1)含水層的巖性和厚度以及巖溶裂隙的發育情況。特定區塊的地下水補給、徑流條件和水量。
2)隔水層和相對隔水層的厚度和巖性，它們剖面的組合關系，隔水層的阻水性，即隔水層裂隙在原始狀態下的阻水性和減壓能力，以及在開采條件下的變化。
3)斷層構造的分布，其傾角和斷層距離，斷層帶位移後兩側含水層與隔水層的關系，及其對含水層富水性和隔水層水阻力的控制作用。
淄博是壹個有著悠久礦業歷史的礦區。煤層底板出露的隔水層和含水層上下鉆孔較多，且多為取芯鉆孔，巖性和厚度數據準確，為分析煤層底板突水地質條件積累了豐富的資料。
綜合分析這些資料可以看出，淄博煤田十層底板突水的水文地質條件在礦井之間和同壹井田不同區段之間差異很大，分帶性明顯。
3.3.1.1含水層
淄博礦區十層有四個含水層，分別是徐上砂巖、徐下砂巖和奧陶系灰巖。
(1)徐上砂巖
因位於煤十層，灰之上而得名。該砂巖礦區普遍發育，矽質膠結，堅硬易碎，但厚度和層理變化較大。當只有壹層只有3 ~ 4m厚，或分成2 ~ 3層的單層只有2 ~ 3m厚時，這個砂巖組含水弱，成為相對隔水層。當單層厚度增加到10m以上時，可成為底板突水的直接含水層之壹，富含裂隙水，鉆具遇到裂縫已自動下降0.2m。石鼓礦區該砂巖單位湧水量為0.013 ~ 0.42 L/s·m，平均為0.18L/s·m；滲透系數0.1 ~ 2.18m/d，平均0.75m/d，單點最大湧水量2.126m3/min，壹個采區(600m×600m)最大湧水量8.43m3/min，水壓10.65438。
根據現有資料，整個礦區有四個區塊，該層砂巖較厚，可能成為突水的直接含水層。這四個區塊分別是:石鼓和龍泉北翼地區，砂巖分布面積約8km2，厚度7 ~ 26 m，平均15.33m；昆侖地區，分布面積13km2，厚度6.5 ~ 18.68m，平均11.9m；夏莊1井- 200m水平區，分布面積4km2，厚度1.14 ~ 13.82m，平均7m；紫菱寶山區分布面積3km2，厚度4.38 ~ 16.6m，平均9.4m
(2)徐莊組灰巖
位於10層煤與奧陶系灰巖之間的中下部，在10層煤之上約25m，奧陶系灰巖之下20m，是淄博煤層底板突水最多的含水層。當其巖溶裂隙發育並與奧陶系灰巖有較強水力聯系時，可成為奧陶系灰巖水和水壓的過渡層。此時，奧灰水對煤層底板的作用是從奧灰頂面開始的，而是從奧灰頂面開始的，使煤層與奧灰之間的隔水層減少了差不多壹半。當巖溶裂隙不發育，奧灰之間水力聯系不強時，可成為奧灰的隔水層。因此，正確認識該含水層的富水性對防治煤層底板突水具有重要作用。通過對鉆孔和突水點資料的綜合分析，該含水層具有以下四個特征:
1)其厚度和分層變化明顯且具有壹定的規律性。
在礦區，有的區塊只有壹層灰，有的區塊分兩三層，有的區塊達到四五層。層狀堆積總厚度在薄的部分只有0.14m，傾向指出，厚度可達18.29m，分層的基本變化規律是淄博向斜盆地寨裏北井以南基本有兩層，只有夏莊1、2井和黑山1井局部變為壹層。北井神馬莊北部基本分為三層，河東至風水壹帶分為四至五層，面積約13km2。嶺子明水斜和埠村向斜盆地基本是兩層。但無論分多少層，只有壹層厚而穩，是底層，其他都是薄而小的層。在淄博向斜盆地，徐灰最厚層的厚度也呈南北厚薄交替的狀態，越往北越厚。具體為雙山區7.67m、夏莊區3.5m、奎山昆侖區7.62m、龍泉石谷7.06m、北井北斜井5.28m、雙溝區8.43m、南定區6.81m、湖田區10.4m。由於灰的這種厚度和層理的變化，改變了突水的水文地質條件，在灰尖滅變薄、層理增多的地區，裂隙和巖溶的發育受到限制，富水性減弱，往往能成為奧陶系灰巖的相對隔水層，至少減少了突水時的導水和水壓作用。
