王 鵬

(山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質局，山西 太原 030045)

1 前言

金達煤業(yè)為兼并重組礦井，兼并重組后礦井生產能力提高至12Mt/a，礦井主要含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。

二疊系下統(tǒng)山西組厚度49.22～76.50m，平均59.48m，巖性由灰黑色泥巖、砂質泥巖和灰、灰白色粉細砂巖及煤層組成，含煤6層，分別為1號、2上號、2號、3號、4號、5號煤層，4號煤層為較穩(wěn)定大部可采煤層。煤層平均總厚度1.84m，含煤系數(shù)3.09%。

石炭系上統(tǒng)太原組厚度65.10～98.69m，平均73.89m，含煤7層，分別為7上號、7號、8號、9號、10號、11號、12號煤層。煤層平均總厚10.05m。

礦井隔水層有本溪組及太原組底部泥質巖類隔水層，太原組及山西組、上、下石盒子組灰?guī)r、砂巖含水層層間泥質巖類隔水層。

對礦井充水有影響的水源主要有大氣降水、地表水、含水層水及采空區(qū)水，其影響程度取決于上述各水體的發(fā)育程度或富水性，以及水體同開采煤層的關系。

2 礦井涌水量構成及預測

2.1 礦井涌水量構成

本煤礦未發(fā)生過礦井涌水、突水現(xiàn)象，礦井充水多以頂板滲水、淋水為主。

2.2 礦井涌水量預測

由于本煤礦有多年的開采歷史，礦井涌水量與礦井產量有一定的相關性，因此，可用類比法預計礦井涌

水量。

礦井涌水量預計公式為[1]

Kp=Qo/Po

Q=Kp×P

式中：Kp——含水系數(shù)，m3/t；

Qo——礦井涌水量，m3/d；

Po——產量，t/d；

P——設計生產能力。

金達煤業(yè)現(xiàn)開采10號煤層，目前礦井現(xiàn)實際生產120萬t/年，現(xiàn)礦井正常涌水量600m3/d(25.0m3/h)，最大涌水量804m3/d(33.5m3/h)。礦井核定生產能力150萬t/年，平均日產量4 545t/d。經(jīng)計算，經(jīng)計算目前本礦富水系數(shù)為0.165～0.221m3/t。當?shù)V井生產能力達到150萬t/年時，預計礦井正常涌水量為750m3/d(31.25m3/h)，礦井最大涌水量為1 005m3/d(41.88m3/h)。

煤礦內11號煤層尚未開采，相鄰礦也未采。由于煤礦內9號、10號、11號煤層同屬于太原組，且太原組含水層富水性弱- 中等，層間距很小。9號、10號、11號煤層水文地質條件相似，故煤礦內開采11號煤層，礦井生產能力達150萬t/年時，預測礦井涌水量與9號10號煤層相近。

今后隨著開采范圍的不斷擴大，井下涌水量可能會增加，必須引起高度注意。另外，在煤層埋藏較淺的區(qū)段開采時，必須加強雨季地面的巡視工作，防止雨季洪水通過裂隙或尚未發(fā)現(xiàn)的廢棄小窯巷道直接導入礦井而發(fā)生水害事故，必須嚴格按照《煤礦防治水細則》執(zhí)行，加強礦井水文地質工作和防治水工作。

3 煤礦水害防治措施

煤礦內4號煤層已基本采空，9號煤層已大部采空，現(xiàn)開采10號煤層，10號煤層已部分采空。據(jù)調查井下主要出水點3個，其涌水情況見表1。

表1 煤礦涌水點情況統(tǒng)計表

本煤礦主要水害是采(古)空區(qū)積水，礦井水害防治措施有以下幾個方面。

3.1 地面防水

(1)本煤礦井口和工業(yè)廣場大多在溝谷邊緣，雖然高于當?shù)刈罡吆樗?，但應在井口上緣相關地段挖鑿截洪溝，防止山坡洪水對礦井造成危害。

(2)矸石和爐渣等固體廢物不得棄于河中，以免淤積河床，造成堵塞。

3.2 井下防治水

(1)必須按礦井設計留設礦界、村莊煤柱及防水煤柱。

(2)堅持“預測預報，有掘必探，探掘分離，先探后掘，先治后采”的方針，因此在井下生產，特別是在采空區(qū)附近的煤層開采時，要提前進行探放水，防止造成透水事故[2]。

3.3 防治水應急預案

(1)經(jīng)鑒定有較大出水和突水威脅或水災已發(fā)生后，應緊急啟動并進入突水事故應急救援預案工作。調度按預案通知所有水害搶險、營救、處理指揮部成員到調度待命。

①跟班隊長、班長和安監(jiān)員要負責迅速撤出受水威脅人員，清點人數(shù)，同時按預案程序要求，將具體情況迅速、準確報告礦調度和隊值班。

②礦調度負責通知所有受水威脅地點的人員撤離，其他受水威脅地點的人員接到調度通知后，跟班隊長、班長和安監(jiān)員要迅速負責按避災路線撤出受水威脅人員，清點人數(shù)，同時報告礦調度和隊值班。

③施工單位跟班隊長、班長要密切監(jiān)測水情變化和所有水泵的排水情況，并與礦調度保持密切聯(lián)系。

④礦值班調度員接到匯報后，做好記錄，同時按該預案匯報有關領導，通知搶險、營救的相關單位做好待命準備。并與施工單位跟班隊長、班長保持密切聯(lián)系，掌握水情進展情況。

⑤在具備通風條件的收作上山上口附近建立現(xiàn)場指揮站，負責上傳下達和現(xiàn)場搶險的領導、平衡?，F(xiàn)場指揮站備有救生器、擔架、醫(yī)藥急救器材和其他救災設備、工具、材料等。

⑥有關礦領導接到調度電話通知后，會同相關職能科室和搶救、營救、處理指揮部成員一道深入現(xiàn)場，收集水文資料后，與指揮部成員制定方案進行實施。

⑦當發(fā)生遇險人員被困時，要及時通知礦山救護隊，礦山救護隊根據(jù)指揮部的命令，按照事故搶險、營救、處理方案，積極實施搶險救援工作。

⑧相關單位按預案準備足夠的救災材料，待命。

(2)當工作面產生突水，兩巷道排水能力能滿足時，要安排專人加強排水系統(tǒng)維護及排水，排水設備及設施保持正常運轉，排水路線暢通。

(3)當工作面突水水量增加較快、預計排水能力達不到或排水能力已不能滿足時，要切斷電源，按避災路線迅速撤離，進入安全地帶。

(4)啟動應急預案到結束，保運隊和供電隊要檢測中央泵房的排水能力和中央變電所安全狀況。當中央泵房的排水能力，出現(xiàn)危險信號時，要超前及時匯報，緊急啟動第二層次的礦井水害搶救、營救、處理應急預案。

(5)事故處理結束后，恢復事故破壞的各個生產系統(tǒng)，使之正常運轉，搶險救災指揮部工作方可結束。

4 結論

通過對礦井的涌水量進行了預測，并提出了煤礦水害防治水措施。研究結果表明，礦井實際生產120萬t/年，礦井正常涌水量600m3/d，最大涌水量804m3/d。當?shù)V井生產能力達到150萬t/年時，預計礦井正常涌水量為750m3/d，礦井最大涌水量為1 005m3/d。