淺談山西某煤礦防治水分區(qū)管理

常 明

（中國(guó)煤炭地質(zhì)總局第四水文地質(zhì)隊(duì)，河北邯鄲056001）

1 礦井概況

該煤礦位于山西省境內(nèi)中南部,由兩座煤礦重組整合而成，井田面積5.182km2。山西省國(guó)土資源廳于2012年12月頒發(fā)采礦許可證，有效期至2032年12月，批準(zhǔn)開采2號(hào)～15號(hào)煤層，生產(chǎn)能力為90×104t/a，開采深度由+1340～+659.99m 標(biāo)高。礦井采用斜井開拓，采用機(jī)械抽出式通風(fēng)方法、初期采用中央并列式通風(fēng)方式，后期采用分區(qū)式通風(fēng)方式。各煤層均采用長(zhǎng)壁式采煤方法，一次采全厚，其中3、4、8、11號(hào)煤層采用綜采工藝、15號(hào)煤層采用綜采放頂煤工藝，其他各采區(qū)采煤工作面均沿煤層走向布置；頂板管理采用全部垮落法。該礦目前開采15號(hào)煤層。

通風(fēng)方式初期采用中央并列式通風(fēng)方式，后期采用分區(qū)式通風(fēng)方式。

水倉(cāng)有效容積1557m3。水泵房安設(shè)三臺(tái)DF280-43×6 型潛水泵，額定流量為280m3/h，額定揚(yáng)程為258m，配用電機(jī)型號(hào)Y355L2-4，功率315kW，正常涌水時(shí)一臺(tái)工作、一臺(tái)備用、一臺(tái)檢修。

強(qiáng)排系統(tǒng)直接聯(lián)通一采區(qū)主水倉(cāng)，安設(shè)一臺(tái)YQ550-460/12-1120/GS 型礦用排沙潛水泵，額定流量為550m3/h，額定揚(yáng)程為460m，潛水電動(dòng)機(jī)P=1120kW，1470r/min，10kV，排水管路選用一趟?351mm×12.0mm型防腐鋼塑管。強(qiáng)排潛水泵雙電源由地面變電所直接供電，啟停及監(jiān)測(cè)均在地面進(jìn)行。

礦井目前正常涌水量為30m3/h，最大涌水量為50m3/h；該排水系統(tǒng)符合《煤礦防治水細(xì)則》要求，滿足礦井排水需要。

2 地層及構(gòu)造

2.1 地層

井田出露和揭露的地層由老到新依次有：奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組、峰峰組、石炭系中統(tǒng)本溪組、石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、二疊系上統(tǒng)上石盒子組和第四系中上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。

2.2 構(gòu)造

井田總體構(gòu)造為單斜構(gòu)造。北部走向近南北，傾向西，地層傾角8°～14°，平均10°，地層產(chǎn)狀較平緩。根據(jù)井下鉆探揭露資料，小斷層較發(fā)育，共發(fā)現(xiàn)斷層22條，均為正斷層，落差多3m以下，落差4m的1條，5m以上2條，走向以NE、NW為主。

井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)陷落柱48 個(gè)，均為上部煤層揭露或?qū)崪y(cè)得出，參見表1。

表1 井下實(shí)測(cè)揭露斷層統(tǒng)計(jì)表

2.3 巖漿巖

井田內(nèi)無巖漿巖。

3 充水因素

充水水源主要有：大氣降水、地表水、地下水、老空水。根據(jù)該礦地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，對(duì)可采煤層的采掘影響進(jìn)行分析如下。

3.1 大氣降水、地表水

大氣降水、地表水是上組煤層頂板各含水層以及巖溶地下水的直接補(bǔ)給來源。大氣降水、地表水可以通過基巖埋藏較淺地帶與基巖風(fēng)化帶裂隙補(bǔ)給上組煤層頂板砂巖裂隙含水層來間接增加礦井涌水量。特別在雨季大氣降水相對(duì)富集，涌水量高峰期往往滯后2個(gè)月左右，受降水量的影響其涌水量的峰值在10 月份。因此，雨季及后續(xù)的幾個(gè)月應(yīng)是礦井防治水工作的重點(diǎn)。

3.2 地下水

3.2.1 太原組砂巖裂隙水對(duì)礦井開采的充水影響

15 號(hào)煤層距K4石灰?guī)r47.33～54.93m，平均為51.20m。因此，15 號(hào)煤層開采后導(dǎo)水裂縫帶（參見表2）可直接勾通K4、K3、K2石灰?guī)r含水層，使K4、K3、K2石灰?guī)r含水層直接向礦井產(chǎn)生充水影響（參見圖1）。

