。
本区西部，五灰、六灰、七灰较发育，总厚6～7m，相对削弱了L2与L8之间隔水性质，为垂直导水形成了有利的岩性条件。
奥灰为强喀斯特含水层（图4-7），厚度大，富水性强，上距二1煤底板91.68～102.17m，一般95m左右。在浅部露头附近，奥灰与L2、L8、冲积层水力联系密切；在深部通过断裂构造补给上覆含水层。
图4-6 太原统地层柱状图
图4-7 焦作矿区中奥陶系灰岩分层柱状图
奥灰水位变化与降水关系密切，丰水期水位保持在+85～+90m，枯水期+70～+75m。1988年7、8两个月集中降雨450mm后，奥灰水位大幅度上升，最大升幅16.47m，其他含水层与奥灰同步上升，但升幅均小于奥灰。L8水位升幅最大的地段在断层带附近。1988年雨季后，全局涌水量增加102.34m3/min，其中九里山矿增加21.67m3/min，（仅12021工作面增加9.88～15m3/min）。
三、突水简述
1.突水概述
从建井至今发生1m3/min以上突水22次（表4-3）。其中5m3/min以上11次，10m3/min以上6次，30m3/min以上两次（表4-4），由表4-4可知矿井西部突水次数多，突水量大，因突水频繁，涌水量大，给矿井安全生产带来巨大的威胁；特别是矿井两翼涌水量达85m3/min以上，造成停产状态。
表4-3 九里山矿井下突水点基本情况一览表
续表
表4-4 矿井东西部突水情况统计表
2.突水原因分析
（1）突水与采掘关系：按采掘对22次1m3/min以上突水统计出掘进、回采与突水的关系（表4-5）。
表4-5 突水按采掘统计表
由表4-5可知，突水主要发生在工作面回采中，占80.95%，掘进突水全是发生在底板岩巷中，工作面突水都发生在大顶来压过程中。突水时，虽有底鼓，但大多数底鼓幅度不大，且持续时间很短就发生突水。
（2）突水与构造的关系：在22次1m3/min以上突水中，因断裂构造造成直接突水3次，在小背斜上6次。
（3）突水与含水层的关系：在11次5m3/min以上突水中，除顶板水1次外，全为L8直接突水。突水后各含水层水位都有不同程度的变化（表4-6）。
表4-6 主要突水点水位升降统计表
由表4-6可知，L8突水后各含水层水位都有不同程度的下降，值得注意的是突水也引起L2、奥灰、冲积层水位下降，这可能是L8接受浅部混合水补给的依据。
3.12031突水简况
12031工作面位于12采区东翼。工作面东西走向长435m，南北倾斜宽92.5～130m，回采标高-78～-112.4m（图4-8）。
煤层走向N5°～50°E，倾向SE，倾角7°～19°。二1煤层厚4.9～7.1m，平均厚6.4m。
二1煤伪顶为炭质泥岩，厚0.2～1.5m，直接顶板为粉砂岩厚7.1m，老顶为砂岩厚12.3m，直接顶板为炭质泥岩和粉砂岩，厚12.3m。
（1）突水简述：该工作面自1983年6月回采至今已发生4次突水，每次突水都造成工作面停产。
图4-8 12031工作面平面图
第一次是1983年7月6日突水。12031工作面1983年4月30日开采，由于伪顶较厚和生产系统不健全，推进速度比较慢。7月6日当工作面推进 26m 时，采空面积达2444m2，工作面在放顶期间，在上安全口处发生底板突水，最大水量27m3/min，稳定水量15～18m3/min。工作面停采后，一方面开掘泄水岩巷，建防水闸门一座，另一方面修复下运输巷和进行改造工作。
1982年8月13日12皮带巷突水前，在12采区L8、L2和奥灰三者水位基本一致（+80m左右），突水后L8与L2奥灰水位明显“拉开”，12031工作面突水前，L8水位+78.05m（底板承受水压1.9MPa）L2+85.28m，奥灰+85.54m，水位差7m左右。突水后L8、L2、奥灰水位差更大，L8水位下降了8.36m，L2水位下降了0.88m，奥灰水位下降了0.94m（图4-9）。
图4-9 12031突水点动态曲线（一）
第二次是1987年9月25日突水。第一次突水后由原开切眼向外80m处另开切眼，于1987年8月完成工作面改造工作恢复生产。1987年9月25日工作面推进23m，采空面积2645m2时，在工作面下风道附近突水，最大水量6.77m3/min，稳定水量5.3m3/min，该工作面总水量由11.9m3/min增至17.23m3/min，12采区总水量已达65.1m3/min。
突水后L8水位下降6.46m，L2下降0.46m，奥灰下降0.41m（图4-10）。
图4-10 12031突水点动态曲线（二）
第三次是1988年10月28日突水。第二次突水后因下风道流不出来水，重新掘进一条下风道距第二停采线18m，掘进开切眼使工作面斜长由130m缩小为90m。
1988年9月开采，10月28日当工作面推进25m，采空面积2250m2时，在上安全口和下风道附近两处发生突水，最大涌水量9.76m3/min，稳定水量7.00m3/min，该工作面总水量由10m3/min增至16.9m3/min。
此次突水正逢雨季，L8水位下降了6.77m，L2下降了0.64m，奥灰下降了0.8m（图4-11）。
图4-11 12031突水点动态曲线（三）
第四次是1993年3月30日突水。第三次突水后一二采区处于停产状态，但防治水工作仍在积极进行，1991年3月开始对12021和12041集中巷突水点进行地面注浆堵水工作，到1992年5月12021突水点已封堵结束。为扭转长期停产局面，采取综合治水与生产相结合，吸取外地经验，缩小工作面，减少矿压对底板破坏深度。1992年5月开始对12031工作面进行改造，重新掘进一条上风道，距第三停采线24m处掘进切眼，使工作面斜长由90m缩小为30m。
