王 鵬

(山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局，山西 太原 030045)

1 前言

金達(dá)煤業(yè)為兼并重組礦井，兼并重組后礦井生產(chǎn)能力提高至12Mt/a，礦井主要含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。

二疊系下統(tǒng)山西組厚度49.22～76.50m，平均59.48m，巖性由灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖和灰、灰白色粉細(xì)砂巖及煤層組成，含煤6層，分別為1號、2上號、2號、3號、4號、5號煤層，4號煤層為較穩(wěn)定大部可采煤層。煤層平均總厚度1.84m，含煤系數(shù)3.09%。

石炭系上統(tǒng)太原組厚度65.10～98.69m，平均73.89m，含煤7層，分別為7上號、7號、8號、9號、10號、11號、12號煤層。煤層平均總厚10.05m。

礦井隔水層有本溪組及太原組底部泥質(zhì)巖類隔水層，太原組及山西組、上、下石盒子組灰?guī)r、砂巖含水層層間泥質(zhì)巖類隔水層。

對礦井充水有影響的水源主要有大氣降水、地表水、含水層水及采空區(qū)水，其影響程度取決于上述各水體的發(fā)育程度或富水性，以及水體同開采煤層的關(guān)系。

2 礦井涌水量構(gòu)成及預(yù)測

2.1 礦井涌水量構(gòu)成

本煤礦未發(fā)生過礦井涌水、突水現(xiàn)象，礦井充水多以頂板滲水、淋水為主。

2.2 礦井涌水量預(yù)測

由于本煤礦有多年的開采歷史，礦井涌水量與礦井產(chǎn)量有一定的相關(guān)性，因此，可用類比法預(yù)計(jì)礦井涌

水量。

礦井涌水量預(yù)計(jì)公式為[1]

Kp=Qo/Po

Q=Kp×P

式中：Kp——含水系數(shù)，m3/t；

Qo——礦井涌水量，m3/d；

Po——產(chǎn)量，t/d；

P——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。

金達(dá)煤業(yè)現(xiàn)開采10號煤層，目前礦井現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)120萬t/年，現(xiàn)礦井正常涌水量600m3/d(25.0m3/h)，最大涌水量804m3/d(33.5m3/h)。礦井核定生產(chǎn)能力150萬t/年，平均日產(chǎn)量4 545t/d。經(jīng)計(jì)算，經(jīng)計(jì)算目前本礦富水系數(shù)為0.165～0.221m3/t。當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力達(dá)到150萬t/年時(shí)，預(yù)計(jì)礦井正常涌水量為750m3/d(31.25m3/h)，礦井最大涌水量為1 005m3/d(41.88m3/h)。

煤礦內(nèi)11號煤層尚未開采，相鄰礦也未采。由于煤礦內(nèi)9號、10號、11號煤層同屬于太原組，且太原組含水層富水性弱- 中等，層間距很小。9號、10號、11號煤層水文地質(zhì)條件相似，故煤礦內(nèi)開采11號煤層，礦井生產(chǎn)能力達(dá)150萬t/年時(shí)，預(yù)測礦井涌水量與9號10號煤層相近。

今后隨著開采范圍的不斷擴(kuò)大，井下涌水量可能會(huì)增加，必須引起高度注意。另外，在煤層埋藏較淺的區(qū)段開采時(shí)，必須加強(qiáng)雨季地面的巡視工作，防止雨季洪水通過裂隙或尚未發(fā)現(xiàn)的廢棄小窯巷道直接導(dǎo)入礦井而發(fā)生水害事故，必須嚴(yán)格按照《煤礦防治水細(xì)則》執(zhí)行，加強(qiáng)礦井水文地質(zhì)工作和防治水工作。

3 煤礦水害防治措施

煤礦內(nèi)4號煤層已基本采空，9號煤層已大部采空，現(xiàn)開采10號煤層，10號煤層已部分采空。據(jù)調(diào)查井下主要出水點(diǎn)3個(gè)，其涌水情況見表1。

表1 煤礦涌水點(diǎn)情況統(tǒng)計(jì)表

本煤礦主要水害是采(古)空區(qū)積水，礦井水害防治措施有以下幾個(gè)方面。

3.1 地面防水

(1)本煤礦井口和工業(yè)廣場大多在溝谷邊緣，雖然高于當(dāng)?shù)刈罡吆樗唬珣?yīng)在井口上緣相關(guān)地段挖鑿截洪溝，防止山坡洪水對礦井造成危害。

