李衛(wèi)兵 劉青

摘要：水害是煤礦中常見的主要災害之一，如果防治不到位而發(fā)生突水事故，不僅會影響正常生產(chǎn)，還會造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，危害十分嚴重。通過分析鶴煤八礦的水文地質(zhì)條件得出煤層開采受水害的影響程度，并提出了針對性的防治措施，確保煤礦安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：鶴煤八礦煤礦 水害類型 防治措施 水文地質(zhì)

1 井田水文地質(zhì)概況

鶴壁煤田為隱伏煤田，地表出露為第四系，煤系地層露頭之上為第三系。本井田內(nèi)第三系礫巖含水層底部，普遍存在一層厚薄不等的粘土隔水層，自然條件下使煤系地層含水層的補給條件受到限制，開采煤層條件下，第三系底部的粘土層已失去隔水作用，使第三系含水層中的水進入礦井。鶴煤八礦經(jīng)鶴煤公司專家組評定，于2010年5月水文地質(zhì)類型劃分為中等。

2 礦井充水條件

2.1 充水特征。礦井涌水量受大氣降水的控制，呈明顯的季節(jié)性變化，這種季節(jié)性的變化有一定的滯后現(xiàn)象，一般在3～4個月達到高峰。礦井充水形式以滲水、滴水和淋水為主。

2.2 充水水源和充水通道。礦井的充水水源主要為上部二1煤層采空區(qū)積水、第三系礫巖水、煤層頂?shù)装迳皫r水、八灰水、二灰水和奧陶系巖溶承壓水。充水通道主要由采空區(qū)礦壓造成的底板破裂、采動造成的“三帶”波及地表的塌陷及裂隙縫、斷層、陷落柱以及封閉不良鉆孔進入巷道進而引發(fā)突水。

2.3 充水因素分析。①大氣降水。它是井田地表水和地下水的主要補給來源，補給途徑主要是通過第四系殘坡積層和基巖風化帶以及老窯塌陷區(qū)、采空地裂縫等滲入。大氣降水是礦井充水的主要因素，從長期觀測結(jié)果可以明顯地看出，礦井涌水量受降水影響十分明顯，雨季最大涌水量是正常涌水量的1～2倍。②上覆采空區(qū)積水。由于鶴煤八礦開采歷史較久，-400以上的二1煤層基本采完。采空區(qū)積水可在頂板薄弱帶與充水通道溝通形成頂板突水。③地下含水層水。八礦地下含水層主要有第三系礫巖水、煤層頂?shù)装迳皫r水、八灰水、二灰水和奧陶系灰?guī)r水。第三系礫巖水在淺部，八礦現(xiàn)在深部開采，離煤層較遠，一般對煤層開采無直接充水危害；煤層頂?shù)装迳皫r水、八灰水為礦井的直接充水水源，含水性弱。均為頂板淋水，八灰水最大涌水量40m3/h，隨著開采面積的增加，涌水量將有所增加。④二灰水和奧陶系巖溶水。二灰水本含水性較弱，但通過斷層與奧灰水導通時，對礦井產(chǎn)生很大威脅。奧陶系巖溶水是石炭～二疊系煤層下伏含水層，平均厚度516.14m，鉆孔單位涌水量0.05～0.429L/s.m。寒武奧陶系雖然屬于間接含水層，在構(gòu)造破碎帶或封閉不良的鉆孔地帶，奧灰水會成為礦井的直接充水水源，是礦井防治水的重要對象。

3 煤層開采受水害影響的程度

3.1 大氣降水對煤層開采的影響。本區(qū)為大陸性氣候區(qū)，降水量分配不均，主要集中在7～9月，年平均降雨量約400mm，大氣降水通過黃土區(qū)、基巖區(qū)、地表裂縫等入滲補給地下水，成為礦井的間接但很重要的補給水源。

3.2 地表水體對煤層開采的影響。井田的東部為寒武～奧陶系和石炭～二疊系地層的裸露區(qū)或淺埋區(qū)，地表水將通過上述地層的裂隙、層理補給碎屑巖裂隙水和巖溶水，輾轉(zhuǎn)進入礦井。每年7～9月份雨季來臨后，礦井涌水量將明顯增加。

3.3 地下水體對煤層開采的影響。第三系礫巖水在淺部，八礦現(xiàn)在深部開采，離煤層較遠，一般對煤層開采無影響。煤層頂?shù)装迳皫r水含水性弱，煤層開采時自行疏放。八灰水以靜儲量為主，水力聯(lián)系差，靜儲量不大，在巖巷掘進前，提前打鉆疏放。煤層在開采過程中都存在導通上部砂巖含水層及上部煤層采空區(qū)積水的可能，雖然各含水層富水性較弱，但在降雨量豐沛的季節(jié)各含水層將會通過構(gòu)造裂隙得到補給，含水性相對較好，給礦井生產(chǎn)造成一定威脅。

3.4 奧灰水對礦井的充水的影響。奧陶系灰?guī)r含水層是煤系間接充水含水層。本區(qū)巖溶發(fā)育具有不均一性，在斷層密集帶，巖溶發(fā)育，富水性中等，遠離斷裂帶，巖溶極不發(fā)育，富水性弱，本區(qū)巖溶水位標高+122m，正常情況都不存在底板突水，但在斷層破碎帶及褶皺軸部節(jié)理密集帶奧灰水極易通過巖體的薄弱地段突入礦井，是最具威脅的礦井充水水源。

