礦井水文地質(zhì)類型劃分對礦井防治水工作的建議

胡建新

（湖南省煤田地質(zhì)局物探測量隊(duì)，湖南 株洲 412003）

1 礦井基本情況

礦井采用斜井開拓方式，抽出式通風(fēng)系統(tǒng)。主井井口高程為+129.88m，按364°方位，28°坡度拓斜井，落底至-195.4m，拓-200m水平至-300m水平，拓-300m水平至-400m水平暗斜井后，以-200m運(yùn)輸大巷、-250m大巷、-300m大巷、-350m大巷、-400m大巷，揭穿本礦主采礦層9、11礦，9礦層平均厚1.1m，11礦層平均厚1.18m。

經(jīng)計(jì)算，開采9、11號礦層頂板垮落帶高度分別為7.18m、8.12m，頂板最大導(dǎo)水裂縫高度分別為29.01m、25.61m，礦井內(nèi)9、11號礦間距23.5m～38.2m，所以開采11號礦層將會(huì)導(dǎo)通上部9號礦層的采空區(qū)積水，不會(huì)影響到長興灰?guī)r含水層。風(fēng)井井口為+128.49m，落底-49.5m，以暗斜井和聯(lián)系巷道與各水平巷道相通，形成礦山通風(fēng)系統(tǒng)，目前礦山已開拓至-393.5m標(biāo)高。

2 礦井水文地質(zhì)類型的劃分類型及防治難易程度

水文地質(zhì)類型的劃分。

據(jù)礦井未來三年內(nèi)生產(chǎn)接替規(guī)劃，礦井未來三年主要在-350m～-400m水平開采，主要受砂巖裂隙水、破碎帶構(gòu)造水影響，因此，在防治水規(guī)劃上重點(diǎn)對構(gòu)造的探測及砂巖裂縫帶寬度的觀測，防止產(chǎn)生突泥、突水事故。現(xiàn)進(jìn)行礦井水文地質(zhì)類型劃分。

2.1 地表水對礦層開采影響的評價(jià)

礦山所處地形為丘陵地貌，坡度在150左右，利于地表水的排泄，地表起伏不大，沖溝不發(fā)育，地表水系亦不發(fā)育，在西邊界附近有一小溪，由南往北流向，也是礦坑水排泄的去處。主井、副井標(biāo)高分別為+129.88m、+128.49m，均高于在此處的洪水位標(biāo)高，因此該礦不會(huì)造成洪水灌井事故。

2.2 第四系孔隙水對礦層開采影響的評價(jià)

由上部紅黃網(wǎng)狀亞粘土及底部的砂礫層組成，最大厚底20.88m，其底部砂礫層厚0m～2m，含孔隙潛水，泉流量0.2L/s.m。發(fā)育于山脊的殘疾層、山坡的坡積層及老窿矸石堆，均以透水性強(qiáng)，蓄水性差為其特點(diǎn)。大氣降雨通過第四系孔隙含水層向井下滲透，使井下涌水量增大。因此第四系孔隙水對礦層開采影響為中等。

2.3 上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M中部及上部石英砂巖裂隙承壓含水層對礦層開采影響的評價(jià)

（1）S4中粒砂巖裂隙承壓含水層：

位于第四段底板，3礦之上，2礦之下，砂巖厚20.09m，含水性一般由淺向深部減弱，風(fēng)化深度可達(dá)70m，淺部具風(fēng)化裂隙水，富水系數(shù)2.93m3/t，滲透系數(shù)K為0.001854m/d，單位涌水量q為0.0318L/s.m，水質(zhì)類型為重碳酸硫酸鈉鈣型水。屬裂隙承壓水，富水性弱。

（2）S3中粒石英砂巖裂隙承壓含水層：

位于第三段底部，平均厚19.50m，淺部風(fēng)化裂隙較發(fā)育，含裂隙水，深部裂隙不發(fā)育，含水性弱。未來三年采掘區(qū)內(nèi)受石英砂巖裂隙承壓含水層的影響程度屬中等類型。

