煤业水害类型及其防治建议范文

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摘要：东峰煤业开采2号~9号煤层，近年来随着开采范围的扩大，水害威胁愈加严重。叙述了东峰煤业有限公司井田概况，分析了其矿井突水因素及矿井导水通道，并提出了水害防治建议。

关键词：煤矿开采；东峰煤业；采（古）空区；导水裂隙带

0引言

矿井水害是煤矿五大灾害之一，煤矿在生产建设过程中一旦发生水害，不仅会影响矿井正常生产，给矿井的管理带来困难，严重时还会造成人员伤亡和淹井事故，导致矿井停产和不必要的经济损失，危害极其严重。中国是世界上主要产煤国，是受水害威胁最严重的国家之一，因此做好矿井防治水工作，是保证矿井安全生产的重要内容之一。本文通过分析东峰煤业矿井充水水源、充水通道，提出对于该矿的各种水害的防治对策，为煤矿的安全生产提供一定的理论依据。

1煤矿基本情况

太原东山东峰煤业有限公司井田位于太原市万柏林区王封乡境内，批准开采2号～9号煤层，开采方式为地下开采，生产规模0.6Mt/a，矿区面积2.5262km2。井田位于太原西山煤田西山矿区的西北部边缘，井田内地表呈侵蚀性黄土、基岩中山区地貌，沟谷和山梁相间分布，地形较复杂。总的地势为中部的山梁高，向东、西两侧冲沟低，地形最高点位于井田中南部山梁顶，标高1375.6m，最低点位于井田东北部边界处冀家沟沟底，标高1085.0m，地形最大相对高差290.6m。井田位于西山煤田东北部，随老母北断层北西盘，总体呈向南倾斜的单斜构造，矿井主要水害为同层及上层采空积水，凡位于低洼地区的采空区均需考虑采空积水的危害。

2矿井水害分析

2.1矿井突水因素分析

2.1.1大气降水及地表水对煤矿开采的影响本井田内无常年性地表河流，仅雨季沟谷中有短暂洪水排泄，井田地形坡度较陡，呈“V”字形，坡降为5%～15%，有利于自然排水，入渗补给地下水条件差，只在基岩露头的沟谷中有少量的入渗。一般情况下不会对矿井安全生产造成威胁。井田内2号、7号、8号、9号煤层在井田北、东、西部地表均有露头或隐伏露头，当煤层充分采动后，采动导水裂缝带高度在接近煤层露头部位可至地表，大气降水可能渗入井下成为2号煤采空区积水的补给来源，或间接地补给砂岩裂隙含水层，成为矿井充水水源。井田内无地表积水，仅在雨季有短时洪流。分析矿井排水量与巷道进尺及降水量关系曲线图可知，在每年的雨季后8月、9月、10月东峰煤业矿井涌水量均有所增大，推测可能存在导水通道使大气降水成为井下充水水源。

2.1.2含水层水对矿井充水的影响煤矿开采8号、9号煤层中南部时，受采掘破坏影响的含水层主要为二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组及石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组。山西组砂岩裂隙含水层富水性大部较弱，单位涌水量q为0.00067L/(s•m)～0.0075L/(s•m)。在煤层掘进或回采后，该含水层通过裂缝发育处，淋入或渗入到掘进或回采工作面，增加矿井涌水量，由于富水性弱，对煤层掘进、开采一般不构成威胁。太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组虽然分布稳定，厚度较大，是矿坑直接充水的主要含水层，但岩溶裂隙不发育，侧向径流补给条件差，单位涌水量q为0.003L/(s•m)，富水性弱，充水强度较弱，易自然疏干。在做好矿井排水工作前提下，煤系地层裂隙水不会对矿井生产造成危害[1]。井田内奥灰岩溶水水位标高在884m～886m，9号煤层底板最低标高约为1000m，奥灰水位低于9号煤层底板标高。因此，奥灰岩溶水对8号、9号煤层开采无影响。

