翠屏山煤礦水害防治措施初探

鐘能文

摘 要：文章通過對翠屏山煤礦開展野外和井下水文調(diào)查工作，收集礦井地質(zhì)報(bào)告資料、礦井水文資料，分析翠屏山煤礦水害現(xiàn)狀，提出具體的水害防治措施。

關(guān)鍵詞：水文調(diào)查；水害現(xiàn)狀；防治措施

中圖分類號：TD743 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）14-0175-02

1 礦井概況

翠屏山煤礦于1976年建礦，1981年11月投產(chǎn)，現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力51萬t/a，采用平硐暗斜井開拓方式，現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域在三水平，共分兩個(gè)采區(qū)。礦井采用分區(qū)通風(fēng)，水平集中排水，井口集中供風(fēng)。礦井有完善的供電、通風(fēng)、排水及提升運(yùn)輸排矸系統(tǒng)。礦井采用分水平集中排水方式，二水平以上的涌水由201采區(qū)+200中央泵房集中排到+380主平峒自然流出，經(jīng)沉淀處理后排放。

同時(shí)，為了緩解201采區(qū)+200水平中央水泵房抽水壓力，在201采區(qū)+245設(shè)立截流泵房，將201采區(qū)+245區(qū)段以上水直接排至+380主平峒自然流出，經(jīng)沉淀處理后排放。三水平301采區(qū)和305采區(qū)的涌水由301采區(qū)±0水平中央泵房直接抽至+380主平峒自然流出，經(jīng)沉淀處理后排放。

2 水害隱患分析

2.1 地表水水患分析

+380主井旁溝谷歷史最高洪水位為356.5 m，副井、風(fēng)井均高于歷史最高洪水位。地表水體主要有黃坑河、冬料溪，主井、副井遠(yuǎn)離黃坑河、冬料溪，暴雨季節(jié)山洪不會對礦井造成倒灌威脅。因此，地表水對礦井的影響小。

2.2 老空水隱患分析

據(jù)調(diào)查，翠屏山煤礦上部有35個(gè)小煤，上部小煤與翠屏山煤礦采空區(qū)構(gòu)成流水通道，部分小煤與201采區(qū)+245等區(qū)段有貫通，老窯水會通過小煤與翠屏山煤礦采空區(qū)構(gòu)成的流水通道潰入201采區(qū)各區(qū)段，構(gòu)成水患威脅。

另外，翠屏山煤礦構(gòu)造復(fù)雜，局部有進(jìn)行小下山開采，會形成積水區(qū)。

2.3 鉆孔水患分析

根據(jù)原勘探地質(zhì)報(bào)告，礦井及周邊80個(gè)鉆孔，當(dāng)時(shí)多采用分段封孔，即在可采煤層、斷層破碎帶、含水層位置采用水泥砂漿封閉，其余地段采用濃泥漿封閉，封閉質(zhì)量相對較好。據(jù)調(diào)查，礦井開采至鉆孔位置時(shí)沒有發(fā)生突水和涌水現(xiàn)象。2013年以來補(bǔ)勘的五個(gè)鉆孔，均采用全孔水泥漿封閉，封閉質(zhì)量良好。

2.4 大氣降水水患分析

大氣降水是井田地下水的主要來源，是礦坑充水的主要因素。降水首先滲入補(bǔ)給第四系殘坡積層和基巖風(fēng)化帶潛水，然后在重力作用下繼續(xù)滲入補(bǔ)給基巖承壓水，其主要補(bǔ)給通道是褶曲與斷裂所產(chǎn)生的裂隙帶，部分地段直接通過塌陷區(qū)滲入補(bǔ)給，雖然原有四處地面塌陷已治理好，但仍然存在新塌陷點(diǎn)的可能。最近，在大青坑附近發(fā)現(xiàn)一個(gè)未封閉的無證小窯，雨季時(shí)有大氣降水流入。東部灰?guī)r水還接受黃坑溝的溝谷水的補(bǔ)給，西部灰?guī)r水與龍巖盆地灰?guī)r水關(guān)系密切。翠屏山煤礦2013年礦坑涌水量與大氣降水的關(guān)系圖，如圖1所示，可知，大氣降水對礦坑涌水量影響大，大氣降水對礦井水患危害性大。