表2 各煤層開采的導(dǎo)水裂縫帶高度計(jì)算表

圖1 主采煤層采動(dòng)對(duì)頂?shù)装搴畬拥挠绊懛秶疽夂?jiǎn)圖

3.2.2 奧陶系灰?guī)r水對(duì)礦井開采的充水影響

通過實(shí)測(cè)地下水位，奧陶系（上馬家溝組）水位標(biāo)高為+807.500m。臨近礦井奧陶系（峰峰組）水位標(biāo)高為+829.080m，由于地下水流向?yàn)橛晌髂舷驏|北。而井田西部邊界附15 號(hào)煤層最低底板標(biāo)高是+840m，所以?shī)W陶系灰?guī)r水對(duì)該礦目前開采15號(hào)煤層基本無影響。

3.2.3 采空區(qū)積水對(duì)礦井開采的充水影響

采空積水區(qū)均為礦井整合前和整合期間開采形成的，通過水患補(bǔ)充調(diào)查工作，井田內(nèi)采空區(qū)積水圖紙和資料完整，位置、面積、積水量清楚。且布置工作面礦方掘進(jìn)時(shí)留設(shè)保護(hù)煤柱，有可能對(duì)采掘工作有一定影響，但不威脅礦井安全生產(chǎn)。

井田外某小煤礦8 號(hào)煤層采空積水區(qū)面積5.6 ×104m2，積水量約3.9×104m3，該積水區(qū)對(duì)二采區(qū)工作面有影響。

4 水患分析

采空區(qū)積水以及構(gòu)造陷落柱導(dǎo)水是該礦主要水患因素，其次為地下水。

該礦通過收集和整理整合前后的開采情況以及地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，分析了礦井含水層賦存規(guī)律及其富水性，按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定要求開展了采空區(qū)積水探查工作，共探明井田內(nèi)：3 號(hào)煤層有1 處積水區(qū)，積水量44000m3，4 號(hào)煤層有5 處積水區(qū)，積水量17836m3，8 號(hào)煤層有6 處積水區(qū)，積水量49177m3，15 號(hào)煤層有1 處積水區(qū)，采空區(qū)面積2113m2，預(yù)測(cè)積水量累計(jì)約3157m3，積水區(qū)范圍、積水量基本清楚。

井田外：某小煤礦8 號(hào)煤層采空積水區(qū)面積5.6×104m2，積水量約3.9×104m3。井田內(nèi)采空區(qū)及周邊礦井積水是該井田的主要水患，該礦對(duì)采空區(qū)積水位置、范圍和積水量均已查明。特別是小煤礦越界開采礦井形成的老空區(qū)是該礦的主要水患，此項(xiàng)采空區(qū)普查工作為采空區(qū)防治水工作提供了依據(jù)。

5 分區(qū)管理

5.1 劃分原則

可采區(qū)：即達(dá)到水文地質(zhì)條件清楚、水害防治措施到位的區(qū)域。資源整合礦井通過水患補(bǔ)充調(diào)查達(dá)到老空積水分布的位置、范圍、積水量（包括引起積水量動(dòng)態(tài)變化的因素）清楚的區(qū)域。

緩采區(qū)：存在老空積水、承壓水等水害隱患的區(qū)域，因資金、技術(shù)等原因還未達(dá)到水文地質(zhì)條件清楚或水患有效治理的區(qū)域。

禁采區(qū)：經(jīng)安全論證，通過現(xiàn)有技術(shù)、裝備等難以達(dá)到安全開采的區(qū)域。

5.2 劃分結(jié)果

通過論證分析，對(duì)全井田可采煤層進(jìn)行了劃分，劃分結(jié)果如下所述。

5.2.1 可采區(qū)

4號(hào)煤全井田為可采區(qū)，可采區(qū)面積為3.7km2，可采儲(chǔ)量為125.9×104t，服務(wù)年限為1年。

8 號(hào)煤全井田為可采區(qū)，可采區(qū)面積為5.182km2，可采儲(chǔ)量為332.3×104t，服務(wù)年限為2.6年。

在對(duì)東南亞的足球交往活動(dòng)中，同樣可以看到這樣的政治用意。如1928年8月15日《申報(bào)》曾有過以下報(bào)道：馬尼拉中國(guó)青年會(huì)籃球隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)蔡一錢、沈云章受菲律賓著名華僑領(lǐng)袖林珠光委托，專門到上海邀請(qǐng)樂華足球隊(duì)訪問菲律賓。其緣由是因?yàn)?928年6月，曾有香港醫(yī)科大學(xué)足球隊(duì)到菲律賓訪問，比賽5場(chǎng)，以一勝、一平、三負(fù)的成績(jī)給當(dāng)?shù)厝A僑以很大的刺激，特別是一貫熱心體育的林珠光尤有無盡之感慨，故不惜巨資，擬邀請(qǐng)名震中外的上海樂華足球隊(duì)前往菲律賓進(jìn)行訪問比賽，以振奮華界精神。

