盤道煤業(yè)礦井開采受水害影響程度分析李慶福

摘 要：水害是五大煤礦災害之一，其對礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅，為杜絕水害事故的發(fā)生。本文通過分析盤道礦井存在的水害類型，從突水水源和地下水導水通道等方面，分析了礦井開采受水害的影響程度，并提出了礦井防治水工作建議和礦井綜合防治措施。

關(guān)鍵詞：礦井；水害；分析；治理

1 前言

造成礦井水害的水源有大氣降水、地表水、地下水和古空、老空水。其中地下水按其儲水空隙特征又分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類含水、采空積水和碳酸鹽巖類含水等。根據(jù)水源分類，我國礦井水害分為：地表水水害、老空水水害、孔隙水水害、裂隙水水害和巖溶水水害。

2 盤道礦井水害類型分析

盤道井田地處呂梁山北段東翼，屬剝蝕侵蝕低中山地貌類型，溝谷發(fā)育，地形切割劇烈。地勢總體東北高西南低，地形標高1281.2～1685.1m。井田河流屬滹沱河水系，陽坡河在井田西側(cè)由東北向西南流過，平時無水，雨季有洪水，為季節(jié)性河流，向南匯入陽武河，陽武河由西北向東南轉(zhuǎn)向東匯入滹沱河。井田處于段家堡正斷層與老底溝正斷層之間，總體為一向南西傾向的單斜構(gòu)造。井田內(nèi)多被新生界第四系中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)覆蓋，基巖零星出露。

井田東部以老底溝斷層為自然分隔界線，該礦與整合后的大同煤礦集團同朔同盈煤業(yè)有限公司分別位于斷層的兩盤；西部以段家堡大斷層為自然分隔界線。井田外圍邊緣地帶，為寒武系、奧陶系灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r出露區(qū)，石炭系、二疊系地層均有出露，是礦區(qū)承壓裂隙地下水的主要補給區(qū)，大氣降水及地表水體可直接入滲補給含水層，礦井涌水與大氣降水有明顯的相關(guān)關(guān)系。承壓含水層之間通過弱隔水層以越流形式產(chǎn)生水力聯(lián)系。

根據(jù)本礦井的具體條件，對其可能的水害類型分析如下：

由于第四系、新近系粘土隔水層組分布廣，隔水性能好，阻隔了大氣降水和地表水向深部含水層的滲透補給。因此，地表水一般不會對礦井造成危害。但井田東南部有煤層出露地表，形成地表水涌入開口，為防止地表水大量涌入井下巷道，在建設和生產(chǎn)中應探明煤層露頭范圍、導水裂隙帶波及地表的范圍，采取切實可行的防治措施，以確保安全。

因礦井采掘后廢巷及采空區(qū)積水，采掘工作面接近或溝通時，老空水可能進入巷道或工作面，故本礦井存在老空水水害。開采時應進一步查明采空區(qū)積水情況，查明井田內(nèi)與地表水、含水層及上部采空區(qū)有水力聯(lián)系的導水斷層、裂隙帶，做好預留煤柱工作，采空區(qū)周圍留有足夠的防水煤柱，不得隨意破壞。在今后的開采中要加強防范及探測，采取“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的綜合防治水措施，密切注視井下水文地質(zhì)條件變化和斷層等構(gòu)造的出現(xiàn)，對井下逐日排水量作好觀測、記錄，若發(fā)現(xiàn)異常，立即采取有效措施，防止水害發(fā)生。

綜上所述，本礦井可能的水害類型為地表水水害、老空水水害和奧灰?guī)r溶水水害。

3 突水水源與地下水導水通道分析

根據(jù)上述分析，本礦井突水水源為地表水、老空水、奧灰?guī)r溶水。地表水的導水通道為采空冒裂帶、煤層露頭和井筒；老空水是在采掘工作面與之接近或溝通時，導致其進入巷道或工作面；孔隙水的導水通道為采空冒裂帶、斷層帶；裂隙水通過采掘工作面裂隙帶；裂隙水通過斷層等構(gòu)造破碎帶；奧灰?guī)r溶水通過開采煤層底板破碎帶。