2.5 斷層水患分析

礦井內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷裂構(gòu)造往往構(gòu)成不均勻的充、導(dǎo)水帶，但大部分?jǐn)鄬訋z結(jié)較好，兩側(cè)巖性致密，巖層富水性弱，且補(bǔ)給條件差，斷層導(dǎo)水性弱-中等。

2.5.1 F0斷層充導(dǎo)水性強(qiáng)

地表未出露，上盤為P1w、P1t1地層，下盤為P1q、P1w地層，上盤地層產(chǎn)狀多變，揉皺強(qiáng)烈，倒轉(zhuǎn)翻卷時(shí)有發(fā)生。

2013年以來補(bǔ)勘的五個(gè)鉆孔見F0斷層破碎帶均未發(fā)生漏水現(xiàn)象，原勘探的鉆孔揭露F0斷層破碎帶時(shí)發(fā)生嚴(yán)重漏水現(xiàn)象。F0斷層充導(dǎo)水性強(qiáng)。

2.5.2 F4斷層充導(dǎo)水性強(qiáng)

出露礦區(qū)東部，上盤為P1t3地層，下盤為P1w地層， 56-14號鉆孔施工中揭露F4斷層破碎帶發(fā)生巖芯掉塊、嚴(yán)重漏水現(xiàn)象，F(xiàn)4斷層深部切割了F0斷層，與棲霞組灰?guī)r可能有水力聯(lián)系。F4斷層充導(dǎo)水性強(qiáng)。

2.5.3 F突斷層充導(dǎo)水性強(qiáng)

原地質(zhì)報(bào)告沒有發(fā)現(xiàn)，本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，屬F0派生斷層，斷層產(chǎn)狀75 °∠45 °。派生斷層與F0斷層相交或切穿至棲霞灰?guī)r，分析為導(dǎo)水?dāng)鄬印?/p>

除以上三條斷層外，其余均為充導(dǎo)水性弱斷層。

2.6 巖溶水隱患分析

翠屏山煤礦位于龍巖盆地的東部山區(qū)，巖溶的發(fā)育程度和突水性符合龍巖盆地的規(guī)律性，即淺部及構(gòu)造帶附近巖溶裂隙較發(fā)育，一般突水性中等，而深部及正常地段的巖溶裂隙發(fā)育較差或不發(fā)育，一般突水性弱，屬中等-弱的區(qū)。

棲霞灰?guī)r大部分分布在煤系～文筆山組之下，深部灰?guī)r整體作為北西高東南低，富水性不均勻，一般淺部強(qiáng)深部弱，屬不均勻巖溶裂隙含水巖組。由于F0斷層的影響，使深部灰?guī)r與煤系可采煤層發(fā)生局部對口或接近，煤層開采時(shí)即成為充水含水巖組。

2014年6月12日翠屏山煤礦309采區(qū)-40車場掘進(jìn)迎頭發(fā)生突水，突水水量400 m3/h，目前被淹井巷水面水位為±0 m水平，突水水量穩(wěn)定在360 m3/h，水流經(jīng)±0 m水平井巷排入±0 m水倉，并經(jīng)水泵抽排至地面井口。2014年9月，±0水平擋水墻建成，擋水墻水頭壓力保持在2.90 MPa。經(jīng)分析論證，該突水原因?yàn)橄锏澜衣杜c深部巖溶水相通的斷層破碎帶所致，說明深部灰?guī)r局部巖溶發(fā)育，礦井受巖溶水威脅。

3 礦井防治水措施

從以上分析可知，翠屏山煤礦是一個(gè)水患較嚴(yán)重的礦井，主要的水患威脅有：大氣降水隱患威脅、老空水隱患威脅、巖溶水隱患威脅。

3.1 大氣降水的防治措施

①做好大青坑防水工程。近年來，礦井投入100多萬元，通過鋪人工河床的方式，對塔后、大青坑的防水工程進(jìn)行了修筑，對原有的防水墻、護(hù)坡等工程進(jìn)行加固，并沿地表塌陷區(qū)高處設(shè)置截流水溝，有效地將水引出塌陷區(qū)，防止大氣降雨、山坡積水沿塌陷區(qū)水滲入到井下。

