小華煤礦+340m水平水患分析及防治措施

2016-10-21 01:27:13曾武

科學與財富 2016年9期

曾武

摘要：小華煤礦+460m水平即將終采，為穩(wěn)定礦井生產(chǎn)規(guī)模，必須有新的區(qū)段接替。因此，結(jié)合礦井區(qū)段接替、現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)，為保障+340m水平開拓延深設計方案可行，必須提供充分的水患分析地質(zhì)資料。

關鍵詞：礦井；水患分析；地質(zhì)資料

1.前言

隨著礦井開采深度的逐年增加和周邊小煤礦關閉后形成的積水，礦井開采的水文地質(zhì)條件越來越復雜，也使得水患治理難度越來越大，為提升礦井防治水抗災能力，降低水患威脅，保障礦井安全生產(chǎn)，防治水工作顯得尤為重要。

2.礦井基本情況

礦區(qū)一號井建于1974年，1976年建成投產(chǎn)，設計生產(chǎn)能力3萬噸/年。后來一號井資源枯竭，1983年由省煤炭工業(yè)設計院設計，開始建設二號井，于1987年建成投產(chǎn)，設計生產(chǎn)能力6萬噸/年。2006年礦井進行生產(chǎn)技改，技改后核定生產(chǎn)能力提升為9萬噸/年。

礦井第一生產(chǎn)水平為+580m水平，已終采，分+695m、+670m、+645m、+615m和+580m五個片盤。第二水平為+460m水平，分+535m、+500m和+460m三個片盤，生產(chǎn)主要集中在+500m、+460m片盤。三采區(qū)（+415m～+340m）于2015年進行開拓，目前正在開拓工程施工階段。

3.礦井水患調(diào)查

3.1 地表調(diào)查

井田內(nèi)沒有地表水體。礦區(qū)所處的區(qū)域均為基巖出露的山體，表土層相對較薄，植被發(fā)育，地形較陡，溝谷切割較深，排水能力較好，排水速度快。未發(fā)現(xiàn)陷落柱等不良地質(zhì)現(xiàn)象。井口標高為+745.1m、744.7m、+717.5m，生活區(qū)標高+706m，歷年最高洪水位+670m標高，因此，地表水不會對職工住宅、辦公樓及工業(yè)廣場等地面設施造成危害。

地表沒有塌陷區(qū)，但ZK7附近地表有裂縫區(qū)，已于2007年采用三合土治理，效果良好。

3.2 礦井調(diào)查

3.2.1 大氣降水

本區(qū)雨量充沛，斷裂水、含水層水主要來自降水補給，長期觀測證明，礦坑涌水量變化與降雨量關系極為明顯，大氣降水是礦坑水的主要補給來源。

3.2.2 含水層

1、灰?guī)r水

礦區(qū)范圍內(nèi)棲霞組灰?guī)r賦存在深部，地表沒有出露，也不存在巖溶陷落柱。勘探時灰?guī)r沒有完全揭露，含水層厚度不詳，含（導）水性、水量不詳。查閱《福建大田煤礦小華井田地質(zhì)勘探普查報告（最終）（1974-1977年）》（下簡稱地質(zhì)報告）、鉆孔資料整理，鉆孔揭露灰?guī)r情況詳見下表。

棲霞組灰?guī)r巖溶水平均水位約+665m標高，因此礦井+670m片盤以下位于灰?guī)r水位以下。

根據(jù)礦井地質(zhì)報告、礦井開采歷史資料、實地調(diào)查，礦區(qū)童子巖組地層與深部的棲霞組灰?guī)r之間隔了一套厚度70米的文筆山組泥巖，礦井揭露的地層為童子巖組煤系地層，不會直接揭露棲霞組灰?guī)r；礦區(qū)內(nèi)沒有斷層切割連通童子巖組地層與棲霞組灰?guī)r，且斷層多為不含水或含水極弱且不均勻；鉆孔揭露灰?guī)r的，與煤系分界處均進行了封閉，封閉厚度10～15米，封閉質(zhì)量可靠。

因此巖溶水對小華煤礦的充水沒有影響。

2、其他主要含水層

查閱地質(zhì)報告、礦井開采搜集的水文資料等方法查明本礦區(qū)其他含水層主要有：

翠屏山組：含水層主要分布在第一段頂部與第二段下部。含水層厚度9.35米，巖性為細砂巖、細粉砂巖，多與風化裂隙聯(lián)通，呈透水不含水。

童子巖組：第一段含水層主要位于三帶、四帶，巖性主要為細砂巖，含水層總厚度84.75米。富水地段與構(gòu)造關系密切，因此含水層多呈脈狀、透鏡狀，大多連不成片，其富水性不均勻。總的講，富水性屬弱---極弱，但在褶皺及斷層附近有富水性較強的地段。

