某礦井充水因素分析及防突水措施管理

李賽玉

(大同煤礦集團同地龍馭煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 041000)

1 前言

某整合礦井位于霍西煤田喬家灣詳查勘探區(qū)南部邊緣，井田地層由老至新依次為奧陶系中統(tǒng)峰峰組，石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組，二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組，第四系中更新統(tǒng)。

本井田以寺坡南圪塔向斜為主體構(gòu)造，伴生次一級的褶曲和4條中型斷層，地層傾角4°～8°，構(gòu)造屬簡單類。

本區(qū)地表水屬黃河流域汾河水系，屬季節(jié)性河流，雨季出現(xiàn)洪水流，地表水匯集于井田東南部溝谷，流入汾河，汾河至河津禹門口匯入黃河。

井田主要含水層為碳酸鹽巖類溶裂隙含水巖組、碎屑巖類裂隙含水巖組、松散巖類孔隙含水巖組。主要隔水層為中石炭系本溪組，上石炭統(tǒng)及下二疊統(tǒng)。

井田內(nèi)可采煤層共2層。2號煤層位于山西組上部，下距9+10+11號煤層69.73～81.01m，平均距離74.35m。煤層厚度0.37～2.30m,平均厚1.29m。9+10+11號煤層位于太原組下段上部，煤層厚度2.20～4.15m，平均厚3.01m。

2 礦井充水因素分析

2.1 地表水對礦井開采的影響

井田內(nèi)地表水僅為沖溝的季節(jié)性河流，平時干涸，只有雨季出現(xiàn)水流，且時間短，由于煤層以上有泥巖、粉砂巖隔水層，一般對礦井開采影響不大[1]。

2.2 構(gòu)造對礦井充水的作用和影響

井田構(gòu)造為背向斜并伴隨有寬緩褶曲，斷層不發(fā)育，發(fā)現(xiàn)4條小斷層，斷距在10m以內(nèi)，只是使巖層裂隙發(fā)育，在構(gòu)造裂隙帶的作用下，將有可能導通地表水，發(fā)生水力聯(lián)系，因此富水性有所增強，但只要加強排水工作，一般對礦井開采影響不大。由于F101斷層地處2號煤層風化帶，在導水裂隙和構(gòu)造裂隙疊加的作用下，將有可能導通基巖風化帶裂隙水，而進入9+10+11號煤層巷道，對開采下組9+10+11號煤層產(chǎn)生一定的影響，因此礦方應(yīng)加強探放水工作，預防發(fā)生事故。

本井田構(gòu)造簡單，只是煤層淺埋藏地帶，風化裂隙發(fā)育，裂隙水將成為礦井的充水水源，雨季應(yīng)加強防范。

2.3 含水層對礦井開采的充水影響

綜合本區(qū)各含水層與開采煤層的關(guān)系，對礦井開采有直接充水影響的主要有：

(1) K8砂巖含水層為2號煤層頂板，弱富水性，對礦井開采具有一定的影響。中西部K8層位以上砂巖，由于有厚層的泥巖、粉砂巖隔水層存在，且一般富水性弱，一般不會影響礦井開采。根據(jù)“三下”采煤開采規(guī)程，2號煤層頂板為中硬巖層，煤層冒落帶高度為[2]

(3)奧陶系石灰?guī)r含水層為下組煤層的底板間接含水層，根據(jù)資料本井田奧灰水位約545～555m，井田內(nèi)9+10+11號煤層最低標高990m，不存在帶壓開采。井田內(nèi)2號煤層已采空，在低洼處存有積水，9+10+11號煤層距2號煤層最小間距69.73m，9+10+11號煤層最大導水裂隙帶高度為71m。因此，2號煤層采空區(qū)積水將沿裂隙進入9+10+11號煤層中，應(yīng)引起礦方注意，加強防治措施。

