礦井水害類型的劃分及防治措施

路保軍

摘要：近年來(lái)，礦井水害事故時(shí)有發(fā)生，不同類型的水害往往對(duì)應(yīng)不同的防控技術(shù)。本文根據(jù)呼圖壁縣紅三溝煤炭有限責(zé)任公司礦井水文地質(zhì)條件，對(duì)其礦井水害類型進(jìn)行了劃分，并提出了針對(duì)性的防治措施，以供同行借鑒交流。

關(guān)鍵詞：水害、類型、防治措施

一、礦井水文地質(zhì)條件

呼圖壁縣紅三溝煤炭有限責(zé)任公司煤礦位于呼圖壁縣城西南90km處的白楊河北岸，公司井田位于昌吉背斜北翼，井田構(gòu)造簡(jiǎn)單，總體為一向北傾斜的單斜構(gòu)造，地層傾向345°～15°、傾角10°～15°，井田地質(zhì)構(gòu)造屬簡(jiǎn)單類型。礦井正常涌水量8m3/h，最大涌水量12m3/h。礦井水文地質(zhì)以孔隙含水層充水為主、礦床頂?shù)装逯苯映渌牡刭|(zhì)條件中等的礦床。經(jīng)有關(guān)單位認(rèn)證認(rèn)為上游地下水徑流補(bǔ)給和白楊河地表水與礦井的水力聯(lián)系不清楚，按水文類型復(fù)雜型礦井考慮。

二、礦井水害的類型及易發(fā)突水的地點(diǎn)分析

1、礦井水害類型及分析

造成礦井水害的主要水源有大氣降水、地下水和老空水。根據(jù)水源分類，礦井水害分為：（1）大氣降水水害;（2）地表河流側(cè)向補(bǔ)給;（3）采空區(qū)積水水害;（4）孔隙、裂隙水水害;（5）火燒區(qū)水害;（6）導(dǎo)水?dāng)鄬铀Φ取?/p>

①大氣降水

大氣降水形成的洪流直接經(jīng)井口和開采裂隙潰入井巷，可能發(fā)生淹井事故。大氣降水直接經(jīng)煤層火燒露頭向地層深部運(yùn)移，隨著深度增加，火燒裂隙發(fā)育逐漸變差，地下水運(yùn)移速度逐漸由快至慢，在火燒底界處受阻，在弧狀低洼處，富集有地下水，如不慎與其溝通，潰入井巷，將發(fā)生淹井事故。

②地表河流側(cè)向補(bǔ)給

白楊河水從井田外西北處，直接從含水層流經(jīng)，垂直滲入補(bǔ)給，井田外側(cè)向入滲補(bǔ)給露頭處直接含水層，故直接充水含水層含水較豐富。

③采空區(qū)積水情況

截止目前，礦井+1487m水平以上7號(hào)和8號(hào)煤層已基本采空。采空區(qū)分布范圍較清楚。2018年委托西安煤科院利用瞬變電磁對(duì)井田范圍進(jìn)行了探測(cè)，查明了采空區(qū)內(nèi)積水異常區(qū)。礦井井下最大涌水量30m3/h。正常涌水量19m3/h，礦井24h最大涌水量296.30m3/d，主要排泄7號(hào)和8號(hào)煤層采空區(qū)的涌水量。在正常情況下采空區(qū)積水對(duì)未來(lái)礦井生產(chǎn)不會(huì)產(chǎn)生大的影響。

④孔隙、裂隙水情況

煤層頂?shù)装迳皫r為直接充水含水層，砂巖露頭受大氣降水補(bǔ)給，滲入砂巖孔隙、裂隙形成含水層。經(jīng)鉆孔混合抽水試驗(yàn)和采空區(qū)排水資料計(jì)算，砂巖含水層富水性弱、中等。

⑤火燒區(qū)積水

根據(jù)《新疆呼圖壁縣紅三溝煤礦水文地質(zhì)詳查報(bào)告》中對(duì)巷道的調(diào)查，采場(chǎng)巷道頂部控制了8號(hào)煤層火燒層的下限，標(biāo)高為+1550m，巷道底部和下部斜巷及回風(fēng)巷道中（+1547m）未見(jiàn)火燒區(qū)，通過(guò)觀測(cè)，火燒區(qū)干燥，未見(jiàn)有涌水、滴水現(xiàn)象，火燒區(qū)最低下限分布標(biāo)高均高于礦區(qū)潛水面標(biāo)高+1499.39m。礦井在建設(shè)、生產(chǎn)中，需加強(qiáng)觀測(cè)礦井涌水變化，發(fā)現(xiàn)情況應(yīng)及時(shí)采取措施。

⑥導(dǎo)水?dāng)鄬?/p>

礦井井田東部發(fā)育的小型斷裂（f1），斷裂帶出現(xiàn)流水現(xiàn)象，流量約2.5m3/h，未出現(xiàn)突水現(xiàn)象，但井田內(nèi)不排除存在其它導(dǎo)水?dāng)鄬拥目赡苄浴?/p>