1993年3月10日回采前打开12皮带突水点放水降低水压。3月25日工作面推进21.5m，采空面积731m2时，老塘出水0.05m3/min，3月29日8：00推进29m，采空面积1015m2时，水量增加至0.54m3/min，工作面停产两班。3月30日又开始回采，当推进31m，采空面积1085m2时，大顶突然来压，16：20水量增加，水色发黄，17：30水量达20.88m3/min，19：58上风道槽尾外3m处上帮出水7.02m3/min，总水量达27.9m3/min。3月31日1：30水量增至32.21m3/min，4月2日3：00水量增至39.05m3/min，4月3日4：50涌水量增至44.74m3/min，最大时47.51m3/min。突水点水量明显发生四次跳跃式上升。该工作面总水量稳定在41.72～47.35m3/min。
突水后各含水层都有不同程度的下降，冲积层水位下降了644m，L8下降了20.68m，五灰下降了8.1m，L2下降了1.8m，奥灰下降了1.9m（图4-12）。
图4-12 12031突水点动态曲线（四）
12031突水后，12021集中巷和12041集中巷两突水点水量明显减少，分别减少2m3/min和1.2m3/min。其他突水点水量变化不明显。
（2）突水原因分析：与水源和水压的关系密切。突水后在出水点附近施工两个L8孔，水位+23.75～+26.87m。在标高-100m以上涌水已达55m3/min以上，L8水位仍保持如此的高水位，单位水压涌水量达3.24m3/min，单位涌水量（m3/min）降深小于1m。说明L8受L2、奥灰和冲积层水补给量大，才会发生如此大的突水。
一二采区位于L8强喀斯特裂隙富水带上，特别是12031工作面处于一个背斜构造上，北西向和北东向裂隙十分发育，底板岩石破碎，L8喀斯特裂隙更加发育，加上采动矿压影响极易引起突水。因此造成低水压突水量大。
一二采区各突水点之间水量消长不明显，但突水后L2和奥灰水位都有不同程度的下降，说明补给通道各异，补给量大。
（3）治理意见：从突水后水位水量变化可知，12031突水水源与L2、奥灰有明显关系，并且L8水位上升一次井下涌水量上升一个台阶，为防止水量增大，应切断L2和奥灰补给通道，减少矿井涌水量。因此应对突水点进行注浆堵水。一方面达到减少矿井涌水量，保证矿井安全生产，另一方面可切断补给通道为根治水害奠定基础。
四、水化学资料的几点结论
1990年西安地勘分院应用水化学及环境同位素研究方法，对焦作矿区不同层位地下水源进行采样、室内分析和测试工作。共采水样81个，其中冲积层15个，顶板砂岩11个，大原组石灰岩水样38个，奥灰17个。主要进行水质、微量元素和环境同位素（T.D）3项测定分析其结论如下：
（1）焦作矿区各含水层（Q、C3灰岩、P砂岩、O2）都是由大气降水补给形成的，不存在古生水源问题。各含水层水中均有一定氚（T）含量被测出，说明本地区地下水30年以前的水体存在很少，以第四系冲积层水和砂岩水贮留时间较长。
（2）L8水受冲积层下渗水影响形成混合水，矿区东部较西部有较大的混合比率。如九里山矿12皮带突水点冲积层水混入占31.50%，2＃放水孔（L8水）占53.8%；演马庄矿东四半突水点，占84%。
（3）第四系冲积层水矿区东西部水质化学特征有较大差异。从东向西，从北向南矿化度及硬度增大，说明与奥灰水补给有关。
（4）奥灰水中冲积层水混入率，矿区东部九里山工人村至演马庄矿一带占23%～86%；西部除焦西三水厂、耐火二厂一带大于30%外，其他地区均小于20%。
（5）九里山矿13011工作面顶板出水14.4m3/min，按其Na+降低、Ca2+，Mg2+增高，ph下降rNa/rCl比值等接近冲积层水质类型，说明冲积层水混入量较大。
五、补给与通道
九里山矿L8水主要接受奥灰L2和冲积层水补给，其补给途径主要是来自北部（浅部）和井田内隐伏构造。
北部在煤层露头附近，奥灰、L2、L8含水层被第四系冲积层覆盖，通过基岩风化裂隙或构造破裂带使其互相沟通共同对L8补给。
1.补给
浅部补给，依据连通试验和突水后各含水层水位变化即可说明来自北部的补给是存在的。
多元示踪剂连通试验资料（表4-7），即可说明浅部补给明显（图4-13）。①浅部冲积层水有明显补给，最大流速为155m/h。②浅部L8水与井下突水点联系密切，最大流速533m/h，而南部联系不明显。③浅部补给范围集中在13～15勘探线间。
图4-13 九里山矿多元水力连通试验图
表4-7 多元示踪连通试验成果表
注：分子为时间（小时），分母为直线流速（m/h）。空格为未取样，“-”为未见到示踪剂。
浅部含水层（O2～L2）补给问题，未做连通试验，但根据突水后各含水层水位变化（表4-6）和升压试验资料（见下述）均表明浅部12～15勘探线间，为一强径流带，补给明显。另外有下列地段值得注意：
（1）12皮带巷突水点以西L8水位存在一个很陡的“陡坎”水力坡度733.3‰；
（2）12031突水点（-93m）附近L8水位仍高达+27m（注1孔）；
（3）马坊泉断层南北两侧L8观侧孔水位差达20多m，突水后，断层两盘水位都有不同程度的下降（S＞5m）。
上述地段即可怀疑深部含水层补给的可能性。
2.导水通道探讨
通过突水资料分析奥灰、L2和冲积层水进入L8的途径有以下几种情况。
（1）浅部冲积层水通过L8露头直接补给；L2、奥灰水一方面补给冲积层，另一方面通过基岩风化带或构造破裂带垂直向上补给L8。
（2）马坊泉断层南北两盘L8水位差明显（达20m），北盘高、南盘低，而且突水后两盘L8水位下降都十分明显，说明L2奥灰补给L8明显。
（3）根据一二采区1m3/min以上突水点平面分布和连通试验资料结合矿井地质构造特征，认为一二采区L8存在明显的两个径流带（或称喀斯特裂隙破碎带），大致呈近东西向自浅部向深部延展，预计深部富水性较差。
（4）在井田内施工的L2奥灰孔，因封孔质量问题，造成人为的补给通道。如13-2孔，在施工中L2水曾喷出地面10多米，后因套管拔断而至今未处理。全井田内怀疑有12个L2和奥灰孔封孔质量有问题，其中奥灰3个孔，徐灰29个孔。若按平均每孔导水3～5m3/min，其补给量也是十分可观的。
另外，根据现有突水点分析，L8水进入巷道只是构造裂隙和矿压作用产生的破坏裂隙互相沟通而引起突水的。
