謝麗蘋

（山西省煤炭工業(yè)廳資源地質(zhì)局，山西 太原 030045）

1 井田概況

本井田位于沁水煤田陽泉煤炭國家規(guī)劃區(qū)東南部，區(qū)內(nèi)大部被黃土覆蓋，西部的山坡及山梁出露有二疊系上石盒子組。該區(qū)地層從老至新分述如下：奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）；石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）；石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）；二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）；二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）；二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）；第四系（Q）受區(qū)域構(gòu)造影響，井田總體為一較寬緩的褶曲構(gòu)造，向、背斜相間排列，井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)向背斜6個(gè)，地層平緩，傾角2°～9°，東南角較陡傾角達(dá)14°,斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)斷層，共發(fā)現(xiàn)陷落柱37個(gè)。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖，井田地質(zhì)構(gòu)造尚屬簡單。

該井田主要可采煤層為山西組的3#煤層和太原組的9#、15#煤層。

2 礦井水文地質(zhì)類型劃分

2.1 受采掘破壞和影響的含水層及水體

根據(jù)《三下采煤規(guī)程》，冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶最大高度計(jì)算公式選用如下：

3#、9#、15#煤層以上頂板巖性為砂質(zhì)泥巖、砂巖、粉砂巖和泥巖為主，選用公式如下：

式中：Lf：預(yù)測冒落帶最大高度；

Hli：導(dǎo)水裂隙帶最大高度；

3#煤層冒落帶最大高度為10.35 m，導(dǎo)水裂隙帶最大高度為38.56 m。

9#煤層冒落帶最大高度為8.12 m，導(dǎo)水裂隙帶最大高度為31.19 m。

15#煤層冒落帶最大高度為15.70 m，導(dǎo)水裂隙帶最大高度為52.93 m。

根據(jù)冒落帶最大高度及導(dǎo)水裂隙帶最大高度計(jì)算，3#、9#、15#煤層產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶在埋藏淺處可溝通地表水體和大氣降水，故其充水含水層為煤層之上的石炭上統(tǒng)太原組石灰?guī)r溶隙及砂巖裂隙含水層、二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層組、二疊系上、下石盒子組砂巖裂隙含水層組、第四系砂礫石層孔隙含水層。上述含水層均屬弱富水性含水層，其對3#、9#、15#煤層開采影響相對較小，但不排除局部K2-K4等灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育，局部富水性大，可對9#、15#煤層開采造成突水影響。

因此，開采井田內(nèi)3#、9#、15#煤層時(shí)，采掘破壞或影響的含水層及水體劃分類別為中等。

2.2 礦井及周邊老空水分布狀況

該礦井田內(nèi)3#、15#煤層已形成較大面積的采空區(qū)，其積水范圍較廣、積水量較大。據(jù)估算，3#、15#煤層中，采空區(qū)、采空破壞區(qū)積水面積分別為109 688 m2、879 477 m2，積水量分別為18 048 m3、673 465 m3，有可能造成礦坑突水。位于本井田西部及西北部的煤礦，東南部煤的某礦均開采過3#、15#煤層，其采掘范圍距本井田較遠(yuǎn)，其間為實(shí)體煤，所以其采空積水對本井田開采無影響；位于本井田東部的某煤礦，其采掘范圍距本井田100 m以外，可能會(huì)對本礦井煤層開采造成影響，礦方應(yīng)高度注意；位于本井田北部的某礦與本井田可能存在采掘系統(tǒng)連通現(xiàn)象，其積水對該井田今后的開采可造成威脅。

因此，井田內(nèi)開采3#、15#煤層礦井及周邊分布狀況劃分類別為中等，9#煤層為簡單。

2.3 礦井涌水量

該礦現(xiàn)處于基建階段，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬t/a。經(jīng)計(jì)算，3#煤層礦井正常涌水量為361 m3/d，最大涌水量為562 m3/d；15#煤層礦井正常涌水量為633 m3/d，最大涌水量為916 m3/d。9#煤層水文地質(zhì)條件介于3#、15#煤層之間，故其礦井涌水量介于3#、15#煤層礦井涌水量之間。

根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》3#、9#、15#煤層 Q正常＜180 m3/h，Q最大＜300 m3/h，因此，礦井涌水量類別劃分為簡單。

2.4 突水量

據(jù)調(diào)查，井田內(nèi)開采3#、15#煤層開采過程中未發(fā)現(xiàn)突水現(xiàn)象，無突水量。

因此，3#、9#、15#煤層礦井突水量劃分類別為簡單。

2.5 開采受水害影響程度

井田內(nèi)以往開采3#、15#煤層，未發(fā)生過突水事故，現(xiàn)主要水害為井田內(nèi)采空區(qū)、老空區(qū)、采空破壞區(qū)積水及周邊礦井采空積水充水威脅。根據(jù)冒落帶最大高度及導(dǎo)水裂隙帶最大高度計(jì)算，同時(shí)在結(jié)合煤層開采后底板擾動(dòng)破壞深度（取經(jīng)驗(yàn)值16 m）基礎(chǔ)上，該礦開采下部煤層時(shí)所產(chǎn)生的最大導(dǎo)水裂隙帶均可達(dá)到上部相鄰的可采煤層采空區(qū)水平高度，加之導(dǎo)水裂隙帶的傳遞作用，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致上部各可采煤層采空積水涌入下部煤層中，對礦井的生產(chǎn)、開采造成威脅。

