伊通滿族自治縣煤礦二井水文地質(zhì)類型劃分探討

常成操

吉林省煤田地質(zhì)勘察設(shè)計研究院，吉林 長春130062

伊通滿族自治縣煤礦二井水文地質(zhì)類型劃分探討

常成操

吉林省煤田地質(zhì)勘察設(shè)計研究院，吉林 長春130062

在系統(tǒng)整理、綜合分析伊通滿族自治縣煤礦二井勘探、礦井建設(shè)生產(chǎn)各階段所獲得的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，主要從礦井受采掘破壞或者影響的含水層及水體、礦井開采受水害影響程度以及防治水工作難易程度等方面，按照礦井水文地質(zhì)類 型各項劃分要求，確定礦井水文地質(zhì)類型。提出伊通滿族自治縣煤礦二井水文地質(zhì)類型為復(fù)雜型的結(jié)論從而分析和評價礦井水害危害 程度，經(jīng)濟合理地搞好礦井防治水工作提供了基礎(chǔ)資料。

礦井涌水量；水文地質(zhì)條件；防治水；伊通滿族自治縣煤礦二井

眾所周知，煤礦水災(zāi)害是我國煤礦建設(shè)和生產(chǎn)過程中主要的災(zāi)害之一。據(jù)統(tǒng)計，在礦井災(zāi)害事故中，水害事故占40%左右?？茖W(xué)地對煤礦水文地質(zhì)條件進行分類為礦井安全生產(chǎn)與水害防止提供了可靠依據(jù)。這不僅可大大避免水害事故發(fā)生，減少人員和財產(chǎn)損失，而且為確保礦井安全生產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)。礦井水文地質(zhì)類型及其復(fù)雜程度決定了礦井開采受水害威脅程度，也決定了礦井防治水工作的難易程度，它關(guān)系到礦井開拓方式的選擇和采掘系統(tǒng)的布置，進而影響到礦井的總體規(guī)劃和設(shè)計[1]。因而正確的對煤礦進行礦井水文地質(zhì)類型劃分，對于分析和評價礦井水害危害程度，排查礦井水害隱患，防患于未然，經(jīng)濟合理地搞好礦井防治水工作，大幅提升礦井防治水技術(shù)能力，實現(xiàn)礦井安全，有序高效生產(chǎn)，具有十分重要的現(xiàn)實意義[2]。

1 煤井概況

吉林省伊通滿族自治縣煤礦二井礦區(qū)，位于吉林省伊通滿族自治縣大孤山鎮(zhèn)柴家崗子和楊樹村境內(nèi)侯家屯南，行政區(qū)隸屬于伊通滿族自治縣大孤山鎮(zhèn)管轄，距伊通縣城西南約18 km，礦井距大孤山鎮(zhèn)約3 km，礦區(qū)內(nèi)以公路交通為主。省道S206線伊通—遼源段，在礦區(qū)東南約1.6 km處通過，礦區(qū)與該公路之間有砂石路相連。距鐵路公主嶺站43 km，交通較方便。

礦區(qū)地形較平坦、開闊，略有起伏。地勢呈東南高西北低，地面標高為245～265 m之間，相對高差為20 m左右。地貌以構(gòu)造剝蝕丘陵、沖洪積平原波狀臺地和河谷沖積平原為主。礦井面積2.886 5 km2，開采深度標高由+180～+100 m。

該礦區(qū)屬遼河流域上游，水系較發(fā)育，主要有小子河及楊柳河。小子河由東南向西北流淌，流經(jīng)礦區(qū)北東3 km處的大孤山鎮(zhèn)，匯入二龍山水庫。

2 礦井水文地質(zhì)條件

2.1 含水層

（1）第四系全新統(tǒng)砂礫石孔隙潛水:分布于楊樹河河谷階地。含水層埋藏深度8～22 m，水位埋深1.67～6.75 m，單井涌水量1 016.4～4 435.5 m3/d，含水層具有埋藏淺，水量豐富的特點。受大氣降水補給，以排泄河水為主，蒸發(fā)次之。

（2）第四系中更新統(tǒng)砂礫石孔隙承壓水:分布于礦區(qū)東部波狀臺地，為中更新統(tǒng)沖、洪積層。含水層厚度由南向北增加，埋藏較深，最深達37 m，水頭高7～23 m。單井涌水量242 m3/d，水位年變化幅1.70 m。主要補給源為大氣降水，徑流為主要排泄方式。

