℃左右，說明突水補給水源應在-550m以下，是石灰系五灰水和寒武系中白云質灰巖水。從五炭巖觀測孔水位動態看，五灰水水位稍有下降（只有五灰水觀測孔在突水面附近且中間無斷層，但在突水時該孔還沒有施工完），說明五灰水是主要的補給水源。綜上認為，11090采面突水水源為石炭系二灰水，補給水源為石炭系五灰水和寒武系白云質灰巖水（圖6）。



圖6 突水水量、水溫、五灰巖水動態曲線示意圖

2.3 導水通道分析

底板破壞帶與巖溶水斷層破碎帶是兩采面底板突水的主要通道，斷層煤柱構造和裂隙發育，隔水層完整性遭到破壞，給突水提供了通道。

據突水的特征推斷，11090采面突水通道為溶蝕裂隙——管道水流系統；12010采面突水通道為與切眼成40°交角的一個構造裂隙；11090采面突水補給通道：一是襄郟背斜仰起端的石炭系灰巖隱伏露頭區，其逕流通道是襄郟背斜軸部；二是溝李封正斷層和襄郟一號正斷層交匯處的三角地帶。12010采面的補給通道微細。

2.4 突水機理分析

礦井突水的必要條件是有足夠的水量，有較大的水壓力，并受到采動的影響。兩采面突水水量較大且穩定，表明水源相對充足；突水過程造成底板斷裂或底鼓，表明水壓力較高。

從兩采面突水看，底板斷裂構造薄弱帶是造成突水的主要因素。斷裂構造在突水中的作用：一是使12010采面隱伏構造發育帶、11090采面背斜軸部等處成為突水易發生部位；二是11090采面斷裂構造發育，使各含水層具有良好的水力聯系。兩采面礦壓和水壓是底板突水的誘導、觸發因素。采動礦壓對底板的破壞主要有3種：一是離層導致層間破壞；二是采空區周邊反向作用力導致剪切破壞；三是水平拉力導致垂向破壞。采動礦壓對兩采面底板隔水層產生8～13m的破壞深度，使各個方向的先存斷裂不同程度地發生“活化”；新產生的裂隙、先存斷裂與含水體原始導升帶連通，承壓水沿著裂隙上升，沖刷結構面，裂隙軟化擴大，逐漸形成較大的過水通道導致突水。11090采面底板裂隙的突然導通致使突水來勢猛，呈爆發態，但12010采面切眼為裂隙遲到突水。綜上認為，采面突水原因在于煤層開采后，底板應力場發生了變化，斷層的拉伸張裂帶更加發育并產生裂隙，隨著采空區應力的降低，底板隔水層的抗張強度低于底板水壓力，隔水層厚度相對不足，超過彈性變形極限而出現裂隙，同時原生裂隙進一步擴張，斷層進一步被活化，終使底板隔水層斷裂，導至突水。

3 結語

1）平頂山十三礦采面底板突水規律為水量大、水壓高、水溫高，且相對穩定。11090采面突水水源為石炭系二灰水，補給水源為石炭系五灰水和寒武系白云質灰巖水；突水通道為溶蝕裂隙。12010采面突水水源為石炭系二灰水，補給水源微弱，主要通道是與切眼成40°角的構造裂隙。

2）平頂山十三礦在二灰承壓水上回采時，底板受采動影響原生裂隙再次擴張，斷層進一步被活化，隔水層度相對不足，高壓水致使隔水層斷裂，從而發生了2次突水事件。建議在二灰承壓水上采煤時，首先進行水文地質勘查，再采取防水煤巖柱等有效措施，以防止突水事故的發生。

《礦業安全與環保》 （于輝光、郭德勇、吳建亭）