2)隨著埋深的增加，徐匯巖溶的發育有減弱的趨勢。
從雙山區看，巖溶發育變化趨勢為:地表約+250m，有直徑0.5 ~ 1 m的溶洞，24號地質孔，孔口標高為+179.94m，在+29m標高，徐匯有壹溶洞，有水從孔口噴出，單位湧水量為0.15l/s·m，滲透系數為66..地表水文2號孔標高為+263.7m，在-62 m標高，徐灰芯有輕微溶蝕現象。No的地下水文學。1、2、3號孔，孔口標高為+1.74 ~-0.76 m，徐匯巖溶現象在-103 ~-106 m處較弱，根據巖心面積法統計，裂隙巖溶率為0.28% ~ 0.55%，單位湧。3號堵水孔，孔口標高為+190.04m，灰見於- 155m。巖心裂隙節理面清晰可辨，巖溶現象不明顯。水量很小，單位湧水量為0.015l/s·m，滲透系數為0.1m/d..以上資料表明，該區巖溶發育最大深度為-160 m，埋深約350m
夏莊礦壹號井區巖溶發育變化趨勢為:井下水文觀測為1孔，孔口標高為+36.4m，在+11.4m處見灰，鉆孔0.85m時，溶洞突然噴水，湧水量為1600L/min，單位湧水量為0.184 L，在第壹排水水平* * *處在-94.15 ~-136.5m處有灰，多為巖溶，單孔自流400 ~ 2340l/min，單位湧水量0.050。其中舒1號孔在- 133.67m處出灰，鉆至1.14m時突然噴水，湧水量1550L/min。萬山地質7號孔，孔口標高為+181.745m，在-172.03 m處，無明顯巖溶現象，單位湧水量為0.012l/s·m，滲透系數為0.17m/d..第二排水標高* * *，共鉆6個孔，孔口標高為-219 ~-244m，灰見於-238.84 ~-266.15m，單孔自流80 ~ 400 L/min，單位湧水量0.02 ~ 0.03 L/s·m，資料顯示該區巖溶發育最大深度為-170 m，巖溶發育最大深度為-170m
其他礦區的數據證明它和以前壹樣有規律。
徐灰的這壹特征對突水水文地質條件的變化有重要影響。越往深處，越以構造裂隙水為主，富水性逐漸減弱。只要查明構造破碎帶，徐灰就有可能轉化為奧陶系灰巖的相對隔水層。
3)徐灰的富水性具有明顯的分帶性和分段性。現有資料證明，夏莊2井、龍泉南翼、奎山井田西北部、石鼓940礦區和寨裏2井以北，由於斷層和火成巖墻的切割隔離，徐匯無露頭接受降水補給，或因厚度薄，巖溶減弱甚至不含水。而雙山白虎山逆沖斷層兩側地區、下莊義井棗園-岸上地區、石鼓2號和3號巖壁之間地區、紅山礦邢家河東地區相對富水。煤層底板突水可達5 ~ 8m3/min，疏幹穩定水量可達4 ~ 5m3/min，影響半徑可達1000 ~ 2000m。
4)徐匯富水區往往與奧陶系灰巖關系密切，本質上是奧陶系灰巖富水區。徐-灰露頭呈條帶狀，面積小。除了少數區塊被河溝沖擊層覆蓋外，大部分地區降水補給量不大。如果水量大，長期排不出去，主要是通過斷層、節理、裂隙與奧陶系灰巖之間的強水力聯系，使奧陶系灰巖得到補給。現在有很多例子可以證明這壹點。
5號孔在下莊1井- 80m水平排灰區排水，孔口標高- 80.55m，孔深36.86m，煙塵在斷層及斷層帶附近0.45m，斷層距離13m，噴出水量2.88m3/min，水壓23.3kg/cm2，噴出長軸14cm的豹紋狀石灰巖碎塊。
