李展

摘要：伴隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，煤炭業(yè)也在迅猛的發(fā)展。永煤集團(tuán)城郊煤礦的水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，比較容易出現(xiàn)地板巖溶水突水淹井的危險(xiǎn)。為了更好的防止事故的發(fā)生，我集團(tuán)采用了物探、跟蹤試驗(yàn)、同位素分析等手段，對(duì)城郊煤礦礦區(qū)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行探究。本文主要對(duì)永煤集團(tuán)城郊煤礦實(shí)際情況進(jìn)行介紹，并在對(duì)礦井的水文地質(zhì)條件和水文地質(zhì)特征分析的基礎(chǔ)上，提出了礦井防治水的具體方法，從而取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：城郊煤礦；水文地質(zhì)；防治水技術(shù)；地質(zhì)特征

城郊煤礦位于河南省永城市境內(nèi)，隸屬于永煤集團(tuán)，現(xiàn)有三對(duì)投產(chǎn)的大型礦井， 城郊煤礦建立于1999年12月29日，直至2003年10月11日竣工，并經(jīng)經(jīng)國(guó)家發(fā)改委驗(yàn)收正式投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力240萬(wàn)噸/年，當(dāng)年投產(chǎn)，當(dāng)年達(dá)產(chǎn)。2009年核定礦井生產(chǎn)能力為500萬(wàn)噸/年。井田位于永城隱伏背斜西翼中段，南北長(zhǎng)約12km，東西寬約11km，勘探面積約103km2。地質(zhì)儲(chǔ)量75078萬(wàn)噸，保有儲(chǔ)量75078萬(wàn)噸，其中可采儲(chǔ)量40229萬(wàn)噸，設(shè)計(jì)服務(wù)年限118.2年。為防止煤礦突水淹井事故發(fā)生，盡量避免經(jīng)濟(jì)損失，解析城郊煤礦的水文地質(zhì)特征，進(jìn)而對(duì)城郊煤礦水文地質(zhì)條件進(jìn)行系統(tǒng)了解，做好對(duì)防治水的管理工作。

1.城郊煤礦水文地質(zhì)條件

1.1礦井的地層簡(jiǎn)介

城郊井田位于北北東向的永城隱伏背斜的西翼中段，北北東向斷層構(gòu)造居主導(dǎo)地位，其次是近東西向構(gòu)造，局部發(fā)育有北西向構(gòu)造。礦井地層根本構(gòu)造同區(qū)域地層相差無(wú)幾，根據(jù)鉆孔揭露自下而上可分為：中奧陶統(tǒng)，中、上石炭統(tǒng)，二疊系和新生界。含煤地層自下而上為上石炭統(tǒng)太原組，下二疊統(tǒng)山系組、下石盒子組，上二疊統(tǒng)上石盒子組，含煤情況差別較大

1.2礦井水文地質(zhì)類型

城郊煤礦受采掘破壞或影響的主要含水層為頂?shù)装迳皫r水，由于砂巖含水層富水性不均一，主要以消耗靜儲(chǔ)量為主，補(bǔ)給條件一般。礦井周邊無(wú)小窯及其他老空積水區(qū)，礦井內(nèi)工作面回采結(jié)束后存在少量老空積水區(qū)，這樣可以減少對(duì)礦井的威脅程度，但因?yàn)榈V井采掘活動(dòng)面積大，頂?shù)装迳皫r水及老空水占礦井正常涌水量比重較大，實(shí)測(cè)礦井正常涌水量在576m3/h左右，根據(jù)礦井實(shí)際揭露水文地質(zhì)情況結(jié)合《煤礦防治水規(guī)定》相關(guān)規(guī)定，經(jīng)永城煤電公司批復(fù)，城郊煤礦水文地質(zhì)類型為中等類型。

1.3礦井巖漿巖組成結(jié)構(gòu)

井田內(nèi)巖漿巖活動(dòng)頻繁，精查時(shí)共有69個(gè)鉆孔（占鉆孔總數(shù)的20%），穿見(jiàn)82層次巖漿巖。主要集中分布在31勘探線以北，F(xiàn)14斷層以東與陳四樓井田比鄰處，侵入煤組影響煤層者為較薄的巖脈（巖席）。鉆孔穿見(jiàn)厚度多在3m之內(nèi)，僅在001孔見(jiàn)到43.24m厚的鈉長(zhǎng)石化花（斑）崗巖侵入在O2灰?guī)r中，在3409孔K6砂巖以上地層中見(jiàn)到輝綠巖，厚度達(dá)25.45m。

