生产矿井主要水文地质补充勘探需进一步查清的矿井水文地质条件包括：井田地下水补给边界、井田内断层的导水性、井田内导水通道。在方法上主要是物探、化探、钻探相结合，井上下抽水试验与放水试验相结合，有针对性进行立体综合勘探。通过综合勘探，结合矿井开采的实际水文地质资料，确定导水通道，圈定水害危险区，比较准确评价矿井涌水量。每个矿井应建立健全地下水观测系统（包括水量、水位、水质、水温等），特别应健全各含水层的长观孔，为矿井突水后判断水源提供正确决策。
（一）二1煤水文地质补充勘探
1.水文地质补充勘探的目的
1）进一步探查规划采区的构造分布范围及导水性情况，为防水煤柱的留设提供依据；
2）探查井田范围小煤窑的采掘边界情况、积水范围、煤柱尺寸及导水通道等，为防治小窑水提供科学依据；
3）探查二1煤下伏主要含水层之间的隔水层岩性、厚度、稳定性，隔水性能，构造破碎带对隔水层的破坏程度等；
4）探查太原组薄层灰岩及奥陶系灰岩的厚度、裂隙、岩溶发育程度、水头高度和富水性，以及两者的水力联系程度；
5）科学预测评价采区涌水量。
2.勘探工程的主要内容
（1）二1煤物探工程
根据需要解决的水文地质问题，本次规划拟对二1煤采用的物探方法有：地面三维地震和地面瞬变电磁法。
1）三维地震勘探法。三维地震是进行构造探查最有效的物探方法，此种方法对断层、陷落柱、褶曲等构造的分辨率及定量解释精度较高。本次三维地震勘探在11采区东翼、16采区东翼和21采区进行。
11采区东翼内发育有板桥河逆断层；16采区东翼发育有吴庄逆断层，边界发育有F6断层；21采区位于大冶向斜轴部，且其采区边界发育有F5断层、周山断层和F6断层。在这3个采区内进行三维地震勘探，主要目的是查明采区内断层、裂隙密集带以及21采区边界周山断层和F5断层的性质、分布和断层导水情况等，为合理留设断层煤柱及采区设计提供依据。
本次勘探面积0.8km2。
2）地面瞬变电磁法。在大平井田15采区和13采区部分工作面受老窑水威胁严重，本次规划选用地面瞬变电磁法对采区内充水采空区范围进行圈定，探清井田范围小煤窑的采掘边界情况、积水范围、煤柱尺寸及导水通道等，为防治老窑水提供科学依据。
21采区在三维地震确定断层具体位置的基础上，进一步用瞬变电磁法对断层富水性进行探查。
本次瞬变电磁勘探面积约0.65km2。
（2）二1煤水文地质钻探工程
大平矿现有的观测孔数目较少（目前奥陶系灰岩水观测孔1个，太原组L7-8薄层灰岩没有观测孔），无法对奥陶系灰岩水和太原组薄层灰岩水进行有效的动态监测，而矿井大平煤矿现已全部转入下山开采阶段，且所有工作面均带奥陶系灰岩水水压开采，此外二1煤底板太原组灰岩水对煤层安全开采的威胁也越来越大。但考虑到矿井已进入生产后期，大规模地构建观测网络已不太现实，所以根据矿井采区规划，在重点地段，有针对性的布置少量钻孔，为下部开采提供依据是最经济有效的。
本次共设计奥陶系灰岩长期观测孔3个，太原组L7-8灰岩长观孔1个。各观测孔的位置、作用、深度如表4-7所示。
1）奥陶系灰岩孔。大平井田二1煤水文地质钻探工程布置见表4-6。
表4-6 大平井田二1煤水文地质钻探工程布置
