邢祥全 范祥實(shí) 王文

摘 要：分析濟(jì)寧二號(hào)煤礦水害的基本特點(diǎn)，通過對(duì)主要開采煤層賦存地質(zhì)與水文地質(zhì)條件的分析，將礦井水害類型概括為兩大類型。針對(duì)水害類型，提出了有效防治水害的技術(shù)路線及適用方法。

關(guān)鍵詞：煤礦水害類型特征；防治對(duì)策

一、礦井位置和范圍

濟(jì)寧二號(hào)煤礦位于濟(jì)寧市任城區(qū)境內(nèi)，濟(jì)東煤田的中部，井田范圍東起孫氏店斷層，西至京杭運(yùn)河，北至兗新鐵路與許廠井田相隔，南至3910000緯線與濟(jì)寧三號(hào)煤礦相毗鄰，東西寬10km，南北長(zhǎng)6～11km。

二、礦井水害的基本類型

礦井為覆蓋的隱蔽式煤田，從水文地質(zhì)邊界層面出發(fā)，大斷層位于其東部以及西部；而且其北部以及南部是一個(gè)煤層露頭，外圍將會(huì)與奧灰緊密接觸，最終形成完整化的水文地質(zhì)單元，在這個(gè)單元當(dāng)中，河流主要包括洸府河、泗河以及京杭運(yùn)河等。地表水對(duì)第四系有一定的補(bǔ)給作用。

從對(duì)煤礦開采造成嚴(yán)重影響的含水層情況出發(fā)，主要包括以下幾個(gè)方面：第四系砂及砂礫層孔隙含水層、侏羅統(tǒng)紅色砂巖裂隙含水層，二疊系山西組3煤層頂?shù)撞可皫r裂隙含水層，石炭～二疊系太原組第三、十下層石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層。

礦井主要水害類型為老空水和頂板砂巖水。

三、水害的主要特征

（一）老空水

近十幾年來，礦井開拓以煤巷為主，基本無巖集巷，施工疏放水孔特別困難，工作面內(nèi)涌水只能靠水泵排出，由于褶曲發(fā)育低洼區(qū)積水，致使排水環(huán)節(jié)增多，難度加大。特別是工作面回采后，采空區(qū)大量積水無法疏放，從而造成積水水害。

若是在之后的采掘工程實(shí)施過程中長(zhǎng)時(shí)間觸及水體邊緣，則老空水就會(huì)通過突然潰入形式在一定程度上涌入到采掘工作面，非常容易出現(xiàn)礦井水害事故。

老空水害有以下特點(diǎn)：

第一，具有較強(qiáng)的突發(fā)性；

第二，老空水在酸堿性上呈現(xiàn)出酸性；

第三，硫化氫有著相對(duì)較高的濃度；

第四，涌水量相對(duì)較大，有著較強(qiáng)的破壞性，然而由于儲(chǔ)水空間相對(duì)來說比較封閉，使其涌水時(shí)間比較短，非常容易出現(xiàn)疏干現(xiàn)象。

（二） 3煤頂板砂巖水

對(duì)礦井生產(chǎn)有影響的含水層包括第四系砂礫孔隙含水層，上侏羅統(tǒng)砂礫巖孔隙裂隙含水層，山西組3煤頂板砂巖裂隙含水層，太原組第三、十下層石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層。其中，3煤頂?shù)装迳皫r和太原組第三、十下層石灰?guī)r為直接充水含水層，局部地段（井田東南部）上侏羅統(tǒng)砂礫巖底部處于3煤采后導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度范圍內(nèi)對(duì)開采產(chǎn)生直接充水影響。

3煤頂部砂巖局部突水量大，影響安全生產(chǎn)。3煤頂部砂巖為開采上組煤直接充水含水層之一，正常情況下以淋水的形式提供正常涌水來源。但3煤頂部砂巖富水性不均一，在斷裂破碎帶、構(gòu)造裂隙發(fā)育區(qū)等部位富水性較好，巷道掘進(jìn)揭露以及回采工作面老頂大面積突然垮落時(shí)，在這些部位容易發(fā)生較大水量的涌水甚至突水。由于老頂垮落具有周期性，因此，伴隨老頂垮落發(fā)生的突水也具有周期性的特征。