②做好平時(shí)、特別是暴雨期間的地表巡查，并對雨量、水量等原始資料進(jìn)行認(rèn)真收集，加強(qiáng)對一些平時(shí)難以發(fā)現(xiàn)的塌陷區(qū)的巡查力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)新的塌陷區(qū)、地裂縫等并進(jìn)行治理。

③加強(qiáng)小窯巡查，把巡查情況及時(shí)上報(bào)有關(guān)地方政府監(jiān)管部門，制止小窯破壞翠屏山煤礦地表露頭煤柱的行為。

3.2 老空水的防治措施

①加強(qiáng)小窯巡查力度，查明積水老塘和廢棄井巷，并建立臺帳；積水區(qū)及時(shí)在采掘工程圖上標(biāo)明其最洼點(diǎn)的具體位置和積水外緣標(biāo)高，圈出積水老空區(qū)的警戒線；一旦發(fā)現(xiàn)有小煤越界開采，請求地方政府及時(shí)采取措施，關(guān)閉超層越界非法開采的小窯。

②開采過程中，督促相鄰礦井落實(shí)安全協(xié)議，嚴(yán)格按《煤礦防治水規(guī)定》各留足20 m保安煤柱。

③在下水平開采時(shí)，應(yīng)先了解上水平及其周圍的開采情況，把有關(guān)的水文資料標(biāo)注在井上下對照圖和采掘工程平面圖上，并對有無下山開采或可能造成積水等情況進(jìn)行分析研究和判斷，制定相應(yīng)的防治措施，做好防范工作。

④對201采區(qū)+245、+290等區(qū)段老巷進(jìn)行維修，疏通積水，對小煤采動造成的積水下滲進(jìn)行攔截治理，減輕+200泵房的排水壓力。

3.3 巖溶水的防治措施

①礦井范圍內(nèi)F0斷層下盤均為棲霞組（P1q）灰?guī)r，F(xiàn)0斷層既是灰?guī)r頂界面又是導(dǎo)水?dāng)鄬用妫V井要根據(jù)最新的資料，在采掘工程平面圖上劃定警戒線、探水線和禁采線來指導(dǎo)生產(chǎn)，嚴(yán)禁開采防隔水煤巖柱，并嚴(yán)格堅(jiān)持探放水原則。

②對±0 m及以下水平巷道進(jìn)行底板定期觀測，觀測有無變形、隆起，有無滲水、涌水，若底板發(fā)生變化應(yīng)立即進(jìn)行分析治理，防止灰?guī)r承壓水突破底板造成涌水。加強(qiáng)地質(zhì)構(gòu)造分析，進(jìn)一步搞清礦井構(gòu)造，做好預(yù)測預(yù)報(bào)，防止灰?guī)r承壓水通過F0派生斷層涌入工作面造成透水事故。

③在第四水平開采過程中，要做好水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查，通過施工水平鉆等，進(jìn)一步控制F0斷層的產(chǎn)狀和位置，為留設(shè)煤柱提供新的依據(jù)，盡量減少煤柱損失，確保安全開采。

4 結(jié) 語

翠屏山煤礦是水害較嚴(yán)重的礦井，本文通過對翠屏山煤礦水害現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出具體的水害防治措施，為今后更好地開展礦井防治水工作打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鮑道亮.煤礦水害的地質(zhì)原因和防治對策[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2002，（3）.

[2] 游小鷹，謝如謙，劉賢龍.礦井瞬變電磁法在福建煤礦水害探測中的應(yīng) 用[J].能源與環(huán)境，2012，（4）.

[3] 鮑道亮，陳義興，陳寶生.福建煤礦水害探測方法的試驗(yàn)研究[J].龍巖學(xué) 院學(xué)報(bào)，2010，（5）.