浅谈鹤煤八矿水害及防治措施

李卫兵 刘青

摘要：水害是煤矿中常见的主要灾害之一，如果防治不到位而发生突水事故，不仅会影响正常生产，还会造成人员伤亡和财产损失，危害十分严重。通过分析鹤煤八矿的水文地质条件得出煤层开采受水害的影响程度，并提出了针对性的防治措施，确保煤矿安全生产。

关键词：鹤煤八矿煤矿 水害类型 防治措施 水文地质

1 井田水文地质概况

鹤壁煤田为隐伏煤田，地表出露为第四系，煤系地层露头之上为第三系。本井田内第三系砾岩含水层底部，普遍存在一层厚薄不等的粘土隔水层，自然条件下使煤系地层含水层的补给条件受到限制，开采煤层条件下，第三系底部的粘土层已失去隔水作用，使第三系含水层中的水进入矿井。鹤煤八矿经鹤煤公司专家组评定，于2010年5月水文地质类型划分为中等。

2 矿井充水条件

2.1 充水特征。矿井涌水量受大气降水的控制，呈明显的季节性变化，这种季节性的变化有一定的滞后现象，一般在3～4个月达到高峰。矿井充水形式以渗水、滴水和淋水为主。

2.2 充水水源和充水通道。矿井的充水水源主要为上部二1煤层采空区积水、第三系砾岩水、煤层顶底板砂岩水、八灰水、二灰水和奥陶系岩溶承压水。充水通道主要由采空区矿压造成的底板破裂、采动造成的“三带”波及地表的塌陷及裂隙缝、断层、陷落柱以及封闭不良钻孔进入巷道进而引发突水。

2.3 充水因素分析。①大气降水。它是井田地表水和地下水的主要补给来源，补给途径主要是通过第四系残坡积层和基岩风化带以及老窑塌陷区、采空地裂缝等渗入。大气降水是矿井充水的主要因素，从长期观测结果可以明显地看出，矿井涌水量受降水影响十分明显，雨季最大涌水量是正常涌水量的1～2倍。②上覆采空区积水。由于鹤煤八矿开采历史较久，-400以上的二1煤层基本采完。采空区积水可在顶板薄弱带与充水通道沟通形成顶板突水。③地下含水层水。八矿地下含水层主要有第三系砾岩水、煤层顶底板砂岩水、八灰水、二灰水和奥陶系灰岩水。第三系砾岩水在浅部，八矿现在深部开采，离煤层较远，一般对煤层开采无直接充水危害；煤层顶底板砂岩水、八灰水为矿井的直接充水水源，含水性弱。均为顶板淋水，八灰水最大涌水量40m3/h，随着开采面积的增加，涌水量将有所增加。④二灰水和奥陶系岩溶水。二灰水本含水性较弱，但通过断层与奥灰水导通时，对矿井产生很大威胁。奥陶系岩溶水是石炭～二叠系煤层下伏含水层，平均厚度516.14m，钻孔单位涌水量0.05～0.429L/s.m。寒武奥陶系虽然属于间接含水层，在构造破碎带或封闭不良的钻孔地带，奥灰水会成为矿井的直接充水水源，是矿井防治水的重要对象。

3 煤层开采受水害影响的程度

3.1 大气降水对煤层开采的影响。本区为大陆性气候区，降水量分配不均，主要集中在7～9月，年平均降雨量约400mm，大气降水通过黄土区、基岩区、地表裂缝等入渗补给地下水，成为矿井的间接但很重要的补给水源。

3.2 地表水体对煤层开采的影响。井田的东部为寒武～奥陶系和石炭～二叠系地层的裸露区或浅埋区，地表水将通过上述地层的裂隙、层理补给碎屑岩裂隙水和岩溶水，辗转进入矿井。每年7～9月份雨季来临后，矿井涌水量将明显增加。

3.3 地下水体对煤层开采的影响。第三系砾岩水在浅部，八矿现在深部开采，离煤层较远，一般对煤层开采无影响。煤层顶底板砂岩水含水性弱，煤层开采时自行疏放。八灰水以静储量为主，水力联系差，静储量不大，在岩巷掘进前，提前打钻疏放。煤层在开采过程中都存在导通上部砂岩含水层及上部煤层采空区积水的可能，虽然各含水层富水性较弱，但在降雨量丰沛的季节各含水层将会通过构造裂隙得到补给，含水性相对较好，给矿井生产造成一定威胁。

3.4 奥灰水对矿井的充水的影响。奥陶系灰岩含水层是煤系间接充水含水层。本区岩溶发育具有不均一性，在断层密集带，岩溶发育，富水性中等，远离断裂带，岩溶极不发育，富水性弱，本区岩溶水位标高+122m，正常情况都不存在底板突水，但在断层破碎带及褶皱轴部节理密集带奥灰水极易通过岩体的薄弱地段突入矿井，是最具威胁的矿井充水水源。