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2.4 老空區(qū)積水對礦層開采影響的評價(jià)

礦區(qū)開采歷史悠久，老窿密布，老窿多位于-50m水平以上。2005年某礦對原門塘沖井的坑道進(jìn)行了疏干，上部老窿水大部分被疏干，由于上部老窿多與地表采通，大氣降水沿老窿直接滲入礦坑，雨季礦坑水明顯增加。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查與訪問，湖南省某礦門塘沖井開采9、11號礦層，礦井涌水量為20m3/h～100m3/h，已開采至-250m水平，由于企業(yè)負(fù)債過重關(guān)閉。礦山關(guān)閉后，遺留下當(dāng)?shù)卮迕癜徇w和農(nóng)賠等問題，為解決這些問題，某市政府同意私人集資利用門塘沖主井、副井、運(yùn)輸大巷、回風(fēng)巷道開采門塘沖-50m水平以上的殘留礦層，產(chǎn)生了新的采空區(qū)，老窯積水不能及時(shí)排出地面，經(jīng)計(jì)算，積水量達(dá)23250m3。

未來三年采掘區(qū)在-350m～-400m水平開采，離老窯采空區(qū)較遠(yuǎn)，影響不大。但根據(jù)計(jì)算，開采9礦層留下的采空積水對11礦層開采影響中等，故影響程度為中等類型。

2.5 礦井突水量對礦層開采影響的評價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，礦井突水量為21T/h，對照礦井水文地質(zhì)類型劃分表，影響程度屬中等類型。

2.6 礦坑充水通道對礦層開采影響的評價(jià)

（1）頂板導(dǎo)水裂縫帶：

礦層在回采之后，頂、底板上將產(chǎn)生擾動(dòng)破壞，有可能直接揭露或溝通充水含水層或老窯水，從而造成突水事故，因此，礦層回采前對頂、底板的破壞程度進(jìn)行計(jì)算和評價(jià)，選取合適的回采參數(shù)，是至關(guān)重要的。

目前礦井在-350m水平開采9、11號礦層，如上文中計(jì)算的，其頂板導(dǎo)水裂縫帶最大高度達(dá)29.01m，礦層開采后，雖然采動(dòng)導(dǎo)水裂縫高度不能達(dá)到地表，但采空沉陷整體下沉邊緣帶裂隙增加，地表水、淺層地下水會(huì)沿這些裂縫帶滲入井下，從而使得礦井涌水量增大。

（2）井巷工程：

在對礦井進(jìn)行掘進(jìn)和開拓的過程中，所經(jīng)過的含水層組被揭露并連通了，由于巷道壁后未采取治理措施，淺部孔隙水或基巖風(fēng)化裂隙水滲入井下，使得礦井充水，現(xiàn)狀條件下，石掘大巷滲水、井筒滲水是某礦主要的充水形式。

（3）導(dǎo)水?dāng)嗔褬?gòu)造：

礦井位于大障向斜北西翼南西端，礦井內(nèi)發(fā)育5條小型正斷層，在開采斷層附近的礦層時(shí)，發(fā)現(xiàn)有少量的斷層出現(xiàn)導(dǎo)水現(xiàn)象，一定程度上影響了生產(chǎn)。開采時(shí)，對斷層的探控應(yīng)重視，斷層破碎帶的膠結(jié)情況以及導(dǎo)水性應(yīng)得到進(jìn)一步研究，斷層隔水礦柱應(yīng)被留足，防患于未然。

（4）封閉不良鉆孔：

礦坑充水通道主要受以上四個(gè)方面的影響，對照礦井水文地質(zhì)類型劃分表，影響程度為中等類型。

綜上所述，在未來三年采掘區(qū)范圍內(nèi)各礦層礦井水文地質(zhì)類型確定為中等，礦井防治水工作重點(diǎn)為老空積水、砂巖裂隙水及斷層導(dǎo)水的探查，配備足夠的排水泵房及水倉，礦井防治水工作難易程度為中等。

