張志杰

(神華神東煤炭集團公司哈拉溝煤礦，陜西 榆林 719315)

0 引言

煤礦水害與礦井瓦斯、火災等并列為主要威脅礦井安全生產的災害之一。近年來，在進行淺埋、層間距小的煤炭開采時，由于煤層上覆巖層較薄，開采的過程中上覆巖體垮落并波及上覆松散含水砂層、上覆采空區(qū)，水砂或上覆老空水通過裂隙涌入開采工作面或巷道，發(fā)生突水潰砂事故，嚴重威脅礦井的生產安全。由于突水潰砂事故具有突發(fā)性、持續(xù)性并能引發(fā)次生災害，致使礦井受到破壞，生產設備損毀，人員傷亡。因此，提前采取水害防治措施并進行采前水害安全評價，對于煤礦安全生產，具有重要的意義。

1 水文地質概況及22208綜采面地質條件

1.1 哈拉溝煤礦水文地質概況

哈拉溝煤礦第四系松散含水層的富水性較強，為哈拉溝煤礦主要的含水層，包括第四系河谷沖積層潛水和上更新統河、湖積層潛水。

第四系河谷沖積層潛水主要分布于井田西部烏蘭木倫河沿岸。巖性為砂礫卵石，沙層，各地段相差較大，富水性中等到弱。

上更新統河、湖積層潛水含水層即薩拉烏蘇組含水層，是井田內最主要的含水層。巖性為黃褐色中細砂、粗砂、含粉砂及粘土透鏡體，底部局部含小礫石。

1.2 22208綜采面地質條件

22208綜采面位于礦井二盤區(qū)，回采長度4 352.3 m，工作面斜長245.2 m，煤層厚度4.6～6.12 m，平均厚度5.5 m，煤層傾向南西(軸向NE～SW)，煤層傾角1°～3°，煤層底板標高整體為運順高于回順。

22208工作面直接頂為粉砂巖，老頂為長石中粒砂巖，直接底由泥巖、砂質泥巖以及粉砂巖組成，基本無偽頂。

2 水文地質條件分析

2.1 工作面上覆地形及頂板巖層特征

工作面上覆地面地形總體東高西低，東部為梁源區(qū)，西部為三元溝發(fā)育區(qū)，最高點位于工作面運輸順槽20聯巷附近，最低點位于三元溝南溝附近，相對高差達105 m。三元溝的發(fā)育致使地形起伏變化幅度大，沿溝谷地勢急劇降低。

2.2 工作面充水條件分析

充水水源：本工作面過地表三元溝和上覆采空區(qū)，地表無常年性徑流，主要充水水源為大氣降水、地表水、地下水采空區(qū)水。

充水通道：①導水裂縫帶。本面充水通道主要是回采后在采空區(qū)上部形成的冒落帶和裂縫帶。22208工作面煤層厚度為4.6～6.12 m，平均5.5 m，將煤層厚度數據代入“三下規(guī)程”中導水裂縫帶公式即可得到導水裂縫帶發(fā)育高度為47.6～51.4 m，最大發(fā)育高度位置位于三元溝南溝南側22208工作面回風順槽一側，靠近膠運順槽一側導水裂縫帶發(fā)育比回風順槽低；根據22208工作面埋深情況及基巖厚度，對比導水裂隙帶發(fā)育高度，可以得知導水裂縫帶發(fā)育至松散層及地表的情況，如圖1所示。根據12上煤與12煤掘進順槽及盤區(qū)大巷實測標高與22208工作面底板標高數據，可以得知，回采區(qū)域12上煤與22208工作面間距約為18～28.5 m，22煤與12上煤層間距30～38.4 m，根據導水裂縫帶發(fā)育的高度可知，當22208工作面回采后，導水裂縫帶導通上部的12上和12煤采空區(qū)；②斷層、構造等地質異常體。根據22208工作面及12煤、12上煤工作面順槽掘進資料，斷層、構造等地質異常體不發(fā)育，在12上煤和12煤掘進過程中揭露的斷層斷距小，在22208工作面掘進過程中并未揭露。整體而言，斷層對工作面的影響較??；③封閉不良鉆孔。由于工作面內鉆孔屬于多期施工，鉆孔封閉質量有時不好，故在接近鉆孔采煤時要做好預防工作，以免由于鉆孔封閉不良而成為水沙潰涌的通道。