六、涌水量预计
（1）全矿涌水量：依据突水资料用比拟法和有限单元法计算标高-225m以上涌水量为184.64～187.5m3/min；标高-450m以上涌水量244.8m3/min。
（2）浅部补给量：根据连通试验流速资料和有限单元法计算补给量33.86～54.7m3/min。
（3）东部涌水量：西部关闭后成为直线补给边界时，东部涌水量将会大幅度增加，标高-225m以上将达到48.4～58.4m3/min；标高-450m时为94.4～104.4m3/min。
如果西部一二采区补给水源及通道封堵后，东部涌水量将会大大减少，维持现状。
B. 主要矿山地质环境问题
山东省矿山地质环境问题较多，重要类型为地质环境污染和地质灾害。
一、水土污染
(一)地下水串层污染
1.串层污染现状与危害
淄博市煤炭资源经过长期的开采，特别是20世纪的大规模开采，淄博煤田已进入衰老期，境内矿山相继闭坑，目前已闭坑的矿山有6处共18个井口。根据设计服务年限，在今后5～10年内，淄博市境内的所有统配煤矿都将闭坑停产。煤矿闭坑、停排矿坑水，改变了地下水系统的原有状态，对地下水水动力场和水化学场产生重大影响，并引起地下水水质恶化，给当地居民生活和工农业生产带来不利影响。
淄博市矿区的地下水“串层”污染早在20世纪90年代初便已形成。据1990年12月提交的《淄博市矿区水资源污染调研及防治措施研究》，龙泉428号井奥灰水受上部煤系地层地下水“串层”污染，各组分的含量较其他地段的奥灰水发生了明显变化。进入90年代末，随着煤炭资源的日渐枯竭，闭坑停采的国营矿井亦随之增多，其中以淄川境内闭坑的矿井最多，该区共有国营煤矿7个，独立生产井13眼，截止到1996年已有7眼报废，其他各井亦都属衰老矿井，也将先后停采报废。目前已停采的7个独立井口其开采范围从北部罗村镇的聂村和双沟镇的双沟一线，南到龙泉镇的麓村和南旺一带，西部以王母山断层为界，东部沿10层煤风化带为界，面积约57km2。部分矿井停止排水后，地下水位急剧上升。如原寨里煤矿北斜井1996年2月初停止抽水时，矿井水位由－24m急剧回升，至今已上升至+24m左右。矿坑水位的大幅度上升已对矿区煤系下伏奥灰水及上部砂岩裂隙水形成了不同程度的污染。其中以洪山煤矿大吊桥至小吊桥一带的奥灰水受污染最为严重，地下水中SO2－4平均含量1265.4mg/L，超出生活饮用水标准5.06倍，总硬度平均含量1517mg/L，超标3.37倍。其含量不但远远高出外围地段的奥灰水，而且较矿区部分井孔终孔时奥灰水质发生了明显变化。大吊桥133号孔，1993年7月份的水质分析结果表明，奥灰水中SO2－4含量已达1320.82mg/L，总硬度1664.0mg/L。很显然，矿井水(包括煤系劣质裂隙水)位的上升，已对矿区部分地带的奥灰水形成了“串层”污染。
2.污染通道
矿坑水污染岩溶水属串层污染，其中必有污染通道，在洪山煤矿区矿坑水与岩溶水可能沟通途径有3种:一是断层构造;二是坑道钻孔;三是供水井。据初步调查，洪山矿区周边虽为断裂构造包围，但矿区内断裂不发育，存在少量小规模断层，有的未能沟通两者水力联系，对采矿有威胁的断裂在开采过程中已实施了有效的注浆封堵，因而在开采期间未发生大的突水事故。洪山煤矿确实存在坑道供水钻孔，但随地面供水井的施工，为保证矿山安全生产，该矿从1979年到1982年先后5次对井下钻孔实施了有效封堵，共减少坑道涌水量17308.8m3/d。封堵各类充水水源是矿山的一贯做法，其目的就是为了减少排水成本，保证安全生产。因此，沟通矿坑水与岩溶水的主要途径就是供水井。如前所述，本区开采岩溶水的供水井多数要穿越煤系地层，但早期施工的供水井和部分农灌井根本没有止水措施。有些供水井成井质量低劣，止水效果不好。另有部分供水井止水套管被矿坑水腐蚀或因煤矿采空区地层变形井孔扭曲，导致止水工艺失效。所有这些，都沟通了优质岩溶水与劣质煤矿矿坑水的水力联系。
尽管早已存在奥陶系含水层与矿坑水沟通的事实，但在煤矿正常生产期间，由于疏干排水，矿坑水位被降得很低，远低于同期奥陶系岩溶水水位(两者水位差多在40～50m)，岩溶水补给矿坑水，因而不存在矿坑水串层污染岩溶水问题。但一旦煤矿闭坑，停止疏排矿坑水，导致矿坑水水位的急剧抬升，当矿坑水水位高于岩溶水时，首先在沟通水井部位产生串层污染，之后污染不断扩散，污染范围也逐渐增大，直接危及生活和工农业生产供水(图9-5)。
淄博煤田洪山煤矿正常开采期间，矿坑水位被降至－24m以下，同期奥陶系岩溶水位在30～50m。1994年4月洪山矿批准报废，1996年7月矿坑水位已升到+45m，1997年8月矿坑水位上升到+73m水平，矿坑水沿斜井自流地表，而此时岩溶水位却因过量开采降至5m左右，矿坑水位高于岩溶水位近70m，从而导致大量矿坑水反向补给岩溶水，造成供水井串层污染，水质急剧恶化，洪山煤矿所在的罗村一带居民吃水困难，工农业供水发生危机，社会影响极大。
3.串层污染成因
石炭、二叠系煤系地层一般由砂岩、页岩、灰岩、煤层等互层组成，煤层是相对隔水层，在天然条件下，煤系地层中各含水层因煤层的阻隔，使彼此之间的水力联系较弱。煤层采出后，矿层顶板(含老顶板)产生断裂并错动，层位发生位移(塌陷)，且在采动影响带内出现大量裂隙，甚至使上下含水层与河水发生水力联系，破坏了地下水赋存条件。矿井停止排水或排水量减少后，随着含水层地下水位的不断上升，一方面使浅埋区优质地下水通过各种导水裂隙充入采空区转化为矿坑水形成污染，或矿区深部承压含水层的劣质水通过采空区与上部含水层发生水力联系，造成对地下水(煤系砂岩裂隙水)的“串层”污染;另一方面，当劣质矿坑水水位高于下伏优质奥陶系灰岩岩溶水水位时，将渗漏补给并对其形成“串层”污染。
淄川区位于孝妇河流域的中上游地带，是淄博煤田的主要集中分布区，矿井的大面积闭坑与停止排水，不仅对矿区及下游的工农业生产和人们生活造成严重影响，同时对流域生态环境将造成严重破坏，因此，如何妥善处理矿井排水与污染之间的矛盾，有效地遏制矿坑水对地下水环境的污染，已是目前的当务之急。
