张村矿防治水研究

许江涛

（河南工业和信息化职业学院,河南　焦作　454000）

张村矿防治水研究

许江涛

（河南工业和信息化职业学院,河南焦作454000）

摘要：详细分析了张村矿的水文地质条件，按照水文地质理论得出了矿井的突水规律，采取恰当的防治水措施，为矿井防治水工作提供了支持。

关键词：煤矿；水害；防治水

1　区域水文地质概况

张村矿位于汝州市南15km处。井田面积约9.9km2。矿区为一向北倾伏的向斜构造，其西翼南部由中寒武统毛庄组、下寒武统馒头组泥岩组成，厚约300m，构成相对隔水边界。北侧刘洼正断层落差千米，下盘寒武系灰岩与上盘三叠系地层对接，形成阻水边界，整个矿区为一基本封闭的水文地质单元。

矿区东西长20km，南北宽平均6.5km，属低山丘陵与河流冲积地貌。地形总趋势西南高，北东低，地表水体由西南向北东排泄，主要水体有燕子河、蟒川河、朝川河和朝川水库。区内地表大部分被第三、四系黄土、砂砾石层所覆盖，是大气降水补给地下水的主要区域。位于矿区中南部的朝川河，由于流经矿井开采的主要区域，地表塌陷裂隙为河水补给地下水的主要通道。

2　主要含水层特征

根据地层时代、岩性特征、空隙性质把井田内划分为九个含水层组，依次为：中、上寒武统灰岩、白云质灰岩岩溶裂隙含水层；太原组灰岩岩溶裂隙含水层；二1煤顶部砂岩孔隙裂隙含水层；四煤组顶部砂岩孔隙裂隙含水层；五煤组顶部砂岩孔隙裂隙含水层；平顶山砂岩孔隙裂隙含水层；二叠系石千峰砂岩孔隙裂隙含水层；新近系砂砾岩含水层；第四系砂砾石孔隙含水层组。

2.1太原组灰岩岩溶裂隙含水层

本层上距二1煤层平均厚度8m左右。属于底板直接充水含水层，由于灰岩厚度小，含水空间不大，地表呈条带状出露，补给面积有限，富水性虽属中等，但其充水水源主要来自寒武系灰岩、白云岩强含水层，地下水通过构造裂隙侧向或顶托补给太原组灰岩，水质类型为HCO3-Ca·Mg型。

2.2五煤组顶部砂岩孔隙裂隙含水层

该含水层由3-4层中、细粒砂岩组成，厚8.05-50.12m，平均厚度26.73m，是开采五2、五3煤层的直接充水含水层。以风化裂隙水为主，水质类型为HCO3-Ca·Mg·Na型，属砂岩孔隙裂隙富水性弱含水层。

2.3第四系砂砾石孔隙含水层组

矿区内主要出露有上更新统的黄土状亚砂土、亚粘土，含水砂层及砂砾层位于下部，松散岩类的沉积具有自南向北，由西向东增厚的特点。据民井简易抽水资料证实，单位涌水量326L/s·m，水质为HCO3-Ca型，属砂砾石孔隙强含水层。张村井田第四系不甚发育。仅在蒋公河两岸第四系沉积较厚，富水性中等。

3　区域地表水、地下水情况

3.1地表水动态

矿区河流多为季节性溪流（井田内无河流通过），是大气降水及地下水的排泄渠道。经地下水连通试验证实，地表水对矿床充水影响不明显。朝川水库汛期发生过岸壁渗漏，对矿床充水有一定的影响。

3.2地下水动态

二1煤层上部各砂岩含水层均与大气降水密切相关，雨季到达前，泉水、生产矿井出现最小流量，然后随着降水的补给而回升，快慢不一，一般10天左右到达高峰。

寒武系灰岩、白云岩含水层富水性强，由于它侧向或顶托补给太原组灰岩含水层，地下水位动态变化规律与太原组灰岩含水层相似。该含水层有一定的储水能力，动态变化受降水控制，一般雨后月余到达高峰（8月下旬到9月上旬），然后缓慢下降，到翌年雨季到达之前。表现为集中补给，常年消耗的特点。

4　主要突水实例

自建井以来，矿井发生的较大突水情况。具体如下：

编号　突水地点　突水水源　涌水量（m3/h）　突水描述及危害程度最大　最小　稳定1　-94水 平630m处小煤矿老空水透水　240　停产三天。2006年6月15日2四 -11050工作面回风巷老空水　8000　6人伤亡、停产3个月。2006年11月5日小煤矿

5　突水规律

经研究分析得出该矿井水害多由老空水造成。

6　防治水措施

在几年的煤矿防治水实践中，随着对井田水文地质条件认识的不断深入，逐步积累了丰富的防治水经验，针对不同的水害形式采取不同的防治措施。

（1）矿井在建设和生产过程中均应按照“有疑必探，先探后掘”的原则进行，矿井浅部小窑和生产矿井的积水，是威胁矿井生产安全的主要因素，设计按有关规定，除留足防水煤柱外，应探水前进；留足断层防水煤柱。

（2）小煤窑老空水防治措施：1）小煤矿对张村矿的危害是指包括老空积水、现开采或停产不久的小煤矿积水以及因小煤矿越层越界进入大矿造成边界煤柱破坏而导致对矿井构成充水危害、突水事故及水害威胁；2）小煤矿越层越界侵采使不同含水层、不同可采煤层发生了水力联系；3）利用瞬变电磁勘探技术探测二煤及四煤首采区小煤矿采空区范围及其积水情况。

参考文献：

[1] 李学伟,许江涛.平煤宁庄井防治水研究[J].科技信息,2014（11）.

[2] 邓寅生,王焕忠,文广超,等.煤矿水害防治信息化[M].北京：煤炭工业出版社,2011.

[3] 文广超,谢洪波，邓寅生.禹州煤田水文地质单元划分研究[J].河南理工大学学报（自然科学版）,2012（05）.

[4] 许江涛,刘超,文广超.平煤十三矿防治水研究[J].科技视界,2013（11）.

作者简介：许江涛（1984—），男，硕士，助教，主要从事地质测量的教学与科研工作。