四、礦井涌水通道

（一）采動(dòng)裂隙

煤層開采后在其頂、底部巖層中往往形成密集的、延伸較遠(yuǎn)的采動(dòng)裂隙。該裂隙帶內(nèi)含水層水將沿此裂隙進(jìn)入采空區(qū)而發(fā)生涌水。對(duì)開采3煤來說，頂部巖層中導(dǎo)水裂縫較為重要；開采3煤時(shí)，工作面頂板及上侏羅統(tǒng)砂礫巖多次發(fā)生突水，其涌水通道多數(shù)是采動(dòng)裂隙。

（二）斷層

斷層的形成將會(huì)在一定程度上對(duì)煤層以及含水層之間所具有的原生關(guān)系產(chǎn)生重要影響，還能夠把含水層當(dāng)中的水有效導(dǎo)入到巷道以及工作面上，屬于上組煤開采的充水通道之一。斷層做為充水通道，一方面可以將本盤含水層的水導(dǎo)入工作面，另一方面也可以將對(duì)盤含水層的水導(dǎo)入工作面。

（三）封閉不良鉆孔

從某種程度上講，封閉不良鉆孔屬于非?？赡艿闹匾渌ǖ?，其封閉不良鉆孔能夠把多個(gè)含水層進(jìn)行有效貫通，當(dāng)采掘工程對(duì)此類孔實(shí)施徹底揭露的時(shí)候，將會(huì)把相應(yīng)的含水層水按照一定的程度導(dǎo)入到采掘工作面中。

五、礦井水害防治的主要技術(shù)對(duì)策

（一）老空水害防治

當(dāng)已經(jīng)對(duì)采空區(qū)的相關(guān)分布規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)查明的條件下，在實(shí)施回采之前應(yīng)該對(duì)采空區(qū)以及采掘工作面間的安全性進(jìn)行科學(xué)化評(píng)價(jià)于分析，在一定程度上留設(shè)相應(yīng)的煤巖柱。如果煤巖柱不足，則需要對(duì)采空區(qū)的部分積水進(jìn)行超前疏放。目前，采空區(qū)積水主要對(duì)沿空掘進(jìn)巷道和工作面回采造成威脅，稍有不慎就可能形成水災(zāi)，對(duì)生產(chǎn)造成影響，防治水工作主要是采掘前疏放相鄰采空區(qū)積水。預(yù)疏放采空區(qū)積水時(shí)，要編制專門的探放水設(shè)計(jì)和探放水施工安全技術(shù)措施，保證放水孔的穿越積水體可以達(dá)到最低標(biāo)高，有利于徹底疏放。

（二）頂板水害防治

1）開展工作面水文物探：礦井開采3煤受頂板水害的影響較為突出，今后幾年計(jì)劃開展煤層頂板砂巖賦水性研究工作。在采區(qū)首采面及水文地質(zhì)條件復(fù)雜的工作面開展井下水文地質(zhì)物探，工作面回采前必須搞清煤層頂?shù)装迳皫r含水層的富水情況，為工作面防治水提供可靠的水文資料。

2）探放頂板水：礦井開采3煤受頂板3煤頂?shù)装迳皫r和侏羅系紅層水害的影響，工作面計(jì)劃在回采前對(duì)物探解釋富水異常區(qū)進(jìn)行放頂板水工作。同時(shí)工作面回采前認(rèn)真分析工作面受水害威脅程度，根據(jù)已有水文地質(zhì)資料，合理安排排水系統(tǒng)及時(shí)將工作面積水排出。

3）探放斷層水：井田內(nèi)斷層較為發(fā)育，部分?jǐn)鄬訉?dǎo)水性、富水性不明，今后繼續(xù)做好探放斷層水工作。富水性不明的落差大于10m的斷層，在采掘工作面通過前必須提前進(jìn)行探放水。

4）啟封開采范圍內(nèi)封閉不良鉆孔，消除因封閉不良鉆孔帶來的隱患。

六、結(jié)語

查明礦井主要水害類型對(duì)礦井的安全生產(chǎn)工作至關(guān)重要，掌握對(duì)水害的治理方法就能把影響生產(chǎn)的水害隱患消除。