中岳煤礦礦井充水分析及水害防治措施

唐青鳳

（晉城市水利局，山西 晉城 048000）

中岳煤礦位于晉城市澤州縣北約35km處王家莊—東周村一帶，分跨高平市和澤州縣兩個地區(qū)，行政區(qū)劃隸屬于澤州縣大陽鎮(zhèn)。煤礦批準開采3～15號煤層，生產規(guī)模90萬t/a，井田面積6.6853km2，開采深度標高840～600m。

1 自然地理概況

1.1 地形地貌

井田地處太行山西麓，晉獲褶斷帶西側，為中低山區(qū)。井田絕大部分被第四系黃土覆蓋，受侵蝕后黃土陡坎及溝壑發(fā)育。地形大致西高東低，最高點位于井田西北部邊界的山頂上，海拔1007.27m，最低點位于井田東北部邊界耕地處，海拔845.00m，相對高差162.27m。

1.2 水文

本區(qū)屬黃河流域沁河水系丹河支流，區(qū)域內主要河流為巴公河，位于井田西南部，距井田約4km，是丹河的主要支流，該河為季節(jié)性河流。井田內無常年性河流和大的地表水體，雨季降水沿溝谷自然排泄。

1.3 氣象

本區(qū)屬東亞溫帶大陸性氣候，四季分明。年均氣溫 11.5℃，1—2月最低，極端最低氣溫-24.8℃（1956年1月21日），6—7月最高，極端最高氣溫38.6℃（1967年6月4日）；年均降水量573.8mm，歷史最高年降水量達1010.4mm（1956年），最低僅295.9mm（1965年）。雨季多集中在7—9月，約占全年降水量的70%；多年平均蒸發(fā)量1827.8mm。

2 礦井地質及水文地質條件

井田位于沁水煤田晉城煤炭國家規(guī)劃礦區(qū)東南部，大面積為第四系黃土覆蓋，西部零星出露二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組以及二疊系上統(tǒng)上石盒子組地層，東部零星出露石炭系太原組地層。依據井田內分布的地下含水層，按時代、巖性、分布層位等，可劃分以下幾種類型：松散層孔隙含水層，基巖風化帶裂隙含水層，二疊系上、下石盒子組和山西組砂巖裂隙含水層，石炭系上統(tǒng)太原組巖溶裂隙含水層，奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層。

3 礦井充水因素分析

3.1 大氣降水對礦坑充水的影響

降水通過不同成因的基巖裂隙及松散沉積物孔隙在裂隙溝通的情況下進入礦坑，成為礦坑充水的間接但重要的補給來源。井田東北和南部地區(qū)煤層埋深較淺，大氣降水可通過采煤形成的裂隙滲入礦井，從而增大礦坑涌水量。

3.2 地表河流對礦坑充水的影響

井田地處巴公河上游，有兩條小支流，均為季節(jié)性河流，平時基本干枯無水，雨季河水較大，洪水期水位驟然增高，在井田東北和南部地區(qū)，采煤將溝通地表，使地表水進入礦坑，導致礦坑涌水量增加。

3.3 水庫水對礦坑充水的影響

井田東南邊界處有大陽水庫，為小（二）型水庫。該水庫屬井田邊界保護煤柱留設范圍，下部禁止采煤，因此，大陽水庫水對井田礦坑充水影響不大。

3.4 地下水對礦坑充水的影響

井田西北部零星出露二疊系上、下石盒子組和山西組地層。其含有K7，K8，K9砂巖裂隙含水層，距3號煤層平均距離分別為10.81m，17.33m，20.13m。井田3號煤層開采形成的冒裂帶和導水裂隙帶將溝通以上含水層，使地下水進入井巷，成為礦井充水的主要來源；井田其余地區(qū)為第四系黃土覆蓋，下部有石炭系太原組含煤地層分布，其中：9號煤層上覆有K5，K6灰?guī)r裂隙含水層，15號煤層上覆有 K2，K3，K4灰?guī)r裂隙含水層。9號、15號煤層開采將溝通以上含水層，成為礦井充水的主要來源。另外，在井田東北部煤層埋藏淺處9號、15號煤層開采，采煤形成的導水裂隙帶還將破壞第四系松散含水層地下水，成為礦井充水的主要來源。

3.5 采空積水對礦井充水的影響

井田范圍內原中窯煤礦和東街煤礦為開采3號煤層時間較長的老礦，東街煤礦的15號煤層也有小窯破壞區(qū)，采空區(qū)和破壞區(qū)面積均較大，存儲大量的積水，經估算，3號、15號煤層采空區(qū)、小窯破壞區(qū)積水量為49.5萬m3，采空區(qū)積水成為礦井充水的主要水源。

3.6 構造水對礦井充水的影響

井田內構造主要為一向西傾斜的平緩單斜構造，目前未發(fā)現斷裂構造。構造對礦井充水影響不大，但在今后生產過程中應注意隱伏斷層或陷落柱部位可能對礦井產生的充水影響。

3.7 奧陶系巖溶水對礦坑充水的影響

本井田奧陶系巖溶水位標高為550～560m。據煤層底板等高線圖，井田內9號煤底板標高730～850m，15號煤層底板標高690～850m，均高于巖溶水位標高。巖溶水對礦坑充水無影響。

4 礦井水害防治措施

4.1 井上防治措施

要掌握當地多年降水量及最大洪水位資料，結合井田具體條件建立防水、排水系統(tǒng)；在容易積水地點修筑溝渠排水；對地面裂縫、塌陷點及時進行填塞；對排到地面的井下水要妥善處理，避免倒?jié)B井下；加強防汛設施的檢查。

4.2 井下防治措施

本井田擬開拓下組9號、15號煤層，礦井水的防治重點應是上部3號煤層采空區(qū)積水以及小窯破壞區(qū)積水，礦方應制定嚴格的防治水安全措施，具體措施如下：

掘進巷道堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”放水原則；開采上覆有積水區(qū)煤層，必須采取有效措施釋放完采空區(qū)積水；嚴格按設計探放水；采掘工作面或其他地點發(fā)現掛紅、空氣變冷、出現霧氣、水叫、頂板淋水量加大，頂板來壓，底板鼓起或產生裂縫出現滲水，水色發(fā)渾，有臭味等突水預兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，發(fā)出警報，撤出所有受水害威脅的人員，并立即報告調度室；按照礦井設計留足各處防水保安煤柱，相鄰礦井留設防水隔離煤柱，嚴禁開采；每年汛期前必須對井下排水的所有設施進行二次檢查檢修，并做聯(lián)合排水試驗；及時收集相鄰礦井的采掘、水文等技術資料。每次降大雨或暴雨后，及時檢查井下水文變化情況，并向調度室報告；要配備探水鉆和專門的探放水人員，保證探放水安全實施；做好井下巷道測量與應密閉巷道的密閉工作，做好井下地質與水文地質記錄與觀測工作，井下應有每日礦坑涌水量實測的記錄日志，分析涌水量變化與降雨、開采地質條件變化的關系，一旦發(fā)現異常，應及時分析原因，采取果斷的技術措施；編制井下礦井涌水突發(fā)事故應急預案。