三縣煤礦礦井水文地質(zhì)類型分析

朱朝霞

摘要：在系統(tǒng)整理、綜合分析三縣煤礦水文地質(zhì)勘探成果和水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對礦井充水條件進行概括和歸納，并根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》要求，確定了三縣煤礦礦井水文地質(zhì)類型為中等，從而為礦井防治水工作提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：礦井水文地質(zhì)類型；水文地質(zhì)條件；充水條件

引言

礦井水害是煤礦五大災(zāi)害之一。而礦井水文地質(zhì)決定了礦井開采受水害威脅的程度，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。因此，礦井應(yīng)當對本單位的水文地質(zhì)情況進行研究，編制礦井水文地質(zhì)類型劃分報告，并確定本單位的礦井水文地質(zhì)類型。其目的在于指導(dǎo)礦井水文地質(zhì)勘探、礦井防治水和礦區(qū)地下水的開發(fā)利用工作。

1礦區(qū)概況

三縣煤礦位于巫山縣城南東，直距32km，陸路、水運均較便利。屬亞熱帶季風性溫濕氣候，降雨充沛，多年平均降雨量1049.3mm，主要分布于5-9月。

礦區(qū)位于四川盆地東部邊緣與鄂西神龍架交匯處，為構(gòu)造剝蝕、溶蝕低中山地貌。地勢西高東低，坡度東陡西緩，多在10°-20°。區(qū)內(nèi)海拔標高一般在+1700～1800m，最高+1849.4m，最低+1500m位于礦界東側(cè)主井附近。礦區(qū)總體為寬緩的單向坡，僅在礦區(qū)東側(cè)有一條季節(jié)性沖溝，平時干涸或流量很小，降水后匯聚礦區(qū)中部地表水，向北東排泄出區(qū)外。

礦區(qū)內(nèi)地層呈單斜形態(tài)賦存，區(qū)域出露地層最老為二疊系中統(tǒng)茅口組，最新為二疊系上統(tǒng)大隆組，其問缺失石炭系上統(tǒng)、下統(tǒng)，泥盆系中統(tǒng)、下統(tǒng)，志留系上統(tǒng)和中統(tǒng)上部地層。礦區(qū)范圍內(nèi)有二條正斷層存在，F(xiàn)1、F2正斷層破壞帶內(nèi)，K2煤層缺失，形成無煤區(qū)。

2礦井水文地質(zhì)條件

礦區(qū)降雨充沛，大氣降水是礦區(qū)地下水的主要補給來源。大氣降水經(jīng)地表徑流，沖溝匯聚，在礦區(qū)東北側(cè)由小溪河排泄出礦區(qū)，少量沿裂隙、巖溶等途徑進入地下形成地下水。當?shù)厍治g基準面在礦區(qū)東北側(cè)長江支流小溪河，高程+500m，三縣煤礦主井高程+1618m，在當?shù)厍治g基準面之上，對礦井開采無影響。

2.1礦區(qū)主要含水層

（1）第四系松散層

第四系（Q）主要分布于溝谷、低洼地段，主要為砂質(zhì)粘土、含碎石沙土，厚度0-3m，屬松散孔隙水含水層，含水貧乏且分布面積有限，對礦井影響不大。

（2）二疊系上統(tǒng)長興組（P_3C）

為灰、灰黑色中至厚層狀燧石灰?guī)r，厚100-120m。出露于礦區(qū)外圍北西一帶，地表分布面積大，受水條件好，泉點分布較多，節(jié)理裂隙、巖溶發(fā)育，為礦井上覆主要的巖溶裂隙含水層，含水性中等，大氣降水多沿裂隙滲入井巷，對礦井充水有直接影響。

（3）二疊系上統(tǒng)吳家坪組上段（P_3W²）

為深灰色中厚層狀條帶狀燧石灰?guī)r及硅質(zhì)灰?guī)r夾泥巖，厚47m左右；本段地表未見溶洞及巖溶漏斗，偶見地表泉點出露，為巖溶裂隙含水層，含水性中等。該含水層上覆于K2煤層，大氣降水多沿裂隙滲入井巷，故為礦井主要頂板充水含水層。

