王 鵬

(山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局，山西 太原 030045)

1 前言

某整合礦井為正常生產(chǎn)礦井，位于河?xùn)|煤田南部，鄉(xiāng)寧礦區(qū)臺(tái)頭(神角)精查區(qū)南部，井田內(nèi)大部分被黃土覆蓋，僅在井田溝谷中有基巖零星出露。本井田內(nèi)可采煤層1、2、9、10(9+10)號(hào)煤層，現(xiàn)開采2號(hào)煤層，日均產(chǎn)量約2 678t/d，礦井正常涌水量約150m3/d，最大涌水量約200m3/d，井田內(nèi)2號(hào)煤層富水系數(shù)為0.056～0.075m3/t。

原整合礦井關(guān)閉前開采10號(hào)煤層，平均平均每月產(chǎn)量約15 000t，日均產(chǎn)量約500t/d，礦井正常涌水量約30m3/d，最大涌水量約50m3/d，10號(hào)煤層富水系數(shù)為0.06～0.10m3/t。

2號(hào)煤層礦井水文地質(zhì)類型劃分為中等類型，10號(hào)煤層礦井水文地質(zhì)類型為中等類型。

2 礦井存在主要水害

2.1 頂板水

2號(hào)煤層位于山西組中部，充水水源主要為K8、K9砂巖裂隙含水層組。此外，通過斷層溝通，其他含水層組及大氣降水也可補(bǔ)給本含水層組，成為充水水源。2號(hào)開采后導(dǎo)水裂隙帶高度可直接勾通K8、K9砂巖含水層，使K8、K9砂巖含水層及大氣降水直接向礦井產(chǎn)生充水影響。同時(shí)區(qū)內(nèi)存在斷層， 2號(hào)煤礦坑頂板冒裂帶在大部分地段使各含水層可相互連通，使大氣降水及各含水層水在部分地段對(duì)2號(hào)煤礦坑產(chǎn)生充水影響。2號(hào)煤層開采后形成的冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶將溝通其發(fā)育范圍內(nèi)的各含水層，與其有關(guān)的各類地下水可通過冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶向礦坑充水，為礦坑充水的主要來源。

10號(hào)煤層位于太原組下部，充水水源主要為太原組K4、K3、K2灰?guī)r和砂巖裂隙含水層組，東部埋藏較淺，開采10號(hào)煤層可導(dǎo)通地表水及大氣降水。10號(hào)開采后導(dǎo)水裂隙帶裂隙可直接貫通2號(hào)煤層采空區(qū)積水，2號(hào)煤層采空區(qū)積水為礦坑充水來源之一。

2.2 奧灰水

2號(hào)、10號(hào)煤層最低底板標(biāo)高遠(yuǎn)高于奧灰水水位，奧灰水對(duì)開采2號(hào)、10號(hào)煤層無影響。

2.3 采(古)空區(qū)積水

據(jù)礦井在生產(chǎn)過程中調(diào)查，2號(hào)煤層積水區(qū)12處，積水量341 151m3；周邊采空區(qū)分布9處積水區(qū)，總積水量420 892m3。10號(hào)煤層采空積水區(qū)1處，積水量共15 100m3。采空區(qū)積水對(duì)10號(hào)煤開采受水害影響程度大，是10號(hào)煤開采的主要水害源。

2.4 地表水

10號(hào)煤層在臺(tái)頭河、鄂河溝谷有露頭，埋深0～260m，基巖風(fēng)化帶深度約50m，黃土厚度0～10m，開采10號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶高度最大85.3m。因此大氣將水及地表各溝谷水對(duì)10號(hào)煤層有充水影響。

2.5 構(gòu)造水

受紫荊山斷層及次一級(jí)斷層控制，本井田為走向北東傾向北西的單斜構(gòu)造，地層傾角3°～11°，造成地層局部靜儲(chǔ)水水量較大。

綜上所述，該礦井水害主要為采空區(qū)積水，其次為地表水、大氣降水及頂板以上導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)含水層水。