下莊1井190下山1903，東斷距7m的東頂山2號斷層下盤突水，水量5.74m3/min。升壓試驗證明是奧灰水補充徐灰水造成的。
在石鼓礦，向99號奧陶系灰巖觀測井投放2000公斤鹽，進行940-5號徐匯排水孔與930、940采區底板水的連通試驗。證實了該區徐匯、徐上砂巖的湧水實際上是由於奧陶系灰巖水的補給。
930出水口面積，水量為1.778m3/min。加入NaCl前，水中Cl-含量為17.73mg/L，218h後上升到23.04mg/L，2h後又回到背景值17.73mg/L。
940-5號徐匯孔排水量1.65，438+0.6m3/min。加入NaCl前，水中的Cl-含量也是65438±0 . 7 . 3mg/L，452h後上升到65438±0 . 9 . 5mg/L，22小時後又回到背景值65438±0 . 7。
940采區南翼出水點，水量0.42m3/min。加入NaCl前，水中Cl-含量在加入NaCl後452h增加到17.75mg/L，1h後又恢復到背景值17.75g/L。
放NaCl的奧陶系灰巖孔位於出水口和灰孔的斜面下。通過NaCl溶液的自然擴散，出水口和灰孔的Cl-含量終於可以長期異常，說明奧陶系灰巖供水還是比較旺盛的。
根據灰的這壹特性，通過加強對灰的勘探和疏幹降壓，可以起到兩個作用:①在補給不太強的情況下，解除奧灰的供水和對煤層底板的水壓威脅。②在補給很強的情況下，灰水壓力和水量長期不能降低，說明與奧灰有很強的水力聯系，存在奧灰突水風險，應采取其他預防措施，這樣灰水的探排實質上會起到判斷奧灰突水風險的作用。
(3)徐下砂巖組
因位於徐石灰巖之下而得名。有時直接覆蓋在奧陶系灰巖頂部，為鈣質或矽質膠結礫質砂巖，巖相變化大，大部分區域被砂質泥巖或頁巖所替代。目前已被證實存在的區塊有四個。
下莊二井區，自露頭向西北方向分布，厚度11.66 ~ 19.35 m，平均13.7m，面積約3.5km2，下莊地質孔1號鉆遇此層位，孔口自流，水文孔12號也有，單位湧水量0.60
奎山昆侖區，北灣山、小店至昆侖，分布面積約17km2，砂巖厚度4.28 ~ 12.9m，平均8.19m。
北井中心區，從十五中、紅山鋁土礦到精神病院，面積約4km2，厚度2.6 ~ 21.4m，平均6.56m。
寨裏1井淺部，鄂莊至寨裏、鄒家莊，面積約4km2，厚8.38~23.4m，平均15.6m
這種砂巖的存在對防止奧灰突水有利也有弊。有利的是，砂巖巖性堅硬，抗壓強度、抗拉強度和抗侵蝕能力高，奧陶系灰巖突水受該砂巖裂隙制約，不易發生裂隙擴展突水。不利的是，當砂巖裂隙發育並被奧灰補給時，可成為煤層底板突水含水層，與徐莊組灰巖壹樣，在奧灰水壓和水量上起著中轉作用，縮短了煤層與奧灰之間的隔水距離。
(4)奧陶系灰巖
根據現場實測剖面，淄博礦區該含水層總厚度為821m。綜合分析區域水文地質條件及相關鉆探和開采資料，淄博奧陶系灰巖具有以下四個特征:
1)露頭廣，補給條件好，動靜態儲量大。中下奧陶統厚821m，與其連續沈積的上寒武統五峰山組和長山組主要為中厚層板狀灰巖，厚度約250m。巖溶裂隙往往通過構造與下奧陶統溝通，接受的補給水可以成為奧陶系灰巖的壹部分。由此看來，淄博向斜盆地該碳酸鹽巖地層的實際補給面積為1320km2。紫菱明水斜占地450平方公裏。埠村向斜盆地270km2。特別是在淄博向斜盆地，碳酸鹽巖地層露頭區有神頭溪斷裂、殷悅斷裂、石馬斷裂、福山源弧斷裂、潮米甸漫斯河弧斷裂、何姿斷裂帶等，不僅擴大了露頭面積，而且由於構造裂縫發育，增加了降水的入滲系數，補給更加豐富。最大湧水量壹度達到443m3/min，36h總湧水量達到6022423m3。證明該含水層的補給量和給水量確實很大。
