淺議礦井水害綜合防治

方海清

(太原東山東昇煤業(yè)有限公司，山西太原030003)

0 引言

煤礦水害是與瓦斯、火災(zāi)等并列的，是礦山建設(shè)與生產(chǎn)過程中的主要災(zāi)害之一。長(zhǎng)期以來，因?yàn)槊旱V水害而給國(guó)家和人民帶來的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失極為慘重。近年來，煤礦重特大水害事故、突水淹井、淹采區(qū)事故多發(fā)，并有逐步上升的趨勢(shì)。

隨著兼并重組，煤礦逐步進(jìn)入采區(qū)布置和開始生產(chǎn)，礦井水害成為直接威脅礦井安全生產(chǎn)的重大隱患，必須引起煤礦管理者的高度重視，采取有效的防治手段，進(jìn)行礦井水害的綜合防治，才能確保礦井的安全生產(chǎn)與建設(shè)。

1 礦井水害分析

1)地表水對(duì)礦井形成的水害影響，礦井井口低于歷年最高洪水位，洪水水位超過礦井井口即會(huì)涌入井下，造成重大水害事故;洪水還可通過采(古)空區(qū)地表塌陷、裂縫直接進(jìn)入井下，成為水害。

2)構(gòu)造裂隙(斷裂)包括各種節(jié)理、斷層、斷裂破碎帶和陷落柱等，是礦井充水和礦井透水的主要通道。構(gòu)造裂隙對(duì)礦井充水的影響:一方面表現(xiàn)在其本身的富水性;另一方面往往是各種水源進(jìn)入采掘工作面的天然通道。當(dāng)采掘工作面與它們相遇或接近時(shí)，與它有關(guān)的水源則會(huì)通過它們涌入井下，處置不當(dāng)，就形成水害。

3)含水層對(duì)礦井形成的水害。煤系圍巖層間含水層富水性強(qiáng)時(shí)，特別在構(gòu)造發(fā)育部位易形成較大的儲(chǔ)水空間和導(dǎo)水通道，煤層開采到此部位時(shí)，易發(fā)生突水事故。若含水層為奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙水，且奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高在煤層底板標(biāo)高之上，則開采煤層受到奧灰?guī)r溶水的威脅，屬于帶壓開采礦井。處置不當(dāng)，奧灰?guī)r溶水突破煤層底板的隔水層涌入井下就會(huì)造成大的水害。

4)采空區(qū)積水形成的水害。兼并重組礦井都由一個(gè)或幾個(gè)小型礦井組合而成，而以前的礦井在各自的礦區(qū)范圍內(nèi)都有采(古)空區(qū)，對(duì)于采(古)空區(qū)內(nèi)具體積水量，因無法進(jìn)行實(shí)際觀測(cè)，且以前小型礦井的資料不全，對(duì)采空區(qū)的范圍也掌握不很準(zhǔn)確，因此當(dāng)采掘工作面與它們相遇或接近時(shí)，采(古)空區(qū)內(nèi)的積水就會(huì)涌入工作面，形成水害。

5)封閉不良鉆孔及井口對(duì)礦井形成的水害?？碧綍r(shí)施工的鉆孔，在工作結(jié)束后都要按要求進(jìn)行封閉，如果封孔質(zhì)量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，鉆孔就成了煤層與其頂?shù)装搴畬踊虻乇硭g的充水通道，造成突水事故。如果周邊關(guān)閉井口、小窯口封堵不嚴(yán)，地表降水就會(huì)通過這些井口進(jìn)入井下，造成水害事故。

我公司在這次兼并重組中共兼并重組了六座礦井，新成立了四家公司，上述分析的水害影響情況在各家都會(huì)不同程度的威脅著礦井的生產(chǎn)與建設(shè)。下面就我公司東昇煤業(yè)的情況進(jìn)行重點(diǎn)分析，已便解決在以后的礦井生產(chǎn)、建設(shè)中所遇到的礦井防治水問題。