(2)矸石和爐渣等固體廢物不得棄于河中，以免淤積河床，造成堵塞。

3.2 井下防治水

(1)必須按礦井設(shè)計(jì)留設(shè)礦界、村莊煤柱及防水煤柱。

(2)堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報(bào)，有掘必探，探掘分離，先探后掘，先治后采”的方針，因此在井下生產(chǎn)，特別是在采空區(qū)附近的煤層開采時(shí)，要提前進(jìn)行探放水，防止造成透水事故[2]。

3.3 防治水應(yīng)急預(yù)案

(1)經(jīng)鑒定有較大出水和突水威脅或水災(zāi)已發(fā)生后，應(yīng)緊急啟動(dòng)并進(jìn)入突水事故應(yīng)急救援預(yù)案工作。調(diào)度按預(yù)案通知所有水害搶險(xiǎn)、營救、處理指揮部成員到調(diào)度待命。

①跟班隊(duì)長、班長和安監(jiān)員要負(fù)責(zé)迅速撤出受水威脅人員，清點(diǎn)人數(shù)，同時(shí)按預(yù)案程序要求，將具體情況迅速、準(zhǔn)確報(bào)告礦調(diào)度和隊(duì)值班。

②礦調(diào)度負(fù)責(zé)通知所有受水威脅地點(diǎn)的人員撤離，其他受水威脅地點(diǎn)的人員接到調(diào)度通知后，跟班隊(duì)長、班長和安監(jiān)員要迅速負(fù)責(zé)按避災(zāi)路線撤出受水威脅人員，清點(diǎn)人數(shù)，同時(shí)報(bào)告礦調(diào)度和隊(duì)值班。

③施工單位跟班隊(duì)長、班長要密切監(jiān)測水情變化和所有水泵的排水情況，并與礦調(diào)度保持密切聯(lián)系。

④礦值班調(diào)度員接到匯報(bào)后，做好記錄，同時(shí)按該預(yù)案匯報(bào)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，通知搶險(xiǎn)、營救的相關(guān)單位做好待命準(zhǔn)備。并與施工單位跟班隊(duì)長、班長保持密切聯(lián)系，掌握水情進(jìn)展情況。

⑤在具備通風(fēng)條件的收作上山上口附近建立現(xiàn)場指揮站，負(fù)責(zé)上傳下達(dá)和現(xiàn)場搶險(xiǎn)的領(lǐng)導(dǎo)、平衡。現(xiàn)場指揮站備有救生器、擔(dān)架、醫(yī)藥急救器材和其他救災(zāi)設(shè)備、工具、材料等。

⑥有關(guān)礦領(lǐng)導(dǎo)接到調(diào)度電話通知后，會(huì)同相關(guān)職能科室和搶救、營救、處理指揮部成員一道深入現(xiàn)場，收集水文資料后，與指揮部成員制定方案進(jìn)行實(shí)施。

⑦當(dāng)發(fā)生遇險(xiǎn)人員被困時(shí)，要及時(shí)通知礦山救護(hù)隊(duì)，礦山救護(hù)隊(duì)根據(jù)指揮部的命令，按照事故搶險(xiǎn)、營救、處理方案，積極實(shí)施搶險(xiǎn)救援工作。

⑧相關(guān)單位按預(yù)案準(zhǔn)備足夠的救災(zāi)材料，待命。

(2)當(dāng)工作面產(chǎn)生突水，兩巷道排水能力能滿足時(shí)，要安排專人加強(qiáng)排水系統(tǒng)維護(hù)及排水，排水設(shè)備及設(shè)施保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，排水路線暢通。

(3)當(dāng)工作面突水水量增加較快、預(yù)計(jì)排水能力達(dá)不到或排水能力已不能滿足時(shí)，要切斷電源，按避災(zāi)路線迅速撤離，進(jìn)入安全地帶。

(4)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案到結(jié)束，保運(yùn)隊(duì)和供電隊(duì)要檢測中央泵房的排水能力和中央變電所安全狀況。當(dāng)中央泵房的排水能力，出現(xiàn)危險(xiǎn)信號時(shí)，要超前及時(shí)匯報(bào)，緊急啟動(dòng)第二層次的礦井水害搶救、營救、處理應(yīng)急預(yù)案。

(5)事故處理結(jié)束后，恢復(fù)事故破壞的各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，使之正常運(yùn)轉(zhuǎn)，搶險(xiǎn)救災(zāi)指揮部工作方可結(jié)束。

4 結(jié)論

通過對礦井的涌水量進(jìn)行了預(yù)測，并提出了煤礦水害防治水措施。研究結(jié)果表明，礦井實(shí)際生產(chǎn)120萬t/年，礦井正常涌水量600m3/d，最大涌水量804m3/d。當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力達(dá)到150萬t/年時(shí)，預(yù)計(jì)礦井正常涌水量為750m3/d，礦井最大涌水量為1 005m3/d。