圖1 22208工作面導水裂縫帶發(fā)育至松散層及地表范圍

充水強度：哈拉溝煤礦對22208工作面各順槽共施工的探放水孔，截至2017年2月11日涌水量13.67 m3/h，累計泄水量64 788 m3。在施工探放水鉆孔同時，對工作面附近的H158、H159地表水文孔進行了觀測，松散含水層厚度歷時曲線如圖2所示。H159觀測孔顯示含水層厚度從18.73 m下降到5.81 m，降低了12.92 m。整體而言，松散含水層在三元溝處富水性較強，存在突水潰沙的危險。

圖2 H158和H159觀測孔松散層水柱高度歷時曲線圖

3 22208工作面防治水工程評價

3.1 井下探放水工程施工情況

哈拉溝煤礦井下探放水工程主要是對松散含水層水和12煤、12上煤采空區(qū)水進行預疏放，共施工了67個鉆孔，共疏放水量64 788 m3。

3.2 井下疏放水效果分析

地表水體疏放水效果：地表水體主要為22208工作面北側的水塘，針對水塘施工了4個疏放水鉆孔，累計疏放水量為28 101 m3，目前水塘已疏干。

松散層疏放水效果：松散層水通過探放水鉆孔疏放后，對比在22207、22208兩個工作面內部三元溝南溝溝谷內的H158和H159水文長期觀測孔水位變化及降幅情況可知，22208工作面富水性比22207工作面富水性差。

采空區(qū)水疏放水效果：哈拉溝煤礦對老空水的探放孔終孔位置均設置在上覆采空區(qū)最低處，探放水起到了良好的效果。

3.3 22208工作面潰水潰沙可能性評價

水沙潰涌的4個影響因素歸納起來包括：水沙源、通道、動力源、流動空間。這4個要素的相互作用是導致水沙潰涌的內在機理，條件缺一不可，必須同時具備，方可導致工作面突水潰沙事故的發(fā)生。

因此在一些法律技術的具體操作上，應有一個統一而細致的規(guī)定。嫖宿幼女罪是指行為人對長期多次從事賣淫活動的幼女實施的性交易行為。這里我們細究來看:對“長期”的認定，可以是指從事賣淫活動在1～5個月或以上時間;“多次”可以是從事賣淫5次或5次以上;“性交易”指以物質手段為交換進行的賣淫活動，而賣淫中的性行為應作擴大解釋，除陰道性行為以外，還包括邊緣性行為和非陰道性交以獲得性快感的類似性行為。

雖然22208工作面過溝開采時上述4個條件都具備，從理論上分析，工作面過溝開采時存在潰沙的可能，但采前已對三元溝南溝內的松散含水層進行了大量的防治水工作，從22206和22207工作面殘余水頭對比情況分析，22208工作面殘余水頭要小于之前的兩個相鄰工作面，并且當工作面回采至溝谷范圍內時，殘余含水層水頭仍會降低，綜合分析，22208工作面在三元溝南溝范圍內發(fā)生大面積潰水潰沙的可能性不大，但由于距離切眼524～940 m范圍內，尤其在730 m前后，仍存在小范圍內的局部水沙混合物下涌，因此回采前需要加強防水排沙措施。

4 工作面涌水量預測及排水系統評價

4.1 22208工作面涌水量預測

工作面正常涌水量預計:

式中:松散沙層含水層滲透系數值為0.019 55 m/d，松散含水層厚度為20.01 m；基巖含水層厚度及滲透系數按0.036 7 m/d，厚度34.5 m；工作面采寬取245.2 m，周期性垮落距離取15 m。松散含水層給水度取0.04，風化基巖帶含水層給水度取0.020(參照規(guī)范選取)，地下水滲流時間和最終完成潰水時間均取3日。則Q正常=65 m3/h。