(二)油气开采区散落油污染
山东省油气资源丰富，主要分布在东营市及滨州市。多年来，油气开采活动对区内地表水、地下水和土壤环境已造成不同程度的污染。
1.东营市采油污染现状
石油开采业为东营市首要污染行业，其污染负荷占全市跨行业污染负荷的49.5%。据东营市地质环境监测报告(1996～2000年)，在该市常年监测的11条河流中，除黄河污染较轻外，织女河、阳河、淄河、小清河、广利河等10条河流污染较重，其中石油类检出率和超标率均高达100%，平均含量1.314mg/L，最大超标倍数(地表水环境质量标准Ⅲ类)70余倍。近岸海域石油类检出率亦较普遍，且多有超标现象，如盐业养殖区和自然保护区内石油类超标倍数皆为2倍多。
东营市地下水污染尤其是石油污染非常普遍，由于广泛分布不能饮用的咸水，故危害并不突出，但在浅层淡水分布区此种危害较明显。1999年对淄河沿岸地下水污染现状调查表明，淄河沿岸浅、深层地下水均受到不同程度污染，污染因子以油类为主，其次为CODCr、矿物质等。浅层地下水受污染面积45.8～52.5km2，深层地下水中油类检出最大值为1.32mg/L。
图9-5 闭坑矿山串层污染示意图
2.滨州市采油污染现状
据滨州市地质环境监测报告(1996～2000年)，对区内小清河、朱龙河、孝妇河、支脉沟、德惠新河等10条河流水质监测表明，河水中石油类检出率及超标率(按地下水Ⅲ类标准)高达100%，平均含量1.667mg/L，最大超标倍数100余倍。下河、单寺、杜店、小营、纯化5个集中采油区地下水已遭受石油类污染。
二、矿山地质灾害
目前山东省矿区地质灾害问题较为突出的矿种为煤、铁、金、建材、石膏、滑石矿等。主要灾害有采空塌陷、岩溶塌陷、矿坑突水等。
(一)采空塌陷
采空塌陷是山东省矿区最主要的地质灾害，涉及煤矿、金矿、铁矿、石膏、滑石等矿种，其中以煤矿采空塌陷造成的危害最为突出。伴随采空塌陷出现的往往还有地裂缝、山体开裂等。采空塌陷主要分布于煤矿采空区，其次是金、铁矿及石膏、滑石矿等采空区，但从突发性和对人民的生命财产安全上来讲，又以金、铁、石膏、滑石矿更为严重。全省17个城市中有10个存在规模不同的采空塌陷。塌陷面积规模较大的依次为泰安(主要分布于煤炭资源丰富的新泰、宁阳、肥城三地)、济宁(主要分布于兖州及济宁煤田)、枣庄(主要分布于滕州及陶枣煤田、峄城及底阁石膏矿区)、莱芜(四大国有煤矿区、张家洼及小官庄铁矿区、莱芜铁矿马庄矿区)、烟台(主要分布于金矿资源开采强烈的招远、莱州、牟平及龙口煤矿区)。
采空塌陷是由于矿层(体)采出后，采空区上方岩层在重力作用下发生弯曲、离层以致冒落形成的。按岩石的破坏程度，自采空区地表可划分3个不同的变形影响带，即冒落带、裂隙扩展带和弯曲变形带。有关资料表明，冒落带与裂隙带影响高度是矿层开采厚度的十倍甚至数十倍，当采空区冒落带影响到地表时，地表出现塌陷坑;若只有裂隙带发育到地表，则地表以地裂缝为主;当三带均发育时，弯曲变形带上方地表往往形成塌陷盆地，盆地中心下沉深度最大，边缘最小。由于塌陷体的四周断面与水平面的夹角较大，故塌陷盆地面积一般略大于采空区面积。
采空塌陷的影响因素错综复杂，其发生发展过程及地表形态特征主要取决于矿层条件、顶板岩性特征、地质构造和采高、开采条件等。
采空塌陷是危害极大的矿区地质灾害之一，它使地表植被、土壤及地层结构遭到破坏，严重恶化了自然生态环境，其所造成的经济损失是巨大的，直接影响着人们的生活、生产环境，严重威胁着人们的生命财产安全，制约着国民经济可持续发展健康发展。对人们生产、生活产生重大影响，山东省煤炭资源大多集中分布于山前平原及山间平原内，这些地段土地肥沃，地势平坦，又常是村镇集中、人口稠密的地段。因此，采矿引发的地面塌陷不但使其影响范围内的大量村庄被迫迁移、建筑物遭受破坏，而且使大面积良田因受地形起伏过大、地面积水、地裂缝等影响而荒废或绝产，浪费巨大的人力物力财力，甚至发生死亡事故。除去因煤炭开采而搬迁居民地的费用不计，按每亩年创收2000元计算，每年新增塌陷地约20km2，每年损失就达6000万元;荒废5年就会损失3亿元。根据经验，塌陷地若要实现复垦，每亩需投入资金平均在10000元以上，因而每年因采煤引起的地面塌陷所造成的经济损失，在不包括道路维修、建筑物拆迁费用前提下，仍在1亿元以上，这是一个非常可观的数字。采空塌陷还严重破坏公共设施、道路交通，对深部采矿构成威胁，对地表水及地下水资源产生破坏。
据近几年调查资料，山东省各类矿山采空塌陷面积为403.01km2，其中煤矿采空塌陷最大，占采空塌陷面积的97%。各主要矿种的采空塌陷现状分述如下:
1.煤矿区采空塌陷
山东省采煤历史悠久，开采方式从以往的小规模开采转入现今的机械化深部大规模开采，随着采空面积和采空范围的不断扩大，各采煤区相应的发生了一系列规模不等、形状各异的采空塌陷。据不完全统计，全省因采煤造成的采空塌陷已达800余处，累计塌陷面积392.625km2，其中农作物绝产面积大于50km2，平均万吨煤地面塌陷率达0.0037km2。山东省煤矿区采空塌陷情况见表9-3。
表9-3 山东省煤矿区采空塌陷情况统计表
塌陷的平面形态多为圆形、椭圆形的塌陷盆地，盆地中心下沉深度各地不一，最大下沉深度12.5m(肥城王瓜店)，最小下沉深度0.1m(枣庄黄庄煤矿)。其中塌陷区最大下沉深度小于1.5m，地表形态相对变化较轻的塌陷面积累计124.6km2，占全省总塌陷面积的31.74%;塌陷区下沉深度大于1.5m，地表形态相对变化较大的塌陷面积累计268.03km2，占全省总塌陷面积的68.26%。后一类塌陷分布区，地表地形起伏较大，在第四系沉积厚度较大或地下水位埋深较浅的地段，常形成季节性乃至常年性积水洼地，导致土地复垦困难或不能复垦。据不完全统计，目前，全省部分老塌陷区的常年积水面积已达48.2km2以上，造成了耕地的大面积绝产。