本次规划实施对矿井增补3个地面奥陶系灰岩孔：Od1，Od2和Od3。Od1设计在15采区板桥河逆断层保护煤柱内，其目的是对矿区西部奥陶系灰岩水位进行观测；Od2和Od3孔分别布置在21采区周山断层留设的保护煤柱内和F5断层保护煤柱内，目的是作为长观孔对井田东南部奥陶系灰岩水位进行观测，并对周山断层和F5断层的物探结果进行验证。
2）太原组灰岩孔。本次规划在井田下一步开采的21采区布置一个太原组L7-8灰岩地面长观孔Cd1，对太原组L7-8灰水岩位进行长期观测。
Od1，Od2，Od3和Cd1全孔进行简易水文观测，在钻孔施工完成后进行简易抽水试验。
（二）一1煤水文地质补充勘探
大平矿对一1煤的勘探程度尚停留在建井初期的精查阶段，对一1煤开采的水文地质条件认识也不是很清楚。基于大平矿一1煤层埋深，井田内构造发育情况和承受奥陶系灰岩水压的大小等综合因素考虑，一1煤最佳开采地段为矿井北部一1煤埋深较浅地段。
1.勘探任务
1）详细探明勘探区地质地层情况及构造发育情况；
2）探查勘探区一1煤层顶板太原组薄层灰岩厚度，岩溶裂隙发育程度，含（富）水性及相关水文地质参数；
3）针对奥陶系灰岩富水性分布不均匀的特征，对一1煤勘探区范围内奥陶系灰岩含水层富水性进行探查，查明奥陶系灰岩水压力，奥陶系灰岩补、径、排条件和水位动态规律，奥陶系灰岩富水性和富水强度垂直、水平方向分带规律，导水构造发育程度和顶底板含水层水力联系情况；
4）探查一1煤层底板本溪组隔水层岩性、厚度、完整程度及隔水性能；
5）通过带压系数测试重点探查奥陶系灰岩顶部古风化壳的岩溶裂隙发育情况及阻水性能；
6）探明勘探区范围内有无小煤矿开采，如有要探明其采空区范围、积水范围、积水量、积水压力及其与待掘井巷工程之间的空间关系。
2.勘探方法
（1）一1煤水文地质补勘阶段
本阶段对一1煤水文地质补充勘探主要可以运用的勘探技术有：地面三维地震勘探技术、地面瞬变电磁勘探技术、地面水文地质钻探技术和放水试验技术。具体方法如下：
1）采用地面三维地震勘探技术，探查勘探区地质、地层和构造发育情况，重点对一1煤顶底板含（隔）水层的探查；
2）采用地面瞬变电磁勘探技术，探查勘探区含、隔水层分布情况、富水情况以及勘探区范围内本矿一1煤采空区积水情况和小煤矿采空区分布情况和积水情况；
3）根据三维地震、瞬变电磁勘探结果，布置地面勘探孔，对物探结果进行探查验证，并通过在钻探过程中开展简易水文地质观测，简易抽水试验及岩石物理力学试验，具体通过对水位、单位涌水量、浆液消耗量、渗透系数、水质、同位素等参数综合分析一1煤顶、底板各含水层组的富水情况。地面勘探孔兼做放水试验观测孔。
4）根据上述勘探结果，对本区一1煤层底板奥陶系灰岩水进行井下放水试验。在井下巷道系统、排水系统形成后，在井下施工放水孔并补充少量观测孔，放水试验孔应在物探基础上合理选择孔位（井下放水孔和观测孔还兼作带压系数测试孔）。在井下放水孔放水过程中，利用已有地面勘探孔和新增的井下观测孔对一1煤层底板下伏奥陶系灰岩水、顶板L1-4含水层进行同步水位观测和水化学、同位素试验。
放水试验的主要目的：①奥陶系灰岩含水层的富水性，降落漏斗的形态及其扩展情况，确定影响半径；②查明水文地质边界条件，查明奥陶系灰岩水的补给、径流情况；③确定太原组薄层灰岩L1-4含水层和奥陶系灰岩含水层之间的水力联系；④求取水文地质参数（包括渗透系数、储水系数等），为计算矿区涌水量提供依据，并预测矿井的涌水量。