（3）第三系綠色砂巖段砂礫巖風(fēng)化裂隙、孔隙含水層:該含水層與上覆第四系含水層有水利聯(lián)系，該層主要為伊通組綠色巖段，含水層主要巖性為砂巖（細砂巖、中砂巖為主），累計厚度50～150 m，埋藏深度15～170 m，承壓水頭高80 m左右，單井涌水量886.12 m3/d。動態(tài)類型為徑流型，側(cè)向補給為主。為富含水層。

（4）第三系含煤段上部含水層：該含水層位于Ⅰ-3煤層的頂板，和煤層接近直接接觸，埋深40～180 m，以粉砂巖和細砂巖為主，厚度10～40 m，為礦井開采的直接充水含水層，其導(dǎo)水性和含水性較弱，淺部側(cè)向補給為主，為中等富水性含水層。

（5）第三系含煤段中部含水層：位于Ⅱ-1煤層頂板，和Ⅱ-1煤層接近直接接觸，埋深80～240 m，以砂巖為主，厚度8～20 m，泥質(zhì)膠結(jié)，導(dǎo)水性較弱，含水量以靜儲量為主。為弱含水層。

（6）第三系含煤段底板含水層：位于Ⅱ-3煤的底板，厚度8～11 m，以砂巖為主，泥質(zhì)弱膠結(jié)，夾泥巖，其導(dǎo)水性和富水性較弱，為弱富水性含水層，含水以靜儲量為主。

（7）基巖風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水：分布礦區(qū)南部丘陵區(qū)。主要巖性為海西期花崗巖和奧陶系變質(zhì)巖。風(fēng)化帶厚度30～50 m，形成了以風(fēng)化裂隙為主的網(wǎng)狀裂隙潛水。據(jù)泉點調(diào)查資料，泉流量小于5 m3/d,大氣降水是主要補給源。地形切割強烈，多以泉的形式排泄地表。

2.2 隔水層

（1）第四系中更新統(tǒng)黃土狀亞粘土隔水層 ：分布于礦區(qū)東部波狀臺地，厚度37 m左右，該層阻隔大氣降水直接滲入補給。

（2）第三系含煤段泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層：可采煤層上部泥巖段最大厚度65 m，最小厚度14 m，平均厚度50 m左右，層位穩(wěn)定，致密狀，全區(qū)發(fā)育。砂質(zhì)泥巖南部埋深較錢，局部與第四系接觸，北部埋藏較深，且?guī)r層平緩。

分布于煤層的頂、底板的泥巖，厚度一般3～10 m。分布不穩(wěn)定，隔水性不好。

2.3 斷層破碎帶導(dǎo)水性

礦區(qū)東南邊緣斷層貫穿整個地塹，是控制地塹形成、發(fā)展及含煤地層的賦存狀態(tài)的邊界大斷裂。其走向為北東（60°左右），傾向北西，傾角大于70°，落差大于500 m。該斷層有7個鉆孔控制。破碎帶導(dǎo)水性取決于破碎帶性質(zhì)及巖性，在井下巷道發(fā)現(xiàn)的小斷層突水點，水流狀態(tài)呈涌流，水頭高0.3 m，測得流量220.56 m3/d，在開采過程中，頂?shù)装搴畬友財嗔殉渌?，煤層頂板砂巖中水被疏干后，頂板就不再滴水。故在未來開采過程中，應(yīng)及時采取疏干措施。

3 礦井充水因素分析

3.1 采空區(qū)分布積水情況

本礦采空區(qū)為原一井采區(qū)和二井的試采區(qū)，其分布見礦井充水性圖，與本礦井新區(qū)有相連通的巷道，在建井的初步設(shè)計中采取了打封閉墻堵死廢棄井道的措施，但建設(shè)單位一定注意封閉墻的質(zhì)量，并對采區(qū)積水一定要排空，防止以后新采區(qū)和采空區(qū)重疊部分或相鄰部分可能產(chǎn)生的充水危害。

3.2 采掘?qū)畬拥挠绊?/p>

本區(qū)有6個含水層，但對礦井開采產(chǎn)生有直接影響的為可采煤層上部的4個含水層，由于開采導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)、冒落和產(chǎn)生裂隙，使含水層水沿冒落帶，裂隙帶對井巷和采空區(qū)充水。礦井平均涌水量為155 m3/h。

3.3 斷層破碎帶的導(dǎo)水性

在井下巷道掘進發(fā)現(xiàn)的小斷層及侵入體有突水點，水流狀態(tài)呈涌流，水頭高度為0.3 m，測得流量小于10 m3/h，說明小斷層有導(dǎo)水性，但由于段距?。?0 m以內(nèi)），只能影響到相鄰含水層。