由于各地区成煤条件(厚度、埋深、顶底板岩性等)的差异，以及各采煤区开采方式的不同，使得各采区采空塌陷的发育规模差异较大。省内济宁、枣庄、泰安、龙口、临沂、淄博和坊子七大采煤区，除淄博采煤区的采空塌陷的发育规模较小外，其他地区的采空塌陷均较严重。尤其以济宁、枣庄、泰安三地市所辖煤田区的采空塌陷最为严重，累计塌陷面积达312.81km2，占全省采空塌陷总面积的79.67%，不但塌陷分布面积大，下沉深度深，而且积水面积广，造成的损失和社会影响亦极大。
(1)济宁煤矿区
主要包括兖州煤田、济宁煤田，可采煤层2～3层，煤层倾角8°～12°，厚度8～12m，最大18.77m，煤层埋深200～1000m不等。现有煤矿矿山企业40个。自1968年以来，各矿井陆续建成投产，现年生产能力达4838万t，开采深度100～600m。近年来，因长期大规模开采地下煤层，导致了采空区地面塌陷的相继发生。据不完全统计，区内采空塌陷面积已达127.96km2，占矿区总面积的9.91%，其中已复垦面积36km2。下沉深度一般2.5～7.5m，最大达9.2m。由于塌陷区下沉深度普遍较深，地形起伏较大，而且塌陷区第四系沉积厚度大，因此，各塌陷多为常年或季节性积水盆地。据不完全统计，塌陷区累计积水面积达20km2，平均积水深度4m。
(2)枣庄煤矿区
枣庄矿区采空塌陷主要分布于区内的西北部、中部、东南部的山前平原区，区内煤田有:陶枣煤田、官桥煤田、滕州煤田和韩台煤田，矿区面积1546km2。可采煤层6层，其中以石炭系太原组第十四层煤(煤层厚度1.4m左右)和二叠系山西组第三层煤(煤层厚度3～8m)为主要开采层，煤层埋深20～500m不等。矿区内现有采煤矿山企业18个，自1965年至今相继发生采空塌陷，累计塌陷面积达79.01km2，占矿区总面积的5.1%。目前，采空塌陷主要集中于陶枣煤田，塌陷面积45km2，其次是滕州煤田和官桥煤田，塌陷面积分别为27.51km2、6.5km2，塌陷区下沉深度一般为1～2.3m，最深9m(柴里煤矿)。
(3)泰安煤矿区
泰安市是山东重要的煤炭生产基地，煤矿主要分布于肥城、新泰、宁阳等地，含煤面积840km2，占全市总面积的10.8%，可开采面积240km2。可采煤层5～8层，煤层平均总厚度2.5～8m。全市现有煤矿矿山企业81个。采空沉陷主要分布于肥城市、新泰市及宁阳县煤田开采区，以肥城煤田沉陷面积最大，对地质环境、工农业生产及城乡建设破坏最为严重。目前，全市累计沉陷面积已达105.84km2。
2.铁矿区采空塌陷
省内铁矿采空塌陷相对较轻，尽管目前济南、莱芜、淄博等铁矿主要产地的矿山开采已具规模，但由于矿石采出后对采空区大都进行了尾矿充填，因此，铁矿采空塌陷的发生得到了有效地控制。据调查，至2002年底，全省仅发生3处采空塌陷，莱芜2处、淄博1处，累计塌陷面积2.673km2。
(1)淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子区采空塌陷
发生于1987年10月7日，塌陷的形成具有突发性特点，塌陷的平面形态呈长条状，长310m，宽8～12m，深6～8m。坑内陷入8户人家，死、伤各12人，百余间民房遭受不同程度破坏。
(2)莱芜张家洼小官庄铁矿区采空区塌陷
小官庄铁矿采空区塌陷发生于小官庄东、西采区，累计塌陷面积2.3km2，塌陷的平面形态呈圆形盆地状，其形成过程具渐变特征。塌陷盆地形成之初，首先在采空区上方产生小范围的地表沉降变形，之后，地表变形范围及沉降量由边缘向中心逐年增大，年沉降率0.69m(西采区)，至沉降中心出现圆桶状塌坑。塌坑直径10～30m，深20m，塌后坑中有积水，塌坑发生后地面沉降仍呈继续发展趋势。
(3)马庄铁矿采空区塌陷
马庄铁矿采空区塌陷发生于马庄铁矿区内，累计塌陷面积0.37km2，塌陷区沿采空区呈条带状延展1000m分布，最大塌陷坑深达10m，现塌陷已呈稳定状态。目前，马庄采空区采用了尾矿充填新技术，采空塌陷得到了有效控制，今后一般不会发生采空塌陷。
3.金矿采空区塌陷
金矿采空塌陷主要分布于胶东金矿区的招远、莱州、牟平、威海等地。据不完全统计，到目前为止，金矿开采区发生采空塌陷160多处，累计塌陷面积约0.851km2。塌陷的形态多为条形塌坑，走向与矿脉走向一致。塌坑两侧边坡陡立，地表岩体内沿矿脉走向的张性裂隙发育，裂隙宽度可达20cm，受矿脉地质特征和开采规模的控制，塌坑的发育规模(长、宽、深)差异悬殊。塌坑长度一般十余米至数十米不等，最长达800m。
4.石膏、滑石等矿区采空塌陷
山东省石膏矿储量十分丰富，石膏生产量呈逐年上升，产量供大于求，因此矿区采空塌陷也越发突出。目前采空塌陷主要分布于临沂市平邑县、苍山县石膏矿区和枣庄底阁石膏矿区，累计塌陷面积1.774km2。2001～2002年度临沂市、枣庄市国土资源局成功预报了两起石膏矿采空塌陷，避免了重大的人员伤亡和财产损失。
(1)平邑石膏矿区采空塌陷
面积0.038km2，2001年8月26日，平邑县卞桥镇石膏矿采空区发生地面塌陷，面积1万多平方米，中心区塌坑深5m多，塌陷上方正对着小东庄30多户村民住宅。由于预报成功，避免了小东庄116户村民的人员伤亡和财产损失。
(2)枣庄底阁石膏矿区
现有石膏矿山21个，多数矿山已有近20年的开采历史，开采规模已基本趋于稳定。采空沉陷始于1990年，现有塌坑16处，沉陷坑多呈东西向长条状，采空塌陷面积1.72km2，塌陷区下沉深度一般0.5～2.5m，最深处达7m。2002年5月20日21时，峄城区底阁镇市联营石膏矿区发生一次大规模地面塌陷，一次连片塌陷面积达214亩，后又续塌40余亩。由于监测准确，预报成功，避免了正在作业的6个矿井的400余名矿工的伤亡，避免经济损失460余万元。
(3)滑石矿采空区塌陷
主要分布于栖霞、莱州等地，现已发生采空塌陷3处。最大的一处发生在莱州市滑石矿采空区，塌陷形态为椭圆形盆地状，面积约0.45km2，塌陷中心下沉深度3m左右，该塌陷的发生对位于其西部的莱州市滑石矿构成了很大威胁，目前矿院围墙已有多处倾斜开裂，墙体裂缝最宽可达10cm。
(4)重晶石矿采空区塌陷
