煤業水害類型及其防治建議范文

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摘要：東峰煤業開采2號~9號煤層，近年來隨著開采范圍的擴大，水害威脅愈加嚴重。敘述了東峰煤業有限公司井田概況，分析了其礦井突水因素及礦井導水通道，并提出了水害防治建議。

關鍵詞：煤礦開采；東峰煤業；采（古）空區；導水裂隙帶

0引言

礦井水害是煤礦五大災害之一，煤礦在生產建設過程中一旦發生水害，不僅會影響礦井正常生產，給礦井的管理帶來困難，嚴重時還會造成人員傷亡和淹井事故，導致礦井停產和不必要的經濟損失，危害極其嚴重。中國是世界上主要產煤國，是受水害威脅最嚴重的國家之一，因此做好礦井防治水工作，是保證礦井安全生產的重要內容之一。本文通過分析東峰煤業礦井充水水源、充水通道，提出對于該礦的各種水害的防治對策，為煤礦的安全生產提供一定的理論依據。

1煤礦基本情況

太原東山東峰煤業有限公司井田位于太原市萬柏林區王封鄉境內，批準開采2號～9號煤層，開采方式為地下開采，生產規模0.6Mt/a，礦區面積2.5262km2。井田位于太原西山煤田西山礦區的西北部邊緣，井田內地表呈侵蝕性黃土、基巖中山區地貌，溝谷和山梁相間分布，地形較復雜。總的地勢為中部的山梁高，向東、西兩側沖溝低，地形最高點位于井田中南部山梁頂，標高1375.6m，最低點位于井田東北部邊界處冀家溝溝底，標高1085.0m，地形最大相對高差290.6m。井田位于西山煤田東北部，隨老母北斷層北西盤，總體呈向南傾斜的單斜構造，礦井主要水害為同層及上層采空積水，凡位于低洼地區的采空區均需考慮采空積水的危害。

2礦井水害分析

2.1礦井突水因素分析

2.1.1大氣降水及地表水對煤礦開采的影響本井田內無常年性地表河流，僅雨季溝谷中有短暫洪水排泄，井田地形坡度較陡，呈“V”字形，坡降為5%～15%，有利于自然排水，入滲補給地下水條件差，只在基巖露頭的溝谷中有少量的入滲。一般情況下不會對礦井安全生產造成威脅。井田內2號、7號、8號、9號煤層在井田北、東、西部地表均有露頭或隱伏露頭，當煤層充分采動后，采動導水裂縫帶高度在接近煤層露頭部位可至地表，大氣降水可能滲入井下成為2號煤采空區積水的補給來源，或間接地補給砂巖裂隙含水層，成為礦井充水水源。井田內無地表積水，僅在雨季有短時洪流。分析礦井排水量與巷道進尺及降水量關系曲線圖可知，在每年的雨季后8月、9月、10月東峰煤業礦井涌水量均有所增大，推測可能存在導水通道使大氣降水成為井下充水水源。

2.1.2含水層水對礦井充水的影響煤礦開采8號、9號煤層中南部時，受采掘破壞影響的含水層主要為二疊系下統山西組砂巖裂隙含水層組及石炭系上統太原組石灰巖巖溶裂隙含水層組。山西組砂巖裂隙含水層富水性大部較弱，單位涌水量q為0.00067L/(s•m)～0.0075L/(s•m)。在煤層掘進或回采后，該含水層通過裂縫發育處，淋入或滲入到掘進或回采工作面，增加礦井涌水量，由于富水性弱，對煤層掘進、開采一般不構成威脅。太原組石灰巖巖溶裂隙含水層組雖然分布穩定，厚度較大，是礦坑直接充水的主要含水層，但巖溶裂隙不發育，側向徑流補給條件差，單位涌水量q為0.003L/(s•m)，富水性弱，充水強度較弱，易自然疏干。在做好礦井排水工作前提下，煤系地層裂隙水不會對礦井生產造成危害[1]。井田內奧灰巖溶水水位標高在884m～886m，9號煤層底板最低標高約為1000m，奧灰水位低于9號煤層底板標高。因此，奧灰巖溶水對8號、9號煤層開采無影響。

