許江濤

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院,河南　焦作　454000）

張村礦防治水研究

許江濤

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院,河南焦作454000）

摘要：詳細(xì)分析了張村礦的水文地質(zhì)條件，按照水文地質(zhì)理論得出了礦井的突水規(guī)律，采取恰當(dāng)?shù)姆乐嗡胧?，為礦井防治水工作提供了支持。

關(guān)鍵詞：煤礦；水害；防治水

1　區(qū)域水文地質(zhì)概況

張村礦位于汝州市南15km處。井田面積約9.9km2。礦區(qū)為一向北傾伏的向斜構(gòu)造，其西翼南部由中寒武統(tǒng)毛莊組、下寒武統(tǒng)饅頭組泥巖組成，厚約300m，構(gòu)成相對隔水邊界。北側(cè)劉洼正斷層落差千米，下盤寒武系灰?guī)r與上盤三疊系地層對接，形成阻水邊界，整個(gè)礦區(qū)為一基本封閉的水文地質(zhì)單元。

礦區(qū)東西長20km，南北寬平均6.5km，屬低山丘陵與河流沖積地貌。地形總趨勢西南高，北東低，地表水體由西南向北東排泄，主要水體有燕子河、蟒川河、朝川河和朝川水庫。區(qū)內(nèi)地表大部分被第三、四系黃土、砂礫石層所覆蓋，是大氣降水補(bǔ)給地下水的主要區(qū)域。位于礦區(qū)中南部的朝川河，由于流經(jīng)礦井開采的主要區(qū)域，地表塌陷裂隙為河水補(bǔ)給地下水的主要通道。

2　主要含水層特征

根據(jù)地層時(shí)代、巖性特征、空隙性質(zhì)把井田內(nèi)劃分為九個(gè)含水層組，依次為：中、上寒武統(tǒng)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r巖溶裂隙含水層；太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層；二1煤頂部砂巖孔隙裂隙含水層；四煤組頂部砂巖孔隙裂隙含水層；五煤組頂部砂巖孔隙裂隙含水層；平頂山砂巖孔隙裂隙含水層；二疊系石千峰砂巖孔隙裂隙含水層；新近系砂礫巖含水層；第四系砂礫石孔隙含水層組。

2.1太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層

本層上距二1煤層平均厚度8m左右。屬于底板直接充水含水層，由于灰?guī)r厚度小，含水空間不大，地表呈條帶狀出露，補(bǔ)給面積有限，富水性雖屬中等，但其充水水源主要來自寒武系灰?guī)r、白云巖強(qiáng)含水層，地下水通過構(gòu)造裂隙側(cè)向或頂托補(bǔ)給太原組灰?guī)r，水質(zhì)類型為HCO3-Ca·Mg型。

2.2五煤組頂部砂巖孔隙裂隙含水層

該含水層由3-4層中、細(xì)粒砂巖組成，厚8.05-50.12m，平均厚度26.73m，是開采五2、五3煤層的直接充水含水層。以風(fēng)化裂隙水為主，水質(zhì)類型為HCO3-Ca·Mg·Na型，屬砂巖孔隙裂隙富水性弱含水層。

2.3第四系砂礫石孔隙含水層組

礦區(qū)內(nèi)主要出露有上更新統(tǒng)的黃土狀亞砂土、亞粘土，含水砂層及砂礫層位于下部，松散巖類的沉積具有自南向北，由西向東增厚的特點(diǎn)。據(jù)民井簡易抽水資料證實(shí)，單位涌水量326L/s·m，水質(zhì)為HCO3-Ca型，屬砂礫石孔隙強(qiáng)含水層。張村井田第四系不甚發(fā)育。僅在蔣公河兩岸第四系沉積較厚，富水性中等。

3　區(qū)域地表水、地下水情況

3.1地表水動態(tài)

礦區(qū)河流多為季節(jié)性溪流（井田內(nèi)無河流通過），是大氣降水及地下水的排泄渠道。經(jīng)地下水連通試驗(yàn)證實(shí)，地表水對礦床充水影響不明顯。朝川水庫汛期發(fā)生過岸壁滲漏，對礦床充水有一定的影響。

3.2地下水動態(tài)

二1煤層上部各砂巖含水層均與大氣降水密切相關(guān)，雨季到達(dá)前，泉水、生產(chǎn)礦井出現(xiàn)最小流量，然后隨著降水的補(bǔ)給而回升，快慢不一，一般10天左右到達(dá)高峰。

寒武系灰?guī)r、白云巖含水層富水性強(qiáng)，由于它側(cè)向或頂托補(bǔ)給太原組灰?guī)r含水層，地下水位動態(tài)變化規(guī)律與太原組灰?guī)r含水層相似。該含水層有一定的儲水能力，動態(tài)變化受降水控制，一般雨后月余到達(dá)高峰（8月下旬到9月上旬），然后緩慢下降，到翌年雨季到達(dá)之前。表現(xiàn)為集中補(bǔ)給，常年消耗的特點(diǎn)。

4　主要突水實(shí)例

自建井以來，礦井發(fā)生的較大突水情況。具體如下：

編號　突水地點(diǎn)　突水水源　涌水量（m3/h）　突水描述及危害程度最大　最小　穩(wěn)定1　-94水 平630m處小煤礦老空水透水　240　停產(chǎn)三天。2006年6月15日2四 -11050工作面回風(fēng)巷老空水　8000　6人傷亡、停產(chǎn)3個(gè)月。2006年11月5日小煤礦

5　突水規(guī)律

經(jīng)研究分析得出該礦井水害多由老空水造成。

6　防治水措施

在幾年的煤礦防治水實(shí)踐中，隨著對井田水文地質(zhì)條件認(rèn)識的不斷深入，逐步積累了豐富的防治水經(jīng)驗(yàn)，針對不同的水害形式采取不同的防治措施。

（1）礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中均應(yīng)按照“有疑必探，先探后掘”的原則進(jìn)行，礦井淺部小窯和生產(chǎn)礦井的積水，是威脅礦井生產(chǎn)安全的主要因素，設(shè)計(jì)按有關(guān)規(guī)定，除留足防水煤柱外，應(yīng)探水前進(jìn)；留足斷層防水煤柱。

（2）小煤窯老空水防治措施：1）小煤礦對張村礦的危害是指包括老空積水、現(xiàn)開采或停產(chǎn)不久的小煤礦積水以及因小煤礦越層越界進(jìn)入大礦造成邊界煤柱破壞而導(dǎo)致對礦井構(gòu)成充水危害、突水事故及水害威脅；2）小煤礦越層越界侵采使不同含水層、不同可采煤層發(fā)生了水力聯(lián)系；3）利用瞬變電磁勘探技術(shù)探測二煤及四煤首采區(qū)小煤礦采空區(qū)范圍及其積水情況。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李學(xué)偉,許江濤.平煤寧莊井防治水研究[J].科技信息,2014（11）.

[2] 鄧寅生,王煥忠,文廣超,等.煤礦水害防治信息化[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2011.

[3] 文廣超,謝洪波，鄧寅生.禹州煤田水文地質(zhì)單元劃分研究[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2012（05）.

[4] 許江濤,劉超,文廣超.平煤十三礦防治水研究[J].科技視界,2013（11）.

作者簡介：許江濤（1984—），男，碩士，助教，主要從事地質(zhì)測量的教學(xué)與科研工作。