丁集煤矿水文地质类型划分探讨

邵小朋，李小明

(华北科技学院安全工程学院，北京东燕郊 101601)

丁集煤矿水文地质类型划分探讨

邵小朋，李小明

(华北科技学院安全工程学院，北京东燕郊 101601)

矿井水文地质类型及其复杂程度决定水害的大小，也决定了煤矿安全部门防治水害工作的难易程度，它对矿井的开拓方式、采掘系统布置以及矿井的总体设计都有直接影响，因此煤矿水文地质类型划分工作的落实具有重要意义。根据国家新颁布的煤矿防治水规定，对丁集煤矿矿井充水因素、矿井涌水量、矿井受水害影响程度及防治水难易程度等方面分析，以实际资料为依据，遵循就高不就低的原则，提出丁集煤矿水文地质类型为中等型的结论，为经济合理地搞好矿井防治水工作提供了基础资料。

丁集煤矿:水文地质;防治水;类型划分

0 引言

水害作为矿井安全生产的主要灾害一直受人们的关注，而矿井水文地质类型及其复杂程度决定水害的大小，也决定了煤矿安全部门防治水害工作的难易程度，它对矿井的开拓方式、采掘系统布置以及矿井的总体设计都有直接影响。我国多数煤矿水文地质条件复杂，无论受水害威胁的面积、类型以及威胁的程度，都是世界上比较罕见的。尤其近几年，随着开采深度、开采强度、开采速度以及开采规模的增加和扩大，矿井突水问题日益严重［1］。因此，煤矿水文地质类型划分工作的落实，对于分析和评价矿井水害程度、水害的综合治理具有重要意义。根据《煤矿防治水规定》［2］第二章矿井水文地质类型划分及基础资料之十二条:“矿井必须对本单位的水文地质情况进行研究，及时编制矿井水文地质类型划分报告，并确定本单位的矿井水文地质类型。”在我国煤矿防治工作取得一系列成果［3－9］的基础上，编制丁集煤矿矿井水文地质类型划分报告，充分把握矿区的水文地质类型，是丁集煤矿生产发展的一项重要工作。

1 矿井概况

丁集矿井位于淮南市西北部，距淮南市洞山约50 km，行政区划隶属淮南市潘集区和凤台县丁集乡。东起十五线与潘三、潘四东煤矿相邻，西至11－2煤层露头线;北起 F27、F81－1断层，南至F86断层(与顾桥相邻)及13－1煤层－1000 m等高线地面投影线。东西走向长12～15km，南北倾向宽4～11 km，面积95.6651 km2。

丁集矿井地处淮河中游，属淮河冲积平原，区内地形平坦，地面标高一般在+21～+23 m，西北高，东南低。淮河冲积平原位于华北平原的南缘，地貌分类上属河间浅洼平原地貌。矿井煤层有9个可采煤层。其中13－1、4－1为全区可采的稳定煤层，11－2、8、5－1、4－2为大部分可采的较稳定煤层，7－2、3、1为大部分可采的不稳定煤层。

2 矿井水文地质类型划分指标评价

按照国家安全生产监督管理总局2009年发布的《煤矿防治水规定》第十一条之要求，根据矿井受采掘破坏或影响含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度，对矿井水文地质类型进行划分。

2.1 矿井受采掘破坏或影响的含水层

13－1、11－2煤层是丁集矿井目前主采煤层，煤层顶部主要含水层有新生界下部含水层、煤系砂岩裂隙含水层。

2.1.1 新生界下部含水层

目前开采11－2、13－1煤条件下，新生界下含为矿井间接充水含水层，q=0.156～0.2035L/ (s.m)，属富水性中等的含水层，其上有厚层粘土隔水层存在，与中含水层无水力联系，其本身以储存量为主，水平运动缓慢，补给水源贫乏。且目前开采B、C组煤层中的11－2和13－1煤层，浅部留设有80 m防水煤岩柱，因此11－2和13－1煤层开采对新生界下部含水层不产生破坏和影响。

2.1.2 煤系砂岩裂隙含水层

煤系砂岩裂隙水是矿井的直接充水水源。区内13－1～11－2煤层间砂岩裂隙含水层漏水孔仅4次，漏水孔率为3.2%。根据井田内三次抽水(水8孔、水29孔、二十五6)试验资料q= 0.000676～0.0348L/(s·m)。另，十九8孔因水量太小，只进行了简易抽水。对照《煤矿防治水规定》附录二《含水层富水性的等级标准》属弱富水性的含水层(q≦0.1 L/s.m)。

矿井出水点水量变化趋势均表明煤系砂岩裂隙水富水性弱，补给水源有限，为存储消耗型特征(见图1)。因此，砂岩含水层虽然是矿井直接充水水源，但对煤层开采威胁并不严重，矿井水文地质类型划分为简单类型。

