平禹四礦防治水研究

許江濤

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學院，河南 焦作 454000）

1 礦區(qū)概況

四礦位于禹州煤田虎頭山正斷層南側(cè)，西部邊界位于楊園～三峰山中峰～宋家寨一線；東部邊界位于蘇王口～三峰山東峰～后袁一線；北部邊界位于寨北～蘇溝～劉垌～五二0糧店一線；南部邊界位于山楊～山李～后袁～東大溝一線；東北距禹州市5km，行政區(qū)劃隸屬禹州市管轄。

本區(qū)為丘陵區(qū)，海拔高度為+125.3～+309.35m，相對高差184m左右。區(qū)內(nèi)地勢中間高四周低，西部高東部低，沖溝發(fā)育，有利于地表水排泄。區(qū)內(nèi)地表水系不發(fā)育，僅在井田北部邊界外有發(fā)源于嵩山南麓屬淮河水系的潁河，自西北向東南流過。此外，礦區(qū)內(nèi)還有數(shù)條人工改造的河溪，僅在豐水期補給地下水和匯集地表水，形成季節(jié)性地表徑流。

2 礦井充水因素分析

2.1 充水水源

四礦礦井充水水源主要為地下水，其次為老窯水、大氣降水及地表水。

2.1.1 地下水

二1煤層頂?shù)装搴畬?、?煤層頂板含水層、七2煤層頂板含水層是礦井的直接充水水源，其中六2、七2煤層頂板含水層厚度小，富水性弱，在礦井涌水量中所占比例較小，開采時易被疏干，且六2、七2煤層現(xiàn)已停采，因此二1煤層頂?shù)装逯苯映渌畬邮堑V井直接充水的主要水源。二1煤層底板間接充水含水層是直接充水含水層和礦井充水的補給水源，寒武系含水層和太原組下段含水層為主要補給水源，通過斷層帶對二1煤層底板含水層進行補給，或通過斷層破碎帶直接造成礦井充水或突水。另外第四系含水層也可通過斷層帶或基巖風化帶補給上述各含水層。

2.1.2 大氣降水與地表水

礦區(qū)西、南部為丘陵，呈東西走向的剝蝕殘丘地貌景觀。主峰三峰山是由平頂山砂巖組成的單面山地貌，標高自西（+325m）向東逐漸變低（200m）。礦區(qū)位于三峰山北麓的斜坡地帶，地面標高+180～+140m，坡降達5.34%～10.93%。剝蝕殘丘的兩側(cè)，沖溝發(fā)育，切割較深，一般切割深度20～30m。由于地形切割，區(qū)內(nèi)沒有常年性地表水體。

礦區(qū)北、東部被第四系覆蓋，主要為黃土，其次為沖積、坡積堆積物，厚度0～96.16m，對大氣降水向地下水的滲漏補給有一定隔阻作用，加之區(qū)內(nèi)二疊系可采煤層頂板砂巖及石炭系、寒武系各灰?guī)r含水層出露不良，且地表排泄條件良好，不利于降水的滲漏補給。因此，大氣降水與地表水對礦井地下水的補給有限，對井田的開采不會造成大的威脅。

2.1.3 老窯水

本礦及附近煤礦均有大面積的采空區(qū)，采空區(qū)積水由大氣降水、地表水和地下水匯集而成，積水量具有明顯的季節(jié)性動態(tài)變化，其通過保護煤柱薄弱點向巷道及工作面充水，本礦排水量的75%來自采六2、七2煤層采空區(qū)。采空區(qū)尤其是老窯分布、積水情況不明，在開采時對老窯水應(yīng)采取防范措施，防止礦井突水。

2.2 充水通道

2.2.1 底板灰?guī)r巖溶裂隙

巷道掘進和煤層開采揭露或接近含水層時，地下水通過巖溶裂隙或底鼓突水的形式向礦井滲水或涌水。

2.2.2 頂板砂巖裂隙

開采初期地下水通過砂巖裂隙以滲水的形式充水，回采冒落后多以淋水形式充水。

2.2.3 斷層

斷層以兩種形式導致礦井涌水或突水。

1）斷層帶以涌水或突水的形式向礦井充水

斷層破壞了上、下不同含水層之間隔水層的隔水性能，在垂向上溝通了相互之間的水力聯(lián)系。礦井疏干時，在高水頭壓力和礦壓作用下，斷層導水性不斷加強，致使間接充水含水層的水通過斷層帶向礦井涌水或突水，對礦井威脅較大。

2）斷層對口部位向礦井涌水或突水

因斷層錯動致使二1煤層頂、底板直接充水含水層分別與其它含水層對接，對口部位含水層中的水將通過斷層直接或間接向礦井涌水或突水。

2.2.4 鉆孔

封孔質(zhì)量不合格的鉆孔和未進行鉆孔封閉的鉆孔，是礦井充水的又一通道，對礦井危害較大，開采時應(yīng)特別重視。

3 防治水措施

（1）認真貫徹執(zhí)行礦井地質(zhì)規(guī)程、水文地質(zhì)規(guī)程和煤礦安全規(guī)程。（2）健全礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)機構(gòu)、工作制度和責任制。（3）認真觀測、全面收集礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，礦區(qū)小煤礦開采、老塘分布及其有關(guān)的水文地質(zhì)資料，以及礦區(qū)大氣降水資料；加強對相鄰礦有關(guān)資料的收集。特別要注重對井田內(nèi)小斷層的觀測和研究，注意小斷層與礦井涌水關(guān)系的研究；對主要含水層水位的長期觀測；對礦井涌水量的長期觀測；注意對觀測資料的整理和保存。（4）加強礦井探放水 。四礦含水層含水性空間差異較大，不同含水層間有一定水力聯(lián)系。礦井開采歷史長，區(qū)內(nèi)鄰區(qū)小煤窯及區(qū)內(nèi)廢棄老巷及老塘有不同程度的積水。這些都給煤礦安全生產(chǎn)帶來極大的威脅。因此，必須加強開采過程中的防治水工作，采掘工程通過或接近斷層、裂隙密集帶、含水層和小煤窯、老巷道、老采區(qū)前，必須認真研究以往開采、區(qū)內(nèi)小煤窯開采、水文地質(zhì)及礦井地質(zhì)等資料，準確預報水情水患，實施有效的探放水工程。在采煤工作面已圈定但對采面內(nèi)水文地質(zhì)情況不清楚，確定觀測孔孔位，疏放孔孔位，底板注漿加固、堵水層位和注漿孔孔位時，要先進行井下物測工作，探明地下水的富水和通道情況。目前，使用直流電法探測礦井巖溶地下水效果較好，結(jié)論較可靠，費用也比較低。在礦井防治水工作中，必須堅決長期堅持“有疑必探，先探后掘”的方針，真正做到水情不明不生產(chǎn)，水患不除不生產(chǎn)。（5）合理留設(shè)防水煤柱。四礦礦以往開采歷史上，大斷層一側(cè)留設(shè)防水煤柱的寬度一般為50m，未發(fā)生過因防水煤柱寬度不夠而引發(fā)礦井突水的事故。建議沿虎頭山斷層應(yīng)留設(shè)不小于50m寬的防水煤柱，以防不測。

［1］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.

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

［3］劉超.平煤十三礦防治水研究[J].科技視界,2013(11).