11號(hào)煤全井田均為可采區(qū)，可采區(qū)面積5.182km2，可采儲(chǔ)量為386×104t，服務(wù)年限為3.1年。

15 號(hào)煤可采區(qū)位于井田大部，可采區(qū)面積4.557km2，可采儲(chǔ)量為776.6×104t，服務(wù)年限為6.2年。

5.2.2 緩采區(qū)

2號(hào)煤層主要為小煤窯開采破壞區(qū)，尚賦存部分邊角煤資源，面積為4.20km2，采掘方案尚未明確，目前已經(jīng)停止開采。

3號(hào)煤層主要為小煤窯開采破壞區(qū)，尚賦存部分邊角煤資源，面積為4.20km2，采掘方案尚未明確，目前已經(jīng)停止開采。

15號(hào)煤層緩采區(qū)主要為井田東南部整合前采掘區(qū)域，尚賦存部分邊角煤資源，面積為0.625km2，采掘方案尚未明確。

5.2.3 禁采區(qū)

該煤礦無禁采區(qū)，參見圖2。

6 防治措施

6.1 可采區(qū)

老空水是該煤礦防治水未來五年工作的重點(diǎn)，未來五年，該煤礦開采15 號(hào)煤，因此采掘過程中要堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、探掘分離、有掘必探、先探后掘、有采必探、先治后采”的原則，做好超前物探和超前鉆探工作。做好采（古）空區(qū)積水探放水工作，是保證礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

在進(jìn)行采、掘、開施工前，依據(jù)現(xiàn)有資料必須認(rèn)真做好水患預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。礦井防治水機(jī)構(gòu)、人員、設(shè)備、資金、預(yù)案等按礦井水文地質(zhì)類型設(shè)置，要滿足《煤礦防治水細(xì)則》相關(guān)規(guī)定。

堅(jiān)持隱患排查制度，認(rèn)真執(zhí)行隱患逐級(jí)排查制度，對(duì)采掘工作面每日進(jìn)行排查，對(duì)查出來的水患隱患，制定專門的防治水措施，做好追蹤管理，保證各項(xiàng)措施的落實(shí)，確保安全生產(chǎn)。

利用地面、井下物探技術(shù)對(duì)工作面構(gòu)造及富水性進(jìn)行控制，根據(jù)工作面富水性分析及水量預(yù)測(cè)，落實(shí)好排水設(shè)備、排水管路、措施，做好工作面的防排水工作。鉆孔、斷層、陷落柱突水是本煤礦防治水的重點(diǎn)之一，也是保證礦井安全生產(chǎn)的重要因素，如果發(fā)現(xiàn)工作面有鉆孔、陷落柱，應(yīng)留設(shè)防水煤柱，并在安全距內(nèi)做好探查工作，根據(jù)情況采取相應(yīng)措施。

6.2 緩采區(qū)

該煤礦緩采區(qū)主要為老窯破壞區(qū)域，現(xiàn)存邊角煤資源，現(xiàn)階段主要防治水患為老空區(qū)積水。在今后的生產(chǎn)過程中提前對(duì)該區(qū)域開展地面物探及鉆探手段，以摸清緩采區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件，查明含水層位置、富水性及導(dǎo)水通道，達(dá)到水文地質(zhì)條件清楚的程度，以便轉(zhuǎn)換為可采區(qū)。

7 結(jié)語

此次山西省煤炭工業(yè)廳出臺(tái)該文件，是為了更好地指導(dǎo)山西省各大煤礦的防治水工作，該煤礦按照規(guī)定要求進(jìn)行了“三區(qū)”劃分，從而提高了該煤礦防治水工作。全國(guó)各大煤礦在生產(chǎn)過程中，對(duì)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件是一個(gè)干擾和破壞的過程。因此，礦井水文地質(zhì)條件也會(huì)受采動(dòng)的影響而發(fā)生變化，礦井應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的新情況、新問題進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以滿足安全生產(chǎn)要求，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)任務(wù)目標(biāo)。

煤礦“三區(qū)”劃分是動(dòng)態(tài)的、能相互轉(zhuǎn)化，在煤礦開采過程中，若水文地質(zhì)條件發(fā)生較大變化，應(yīng)重新進(jìn)行“三區(qū)”劃分，確保煤礦安全生產(chǎn)，防范突水危險(xiǎn)事故的發(fā)生?！叭齾^(qū)”劃分工作值得向全國(guó)各大煤礦推廣，該工作有利于全國(guó)各大煤礦的防治水工作的開展，保障礦工的生命安全。