2)雖然平面和剖面上水力聯系比較廣泛，但由於構造和火成巖墻的分割，也存在局部層狀隔斷隔離。Kitaoi - 81m水平透水，相隔12km的風水泉迅速幹涸。雙山礦水平突水為-145 m，相距2.4km的梁莊、秋谷等泉群迅速幹涸，說明平面上水力聯系相當強烈。6月1976+10月17北井西巷奧陶系六段頂部突水時，該局奧陶系觀測井內水位主要為中奧陶統四段水，水位明顯下降5.07m，說明四段與六段銜接較好，可見該段上水力聯系也很緊密。這種廣泛聯系的出現，與構造垂直切割各層並沿走向延伸較遠以及巖溶水平循環帶的發育有關。但是，在某個街區也存在分區和分層隔離。比如雙山-145 m水平突水，小福泉群離出水口很近，但沒有影響。黑山新博醫院供水孔奧陶系灰巖第六段水質不好，第四段水質好。前者總硬度為34.75度，後者為15.68度。隔離了6個斷面，長期取了4個斷面的水，水質沒有受到幹擾。細河躍進井區5號、6號供水孔均為六段奧陶系灰巖水，相距僅12m，但抽水時互不幹擾，水質、水溫也不同。5號孔水溫19℃，總硬度28.84度，6號孔水溫21.5℃，總硬度33.04度。黑旺鐵礦的實際開采證實，何姿斷裂帶兩側的水溫、水量和水位存在明顯差異。兩側水溫差為65438±0.5℃。同時，東側水位比西側高出1 ~ 10m，雨季礦井湧水量為39000 m3/d，東側為65438+萬m3/d，說明平面上和剖面上也存在強弱水力聯系。但在壹定範圍內，基本上是統壹的水體，有統壹的區域地下水位和相應的動態變化。
3)淄博奧陶系灰巖雖被煤系地層所覆蓋，但隨著地層的傾斜，深部普遍富含水。造成這種現象的原因與淄博向斜壹組斷裂構造的發育有關。
4) 10~20m ~ 20m以下奧陶系灰巖頂面不富水性，具有相對的防水作用。然而，在構造奧陶系石灰巖的情況下，深水仍然可以升出頂面。
3.3.1.2含水層條件
淄博礦區煤層底板突水的主要威脅是奧陶系灰巖，其次是徐灰，部分地段還有徐上砂巖和徐下砂巖。因此，研究淄博礦區的隔水層條件，主要研究對象是十層煤、徐灰和奧灰之間的間距變化規律。二是研究隔水層或相對隔水層的阻水性，具體體現在從地下鉆孔到含水層的鉆探過程中，即使在隔水層中也經常有水，其水壓和水量具有逐漸增大的規律。
根據鉆孔資料綜合分析，淄博礦區隔水層或相對隔水層厚度變化較大，主要是由於灰分層增多，徐上砂巖和徐下砂巖增厚或尖滅。現從10-2煤至徐匯，10-2煤至奧陶系灰巖頂板，徐匯底至奧陶系灰巖頂板三個方面進行描述:
1) 10-2煤至徐匯頂最小距離為18.92m，最大距離為40m，自東向西有逐漸增厚的趨勢。若以厚層煤灰作為防突對象，10-2煤與厚層煤灰的距離為27 ~ 49m。
2)由於古風化殼的起伏，10-2煤與奧陶系灰巖之間的距離不僅在不同的礦井，而且在同壹井田內也有很大的變化。例如，在南定區，壹些塊段的平均厚度僅為55.19m，較厚的塊段為71.84m，大多數塊段為60.46m。從整個礦區來看，最薄的塊段為47.5m，最厚的塊段可達83.72m
3)徐匯底至敖匯頂的距離從埠村礦區的5.54米到紅山東北部的28.94米不等，壹般約為18米。
