礦井水害類型的劃分及防治措施

路保軍

摘要：近年來，礦井水害事故時有發(fā)生，不同類型的水害往往對應不同的防控技術(shù)。本文根據(jù)呼圖壁縣紅三溝煤炭有限責任公司礦井水文地質(zhì)條件，對其礦井水害類型進行了劃分，并提出了針對性的防治措施，以供同行借鑒交流。

關(guān)鍵詞：水害、類型、防治措施

一、礦井水文地質(zhì)條件

呼圖壁縣紅三溝煤炭有限責任公司煤礦位于呼圖壁縣城西南90km處的白楊河北岸，公司井田位于昌吉背斜北翼，井田構(gòu)造簡單，總體為一向北傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾向345°～15°、傾角10°～15°，井田地質(zhì)構(gòu)造屬簡單類型。礦井正常涌水量8m3/h，最大涌水量12m3/h。礦井水文地質(zhì)以孔隙含水層充水為主、礦床頂?shù)装逯苯映渌?，水文地質(zhì)條件中等的礦床。經(jīng)有關(guān)單位認證認為上游地下水徑流補給和白楊河地表水與礦井的水力聯(lián)系不清楚，按水文類型復雜型礦井考慮。

二、礦井水害的類型及易發(fā)突水的地點分析

1、礦井水害類型及分析

造成礦井水害的主要水源有大氣降水、地下水和老空水。根據(jù)水源分類，礦井水害分為：（1）大氣降水水害;（2）地表河流側(cè)向補給;（3）采空區(qū)積水水害;（4）孔隙、裂隙水水害;（5）火燒區(qū)水害;（6）導水斷層水害等。

①大氣降水

大氣降水形成的洪流直接經(jīng)井口和開采裂隙潰入井巷，可能發(fā)生淹井事故。大氣降水直接經(jīng)煤層火燒露頭向地層深部運移，隨著深度增加，火燒裂隙發(fā)育逐漸變差，地下水運移速度逐漸由快至慢，在火燒底界處受阻，在弧狀低洼處，富集有地下水，如不慎與其溝通，潰入井巷，將發(fā)生淹井事故。

②地表河流側(cè)向補給

白楊河水從井田外西北處，直接從含水層流經(jīng)，垂直滲入補給，井田外側(cè)向入滲補給露頭處直接含水層，故直接充水含水層含水較豐富。

③采空區(qū)積水情況

截止目前，礦井+1487m水平以上7號和8號煤層已基本采空。采空區(qū)分布范圍較清楚。2018年委托西安煤科院利用瞬變電磁對井田范圍進行了探測，查明了采空區(qū)內(nèi)積水異常區(qū)。礦井井下最大涌水量30m3/h。正常涌水量19m3/h，礦井24h最大涌水量296.30m3/d，主要排泄7號和8號煤層采空區(qū)的涌水量。在正常情況下采空區(qū)積水對未來礦井生產(chǎn)不會產(chǎn)生大的影響。

④孔隙、裂隙水情況

煤層頂?shù)装迳皫r為直接充水含水層，砂巖露頭受大氣降水補給，滲入砂巖孔隙、裂隙形成含水層。經(jīng)鉆孔混合抽水試驗和采空區(qū)排水資料計算，砂巖含水層富水性弱、中等。

⑤火燒區(qū)積水

根據(jù)《新疆呼圖壁縣紅三溝煤礦水文地質(zhì)詳查報告》中對巷道的調(diào)查，采場巷道頂部控制了8號煤層火燒層的下限，標高為+1550m，巷道底部和下部斜巷及回風巷道中（+1547m）未見火燒區(qū)，通過觀測，火燒區(qū)干燥，未見有涌水、滴水現(xiàn)象，火燒區(qū)最低下限分布標高均高于礦區(qū)潛水面標高+1499.39m。礦井在建設、生產(chǎn)中，需加強觀測礦井涌水變化，發(fā)現(xiàn)情況應及時采取措施。

⑥導水斷層

礦井井田東部發(fā)育的小型斷裂（f1），斷裂帶出現(xiàn)流水現(xiàn)象，流量約2.5m3/h，未出現(xiàn)突水現(xiàn)象，但井田內(nèi)不排除存在其它導水斷層的可能性。