放水试验后，保留部分放水试验孔进行水位（压）、水量动态长期观测；保留部分地面观测孔作为长观孔，并将其纳入矿井井上下水情监测系统。因一1煤水文地质补充勘探不确定因素较多，其水情监测系统，需在勘探结束后根据具体情况而定，本次不对其作具体规划。
（2）一1煤巷道掘进和工作面回采阶段
1）音频电透视法。音频电透视法是利用电磁波在介质中传播时，其电流强度随介质层电阻率的大小而有规律变化的特征，进而计算出穿透各点的视电阻率相对关系，作出反映探测区域富水性的等视电阻率平面等值线图，并可结合具体水文地质条件推断出顶底板含水体的性质，富水性大小，空间形态及分布范围，为防治水工作提供依据。该方法的主要用途为：①采煤工作面底板下100m内富水区域探测；②采煤工作面顶板100m内富水范围探测；③工作面内老窑、陷落柱平面分布范围探测；④注浆效果检查。
本次一1煤开采，在采煤工作面形成后，应用音频电透视方法对工作面内部及工作面上部50m范围内富水区进行探测，为疏放顶板水提供依据。本规划还选用这种方法探测井下工作面隐伏含水断层和破坏带空间位置及其赋水性变化，注浆检查，为疏水降压等治理工作提供指导。
2）井下直流电法。井下直流电法主要用于巷道顶底板探查，工作面顶板探查和掘进堵头超前探测。具体解决以下问题：
i.巷道顶底板探查。①利用现有的巷道工作，探查深度可达100m，可探测含水层深度，局部富水体深度范围、导升高度及沿巷道方向分布宽度；②提供沿巷道方向垂向电阻率切片剖面，用于解释工作面巷道底板100m深度内的含水、导水体，潜在的突水通道、底板隔水厚度、含水层厚度、含水层原始导升高度；③要求巷道内无大范围积水。
ii.工作面顶底板探查。①改变工作方法利用巷道侧壁可以探测工作面内的隐伏含水构造；②利用多条巷道（上巷、下巷、切眼等）的数据进行立体成图——对工作面底板不同深度进行类似“CT”成像的断面、平面切片，分离出电法含水异常区域，得到视电阻率异常断面图、平面图，进行立体解释。
iii.掘进堵头超前探查。①利用巷道超前探测使用三极空间交汇探测法，可以预测堵头前方80m范围内存在的导、含水构造（断层、陷落柱、裂隙破碎带、老窑巷道），提供前方80m范围内岩石的视电阻率变化信息；②异常为相对异常，可以肯定解释异常区不会存在突水或出水的危险，解释的异常区不能肯定一定出水；③预测堵头的后方必须有不小于前方探测深度的施工空间；④智能傻瓜化资料处理，容易掌握使用。巷道掘进过程中，依据“有疑必探，先探后掘”的原则，采用井下巷道直流电法超前、垂向、侧向探测技术对一1煤层底板导水构造进行探查；采用井下钻探技术对直流电法结果进行验证，并对探查清楚的煤层底板导水构造进行综合治理；在采煤工作面形成后，直流电法在下巷中进行，同时应用音频电透视法同时在上巷和下巷中进行探查。直流电法对地质异常体在垂向上分辨比较清晰，而音频电穿透法对地质异常体的位置分辨比较清晰，因此两者结合可以取得满意的效果。
3.勘探工程布置
本次一1煤水文地质补充勘探初步在矿井北部二1煤露头区与一1煤露头区之间的区域进行，勘探步骤如下：
一1煤开采补充勘探设计→地面三维地震勘探→地面瞬变电磁勘探→地面及井下钻探工程及钻孔带压系数测试→井下放水试验。
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