盤道煤業(yè)礦井開采受水害影響程度分析李慶福

摘 要：水害是五大煤礦災(zāi)害之一，其對(duì)礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，為杜絕水害事故的發(fā)生。本文通過分析盤道礦井存在的水害類型，從突水水源和地下水導(dǎo)水通道等方面，分析了礦井開采受水害的影響程度，并提出了礦井防治水工作建議和礦井綜合防治措施。

關(guān)鍵詞：礦井；水害；分析；治理

1 前言

造成礦井水害的水源有大氣降水、地表水、地下水和古空、老空水。其中地下水按其儲(chǔ)水空隙特征又分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類含水、采空積水和碳酸鹽巖類含水等。根據(jù)水源分類，我國礦井水害分為：地表水水害、老空水水害、孔隙水水害、裂隙水水害和巖溶水水害。

2 盤道礦井水害類型分析

盤道井田地處呂梁山北段東翼，屬剝蝕侵蝕低中山地貌類型，溝谷發(fā)育，地形切割劇烈。地勢(shì)總體東北高西南低，地形標(biāo)高1281.2～1685.1m。井田河流屬滹沱河水系，陽坡河在井田西側(cè)由東北向西南流過，平時(shí)無水，雨季有洪水，為季節(jié)性河流，向南匯入陽武河，陽武河由西北向東南轉(zhuǎn)向東匯入滹沱河。井田處于段家堡正斷層與老底溝正斷層之間，總體為一向南西傾向的單斜構(gòu)造。井田內(nèi)多被新生界第四系中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)覆蓋，基巖零星出露。

井田東部以老底溝斷層為自然分隔界線，該礦與整合后的大同煤礦集團(tuán)同朔同盈煤業(yè)有限公司分別位于斷層的兩盤；西部以段家堡大斷層為自然分隔界線。井田外圍邊緣地帶，為寒武系、奧陶系灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r出露區(qū)，石炭系、二疊系地層均有出露，是礦區(qū)承壓裂隙地下水的主要補(bǔ)給區(qū)，大氣降水及地表水體可直接入滲補(bǔ)給含水層，礦井涌水與大氣降水有明顯的相關(guān)關(guān)系。承壓含水層之間通過弱隔水層以越流形式產(chǎn)生水力聯(lián)系。

根據(jù)本礦井的具體條件，對(duì)其可能的水害類型分析如下：

由于第四系、新近系粘土隔水層組分布廣，隔水性能好，阻隔了大氣降水和地表水向深部含水層的滲透補(bǔ)給。因此，地表水一般不會(huì)對(duì)礦井造成危害。但井田東南部有煤層出露地表，形成地表水涌入開口，為防止地表水大量涌入井下巷道，在建設(shè)和生產(chǎn)中應(yīng)探明煤層露頭范圍、導(dǎo)水裂隙帶波及地表的范圍，采取切實(shí)可行的防治措施，以確保安全。

因礦井采掘后廢巷及采空區(qū)積水，采掘工作面接近或溝通時(shí)，老空水可能進(jìn)入巷道或工作面，故本礦井存在老空水水害。開采時(shí)應(yīng)進(jìn)一步查明采空區(qū)積水情況，查明井田內(nèi)與地表水、含水層及上部采空區(qū)有水力聯(lián)系的導(dǎo)水?dāng)鄬?、裂隙帶，做好預(yù)留煤柱工作，采空區(qū)周圍留有足夠的防水煤柱，不得隨意破壞。在今后的開采中要加強(qiáng)防范及探測(cè)，采取“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的綜合防治水措施，密切注視井下水文地質(zhì)條件變化和斷層等構(gòu)造的出現(xiàn)，對(duì)井下逐日排水量作好觀測(cè)、記錄，若發(fā)現(xiàn)異常，立即采取有效措施，防止水害發(fā)生。

綜上所述，本礦井可能的水害類型為地表水水害、老空水水害和奧灰?guī)r溶水水害。

3 突水水源與地下水導(dǎo)水通道分析

根據(jù)上述分析，本礦井突水水源為地表水、老空水、奧灰?guī)r溶水。地表水的導(dǎo)水通道為采空冒裂帶、煤層露頭和井筒；老空水是在采掘工作面與之接近或溝通時(shí)，導(dǎo)致其進(jìn)入巷道或工作面；孔隙水的導(dǎo)水通道為采空冒裂帶、斷層帶；裂隙水通過采掘工作面裂隙帶；裂隙水通過斷層等構(gòu)造破碎帶；奧灰?guī)r溶水通過開采煤層底板破碎帶。