文筆山組：巖性以砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，巖心大多完整。其中ZK19、ZK21、ZK22鉆到此層后，發(fā)現(xiàn)大量漏水，巖心破碎、或取不上巖心。以ZK21、ZK22最為嚴重，因此有含水層存在，可見含水厚度10.43米。

各含水層的地下水補給主要為雨水滲入補給。在淺部由于與風化裂隙聯(lián)通，有水力聯(lián)系，而深部則無明顯水力聯(lián)系。如孔內(nèi)漏水及水位變化大都表現(xiàn)為突然性的。地下水的排泄區(qū)不甚明顯，主要以降泉的形式從切割的溝谷中緩慢滲出，一部分以地下逕流流出礦區(qū)。

3.2.3 斷層

礦井所開采揭露的地層均為童子巖組一段地層，揭露的斷層只有F1、F3、F11、F12、F13、F15六條斷層。其中F12、F13富水性弱，賦存在淺部，深部沒有賦存；F15富水性極弱或不導水。其余斷層為井田邊界斷層，遠離煤系地層，開采時不會揭露到。

據(jù)開采歷史記錄，原小華一號硐主硐318.4m位置見F1斷層，破碎帶寬度7～8m，起初涌水量360m3/h；+580m片盤西探巷見F3斷層，破碎帶寬度1m，穩(wěn)定涌水量40m3/h。

3.2.4 鉆孔

查閱地質(zhì)報告、鉆孔資料、礦井開采歷史揭露情況整理詳見下表：

3.2.5 老空區(qū)情況

礦井生產(chǎn)技術管理到位，能夠及時測量、填圖、建帳，查明礦井小南區(qū)存有積水、礦井+580m片盤兩個擋水墻內(nèi)巷道積水及礦井老空區(qū)上下均有采通，局部老空區(qū)和舊運巷存在少量積水，其位置、范圍和積水量清楚。

3.2.6 周邊礦區(qū)老空區(qū)情況

1、位于小華煤礦南部的大田縣生輝公司1#硐已關閉，硐口標高+766.5m，最低積水標高+730.8m，積水面積566 m2，積水量730m3，位于小華礦礦區(qū)范圍外，對礦井安全生產(chǎn)無影響。

2、位于小華煤礦東部的1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#關閉峒已封閉。其中2#、3#、、4#、5#、6#、7#、8#關閉峒峒口均已鏟除，4#峒口已被小華礦山矸石填埋。各硐均為平硐開拓，自然排水，經(jīng)調(diào)查無積水，且開采標高均在+695m以上，與礦井現(xiàn)有采掘工程較遠，不造成威脅。

4.礦井水患調(diào)查結(jié)論

通過調(diào)查分析，+340m水平主要水患有地表裂縫區(qū)、老空區(qū)積水、導水斷層和個別鉆孔。

1、地表裂縫區(qū)：地表局部存在裂縫區(qū)，大氣降水容易通過裂縫區(qū)滲入井下，增加礦井涌水量，雨季甚至威脅排水安全。

2、老空區(qū)積水：（1）礦井小南區(qū)積水；（2）礦井+580m片盤兩個擋水墻內(nèi)巷道積水；（3）礦井老巷道垮落積水。

3、導水斷層： F1富水性較強、F3個別地段較強。

4、鉆孔：因+460m水平即將終采，因此對+340m水平鉆孔水文和封孔情況進行調(diào)查。+340m以下設計開采范圍內(nèi)有ZK18、ZK21、ZK22三個鉆孔，詳見下表：

5.采取的防治水措施

1、加強雨季三防巡查，發(fā)現(xiàn)地表裂縫或老窯進水應及時防滲堵漏。

2、嚴格按照有關制度進行老空區(qū)積水調(diào)查，及時建帳、填圖，嚴格留設“三線”和探放水工作。

3、加強礦井地質(zhì)資料綜合分析、修編工作，準確掌握F1、F3斷層賦存位置，確保留有足夠的隔離煤柱，并投繪F1、F3斷層到相關圖件上，統(tǒng)一按50m寬度留設“三線”。

4、ZK18、ZK21、ZK22鉆孔在+460m以下統(tǒng)一按50m寬度留設隔離煤柱。

6.結(jié)束語