3.5 构造对矿井充水的影响。八矿井田内，构造以断裂为主，是影响煤层底板高差的主要因素。-400m以浅，通过前期勘探和采掘生产证实，断层有89条，其中落差≥20m的断层有8条，落差≥10-20m的断层有9条，落差<10m有72条，-400m～-800以浅，通过勘探发现落差大于5m断层35条，均为高角度正断层，断层密度7.95条/km2；按落差分，≥100～200m的5条、≥50～100m的3条、≥20～50m的10条、≥5～20m的17条；按展布方向分，NNE向4条，NE向26条，NEE向5条断层，陷落柱1个，由于断层、陷落柱的存在，改变了煤层开采的有利条件，构成了二1煤层采空区积水和二灰水、奥灰水进入矿井的充水通道，具有很大隐患。

3.6 封闭不良钻孔对矿井充水的影响。八矿施工钻孔较多，多数钻孔都是用水泥浆封孔至石炭～二叠系二1层煤30m及煤下40m。八矿个别封闭不良钻孔都在浅部对深部回采没有影响。深部个别钻孔，封孔资料不详，在巷道掘进及工作面遇到这些钻孔时，会造成水害威胁。

4 水害防治措施

坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，落实“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施。执行“物探先行、钻探验证、有疑必探、不探不掘进”的工作方法。矿总工程师为防治水的技术负责人，在矿长领导下组织技术人员制定有针对性的矿井水害防治工作方案和安全技术措施，建立健全防治水组织机构，并加大防治水害的安全专项投入，加强矿井防治水技术管理工作。并针对具体的水害制订具体的防治措施。

4.1 对断层、陷落柱水的防治采取物探、留设防水煤柱、注浆等综合方法。鹤煤八矿断裂构造比较发育，因此，在采掘之前采用物理探测和钻探技术手段相结合对采区内断层、陷落柱进行勘探，确定其分布范围、落差、延展情况、确切位置及区内断层的富水性。在导水断层、陷落柱和采场之间留设防水煤柱，并采取注浆加固或疏水降压等安全措施。

4.2 对煤系含水层水以排水为主。矿井涌水点的充水水源主要为煤层顶板砂岩、石灰岩裂隙水，这些含水层水沿着构造裂隙及回采放顶冒落裂隙带直接向矿井充水，但其水量较小，补给较差。以排水为主，掘进前做好超前探查的同时完善排水系统。

4.3 对上部采空区积水采用岩巷钻探疏放的方法。在采掘之前利用岩中巷编制探放水设计，根据先前的采空区的范围、积水情况，在岩中巷向采空区打孔提前疏放，然后在煤巷掘进过程中，制定探掘措施，先探后掘，长探短掘。

4.4 奥灰水的防治，首先在工作面开采之前，应首先利用先进的物探技术，查清下部岩溶水富水条件，划分富水块段，并探测分析煤层底板中存在的天然导水通道以及采动影响后可能形成的新的导水通道。对于断层破碎带、导水断层、节理、裂隙密集带要预先注浆加固底板隔水层，并做好超前探放、疏干降压，做到防患于未然，才能有效地防止突水事故的发生。

4.5 在采取上述措施的同时，每个掘进工作面要挂有避灾路线牌板，关键地点设有避灾指向标识，以提高救灾能力和效果；雨季前要调查地面裂缝并填充；井下排水沟和水仓要进行清淤，保证正常的排水和储水；还要完善井下排水系统，必须预备专用的排水设备，除保证正常排水工作外，还要有足够的设备预防突发水害的抢险工作。一旦出现灾情，立即启动紧急预案，将损失减小到最低程度。

5 结语

矿井防治水工作是一项长期的、细致的系统工程。经近几年的实践，各种水害的防治基本上已有了成熟的方法。除了技术手段之外，尤为重要的是安全管理和企业对防治水工作的重视程度，防治水工作的落实、组织机构、专业队伍建设、人才培养及防治水工作实施保障机制等方面，也应加强重视。只要加强管理，加大防治水工程投入，煤矿水害是可以避免的，水害损失也是可以减小的。

参考文献：

[1]陈兆芹，杨予生，高国军，段宏群.煤矿防治水管理模式探讨[J].价值工程，2010（09）.

[2]虎维岳，田干.我国煤矿水害类型及其防治对策[J].煤炭科学技术，2010（01）.

[3]刘国林，潘懋，尹尚先.当前煤矿水害防治应注意的几个问题[J].华北科技学院学报，2009（03）.

作者简介：

李卫兵（1978-），男，河南商水人，助理工程师，2006年毕业于河南省工程学院工程地质勘查专业，现任鹤壁煤电公司第八煤矿地测科地质技术主管。