18310工作面水文地質(zhì)情況評(píng)價(jià)和水害隱患治理研究

李 榮

(西山煤電集團(tuán)東曲礦，山西 古交 030200)

一、工作面概況

1、地表情況：18310工作面地表范圍內(nèi)有寨溝通過，該河流為季節(jié)性河流，平時(shí)無水，下雨期間形成積水，流入長(zhǎng)峪溝，最后匯入汾河。蓋山厚度237米～405米，平均厚度為321米。工作面內(nèi)無煤田鉆孔、煤層氣孔、水源井、小窯井筒、煤層露頭區(qū)等。

2、井下四鄰情況：該工作面北東大巷保護(hù)煤柱；北西為已回采完的18308工作面；南東為西大巷及保護(hù)煤柱；南西為已規(guī)劃的18312工作面?；夭煞秶鷥?nèi)無小窯破壞區(qū)、煤層露頭區(qū)。工作面上部為已回采的14409、14411工作面采空區(qū)，4#～8#煤的層間距約70米。

3、煤層情況：該工作面8#煤層厚度較穩(wěn)定，8#上煤厚為0.3米～0.7米，平均煤厚0.55米；8#煤厚為2.9米～3.3米，平均煤厚3.13米，煤質(zhì)為瘦煤；煤層組總厚在3.4～7.3米之間，平均5.3米，夾一層夾矸，局部位置有8#煤與8#上煤的分叉、合并現(xiàn)象，夾矸厚0.2米～3.3米。工作面煤層整體向南西傾斜，煤層最大傾角8°，最小傾角3°，平均5°。

4、頂、底板情況：

工作面8#煤合并時(shí)，直接頂為4.0米的石灰?guī)r，普氏硬度約為7-9。直接底為2.15米的細(xì)砂巖，普氏硬度約為3-4。8#煤分叉時(shí)，直接頂為泥巖和8#上煤，老頂為4.0米的石灰?guī)r。

二、地質(zhì)構(gòu)造情況及老巷情況

斷層：據(jù)掘上部進(jìn)資料，該工作面掘進(jìn)中揭露斷層6條，均為正斷層落差分別為1.3米、0.5米、0.9米、0.6米、0.8米、5.6米。對(duì)回采造成影響。其中在切眼揭露的落差為5.6米的斷層，向工作面內(nèi)延伸，對(duì)回采影響較大，其它斷層對(duì)回采影響不大。

陷落柱：皮順距切眼98米處揭露陷落柱(W336)，預(yù)計(jì)大小約28*19，工作面內(nèi)，距切眼492米處靠軌順一側(cè)有陷落柱(w260)，大小約為22*20。

工作面周圍無小窯破壞區(qū)，工作面北西部已回采的18308工作面為上山回采，采空區(qū)積水經(jīng)密閉泄水孔自然流入三采西翼下組煤邊界回風(fēng)巷，經(jīng)一趟4寸管路排至西大巷，不影響回采。

褶曲：該工作面整體呈單斜構(gòu)造，局部有寬緩小褶曲存在，對(duì)回采有影響。回采期間可能揭露其它地質(zhì)構(gòu)造。

節(jié)理：在工作面回采范圍內(nèi)，節(jié)理大致可分為兩組：N35°～50°E，S45°～50°W?；夭蓵r(shí)需加強(qiáng)頂板支護(hù)。

工作面及采區(qū)的排水系統(tǒng)情況。

在兩順槽低洼處安裝排水設(shè)備，工作面積水經(jīng)一趟4寸排水管路排至東大巷排水溝，后沿東大巷排水渠進(jìn)入西平硐后，流到地面污水處理廠。

三、水害因素分析及評(píng)價(jià)

1、地表水分析評(píng)價(jià)：

工作面地面位置位于石家山村莊(已搬遷)北東，上方地表有季節(jié)性河流寨溝穿過，平時(shí)無水，雨季期間形成積水，流入長(zhǎng)峪溝，最后匯入汾河。對(duì)由于14411、14409工作面回采造成的地表塌陷、裂縫均已進(jìn)行了填埋壓實(shí)處理，無滲漏現(xiàn)象，故工作面回采時(shí)不受地表水的影響。

2、小窯老空水分析評(píng)價(jià)：

該工作面附近無小窯破壞區(qū)，不受小窯老空水影響。

3、本礦采空區(qū)積水分析評(píng)價(jià)：

工作面上方有14411、14409采空區(qū)，間距約為70米，根據(jù)集團(tuán)公司2018年開展的“上三帶”科研報(bào)告可知，導(dǎo)水裂隙帶為53～60米，小于4號(hào)煤與8號(hào)煤的層間距。該采空區(qū)資料來源于本礦，可靠性高，14411、14409工作面為下山回采，工作面內(nèi)無大的低洼，采空區(qū)積水經(jīng)密閉泄水孔自然流入大巷，采空區(qū)基本無積水。工作面軌順側(cè)為18308工作面采空區(qū)，上山回采，采空區(qū)積水經(jīng)密閉泄水孔自然流入三采西翼下組煤邊界回風(fēng)巷，采空區(qū)基本無積水。故工作面回采時(shí)不受采空區(qū)水影響，是可以安全回采的。

4、頂板含水層水分析評(píng)價(jià)：

8#煤層上方有三層灰?guī)r(L1、K2、L4)含水層，遇地質(zhì)構(gòu)造或頂板裂隙發(fā)育時(shí)可能會(huì)有淋水，對(duì)回采有一定影響。

