六盤水某煤礦水文地質(zhì)條件及礦井水害防治

六盤水師范學院 礦業(yè)與土木工程學院 貴州 六盤水 553001

正文：

引言

礦井水害事故相比于瓦斯、煤塵、頂板在采煤事故中占有較大比重[1]。全球采煤國礦井水害防治技術(shù)研究已進行多年，但礦井水害事故仍有發(fā)生，尤其在中國這樣地質(zhì)環(huán)境多變的采煤國。特別是位于中國西南地區(qū)各類煤礦，復雜的水文地質(zhì)條件和礦井水害防治的研究在世界煤礦開采相關(guān)技術(shù)中占據(jù)著重大的作用。在礦井水害防治過程中，應根據(jù)礦井的具體水文地質(zhì)情況提出和采用具體措施，確保煤炭生產(chǎn)安全。礦井水文地質(zhì)條件和水害防治的評價是礦井生產(chǎn)安全工作中的重要組成部分。通過對這些問題的研究，探明類似水文地質(zhì)條件下煤礦的水害防治類型，加強煤礦開采施工安全防范，保護人們的財產(chǎn)和人身安全。

1 地質(zhì)概況

1.1 地層

在地層區(qū)劃上，本礦區(qū)位于揚子區(qū)昆明昭覺分區(qū)威寧小區(qū)南東邊緣地帶。地層主要特點為：出露地層有震旦系上統(tǒng)、寒武系下統(tǒng)、志留系中統(tǒng)、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、第三系和第四系；缺失寒武系中、上統(tǒng)、奧陶系、志留系上下統(tǒng)及白堊系；上古生界分布廣泛，發(fā)育較全；泥盆系和石炭系屬獨山型。

1.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域所處構(gòu)造位置屬揚子準地臺黔北臺隆六盤水斷陷威寧北西向構(gòu)造變形區(qū)，主構(gòu)造線呈北西-南東向，表現(xiàn)為北西向的褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育，主體構(gòu)造為六盤水向斜。組成向斜的地層主要為上二疊統(tǒng)、三疊系和侏羅系，前兩者多分布于兩翼，后者則常殘留在向斜核部。在六盤水向斜南東轉(zhuǎn)折端，北東向斷裂及次級褶皺發(fā)育。

2 水文地質(zhì)條件

該煤礦位于六盤水向斜北東翼南東轉(zhuǎn)折端附近，構(gòu)造中等，含煤地層出露于上覆飛仙關(guān)組與下伏峨眉山玄武巖組成的對峙高山所夾谷地中，區(qū)內(nèi)小溪發(fā)育，以大老地-店子上為界，以西流入巴郎河，以東流入百車河，流量雨季大，旱季小。與礦床充水有關(guān)的地層，主要為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組、飛仙關(guān)組，二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M、峨眉山玄武巖組。

2.1 斷層的富水性及導水性

礦區(qū)范圍斷層發(fā)育，主要分布在東部龍?zhí)睹航M和飛仙關(guān)組中，斷層破碎帶均為砂泥質(zhì)充填，膠結(jié)密實，富水性弱。綜合各勘探鉆孔中揭露的正、逆斷層來看，揭穿斷層帶時沖洗液的消耗和孔內(nèi)水位未見異常現(xiàn)象。

2.2 含水層間帶及其與地表水的水力聯(lián)系

含煤地層和飛仙關(guān)組地下水的活動，以沿巖層層面運動為主，垂直運動僅在風化帶范圍內(nèi)占主要地位。在正常情況下，含水層間的水力聯(lián)系在深部是不明顯的，或者不存在水力聯(lián)系。特別是飛關(guān)仙組與煤系間，有一層穩(wěn)定的泥巖層相隔，使煤系與其上覆各含水層不發(fā)生水力聯(lián)系。煤系與茅口、棲霞組灰?guī)r間有峨眉山玄武巖相隔，峨眉山玄武巖含水性極差，是較好的隔水層，因此，在正常情況下，煤系與茅口、棲霞組灰?guī)r不存在水力聯(lián)系。

2.3 地表水及地下水動態(tài)變化

原詳勘階段，對各地層有代表意義的泉點進行了長期觀測，每隔5～10天觀測一次，時間為一水文年。其流量動態(tài)變化與大氣降水的關(guān)系密切，礦區(qū)地下水動態(tài)具有季節(jié)性變化規(guī)律。每年5～9月為豐水期，10～12月為平水期，次年的1～5月為枯水期，而溪流、河水流量也是5～9月最大，其間出現(xiàn)3～5次峰值，10～12月較大，1～5月最小甚至干涸。

3 煤礦礦井水害的類型

該煤礦地下水的主要補給方式為大氣降水，含煤地層基巖裂隙水是礦井充水的主要來源[2]。大氣降水受季節(jié)影響顯著，所以礦井在雨季進行開拓和回采時要加強地表和井下的疏排水工作。礦井內(nèi)沒有老窯，但地層淺部曾進行過回采，封閉的巷道和采空區(qū)內(nèi)必然含有一定的積水，對于礦區(qū)煤礦的安全生產(chǎn)無疑是一大威脅。因此，在臨近這些區(qū)域時，必須利用鉆孔進行探放水，確保礦井的安全生產(chǎn)。

井下直接充水含水層為龍?zhí)督M及飛仙關(guān)組下段的裂隙含水層，局部具有承壓性，在回采過程中不能掉以輕心，做好防透水工作。礦區(qū)斷層破碎帶膠結(jié)密實，富水性和導水性均比較弱，不排除個別斷層或斷層破碎帶局部能夠?qū)２⑶以诘V井開拓和工作面回采過程中，受工程擾動的作用斷層破碎帶的導水性有可能增加，所以仍要防止地下水沿斷層破碎帶涌入采掘空間，須留設(shè)必要的防隔水煤柱。

4 水害防治措施

由于六盤水水文地質(zhì)條件的復雜，煤礦水害防治工作在煤礦生產(chǎn)的實際應用中有一定的差距，因此要對礦井的水害防治技術(shù)進行更深層次的研究和探索。以下是通過水文地質(zhì)條件分析提出對該煤礦的水害防治措施：

（1）疏水降壓：在下部煤層回采工作面運輸巷、回風巷每掘進一段距離后在工作面迎頭施工頂板穿層鉆孔至采空區(qū)下界位置將采空區(qū)積水放干。

（2）注漿堵水：對巷道需穿過的導水斷層在穿過前一定距離進行預注漿加固阻水；對影響采煤、掘進安全，有可能突水的其它地點，進行預注漿。

（3）井下排水：井底車場設(shè)水倉、泵房，集中排水，水泵通過敷設(shè)在副斜井的排水管路將井下涌水排至地面礦井水處理站。

（4）地表水防治措施：在場區(qū)靠山側(cè)修筑截洪溝，將山洪引至河流；工業(yè)廣場內(nèi)雨水采用排水系統(tǒng)。

（5）做好水害隱患排查工作，尤其是受上覆采空影響的礦井采掘頭面，確保采空積水得到徹底疏放[3]。

5 結(jié)語

研究分析，該煤礦存在的主要水害類型有基巖裂隙發(fā)育成為礦井充水通道、地層淺部回采積水、巷道積水和采空區(qū)積水、礦區(qū)斷層破碎帶膠結(jié)密實，富水性和導水性均比較弱等。針對這些水害可采留設(shè)防治水煤巖柱、疏水降壓、注漿堵水、井下排水、地表水防治等措施。