大明煤礦（立井）充水條件分析及防治對策

【摘要】大明煤礦（立井）于1958年建井，經(jīng)過多年的采掘活動，礦井的水文地質(zhì)條件發(fā)生了較大的變化。通過分析本井田的充水條件，摸清井田充水的相關(guān)規(guī)律，并通過采用技術(shù)手段、使用先進的科技設(shè)備等方式方法防治水害。

【關(guān)鍵詞】井田；充水條件；防治；分析

引言

水災(zāi)一直是威脅煤礦安全的五大殺手之一，2010年3月28日發(fā)生的王家?guī)X煤礦透水事故，造成了153人被困，115人成功獲救，38人遇難的特大事故。因此有效的防治水災(zāi)成為了擺在煤礦安全防線上的一道難題。大明煤礦（立井）是一座擁有55年歷史的老礦山，巷道采空區(qū)關(guān)系復(fù)雜，開采深度距離地表較淺，充水條件較復(fù)雜，做好大明煤礦（立井）的水文地質(zhì)條件分析工作就顯得非常重要。

1、水文地質(zhì)條件

1.1水文地質(zhì)條件

根據(jù)聚煤時期大明煤礦（立井）水文地質(zhì)條件分區(qū)為東北煤田工程水文地質(zhì)區(qū)。水文地質(zhì)條件類型為中等。

1.2井田內(nèi)含水層

1.2.1第四系含水層

井田范圍內(nèi)被第四系地層覆蓋，由中、細砂層組成，顆粒圓滑均勻，巖性在垂直及水平方向變化不大，含水層厚6.0～24.0m，向東西及南翼逐漸變薄，水位在0.5～3.0m之間，平均穩(wěn)定水位1.88m，水的流向多為北東方向。礦井開采后地表形成塌陷坑，第四系含水層積水聚在塌陷坑里，與第四系含水層互為補給。

1.2.2中生界（Kz）粗粒碎屑巖承壓水含水層

該含水與第四系地層直接接觸，由細、中、粗砂巖及砂礫巖、礫巖組成。該層厚30～200m，一般在60.0～80.0m，平均厚度達67.7m，在砂巖中夾不穩(wěn)定的砂質(zhì)泥巖、泥巖及粉砂巖等，能起隔水作用。含水層排泄主要靠風化裂隙及構(gòu)造裂隙通道滲入井下。

1.3隔水層

井田內(nèi)良好的隔水層主要為泥巖層，但該泥巖并非全井田整體發(fā)育，而是交錯分布，主要沉積在白堊系地層中，厚度不一，層數(shù)少則1～2層，多則7～8層，平均4～5層，總厚度0.3～20m，平均厚度8m左右。泥巖一般灰黑色，塊狀結(jié)構(gòu)，硬度較小，具有較好的隔水性。

2、礦井充水因素分析

2.1充水水源

2.1.1大氣降水 大氣降水的主要形式是雨和雪。它們一部分蒸發(fā)和流走外，另一部分沿著第四系含水層的空隙和裂隙滲入地下或積聚在塌陷坑內(nèi)，補給第四系含水層。

2.1.2地表水 地表水主要是經(jīng)過塌陷坑里積水，積水通過空隙和裂隙滲入第四系含水層。該井田內(nèi)截止2012年末地面共有塌陷坑43個，塌陷面積259.1萬m2，積水量約345萬m3。本井田東6.0公里左右有遼河流經(jīng)，井田地表有兩條人工河渠，東洋河及北洋河，由北向南流經(jīng)井田東部，均屬季節(jié)性河流，是遼河右岸的一級支流。

2.1.3含水層 第四系含水層、砂巖、礫巖受風化的巖層通過空隙和裂隙對侏羅系地層補給，或通過開掘巷道、鉆孔形成補給。

2.1.4采空區(qū)積水 本礦井從1958年開始建井，至今已有50余年歷史，井田內(nèi)有眾多的采空區(qū)和舊巷，其積水主要來源有：其一為工作面采動后，導(dǎo)水裂隙帶與上覆含水層相導(dǎo)通，使含水層水進入采空區(qū)；其二為充填、消火、注漿等用水，賦存于采空區(qū)及舊巷之中。

