礦井水害防治探討

摘要：根據(jù)所獲取的資料分析了某礦的充水因素、預(yù)算了涌水量、確定了礦井水文地質(zhì)類型，提出了水害防治措施，為礦井防治水工作提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；水害；防治

中圖分類號：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-864X（2016）03-0292-01

一、礦井充水因素分析

（一）充水水源。

1.大氣降水、地表水、第四系潛水。

本礦區(qū)屬低山丘陵地貌，沖溝較發(fā)育，大氣降水排泄較暢，一般不會形成積水威脅礦井。區(qū)內(nèi)無常年性地表水體。第四系潛水含水層分布范圍較小，厚度不大，富水性不強(qiáng)，對開采二1煤層影響不大。但是礦區(qū)內(nèi)二1煤層埋藏較淺，在采礦活動影響下，產(chǎn)生的地裂縫、冒落帶、裂隙帶可導(dǎo)通大氣降水、地表水或第四系潛水，使得礦井涌水增大，甚至引起突水災(zāi)害。為防止大氣降水、地表水、第四系潛水涌入礦井，應(yīng)在井口和礦區(qū)淺部、煤層露頭附近留設(shè)防水煤柱，同時在雨季來臨之前應(yīng)加強(qiáng)地面排查，對地面出現(xiàn)通向礦井的通道進(jìn)行充填，同時加強(qiáng)井下疏排能力，以防不測。

2.地下水。

二1煤層頂板碎屑巖裂隙含水層為二1煤層頂板直接充水含水層；太原組上段巖溶裂隙含水層為二1煤層的底板直接充水含水層。在開采條件下，二1煤層頂板裂隙水和底板的巖溶裂隙水將會進(jìn)入礦井，成為礦井的充水水源。在一般情況下太原組下段和奧陶系巖溶裂隙水對采礦影響不大。

3.老窯和采空區(qū)積水。

礦區(qū)內(nèi)二1煤層露頭附近、井田范圍內(nèi)及周圍老窯較多，存在較大面積的老采空區(qū)及廢棄巷道，其間不可避免地有積水，但積水范圍和水量不詳，其積水進(jìn)入采掘地段，來勢兇狠，防不勝防，造成損失嚴(yán)重，且鄰區(qū)的礦曾發(fā)生過老空區(qū)突水嚴(yán)重事故，并造成了人員傷亡。根據(jù)礦方提供資料，老窯位置、廢棄巷道位置及采空區(qū)范圍都已在礦井充水性圖上標(biāo)出，并圈定了可能積水區(qū)和老窯警戒線，均系推斷，不可靠，故采掘接近老窯和采空區(qū)時，應(yīng)嚴(yán)格按照礦井安全生產(chǎn)規(guī)程，加強(qiáng)探放水工作，以確保礦井生產(chǎn)安全。

（二）充水通道。

充水通道主要為依據(jù)通道性質(zhì)、充水量及充水速度歸納為滲入性和潰入性兩種通道。

1.滲入性通道。

滲入性通道一般為細(xì)小的裂隙、溶隙，水源通過滲入性通道的水量一般較小，以淋漓滴水或小股水的方式進(jìn)入礦井。從目前的資料分析，該礦的充水通道主要為滲入性通道。

2.潰入性通道。

指水源以較大流量迅速進(jìn)入礦井的通道。主要為斷層破碎帶及寬大的裂隙等。該通道一般尺寸較大，如寬大的裂隙、溶洞、斷層破碎帶及封閉不良的鉆孔等。水源通過潰入性通道的水量一般較大，但也受充水含水層的富水程度控制，當(dāng)充水含水層的富水程度強(qiáng)，通過潰入性通道的水量大，當(dāng)充水含水層的富水程度弱，初期的水量較大，然后干枯。

二、礦井涌水量預(yù)算

本礦井限采二1、一1煤層，目前只開采二1煤層，故本次僅預(yù)算二1煤層礦井涌水量。

（一）預(yù)算依據(jù)。

本礦開采二1煤層，現(xiàn)在開采標(biāo)高+240m，煤層最深賦存標(biāo)高為+200m，礦井正涌水量20m3/h，最大涌水量為正常涌水量的2倍。故根據(jù)礦區(qū)開采面積、涌水量情況，采用比擬法進(jìn)行預(yù)算。其公式為：

式中Q—預(yù)算涌水量（m3/h）；F—預(yù)算開采面積（km2）；Q1—原礦井涌水量（m3/h）；F1—原礦井開采面積（km2）。

目前礦井正常涌水量為20m3/h，已開采面積為0.36km2，未來礦井最大開采面積為1.58 km2。

（二）預(yù)算結(jié)果。

將上述數(shù)據(jù)代入所選公式，并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行取整，則二1煤層的礦井的正常涌水量為42m3/h，根據(jù)該礦區(qū)最大涌水量一般是正常涌水量的2倍，本次取最大涌水量為正常涌水量的2倍，則最大涌量為84m3/h。