2.4 采空區(qū)積水對礦井開采的充水影響

井田內(nèi)2號煤層已采空，1號煤層局部采空，因1號煤層距2號煤層較近，積水已滲入到2號煤層采空區(qū)。2號煤層最低處，均在煤層露頭區(qū)，因此積水不嚴重。9+10+11號煤層局部采空。在采空區(qū)內(nèi)局部低凹處存有一定積水。由于是整合礦井，根據(jù)調(diào)查訪問，在井田的中西部有采空區(qū)的存在，存在大量積水，開采9+10+11號煤層時將產(chǎn)生一定影響。因此應(yīng)引起礦方重視，加強防范措施。經(jīng)調(diào)查，9+10+11號煤層采空區(qū)積水5處，本次采用《礦井安全手冊》中采空區(qū)積水量公式進行預算。

式中：Q——采空區(qū)積水量，m3；

S——采空區(qū)投影面積，m2

α——煤層傾角

M——煤層平均厚度，m；

K——充水系數(shù)，取0.2。

經(jīng)預算，2號煤層采空區(qū)積水面積約為67 178m2，積水量9 500m3，9+10+11號煤層采空區(qū)積水面積179 353m2，積水量98 500m3?？梢钥闯?，井田內(nèi)積水較為嚴重，在開采各煤層時要高度重視，采取防范措施，防止事故發(fā)生。

3 防治水管理

(1)綜采隊成立防治水小組，安排專職水泵司機，負責兩巷及工作面的排水工作。水泵司機必須堅守崗位，堅持現(xiàn)場交接班。

(2)所有在工作面工作的人員要進行突水預兆知識培訓，增強職工防范水害意識。

(3)回采前綜采隊要檢查排水管路及排水設(shè)施是否安裝齊全，運轉(zhuǎn)是否良好。

(4)綜采隊要加強排水設(shè)備日常維護，確保排水管路暢通，排水設(shè)備完好，要經(jīng)常清理淤泥、雜物，保證水泵進水口暢通。

(5)嚴格控制積水混入出煤系統(tǒng)，嚴禁用皮帶進行排水。

(6)運順皮帶機機頭處及皮帶機尾沉淀池內(nèi)的淤煤、雜物要安專人定期清理，并安專人排水。

(7)工作面現(xiàn)場作業(yè)人員要密切注意工作面及兩巷水文情況，當工作面發(fā)現(xiàn)有出水預兆時，如煤壁掛汗掛紅、空氣變冷、出現(xiàn)水霧、水叫、淋水增大等，要及時匯報；并及時組織人員現(xiàn)場觀測，采取相應(yīng)措施；工作面涌水異常時，必須對工作面進行瓦斯檢查。

(8)地測部門要加強對工作面水文觀察及水文調(diào)查分析，當工作面涌水量增大時，要取水樣送檢確定水源，并制定相應(yīng)的治水措施。

(9)所有的排水設(shè)備檢修時必須掛牌管理；排水設(shè)施損壞必須及時維修或更換，確保積水能及時排除。

(10)水槽子上口必須用大板蓋嚴，經(jīng)過水槽口的軌道，下面必須穿工字鋼加固，確保行人及運輸安全。

4 防突水措施

(1)加強跟班制度,及時掌握情況。

(2)地質(zhì)人員要及時掌握水文地質(zhì)情況并向上級匯報，向有關(guān)單位提供水文地質(zhì)資料。

(3)教育職工掌握突水預兆，注意觀察水情，發(fā)現(xiàn)異常情況及時匯報調(diào)度，受安全威脅時停止回采。

(4)過鉆孔和地質(zhì)異常帶，應(yīng)及時提供水文地質(zhì)預報，并另編制安全技術(shù)措施。

(5)工作面初次放頂期間，要特別加強防排水措施的落實和水情監(jiān)測工作，發(fā)現(xiàn)出水征兆要立即停止作業(yè)并上報有關(guān)單位，待鑒定后方可施工。

5 結(jié)論

通過對某礦井的地質(zhì)條件的分析，分析了礦井的充水因素，并結(jié)合礦井實際情況提出了相應(yīng)的礦井防治水措施，為類似礦井提供了借鑒意義。