濟寧二號煤礦水害類型及其防治對策

邢祥全 范祥實 王文

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

關鍵詞：煤礦水害類型特征；防治對策

一、礦井位置和范圍

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

二、礦井水害的基本類型

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

從對煤礦開采造成嚴重影響的含水層情況出發，主要包括以下幾個方面：第四系砂及砂礫層孔隙含水層、侏羅統紅色砂巖裂隙含水層，二疊系山西組3煤層頂底部砂巖裂隙含水層，石炭～二疊系太原組第三、十下層石灰巖巖溶裂隙含水層，奧陶系石灰巖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，工作面內涌水只能靠水泵排出，由于褶曲發育低洼區積水，致使排水環節增多，難度加大。特別是工作面回采后，采空區大量積水無法疏放，從而造成積水水害。

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

老空水害有以下特點：

第一，具有較強的突發性；

第二，老空水在酸堿性上呈現出酸性；

第三，硫化氫有著相對較高的濃度；

第四，涌水量相對較大，有著較強的破壞性，然而由于儲水空間相對來說比較封閉，使其涌水時間比較短，非常容易出現疏干現象。

（二） 3煤頂板砂巖水

對礦井生產有影響的含水層包括第四系砂礫孔隙含水層，上侏羅統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、十下層石灰巖巖溶裂隙含水層，奧陶系灰巖巖溶裂隙含水層。其中，3煤頂底板砂巖和太原組第三、十下層石灰巖為直接充水含水層，局部地段（井田東南部）上侏羅統砂礫巖底部處于3煤采后導水裂縫帶發育高度范圍內對開采產生直接充水影響。

3煤頂部砂巖局部突水量大，影響安全生產。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、構造裂隙發育區等部位富水性較好，巷道掘進揭露以及回采工作面老頂大面積突然垮落時，在這些部位容易發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，伴隨老頂垮落發生的突水也具有周期性的特征。

四、礦井涌水通道

（一）采動裂隙

煤層開采后在其頂、底部巖層中往往形成密集的、延伸較遠的采動裂隙。該裂隙帶內含水層水將沿此裂隙進入采空區而發生涌水。對開采3煤來說，頂部巖層中導水裂縫較為重要；開采3煤時，工作面頂板及上侏羅統砂礫巖多次發生突水，其涌水通道多數是采動裂隙。

（二）斷層

斷層的形成將會在一定程度上對煤層以及含水層之間所具有的原生關系產生重要影響，還能夠把含水層當中的水有效導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入工作面，另一方面也可以將對盤含水層的水導入工作面。

（三）封閉不良鉆孔

從某種程度上講，封閉不良鉆孔屬于非常可能的重要充水通道，其封閉不良鉆孔能夠把多個含水層進行有效貫通，當采掘工程對此類孔實施徹底揭露的時候，將會把相應的含水層水按照一定的程度導入到采掘工作面中。

五、礦井水害防治的主要技術對策

（一）老空水害防治

當已經對采空區的相關分布規律進行詳細查明的條件下，在實施回采之前應該對采空區以及采掘工作面間的安全性進行科學化評價于分析，在一定程度上留設相應的煤巖柱。如果煤巖柱不足，則需要對采空區的部分積水進行超前疏放。目前，采空區積水主要對沿空掘進巷道和工作面回采造成威脅，稍有不慎就可能形成水災，對生產造成影響，防治水工作主要是采掘前疏放相鄰采空區積水。預疏放采空區積水時，要編制專門的探放水設計和探放水施工安全技術措施，保證放水孔的穿越積水體可以達到最低標高，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，今后幾年計劃開展煤層頂板砂巖賦水性研究工作。在采區首采面及水文地質條件復雜的工作面開展井下水文地質物探，工作面回采前必須搞清煤層頂底板砂巖含水層的富水情況，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煤頂底板砂巖和侏羅系紅層水害的影響，工作面計劃在回采前對物探解釋富水異常區進行放頂板水工作。同時工作面回采前認真分析工作面受水害威脅程度，根據已有水文地質資料，合理安排排水系統及時將工作面積水排出。

3）探放斷層水：井田內斷層較為發育，部分斷層導水性、富水性不明，今后繼續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行探放水。

4）啟封開采范圍內封閉不良鉆孔，消除因封閉不良鉆孔帶來的隱患。

六、結語

查明礦井主要水害類型對礦井的安全生產工作至關重要，掌握對水害的治理方法就能把影響生產的水害隱患消除。