（三）預(yù)算結(jié)果評述。

礦井充水受多種因素的影響，本次預(yù)算主要參數(shù)均由礦方提供，礦井二1煤層的涌水量預(yù)算只是根據(jù)已有資料對礦井涌水量的預(yù)測，用建立的模型預(yù)測未來礦井的涌水量，不可能代表所有情況，當(dāng)隨著開采面積和深度的增大，水文地質(zhì)條件的充分暴露，其涌水量可能與預(yù)測誤差加大。因此礦方應(yīng)加強(qiáng)礦井水文地質(zhì)的基礎(chǔ)工作，如加強(qiáng)對礦井涌水量的觀測記錄和積累，當(dāng)涌水量有明顯的增大時，應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際涌水情況委托有資質(zhì)的單位對礦井涌水量重新進(jìn)行預(yù)測。

根據(jù)規(guī)范和慣例，預(yù)算的礦井涌水量是針對開采煤層的直接充水含水層而言的，是正常情況下的涌水量，最大涌水量是在正常情況下的最大涌水量，故所預(yù)算的涌水量只能作為正常情況考慮。

三、礦井水文地質(zhì)類型

據(jù)礦井淺部開采情況及臨近礦井開采資料，目前開采二1煤層礦井充水水源主要為二1煤層頂板碎屑巖裂隙水、太原組上段巖溶裂隙水，相比較而言，太原組上段的巖溶裂隙含水層富水性比二1煤層頂板碎屑巖含水層富水性強(qiáng)，因此該礦井是以底板巖溶裂隙水充水為主的礦井。根據(jù)礦井及周邊礦井水文地質(zhì)條件，預(yù)算礦井水平正常涌水量42m3/h，最大涌水量小于84m3/h。參照《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》（試行）的劃分標(biāo)準(zhǔn)，該礦為水文地質(zhì)條件簡單型礦井。

四、結(jié)語

（一）礦區(qū)內(nèi)煤層埋深相對較小，基巖保存厚度較薄，隨著開采面積的增大，地表會產(chǎn)生塌陷或地裂縫，大氣降水可通過塌陷區(qū)或地面裂縫進(jìn)入礦坑而引起礦井涌水量增大。故在雨季來臨之前應(yīng)做好地面裂縫及塌陷區(qū)的充填治理工作，以保證安全生產(chǎn)。

（二）礦區(qū)內(nèi)未進(jìn)行專門的抽水試驗(yàn)，本次礦井涌水量預(yù)算是在現(xiàn)有條件下和現(xiàn)有資料基礎(chǔ)上進(jìn)行的，預(yù)算涌水量與實(shí)際涌水量可能存在一定誤差，未來礦井生產(chǎn)中，應(yīng)加強(qiáng)礦井水文地質(zhì)條件研究，注意對礦井涌水量、排水量觀測及礦井水文地質(zhì)資料的積累，以便及時對礦井涌水量進(jìn)行修正。再者，該礦周邊礦井較多，其開采對本礦礦井涌水量將會產(chǎn)生影響，尤其在周邊礦井停采期間，本礦井涌水量可能增大，應(yīng)引起注意。

（三）老空水是目前礦井開采的重要安全隱患之一。本礦區(qū)淺部及礦區(qū)外圍淺部存在老窯、采空區(qū)和廢棄巷道，其位置及范圍不詳，老窯警戒線及可能積水區(qū)均為推測，且鄰近礦井曾因采空區(qū)積水引起突水事故，造成人員傷亡。因此在老窯、采空區(qū)及廢棄巷道附近進(jìn)行采礦活動時，應(yīng)按照安全生產(chǎn)規(guī)程，做好探測、排水工作，以防災(zāi)害性突水事故發(fā)生；禁止越界開采，預(yù)防貫通鄰近礦井的老空區(qū)，使積水涌入本礦井而造成礦井突水事故。

（四）以往施工的鉆孔封閉質(zhì)量較差，建議生產(chǎn)時對鉆孔封閉進(jìn)行抽檢，以防鉆孔突水事故的發(fā)生；以往開采過程中，未發(fā)現(xiàn)斷層，但是隨開采范圍的擴(kuò)大，可能揭露部分小斷層，應(yīng)加強(qiáng)斷層的研究，防止斷層溝通奧陶和太原組巖溶裂隙水而引起礦井突水事故。

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