3.4 井巷滲透水

主井，付井，風(fēng)井在延深采掘過程中揭露第四系含水層和第三系含水層會產(chǎn)生滲透水，特別是第四系砂礫層水，涌水量較大，但由于采取了防水措施，其涌水量由80 m3/h降為20～30 m3/h,目前較為穩(wěn)定。

4 礦井開采受水害影響程度和防治水工作難易程度

4.1 受水害影響程度

礦區(qū)主要水害為：以大氣降水為直接補給源的第四系和第三系含水層、采空區(qū)積水和斷層水，但危害程度都不是特別嚴重，都在可防可控范圍內(nèi)。

根據(jù)當?shù)責(zé)o百年一遇洪水位標高資料及礦方提供資料，本礦井井口及工業(yè)場地位置不受洪水、內(nèi)澇威脅。故本礦區(qū)開采受水害影響程度為中等。

4.2 防治水工作的難易程度

本礦區(qū)防治水工作的方法有：打放水孔、疏干孔、壁后注漿、留防水煤柱，這些防治水工作易于進行，但這些防治水工作必須先探查后由專業(yè)人員編制防治水工作設(shè)計，按設(shè)計施工，以免在處理過程中引發(fā)安全事故。防治水工作難易程度為中等。

5 礦井水文地質(zhì)類型劃分

經(jīng)過對本區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)和礦井地質(zhì)條件的分析及采取的防治水措施，按照國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第28號《煤礦防治水規(guī)定》的標準對本區(qū)評價如下：

（1）第四系和第三系上部含水層和三個井巷接觸部分涌水量較固定，和大氣降水的直接聯(lián)系不明顯。

（2）按目前生產(chǎn)礦井涌水量估算含水層單位涌水量小于1.0 L/(s.m)。

（3）本區(qū)采空區(qū)的位置范圍和積水情況較清楚，只要采取排水措施是將水探清后排空，不會有大的影響，排水量負擔不大

（4）礦井涌水量預(yù)測:在+10 0m時，本礦最大涌水量為293 m3/h，平均涌水量為246 m3/h，而在開采+150 m時，涌水量在150～200 m3/h之間。

（5）經(jīng)調(diào)查本區(qū)自開采以來，沒有發(fā)生大的突水情況，其小的斷層和侵入體突水量小于600 m3/h，不會威脅礦井安全。

（6）本區(qū)的防治水工作較簡單，易于進行，主要是疏干、打放水孔、防水煤柱、壁后注漿等，但必須探查清楚后編制設(shè)計后進行施工。

鑒于上述原因，按《煤礦防治水規(guī)定》第11條，本區(qū)礦井水文地質(zhì)類型為中等類型。

6 結(jié)語

要真正搞好礦井防治水工作，必須從思想上重視，制度上保證，組建強有力的防治水隊伍，加大防治水費用的投入，不斷總結(jié)經(jīng)驗，完善礦井防治水措施，以達到安全生產(chǎn)之目的。按照《煤礦防治水規(guī)定》的要求，礦井水文地質(zhì)類型應(yīng)當每3年進行重新確定。當發(fā)生重大突水事故后，礦井應(yīng)當在1年內(nèi)重新確定本單位的水文地質(zhì)類型[3]。

[1] 劉兆昌，李廣賀，朱 琨，等.供水水文地質(zhì)(第三版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[2] 鄭世書，陳江中，劉漢湖，等.專門水文地質(zhì)學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

[3] 國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦防治水規(guī)定釋義[M].江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2009.

Hydrogeological type division of coal mine No.2 mine in Yitong Manchu Autonomous County

CHANG Cheng-cao
Institute of Coalf eld Geological Survey and Design of Jilin Province, Changchun 130062, Jilin, China

Based on systematic and comprehensive analyzing the geological, hydrogeological data, which obtained from exploration and mine construction production, of coal mine No.2 mine in Yitong Manchu Autonomous County.In several ways of digging damage or effects of the aquifer and water bodies, mining affected by f ood damage and water prevention diff culty according to divide requirements of mine hydrogeological types, to determine the mine hydrogeological type. Put forward that hydrogeological type of this mine is complex, analyze and evaluate mine water disaster degree provide basic data for prevention and control of mine water.

inf ow of water; hydrogeological condition; prevention and control of water; No.2 mine of coal mine in Yitong Manchu Autonomous County

P618.11

：A

1001—2427（2013）04 - 129 -3

2013-03-05;

2013-11-26

常成操（1986—），男，吉林梨樹人，吉林省煤田地質(zhì)勘察設(shè)計研究院助理工程師.