過溝開采段涌水量預計：由于工作面正常區(qū)域上覆含水層水文地質參數與過溝段水文地質參數存在差異，本處根據過溝段的水文地質條件重新選取參數，利用上述的計算方法對過溝段專門預測涌水量。松散沙層滲透系數5.1 m/d，過溝段潛水含水層厚度取7 m；基巖含水層為23.95～45 m，取其平均值34.5 m；滲透系數0.036 7 m/d，則Q溝=287 m3/h。

雨季涌水量預計：由于導水裂縫帶發(fā)育至地表，工作面除對過溝段的涌水量預計外，在正常塊段和接近溝谷段，工作面除正常涌水外，還包括降水入滲進入工作面的涌水量，因此雨季工作面涌水量計算公式

Q=Q正常+Q河+Q降

式中：Q正?！ぷ髅嬲Ｓ克浚?5 m3/h(已預計)；Q河—三元溝溝流側向補給流量，0 m3/h；Q降—降水進入工作面的涌水量，m3/h(Q降=a×μ×H×F/24，F—22208工作面過溝開采后溝谷區(qū)域匯水面積，125 000 m2，a—降水入滲系數取0.3，μ—入滲后充水系數取0.8，H—日最大降雨量，mm取神木縣氣象站降雨資料2012年7月份降雨量達178.24 mm)則雨季涌水量為289 m3/h。

4.2 排水系統評價

22208輔運順槽排水系統：①安裝DN200排水管路1趟，DN150供水管路1趟，DN100排水管路1趟，并配備有滿足排水需求的排水泵及中轉水倉。如工作面出現水量增大，可將22208輔運DN150供水管路改為排水管路。22208輔運順槽最大排水能力為328 m3/h(DN200管路流速取1.6 m/s，流量為181 m3/h；DN150管路流速取1.6 m/s，流量為101.8 m3/h；DN100管路流速取1.6 m/s，流量為45.2 m3/h)。

22208回順排水系統：22208回順安裝DN200排水管路1趟，DN150供水管路1趟，DN100排水管路1趟，DN200PE排水管路1趟，并配備有滿足排水需求的排水泵及中轉水倉。應急情況可向22207采空區(qū)注水、注沙。如工作面出現水量增大，可將22208回順DN150供水管路改為排水管路。22208回順排水能力約為509 m3/h(流速取值同上)。

排水系統評價：22208工作面排水系統最大排水能力為509+328=837 m3/h，22208工作面過溝段雨季涌水量為289 m3/h，經計算，排水系統20 h能排放24 h的工作面涌水量，因此排水系統滿足排水能力要求。

5 結論

(1)22208工作面主要充水水源為大氣降水、第四系松散層水及老空水，因此過溝段主要水害為第四系松散層水，充水通道是煤層開采后形成的垂向導水裂縫帶。

(2)在三元溝段屬薄基巖厚松散含水層地段，實施了疏放水工程，22208工作面開采在三元溝南溝范圍內發(fā)生大面積潰水潰沙的可能性不大。針對過溝開采段制定了防潰水潰沙措施，從抑制突水潰沙產生的條件來看，這些技術措施是合理有效的。

(3)整體而言，老空水對22208工作面威脅較小，松散含水層在三元溝處富水性較強，威脅相對較大。從疏水降壓角度而言，探放水工程的實施降低了工作面頂板水壓力，提高了工作面回采的安全性。

(4)工作面過溝開采段最大涌水量為287 m3/h，正常開采段涌水量為65 m3/h，雨季期間工作面涌水量為289 m3/h。22208工作面兩順槽最大排水能力為837 m3/h，結合礦井涌水量預測結果，排水能力滿足工作面排水要求。

(5)雖然工作面回采過程中大面積突水潰沙的可能性不大，但不排除回采至三元溝南溝時會有少量水沙混合物涌入到工作面，需提前做好防范措施。此外還應注意工作面回采到溝谷附近應適當降低采高，及時拉架護頂，頂板來壓時要加快工作面推進速度，防止由于漏頂造成工作面潰水潰沙；回采過程中要確保排水系統正常運轉，同時工作面兩順槽及中部要提前備好沙袋、排沙泵、鐵鍬等應急物資；要密切關注地表塌陷情況、含水層水位變化情況以及井下涌水情況，發(fā)現問題及時處理。