临沂、潍坊等地在开采重晶石矿的过程中，曾先后发生较大规模的采空塌陷，并造成了严重的人员伤亡事故。1981年10月，临沂市临沭县曹庄镇大哨村南500m的重晶石矿区发生采空塌陷，致使井下正在采矿的工人6人伤亡;潍坊高密市王吴乡东南西化山村附近的重晶石矿区，1982年至1986年间，亦发生两次采空塌陷，塌陷的平面形态为条带状，塌陷中心最大塌陷深度5m，累计塌陷面积4.5km2。其中1982年发生地面塌陷时致使4人死亡，直接经济损失20余万元;1986年矿区又形成一宽5m，长50～60m，深4～5m的塌坑。塌陷发生后，对部分地段进行了回填，到目前为止，矿区未再发生地面塌陷。
(二)岩溶地面塌陷
岩溶地面塌陷是一种发生在隐伏碳酸盐岩地区的突发性地质灾害。全省因开采固体矿产而引发的岩溶塌陷面积约30.6544hm2。相对于采空塌陷，岩溶塌陷面积较小，目前只局限于莱芜铁矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南金矿区3个矿区。
1.莱芜铁矿区
矿区内分布着十余处不同规模的热液交代式铁矿，自20世纪50年代末相继建矿开采。塌陷最早发生于谷家台矿区，1973年谷家台矿区大抽水，当水位降深22.4m，涌水量21385m3/d，赵庄“天窗”及其附近，沿张公清断裂东侧发生走向北北东向的突发地面塌陷群，较明显的塌陷有12处。目前，矿区地面塌陷已发展到117处，累计塌陷面积6320m2。塌陷的形态多为井筒状或坛状，直径0.4～35m，可见深度0.4～13m。塌陷造成了部分农田被毁，房屋开裂，给人们生命财产安全造成很大威胁。据调查，受岩溶塌陷影响，矿区范围内至今已有10个自然村328户被迫搬迁，不需搬迁但要维修的危房户有996户。
2.蒙阴洪沟煤矿区
1991年5月28日，洪沟煤矿地下150m处巷道发生突水事故，巷道内地下水位以2.4m/h的速度上升，次日凌晨矿井全部被淹。与此同时，距突水点0.4km的洪沟村西南、洪沟河东岸出现塌陷坑69个，形成塌陷高峰。随后，5月30日～6月3日又相继发生地面塌陷，使矿区塌陷达到78处，最后1处发生于1992年3月18日。塌陷坑群沿洪沟古河床东侧分布，在长2000m、宽400m的范围内出现塌坑148个。形态多为圆形井筒状，直径2～10m，可见深度3～5m，最深15m，最浅0.5m，累计塌陷面积约0.3km2。
3.沂南金矿区
1992年3月21日晚，沂南金矿发生突水，之后突水点上部地面即发生地面塌陷。塌陷分布于铜井镇东南1000m的铜井河床内，共有塌陷坑13个，直径1.5～7m不等，可见深度4～10m，累计塌陷面积约224m2，塌陷区内的塌陷坑现已填平。
(三)崩、滑、流等重力地质灾害
采矿引发的岩体开裂、崩塌、滑坡等重力地质灾害主要分布于胶西北中低山金矿开发区，金矿脉沿山体被采出后，如果不及时进行回填处理等，即可引发上覆岩体开裂、崩塌等。目前，在烟台市的招远、龙口、莱州、牟平等金矿区，此类重力地质灾害非常普遍，金矿毛石、尾矿不合理堆放引发的渣石流在区内也时常发生。另外，石材开发易造成边坡失稳，产生崩塌、滑坡等，此类地质灾害主要分布于鲁中南、鲁东石材开发区。
1.矸石堆引发的重力地质灾害
矸石堆自然安息角38°～40°，在人为开挖和降雨等外力作用下，易失稳引发重力灾害，如渣石流、坍塌等。自20世纪80年代以来，省内已发生较严重的矸石堆重力灾害10多起，造成20多人死亡，多人受伤。山东省枣庄煤矿北煤井一矸石堆于1994年发生坍塌，导致17人死亡、7人受伤。2002年，枣庄蒋庄煤矿一座高50余米的自燃矸石山发生塌落事故，主要原因是矿主经营煤矸石山却无任何保护措施，山体下部被挖成垂直状，上部因震动向下滑动，造成一辆汽车被埋烧焦，1人被烧焦，4人严重烧伤的严重事故。目前，全省多处矿山存在矸石堆重力地质灾害，如淄博矿业集团有7处矸石堆存在坍塌隐患。夏庄矿矸石堆坍塌，已危及附近居民的安全，应引起有关部门的重视。
2.尾矿坝引发的重力地质灾害
尾矿坝失稳造成的灾害在全省矿山中时有发生，主要分布于胶东金矿区。尾矿稳定性危害表现形式有两种:
1)水和风力的常规搬运作用造成的水土流失;
2)尾矿渣石流及尾矿库坝等重力稳定性问题。
其中以后者危害更为严重。1997年8月，招远金矿玲珑选矿厂尾矿库排水斜槽盖板发生断裂损坏，山洪挟尾矿砂顺流而下，冲毁台上村果园10余亩，农田25亩，淤塞小型水库一座，17户村民无家可归。1989年，招远金矿九曲蒋家矿区太坑巷道大量涌水，涌水把蒋家村尾矿库坝冲毁造成渣石流，造成直接经济损失50多万元。九曲蒋家村另一座尾矿库坝由于设计及施工质量差，也曾在汛期发生塌滑事故，造成较大经济损失。玲珑镇罗山河两岸堆放着几十座尾矿库，每年汛期都有大量尾矿砂淤积到界河床中，需花费大量的人力、物力清淤，给当地的经济发展造成很大影响。
三、资源毁损
(一)矿业开发占用及破坏土地资源
目前，全省矿山企业矿区总面积约8049.76km2，占全省国土总面积的5.1%。矿山开发建设占用及破坏土地的类型主要为耕地。矿山开发占用及破坏土地的方式主要有露天采矿场、固体废料场、尾矿场、地面塌陷区等。山东省土地利用率较高，2007年全省耕地面积707万hm2，人均耕地1.066亩，低于全国人均水平。近几年耕地面积逐年下降，由1990年的103013万亩降至2007年的9480万亩。
(二)地貌景观的破坏
近年来，山东工程建设高速发展(全国水泥生产第一大省及高速公路通车里程最多省份)，对水泥、砂石料等各种建筑材料需求量大增，特别是建材矿山数量迅速增多，其点多、面广，影响范围几乎涉及城乡各地，其开发引发的植被破坏、水土流失、景观损失等生态环境问题十分突出，矿山生态环境恢复工作难度非常大。长期的露天采石、采砂、采土和工程施工建设，留下或正形成许多采石(砂、土)坑、挖掘面、滚石带和众多废石(土)堆，严重破坏了地质地貌形态，使原本美丽天然的地质地貌景观变得满目疮痍，恶化了自然生态环境。
C. 主要水害治理
5.5.4.132051工作面突水治理