太原東山東昇煤業(yè)有限公司為兼并重組山西昇昌能源有限公司單獨(dú)保留的礦井。井田面積1.6486 km2，批準(zhǔn)開采15號(hào)煤層，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為45 萬t/a。利用礦井現(xiàn)有工業(yè)場(chǎng)地，刷大并改造原主斜井井筒為重組整合后主提升井筒，擔(dān)負(fù)全礦井的主提升任務(wù)，兼做進(jìn)風(fēng)井和安全出口;刷大并取直原回風(fēng)斜井井筒為重組整合后副斜井，副井鋪設(shè)臺(tái)階扶手，擔(dān)負(fù)全礦井材料、矸石、設(shè)備等除人員升降外所有輔助提升任務(wù)，兼作礦井進(jìn)風(fēng)井和安全出口;新建回風(fēng)斜井，作為礦井專用回風(fēng)井和安全出口。全井田采用三個(gè)井筒開拓。

太原東山東昇煤業(yè)有限公司北鄰葫蘆套煤礦(已關(guān)閉)、東鄰小返煤礦(已關(guān)閉)、西鄰太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司長(zhǎng)溝煤礦、南鄰中澗河煤礦(已關(guān)閉)。

本井田位于沁水煤田西北部邊緣，東山背斜西翼的轉(zhuǎn)折部位，井田內(nèi)大面積為第四系黃土覆蓋。地層總體為走向以北北西向?yàn)橹?，傾向西的單斜構(gòu)造。傾角一般3° ～14°，局部可達(dá)19°。據(jù)地質(zhì)報(bào)告井田內(nèi)發(fā)育斷層5 條，陷落柱3 個(gè)，均為井下揭露和鉆孔控制，局部褶曲發(fā)育。水文地質(zhì)情況處于蘭村泉域東山巖溶水系統(tǒng)的東北部徑流區(qū)，井田邊界均為人為邊界，并有四個(gè)含水層。

礦井在以后的生產(chǎn)、建設(shè)中存在以下的防治水重點(diǎn)，煤層埋深較淺，開采后引起的地表塌陷、裂縫有些會(huì)到達(dá)地表，成為地表水直接進(jìn)入井下的通道;礦井煤層底板局部在奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高以下，存在帶壓開采問題;礦井周邊存在范圍不清、積水量不明的(古)空積水區(qū);礦井周邊有關(guān)閉的原礦井井口。

2 防治水應(yīng)重點(diǎn)開展的工作

1)由于礦井工業(yè)場(chǎng)地位于小返河溝內(nèi)，因此，需結(jié)合場(chǎng)地的布置，并結(jié)合地形情況，需采取必要的防排洪措施。另本井田東部15 號(hào)煤層埋藏相對(duì)較淺，最淺處在45 m 左右，因此大氣降水通過基巖裂隙、松散沉積物孔隙滲入井下，在基巖裂隙相互溝通的情況下進(jìn)入采掘工作面，或者通過采(古)空區(qū)地表塌陷、裂縫直接進(jìn)入井下，成為礦坑充水的主要來源。

雨季加強(qiáng)地表塌陷區(qū)的巡查工作，建立礦區(qū)塌陷區(qū)臺(tái)帳，同時(shí)繪制礦區(qū)塌陷區(qū)、溝谷分布圖。安排專人負(fù)責(zé)對(duì)本井田范圍內(nèi)及周邊廢棄老窯、地面塌陷坑、采動(dòng)裂隙、可能影響礦井安全生產(chǎn)的堤防工程等重點(diǎn)部位進(jìn)行巡視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

2)根據(jù)礦井井巷掘進(jìn)及回采工作面遇到小斷層、陷落柱時(shí)基本無水或很小，同時(shí)礦坑排水對(duì)煤系圍巖含水層起到一種人為的疏降作用。因此，煤系圍巖地下水不會(huì)對(duì)15 號(hào)煤層的開采造成大的威脅。

