鶴煤四礦防治水研究

許江濤

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454000）

1 區(qū)域概況

鶴煤四礦礦區(qū)位于鶴壁市北，南與一、二礦相接，北與九礦相鄰，隸屬鶴壁市鶴壁集鄉(xiāng)。本區(qū)為丘陵地貌，地勢北西高、南東低，地面標(biāo)高126～227m。本區(qū)屬海河流域衛(wèi)河水系，湯河為區(qū)內(nèi)唯一季節(jié)性河流，其發(fā)源于鶴壁市西中窯頭附近，經(jīng)本區(qū)南部、湯陰縣城、在內(nèi)黃縣境內(nèi)注入衛(wèi)河，流量0.3～0.4m3/s,歷史最大洪水流量1280m3（1980年8月），歷史最高洪水水位140m左右。

2 主要含水層、隔水層特征

根據(jù)以往區(qū)域水文地質(zhì)研究，本礦所處區(qū)域水文地質(zhì)單元西界北起銅冶，向南經(jīng)天喜鎮(zhèn)、鶴壁集、許家溝一線為界，為一僅南北向延伸的中奧陶統(tǒng)與中石炭統(tǒng)的巖層接觸帶。東部以青羊口斷裂為界，南端在新村一帶與西部邊界相交，該邊界在深部起阻水作用。該單元北界尚未查明。本單元主要由石炭系、二疊系與新第三系碎屑巖組成，含水組巖性主要為灰?guī)r、砂巖和礫巖，相對隔水巖為泥巖、沙質(zhì)泥巖等，是一個以裂隙巖溶水和裂隙水為主的多層含水結(jié)構(gòu)。下伏中奧陶統(tǒng)裂隙巖溶含水組水量豐富，水壓力高。單元內(nèi)斷裂發(fā)育，巖層走向近南北，向東緩傾斜。本單元與西部水文地質(zhì)單元的小南海～天喜鎮(zhèn)泉域、許家溝泉域兩個二級水文地質(zhì)單元由水力聯(lián)系。本礦位于該水文地質(zhì)單元的中部。

2.1 地表水

區(qū)內(nèi)地勢西高東低，為丘陵地貌，地表被第四系黃土和第三系粘土及礫石層覆蓋。流經(jīng)井田的河流有陳家灣河和寺灣河，發(fā)源于距井田3～4km的西部山區(qū)，流向由西向東注入衛(wèi)河的支流湯河。兩河流域均屬季節(jié)性河流，旱季河床干枯，井田內(nèi)河床基底為50～80m第三系粘土，阻水性能極佳，使得地表水與基巖地下水不發(fā)生水力聯(lián)系，對礦床開發(fā)無影響。

2.2 含水層

根據(jù)以往勘探資料（巖性、結(jié)構(gòu)、富水性、賦存特征等）及二煤層開采已來的生產(chǎn)實(shí)踐，將礦井范圍內(nèi)含水層劃分成五個，分述如下：

（1）中奧陶統(tǒng)灰?guī)r含水層

O2f灰?guī)r含水層位于二1煤層下102.39～183.50m，礦區(qū)西部山區(qū)廣泛出露，補(bǔ)給條件好。區(qū)內(nèi)有20個鉆孔揭露該層，揭露最大厚度123.4m（76水源孔），據(jù)區(qū)域資料：O2f灰?guī)r含水層厚度397.97m。巖溶發(fā)育的大致規(guī)律是：0～100m以裂隙為主，有少量溶洞，洞內(nèi)充填有鋁土質(zhì)砂巖；100～200m，裂隙和溶洞都不發(fā)育；200～300m，巖洞發(fā)育，以溶洞為主。該層厚度大，補(bǔ)給充足，富水性強(qiáng)，水頭高，是二1煤層底板威脅最大的間接充水水源。太原組下段L2灰?guī)r含水層

C3L2灰?guī)r含水層位于二1煤層下83.9～135.32m，厚度一般58.5m，是二1煤層底板間接充水含水層。該層厚度小，補(bǔ)給條件一般，巖溶裂隙發(fā)育中等，富水性中等，含巖溶裂隙承壓水。

（2）太原組上段L8灰?guī)r含水層

C3L8灰?guī)r含水層位于二1煤層下，一般間距20～35m，因斷層影響，間距最小值出現(xiàn)在 76-4（8.25m）、76補(bǔ) 4（5.38m）兩個孤立點(diǎn)位，C3L8灰?guī)r厚度一般3.5～5.5m，屬二1煤層底板直接充水含水層。由于其厚度小，補(bǔ)給條件差，以靜儲量為主，本區(qū)揭露該層的鉆孔，無一孔發(fā)生漏水，裂隙不發(fā)育，富水性較弱，含巖溶裂隙承壓水。