3 加強(qiáng)礦井防治水工作建議

3.1 高度重視水害防治工作，建立健全防治水機(jī)構(gòu)

為保證礦井生產(chǎn)時(shí)的安全，防治水專業(yè)機(jī)構(gòu)應(yīng)得到建立健全，并且相關(guān)技術(shù)人員、配備應(yīng)完整，且將專門的探放水設(shè)備設(shè)置在需要的地方。落實(shí)“三專兩探一撤”工作措施，強(qiáng)化以頂板砂巖層孔隙含水層水，隱伏斷層水和老空水為主的各種水害防治，結(jié)合礦井實(shí)際制定防治水措施，做好水害預(yù)報(bào)預(yù)警工作，確保礦井的安全生產(chǎn)。

3.2 堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”原則

礦井生產(chǎn)要嚴(yán)格執(zhí)行礦井防治水工作的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和要求，認(rèn)真貫徹“預(yù)測預(yù)報(bào)，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原則，對可疑地段進(jìn)行探放水，特別是在斷層附近、9礦層采空區(qū)附近開采11礦層時(shí)，要提前進(jìn)行探放，防止造成突水事故。

3.3 加強(qiáng)雨季三防工作和地面防治水隱患排查、治理工作

雨季到來時(shí)一定要做好防洪工作、防水計(jì)劃；成立“雨季”三防指揮部，雨季前組織開展“三防”（防汛、防排水、防雷電）大檢查；撥付專項(xiàng)資金，組建搶險(xiǎn)隊(duì)伍，根據(jù)險(xiǎn)情大小情況，儲(chǔ)備防洪設(shè)備和物資，并積極組織搶險(xiǎn)演習(xí)工作，防治水規(guī)定應(yīng)制訂好，與水利、氣象、防汛等諸多部門的聯(lián)系應(yīng)加強(qiáng)，建立一套完整的預(yù)警機(jī)制，密切關(guān)注可能對礦山安全生產(chǎn)產(chǎn)生危害的信息，安排專業(yè)人員24h巡查對可能會(huì)波及到的位置及可能影響到的小溪、裂縫、塌陷等重點(diǎn)地段。派專人觀察礦井的涌水情況，當(dāng)?shù)V井最大排水能力低于礦井涌水量時(shí)，一定要把礦井工作人員撤離，停止生產(chǎn)。

3.4 編制礦井防治水應(yīng)急預(yù)案及開展演練培訓(xùn)

湖南省某礦應(yīng)當(dāng)開展礦井防治水風(fēng)險(xiǎn)評估，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)論及應(yīng)急資源狀況，制定礦井防治水應(yīng)急預(yù)案和現(xiàn)場處置方案，由本單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后實(shí)施。應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容應(yīng)當(dāng)具有針對性、科學(xué)性和可操作性。

湖南省某礦應(yīng)當(dāng)組織開展礦井防治水應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急知識(shí)、自救互救和避險(xiǎn)逃生技能的培訓(xùn)，使礦井管理人員、調(diào)度室人員和其他相關(guān)作業(yè)人員熟悉預(yù)案內(nèi)容、應(yīng)急職責(zé)、應(yīng)急處置程序和措施。

4 結(jié)語

礦井水文地質(zhì)類型和防治水工作難易程度均為中等，防治水工作簡單且易于進(jìn)行。防治水工作必須從思想上、制度上得到重視，嚴(yán)格按照《煤礦防治水細(xì)則》的要求，組建一支高效、有責(zé)任心的防治隊(duì)伍，足額支付防治水專項(xiàng)資金，加強(qiáng)預(yù)測預(yù)報(bào)，采取相應(yīng)的方法進(jìn)行綜合治理，不斷完善和健全防治措施，確保礦井安全生產(chǎn)的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。