張村礦防治水研究

許江濤

（河南工業和信息化職業學院,河南　焦作　454000）

張村礦防治水研究

許江濤

（河南工業和信息化職業學院,河南焦作454000）

摘要：詳細分析了張村礦的水文地質條件，按照水文地質理論得出了礦井的突水規律，采取恰當的防治水措施，為礦井防治水工作提供了支持。

關鍵詞：煤礦；水害；防治水

1　區域水文地質概況

張村礦位于汝州市南15km處。井田面積約9.9km2。礦區為一向北傾伏的向斜構造，其西翼南部由中寒武統毛莊組、下寒武統饅頭組泥巖組成，厚約300m，構成相對隔水邊界。北側劉洼正斷層落差千米，下盤寒武系灰巖與上盤三疊系地層對接，形成阻水邊界，整個礦區為一基本封閉的水文地質單元。

礦區東西長20km，南北寬平均6.5km，屬低山丘陵與河流沖積地貌。地形總趨勢西南高，北東低，地表水體由西南向北東排泄，主要水體有燕子河、蟒川河、朝川河和朝川水庫。區內地表大部分被第三、四系黃土、砂礫石層所覆蓋，是大氣降水補給地下水的主要區域。位于礦區中南部的朝川河，由于流經礦井開采的主要區域，地表塌陷裂隙為河水補給地下水的主要通道。

2　主要含水層特征

根據地層時代、巖性特征、空隙性質把井田內劃分為九個含水層組，依次為：中、上寒武統灰巖、白云質灰巖巖溶裂隙含水層；太原組灰巖巖溶裂隙含水層；二1煤頂部砂巖孔隙裂隙含水層；四煤組頂部砂巖孔隙裂隙含水層；五煤組頂部砂巖孔隙裂隙含水層；平頂山砂巖孔隙裂隙含水層；二疊系石千峰砂巖孔隙裂隙含水層；新近系砂礫巖含水層；第四系砂礫石孔隙含水層組。

2.1太原組灰巖巖溶裂隙含水層

本層上距二1煤層平均厚度8m左右。屬于底板直接充水含水層，由于灰巖厚度小，含水空間不大，地表呈條帶狀出露，補給面積有限，富水性雖屬中等，但其充水水源主要來自寒武系灰巖、白云巖強含水層，地下水通過構造裂隙側向或頂托補給太原組灰巖，水質類型為HCO3-Ca·Mg型。

2.2五煤組頂部砂巖孔隙裂隙含水層

該含水層由3-4層中、細粒砂巖組成，厚8.05-50.12m，平均厚度26.73m，是開采五2、五3煤層的直接充水含水層。以風化裂隙水為主，水質類型為HCO3-Ca·Mg·Na型，屬砂巖孔隙裂隙富水性弱含水層。

2.3第四系砂礫石孔隙含水層組

礦區內主要出露有上更新統的黃土狀亞砂土、亞粘土，含水砂層及砂礫層位于下部，松散巖類的沉積具有自南向北，由西向東增厚的特點。據民井簡易抽水資料證實，單位涌水量326L/s·m，水質為HCO3-Ca型，屬砂礫石孔隙強含水層。張村井田第四系不甚發育。僅在蔣公河兩岸第四系沉積較厚，富水性中等。

3　區域地表水、地下水情況

3.1地表水動態

礦區河流多為季節性溪流（井田內無河流通過），是大氣降水及地下水的排泄渠道。經地下水連通試驗證實，地表水對礦床充水影響不明顯。朝川水庫汛期發生過岸壁滲漏，對礦床充水有一定的影響。

3.2地下水動態

二1煤層上部各砂巖含水層均與大氣降水密切相關，雨季到達前，泉水、生產礦井出現最小流量，然后隨著降水的補給而回升，快慢不一，一般10天左右到達高峰。

寒武系灰巖、白云巖含水層富水性強，由于它側向或頂托補給太原組灰巖含水層，地下水位動態變化規律與太原組灰巖含水層相似。該含水層有一定的儲水能力，動態變化受降水控制，一般雨后月余到達高峰（8月下旬到9月上旬），然后緩慢下降，到翌年雨季到達之前。表現為集中補給，常年消耗的特點。

4　主要突水實例

自建井以來，礦井發生的較大突水情況。具體如下：

編號　突水地點　突水水源　涌水量（m3/h）　突水描述及危害程度最大　最小　穩定1　-94水 平630m處小煤礦老空水透水　240　停產三天。2006年6月15日2四 -11050工作面回風巷老空水　8000　6人傷亡、停產3個月。2006年11月5日小煤礦

5　突水規律

經研究分析得出該礦井水害多由老空水造成。

6　防治水措施

在幾年的煤礦防治水實踐中，隨著對井田水文地質條件認識的不斷深入，逐步積累了豐富的防治水經驗，針對不同的水害形式采取不同的防治措施。

（1）礦井在建設和生產過程中均應按照“有疑必探，先探后掘”的原則進行，礦井淺部小窯和生產礦井的積水，是威脅礦井生產安全的主要因素，設計按有關規定，除留足防水煤柱外，應探水前進；留足斷層防水煤柱。

（2）小煤窯老空水防治措施：1）小煤礦對張村礦的危害是指包括老空積水、現開采或停產不久的小煤礦積水以及因小煤礦越層越界進入大礦造成邊界煤柱破壞而導致對礦井構成充水危害、突水事故及水害威脅；2）小煤礦越層越界侵采使不同含水層、不同可采煤層發生了水力聯系；3）利用瞬變電磁勘探技術探測二煤及四煤首采區小煤礦采空區范圍及其積水情況。

參考文獻：

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[2] 鄧寅生,王煥忠,文廣超,等.煤礦水害防治信息化[M].北京：煤炭工業出版社,2011.

[3] 文廣超,謝洪波，鄧寅生.禹州煤田水文地質單元劃分研究[J].河南理工大學學報（自然科學版）,2012（05）.

[4] 許江濤,劉超,文廣超.平煤十三礦防治水研究[J].科技視界,2013（11）.

作者簡介：許江濤（1984—），男，碩士，助教，主要從事地質測量的教學與科研工作。