32051工作面发生过多次出水:
2004年11月12日4∶05，综采工作面下切口机头以上2-3架，11架，16架多处底板裂隙出水，下副巷水量达230m3/h，水无色无味，用手触摸感觉不到压力，由于水量较大，影响了工作面的安全生产，致使工作面停产治水，经分析涌水水源为L7－8灰岩。
2005年1月1日5时，工作面下端出水，水量20m3/h左右，至6∶30，水量10m3/h，10∶00水量20m3/h，6架煤层底板出水，水量40m3/h，略带压力，刚开始出水时水色发灰黑，含泥。
2005年2月12日8∶30，工作面切巷41架、21架底板出水，总水量70m3/h，略带压力，刚开始出水时水色发灰黑，含泥。致使工作面停产5d治水。
2005年6月5日4∶00，工作面切巷80～86架出水，水量20m3/h;6月6日17∶00，15架出水水量15m3/h，20架出水水量2m3/h，33～34架出水水量40m3/h，60架出水水量5m3/h，65架出水水量30m3/h，80架出水水量3m3/h，84～85架出水水量25～40m3/h，工作面总出水量150m3/h，致使工作面停产6d治水。
2005年8月4日，工作面推进到第五钻巷时，采切巷22～24，18，10～15架及5架底板再次出水，且出水点位置不固定，采切巷内当班水量增大到50～200m3/h，到8月6日零点班，采切巷内水量减小到60m3/h以下，但出水集中到工作面下尾巷。
鉴于32051工作面多次出水，从出水特征看，煤层底板不完整，存在多处裂隙带，目前31051工作面还有约400×104t储量急需开发，因此需封堵现有突水点，并对工作面煤层底板进行注浆加固。井下底板注浆改造，受空间和运输条件所限，难以进行大流量连续注浆，需建立矿井注浆系统，对底板进行注浆加固改造。
5.5.4.221采区突水治理
1992年6月17日，21采区－110m水平东大巷向东掘进过程中发生滞后突水，最大突水量900m3/h，至6月26日水量稳定在780m3/h左右，使－110m水平总涌水量由420m3/h猛增到1200m3/h，超过了－110m水平原有装机的总排水能力1000m3/h。紧急增加一台大泵和一趟排水管路后才使－110m水平排水能力与涌水量基本持平。虽然保住了－110m水平未被淹没，但这次突水灾害不仅威胁了全矿井的安全生产，使每月排水电费净增20余万元，更使本已紧张的采区接替变得更为紧张。1992年10月29日，就在局矿对该突水点进行注浆封堵的过程中，－21采区－110m水平东大巷向西掘进头再次发生滞后突水，突水量756m3/h，21下山及－110m水平绕道、泵房、水仓及－110m水平东大巷全部淹没，使+50m水平的排水能力达到满负荷，存在全井被淹没的危险，被迫全矿井停产堵水。
裴沟矿21采区突水被淹后，郑煤集团地勘公司先后堵水12次，在地面对突水点进行注浆封堵，采用先堵塞突水巷道，创造静水注浆条件，然后再封堵突水点的方法成功堵水。堵水过程中采用了国内先进的射流造浆系统和旋喷固砂等工艺，对21采区堵水的成功起到了决定性的作用。于2004年3～4月份水量明显减小。最后，21采区水量基本稳定在30m3/h左右，基本上完全堵住了当时的中奥陶统突水。但21采区地质构造复杂，采空区已被积水充满，21采区700×104t储量重新开发必须提前考虑奥灰水的防治问题。21采区恢复开采过程中将受到老窑水、底板水的威胁，预计21采区正常涌水量500m3/h，最大涌水量800m3/h。首先应完善21采区排水系统，对突水点进行井下封堵，减少矿井涌水量，对老窑水进行探放。
5.5.4.3煤层底板高压灰岩水带压开采研究
裴沟矿主要受煤层中奥陶统灰岩含水层水和太原组薄层灰岩水的威胁。其中L7－8灰岩含水层上距二1煤底10m左右，岩溶裂隙发育不均匀，富水性相对较弱，连通性较差，但在局部区域富水性较强，对矿井的安全生产构成威胁;中奥陶统灰岩平均厚度80.47m，上距二1煤底80m左右，岩溶裂隙发育含水丰富，连通性较好，该含水层与下伏寒武系灰岩为连续沉积，目前奥灰水位98m。由于中奥陶统灰岩富水性强，连通性好，难以疏干，对矿井的安全生产构成严重威胁。随着生产逐步向深部延伸，矿井采掘生产受底板L7－8，L5－6、L1－3、中奥陶统灰岩承压含水层地下水的威胁日趋严重。因此需进行二1煤带压开采研究。
(1)进行二1煤带压开采水文地质分区
在井下布置两个水位中间指示层孔，进行水文地质钻探，并利用钻孔取芯进行煤层底板阻水性能试验，测定煤层底板带压系数，指导矿井生产。
(2)煤层底板注浆加固改造
根据物探及钻探探测结果，分析煤层底板的实际情况，对煤层底板存在垂向越导通道的区段，进行注浆加固，以防堵为主，确定注浆层位。注浆层位可以是奥灰顶部含水层、薄层灰岩含水层和隔水层中的可注层位及构造薄弱带。目前，焦作和肥城等大水矿区已成功地在九里山、韩王等多个矿区实施底板注浆加固改造，取得了巨大经济效益。应对准备注浆加固的工作区编制专门设计方案，其中包括注浆层位、注浆孔布置、注浆方法、注浆系统和注浆工艺等。
(3)疏水降压
疏水降压一般在主要充水含水层(薄层灰岩含水层)中进行。可以采用疏干钻孔、疏干巷道等。对于裴沟矿，由于煤层下部的L7、L8灰岩处于煤层底板采动破坏带内，由于采动裂隙的存在，L7、L8灰岩水势必通过采动裂隙进入回采空间，增大工作面的涌水量，该层水量占矿井总水量的80%左右，在个别富水区段还可能引起涌水量过大而影响生产，因此，应对L7、L8灰岩进行超前疏水降压，减少其对工作面回采的影响。准备实施疏水降压的矿井，应进行数值模拟计算，以确定疏干漏斗和疏干水量的变化。做煤层底板疏水巷，对L7、L8灰岩水疏干降压，减少工作面涌水量。确保工作面安全生产。在樊寨井田西翼42采区及杨河井田东翼31采区在L7灰岩中做疏水巷，让L7灰岩水从疏水巷流出，减少对工作面的影响。疏水巷应尽量和采掘工程结合起来，将某些巷道在L7灰岩中施工，达到一巷多用的目的，减少专门防治水费用。
5.5.4.442采区下山过浮山寨断层防O2灰岩水