（3）二1煤層上60m砂巖含水層

該層由二1煤層上60m范圍內(nèi)的中、粗粒砂巖組成，其中以S10為主，厚度1.5～28.6m，一般厚度8.4m，是二1煤層頂板直接充水含水層。其補(bǔ)給條件差富水性很弱，一般與其它含水層無水力聯(lián)系，采掘揭露時均為滴水或淋水，并很快自行干枯，因此對開采無影響。

2.3 隔水層

第三系底部粘土巖隔水層，分布廣，厚度均勻，能有效阻隔第三系李巖中裂隙水和第四系沙礫卵石層中的孔隙潛水向下滲透。

C3L8灰?guī)r含水層與二1煤層一般間距20～35m，由砂巖和砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，砂巖含水性差，砂質(zhì)泥巖和泥巖隔水性良好，正常情況下，可以起到隔水作用。

C3t中段沙泥巖互層，隔水性良好，正常情況下，可以起到阻隔太灰上、下段兩水層的水力聯(lián)系作用。

C2b鋁土質(zhì)泥巖厚度一般10m以上，泥質(zhì)成分高，隔水性良好，正常情況下能有阻隔O2f灰?guī)r水向礦井充水。

2.4 含水層的水力聯(lián)系及斷層導(dǎo)水性

（1）含水層間的水力聯(lián)系

各含水層間因具有相對穩(wěn)定的隔水層，越流補(bǔ)給量小。從歷年來已開采區(qū)的出水點(diǎn)資料看，二1煤層頂、底板砂巖和灰?guī)r含水層出水點(diǎn)，出水持續(xù)時間都不太長，并自行疏干。由此說明在無斷層影響下，區(qū)內(nèi)C3L8、C3L2和O2f間屋水力聯(lián)系。

（2）斷層導(dǎo)水性評價

F40、F44斷層帶使奧灰與二1煤層及C3L8灰?guī)r對接，馬莊及建設(shè)兩小礦在此帶附近發(fā)生奧灰突水淹井并向本礦區(qū)透水，足以說明此帶導(dǎo)水、富水性極佳，也是本區(qū)地下水的主要補(bǔ)給通道。在F618附近的10-1孔C3L8漏水，且形成局部一級高溫區(qū)，說明該斷層具有一定導(dǎo)水性，深部高溫水沿此帶向上頂托排泄。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐所揭示，區(qū)內(nèi)NNE、NE方向斷層導(dǎo)水性好，當(dāng)斷層落差較大溝通C3L2和O2f灰?guī)r時，將形成富水帶，給開采帶來威脅?？碧诫A段所進(jìn)行的斷層抽水試驗(yàn)揭示的斷層導(dǎo)水性、富水性差，屬天然狀態(tài)下情況。而在生產(chǎn)條件下，因開采而導(dǎo)致原始平衡被打破，在形成新的平衡過程中，某些斷層可能會由不導(dǎo)水轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)水。經(jīng)綜合分析預(yù)計(jì)礦井的正常涌水量為50m3/h，最大涌水量為80m3/h。

3 防治水措施

本礦井水文地質(zhì)條件基本為中等類型。為防止新生界含水層的水潰入和斷層導(dǎo)水，留有足夠的防水煤柱；對于原生裂隙和采動裂隙導(dǎo)水采取掘進(jìn)工作面超前預(yù)注漿封堵，回采工作面在地面建立注漿站進(jìn)行工作面底板改造。因此，本礦井預(yù)防水災(zāi)的重點(diǎn)主要是奧灰水，特別是在有斷層等構(gòu)造帶的地方更應(yīng)高度重視。

巷道過斷層時，要采取探放水措施，先探后掘。探清楚其范圍及水力聯(lián)系，并留有足夠的安全煤柱。一旦發(fā)現(xiàn)斷層或陷落柱有導(dǎo)入奧灰水情況時，礦井必須視為水患礦井，并采取相應(yīng)的措施。嚴(yán)格執(zhí)行“立足采面、物探先行，以堵為主，疏堵結(jié)合，分類治理，綜合防治”方針。

井下巷道大多數(shù)沿煤層布置，受煤層起伏影響較大，巷道中難免會出現(xiàn)積水現(xiàn)象，在礦井生產(chǎn)期間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，在巷道適當(dāng)位置設(shè)置水窩，由小水泵將水窩水排至井底車場水倉，保證井下巷道運(yùn)輸暢通。

［1］李學(xué)偉,許江濤.平煤寧莊井防治水研究[J].科技信息,2014(11).

［2］鄧寅生,王煥忠,文廣超,等.煤礦水害防治信息化[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2011.

［3］許江濤,劉超.平煤十三礦防治水研究[J].科技視界,2013(11).