2.1.3采（古）空区积水对矿井充水的影响东峰煤业2号、7号煤层已采空，8号煤层在井田北部及东南部采空（西南部有部分8号煤层废弃巷道），9号煤层在井田北部有小面积采空区，部分采空区及废弃巷道分布有积水，对南部相对低处的煤层开采存在充水影响。井田北部邢家社村煤矿开采8号、9号煤层时曾对本井田越界开采，其采空区与本井田相通，由于本井田位于邢家社煤矿的下山，8号、9号煤的采空区积水对本井田开采8号、9号煤有影响。井田南部古交市河口镇扫石联办煤矿采空区积水在8号煤层，与本井田虽有随老母北断层相隔离，但其采空区积水水头高度在1100m～1127m之间，随老母北断层存在导水的可能性，因此该矿采空区积水对本井田南部开采具有一定的影响，在今后开采井田南部煤层时应对随老母北断层留设足够的防水煤柱、并进行采空积水的探测。

2.2矿井导水通道分析

2.2.1断裂及破碎带导水分析构造裂隙（断裂）包括各种节理、断层、断裂破碎带和陷落柱等，是矿井充水和矿井透水的主要通道。构造裂隙对矿井充水的影响，一方面表现在其本身的富水性；另一方面往往是各种水源进入采掘工作面的天然通道。当采掘工作面与它们相遇或接近时，与它有关的水源则会通过它们涌入井下。井田位于西山煤田东北部，随老母北断层北西盘，总体呈向南倾斜的单斜构造，地层倾角2°～14°。井田西部有一向斜构造，井田内共发现断层19条，陷落柱6个。其中F1正断层（随老母北断层）为区域性大断裂，位于井田南部边界，矿方在留设防隔水煤柱的前提先对井田采掘活动无影响。其余断层、陷落柱规模均不大，且揭露过程中均无出水现象，对矿井采掘影响较小。但生产过程中必须对已查明的断层及未发现的断层或陷落柱等可能对矿坑产生的充水影响予以重视，在断裂构造附近等危险地段作业时，必须加强探放水工作，或按相关要求留设防水煤柱，确保煤矿安全生产。

2.2.2导水裂缝带分析煤层回采后，会对煤层顶板造成扰动破坏，形成垮落带与导水裂缝带，从而会缩短其与充水水源之间的距离，有时甚至直接揭露或沟通充水含水层造成突水事故。据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中相关公式对各煤层开采形成垮落带发育高度（Hm）、导水裂缝带（Hli）发育高度进行计算，结果见表1。其中，2号煤层和7号煤层的煤层间距平均为74.47m，7号煤层和8号煤层的煤层间距平均为24.37m；8号煤层和9号煤层的煤层间距平均为3.99m。

3水害防治建议

3.1大气降水及地表水本井田沟谷发育，要加强防洪、防汛工作，每年雨季做好矿区河沟的调查工作。对工作面上部及时观测，尤其是井田北、东、西部煤层浅埋处，出现采空塌陷、裂缝及时回填，减少入渗的裂隙通道，同时保持工业场地地表排水系统畅通。

3.2含水层水开采8号煤层时矿井直接充水水源主要为太原组顶板灰岩裂隙岩溶水及山西组砂岩裂隙水，这些含水层水沿着构造裂隙及回采放顶冒落裂缝带直接向矿井充水，但是其水量较小，补给较差，矿井以排水为主。

3.3采（古）空积水在采掘中必须提前根据积水情况划定探水线、警戒线，超前探放采空积水，要投入大量的物探、钻探工作量，在工作中各种方法相互配合验证。对于积水量较大且较集中区域，要根据采掘计划集中疏放；对于零星积水区及充水性图上未标注积水的区域（因小窑开采的特点，未标注积水的区域也有存在老空水的可能）也应严格执行“预测预报、有掘必探、有采必探，先探后掘，先探后采”的防治水原则[2]。

4结语

东峰煤业随着开采范围的扩大，水害威胁愈加严重。目前东峰煤业主要水患因素为采（古）空区积水，其次为含水层水，该矿2号、7号煤层已基本采空，8号煤层北部大面积采空，目前矿方开采8号煤层中主要是防治8号煤层同层采空积水，其次是上伏煤层采空积水，防治难度大。矿方必须坚持“预测预报、有掘必探、有采必探，先探后掘，先探后采”的防治水原则，认真做好矿井水害防治工作。

参考文献：

［1］国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定［M］.北京：煤炭工业出版社，2009.

［2］张治宇.太原东山东峰煤业有限公司矿井水文地质类型划分办稿［R］.山西：山西省煤炭地质水文勘查研究院，2011.

作者：郭斌 单位：太原东山东峰煤业有限公司