2、礦井水害易發(fā)生的地點(diǎn)

礦井井下易發(fā)生突水的地點(diǎn)是采煤、掘進(jìn)工作面。在生產(chǎn)過(guò)程中與地表水、地下水或老空水溝通時(shí)，就會(huì)發(fā)生突水事故。

（1）采煤工作面向前推進(jìn)，采空區(qū)頂板自然垮落，自下而上形成了垮落帶、導(dǎo)水裂隙帶和彎曲下沉帶?？迓鋷Ъ傲严稁в龅綇?qiáng)含水層或老空區(qū)、老窯、老巷道積水，水會(huì)沿裂隙帶空隙流入井下，造成突水。

（2）掘進(jìn)工作面在掘進(jìn)過(guò)程中，遇到情況不清的采空區(qū)水、斷層水、火燒區(qū)積水、孔隙、裂隙水等，同樣是易發(fā)生透水的地點(diǎn)。

三、礦井水害防治的主要措施

1、探放水防治措施

（1）掘進(jìn)工作面嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)執(zhí)行超前探放水，在掘進(jìn)時(shí)支架背牢頂幫，準(zhǔn)備一定的坑木和麻袋、黃泥等防水材料，以便隨時(shí)堵水;（2）加強(qiáng)探水工作面的瓦斯檢查，當(dāng)瓦斯超過(guò)1%時(shí)，應(yīng)立即停止探水工作;（3）清理水溝，保持水溝暢通;（4）清理巷道，保持安全撤退路線暢通：（5）在打鉆地點(diǎn)或附近安設(shè)專用電話;（6）地測(cè)科技術(shù)人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)指揮。

2、防治地表水害的措施

礦井工業(yè)場(chǎng)地位于井田南部，白楊河在工業(yè)場(chǎng)地行政福利區(qū)北側(cè)、輔助生產(chǎn)區(qū)及生產(chǎn)區(qū)南側(cè)呈S形穿過(guò)，溝底標(biāo)高及洪峰流量水流頂面標(biāo)高均低于對(duì)應(yīng)的工業(yè)場(chǎng)地地面標(biāo)高及各井口標(biāo)高，不會(huì)對(duì)工業(yè)場(chǎng)地及井口產(chǎn)生威脅，但在礦井?dāng)U建工程施工時(shí)，對(duì)白楊溝進(jìn)行漿砌片石砌護(hù)，防止水流對(duì)溝底及溝壁的沖刷，并在溝壁上側(cè)上設(shè)置鋼管欄桿，以滿足安全需要。同時(shí)在工業(yè)場(chǎng)地北側(cè)修建截水溝攔截坡面匯水，將洪水疏導(dǎo)場(chǎng)地外，能有效地降低沖溝洪水及坡面匯水產(chǎn)生的危害。

井上主要是防洪和地表扒縫，采取措施為：（1）雨季前，清理井口周圍排水溝及井口周圍雜物，防止雜物淤積抬高水位。（2）雨季前及大到暴雨后，檢查地表有無(wú)扒縫，并對(duì)扒縫進(jìn)行充填、夯實(shí)。

3、防治井下水害的措施

（1）煤礦在建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中要按設(shè)計(jì)要求留設(shè)安全隔離保護(hù)煤柱，各防水煤柱不得回采。

（2）在+1487m水平井底車場(chǎng)設(shè)有主、副水倉(cāng)，當(dāng)一個(gè)水倉(cāng)清理時(shí)，另一個(gè)水倉(cāng)能保證正常使用，每年雨季前對(duì)水倉(cāng)進(jìn)行清理。

（3）工作面堅(jiān)持有疑必探，先探后掘的原則，工作面配備ZDY-3200S型煤礦全液壓鉆機(jī)，用于工作面探放水。工作面順槽內(nèi)設(shè)水溝，將工作面積水排入井底水倉(cāng)，經(jīng)水泵、排水管排至地面。

（4）鉆孔放水前，必須估計(jì)積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉(cāng)容量，控制放水量;放水時(shí)，必須設(shè)專人監(jiān)測(cè)鉆孔出水情況，測(cè)定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，并立即報(bào)告調(diào)度室。

（5）礦井井下巷道內(nèi)設(shè)排水溝，將井下水排入水倉(cāng)，經(jīng)水泵、排水管排至地面。

（6）及時(shí)密閉廢棄的巷道，在有積水巷道的密閉墻上留設(shè)反流水孔，以便排出采空區(qū)積水，避免采空區(qū)及廢棄的巷道中的積水給礦井生產(chǎn)造成安全隱患。

（7）每次降大到暴雨時(shí)和降雨后，及時(shí)觀測(cè)井下水文條件變化情況，并及時(shí)向礦主管安全的領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文基于礦井水文地質(zhì)特征，分析了礦井水害的類型及易發(fā)突水的地點(diǎn)，研究了含水層水害防治關(guān)鍵技術(shù)，研究成果在本煤礦投入工程應(yīng)用，應(yīng)用效果良好。