浮山寨断层为一组断层，总断距约200m，该断层与油房沟断层在李堂北呈入字形相交。4701孔于中奥陶统马家沟组灰岩见该断层，在标高－371.63m处漏水，漏失量12.50m3/h。1992年穿油房沟断层带时，突水初始水量达892m3/h，稳定水量780m3/h。根据裴沟采掘计划，42采区下山将穿越浮山寨断层，为防止奥灰突水，需防止断层裂隙带与中奥陶统灰岩含水层导通。因此42采区下山接近浮山寨断层掘进时，应制定严密的防治水措施，进行超前探测，边探边掘，对断层破碎裂隙带进行井下预注浆，超前加固断层破碎带，同时掘进过程中要采取打钻验证及注浆。
5.5.4.5磨洞王水库水体下采煤
31采区地表有磨洞王水库，水库南北带状分布，库容30万m3，水体下压煤1200万t。水库下采煤的主要危险，在于开采覆岩的导水裂缝带达到或触及上水体时，水就会通过这些裂缝透入矿井，裂缝越发育，单位时间内透入矿井的水量就越大。特别是采后的覆岩冒落带直接达到或触及水体时，矿井就会发生溃水等大事故。因此31采区开采磨洞王水库下压煤时，开采前必须进行论证，开采时井下防水设施及措施必须到位，进行地面钻探，测试岩层力学参数，并进行岩移观测，测试顶板三带发育高度，并评价对地表建筑物的损伤，防止由于开采引起坝体破裂溃水引发恶性事故。
5.5.4.6不良钻孔封闭工程
根据裴沟煤矿未封孔及封孔不良的钻孔台账得知，井田内有记载的不良钻孔共24个。其中11-9、12-42、13-17对未来生产影响较大，需进行封闭。因这些钻孔施工年代距今较长，导致钻孔资料缺失，建议对不良钻孔的资料进行重新调查和核实。处理步骤为:
1)查阅钻孔施工现场记录，确定废弃钻孔准确位置、钻孔斜度与结构。资料清楚之后，利用钻机启封钻孔，并注浆封堵。
2)如无法获取废弃钻孔记录，则在井下接近钻孔时，利用井下短距钻探探明废弃钻孔在煤层中的位置，此时还可以参考顺槽充水反映来指明探孔位置。煤层弃孔段一旦探明，首先井下注浆封堵此段，然后在地面启封钻孔，将钻孔注浆封闭。
D. 矿井水害防治的技术路线
澄合矿区提出的“监测预报，超前探测，探治结合，综合防护”四位一体综合防治水害技术体系的主要内容及目的为:
1)监测预报主要包含了两个方面的内容，一是针对相对富水区段实时监测井下涌水点、奥灰岩及K2含水层，及时地掌握涌水量的动态变化规律，从而快速判断井下突水的突水水源及类型;另一是基于水文地质条件调查分析，进行预测预报:①区域预测。区域性水害预测是建立在矿井水文地质条件分析的基础上，综合巷道施工、钻孔资料、泉水和地表水资料、地质构造、水文、水化学特征等资料，进行全面、系统的分析和研究，从宏观上确定严重突水威胁区、突水威胁区和无突水威胁区域，用以指导矿井防治水工作。②局部预报。局部的水害预报主要针对不同的采掘工作面、不同的地质构造部位和不同的含水层或隔水层进行综合分析，对采掘工作面或巷道进行水害评价;或根据近期降雨预报与井下监测结果，对突水威胁区域或严重突水威胁区进行局部或短期的预报。
监测预报是“四位一体综合防治水技术体系”的基础，而水文地质勘查是监测预报的基本手段。
2)超前探测主要是在工作面掘进前开展水文地质补充勘探，并以井下直流电法进行超前探测;工作面、巷道掘进时采用进行井下直流电法超前探测和钻孔验证，圈定水文地质异常区;工作面回采前用直流电法及音频电透视探测隔水层富水块段及原始导高，以钻探成果深化对底板水文地质条件的认识;在工作面回采过程中，实时监测水位水压变化规律，预测突水危险性。
超前探测是“四位一体综合防治水技术体系”的关键，而水文地质物探是超前探测的主要方法。
3)探治结合是根据超前探测圈定的水文地质异常区，分不同情况实施预防措施:①煤层底板存在奥灰水威胁的地段进行注浆改造，通过注浆改造底板，提高隔水层有效厚度和完整性，增强其阻水性能; ②巷道接近老窖积水区段时，应边探边采，进行探放水或构筑密闭墙，防止老矿采空区突水。探治结合是 “四位一体综合防治水技术体系”的核心，注浆改造是实现探治结合的重要途径。
4) 综合防护是采取非工程措施提前做好水害事故预防工作，主要包括: ①在突水威胁区域掘进时，设避水灾硐室，在硐室内安装电话，压风自救器，食物和水等。②在掘进头附近设立专门的报警电话，以便在水灾发生时能及时通知调度室。③实行远距离放炮等安全措施。④设立避灾路线，在井下悬挂明显避灾路线的标志，并传达到井下每位作业人员。⑤编制矿井防治水紧急处理预案，定期进行演练。⑥定期向全矿进行矿井水情水害情况通报，举行防治水专职培训和讲座。为了实现上述水害防治技术措施，具体技术路线如图 7. 1 所示。
图 7. 1 澄合矿区四位一体综合防治水技术体系图
1) 建井和生产前，开展矿区水文地质勘探，提供地质、水文地质等基础资料。全面把握区域地质构造情况、水煤空间组合关系等，分析预测充 ( 突) 水条件、水害类型等，提出预防处理措施。
2) 开展矿区水文地质探查，采用三维地震、瞬变电磁法查清主要可采煤层的底板起伏情况及地质异常体; 查清隐伏灾害性较大的含水、导水地质构造 ( 如导水裂隙发育带等突水通道) 具体位置及煤层底板导水构造的富水性平面分布规律，并对潜在突水通道作出预测。
3) 在地面物探基础上，工作面巷道掘进过程中，利用直流电法对地面物探异常区进行超前探测，其超前探测有效距离一般为 60 ～80 m。
4) 工作面巷道形成后，利用高分辨直流电法对工作面底板进行了综合探测，对工作面底板构造及其富水性进行评价，并圈定可能发生的突水危险区。
5) 采用钻探方法进行探查和验证，在查清水害威胁程度的基础上采用相应的方法和措施进行防护和治理。
6)对煤层底板存在奥灰水威胁的地段进行注浆改造，通过注浆改造底板，提高隔水层有效厚度和完整性，增强其阻水性能。
7)对存在老窖积水威胁的区段，应提前探测，加强疏排。
8)建立地下水动态监测系统，对威胁矿井安全生产的奥灰岩和K2段含水层进行动态监测，根据水压变化，制定有针对性的防治水措施。
9)进行综合防护，编制水害应急救援预案。