3.5 構(gòu)造對礦井充水的影響。八礦井田內(nèi)，構(gòu)造以斷裂為主，是影響煤層底板高差的主要因素。-400m以淺，通過前期勘探和采掘生產(chǎn)證實，斷層有89條，其中落差≥20m的斷層有8條，落差≥10-20m的斷層有9條，落差<10m有72條，-400m～-800以淺，通過勘探發(fā)現(xiàn)落差大于5m斷層35條，均為高角度正斷層，斷層密度7.95條/km2；按落差分，≥100～200m的5條、≥50～100m的3條、≥20～50m的10條、≥5～20m的17條；按展布方向分，NNE向4條，NE向26條，NEE向5條斷層，陷落柱1個，由于斷層、陷落柱的存在，改變了煤層開采的有利條件，構(gòu)成了二1煤層采空區(qū)積水和二灰水、奧灰水進入礦井的充水通道，具有很大隱患。

3.6 封閉不良鉆孔對礦井充水的影響。八礦施工鉆孔較多，多數(shù)鉆孔都是用水泥漿封孔至石炭～二疊系二1層煤30m及煤下40m。八礦個別封閉不良鉆孔都在淺部對深部回采沒有影響。深部個別鉆孔，封孔資料不詳，在巷道掘進及工作面遇到這些鉆孔時，會造成水害威脅。

4 水害防治措施

堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，落實“防、堵、疏、排、截”的綜合治理措施。執(zhí)行“物探先行、鉆探驗證、有疑必探、不探不掘進”的工作方法。礦總工程師為防治水的技術(shù)負責人，在礦長領(lǐng)導下組織技術(shù)人員制定有針對性的礦井水害防治工作方案和安全技術(shù)措施，建立健全防治水組織機構(gòu)，并加大防治水害的安全專項投入，加強礦井防治水技術(shù)管理工作。并針對具體的水害制訂具體的防治措施。

4.1 對斷層、陷落柱水的防治采取物探、留設(shè)防水煤柱、注漿等綜合方法。鶴煤八礦斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，因此，在采掘之前采用物理探測和鉆探技術(shù)手段相結(jié)合對采區(qū)內(nèi)斷層、陷落柱進行勘探，確定其分布范圍、落差、延展情況、確切位置及區(qū)內(nèi)斷層的富水性。在導水斷層、陷落柱和采場之間留設(shè)防水煤柱，并采取注漿加固或疏水降壓等安全措施。

4.2 對煤系含水層水以排水為主。礦井涌水點的充水水源主要為煤層頂板砂巖、石灰?guī)r裂隙水，這些含水層水沿著構(gòu)造裂隙及回采放頂冒落裂隙帶直接向礦井充水，但其水量較小，補給較差。以排水為主，掘進前做好超前探查的同時完善排水系統(tǒng)。

4.3 對上部采空區(qū)積水采用巖巷鉆探疏放的方法。在采掘之前利用巖中巷編制探放水設(shè)計，根據(jù)先前的采空區(qū)的范圍、積水情況，在巖中巷向采空區(qū)打孔提前疏放，然后在煤巷掘進過程中，制定探掘措施，先探后掘，長探短掘。

4.4 奧灰水的防治，首先在工作面開采之前，應首先利用先進的物探技術(shù)，查清下部巖溶水富水條件，劃分富水塊段，并探測分析煤層底板中存在的天然導水通道以及采動影響后可能形成的新的導水通道。對于斷層破碎帶、導水斷層、節(jié)理、裂隙密集帶要預先注漿加固底板隔水層，并做好超前探放、疏干降壓，做到防患于未然，才能有效地防止突水事故的發(fā)生。

4.5 在采取上述措施的同時，每個掘進工作面要掛有避災路線牌板，關(guān)鍵地點設(shè)有避災指向標識，以提高救災能力和效果；雨季前要調(diào)查地面裂縫并填充；井下排水溝和水倉要進行清淤，保證正常的排水和儲水；還要完善井下排水系統(tǒng)，必須預備專用的排水設(shè)備，除保證正常排水工作外，還要有足夠的設(shè)備預防突發(fā)水害的搶險工作。一旦出現(xiàn)災情，立即啟動緊急預案，將損失減小到最低程度。

5 結(jié)語

礦井防治水工作是一項長期的、細致的系統(tǒng)工程。經(jīng)近幾年的實踐，各種水害的防治基本上已有了成熟的方法。除了技術(shù)手段之外，尤為重要的是安全管理和企業(yè)對防治水工作的重視程度，防治水工作的落實、組織機構(gòu)、專業(yè)隊伍建設(shè)、人才培養(yǎng)及防治水工作實施保障機制等方面，也應加強重視。只要加強管理，加大防治水工程投入，煤礦水害是可以避免的，水害損失也是可以減小的。

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作者簡介：

李衛(wèi)兵（1978-），男，河南商水人，助理工程師，2006年畢業(yè)于河南省工程學院工程地質(zhì)勘查專業(yè)，現(xiàn)任鶴壁煤電公司第八煤礦地測科地質(zhì)技術(shù)主管。