3 防治水的工作建議

在未來開采中，認(rèn)真做地表水的防治工作和 “雨季”三防工作；在采空區(qū)、小窯破壞區(qū)、井田邊界、斷層附近時(shí)，應(yīng)預(yù)留安全防水煤柱，應(yīng)做好探放水工作，確保井下排水設(shè)備的完好。堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探(鉆探)，先探后掘、先治后采”的原則[1-2]。認(rèn)真執(zhí)行《煤礦防治水規(guī)定》有關(guān)條文規(guī)定，做好礦井的防治水工作。

3.1 地表水的綜合治理

加強(qiáng)對(duì)井田內(nèi)地表低洼區(qū)和易積水部位的工程治理及井下防隔水煤柱的留設(shè)，如發(fā)現(xiàn)裂隙及其他導(dǎo)水通道，應(yīng)及時(shí)將其回填密實(shí)；通過對(duì)地表裂縫進(jìn)行填埋處理，減緩雨季降水進(jìn)入礦區(qū)的速度和水量，并對(duì)井田內(nèi)的河溝進(jìn)行全面調(diào)查，查明河溝、煤層露頭滲漏、河床塌陷等，確保礦井安全。

3.2 建立完善的排水系統(tǒng)和應(yīng)急措施

在井下保證排水設(shè)備正常運(yùn)作，主水泵必須保持完好，要定期檢修；礦井生產(chǎn)過程中要經(jīng)常檢查、核定礦井各個(gè)排水點(diǎn)排水系統(tǒng)的排水能力，確保排水系統(tǒng)暢通，并能排出礦井的最大涌水量[3]。

建立完善的井下水害應(yīng)急救援預(yù)案。增置排水設(shè)備，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，保證設(shè)備完好，以提高搶險(xiǎn)救災(zāi)能力和效果。企業(yè)要儲(chǔ)備足夠的搶險(xiǎn)物資和設(shè)備。

3.3 采空區(qū)積水的防治工作

在開采過程中，采掘至采空區(qū)和井田邊界附近時(shí)，應(yīng)預(yù)留安全防水煤柱，要密切注意周邊煤礦的采空區(qū)范圍變化情況及采空區(qū)積水情況。隨時(shí)觀察井下各種涌水、煤層變濕、松軟、煤幫出現(xiàn)滴水、淋水、礦壓增大、底板膨起、產(chǎn)生裂隙等現(xiàn)象。要認(rèn)真落實(shí)“防、堵、疏、排、截”五項(xiàng)綜合治理措施。必須堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原則。按照《煤礦防治水規(guī)定》，認(rèn)真開展防治水工作[4-5]。

3.4 地質(zhì)構(gòu)造的防治工作

井田在開采至斷層附近時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)探放水工作，要留有安全防水煤柱，井田西部各煤層底板標(biāo)高較低，煤層采空后容易積水，使礦井涌水量增大。應(yīng)做好探放水工作；還應(yīng)加強(qiáng)防范未封堵和封堵不良鉆孔的突水威脅及隱伏構(gòu)造。

3.5 建立完善水文地質(zhì)資料

強(qiáng)化生產(chǎn)過程中的礦井水文地質(zhì)工作，建立完善各種水文地質(zhì)資料臺(tái)賬和檔案，為今后的防治水工作積累資料。在井下生產(chǎn)過程中，開采至采空區(qū)及井田邊界時(shí)，并留設(shè)足夠的隔離煤柱，嚴(yán)格按照《煤礦防治水規(guī)定》的探放水原則進(jìn)行探放水。

4 結(jié)論

通過對(duì)該整合礦井的充分利用水文地質(zhì)資料，分析了礦井充水水源的主要水害情況，依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，從5個(gè)方面敘述了礦井防治水措施，為整合礦井的防治水工作提供了借鑒意義。