4 礦井開采受水害影響程度分析

盤道井田內(nèi)地形總體北高南低，黃土大面積覆蓋，礦界東西兩側(cè)為深溝切割。雨季，大面積覆蓋的黃土有利于大氣降水的入滲補(bǔ)給；溝谷中平時(shí)無水，由大氣降水形成的地表徑流，大部分從溝谷內(nèi)排出礦區(qū)。

煤層開采主要水害為賦存于煤層上下的砂巖裂隙承壓水，現(xiàn)存的采空區(qū)積水，奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組巖溶裂隙水。煤層開采過程中，含水層中的地下水通過裂隙（包括人為采動(dòng)裂隙）、斷層、人為通道等涌入礦坑，造成危害。采空區(qū)積水由于采煤掘進(jìn)溝通會(huì)大量饋入礦坑，造成淹沒礦井。

充水途徑主要為天然裂隙導(dǎo)水通道和采動(dòng)裂隙導(dǎo)水通道。由于開采時(shí)形成的導(dǎo)水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開采的直接充水含水層。采動(dòng)產(chǎn)生的頂板導(dǎo)水裂隙，是造成頂板砂巖含水層水進(jìn)入礦井的主要通道之一。

煤層開采至西部邊界段家堡正斷層時(shí)，由于段家堡正斷層溝通奧灰水，有可能造成奧灰水涌入礦坑，造成大的水害。

5 礦井綜合防治水措施

5.1 礦井防治水總體工作建議

根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》：本礦防治水工作首先應(yīng)遵循“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，采取“防、堵、疏、排、截”的綜合治理措施。礦井應(yīng)當(dāng)按照本單位的水害情況，配備滿足工作需要的防治水專業(yè)技術(shù)人員，配齊專用探放水設(shè)備，建立專門的探放水作業(yè)隊(duì)伍。應(yīng)當(dāng)建立健全水害防治崗位責(zé)任制、水害防治技術(shù)管理制度、水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)制度和水害隱患排查治理制度。今后的生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)礦井有透水征兆時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即停止受水害威脅區(qū)域內(nèi)的采掘作業(yè)，撤出作業(yè)人員到安全地點(diǎn)，采取有效安全措施，分析查找透水原因。

5.2 礦井綜合防治水措施及要求

5.2.1 生產(chǎn)過程中進(jìn)一步查明古空區(qū)、采空區(qū)積水情況，查明井田內(nèi)含水層及上部采空區(qū)有水力聯(lián)系的導(dǎo)水?dāng)鄬?、裂隙帶，做好預(yù)留煤柱工作；做到“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”。

5.2.2 在距小窯井口250m范圍設(shè)為禁采區(qū)，采掘活動(dòng)距小窯300m時(shí)加強(qiáng)超前探測(cè)，防止事故的發(fā)生。

5.2.3 必須在井田邊界，尤其是西部邊界，斷層等附近留出不少于30m的防水隔離煤柱，以防突水災(zāi)害發(fā)生。

5.2.4 必須與礦區(qū)西界留有足夠開采距離，保證工作掘進(jìn)面與段家堡正斷層有效隔離，防治因段家堡正斷層溝通奧灰水造成奧灰水涌入礦坑，造成大的水害。

5.2.5 完善井下排水系統(tǒng)，必須預(yù)備有專用排水設(shè)施，除保證正常排水工作外，還要有足夠的設(shè)備預(yù)防突發(fā)水害的搶險(xiǎn)工作。礦井生產(chǎn)中應(yīng)加大水泵功率及井下水泵備用臺(tái)數(shù)、隨時(shí)踏勘地表是否有新的裂縫存在，并及時(shí)給予填堵止水，地面設(shè)攔洪壩，采取有效措施預(yù)防煤層上部地下水及地表水通過導(dǎo)水裂隙帶進(jìn)入坑道，造成水害。在井下保證排水設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)檢修。井下巷道沿煤層布置，巷道中可能發(fā)生積水現(xiàn)象，在礦井生產(chǎn)期間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況疏排巷道積水，確保井下巷道通暢。定期清理水倉、水溝。雨季來臨前要清理地面防洪溝渠，做好地面塌陷坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯實(shí)高出地表，防止洪水危害礦井。