雖然石炭上統(tǒng)太原組石灰?guī)r溶隙及砂巖裂隙含水層富水性弱，但不排除局部K2-K4等灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育，局部富水性大，可對9#、15#煤層開采造成突水影響。

同時(shí)，井田內(nèi)陷落柱較發(fā)育，以往施工鉆孔較多，且封閉情況不清，陷落柱與封閉不良鉆孔可能形成導(dǎo)水通道對礦井開采造成威脅。

此外，該地段各可采煤層埋藏淺，雨季洪水將有可能沿導(dǎo)水裂隙滲入礦井而造成水害，應(yīng)加強(qiáng)防范。

因此，礦井開采受水害影響程度劃分類別為中等。

2.6 防治水工作難易程度

由以上分析得出，3#、9#、15#煤層礦井防治水工作相對來說易于進(jìn)行，礦井防治水工作難易程度為中等。

綜上所述，3#、9#、15#煤層水文地質(zhì)條件應(yīng)為中等類型。

3 礦井水害防治措施

3.1 技術(shù)措施

（1）在礦井生產(chǎn)期間，要進(jìn)一步加強(qiáng)水文勘探工作，特別是采空區(qū)積水和導(dǎo)水構(gòu)造的探測與研究，需建立完善的井下水文動(dòng)態(tài)觀測系統(tǒng)，加強(qiáng)水文地質(zhì)研究，進(jìn)一步摸清水文地質(zhì)條件，做到有針對性的防治。礦井生產(chǎn)過程中，必須堅(jiān)持有掘必探，先探后掘的探放水原則。

（2）井下巷道基本沿煤層布置，在巷道的低洼處均設(shè)有集水坑并配備了小水泵，確保良好的勞動(dòng)環(huán)境；確保水倉、排水管路、水泵的正常工作；如礦方在實(shí)際開采過程中涌水量增大，可根據(jù)實(shí)際情況增大水泵型號(hào)。

（3）回采工作面順槽配備探放水使用設(shè)備。礦井掘進(jìn)工作面配備探水鉆，務(wù)必做到有掘必探，井下各積水點(diǎn)均設(shè)置小水泵。

（4）對于本礦井采空區(qū)，生產(chǎn)過程中應(yīng)指定專人進(jìn)行經(jīng)常性的巡視，對采空區(qū)地表產(chǎn)生的裂縫和塌陷區(qū)進(jìn)行回填、灌漿或開挖溢洪道，疏通水道，防止雨季洪水沿塌陷裂縫灌入井下而造成災(zāi)害事故。

（5）對通往采空區(qū)的廢巷道必須封閉密實(shí)，保證不透水，對于經(jīng)過采空區(qū)的巷道及其他支護(hù)困難的巷道，應(yīng)采取料石砌碹等特殊支護(hù)方式，以保證其支護(hù)效果。

（6）礦方根據(jù)實(shí)際開采計(jì)劃和巷道掘進(jìn)進(jìn)度，制定相應(yīng)的年、季度防治水計(jì)劃。

（7）在井田邊界、采空區(qū)、風(fēng)氧化帶、村莊留設(shè)足夠的保安煤柱。

（8）在開采過程中，遇到采空區(qū)時(shí)，要加強(qiáng)探放水措施，明確其確切位置，留設(shè)足夠的防水煤柱，堅(jiān)持有水必放、先治后采。

（9）在今后開采過程中，應(yīng)對井田內(nèi)采空區(qū)積水范圍、位置調(diào)查清楚，應(yīng)提前探放本煤層上游采空區(qū)及開采部上部煤層采空區(qū)。若采空區(qū)存在積水，則應(yīng)提前先將采空區(qū)內(nèi)積水通過管路排放掉，排除上部煤層采空區(qū)積水及本煤層中高標(biāo)、高積水威脅，確保采空區(qū)積水不會(huì)對工作面構(gòu)成危險(xiǎn)而后方還可繼續(xù)生產(chǎn)，嚴(yán)禁頂水作業(yè)。

另外，要注意斷層、陷落柱及影伏構(gòu)造的導(dǎo)水性，防止其對開采造成威脅。

3.2 管理措施

加強(qiáng)日常防汛宣傳，建立探放水管理制度；做好防水計(jì)劃；成立“雨季”三防指揮部，組織雨季前“三防”大檢查；加強(qiáng)職工培訓(xùn)，保證礦井的安全生產(chǎn)。