5、帶壓開采分析評(píng)價(jià)：

工作面奧灰靜水位標(biāo)高為815～820米，18310工作面煤層底板標(biāo)高為940～972米，本工作面不帶壓。故工作面回采時(shí)不受奧灰水影響。

6、其它水文地質(zhì)條件分析評(píng)價(jià)：

工作面范圍內(nèi)軌道順槽施工有瓦斯抽采鉆孔，孔內(nèi)可能有殘留水、瓦斯，對(duì)回采無影響。工作面內(nèi)無煤田孔、地下含水體、井下火區(qū)等其他隱蔽致災(zāi)因素。

四、工作面涌水量預(yù)計(jì)

通過以上分析及18308工作面回采資料可知，預(yù)計(jì)工作面正常涌水量為5m3/h，最大涌水量為20m3/h。

五、水害隱患探查與治理情況

1、坑透及瞬變電情況：

2016年1月20日西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司地質(zhì)測(cè)量勘探中心物探院使用WKT-E型坑透儀對(duì)18310工作面進(jìn)行了坑透，有四處異常區(qū)，在皮順側(cè)距切眼50-140米，軌順側(cè)距切眼50-400米為E1異常區(qū)；皮順側(cè)距切眼500米，軌順側(cè)距切眼490-520米為E2異常區(qū)；皮順側(cè)距切眼550-650米，軌順側(cè)距切眼570-600米為E3異常區(qū)；皮順側(cè)距切眼700米，軌順側(cè)距切眼700米為E4異常區(qū)。

異常區(qū)驗(yàn)證情況：

2016年4月25日西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司東曲礦對(duì)異常區(qū)進(jìn)行打鉆，其中E1異常區(qū)皮順側(cè)施工9個(gè)鉆孔，軌順側(cè)施工6個(gè)鉆孔，孔深100米；E2異常區(qū)皮順側(cè)施工2個(gè)鉆孔，軌順側(cè)施工3個(gè)鉆孔，孔深100米；E3異常區(qū)皮順側(cè)施工10個(gè)鉆孔，軌順側(cè)施工5個(gè)鉆孔，孔深100米；E4異常區(qū)皮順側(cè)施工3個(gè)鉆孔，軌順側(cè)施工3個(gè)鉆孔，孔深100米。對(duì)異常區(qū)內(nèi)兩個(gè)陷落柱的位置大小已經(jīng)探明，且均不含水，未發(fā)現(xiàn)其他含水、導(dǎo)水地質(zhì)構(gòu)造。

六、水害隱患探查與治理效果分析評(píng)價(jià)

1、綜合上述評(píng)價(jià)，說明18310工作面在回采時(shí)不受地表水和小窯水、采空區(qū)積水、上部灰?guī)r含水層水及奧灰水的影響，工作面上部采空區(qū)大部分積水經(jīng)密閉泄水孔自然流入大巷，局部低洼處可能存在積水，對(duì)該工作面回采影響較小。

2、坑透和物探資料顯示，發(fā)現(xiàn)的異常區(qū)E1、E3、E4是由斷層引起，異常區(qū)E2是由陷落柱引起，均未發(fā)現(xiàn)其他含水、導(dǎo)水地質(zhì)構(gòu)造，所以異常區(qū)內(nèi)情況已基本掌握，可以安全回采。

七、結(jié)論及建議

1、結(jié)論

①18310工作面在回采時(shí)不受地表水和小窯水、老空水、采空積水及奧灰水的影響。主要影響為上部灰?guī)r含水層水.

②工作面揭露的斷層和陷落柱，經(jīng)鉆探驗(yàn)證，均未發(fā)現(xiàn)出水現(xiàn)象，異常區(qū)E1、E3、E4是由斷層引起，異常區(qū)E2是由陷落柱引起，

③根據(jù)地面調(diào)查、地質(zhì)資料的收集、物探及異常區(qū)探測(cè)驗(yàn)證及水害因素的分析評(píng)價(jià)，18310工作面可以安全回采。

2、建議

①回采過程中加強(qiáng)對(duì)工作面地表裂縫及溝谷的巡查，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。

②在回采至斷層、陷落柱附近如發(fā)現(xiàn)頂、底板有出水現(xiàn)象，停止作業(yè)及時(shí)匯報(bào)地測(cè)科，取水樣分析出水源，采取相應(yīng)措施。

③回采前需完善排水系統(tǒng)，工作面皮帶順槽、軌道順槽水倉內(nèi)需按要求配備排水泵與排水管路，工作面應(yīng)配備同水泵相適應(yīng)的電纜、開關(guān)等設(shè)備，且能同時(shí)開動(dòng)工作泵及備用泵，保證排水能力不小于40m3/h。

④初采初放期間地測(cè)部門需加強(qiáng)水情監(jiān)測(cè)，做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)分析，并采取相應(yīng)處理措施。

⑤回采時(shí)加強(qiáng)安全隱患排查，發(fā)現(xiàn)問題立即處理。

⑥當(dāng)工作面出現(xiàn)透水征兆時(shí)應(yīng)立即撤出所有受水害威脅地點(diǎn)的人員，沿避水災(zāi)路線撤離到安全地點(diǎn)，向礦調(diào)度匯報(bào)，并采取相應(yīng)措施。

⑦綜采隊(duì)開始回采時(shí)，必須由技術(shù)員帶領(lǐng)全隊(duì)職工沿避水災(zāi)路線演習(xí)一次，讓職工熟悉避災(zāi)路線。

⑧在工作面軌道順槽施工有瓦斯抽采鉆孔，鉆孔間距5米，孔內(nèi)可能積聚瓦斯、存在少量積水，回采揭露鉆孔時(shí)采取適當(dāng)措施。