2.城郊煤礦水文地質(zhì)特征

主要依據(jù)相關(guān)的勘察結(jié)果及生產(chǎn)期的水文地質(zhì)資料進(jìn)行分析，可以得知城郊煤礦水文地質(zhì)特征為：

2.1巖溶水分布具有不均勻性

由于從巖溶水的補(bǔ)給區(qū)一直到排泄區(qū)域，巖溶的發(fā)育強(qiáng)度也在不斷改變，逐漸的由弱到強(qiáng)，這樣水文地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜。巖溶發(fā)育的不均勻，導(dǎo)致巖溶的含水層含水性也有不均勻情況出現(xiàn)，并且會(huì)出現(xiàn)東強(qiáng)西弱的特點(diǎn)。比如說(shuō)，為了可以快速疏放煤層底板太原組巖溶水，在一井二水平暗主副斜井西泄水巷布置了泄水孔，只有少部分的泄水孔泄水速度比較大，其余泄水量接近為零。

2.2巖溶水受到構(gòu)造的管控

礦井的大斷層管控著整個(gè)礦井的水文地質(zhì)條件，同時(shí)也是巖溶水進(jìn)入礦區(qū)的主要通道。小斷層生長(zhǎng)的區(qū)域巖溶含水層的水容量比較多，這樣就會(huì)致使地板突水的概率大大提升。除此之外，小斷層同時(shí)也是每層地板巖溶水的輸水通道。

2.3巖溶水可以從底板天然裂隙和采動(dòng)裂隙進(jìn)入礦井

煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水是礦井主要充水水源，但由于井田范圍內(nèi)砂巖具有富水性弱，滲透性差，易于疏干等因素的影響。通過(guò)城郊煤礦近幾年實(shí)際揭露水文地質(zhì)資料分析，煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水多為滴水形式出現(xiàn)，并且水量相對(duì)比較少，疏干期大約在五個(gè)月左右。由于隔水層的巖性特征，在隔水層中有著很多的小斷層和裂隙，如果在采動(dòng)破壞的原因下，就會(huì)形成很多的采動(dòng)裂隙，從而形成導(dǎo)水通道，這樣巖溶水就可以通過(guò)通道進(jìn)入礦井中。除此之外，白云巖巖溶水和灰?guī)r巖溶水的關(guān)聯(lián)性非常強(qiáng)，這樣通?？梢钥醋鳛橄嗤暮畬?。

3.城郊煤礦防治水方案

在煤礦防治水的過(guò)程中，要嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》及《煤礦防治水規(guī)定》留足防隔水煤柱，煤層露頭25m范圍內(nèi)嚴(yán)禁采動(dòng)，防止表土層水直接向采面補(bǔ)給，掘進(jìn)期間如頂板淋水較大，需施工頂板放水孔。防治水時(shí)，要嚴(yán)格按照公司防治水管理規(guī)定的要求，采區(qū)工作面掘進(jìn)期間排水設(shè)施緊跟迎頭，并具備不小于180m3/h的排水能力，回采期間排水設(shè)施隨工作面推進(jìn)即時(shí)前移，并具備不小于300m3/h的排水能力，這樣可以保證工作面掘進(jìn)、底板改造工程施工以及其他施工安全、穩(wěn)定的進(jìn)行。

煤層露頭區(qū)和灰?guī)r都是礦井水的關(guān)鍵補(bǔ)給來(lái)源，基于此，我們制訂了泄水降壓同注漿堵水相結(jié)合的防治水方法。實(shí)施防治水過(guò)程中不但要增加泄水力度，還要在礦井周圍的巖溶水補(bǔ)給區(qū)域中應(yīng)用地面三維地震、探鉆等方法來(lái)對(duì)地下水補(bǔ)給通道進(jìn)行勘察，勘察完成后用地面注漿的辦法堵住地表水對(duì)巖溶水的補(bǔ)給，這樣在很大程度上可以提升泄水降壓的效果，從而減少了排水的成本。

4.總結(jié)

通過(guò)對(duì)礦井水文地質(zhì)概況和生產(chǎn)實(shí)際的了解，我礦防治水部門對(duì)礦井防排水系統(tǒng)進(jìn)行了完善，礦井周圍及各采區(qū)嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》留設(shè)防隔水煤柱，并加強(qiáng)水害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，實(shí)施底板注漿改造工程。在很大程度上減少了地板巖溶水突水淹井事故的發(fā)生，促進(jìn)了煤炭業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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