在煤層底板突水條件下，隔水層的隔水性能是需要分析的重要方面之壹。根據近幾年的實踐，我們發現隔水層的阻水程度也可以通過地下鉆探的實際勘探來確定。
由於煤層底板有承壓水，在水壓作用下打水文孔時，往往會出現壹種現象:即使在隔水層的頁巖、砂質頁巖中，也往往會有湧水，表現出壹定的壓力。隨著鉆孔的深入，水量和水壓逐漸增加。很明顯，不同深度的水壓差就是這壹段巖石裂隙所消耗的水頭，所以隔水層的阻水能力實際上可以直接從這種“阻水減壓”能力來表示。如石鼓井下940-1號孔，俯角27.5°，鉆進時出現以下現象:斜深50.15m的砂泥巖互層中有水湧出，但水量很小；下沈深度58.5米，砂泥巖互層中，水量0.1m3/min，水壓7.5kg/cm2；下沈深度68.25米，砂泥巖互層內，水量0.1m3/min，水壓8kg/cm2；傾斜深度為77.1m。在應時砂巖中，水量為0.15m3/min，水壓為12kg/cm2。傾斜深度116.7m，泥頁巖中水量很小，水壓22k g/cm2；傾斜深度為133.25米，在灰內。水量0.2m3/min，水壓26.5kg/cm2。
通過連通性測試，本區奧陶系灰巖與徐灰巖、徐上砂巖具有垂向滲透補給關系。根據實測奧陶系灰巖水位標高+113.12m，實際水壓為42.9kg/cm2，表明徐灰巖與奧陶系灰巖之間的隔水層降低了水壓16.4kg/cm2，徐灰巖與徐上砂巖之間的間隔，
這種降低水壓的能力在奧陶系灰巖頂面弱透水段也能表現出來，如西河奎山井北巷地下供水孔:孔深28.98m，砂質頁巖湧水量20L/min，水壓2.5kg/cm2；孔深33.61m，砂質頁巖湧水量20L/min，水壓4kg/cm2。孔深74.9m，湧水在奧陶系灰巖頂面以下14.59m，水壓6kg/cm2。孔深111m，奧灰頂面44.69m，水量99L/min，水壓14.5kg/cm2。孔深135.5m，水量851L/min，水壓17.5kg/cm2，在奧陶系灰巖頂面以下75.0m。孔深142.5m，終孔水壓18kg/cm2，水位+193m，說明奧陶系灰巖頂巖層也具有降低水壓的能力。
又如:西河礦9024防塵孔，標高-127 m，孔深63.45m，湧水量0.13m3/min，水壓5kg/cm2；孔深102.58m，奧灰頂面以下6.1m，水量0.102m3/min，水壓11kg/cm2；孔深114.68m，水量0.508m3/min，水壓27.5kg/cm2，在奧灰頂面以下。說明奧陶系灰巖頂面實際降低水壓12.1m，說明加強井下實際勘探，了解隔水層阻水情況，掌握下伏承壓含水層沿斷裂上升高度和水頭消耗，是防治突水的手段。同時表明，在地下鉆探時，在接近高壓含水層之前往往會有征兆。只要加強觀察，就能起到防噴保安全的警示作用。
3.3.1.3大地構造
構造對地下水的賦存和遷移起著決定性的控制作用。是造成直接突水的關鍵因素。因此，研究突水的水文地質條件，必須充分研究礦井、采區、工作面的構造分布規律及其對地下水的控制作用。采區和工作面的構造條件應在生產發展過程中詳細觀察和解決。根據現有的勘探和生產實際資料，可以分析判斷礦井的構造條件，對分析采區和工作面的突水水文地質也有壹定的參考作用。
幾個重點礦井的構造分布規律及其與突水的關系？