（4）二疊系中統(tǒng)茅口組（P_2m）

巖性為灰色、淺灰到深灰色厚層狀灰?guī)r為主，厚度大于100m。含水性較強，巖溶裂隙較發(fā)育，對礦井運輸大巷開拓有充水影響。

2.2礦井充水條件

（1）大氣降水

大氣降水通過煤層采空塌陷裂隙、構(gòu)造裂隙、巖溶漏斗、溶蝕洼地等滲入地下，成為地下水主要補給源。經(jīng)調(diào)查大氣降水10小時之后礦井水明顯增加，枯季水小，雨季水量明顯增大，是礦井水的主要來源。

（2）頂、底板含水層水

K2煤層頂板主要充水含水層為長興組及吳家坪組上段的灰?guī)r裂隙含水層。巖溶裂隙發(fā)育，富水性中等。且K2煤層上距吳家坪組上段底界僅3.8m左右，煤層頂板巖性以灰?guī)r為主，為中硬巖層，煤層傾角27。左右。根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)及壓煤開采規(guī)程》選用緩傾斜煤層頂板全陷落法計算：

經(jīng)計算開采K2煤層后，冒落帶高度3.30m，導(dǎo)水裂隙高度18.76m，導(dǎo)水裂隙帶進入上部吳家坪組上段，因此礦井煤層開采后，含水層水會通過采空裂隙、構(gòu)造裂隙補給礦井，成為礦井主要充水水源。

底板含水層為二疊系中統(tǒng)茅口灰?guī)r含水層，巖溶裂隙較發(fā)育，但不及長興組灰?guī)r，對礦井充水影響不大。

（3）相鄰礦井老窯水

礦井西側(cè)丁家灣煤礦奔坎灣井在南八平巷+1712.20m水平以下的巷道及工作面全部被水淹沒，預(yù)計積水量為50985m3，積水區(qū)與我礦區(qū)相鄰，對本礦安全生產(chǎn)影響極大。

（3）斷層對礦井充水的影響

礦井周圍有兩條正斷層，對礦井開采影響較大。斷層帶導(dǎo)水性能差，多以靜儲量釋放為主，一般無承壓性。但由于斷裂帶水發(fā)育規(guī)律較差，又為礦床直接充水，因此在煤層開采過程中，必須引起注意，防止突水造成事故。

（4）礦井充水強度

該礦從建井生產(chǎn)以來，井下未見大的涌水，未發(fā)生過透水事故。涌水量主要受大氣降雨的制約，雨季水大，旱季水小。井口觀測枯水期礦坑涌水量為1.84 m³/h，雨季所測得的涌水量7.2m³/h，因此大氣降水為礦井充水主要因素之一。預(yù)計隨著開采進行，涌水量會逐漸增大，預(yù)算礦井涌水量公式：

3礦井水文地質(zhì)類型劃分

結(jié)合以上對三縣煤礦的充水條件進行分析，對礦井水文地質(zhì)條件劃分如下：

（1）受采掘破壞或影響的含水層及水體：主要為長興組、吳家坪組上段巖溶裂隙含水層，受大氣降水補給，地形有利于與排水而不利于下滲，補給條件一般，單位涌水量q=0.4（L.s^-1·m^-1），劃分為中等。

（2）礦井及周邊老空水分布狀況：相鄰礦井老窯水5.0985萬方、位置、范圍、積水量清楚，對本礦安全生產(chǎn)影響極大，劃分為中等。

（3）礦井涌水量：正常01=6.74 m³/h，最大Q2=26.3m³/h，劃分為簡單。

（4）突水量：未發(fā)生過突水，劃分為簡單。

（5）開采受水害影響程度：未發(fā)生過突水且涌水量較小，大氣降雨通過各種裂隙滲透井增加礦井涌水量，對礦井充水雖然有一定影響，但對礦井安全構(gòu)不成水害威脅，故采掘工程基本不受水害影響，劃分為簡單。

（6）防治水工作難易程度：水害影響小，主要采用探放水及地表防水方法，防治水工作易于進行，劃分為簡單。

綜上所述，根據(jù)就高不就低的原則，三縣煤礦的水文地質(zhì)類型劃分為中等。

4防治水工作建議

礦井主要水害為大氣降水、含水層水，另外相鄰礦井老窯水和斷層也需格外注意，在礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間要堅持“預(yù)測預(yù)報，有疑必探，先探后掘，先治后采”的防治水原則，對老窯水、斷層水需考慮采用探放水措施，采取“探、防、堵、截、排”等綜合措施有效防止礦井水害的發(fā)生。