翠屏山煤礦水害防治措施初探

鐘能文

摘 要：文章通過對翠屏山煤礦開展野外和井下水文調(diào)查工作，收集礦井地質(zhì)報告資料、礦井水文資料，分析翠屏山煤礦水害現(xiàn)狀，提出具體的水害防治措施。

關(guān)鍵詞：水文調(diào)查；水害現(xiàn)狀；防治措施

中圖分類號：TD743 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）14-0175-02

1 礦井概況

翠屏山煤礦于1976年建礦，1981年11月投產(chǎn)，現(xiàn)設(shè)計生產(chǎn)能力51萬t/a，采用平硐暗斜井開拓方式，現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域在三水平，共分兩個采區(qū)。礦井采用分區(qū)通風，水平集中排水，井口集中供風。礦井有完善的供電、通風、排水及提升運輸排矸系統(tǒng)。礦井采用分水平集中排水方式，二水平以上的涌水由201采區(qū)+200中央泵房集中排到+380主平峒自然流出，經(jīng)沉淀處理后排放。

同時，為了緩解201采區(qū)+200水平中央水泵房抽水壓力，在201采區(qū)+245設(shè)立截流泵房，將201采區(qū)+245區(qū)段以上水直接排至+380主平峒自然流出，經(jīng)沉淀處理后排放。三水平301采區(qū)和305采區(qū)的涌水由301采區(qū)±0水平中央泵房直接抽至+380主平峒自然流出，經(jīng)沉淀處理后排放。

2 水害隱患分析

2.1 地表水水患分析

+380主井旁溝谷歷史最高洪水位為356.5 m，副井、風井均高于歷史最高洪水位。地表水體主要有黃坑河、冬料溪，主井、副井遠離黃坑河、冬料溪，暴雨季節(jié)山洪不會對礦井造成倒灌威脅。因此，地表水對礦井的影響小。

2.2 老空水隱患分析

據(jù)調(diào)查，翠屏山煤礦上部有35個小煤，上部小煤與翠屏山煤礦采空區(qū)構(gòu)成流水通道，部分小煤與201采區(qū)+245等區(qū)段有貫通，老窯水會通過小煤與翠屏山煤礦采空區(qū)構(gòu)成的流水通道潰入201采區(qū)各區(qū)段，構(gòu)成水患威脅。

另外，翠屏山煤礦構(gòu)造復(fù)雜，局部有進行小下山開采，會形成積水區(qū)。

2.3 鉆孔水患分析

根據(jù)原勘探地質(zhì)報告，礦井及周邊80個鉆孔，當時多采用分段封孔，即在可采煤層、斷層破碎帶、含水層位置采用水泥砂漿封閉，其余地段采用濃泥漿封閉，封閉質(zhì)量相對較好。據(jù)調(diào)查，礦井開采至鉆孔位置時沒有發(fā)生突水和涌水現(xiàn)象。2013年以來補勘的五個鉆孔，均采用全孔水泥漿封閉，封閉質(zhì)量良好。

2.4 大氣降水水患分析

大氣降水是井田地下水的主要來源，是礦坑充水的主要因素。降水首先滲入補給第四系殘坡積層和基巖風化帶潛水，然后在重力作用下繼續(xù)滲入補給基巖承壓水，其主要補給通道是褶曲與斷裂所產(chǎn)生的裂隙帶，部分地段直接通過塌陷區(qū)滲入補給，雖然原有四處地面塌陷已治理好，但仍然存在新塌陷點的可能。最近，在大青坑附近發(fā)現(xiàn)一個未封閉的無證小窯，雨季時有大氣降水流入。東部灰?guī)r水還接受黃坑溝的溝谷水的補給，西部灰?guī)r水與龍巖盆地灰?guī)r水關(guān)系密切。翠屏山煤礦2013年礦坑涌水量與大氣降水的關(guān)系圖，如圖1所示，可知，大氣降水對礦坑涌水量影響大，大氣降水對礦井水患危害性大。

2.5 斷層水患分析

礦井內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷裂構(gòu)造往往構(gòu)成不均勻的充、導(dǎo)水帶，但大部分斷層帶膠結(jié)較好，兩側(cè)巖性致密，巖層富水性弱，且補給條件差，斷層導(dǎo)水性弱-中等。

2.5.1 F0斷層充導(dǎo)水性強

地表未出露，上盤為P1w、P1t1地層，下盤為P1q、P1w地層，上盤地層產(chǎn)狀多變，揉皺強烈，倒轉(zhuǎn)翻卷時有發(fā)生。

2013年以來補勘的五個鉆孔見F0斷層破碎帶均未發(fā)生漏水現(xiàn)象，原勘探的鉆孔揭露F0斷層破碎帶時發(fā)生嚴重漏水現(xiàn)象。F0斷層充導(dǎo)水性強。

2.5.2 F4斷層充導(dǎo)水性強

出露礦區(qū)東部，上盤為P1t3地層，下盤為P1w地層， 56-14號鉆孔施工中揭露F4斷層破碎帶發(fā)生巖芯掉塊、嚴重漏水現(xiàn)象，F(xiàn)4斷層深部切割了F0斷層，與棲霞組灰?guī)r可能有水力聯(lián)系。F4斷層充導(dǎo)水性強。