雙山區存在兩組明顯的擠壓結構面。壹個是以夏河逆掩斷層為代表的東西向擠壓結構面，與壹組走向為NW 17 ~ 26、NE36的X形斷層有關。該群形成較早，受到南北向和西北向斷層的切割和錯動。二是以白虎山逆沖斷層為代表的近南北向擠壓結構面，與壹組向遠處延伸的近南北向正斷層有關，與之相匹配的剪切斷層走向NW 62 ~ 78，NE 61。在第三個應力場中，這些構造大部分都經歷了左旋扭轉，傾向於南部或西南方向的正斷層，此時都是張扭性的。因此，本區北西向和東西向、向南或西南傾斜的正斷層為導水斷層，南北向斷裂帶為地下水扭動後的集中徑流帶。
下莊二井地區反映出三個應力場。東西向擠壓結構面以5m逆斷層為代表。南北向的擠壓結構面為白虎山逆斷層，其縱向延伸為五龍斷層和英山斷層。左旋應力場決定了礦井的構造特征，使五龍斷層和英山斷層發育為壓扭性地塹。東西向斷層為南北向斷層左旋剪切位移，南北向斷層為北西向斷層剪切位移。該區走向西北和西南、東西向傾向南的斷層為導水斷層，南北向破碎帶為地下水的徑流帶。
夏莊1井區在109和10處的低山地帶也有近東西向和近南北向的逆掩斷層，斷層距離不大。只有1 ~ 3m，但本井田內已發育了壹組東西向的地壘和地塹，它們由斷層錯距為8 ~ 12m的東頂山2號斷層和斷層錯距為11 ~ 1~3m和150m的109頂板斷層組成。第三應力場在本區主要表現為左旋扭性，故本井田三組正斷層均為東西向南向、南北向西向、北西向南西向，均為張扭性斷層，而傾向相反的為壓扭性斷層，三組張扭性斷層均為導水斷層。
在奎山地區，三個應力場的具體表現為:南北向壓應力產生壹條東西向逆斷層，斷距為12m，斷距為48m的新莊擠壓破碎帶呈平緩波狀，後發展為正斷層。近東西向的壓應力產生了躍進井的東萬山逆沖斷層。第三應力場左旋導致北西向節理張開，火成脈呈飛散狀出現，東西向斷層被南北向和北西向斷層切割並向左移位。該構造富水性和導水性與下莊地區相同。
在龍泉地區，南北向壓應力表現為三個東西向平緩波狀壓性破裂面，即南部斷層距離20 ~ 27m，中部斷層距離30 ~ 55m，北部斷層距離15 ~ 30m973。東西向壓應力產生了近南北向的973地塹。斷距22m的NE向逆斷層是第二次近東西向壓應力場的產物。左旋使南北向斷層被東西向斷層錯列，使東西向和南北向構造裂隙發育成良好的網格狀構造體系，其中東西向南傾、西北向西南傾的正斷層為導水斷層。
在石鼓地區，第壹應力場主要在井田中部形成斷層距離為25 ~ 55 m的破碎帶， 第二應力場形成兩條逆掩斷層:走向為NE 30 ~ 33，斷距為NE 20 ~ 30的石鼓背斜8m和1.9m，在應力場ⅰ和ⅱ的剪切面上形成壹系列北西向的復合斷層和巖壁，如910新上山10m正斷層、北八門口4 ~ 18m正斷層、4938 第三扭應力場使本區北西向和北東向的正斷層壓扭，相反傾向的拉扭，形成NW30的平緩褶皺，如920上善南翼、930北翼、940北翼沿地層走向的槽狀變化。從井下多次發生底板突水的事實來看，井田構造的控水特征仍然是北北東向構造為富水帶，北西向構造為導水帶。
在北井地區，第壹應力場主要表現為強烈的橫向拉伸和縱向拉伸。橫向延伸形成了近南北走向的王母山-都坡山斷裂。本井田斷層距離為190 ~ 400 m，縱向延伸形成壹條東西向正斷層。西北剪切面特別發育，形成13斷層巖壁。該區近東西向壓應力主要表現為車六井的陡傾。第三扭應力使該區部分構造處於拉張狀態，部分構造處於壓扭狀態，其富水導水情況與石鼓地區相同。從上述構造的分布特征可以初步推斷，王母山-都坡山斷裂具有劃分水文地質單元的意義，斷裂兩側的水文地質條件可能存在較大差異。東西向和西北向斷層為導水斷層，必須高度警惕。