2、礦井水害易發(fā)生的地點

礦井井下易發(fā)生突水的地點是采煤、掘進工作面。在生產(chǎn)過程中與地表水、地下水或老空水溝通時，就會發(fā)生突水事故。

（1）采煤工作面向前推進，采空區(qū)頂板自然垮落，自下而上形成了垮落帶、導水裂隙帶和彎曲下沉帶?？迓鋷Ъ傲严稁в龅綇姾畬踊蚶峡諈^(qū)、老窯、老巷道積水，水會沿裂隙帶空隙流入井下，造成突水。

（2）掘進工作面在掘進過程中，遇到情況不清的采空區(qū)水、斷層水、火燒區(qū)積水、孔隙、裂隙水等，同樣是易發(fā)生透水的地點。

三、礦井水害防治的主要措施

1、探放水防治措施

（1）掘進工作面嚴格按照設計執(zhí)行超前探放水，在掘進時支架背牢頂幫，準備一定的坑木和麻袋、黃泥等防水材料，以便隨時堵水;（2）加強探水工作面的瓦斯檢查，當瓦斯超過1%時，應立即停止探水工作;（3）清理水溝，保持水溝暢通;（4）清理巷道，保持安全撤退路線暢通：（5）在打鉆地點或附近安設專用電話;（6）地測科技術(shù)人員必須親臨現(xiàn)場指揮。

2、防治地表水害的措施

礦井工業(yè)場地位于井田南部，白楊河在工業(yè)場地行政福利區(qū)北側(cè)、輔助生產(chǎn)區(qū)及生產(chǎn)區(qū)南側(cè)呈S形穿過，溝底標高及洪峰流量水流頂面標高均低于對應的工業(yè)場地地面標高及各井口標高，不會對工業(yè)場地及井口產(chǎn)生威脅，但在礦井擴建工程施工時，對白楊溝進行漿砌片石砌護，防止水流對溝底及溝壁的沖刷，并在溝壁上側(cè)上設置鋼管欄桿，以滿足安全需要。同時在工業(yè)場地北側(cè)修建截水溝攔截坡面匯水，將洪水疏導場地外，能有效地降低沖溝洪水及坡面匯水產(chǎn)生的危害。

井上主要是防洪和地表扒縫，采取措施為：（1）雨季前，清理井口周圍排水溝及井口周圍雜物，防止雜物淤積抬高水位。（2）雨季前及大到暴雨后，檢查地表有無扒縫，并對扒縫進行充填、夯實。

3、防治井下水害的措施

（1）煤礦在建設和生產(chǎn)過程中要按設計要求留設安全隔離保護煤柱，各防水煤柱不得回采。

（2）在+1487m水平井底車場設有主、副水倉，當一個水倉清理時，另一個水倉能保證正常使用，每年雨季前對水倉進行清理。

（3）工作面堅持有疑必探，先探后掘的原則，工作面配備ZDY-3200S型煤礦全液壓鉆機，用于工作面探放水。工作面順槽內(nèi)設水溝，將工作面積水排入井底水倉，經(jīng)水泵、排水管排至地面。

（4）鉆孔放水前，必須估計積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉容量，控制放水量;放水時，必須設專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時采取措施進行處理，并立即報告調(diào)度室。

（5）礦井井下巷道內(nèi)設排水溝，將井下水排入水倉，經(jīng)水泵、排水管排至地面。

（6）及時密閉廢棄的巷道，在有積水巷道的密閉墻上留設反流水孔，以便排出采空區(qū)積水，避免采空區(qū)及廢棄的巷道中的積水給礦井生產(chǎn)造成安全隱患。

（7）每次降大到暴雨時和降雨后，及時觀測井下水文條件變化情況，并及時向礦主管安全的領導報告。

四、結(jié)束語

本文基于礦井水文地質(zhì)特征，分析了礦井水害的類型及易發(fā)突水的地點，研究了含水層水害防治關(guān)鍵技術(shù)，研究成果在本煤礦投入工程應用，應用效果良好。