图1 煤层底板砂岩突水点突水量变化趋势

2.2 矿井及周边老空水分布状况

矿井为全隐蔽式煤田，煤系地层被巨厚的新生界松散沉积物所覆盖，其厚度约324.80 m～603.10 m，因此不具备小井开采条件，无小井充水威胁;老空区分布明确，范围及积水量清楚，对矿井开采无影响。根据本项指标，属于中等类型。

2.3 矿井涌水量及预计

矿井涌水量由煤系水和生产用水构成。2013～2016(1－6月)年的矿井正常涌水量平均为81.4 m3/h，矿井最大涌水量平均为83.4 m3/h;矿井历年最大涌水量为147.4m3/h。因此，根据“正常涌水量Q1≤180;最大涌水量Q2≤300”矿井水文地质类型为简单类型。

2013年～2016年矿井C、B组煤层平均年开采面积约为77.5万 m2，结合丁集煤矿2016～2020年采场规划，预计未来三年矿井C、B组煤层平均年开采面积约为78.96万m2。

预测方法使用生产矿井比拟法:

(1)比拟条件

丁集矿井在未来3年(2017～2019)年继续开采－826水平，因此设计矿井和生产矿井的水位降深一致，S/S0=1。

(2)比拟法采用公式

注:Q—矿井预计涌水量

Q0—矿井涌水量

F—矿井预计开采面积

F0—矿井开采面积

S—水位预计降深

S0—水位降深

今后3年矿井开采预计涌水量如表1:

表1 涌水量预计表

2.4 出(突)水量

据矿井出(突)水量统计资料丁集井田内共发生出(突)水有6次。11－2煤顶底板砂岩水最大出(突)水量为13m3/h，属于“Q3≤600m3/h”范围。根据本项指标，矿井水文地质类型为中等类型。

2.5 开采受水害影响程度及防治水难易程度

矿井开采受影响的含水层主要为煤系砂岩含水层。煤系砂岩含水层防治水工作主要为:进一步完善排水系统和工作面采掘预报工作。在老空水防治方面，采空区位置水量清楚，探放水依据规定探放即可。可见，矿井开采受水害威胁较小，防治水工作有章可循，工作量较小，在技术难度方面也不难，防治水工作易于进行。根据本项指标，矿井水文地质类型为中等类型。

3 矿井水文地质类型划分

根据《矿井水文地质规定》对照矿井水文地质类型划分的分类标准结合矿井的水文地质情况，对丁集矿井进行矿井水文类型划分。

按矿井的生产情况，从受采掘破坏或影响的含水层、单位涌水量、开采受水害影响程度及防治水工作难易程度几方面来分析，属于水文地质中等型矿井(见表2)

表2 丁集矿井水文地质类型划分表

4 结语

(1)在分析丁集矿井各含水层及水体、矿井及周边老空区分布状况、矿井涌水量、开采受水害影响程度、防治水工作难易程度的基础上，针对每条分类依据分别对矿井的水文地质类型进行了划分。按照就高不就低的原则确定丁集矿井水文地质类型为中等。

(2)丁集煤矿目前主要开采11－2、13－1煤层，矿井的主要充水水源是煤系砂岩裂隙水，预计矿井正常涌水量82.2 m3/h最大涌水量93.6 m3/ h，矿井防治水工作简单。

(3)建议日常工作中坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，加强采空区积水的超前探放，消除老空水害威胁。

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Probe into Mine Hydrogeological Type Classification of Dingji Coal Mine

SHAO Xiao－peng，LI Xiao－ming

(College of Safety Engineering，North China Institute of Science and Technology，Yanjiao，101601，China)

Mine hydrogeological type and its complexity determines the size of water disaster，also determines the difficulty degree of water disasters prevention and control for coal mine safety departments，it has a direct impact on the mine development methods，mining system layout and mine design，so the division of coal mine hydrogeological type has important significance.According to the newly issued regulations of mine water prevention，with the analysis of water filling factor，mine inflow，the influence of water disasters on coal mine，and the difficulty of water prevention and control in Dingji coal mine，on the basis of practical data and the principle of something should be based on higher one，the hydrogeological condition of Dingji coal mine is classified as medium type，which provides the basic information for mine water prevention and control economically and rationally.

Dingji coal mine;hydrogeology;water prevention and control;type classification

TD741

A

1672－7169(2016)06－0020－03

2016－11－02

邵小朋(1990－)，男，河南商丘人，华北科技学院安全工程专业在读硕士研究生，研究方向:安全工程。E－mail: 2225762318@qq.com