2.1.3采（古）空區積水對礦井充水的影響東峰煤業2號、7號煤層已采空，8號煤層在井田北部及東南部采空（西南部有部分8號煤層廢棄巷道），9號煤層在井田北部有小面積采空區，部分采空區及廢棄巷道分布有積水，對南部相對低處的煤層開采存在充水影響。井田北部邢家社村煤礦開采8號、9號煤層時曾對本井田越界開采，其采空區與本井田相通，由于本井田位于邢家社煤礦的下山，8號、9號煤的采空區積水對本井田開采8號、9號煤有影響。井田南部古交市河口鎮掃石聯辦煤礦采空區積水在8號煤層，與本井田雖有隨老母北斷層相隔離，但其采空區積水水頭高度在1100m～1127m之間，隨老母北斷層存在導水的可能性，因此該礦采空區積水對本井田南部開采具有一定的影響，在今后開采井田南部煤層時應對隨老母北斷層留設足夠的防水煤柱、并進行采空積水的探測。

2.2礦井導水通道分析

2.2.1斷裂及破碎帶導水分析構造裂隙（斷裂）包括各種節理、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。構造裂隙對礦井充水的影響，一方面表現在其本身的富水性；另一方面往往是各種水源進入采掘工作面的天然通道。當采掘工作面與它們相遇或接近時，與它有關的水源則會通過它們涌入井下。井田位于西山煤田東北部，隨老母北斷層北西盤，總體呈向南傾斜的單斜構造，地層傾角2°～14°。井田西部有一向斜構造，井田內共發現斷層19條，陷落柱6個。其中F1正斷層（隨老母北斷層）為區域性大斷裂，位于井田南部邊界，礦方在留設防隔水煤柱的前提先對井田采掘活動無影響。其余斷層、陷落柱規模均不大，且揭露過程中均無出水現象，對礦井采掘影響較小。但生產過程中必須對已查明的斷層及未發現的斷層或陷落柱等可能對礦坑產生的充水影響予以重視，在斷裂構造附近等危險地段作業時，必須加強探放水工作，或按相關要求留設防水煤柱，確保煤礦安全生產。

2.2.2導水裂縫帶分析煤層回采后，會對煤層頂板造成擾動破壞，形成垮落帶與導水裂縫帶，從而會縮短其與充水水源之間的距離，有時甚至直接揭露或溝通充水含水層造成突水事故。據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規范》中相關公式對各煤層開采形成垮落帶發育高度（Hm）、導水裂縫帶（Hli）發育高度進行計算，結果見表1。其中，2號煤層和7號煤層的煤層間距平均為74.47m，7號煤層和8號煤層的煤層間距平均為24.37m；8號煤層和9號煤層的煤層間距平均為3.99m。

3水害防治建議

3.1大氣降水及地表水本井田溝谷發育，要加強防洪、防汛工作，每年雨季做好礦區河溝的調查工作。對工作面上部及時觀測，尤其是井田北、東、西部煤層淺埋處，出現采空塌陷、裂縫及時回填，減少入滲的裂隙通道，同時保持工業場地地表排水系統暢通。

3.2含水層水開采8號煤層時礦井直接充水水源主要為太原組頂板灰巖裂隙巖溶水及山西組砂巖裂隙水，這些含水層水沿著構造裂隙及回采放頂冒落裂縫帶直接向礦井充水，但是其水量較小，補給較差，礦井以排水為主。

3.3采（古）空積水在采掘中必須提前根據積水情況劃定探水線、警戒線，超前探放采空積水，要投入大量的物探、鉆探工作量，在工作中各種方法相互配合驗證。對于積水量較大且較集中區域，要根據采掘計劃集中疏放；對于零星積水區及充水性圖上未標注積水的區域（因小窯開采的特點，未標注積水的區域也有存在老空水的可能）也應嚴格執行“預測預報、有掘必探、有采必探，先探后掘，先探后采”的防治水原則[2]。

4結語

東峰煤業隨著開采范圍的擴大，水害威脅愈加嚴重。目前東峰煤業主要水患因素為采（古）空區積水，其次為含水層水，該礦2號、7號煤層已基本采空，8號煤層北部大面積采空，目前礦方開采8號煤層中主要是防治8號煤層同層采空積水，其次是上伏煤層采空積水，防治難度大。礦方必須堅持“預測預報、有掘必探、有采必探，先探后掘，先探后采”的防治水原則，認真做好礦井水害防治工作。

參考文獻：

［1］國家煤礦安全監察局.煤礦防治水規定［M］.北京：煤炭工業出版社，2009.

［2］張治宇.太原東山東峰煤業有限公司礦井水文地質類型劃分辦稿［R］.山西：山西省煤炭地質水文勘查研究院，2011.

作者：郭斌 單位：太原東山東峰煤業有限公司