4 礦井開采受水害影響程度分析

盤道井田內(nèi)地形總體北高南低，黃土大面積覆蓋，礦界東西兩側(cè)為深溝切割。雨季，大面積覆蓋的黃土有利于大氣降水的入滲補給；溝谷中平時無水，由大氣降水形成的地表徑流，大部分從溝谷內(nèi)排出礦區(qū)。

煤層開采主要水害為賦存于煤層上下的砂巖裂隙承壓水，現(xiàn)存的采空區(qū)積水，奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組巖溶裂隙水。煤層開采過程中，含水層中的地下水通過裂隙（包括人為采動裂隙）、斷層、人為通道等涌入礦坑，造成危害。采空區(qū)積水由于采煤掘進溝通會大量饋入礦坑，造成淹沒礦井。

充水途徑主要為天然裂隙導水通道和采動裂隙導水通道。由于開采時形成的導水裂縫，可能溝通上覆其它含水層，使其成為煤層開采的直接充水含水層。采動產(chǎn)生的頂板導水裂隙，是造成頂板砂巖含水層水進入礦井的主要通道之一。

煤層開采至西部邊界段家堡正斷層時，由于段家堡正斷層溝通奧灰水，有可能造成奧灰水涌入礦坑，造成大的水害。

5 礦井綜合防治水措施

5.1 礦井防治水總體工作建議

根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》：本礦防治水工作首先應遵循“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，采取“防、堵、疏、排、截”的綜合治理措施。礦井應當按照本單位的水害情況，配備滿足工作需要的防治水專業(yè)技術(shù)人員，配齊專用探放水設備，建立專門的探放水作業(yè)隊伍。應當建立健全水害防治崗位責任制、水害防治技術(shù)管理制度、水害預測預報制度和水害隱患排查治理制度。今后的生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)礦井有透水征兆時，應當立即停止受水害威脅區(qū)域內(nèi)的采掘作業(yè)，撤出作業(yè)人員到安全地點，采取有效安全措施，分析查找透水原因。

5.2 礦井綜合防治水措施及要求

5.2.1 生產(chǎn)過程中進一步查明古空區(qū)、采空區(qū)積水情況，查明井田內(nèi)含水層及上部采空區(qū)有水力聯(lián)系的導水斷層、裂隙帶，做好預留煤柱工作；做到“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”。

5.2.2 在距小窯井口250m范圍設為禁采區(qū)，采掘活動距小窯300m時加強超前探測，防止事故的發(fā)生。

5.2.3 必須在井田邊界，尤其是西部邊界，斷層等附近留出不少于30m的防水隔離煤柱，以防突水災害發(fā)生。

5.2.4 必須與礦區(qū)西界留有足夠開采距離，保證工作掘進面與段家堡正斷層有效隔離，防治因段家堡正斷層溝通奧灰水造成奧灰水涌入礦坑，造成大的水害。

5.2.5 完善井下排水系統(tǒng)，必須預備有專用排水設施，除保證正常排水工作外，還要有足夠的設備預防突發(fā)水害的搶險工作。礦井生產(chǎn)中應加大水泵功率及井下水泵備用臺數(shù)、隨時踏勘地表是否有新的裂縫存在，并及時給予填堵止水，地面設攔洪壩，采取有效措施預防煤層上部地下水及地表水通過導水裂隙帶進入坑道，造成水害。在井下保證排水設備的正常運轉(zhuǎn)，一臺備用，一臺運行，一臺檢修。井下巷道沿煤層布置，巷道中可能發(fā)生積水現(xiàn)象，在礦井生產(chǎn)期間應根據(jù)實際情況疏排巷道積水，確保井下巷道通暢。定期清理水倉、水溝。雨季來臨前要清理地面防洪溝渠，做好地面塌陷坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯實高出地表，防止洪水危害礦井。