2.1.5斷層水 斷層把含水層溝通，采掘工作面揭露或接近導(dǎo)水的斷層時，形成充水。

2.1.6封閉不良的鉆孔

因鉆孔封閉不良形成導(dǎo)水通道，使地表水、含水層、老窯采空區(qū)水等流入井下，形成充水。本井田有地質(zhì)鉆孔197個，現(xiàn)透、封孔6個，并有9個通訊（抽放）孔進行了透、封孔。

2.2礦井充水通道

2.2.1礦井充水天然通道

斷層導(dǎo)水：東一四層回風材料道實見F6號斷層，用風煤鉆施工探眼后，有水流出，鄰近斷層的巷道局部頂板有淋水點。

侏羅系含水層淋水：東一四層南一段工作面回順在掘進及回采期間，頂板為本含水層的巖層，出現(xiàn)了較大的淋水，因此該工作面沒能完全回采。

2.2.2礦井人為充水通道

井筒：該礦有井筒7個，其中入風井5個，回風井1個，報廢封閉1個。各個井筒均穿過第四系含水層，多年的使用每個井筒均有淋水流入井下。

鉆孔導(dǎo)水：充填、通訊、抽放等鉆孔，因封孔不好，出現(xiàn)過導(dǎo)水現(xiàn)象，流出的水為第四系含水層水。

開采后冒落帶、裂隙帶導(dǎo)水：煤層賦存距地表（含水層）較近，冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育，將上部含水層水或鄰近的老空水導(dǎo)入采空區(qū)。

2.3礦井涌水量

全礦在水倉入口設(shè)一個水文觀測總站，用來觀測礦井涌水量。在南翼水倉、一四井大巷、東一采區(qū)石門設(shè)三個水文觀測分站，用來觀測各個采區(qū)涌水量。根據(jù)2000～2012年的涌水量觀測，最大涌水量為52.2m 3/h，最小為14.7m3/h，平均為34.3m3/h。

3、防治對策

3.1礦井存在的主要水害問題

大明煤礦（立井）資源的枯竭，開采下幅（層）煤勢在必行，但本井田采空區(qū)及巷道關(guān)系較復(fù)雜，在采掘前做好采空區(qū)下（鄰近采空區(qū)）的防治水工作成為以后工作的重中之重。部分地段的煤層賦存較淺，在回采期間很容易通過導(dǎo)水裂隙帶與含水層導(dǎo)通，造成水災(zāi)事故。地表塌陷坑眾多，并有季節(jié)性河流，因此在汛期期間可能發(fā)生洪澇災(zāi)害。

3.2采取的防治水措施

3.2.1及時做好礦井涌水量的觀測工作，加強日常排水系統(tǒng)的檢查與維護工作。通過安設(shè)先進的儀器設(shè)備（KJ402礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)）對井上下的受監(jiān)測區(qū)域?qū)崟r監(jiān)測，一旦出現(xiàn)報警，立即采取安全措施，保證人員及礦井的安全。

3.2.2在汛期到來前（期間）做好大壩巡查及塌陷坑巡查的相關(guān)工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

4、結(jié)束語

大明煤礦（立井）是一個老礦井，受多年采動的影響，水文地質(zhì)條件日趨復(fù)雜，因此做好井上下的防治水十分重要也是十分必要的，在日常工作中要嚴格按照“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的十六字原則進行處理。要嚴格按照《煤礦防治水規(guī)定》的內(nèi)容執(zhí)行，保證人員和礦井的安全。

參考文獻

[1]國家煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦防治水規(guī)定[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009：56.

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

作者簡介

1楊曉光（1986—），男，遼寧調(diào)兵山人，助理工程師，學(xué)士，2009年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，主要從事水文地質(zhì)及礦井地質(zhì)工作。