2.5.3 F突斷層充導(dǎo)水性強

原地質(zhì)報告沒有發(fā)現(xiàn)，本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，屬F0派生斷層，斷層產(chǎn)狀75 °∠45 °。派生斷層與F0斷層相交或切穿至棲霞灰?guī)r，分析為導(dǎo)水斷層。

除以上三條斷層外，其余均為充導(dǎo)水性弱斷層。

2.6 巖溶水隱患分析

翠屏山煤礦位于龍巖盆地的東部山區(qū)，巖溶的發(fā)育程度和突水性符合龍巖盆地的規(guī)律性，即淺部及構(gòu)造帶附近巖溶裂隙較發(fā)育，一般突水性中等，而深部及正常地段的巖溶裂隙發(fā)育較差或不發(fā)育，一般突水性弱，屬中等-弱的區(qū)。

棲霞灰?guī)r大部分分布在煤系～文筆山組之下，深部灰?guī)r整體作為北西高東南低，富水性不均勻，一般淺部強深部弱，屬不均勻巖溶裂隙含水巖組。由于F0斷層的影響，使深部灰?guī)r與煤系可采煤層發(fā)生局部對口或接近，煤層開采時即成為充水含水巖組。

2014年6月12日翠屏山煤礦309采區(qū)-40車場掘進迎頭發(fā)生突水，突水水量400 m3/h，目前被淹井巷水面水位為±0 m水平，突水水量穩(wěn)定在360 m3/h，水流經(jīng)±0 m水平井巷排入±0 m水倉，并經(jīng)水泵抽排至地面井口。2014年9月，±0水平擋水墻建成，擋水墻水頭壓力保持在2.90 MPa。經(jīng)分析論證，該突水原因為巷道揭露與深部巖溶水相通的斷層破碎帶所致，說明深部灰?guī)r局部巖溶發(fā)育，礦井受巖溶水威脅。

3 礦井防治水措施

從以上分析可知，翠屏山煤礦是一個水患較嚴重的礦井，主要的水患威脅有：大氣降水隱患威脅、老空水隱患威脅、巖溶水隱患威脅。

3.1 大氣降水的防治措施

①做好大青坑防水工程。近年來，礦井投入100多萬元，通過鋪人工河床的方式，對塔后、大青坑的防水工程進行了修筑，對原有的防水墻、護坡等工程進行加固，并沿地表塌陷區(qū)高處設(shè)置截流水溝，有效地將水引出塌陷區(qū)，防止大氣降雨、山坡積水沿塌陷區(qū)水滲入到井下。

②做好平時、特別是暴雨期間的地表巡查，并對雨量、水量等原始資料進行認真收集，加強對一些平時難以發(fā)現(xiàn)的塌陷區(qū)的巡查力度，及時發(fā)現(xiàn)新的塌陷區(qū)、地裂縫等并進行治理。

③加強小窯巡查，把巡查情況及時上報有關(guān)地方政府監(jiān)管部門，制止小窯破壞翠屏山煤礦地表露頭煤柱的行為。

3.2 老空水的防治措施

①加強小窯巡查力度，查明積水老塘和廢棄井巷，并建立臺帳；積水區(qū)及時在采掘工程圖上標明其最洼點的具體位置和積水外緣標高，圈出積水老空區(qū)的警戒線；一旦發(fā)現(xiàn)有小煤越界開采，請求地方政府及時采取措施，關(guān)閉超層越界非法開采的小窯。

②開采過程中，督促相鄰礦井落實安全協(xié)議，嚴格按《煤礦防治水規(guī)定》各留足20 m保安煤柱。

③在下水平開采時，應(yīng)先了解上水平及其周圍的開采情況，把有關(guān)的水文資料標注在井上下對照圖和采掘工程平面圖上，并對有無下山開采或可能造成積水等情況進行分析研究和判斷，制定相應(yīng)的防治措施，做好防范工作。

④對201采區(qū)+245、+290等區(qū)段老巷進行維修，疏通積水，對小煤采動造成的積水下滲進行攔截治理，減輕+200泵房的排水壓力。

3.3 巖溶水的防治措施

①礦井范圍內(nèi)F0斷層下盤均為棲霞組（P1q）灰?guī)r，F(xiàn)0斷層既是灰?guī)r頂界面又是導(dǎo)水斷層面，礦井要根據(jù)最新的資料，在采掘工程平面圖上劃定警戒線、探水線和禁采線來指導(dǎo)生產(chǎn)，嚴禁開采防隔水煤巖柱，并嚴格堅持探放水原則。

②對±0 m及以下水平巷道進行底板定期觀測，觀測有無變形、隆起，有無滲水、涌水，若底板發(fā)生變化應(yīng)立即進行分析治理，防止灰?guī)r承壓水突破底板造成涌水。加強地質(zhì)構(gòu)造分析，進一步搞清礦井構(gòu)造，做好預(yù)測預(yù)報，防止灰?guī)r承壓水通過F0派生斷層涌入工作面造成透水事故。

③在第四水平開采過程中，要做好水文地質(zhì)補充調(diào)查，通過施工水平鉆等，進一步控制F0斷層的產(chǎn)狀和位置，為留設(shè)煤柱提供新的依據(jù)，盡量減少煤柱損失，確保安全開采。

4 結(jié) 語

翠屏山煤礦是水害較嚴重的礦井，本文通過對翠屏山煤礦水害現(xiàn)狀進行分析，提出具體的水害防治措施，為今后更好地開展礦井防治水工作打下基礎(chǔ)。

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