值得注意的是:煤系圍巖含水層富水性弱，但極不均一，局部地段富水性較強(qiáng)，特別是在構(gòu)造發(fā)育部位易形成較大的儲(chǔ)水空間和導(dǎo)水通道，煤層開采到此部位時(shí)，易發(fā)生突水事故。井田內(nèi)隱伏斷裂構(gòu)造破碎帶有可能形成奧灰?guī)r溶水的導(dǎo)水通道。開采過程中必須注意井田范圍構(gòu)造變化，如發(fā)現(xiàn)有斷層和陷落柱等構(gòu)造現(xiàn)象，要認(rèn)真觀測(cè)其是否有導(dǎo)水性，防范底板奧灰水害事故發(fā)生。此外，要提前進(jìn)行地面物探瞬變電磁法加強(qiáng)隱伏斷裂構(gòu)造(斷層、陷落柱)探查。在采掘前期查明隱伏導(dǎo)水構(gòu)造分布，以便在采掘及工作面布置時(shí)采取合理的技術(shù)措施。

3)東昇礦井東部及南部太原組15 號(hào)煤層開采歷史較長(zhǎng)，形成了大面積采(古)空區(qū)，在采空區(qū)低洼處有一定量的積水，特別是東部采(古)空區(qū)位于開采煤層的上山方向，將來在其附近開采時(shí)采空積水對(duì)礦井構(gòu)成一定的威脅。東昇煤礦開采區(qū)東部及北部為已關(guān)閉的葫蘆套煤礦及小返煤礦，加之其又位于本礦井的上山部位，整合關(guān)閉礦井停止排水使采空區(qū)積水還在增加，因此，采空區(qū)積水是礦井最具威脅的充水水源，一定要做好采空區(qū)積水的探放水工作。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)采掘區(qū)域及周邊積水的探放，加強(qiáng)對(duì)鄰礦采空積水區(qū)及邊界保安煤柱破壞情況的探查，準(zhǔn)確探查采空積水的位置。采(古)空積水探查必須遵循有掘必探、物探先行、鉆探驗(yàn)證、化探跟進(jìn)的方針。因此，在生產(chǎn)過程中必須堅(jiān)持探放水原則，以防發(fā)生采空區(qū)突水事故。

4)井田內(nèi)共有 47 號(hào)、37 號(hào)、DS1、DS2 勘探鉆孔，其中 37號(hào)孔位于南部已關(guān)閉采空區(qū)內(nèi)，47 號(hào)孔位于大巷北部采掘范圍內(nèi)，DS1、DS2 位于回風(fēng)斜井井附近。按規(guī)定，勘探時(shí)施工的鉆孔，在工作結(jié)束后都要按要求進(jìn)行封閉，如果封孔質(zhì)量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，鉆孔就成了煤層與其頂?shù)装搴畬踊虻乇硭g的充水通道。因此，在開采過程中遇到或接近47 號(hào)孔時(shí)應(yīng)做好探放水工作，防止封閉不良鉆孔造成的突水事故。

5)增加地質(zhì)及防治水專業(yè)技術(shù)人員，對(duì)礦井相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專門防治水技術(shù)培訓(xùn)。建立專業(yè)探放水隊(duì)伍，在防治水工作中定期請(qǐng)防治水領(lǐng)域的專家對(duì)主管領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員和職工進(jìn)行防治水方面的專業(yè)培訓(xùn)，提高防治水工作人員的技術(shù)水平，提升礦井整體的防治水能力。

6)完善優(yōu)化排水系統(tǒng)，制定和完善水害應(yīng)急預(yù)案，保證礦井應(yīng)急排水能力。

3 結(jié)語(yǔ)

分析清水害危害程度，排查礦井水害隱患，采取以上綜合防治水措施，防患于未然，才能更好地搞好礦井防治水工作，提升礦井防治水技術(shù)能力，確保礦井安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)礦井安全、有序、高效生產(chǎn)。

［1］許峰.煤礦水害應(yīng)急能力評(píng)價(jià)［J］. 煤礦安全，2012(9):26 -29.

［2］張延喜. 謝橋井田水文地質(zhì)條件分析［J］. 煤礦安全，2012(6):152 -154.